乙醇小尺度射流扩散火焰燃烧温度及稳燃特性

对自由射流和受限射流乙醇小尺度扩散火焰的燃烧温度及稳燃特性进行了实验研究。结果表明:火焰在静止空气中燃烧会经历淬熄前火焰、稳燃火焰、振荡前火焰、振荡火焰4个不同的状态。受限空间和自由空间下,火焰峰值温度随雷诺数增大均会经历增大,稳定和减小3个阶段,自由空间下,其温度最高可达1300K。尾部烟气温度随雷诺数先增大后保持稳定,其温度最高可达480K。只有当内径小到一定程度,玻璃管壁温才会随雷诺数有较大增加,其温度最高可达370K。随着受限空间内径的减小,火焰的燃烧上限明显降低,且均比自由空间时的低,而燃烧下限几乎均与自由空间时相同。在本实验范围内,热熄火是淬熄的主要因素,而燃料的不完全燃烧则是火焰由稳定燃烧转变为振荡燃烧的主要因素。     

乙醇小尺度射流扩散火焰燃烧温度及稳燃特性EI北大核心CSCD

对自由射流和受限射流乙醇小尺度扩散火焰的燃烧温度及稳燃特性进行了实验研究。结果表明:火焰在静止空气中燃烧会经历淬熄前火焰、稳燃火焰、振荡前火焰、振荡火焰4个不同的状态。受限空间和自由空间下,火焰峰值温度随雷诺数增大均会经历增大,稳定和减小3个阶段,自由空间下,其温度最高可达1300K。尾部烟气温度随雷诺数先增大后保持稳定,其温度最高可达480K。只有当内径小到一定程度,玻璃管壁温才会随雷诺数有较大增加,其温度最高可达370K。随着受限空间内径的减小,火焰的燃烧上限明显降低,且均比自由空间时的低,而燃烧下限几乎均与自由空间时相同。在本实验范围内,热熄火是淬熄的主要因素,而燃料的不完全燃烧则是火焰由稳定燃烧转变为振荡燃烧的主要因素。     

同向和反向合成气旋流扩散燃烧研究

针对同向和反向合成气旋流扩散火焰燃烧开展研究,测量了燃烧中间产物OH自由基浓度、火焰温度及污染物的排放。实验结果表明,燃烧的稳定性受旋流产生的回流区和扩散混合两方面的因素控制,加强回流有利于燃烧稳定,加强混合也有利于燃烧稳定。燃料和空气同向旋流和反向旋流相比,总回流量较大,能够向回流区卷吸更多的活性自由基OH和热量,从而有利于燃烧稳定。当燃料和空气的旋流数比较小时,混合对燃烧的稳定性也会产生重要影响,空气和燃料的反向旋流由于混合较为强烈从而稳定性比空气和燃料同向旋流时要好。尽管NOx排放受混合的影响,但针对文中的实验,主要是热力型机理对NOx的排放起作用。在CO排放中,较低功率下由于温度较低导致CO排放指数较高,实验中当功率大于34 kW时,温度较高,CO排放接近于零。     

不同空气和燃料旋流强度下合成气稀释扩散火焰特性研究

针对合成气旋流扩散燃烧开展研究,测量燃烧中间产物OH自由基浓度及火焰温度分布,研究不同燃料和空气旋流强度对合成气旋流火焰的影响。实验结果表明,燃料旋流和空气旋流对合成气旋流扩散燃烧均有重要影响,燃料旋流对火焰结构的影响则更大。随着燃料和空气旋流数的减小,火焰面变薄,不连续的火焰面增多,被卷吸到回流区的OH自由基和高温反应物减少,容易导致燃烧不稳定。在扩张段出口区,温度和OH自由基的浓度分布有较好的对应关系,高OH浓度区域对应温度较高的区域。     

半透明介质内辐射与导热复合换热过程熵产分析

本文用数值模拟方法对一维半透明介质内辐射与导热复合换热过程进行了热力学分析，给出了参与性介质中辐射与导热复合换热过程的无因次熵产公式和熵产数公式，分析了辐射—导热参数、光学厚度、散射反照率、壁面黑度对熵产数的影响。结果表明，在整个系统中，熵产数满足热力学第二定律，从而证明了无因次熵产公式及熵产数公式的正确性。最后从熵产数的角度分析了系统中的功损。     

