空气旋流数对甲烷燃烧NOx生成影响数值模拟研究

为研究甲烷-空气非预混燃烧下空气旋流数对流动特性、温度分布及其对污染物NOx生成的影响，利用CFD软件，采用标准的k-ε湍流模型、P-1辐射模型和涡流耗散模型进行数值模拟。结果表明：空气旋流数从0提高到0.8的过程中，形成的中心内回流区会强化燃料和空气混合，中心火焰向燃烧室两侧逐渐扩散，火焰长度变短，且高温区移动到燃烧室的前端，局部高温的产生得到了抑制，燃烧室内的温度场更加均匀，进而导致NOx生成量的下降。同时研究燃烧器几何尺寸对气体停留时间及NOx排放浓度的影响，发现缩小空气入口孔隙半径r和燃空径向隔板间距L会导致气流速度增大，促进反应更快地弥散到整个空间，能够进一步抑制NOx的产生。     

环形文丘里喷射器组甲烷非预混燃烧数值模拟研究

以某厂0.8MW锅炉炉膛实际结构及传热条件为基础，重点研究环形文丘里喷射器组结构下甲烷非预混燃烧过程中射流特性与烟气炉内循环特性之间的关联规律，采用数值模拟的方法探究燃料分级配比和烟气内循环强度对炉内流场、温度分布以及氮氧化物生成特性的影响规律。结果表明：燃料分级配比存在最佳值，过度向炉内转移燃料热负荷不仅会破坏燃烧稳定性，而且会增强局部高温导致氮氧化物浓度的升高；在不受其他因素干扰的情况下，喷射器卷吸烟气量越大，降氮效果就越好，此时仅采用烟气循环率?这一指标难以对实际情况进行合理的描述；采用大比例精细煤气分级与高强度烟气内循环协同技术，可以实现10mg/Nm³以下的低NO_x燃烧效果，将最佳工况与未采用文丘里管引射燃烧技术的模拟结果进行对比，出口氮氧化物浓度降低97.5%。