入口旋流数对煤粉低尘燃烧器流场的影响

以液排渣旋风燃烧过程为基础的煤粉低尘燃烧器可在燃烧过程实现捕渣,为工业加热提供低含尘浓度的高温火焰,是工业加热过程实现以煤代油的先进燃烧技术。根据旋流燃烧流动特点,采用能考虑非均向湍流应力的雷诺应力模型,对旋流煤粉低尘燃烧器内气流流动过程场进行数值模拟计算,计算结果与流场实验测试相吻合。研究表明,气流进入燃烧器时的旋转强度（旋流数）对燃烧器内的流动特性有很大影响,在冷态模型条件下,当旋流数在7以上时,环室回流在轴向贯穿燃烧器整个流场,有利于增加煤粉颗粒在燃烧室内的循环次数,提高灰渣捕获率;低于7时,环室回流出现阻断,不再连续,易造成煤粉颗粒直接逸出,对燃烧及灰渣捕获不利。随旋流数增加,燃烧器出口处中心回流率增大,对炉膛高温烟气的抽吸作用增强。     

配风方式对旋流煤粉燃烧器NOx的排放及煤粉燃尽的影响

为了研究旋流燃烧器的ＮＯｘ生成特性，在冷态试验台以及１台采用径向浓淡旋流煤粉燃烧器的２２０ｔ／ｈ燃用烟煤的锅炉上进行了试验，得出了一次风率对射流的扩展角、回流区以及一、二次风混合的影响，研究了单只燃烧器在不同化学当量比下的ＮＯｘ生成特性，得出了上、下层燃烧器在不同配风情况下锅炉的ＮＯｘ排放及煤粉的燃尽特性。     

煤粉浓淡旋流燃烧器空气动力学特性的数值模拟

将湍流重整化群ε方程与ＺｈａｎｇＪｉａｎ提出的新代数应力模型结合,用于模拟煤粉浓淡燃烧器喷口强旋转流场。通过对７个工况流场的计算,并与实验结果比较,得出燃烧器喷口流场随参数变化的规律,同时对流场特性作了分析。     

旋流煤粉燃烧器低NOx排放技术

详细分析了煤粉燃烧的特点及其燃烧产物NOx的生成机理,从实用性与高效性上,对各种目前研究与应用的控制旋流煤粉燃烧NOx排放的技术,如低NOx旋流煤粉燃烧器、空气分级、再燃和尾部烟气脱硝等进行了介绍,联系运行的实际情况进行比较分析.     

煤粉锅炉旋流燃烧器空气动力场的数值模拟

旋流煤粉燃烧器的气流组织情况对锅炉的稳定燃烧与安全运行都具有重要的影响,文中通过建立物理和数学模型,针对某电厂采用的中心给粉型旋流煤粉燃烧器进行了数值模拟研究,通过调整一次、二次风速和风量大小,得到不同运行工况下的速度流场和速度矢量分布,经分析各计算结果,得出各参量对流场的影响规律。     

轴向叶片式旋流煤粉燃烧器出口区域两相流场的数值模拟

采用ｋ－ε－ｋｐ两相湍流模型模拟了轴向叶片式旋流煤粉燃烧器出口区域的冷态两相流场,并将计算结果与ＰＤＰＡ的实验结果作了详细的比较。计算和实验结果都表明该燃烧器能产生较大的回流区,但回流区中大部分区域煤粉浓度较低。ｋ－ε－ｋｐ模型预报的两相速度场、湍流度和煤粉浓度场有的在定量上、也有的在定性上合理。因此ｋ－ε－ｋｐ模型可以满足工程上的需求     

管式旋流煤粉燃烧器的试验研究

为了提高劣质煤燃烧的稳定性，在冷、热态工况下对管式旋流煤粉燃烧器进行了试验研究分析，得出了该燃烧器具有燃烧稳定、效率高、低负荷特性好、煤种适应性好和不结渣的特点，填补了我国小功率煤粉燃烧器的空白。     