超声速流道内温度特性的数值模拟

基于有限体积法压力速度耦合求解器、SST k-ω双方程湍流模型和平衡化学反应模型,对简化的超燃发动机燃烧室内温度场进行数值模拟。得到3种空气入口条件、3种壁面条件共9种工况下的模拟结果,对比燃烧室内温度场分布情况并分析激波对燃烧和温度场的影响。结果表明,壁面对温度场的影响只存在于近壁面附近,燃烧室内温度随入口马赫数增大而提升,激波对燃烧存在一定的促进作用。     

IGCC燃机入口合成气温度低导致跳机问题分析及解决措施

天津IGCC示范电站的燃气轮机采用轻柴油和低热值的合成气为燃料。合成气由气化炉产生,先经过净化脱硫再通过混合加湿系统进入燃气轮机。在合成气切换过程中,经常会出现燃气轮机入口燃料温度波动、燃烧状况不稳定的问题,严重时可直接触发连锁跳机。对影响燃气轮机入口合成气温度的各种因素进行了分析,认为入口管路积水是导致入口合成气温度降低并触发跳机的主要原因。根据分析的结果,通过调整工艺条件、加设管道疏水设备、优化控制系统逻辑等多个方面解决了此类问题的再次发生。     

GHJ火焰监测器的研制

一、引言电站锅炉燃烧的稳定性对经济与安全运行极为重要。燃烧不稳时,使锅炉效率降低,甚至招致灭火。对燃油锅炉来说,良好的燃烧在燃烧室上部反映出火焰明亮、透明度好、不浑浊,并有适当的火焰长度。火焰长度是由空气量的大小所决定,它对炉膛的辐射受热及过热蒸汽温度有一定的影响。火焰短有利于完全燃烧,但因此而增大过剩空气系数,将使 g_2损失增大,降低了锅炉的效率,火焰过长,它将使燃料在炉内未燃尽而进入过热器及以后烟道,使未燃尽的燃料(碳黑、烟炱)附着在受热面上,阻碍传热和增大烟道阻力,严重时甚至引起尾部再燃烧,损坏设备。据我所锅炉室对燃油电厂     

基于熵分析的不同煤种对富氧燃烧锅炉的影响

分别应用传统成本经济学与熵方法对富氧燃烧锅炉燃用不同煤种时的经济性进行了计算分析。基于传统成本经济学方法的富氧燃烧燃用不同煤种时,在不考虑碳出售时供电成本是由燃煤成本决定的,而考虑碳出售时则需考虑燃煤成本与碳出售的综合影响;基于熵方法的富氧燃烧锅炉燃用不同煤种时,通过燃烧过程熵产和传热过程熵产来计算锅炉的内部不可逆损失造成的熵产。综合2种分析方法表明,富氧燃烧锅炉燃用某单一煤种都不是最佳选择,只有掺混使用不同煤种才能达到最佳经济性。     

反扩散火焰的多波长温度测量研究

多波长测量方法被用于乙烯/空气反扩散火焰的温度以及发射率测量。通过采用高光谱仪对600～900 nm范围内的燃烧火焰辐射进行采集,计算出不同空气与乙烯流量下反扩散火焰的温度以及发射率二维分布,得出反扩散火焰的温度高温区位于火焰两翼的内侧,发射率峰值区主要位于火焰两翼以及顶部区域,反扩散火焰的最高温度随着空气和乙烯流量的增加而增加,发射率大小与空气流量呈正比关系,与乙烯流量呈反比关系等结论。结果表明:常规扩散火焰和反扩散火焰温度、发射率的测量技术可以应用于电站锅炉燃烧火焰等实际火焰的测量。     

几种流动型式换热器与逆流式换热器的热力学性能比较

将几种流动型式换热器相对于逆流式换热器进行了熵产生数相对值的比较，得到了熵产生数相对值随传热单元数、入口温度之比和热容量之比的变化规律。     

高压燃烧室进气雷诺数对旋流预混燃烧特性的影响

采用数值模拟的方法对干式低排放高压燃烧室的燃烧特性进行研究,通过与文献中实验数据对比,验证了模型的正确性。分析了不同进气雷诺数下燃烧室的速度场、压力场及燃烧室出口截面温度的分布情况。结果表明,雷诺数对燃烧室内的流场影响较大。随着雷诺数的增加,燃烧室的回流区范围增大,燃气流速增加。燃烧室出口温度上升,燃烧室出口截面中心区域温度由外向内呈升高趋势。     

