A Comparative Exploration of Enhancing Thermal Characteristics of Natural Gas Flame by Synchronous Combustion Technique

This article is a comparative study of how the injection of micro kerosene droplets and pulverized anthracite coal particles affects soot particle nucleation inside natural gas flame and, subsequently, radiation. To this end, the yellow chemiluminescence of soot particles and IR photography were used to locate radiative soot particles and discover their qualitative distribution. The IR filter was tested with a Thermo Nicolet Avatar 370 FTIR Spectrometer for its spectral transmittance to be specified. Also, the spectral absorbance of soot particles, which are formed in flame, was measured by BOMEM FTIR. Furthermore, the variations of flame temperature, transient heat transfer, and thermal efficiency were investigated. The results indicate that, for equal heating values, kerosene droplets are more effective than coal particles in improving the radiation and thermal characteristics of natural gas flame. Also, kerosene droplets cause a higher rise in the temperature in flame downstream and make the axial flame temperature more uniform than coal particles do. In quantitative terms, when kerosene droplets were injected, the radiative heat transfer and thermal efficiency of flame were 93% and 35% higher than the corresponding values for the coal particles injection mode.     

天然气燃烧特性与NOx排放特性数学模拟

采用详细化学反应机理并运用良好搅拌反应器模型,通过化学反应动力学模型的数值计算,就典型的4种天然气组分进行了多种工况下的燃烧特性与NOx排放特性研究.计算结果表明：助燃剂中氧含量对着火时间非常敏感,氧含量较高,着火时间提前;低氧和富燃燃烧方式均可减少NOx排放.     

天然气再燃降低NOx排放的实验研究

主燃区停留时间、再燃区停留时间和天然气输入热量比不但影响再燃还原NOx的效果,而且是与天然气喷入位置、燃尽风喷入位置、再燃技术经济性关系紧密的3个因素.利用一维再燃热态实验炉对此3个因素与再燃还原NOx效果的关系进行了实验研究,得到了NOx排放的基本趋势和规律,并着重分析了主燃区停留时间影响再燃还原NOx效果的原因.     

天然气HCCI发动机燃烧特性和排放物的数值模拟研究

本文分析利用CHEMKIN软件中的零维单区HCCI模型模拟了不同的边界参数包括:压缩比、进气温度、进气压力和转速对天然气HCCI发动机燃烧特性及排放物的影响。利用模拟的结果分析了边界参数的变化对发动机缸内温度、压力、着火时刻和污染物排放的影响,为合理选择天然气HCCI发动机的边界参数提供了参考。     

高温低氧气氛下煤粉燃烧低NOx排放特性研究

燃煤工业锅炉作为NOx的主要排放源之一,减排刻不容缓。介绍了煤粉燃烧过程中燃料型NOx、热力型NOx和快速型NOx的生成机理,并对煤中挥发分N及焦炭N对NOx的还原机制进行了探讨。同时,开展了工业锅炉高效低NOx液态排渣煤粉清洁燃烧技术的研究和工程应用实践。结果表明,在高温低氧气氛下,煤粉燃烧过程中能有效抑制NOx生成,并促使NOx还原成N2的有利因素,能够实现NOx排放低于150 mg/m^3的目标。     

中国发展煤制天然气的必要性与竞争优势

叙述了目前国内外煤制天然气项目进展情况,中国发展煤制天然气（SNG）的必要性及煤制天然气与煤制其他能源产品的竞争优势,指出了煤制天然气行业面临的主要问题,提出了中国发展煤制天然气的相关建议。     

神华煤粒径在分级燃烧中对NOx排放的影响

在多路进风一维炉上,研究不同粒径的神华煤在分级燃烧中氮氧化物的排放规律.结果表明:不分级燃烧时中等粒径煤粉氮氧化物的排放较高;分级燃烧时,分级的程度越大,氮氧化物排放越低;普通分级燃烧时粒径的影响很明显,但仍是中等粒径的氮氧化物的排放明显较高;深度分级燃烧时粒径的影响被削弱;在主燃烧区固定风量时,燃尽风的增加会导致氮氧化物的排放略微升高;并且分级燃烧会减少神华煤的飞灰含碳量.     

