喷嘴结构对水煤浆喷嘴雾化性能影响的试验研究

水煤浆在燃烧或气化前,必须进行雾化,因为水煤浆雾化后,雾化的颗粒越细小,其比表面越大,越有利于提高燃烧和气化时热和质的交换速率,从而加快燃烧或气化过程,同时还可增进燃烧和气化过程的稳定性。该文对自行开发的新型水煤浆喷嘴进行了雾化性能试验研究,分析了喷嘴各部件结构尺寸对索太尔平均直径(SMD)和喷嘴雾化角的影响规律。结果表明,喷嘴各部件结构尺寸均存在最佳值,在最佳值下SMD最小,雾化颗粒分布最均匀,雾化效果明显变好;而喷嘴各部件结构尺寸对雾化角的影响较小,完全可以通过雾化头的开孔方向来控制雾化角的大小。     

炉内流场中复杂结构喷嘴射流的近流线数值模拟

采用独立开发的近流线数值模拟方法,对大型四角切圆炉膛中具有复杂结构喷嘴射流的炉内流场进行了数值模拟,同时与三维热线风速仪的测量结果相对照,证明了该数值模拟方法较好地解决了在计算区域由于合速度方向与网格线方向之间有较大夹角而产生的伪扩散问题,并详细地模拟了复杂的燃烧器喷嘴结构和炉膛的大切角结构,准确地反映了复杂的燃烧器喷嘴射流和实际炉内燃烧区域的流场特征,较好的实现了近流线的数值计算。     

旋流对冲燃煤锅炉的炉内流场模拟

利用流体力学软件,对330MW电站的旋流对冲燃煤锅炉进行了炉内流场的数值模拟。根据旋流燃烧器在前后墙的布置方式,采用k-ε双方程模型,对炉内流场进行了冷态模拟计算。计算结果表明,该型锅炉布置的前后对冲燃烧器,其流场呈现较好的对称性,炉膛的出口流场分布均匀,有效减少了炉膛出口烟温的偏差,为对冲燃煤锅炉的经济运行提供了理论依据。     

喷流床气化技术选择对IGCC系统能量利用效率的影响

气化炉是整体煤气化联合循环(integrated gasificationcombined cycle,IGCC)中的核心设备之一,气化技术的选择会对系统发电效率产生重要影响。文中采用GT Pro软件,分别对以壳牌(Shell)炉、德士古(GE/Texaco)炉(分激冷流程和废锅流程)和三菱(MHI)空气气化炉为合成气气源的4种IGCC系统进行流程模拟,并在此基础上探讨气化技术对IGCC系统能量利用效率的影响和内在机制。计算结果表明,整体系统的能量转化和分配受气化岛的进料形式、氧化剂选择和合成气显热回收方式等因素的影响。在采用Shell气化炉的IGCC系统中,煤炭能量更多地转化为合成气的化学能,易获得较高的系统效率;而采用GE废锅流程和空气气化炉,煤炭能量中转化为合成气物理显热的比例增加,并以蒸汽形式回收利用。     

浮力对炉内流场的影响

建立了包含浮力影响的ＡＳ－Ｆ模型，在计入与忽略浮力影响的情况下，模拟大型电站锅炉炉内流场。试验结果表明，在计入浮力影响后，燃烧器中心回流区缩短，炉膛后墙附近轴向速度衰减加快，炉内整个流场也发生相应变化。因此，在热态炉内过程模拟时，计入浮力的影响是很有必要的。     

水煤浆喷嘴运行中出现的问题及治理

670t/h锅炉是目前国内大型燃用水煤浆的锅炉.其配套使用的水煤浆喷嘴为6 t/h多级撞击式喷嘴.自投产以来,水煤浆喷嘴在运行中故障频繁,主要是喷嘴堵塞和部件的损坏.针对故障现象,技术人员对故障现象进行了诊断和分析,认为主要问题不在喷嘴本身,而在于水煤浆工质内的杂质.采取相应治理措施,取得了明显的成效.     

IGCC系统喷流式气化炉气化模型及煤气成分的探讨

对IGCC系统的煤气化炉产生的煤气成分和能量利用进行了分析,运用喷流床气化炉数学模型进行编程,通过计算作定量分析；并对影响煤气成分的各种因素进行了探讨,具有一定参考作用.     

温度及氧碳比对气化炉内颗粒物性质的影响

基于多喷嘴对置式水煤浆气化炉热态试验平台,以水煤浆为气化原料,氧气为氧化剂,研究温度和氧碳比对颗粒物性质的影响,并探讨其形成机制。研究表明:温度越高,生成的球形颗粒越多,颗粒表面S、Fe、Na元素的含量也越高,细颗粒物百分含量越大。随着氧碳比的增大,细颗粒生产量增多,颗粒含碳量下降,氧碳比为1.1时细颗粒主要以团聚体的形式存在;氧碳比对S、Fe、Na、Al和Si等元素在颗粒表面含量的影响较小;氧碳比对颗粒粒径分布的影响较明显,氧碳比为1.0时产生的细颗粒最多,粗颗粒粒径更小,氧碳比为1.1时产生的粗颗粒最多,细颗粒团聚体也较多,氧碳比为0.9时,颗粒物粒径分布居于两者之间。     

