采用简化PDF模型分析分级气流床气化炉的气化特性

为详细研究分级气化技术的流场特点及气化性能,采用Fluent软件对山西某分级气化炉进行三维数值模拟。计算采用贴体六面体网格划分计算域以降低数值扩散,采用Realizable k-e模型封闭湍流方程,应用离散相模型(dispersed phased model,DPM)和随机轨道模型(stochastic tracking method,STM)分别模拟颗粒气化过程和考察颗粒受湍流脉动的影响;计算根据简化PDF模型建立燃烧表以建立温度、组分等标量同混合分数间的关系,并由此计算同相气化反应过程。除此之外,还引入用户自定义函数改进了焦炭异相反应模型。通过对分级气化炉流场特性和温度等值面特征的分析,发现分级气化炉中由于二次对冲给氧射流的引入,造成了二次卷吸效应以及冲击射流效应,加强了炉内混合过程,有利于碳转化率的进一步提高。     

基于大小气缸与大小活塞的新型发动机系统性能预测分析

为提高现有内燃发动机的热效率,在分析斯特林发动机以及常规发动机特点的基础上提出基于大小气缸与大小活塞的带回热器的新型发动机系统.气体在该新型发动机系统的小气缸中受到压缩,压缩的过程中喷入水雾以便降低压缩功耗.压缩后的气体在回热器中受到初步加热后进入大气缸,与喷入大气缸中的燃料混合、燃烧并做功,做功后的气体在回热器中放热后被排入大气.在对系统深入分析的基础上,建立新型发动机系统的性能计算模型.利用数学模型,计算该新型发动机系统热效率在不同压缩比、不同的最高工作温度以及不同的活塞效率条件下的变化规律,并与相同条件下的常规奥托循环与狄塞尔循环的热效率进行对比.结果表明,这种新型发动机系统比常规发动机具有更高的热效率,最多可以提高20%以上.而且新型发动机系统的效率还随着回热器的效率增加而增加,增幅可以接近10%.     

颗粒特性对撞击分离器性能影响的实验与数值研究

颗粒-壁面撞击行为和气固相间作用对撞击分离器的性能具有重要影响。基于玻璃珠及煤粉的单颗粒撞击实验数据建立平均撞击恢复系数模型,采用非球形颗粒曳力模型对平板式撞击分离器的分离性能和气固流动开展数值研究。结果表明,采用基于实验的平均恢复系数模型以及考虑颗粒形状的曳力模型,能够准确地预测撞击式分离器的总分离效率和分级分离效率。颗粒分离过程中,Stokes数较大的颗粒对颗粒-壁面撞击模型比较敏感,Stokes数较小的颗粒对气固曳力模型比较敏感。     

多孔板压降特性实验与关联式比较

多孔板作为节流元件具有整流、低噪声、低压损及压差更稳定等优点,然而多孔板压降特性的预测方法目前仍不清晰。以常温水为实验介质,在Re数为4×10⁴~1.6×10⁵范围内,对孔数为172~744、等效直径比为0.544~0.666的多孔板进行了压降特性实验研究,并将实验结果与文献中相关的关联式预测结果进行了比较。结果表明：在相同开孔直径比和流动条件下与单孔板相比,多孔板后涡流引起的黏性耗散较小,因而其压损系数明显低于单孔板;计算多孔板压损系数时,若采用等面积折算所得等效直径比按单孔板进行计算,会使得预测结果明显偏大;Holt关联式的压损系数预测结果与实验结果最为相符,表明同时考虑开孔直径比和孔板相对厚度影响的压损系数关联式预测精度较优。建议通过进一步研究建立完善的多孔板压降预测方法。     

800MWe超临界循环流化床锅炉概念设计

常压循环流化床 (ACFB)燃烧技术是已经为国际上公认的商业化程度最好的洁净煤技术 ,但在达到较高的供电效率方面并未具有明显的优越性。超临界CFB作为下一代CFB技术 ,综合了超临界蒸汽循环高效率和循环流化床低成本 2方面的优势 ,而循环流化床条件下的热负荷分布规律使得超临界压力下水冷壁的安全性更为可靠 ,脱硫、脱硝投资及运行成本比烟气脱硫和催化还原NOx 低 ,受到人们的高度关注。总结了国内外超临界CFB锅炉研究工作的一些进展 ,详细介绍了 80 0MWe超临界CFB锅炉的概念设计。     

