几种钝体冷态空气动力场的分析

测量了几种不同钝体后的冷态速度场,分析了燃烧器中钝体锥角、高宽比以及钝体壁面粗糙度对回流区、回流率、射流速度衰减的影响。提出了设计“弯管＋钝体”结构形式的燃烧器中钝体的最佳锥角范围,并试图在钝体表面垂直来流方向加横条,以增加其粗糙度     

护罩双内回流燃烧器的试验及研究

首次提出一种新型煤粉锅炉燃烧器—护罩双内回流燃烧器,该燃烧器由一端与一次风管相联,另一端高度与一次风管相等而宽度方向渐扩的护罩,以及对称加装在护罩内,顶端与一次风管重合的双非流线体组成,燃烧器出口与炉壁相平行。针对该燃烧器,测定了结构参数对回流区的影响,利用三维PDA测量了回流区内气流速度,湍动能,切应力以及颗粒浓度的分布,并在3.35×10~5kJ/h(20kg/h)的单角炉上进行了热态试验,试烧了加福,松木坪,青山等三种不同类型的煤,最后分析了该燃烧器的稳燃机理。     

燃烧器摆角对锅炉安全经济运行的影响

<正>1燃烧器介绍某电厂300 MW锅炉是采用美国燃烧工程公司ABB-CE的引进技术设计和制造的。锅炉采用四角布置的切向摆动式燃烧器,燃烧器采用水平浓淡煤粉燃烧技术,以提高锅炉低负荷运行的能力,水平浓淡煤粉燃烧器是利用煤粉入燃烧器一次风喷嘴体后,经百叶窗的分离作用,将一次风气流分成浓淡两部分;两部分之间用垂直隔板分开,燃烧器出口处设有带波纹形的稳燃钝体。浓相气流的煤粉浓度高着火特性     

新型煤粉开缝钝体燃烧器的稳焰机理与应用

开缝钝体燃烧器是一种可使煤粉浓度局部富集，从而使析出的挥发分易于与当地氧气达到合适匹配；同时利用了回流区内高温、低速、高湍流度等有利于着火的条件的新型煤粉稳燃器。由于中缝射流的喷出，屏蔽了正面来的辐射热，而使开缝钝体不易被烧毁．本文报告了开缝钝体燃烧器的实验研究及工业应用结果．     

锅炉钝体燃烧器改造的试验研究

为实现机组调峰时不投油稳定运行，降低飞灰可燃物含量，首阳山电厂和焦作万方电厂均对锅炉燃烧器进行了改造，分别采用开缝钝体燃烧器和稳燃腔钝体燃烧器。结果表明：燃烧器改造后飞灰可燃物明显降低，保证了锅炉安全经济运行；最低不投油负荷分别达到机组额定负荷的45%和40%，提高了机组的调峰能力。     

开缝式钝体燃烧器性能试验

介绍包头第一热电厂7号炉下层一次风由直流燃烧器改造为开缝钝体燃烧器后，经冷态及低负荷稳燃试验得出：该设备燃烧稳定，炉内工况良好，燃烧热效率达到89．29％。     

钝体煤粉浓淡燃烧器内空气动力场的数值试验研究

对钝体喷口的煤粉浓淡分离复合型燃烧器内的空气动力场进行了数值试验研究。气相场计算采用标准双方程湍流模型，网格系统采用三角形网格。通过将燃烧器内部和喷口射流炉内区域有机结合起来进行一体化计算，分别得到了内置钝体和外置钝体2种喷口的整个气流场的空气动力特性。经分析对照，发现内置钝体的煤粉浓淡燃烧器有着更好的使用效果。     

宽调节比燃烧技术的研究

本文从试验和数值模拟两个方面对宽调节比（ＷＲ）燃烧器的一次风弯管内气固两相流动，燃烧器钝体后两相流场，以及钝体后混合流场进行了研究，综合分析和燃烧器稳定燃烧机理，并提出了改进措施。研究结果为大型电站燃烧系统的设计及运行提供了重要依据。     

稳燃腔煤粉燃烧器的气流结构及燃烧特性研究

稳燃腔煤粉燃烧器是在钝体燃烧器基础上提出的一种新型燃烧器。它将钝体罩在稳燃腔中,利用腔壁消除了钝体上下两端的不合理的气流卷吸,从而使回流强度得到了很大提高。本文通过冷态空气动力场式验,研究了稳燃腔的几何形状和尺寸对气流特性的影响,并在试验炉上研究了这种燃烧器的燃烧特性。结果发现,由于稳然腔煤粉燃烧器具有较长的回流区和较大的质量回流率,使得它比钝体燃烧器具有更好的稳燃效果。     

