空气分级对分解炉燃烧过程影响的模拟研究

为研究分级条件下,分解炉内温度场、氧气浓度场及NO浓度场的变化规律,利用数值模拟手段对5 000 t/d水泥分解炉的物理化学过程进行了数值模拟研究。研究结果表明:在分级燃烧条件下,分解炉主燃烧区域的氧气浓度明显减少,燃烧温度也相应的降低,NO的生成量减少;在分级风入口的上方存在一个高温区,但在此区域NO浓度没有明显升高。分风量增加,分解炉出口的NO浓度降低,分解炉内生料的分解率和煤粉燃尽率均下降,但是分解炉出口的温度有一定的升高,说明分级燃烧在一定程度上会影响水泥的生产过程,在实际运行过程中应合理选择分风比例。     

空气深度分级燃烧NOx排放特性的CHEMKIN模拟研究

利用两段PFR反应器构建模型在CHEMKIN中模拟,研究空气深度分级燃烧中各个影响因素,使用生成速率分析和敏感性分析,探求燃料N向NO_x的转化路径及原因.模拟结果表明,主燃区α对NO_x转化率影响较大,高温强还原氛围能明显降低NO_x排放;改变燃烧温度降低NO_x排放,应当考虑主燃区,而非燃尽区;当主燃区温度小于1 500℃,燃尽风比率为35%左右时,NO_x排放最低;富燃条件下O_2/CO_2燃烧增大了OH/H,促进NO_x生成;燃尽风位置向后移会降低NO_x转化率,改变燃尽风氧浓度NO_x转化率几乎不变.本文不仅扩大了前人对空气分级燃烧的研究范围,而且对于前人没有研究的影响因素给出了结果,并且进行了化学反应动力学分析,对实际锅炉运行过程中减少NO_x排放具有指导意义.     

切向燃烧锅炉炉内NO生成的数值模拟

应用简化的后处理NO生成机理模型及气固多相流动模型,对大型切向燃烧锅炉在3种不同工况下炉内燃烧过程、NO排放进行了讨算机三维数值模拟,同时将计算结果和实验进行了对比,两者吻合程度良好.图5表3参11     

高燃料氮烟煤空气分级燃烧氮氧化物排放特性实验研究

针对两种燃料氮含量较高的烟煤空气分级燃烧情况下氮氧化物排放及燃尽情况进行了实验研究。研究表明,不分级燃烧情况下燃料氮含量越高的煤,氮氧化物排放越高;其空气分级燃烧情况下燃料氮向燃料型NOx的转化率越低。空气分级情况下,还原区停留时间为0.8-1.0 s及化学当量比为0.75的时候,大同烟煤及俄罗斯烟煤的氮氧化物排放均较低。同时,空气分级燃烧条件下俄罗斯烟煤的燃尽情况与大同烟煤类似,燃尽效果较好。     

空气分级对锅炉NOx排放影响的数值模拟

借助流体力学计算软件FLUENT,选择合适的数学模型,对某电厂的HG-670/140-11锅炉进行降低氮氧化物排放的数值模拟研究。首先对锅炉的运行情况进行分析,提出空气分级(水平浓淡加燃尽风)的改造方案,着重研究了采用空气分级前后炉内空气动力场、温度场、组分场的变化情况,及对NOx排放的影响。结果表明:炉内切圆完整,炉内充满度好,炉内温度场和组分浓度场的变化规律都符合要求,合理布置燃尽风能有效的降低NOx的排放。计算结果为电站锅炉降低氮氧化物排放提供了参考。     

炉膛四角切向深度分级气固两相流的数值模拟

根据NOx的生成机理，利用FLUENT商用软件，通过利用CFD平台，对采用深度分级燃烧四角切圆的炉膛试验台内气固两相湍流流场进行冷态模拟。本文研究表明，采用合适的数学模型和计算方法，进行四角切圆燃煤锅炉炉内气固两相流的数值模拟是可行的。通过对不同一次风和二次风布置状况进行模拟，在实现炉膛中心处呈还原性气氛，炉膛四壁成氧化性气氛的水平分级的条件下，优化垂直分级，找出理想的气固两相流动状况下的一、二次风的布置工况，初步找出深度分级降低NOx生成的方法。     

旋流燃烧室内分级进风对燃烧污染物生成的影响

建立了采用分级进风方式的旋流燃烧室试验装置.在此试验装置上分别对天然气和煤粉进行了湍流旋流燃烧的试验研究.在保持过量空气系数和旋流数不变的条件下,采用不同分级进风比率时测量了燃烧室内烟气的时均温度场、O2、CO和NO浓度场的分布,并分析讨论了分级进风率对旋流燃烧室内湍流燃烧及污染物生成的影响.结果表明:在天然气燃烧过程中,加大二次旋流风率可减少NO的生成;在煤粉燃烧过程中,加大二次旋流风率会增加NO的生成.     