循环流化床锅炉在电力工业中的应用前景

分析了我国的电力工业结构后 ,认为进行电源结构调整 ,开发利用燃煤发电新技术进行电源结构优化升级是大势所趋。循环流化床技术是目前较成熟的洁净煤燃烧发电技术 ,随着我国在循环流化床大型化方面卓有成效的研究 ,循环流化床锅炉将在电力工业中发挥越来越重要的作用。     

燃煤电站烟道布置烟气冷却器阻力特性的数值模拟研究

为更准确预测复杂流场下烟气冷却器的流动阻力,提出通过局部翅片管束的直接模拟,拟合阻力系数,运用多孔介质模型,对烟道布置烟气冷却器的阻力特性进行模拟分析的方法,并对某燃煤电站高阻力烟气冷却器进行阻力特性模拟分析。结果表明：采用变向窄进出口烟道型式会影响烟气冷却器前、后界面上全压分布,但对烟气冷却器阻力的影响较小;烟气冷却器翅片管结构及宏观结构型式是该燃煤电站烟气冷却器阻力高的主要原因;烟气冷却器阻力的预测值与实测值误差较小,能较好地满足工程设计需求。     

油页岩半焦燃烧动力学研究

燃烧动力学是研究油页岩半焦颗粒燃烧特性的基础。利用热重分析仪对油页岩半焦进行了恒温燃烧实验研究,在排除外扩散影响的基础上,分析了燃烧温度、氧气浓度对油页岩半焦燃烧过程的影响。在实验范围内,氧气浓度和燃烧温度均能对油页岩半焦燃烧速率产生重要影响,更高的氧气浓度和燃烧温度可以加快油页岩半焦燃烧速率。结合实验结果,建立了考虑氧气浓度影响的油页岩半焦燃烧动力学模型,发现油页岩半焦燃烧速率与氧气浓度的0.97次方呈线性关系。模型计算结果与实验结果符合较好,为进一步研究油页岩半焦大颗粒燃烧特性提供了燃烧动力学基础。     

油页岩半焦燃烧动力学研究

燃烧动力学是研究油页岩半焦颗粒燃烧特性的基础。利用热重分析仪对油页岩半焦进行了恒温燃烧实验研究,在排除外扩散影响的基础上,分析了燃烧温度、氧气浓度对油页岩半焦燃烧过程的影响。在实验范围内,氧气浓度和燃烧温度均能对油页岩半焦燃烧速率产生重要影响,更高的氧气浓度和燃烧温度可以加快油页岩半焦燃烧速率。结合实验结果,建立了考虑氧气浓度影响的油页岩半焦燃烧动力学模型,发现油页岩半焦燃烧速率与氧气浓度的0.97次方呈线性关系。模型计算结果与实验结果符合较好,为进一步研究油页岩半焦大颗粒燃烧特性提供了燃烧动力学基础。     

燃气锅炉中NO2的生成规律研究

天然气燃烧过程主要污染物是NO和NO_2。针对部分燃气锅炉NO_2排放较高的情况,开展了中试实验和数值模拟,研究天然气燃烧过程NO_2生成规律。结果表明当锅炉采用"燃烧器分级燃烧+烟气再循环"的低氮燃烧策略时,如果燃烧器的伴流风与燃料的混合被推迟,则NO_2的生成量较大,最高超过总NO_x生成量的50%,空气和燃料充分混合的条件下NO_2生成量较少。NO_2在热燃烧产物与冷空气碰撞的交界面上大量生成,NO_2生成的温度窗口是800～900 K。NO_2主要通过NO与HO_2的反应生成,NO_2分解后又生成NO,NO_2的生成不会显著影响燃烧过程总NO_x的排放。