锅炉稳燃技术的发展及开缝钝体燃烧器的研究

利用回流烟气加热一次风煤粉气流和提高一次风气流的煤粉浓度，都有利于锅炉燃烧的稳定。开缝钝体燃烧器的设计综合考虑了回流加热和煤粉浓度局部富集。实验结果表明，与直流燃烧器和钝体燃烧器相比，它具有较好的稳燃性能。通过在乐平电厂的应用，证明它对劣质烟煤有较好的适应性。     

黎开预混燃烧器热声不稳定的试验研究

为探索燃烧过程中热声不稳定的产生机理，搭建了黎开(Rijke)预混燃烧器热声不稳定研究试验台架，并进行了试验研究。Rijke预混燃烧器为直径40 mm，管长1066 mm的不锈钢圆管，下端封闭，上端开口；致密堇青石材质的多孔介质稳燃体位于燃烧器四分之一管长处，甲烷与空气的预混气体在稳燃体上方燃烧形成平面火焰作为加热热源。试验发现，化学当量比f 对Rijke预混燃烧器内热声不稳定的强度有重要的影响，维持Rijke预混燃烧器持续燃烧的下限极限化学当量比和上限极限化学当量比分别为0.63和1.75。另外，试验发现了预混燃烧器内热声不稳定的最大强度并非发生在f=1.0时，而是在f=1.30左右；并且当1.0￡f ￡1.5时，预混燃烧器内的热声不稳定均维持较高的强度。     

煤粉在循环流化床高温空气下的燃烧与NOx排放

高温空气燃烧技术具有低污染物排放的优越性能，有望应用于煤粉的燃烧。搭建了煤粉高温空气燃烧热态试验台，由下行火焰的煤粉燃烧室和提供高温空气的循环流化床组成，煤粉燃烧室内径为220 mm、高3000 mm。用一种烟煤做了燃烧试验，试验结果表明：煤粉燃烧室上下温度均匀；煤粉燃烧室上部的还原区当量系数为0.8时，NOx排放水平在252~294 mg/m3之间，低于国家2003年制定的火电厂污染物排放标准35%~44%；循环流化床提供的高温空气中NOx的浓度对煤粉燃烧室内煤粉中的N向NOx的转化比影响很小；煤粉中的N向NOx的转化比可降低到25%。 关键词：高温空气燃烧；循环流化床；煤粉；氮氧化物     

Effect of the fuel/air mixture concentration distribution on the dynamics of a low-emission combustor

An investigation of the low-emission premixed combustion in a conventional combustor is presented. The main problem encountered is the pressure fluctuations induced under certain operating conditions of the combustor. Low-emission operation of the combustor was studied numerically and experimentally. The effect of the concentration distribution at the outlet from the mixing zone on the position and macrostructure of the flame and the combustion stability was investigated at various excess air factors corresponding various GTU loads. It is demonstrated that, for a given excess air factor, there exists the concentration profile such that the interaction of the flame front with dominating flow structures results in excitation of the low-frequency combustion instability. The factors responsible for high-amplitude pressure fluctuations are examined. It is shown that the combustion stability can be estimated using a calculated criterion. Its direct relationship with pressure fluctuation amplitudes is described. The effect of the air pressure in a combustor on the flame macrostructure and the combustion stability was studied. It is shown that an increase in the combustor pressure has no considerable effect on the processes in the combustor. However, a change in the chemical reaction rates affects the stable combustion boundary. In this case, the combustion stability is achieved with higher nonuniformity of the fuel-air mixture entering the combustion zone. The experimental boundaries of stable combustion envelope at an air pressure of 350 and 1500 kPa are presented.     

空气槽对微型双通道螺旋型过量焓燃烧器工作特性的影响

为了解空气槽对平板微型双通道螺旋型过量焓燃烧器(Swiss-roll燃烧器)工作特性的影响,采用甲烷/空气预混气,在带有空气槽和没有空气槽的平板Swiss-roll燃烧器中进行燃烧实验。实验结果表明:空气槽有助于扩展微燃烧器的可燃极限,使燃烧器在更大的空气过量系数和更小的甲烷流量下工作,同时增加了燃烧器外壁的温度梯度。另外,对带有空气槽的微燃烧器进行了数值模拟。数值结果表明,高温燃气对未燃混合物有很强的加热作用,一方面使预混火焰面发生倾斜,另一方面使预混火焰在微燃烧器内部的位置随着流速、空气过量系数、外界散热的变化而变化。     

流化床常压空气部分气化和半焦燃烧的试验研究

为进行煤的多联产方案研究,在1 MW循环流化床热电气多联产试验装置上,选取兖州煤、大同煤为试验煤种进行了部分空气气化和半焦燃烧试验。试验结果表明,空气部分气化方案得到的煤气热值较低,为3~5 MJ/m3,在气化炉中的碳转化率为40%~70%,剩余半焦被送入循环流化床反应器中燃烧,该系统的总体转化效率为90%左右。气化炉床层温度对气化炉碳转化率影响较大,随着温度升高其碳转化率明显提高,而燃烧炉燃烧效率呈下降趋势。石灰石的加入除了对焦油的裂解有一定的促进作用外,还具有脱除硫化氢作用,当[Ca]/[S]为3时,脱硫效率为90%。气化炉的给煤量、燃烧炉运行温度随气化炉鼓风温度提高而增加。     