空气分级燃烧炉内壁面硫化物分布的数值模拟

以某600 MW超超临界锅炉为研究对象,采用数值模拟方法研究了硫化物气体在炉内还原区水冷壁壁面区域的分布特性.结果表明:SO_2主要分布在主燃烧器壁面区域,而H_2S主要分布在分离燃尽风(SOFA)与主燃烧器之间的壁面区域,且该区域的氧量极低,温度又较高,发生高温腐蚀的可能性更大;随着燃料中含硫量的增大,壁面区域的硫化物气体质量分数有所提高,但并不显著,而高质量分数硫化物气体所占区域面积却明显增大,在主燃烧器的局部区域,壁面也出现了H_2S质量分数较高的区域.     

深度空气分级对旋风燃烧锅炉NOx释放影响研究

针对纯燃高碱煤旋风液态排渣锅炉局部高温以及NO_x排放高等问题,通过ANSYS软件数值研究了不同深度空气分级方案对旋风液态排渣锅炉炉内温度场、组分场及NO_x浓度分布的影响。研究结果表明：深度空气分级燃烧不同工况设置合理,形成了良好的富燃料的主燃区与富氧燃尽区,炉内燃烧稳定,旋风燃烧器逆向布置可促进煤粉燃尽,提高锅炉效率。不同深度空气分级工况下,炉内各组分分布特性一致。同时确定了主燃区最佳过量空气系数为0.85,燃尽风量选用逐层降低布置可实现最佳低氮排放,炉膛出口烟温最低为1 375.45 K,炉膛出口NO_x浓度最低为391.14 mg/m³。     

空气分级燃烧对炉内NOx生成影响的数值模拟研究

现阶段国家对电厂污染物的排放标准制定越来越严格,电厂需降低NOx排放的幅度也越来越大,对烟气中NOx含量的控制将成为电厂今后控制污染物排放的重点。本文总结了现阶段比较常用的电站锅炉降低NOx排放的改造方法,针对电厂的实际情况,拟采用空气分级的方法,通过在主燃区的上部设置燃尽风来降低NOx排放。改造结果表明,降低主燃区内风量后,主燃区内氧量和温度水平有所下降,NOx在炉内的生成量明显降低。另外,由模拟结果可知,主燃区内氧量越低,愈有利于NOx的降低,但可能会造成飞灰含碳量的增大,燃烧效率的降低,这些都会影响电厂的经济性。在实际运行过程中,可通过提高煤粉细度、合理配风来调整。     

低NOx高温空气燃烧技术

低NOx高温空气燃烧技术将传统的低NOx燃烧技术与高温热式燃烧系统有地结合起来,具有热效率高、炉内温度分布均匀、NOx排放量低等特点。本文介绍了高温空气燃烧技术,重点分析了高温空气燃烧技术中的低NOx排放的原理,并对两种采用烟气再循环和分级燃烧技术的NOx高温空气燃烧器进行阐述。     

分级进风旋流燃烧室内湍流燃烧的数值模拟

应用考虑湍流-化学反应相互作用的代数二阶矩-概率密度函数(PDF)湍流燃烧模型,对分级进风旋流燃烧室内两组工况下的甲烷湍流燃烧进行了数值模拟,得到的二氧化碳浓度和气体轴向脉动速度均方根值分布与实验数据相符合,得到的气体轴向和切向速度、轴向一切向脉动速度关联量、温度和氧气浓度分布与实验数据基本相符合.研究结果表明,选取适当的二次风率可以起到优化燃烧过程的作用.     