低NOx燃烧器与常规直流煤粉燃烧器的NOx生成特性的研究

对350MW电站锅炉采用低NOx燃烧器和常规直流煤粉燃烧器的NOx生成特性进行了实验研究和数值模拟，结果表明：①最高温度、平均温度和中心温度等与炉膛高度的关系保持不变，即径向空气流分级不影响炉膛的燃烧特性；②采用低NOx燃烧器时，其炉膛中心的氧气浓度比采用常规直流煤粉燃烧器时要小；③炉膛截面平均NOx浓度和中心NOx浓度随炉膛高度的关系基本相似，但NOx最大浓度随炉膛高度的分布规律不同，采用低NOx燃烧器时NOx最大浓度明显与一、二次风布置有关，采用常规直流燃烧器的NOx最大浓度在燃烧器区域随高度分布呈现双峰形；④它们对应的平均NOx浓度最大值截面和平均温度最大值的截面的高度分别相同，但平均NOx浓度最大值截面比平均温度最大值的截面要低；采用低NOx燃烧器时，截面NOx浓度最大值区域比常规直流燃烧器有大幅度的减小；⑤低NOx燃烧器可比常规直流燃烧器降低NOx排放28．6％。     

煤粉浓淡旋流燃烧器喷口气固两相流动的数值模拟

在实验基础上，运用PNG－ASM和FCFSRT模型对煤粉旋流浓淡燃烧器的气固两相流进行数值模拟，并与实验结果进行对比，得出了合理的颗粒速度场和浓度场；比较和计算了浓缩和未浓缩的颗粒场特性，说明了浓淡分离燃烧器的浓淡燃烧的机理；最后对浓淡分离燃烧器煤粉混合特性作了数值模拟，指出了煤粉浓淡混合的区域。     

大型锅炉煤粉稳燃技术对NOx生成的研究

本文主要研究直流燃烧器与旋流燃烧器的一次风煤粉的稳燃技术（包括烟气回流与煤粉浓淡偏差技术）,论述它们对炉内燃烧与NOx生成的作用,证明它们是稳燃低NOx燃烧器。     

一种低NOx旋流燃烧器流场特性的研究

介绍了国内某锅炉厂按引进日立-巴布科克公司技术制造的HT-NR3低NOx燃烧器的基本情况及其主要结构特点,并对这种燃烧器进行了试验研究.结果表明:该燃烧器的回流区为中间环状回流区,煤粉浓度分布为外浓内淡,与其回流区相匹配,具有良好的着火及燃烧特性.实际运行表明,该燃烧系统具有很好的低NOx特性,可以满足国内燃煤锅炉的低NOx排放要求.     

花瓣燃烧器流场特性分析与研究

采用三维贴体坐标结构化网格,对复杂曲面形状的新型旋流燃烧器(花瓣燃烧器)进行了三维的流场数值实验.模拟了旋流的衰减过程,分析了花瓣燃烧器的流场特点;首次给出了旋流燃烧器回流区的立体形状图,直观地反映了回流区的特性;分析了普通旋流燃烧器和花瓣燃烧器的流场参数,并对掺混系数进行了对比;通过花瓣燃烧器流场特性的研究得出,花瓣燃烧器的回流区是由径向回流区和中心回流区融合构成,端部呈花瓣状,所形成的特殊流场能够使煤粉颗粒从燃烧器喷入炉内后,不是首先向外扩散,而是迅速地进入回流区,与高温烟气迅速混合,形成稳定热源,为煤粉着火燃烧提供了前提条件,具有良好的稳燃性能.     

浓缩型双调风旋流燃烧器的冷模试验研究

在冷态模化实验台上,对浓缩型双调风旋流燃烧器分别进行了正交实验和单因素实验,分析了一次风率、调风盘开度、内二次风角度和外二次风角度等因素的改变对回流量、出口旋流强度、扩散角和阻力系数的影响,得到各因素的最佳推荐范围：喷口处一次风率为8%-9%,调风盘开度为50%-70%,内二次风角度为30°-35°,外二次风角度为35°-40°.最后利用激光颗粒成像技术得到燃烧器出口的流场图,认为风箱内配风均匀性直接影响燃烧器流场的均匀性.     