合成气燃气轮机燃烧室的试验研究

对某分管型燃气轮机燃烧室及其两个用于燃烧中热值合成气的改造方案在中压全尺寸试验台上进行了考核和实验研究。试验采用的等容积流率模化准则,即采用与真实燃烧室相同的尺寸、燃料、过量空气系数以及燃料和空气进口温度,而空气的总压和流量以及燃料的流量取为真实参数的1/6。试验结果表明2个改造方案的性能参数,包括燃烧效率、总压损失、出口温度分布、火焰筒壁面温度分布和火焰的稳定性(贫燃料熄火极限)都能够满足设计要求。此外,与原型燃烧室燃烧轻柴油的工况相比,2个改造方案在燃烧合成气时燃烧室主燃区的火焰筒壁面温度升高,而燃烧室的NOx排放大大降低,火焰的稳定性得到明显改善。因此保持火焰筒开孔规律不变,增大气体燃料喷射孔面积并增强旋流对燃烧室进行改造,使其能够高效洁净地燃烧中热值合成气,该方法是可行的。     

Effect of the air–fuel mixing on the NO<Subscript> <Emphasis Type="Italic">х</Emphasis> </Subscript> yield in a low-emission gas-turbine plant combustor

The article deals with construction of a simplified model of inhibition of nitric oxides formed in the combustors of the gas-turbine plants (GTPs) operating on natural gas. A combustor in which premixed, lean air–fuel mixtures are burnt is studied theoretically and experimentally. The research was carried out using a full-scale combustor that had parameters characteristic of modern GTPs. The article presents the results computed by the FlowVision software and the results of the experiments carried out on the test bench of the All-Russia Thermal Engineering Institute. The calculations and the tests were conducted under the following conditions: a flow rate of approximately 4.6 kg/s, a pressure to 450 kPa, an air temperature at the combustor inlet of approximately 400°C, the outlet temperature t₃ ≤ 1200°C, and natural gas as the fuel. The comparison of the simulated parameters with the experimental results underlies the constructed correlation dependence of the experimental NO_x emission on the calculated parameter of nonuniform fuel concentration at the premixing zone outlet. The postulate about a weak dependence of the emission of NO_x formed upon combustion of a perfectly mixed air–fuel mixture—when the methane concentration in air is constant at any point of the air–fuel mixture, i.e., constant in the mixture bulk—on the pressure in the combustor has been experimentally proven. The correctness and the practicability of the stationary mathematical model of the mixing process used to assess the NO_x emission by the calculated amount of the air–fuel mixture generated in the premixing zone has been validated. This eliminates some difficulties that arise in the course of calculation of combustion and formation of NO_x.     

分级进风燃烧室内湍流燃烧的实验研究

为有效地利用分级燃烧技术，达到高效燃烧和低NOx排放的目的，文中建立了分级进风燃烧室热态实验装置系统。利用三维激光粒子动态分析仪(PDA)，选取空心微珠(粉煤灰)作为示踪粒子，对燃烧室内湍流燃烧的气体瞬时速度场进行了实验测量。同时还测量了该燃烧室内气体平均温度和组分浓度分布。在同一工况条件下，获得了分级进风燃烧室内湍流燃烧的一组完整的实验测量数据。包括气体轴向与切向速度场、温度场、O2、CO2、CO与NO浓度场及轴向与切向脉动速度均方根值和轴向-切向脉动速度关联量分布。     

双通道煤粉燃烧器冷态流场激光粒子图像测速测试及完善

为提高火电厂锅炉双通道煤粉燃烧器的技术性能和使用寿命，利用计算机数值模拟和PIV（Particle Image Velocimetry，激光粒子图像测速)技术联合开展了燃烧器性能实验研究，通过定量测试分析双通道燃烧器出口冷态流场特性．在保证不改变回流区结构的前提下，获得了提高一次风射流刚性，改善燃烧器性能的技术方法。     

多孔介质表面火焰最小稳燃空间实验研究

为考察以多孔介质壁面为进气壁面的微燃烧器的最小稳燃空间,该文以多孔介质表面平面火焰为对象,以甲烷/空气预混气为燃料进行点火及熄火实验研究。实验中采用与多孔介质表面平行的可控温铜板来模拟燃烧室壁面,详细考察了不同燃料当量比和预混气流速时,铜板壁面温度对点火距离和熄火距离的影响。实验结果表明：当量比处于0.9～1.0之间最容易点火;在相同的当量比下,随着预混气流速的增大,点火距离先逐步减小后增大。随着平板壁面温度的提高,点火距离和熄火距离同时减小,分析认为,热熄火是其熄火的主要因素。