空气分级对燃烧室燃烧及污染物排放的影响

燃烧气体燃料的工业用直流式燃烧装置为射流进气，采用空气轴向分级的燃烧组织方式，使用多孔板火焰稳定器稳定火焰．实验在一定的燃料流量和一定的空气总量下，改变两级空气的配比，采用testo360烟气分析仪分别测量燃烧室出口截面的温度、NOx和CO的排放量．通过对两级空气不同配比情况下燃烧室出口截面温度、CO和NOx排放量的分析，得到两级空气不同配比对燃烧和污染物排放影响的规律．此外，初步探讨了一级燃烧区长度对燃烧和污染物排放的影响．     

空气分级燃烧技术中两级燃尽风技术试验研究

本文以神木烟煤和阳泉贫煤为试验对象，在一维火焰炉上对其进行了空气分级燃烧技术模拟试验研究。试验结果表明，与通常的空气分级技术相比较，燃尽风分两股送人炉内不仅能有效降低NOx的排放量，还能很好的降低飞灰可燃物含量，取得更佳的脱硝效果和燃尽效果。     

空气分级燃烧低NOx排放数值模拟研究

由煤燃烧产生的NOx引起的污染受到世界各国的重视.因此研究降低污染物排放成为燃烧研究的重要课题.对某电站锅炉的实际情况,进行了空气分级燃烧降低NOx的数值模拟研究,并和改造后的运行结果进行了比较.结果表明,分级燃烧可有效降低NOx排放,为电站锅炉清洁燃烧提供了依据.     

顶燃式热风炉燃烧过程的数值模拟研究

针对某公司的旋流顶燃式热风炉及其工艺参数,建立了气体流动、传热的数学模型,采用非预混燃烧方法处理煤气的燃烧,对其现有工况进行了数值模拟,分析了炉体内部的流场、温度场和浓度场.结果表明,燃烧室温度分布不均匀,出口温度较低;由（于）空气过剩系数较小,导致煤气燃烧不充分,有大量CO剩余;火焰长度较长,严重影响格子砖的寿命.通过调整空气过剩系数,（）的增加空气过剩系数,燃烧室出口CO体积分数明显降低,火焰长度明显变短,出口温度明显提高.     

不同燃烧条件下煤粉锅炉NOx排放特性的试验研究

以1台670 t/h煤粉锅炉为对象进行了热态试验,研究了煤粉锅炉在不同燃烧条件下NOx 的排放特性.采用在线烟气分析仪对烟气成分进行分析,并通过化学分析获得了飞灰中的可燃物含量.改变二次风配风方式、炉膛出口氧量、周界风风门开度以及磨煤机组合方式等影响因素,对锅炉热效率、飞灰可燃物以及NOx排放浓度进行测量和分析,获得了可减少NOx排放并保持较高燃烧效率的合理燃烧方式:采用均等配风,炉膛出口氧量为2.25%左右,周界风风门开度为15%,采用ABC层的磨煤机组合方式.     

The Reduction of Thermal Nitrogen Oxides (NOx) Emission Using Staged Combustion in Furnace

The experimental study described in this paper is to investigate the control of thermal nitrogen oxides emissions from a 2.28 MW gas-fired test furnace. Tests, including changing axial or radial air flow rate, adding cooling water, and adding staged air, were performed to characterize and op(imize the fuel-rich burning zone and the fuel-lean burnout zone independently. Detailed measurements of O_2, CO_2, CO, NO and NOx were made at the fuel-rich burning zone and furnace exit. The influence of forming CO, NO and NOx was examined. Results indicated that adding staged air in the fuel-rich burning zone (75 cm from burner) will reduce the mawximum NO and NO_x emissions. Adding cooling water in a right position may further lower the NO and NO_x emissions. In addition, the least formation of thermal nitrogen oxides in the first stooge fuel-rich bunting zone will occur at the stoichiometric ratio's inverse value, (φ_1)~(-1), 0.65 to 0.7.     

分级预混燃烧的稳定性

简要阐述了发生振荡燃烧的机理,并且用线性分析方法对某分级燃烧室在低负荷和满负荷两种工况下的流场,以及设计工况和非设计工况下的燃烧特性进行了分析.结果显示,不同工况下不同燃烧方式会影响系统的模态及其稳定性.在非设计工况下运行时,火焰的轴向位置和燃烧放热的变化也对系统稳定性产生影响.这些结果可以帮助我们尽可能选择在稳定的条件下运行,防止可能出现振荡燃烧的情况,实现燃烧系统在全工况下安全、高效、清洁地运行.图21参9