高压缩比射流点火天然气发动机燃烧及排放特性

采用一维仿真,预测并分析了压缩比对射流点火天然气发动机烧特性规律,进一步结合台架试验研究了高压缩比下采用不同稀释策略时射流点火天然气发动机的燃烧及排放特性.结果表明:压缩比提升至17.0时,燃烧初期放热迅速,滞燃期缩短,燃烧持续期显著增加;采用纯空气稀释时,燃烧效率提高,热效率提升小于1％;CO、NOx排放增加,HC排...     

天然气发动机燃烧循环变动特征参数分析研究

通过天然气发动机燃烧循环变动试验,获得了不同工况下天然气发动机缸内压力时间序列。以此为基础,分析了不同燃烧循环变动程度工况下,天然气发动机燃烧循环变动特征参数间的相关性。结果显示,缸内峰值压力pmax与平均指示压力pi有稳定的线性关系。同时,在平均指示压力循环变动系数小于9%的工况下,分别利用pmax与pi进行天然气发动机燃烧循环变动影响因素研究,得到了类似的趋势。最后,通过对缸内压力时间序列进行相空间重构,进一步分析了利用pmax准确表征天然气发动机燃烧循环变动的条件。     

CO_2浓度对煤焦燃烧及污染物排放特性影响的试验研究

在热重分析仪上进行了燃烧特性试验,考察了CO2浓度对徐州烟煤及其煤焦燃烧特性的影响,并在固定床反应器上研究了CO2浓度对烟煤燃烧过程中气态污染物排放特性的影响.结果表明:在相同CO2浓度下,随着CO2浓度的提高,煤及煤焦的着火温度略有上升,燃尽温度明显升高,煤焦的燃尽时间显著延长;SO2排放浓度随时间增加呈双峰析出,其排放量随CO2浓度的提高而减少;NO排放量随CO2浓度的提高而减少;CO排放量随CO2浓度的提高而增加;当温度低于烟煤的燃尽温度时,CO2对煤焦的气化作用使CO排放量大幅增加.     

一维火焰燃烧NOx、SOx排放规律试验研究

主要针对煤粉燃烧过程中硫、氮的析出特性进行了试验分析和理论探讨,对影响硫、氮析出的因素煤质特性、结构参数和运行参数进行了试验研究.在试验基础上,对NOx、SOx排放规律进行了理论探讨,对污染物减排及优化燃烧提供理论指导.     

天然气热利用率及影响因素

用热力学理论和燃烧理论建立了天然气排烟温度与热利用率的计算模型,计算得出了天然气热利用率与排烟温度的关系曲线,可供实际工程参考.对影响天然气热利用率的因素(排烟温度、过剩空气系数和烟气冷凝温度)的主要影响因素(燃烧空气含湿量)进行了定量分析,提出了提高天然气热利用率的措施,可使天然气的热利用效率提高1000/~2000/.     

采用发射光谱法检测煤粉锅炉火焰的技术研究

利用以CCD阵列作为光电接收元件的微型光纤光谱仪,在燃煤锅炉现场测量火焰从533nm至1050nm波段的发射光谱。通过对不同工况的在大量实测数据曲线进行分析处理,得到了视场中火焰平均温度和黑度。并发现：（1）煤粉火焰辐射基本上可以作为灰体辐射处理;（2）煤粉燃烧器负荷增大时,火焰黑度相应增大,火焰温度波动减小;（3）炉膛内背景火焰燃烧稳定,黑度远大于燃烧器出口火焰黑度,火焰温度波动明显降低;（4）未着火煤粉的温度较低,波动很小,黑度也很小。火焰发射光谱的这些特征为进行火焰监测和诊断提供了可靠的判据。图6表1参9     

小型燃煤锅炉改烧天然气的措施及效果

阐述了小型锅炉由原来烧煤改造成烧天然气的具体措施,为燃煤改为烧天然 气炉提供了一些宝贵的经验。     

预燃室式天然气掺氢发动机燃烧及排放模拟

为探索掺氢对预燃室式大功率中速天然气发动机燃烧和排放的影响,采用计算流体动力学耦合化学动力学方法,在一台6ACD320型天然气发动机上,对氢气体积分数为0～ 30％的天然气-氢气混合燃料的燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:在天然气中掺氢促使缸内产生了更多的0、OH等活性自由基,从而加速了缸内火焰传播,发动机的指示燃气消...     