新型低Nox浓淡型双调风旋流燃烧器的研究

对新型低ＮＯｘ浓淡型双调风旋流燃烧器的结构及特点进行了理论分析,并利用冷态等温模化技术进行了气固两相流动模拟实验;对沿周向的浓淡煤粉分布和稳燃环的工作机理进行了实验研究和理论分析,初步了解了低ＮＯｘ燃烧和低负荷稳燃的机理。     

基于反扩散火焰的低NOx旋流燃烧器数值模拟

采用非预混稳态小火焰模型（Steady Flamelet Model,SFM）耦合110步甲烷燃烧简化机理和Realizable k-ε模型对反扩散-旋流低氮燃烧器进行模拟,对比分析了不同旋流角度（30°,45°和60°）及过量空气系数（1.05,110,115和1.20）下燃烧时燃烧室内各截面轴向速度分布、中心截面温度及NOx质量浓度分布。详细研究了燃烧室内天然气与空气的燃烧特性及NOx的排放规律。模拟结果表明：随着旋流叶片角度逐渐增大,燃烧室内回流作用逐渐增强,导致火焰长度变短、燃烧室内最高温度及出口NO质量浓度逐渐降低;在旋流叶片角度为60°时,出口NO质量浓度仅为114 mg/m3;随着过量空气系数逐渐增大,火焰末端温度逐渐提高,导致燃烧室出口NO排放量逐渐增大;在过量空气系数为1.2时,出口NO质量浓度达到294 mg/m3,相比于过量空气系数为1.05时,其NO排放量增加153%。     

径向浓淡旋流燃烧器NOx排放和燃尽率的试验研究

在设计热功率为1 MW的热态模化实验台上,研究了带有燃尽风的径向浓淡双调风旋流燃烧器的运行特点,得到燃尽风布置的相对位置、一次风率、内二次风率、外二次风率以及二次风旋流强度对NOx生成和飞灰含碳量的影响.结果表明:旋流对冲的煤粉浓淡燃烧配合采用燃尽风(OFA)空气分级燃烧技术,对降低NOx的生成和减少飞灰含碳量非常有益;只有合理地设计和布置OFA燃烧器,才能在降低NOx生成量的同时,尽量减少飞灰含碳量;增大一次风率时,NOx的生成量先增加后减少,而飞灰含碳量先减少后增加;增加内、外二次风的旋流强度,NOx的生成量不断提高,而飞灰含碳量则呈现降低趋势.     

一种新型旋流燃烧器的工作特性研究

提出了一种具有新型结构的浓淡式旋流燃烧器,其出口射流由浓淡一次风、内外二次风组成,喷口为特制结构.采用热线风速仪对燃烧器模型出口空气动力场参数进行了测试,同时以颗粒捕集法为手段对一次风粉混合物在经过燃烧器后的气固分离效果进行了试验研究.结果表明：新型燃烧器具有优越且稳定的空气动力场,能够强化回流,提高轴线附近湍动度水平,有利于改善着火条件,抑制NOx污染物的形成;煤粉浓缩装置对实现浓淡分离的作用显著,燃烧器出口浓淡比可达4∶1以上.     

浓缩环对旋流燃烧器NO_x生成影响的数值模拟

运用Fluent软件时中心给粉旋流燃烧器进行了燃烧数值模拟,探讨了浓缩环对燃烧器NOx生成的影响,分析了燃烧器燃烧时的温度场、氧浓度场以及包含热力NOx燃料NOx和快速NOx在内的NOx浓度场,比较了不同浓缩环结构下燃烧器出口沿轴向方向NOx浓度曲线.模拟结果表明:浓缩环可降低旋流燃烧器的NOx生成量100 ～200 mg/m3,NOx的排放量也相应降低;调节浓缩环距端口距离和调节浓缩环间距,亦可降低燃烧器的NOx排放量,两者调节的最佳值分别为325 mm和80 mm.