炉膛辐射传热数学模型及其仿真

为了准确计算炉膛内的辐射传热量，以辐射传热计算的假想面模型为基础，把锅炉炉膛沿高度方向分区，以炉膛内的燃烧与辐射传热过程为研究对象，建立了比较精确的炉内传热一维集总参数模型，推导出计算真实壁面和假想壁面有效辐射力的矩阵表达式，然后通过求解介质的能量方程，获得了炉内的一维温度分布以及各区段水冷壁的吸热量和热流密度。模型可以实现传热与燃烧子模型间的耦合求解，只需根据锅炉运行的外部参数便可实现炉内传热的自动计算。计算结果与其它文献三维模型的预测值非常一致，但由于模型采用了一维简化处理，收敛较快，可以满足电站实时仿真计算的需要。     

环缝燃料进口的丙烷-空气旋流扩散燃烧的数值模拟

旋流扩散燃烧广泛存在于各种燃烧装置中,低污染燃烧器研制中数值模拟已经成为一种有效的手段。发展一种合理而又经济的适用于工程实际的湍流燃烧模型是数值模拟的关键。该文用作者提出的统一二阶矩(USM)湍流燃烧模型对旋流数为0.78,环缝燃料进口的丙烷-空气旋流扩散燃烧进行了数值模拟。模拟所得到的有燃烧时的3个方向的时平均速度和脉动速度、温度以及燃料、氧和二氧化碳浓度分布,都和文献中的实验结果符合很好,从而再一次说明了统一二阶矩模型的合理性。模拟和实验结果都表明,环缝燃料进口使湍流趋于均匀和各向同性,并且强化了燃烧。     

燃煤锅炉对流受热面污染沉积对传热熵产的影响

火电站燃煤锅炉运行中受热面污染沉积使传热过程不可逆程度增大,熵产增加,能量品质下降。文中建立了锅炉对流受热面传热熵产计算模型,并针对一台大型电站锅炉,结合现场采集的实时运行数据,利用建立的熵产模型计算了各对流受热面在不同污染状态下(吹灰操作前后)的传热熵产,分析了不同受热面污染对熵产的影响规律。计算与分析表明,对于所计算的锅炉,与其他受热面相比,吹灰操作对降低省煤器和低温过热器传热熵产的效果最为显著。     

熵产分析法在锅炉吹灰优化模型中的应用

从热力学第二定律角度分析电站锅炉运行中对流受热面的不可逆能量损失,建立了受热面传热熵产、流阻熵产以及吹灰过程中出现的传质熵产、吹灰介质熵产和吹灰器电机熵产的计算模型,并利用某台燃煤锅炉的现场数据进行了实例计算。在受热面熵产分析的基础上,建立了吹灰优化模型。基于熵产分析的吹灰优化模型,充分考虑传热过程和吹灰过程的不可逆能量损失,更加准确地计算吹灰所带来的收益和造成的能量损失,实现真正意义上的吹灰收益最大化。     

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。     

进口轴向叶片旋流器强化管内换热的研究

对进口轴向叶片旋流器强化管内换热进行了试验研究,提供了传热和阻力的试验数据,分析了旋流器结构参数,管内Ｒｅ数,试验段长径比对传热和阻力的影响,得到了传热和阻力准则关联式,并对旋流器强化管内换热的热力性能进行了定量评价。试验表明：在试验范围内使用进口轴向叶片旋流器来强化管内换热总是有利的。     

生物质发电燃烧方式与炉型选择

针对生物质发电的燃烧方式及炉型选择问题,文章结合生物质燃料的特点,分别对悬浮燃烧、层燃燃烧及流态化燃烧等燃烧方式及几种炉型进行了分析和比较,指出在选用燃烧方式以及炉型时,必须结合燃料的特性和具体的燃烧方案进行细致分析后而定.     

Low NOx thermophotovoltaic generator

Fiber matrix burners incorporating “superemissive” ceramic materials were tested to obtain the relationship between power generation and the pollutant emissions. The tested variables were the following: equivalence ratio, fuel input, and inlet air temperature. One important objective was to achieve maximum efficiency of electricity generation at the lowest level of NO_x emissions. It was found that NO_x emission under these specific conditions does not depend on inlet air temperature in the ranges from 20 to 200°C. This phenomena suggests that “thermal NO_x” is not a significant contributor of NO_x emission in these types of burners. The test data indicate that the thermophotovoltaic (TPV) power output increased by a factor of 2 by increasing the combustion temperature while the NO_x emissions were stable. The result of these findings is that high efficiency, low polluting TPV-power generation is feasible. The basic technology responsible for the low NO _x emission and the electric power generation is being further developed for use in high-efficiency appliances, generators, and total energy systems