京津冀地区农村煤改气现状及减排潜力分析

对京津冀农村地区煤改气现状进行研究,并对当前采用的经济环境效益评价方法加以归纳,以近年来颁布的国家及地方政策为辅助依据估算农村燃煤减排潜力。根据计算结果,对比SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5在三地区的减排效果得出,北京减排效果最明显,天津及河北省有明显改善;由减排分布得到,SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5在北京市、天津市、河北省减排潜力分布中各占3%、1%、85%、6%和5%。由此看出,通过减少农村散煤使用来控制污染物排放量的方法具有良好的发展前景。然后进一步剖析当前出现的问题,以努力推进农村减排工作。     

天然气再燃对炉内燃烧及流动影响的数值模拟

以1台220 t/h四角切圆煤粉炉为研究对象,采用CFD计算软件Fluent6.2对天然气再燃系统的喷射方式进行了数值模拟.研究了再燃气体及燃尽风采用切向喷射和前后墙对冲喷射对炉内NOx和CO浓度分布、温度分布以及气流旋流数的影响.结果表明:再燃气体及燃尽风的喷射方式对炉内CO浓度分布和温度分布的影响不大,但再燃气体及燃尽风采用对冲喷射时,降低NOx排放的效果好于切向喷射,并有利于减小炉膛出口气流的旋流数.     

天然气后喷对高压直喷天然气船机燃烧和排放的影响研究

利用流体动力学软件CONVERGE建立了高压直喷天然气船机的三维仿真模型,基于该模型研究了后喷策略对高压直喷天然气船机燃烧和排放的影响。结果表明:随后喷比例增大,最高燃烧压力略升高,燃烧持续期增长;随着喷射间隔的增大,最高燃烧压力不变,但后喷燃烧相位推迟,燃烧持续期增长。与无后喷算例相比,后喷比例增大到10%和20%时,碳烟排放分别降低了7.7%～13.5%和1.5%～11.5%,NOx排放分别升高了12.0%～15.0%和5.0%～7.0%,指示燃油消耗率分别增大了约0.1%和1.0%;而后喷比例为30%时,碳烟排放升高了2.0%～8.0%,NOx排放降低了5.0%～7.7%,指示燃油消耗率增大了约2.3%。     

废气再循环率及点火时刻对天然气发动机燃烧和排温的影响

基于一台当量比燃烧的天然气发动机,采用三维燃烧分析与发动机一维热力学计算相结合的方式开展了废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率及点火时刻对缸内燃烧过程和发动机排温的影响研究.研究结果表明:随着EG R率的增加,燃烧相位后移,燃烧持续期延长,放热率峰值减小,最大压升率、缸内最高燃烧压...     

大气温度对某型燃气轮机燃烧稳定性和 NOx排放影响的数值研究

为了对比扩散和预混两种不同燃烧模式下大气温度对燃气轮机燃烧稳定性和NO_x排放的影响规律,针对某重型燃气轮机燃烧室,对多旋流喷嘴燃烧室的燃烧稳定性和NO_x排放进行了数值研究。结果表明:对于扩散燃烧,大气温度升高,燃烧室内高频脉动增强,燃烧稳定性变差;对于预混燃烧,大气温度升高,有利于提高燃烧的稳定性;在扩散燃烧模式下燃烧室燃料喷嘴下游回流区的温度最高,NO_x生成量最大;预混燃烧下燃烧室头部温度分布较均匀,燃烧室NO_x生成主要集中在驻涡回流区和燃烧室中下游位置,燃料喷嘴下游回流区NO_x生成量很小;随着大气温度的升高,扩散燃烧和预混燃烧下燃烧室内NO_x的生成量均增加。研究结果可为指导燃气轮机运行提供参考。