低β值喉部取压喷嘴流量测量装置的校验方法及结果的判定

流量作为一个重要的试验参数,其精确度的测量显得尤为重要。目前采用低β值喉部取压喷嘴测流装置确定流量取得了非常好的效果。介绍低β值喉部取压喷嘴流量测量装置的校验方法及结果的判定方法,以检验测流装置是否满足使用要求。     

大型电站锅炉炉内流场数值计算技术的研究

采用kε双方程湍流模型、QUICK格式、CIMPLE算法和非均匀交错网格系统,对W型火焰锅炉燃烧室三维冷态流场进行了数值模拟,绘出了典型截面的流场图和速度分布图,揭示了W型火焰锅炉燃烧室内流动的主要特性。计算实例表明,将QUICK格式和CIMPLE算法同时应用于湍流回流的数值模拟,可以在保证较高数值模拟精度的情况下兼顾数值模拟速度。     

超临界CFB锅炉炉内流场数值模拟

应用商业化的FLUENT软件对超临界600 MW循环流化床(CFB)锅炉的流场进行了模拟,以验证整个热循环回路流场的均匀性和二次风流场分布等.结果表明,数值模拟与理论分析较吻合,认为超临界600 MW机组CFB锅炉设计方案是可行的.     

空气的压缩性对湍流边界层流场时均量的影响

为研究空气的压缩性对湍流边界层流场时均量的影响,对来流Mach数(Ma)分别为0.058、0.233、0.466、0.874和1.457的二维、定常边界层湍流流场进行了数值模拟计算。结果表明:空气的压缩性对速度边界层和温度边界层粘性底层区速度和温度分布影响较小,但会使完全湍流区速度和速度梯度、温度和温度梯度变大;对分子扩散过程影响极小,而对湍流扩散过程影响较大;当局部Reynolds数大于1×106且来流Ma大于0.466时,使得平板局部摩擦阻力系数较不可压缩态变小,而局部传热系数较不可压缩态变大。比较模拟计算结果和不可压缩态下经验公式的计算结果表明,模拟计算结果真实可靠。     

煤质下降对炉内燃烧稳定性的影响及解决措施

分析了燃煤质量下降对电站燃煤锅炉炉内火焰温度水平、燃烧器出口区域火焰温度水平及入炉煤量、风量、燃烧器出口煤粉气流速度的影响,进而对煤粉气流着火过程和炉内燃烧稳定性的影响。对此,提出了采用切圆燃烧锅炉卫燃带背火侧分块布置和PCSB煤粉燃烧器等措施,这些措施对于燃用低挥发分难燃煤种锅炉效果极为显著。     

凝汽器管束入口蒸汽流场对汽轮机排汽压力的影响

在模型试验和现场应用的基础上，分析了凝汽器管束入口蒸汽流场对传热系数、汽阻以及真空泵性能的影响，指出300MW机组凝汽器喉部出口蒸汽流场趋于均匀后，凝汽器传热系数增加，汽阻减小，真空泵入口压力降低等因素的共同作用使汽轮机排汽压力降低。实践证明，在汽轮机排汽通道加装均流装置是提高机组经济性的一项有效新措施。     

烟气脱硫装置对烟囱内烟气流动性能影响的数值研究

针对某电厂在锅炉尾部加装湿法烟气脱硫装置前、后烟道和烟囱内的烟气流场进行了流体力学数值计算分析。计算中采用有限体积法离散N-S方程、k-ε湍流方程计算烟气流场。对由于烟气进入方式的改变烟囱内烟气流场的变化以及烟道冲刷程度进行了分析,指出了安装烟气脱硫装置需要对烟囱防腐蚀性能和寿命预先进行评估和分析。     

汽轮机通流部分间隙变化对相对内效率和功率的影响

针对发电机组运行中汽轮机普遍存在通流部分间隙偏大的现象,通过计算研究了汽轮机通流部分间隙变大对相对内效率和功率的影响程度。研究表明,汽轮机通流部分间隙变大引起漏汽损失增加,对汽轮机高压级相对内效率和功率的影响都较大。指出对汽轮机通流部分间隙实行状态监测的必要性,为汽轮机通流部分检修和节能提供依据。     

锅炉过热器与再热器流量分配的非线性数学模型及壁温计算方法

根据并联管组各根管子进、出口降之间的关系,并考虑到分配集箱与汇集集箱中流体的静压变化,建立了锅炉过热器、再热器流量分配的非线性数学模型。该模型所使用的经验参数较少,具有较高的计算精度,并可求出每根管子中的工质流量。各根管子上的热负荷分布已知后,再考虑到流量分配特性,即可确定需要进行壁温校核的危险部位及其壁温。此方法克服了目前常用的电厂锅炉壁温计算方法中核核点工质流量与热负荷并一定互相对应的缺点。针对蒲城电厂330MW燃煤直流锅炉1号过热器的改造方案,利用本文提出的方法与电厂锅炉常用的壁温计算方法分别计算了100％与50％锅炉运行负荷下危险部位的壁温。结果表明,所有校核点的壁温均有在管材所允许的范围之内。