燃油超低NO_(x)燃烧器结构的大涡模拟

采用Fluent软件的大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法,对3种旋流非预混低NO_(x)燃烧器进行数值模拟,分析它们的温度、速度场和污染物排放特性,探讨燃烧器结构对涡旋与火焰相互作用的影响。研究结果表明,旋流内置结构和旋流文丘里结构能有效降低燃烧温度,最高温度降幅可达300 K;超低NO_(x)燃烧器的NO_(x)生成主要集中在炉膛中下游区域。与常规旋流结构相比,旋流文丘里结构和旋流内置结构的NO_(x)排放量分别降低了13.77%和12.32%,其中旋流内置结构的NO_(x)排放量最低为11.9 mg·kg^(-1)。在炉膛出口处,旋流内置结构的碳烟排放量较常规结构降低了5.56%,降至20.4 mg·kg^(-1),而旋流文丘里结构的碳烟排放量则上升了18.06%,表现不佳。

低NO_x燃烧器与常规直流煤粉燃烧器的NO_x生成特性的研究

对350 MW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%。

CFB主床的床顶结构对边壁下降流的影响

在CFB冷态试验台上 ,深入研究了CFB主床的床顶结构对边壁下降流的影响。对平床顶结构分三种高度进行了试验 ,研究得出 :CFB主床的床顶结构是影响边壁下降流的重要因素 ;当流化速度和固体物料循环速率一定时 。

EHD强化沸腾换热的模型分析

在分析沸腾及EHD强化换热理论的基础上,结合R11工质在垂直管内受直流高电压作用下的沸腾换热试验数据,提出EHD强化沸腾换热的数学模型;模型计算与试验结果的相对误差小于±30%.

加装低压省煤器对汽轮机相对内效率的影响

加装低压省煤器是火电厂节能减排的重要措施之一,以350 MW汽轮发电机组为对象,分析了该系统加装低压省煤器对汽轮机热经济性指标的影响.低压省煤器加入热力系统分串联和并联2种模式,降低烟气温度25℃,若汽轮机抽汽点蒸汽参数按等熵规律变工况,其串联和并联2种模式对汽轮机相对内效率的影响分别为-0.012 9%和-0.007 2%,使循环热效率分别增大0.606 2%和0.656 7%,相应的汽轮机绝对内效率分别增大0.615 2%和0.691 8%;若汽轮机抽汽点蒸汽参数按照等温规律变工况,其串联和并联2种模式对汽轮机相对内效率的影响分别为0.020 6%和0.042 7%,使循环热效率分别增大0.602 5%和0.651 4%,相应的汽轮机绝对内效率分别增大0.645 2%和0.736 5%.

湿法脱硫问题的探讨

通过对脱硫系统的分析 ,结合湿法脱硫经常存在的问题 ,首次提出湿法脱硫溶液的最小 pH值或最小浓度的概念 ,并指出 :当溶液的 pH值一定时 ,存在最小液气比。这对湿法脱硫系统的运行和设计有重要的指导意义。

电站锅炉高效超低NO_x排放控制技术

对电站锅炉低NOx燃烧技术进行了重新分类,然后分析其应用中存在的问题,再结合国外NOx排放控制技术的最新科研成果,提出了电站锅炉高效超低NOx排放控制的双分级再还原方法。该方法采用空气分级,煤粉、燃气或生物质进行再燃,同时使用选择性非催化还原NOx技术,而且添加碱金属盐以增效。双分级再还原低NOx燃烧用技术使用约10%的再燃燃料可以达到85%以上的脱硝率。

电站锅炉燃烧特性的数值模拟

对 116 0t·h-1四角切圆电站锅炉的燃烧过程进行了数值模拟 ,燃烧器组采用常规直流煤粉燃烧器和低NOx煤粉燃烧器两种形式 .结果表明 ,大空间锅炉炉膛的速度场、温度场分布很不均匀 ;燃烧器上部附近的炉膛中心烟气上升速度最小 ,湍动能最大 ,温度最高 .烟气上升速度分布图形 ,在燃烧器区域为单峰形 ,即炉膛中心上升速度最大 ;在燃烧器上部为马鞍形 ,即截面环形区域的上升速度最大 .烟气温度分布图形 ,在燃烧器区域呈马鞍形 ,即中心区域和四周水冷壁附近的温度较低 ,截面环形区域的温度最高 ;在燃烧器上部区域为单峰形 ,即炉膛中心的温度最大 .水冷壁附近烟气温度的最大值 ,即结渣的可能区域位于旋转火焰的下游 .炉膛的切圆直径 ,在燃烧器区域随炉膛高度增大不断减小 ,至燃烧器上部附近急剧增大 ,之后随高度增大成一常数 .电站锅炉的常规直流煤粉燃烧器改造成低NOx 燃烧器时 ,炉膛的速度场、湍动能场、截面切圆直径和旋流强度以及温度场等保持不变 .

水平浓淡煤粉燃烧器的研究

文中对四角布置的水平浓淡煤粉燃烧器进行了试验研究和理论分析，并与ＷＲ燃烧器进行了对比性研究。结果表明：水平浓淡燃烧器比ＷＲ燃烧器的着火提前、着火稳定性的调节范围更宽广。同时，深入分析了浓淡煤粉燃烧器稳定着火的机理，对最佳煤粉浓度进行了定量分析，计算结果与本试验数据的偏差为１７４％。

小油枪煤粉燃烧器在电站锅炉中的应用

分析燃烧器稳定着火机理，介绍小油枪煤粉燃烧器的设计思想，首次提出这种燃烧装置小油枪容量的设计方 法，计算小油枪煤粉燃烧器的节油率与现场实测值吻合良好。推荐该方法用于小油枪煤粉燃烧器小油枪容量的设计 计算。理论分析和现场应用表明，运行的小油枪煤粉燃烧器撤油时就是安全可靠的常规煤粉燃烧器。

浓淡煤粉燃烧器双通道速度差对NOx排放的影响

对350 MW电站四角切圆煤粉锅炉燃烧过程和煤粉燃烧器气固两相流的数值计算表明,常规浓淡煤粉燃烧器的双通道速度差为6～9 m·s^(-1),因此,提出了等速型浓淡煤粉燃烧器的概念.等速型浓淡煤粉燃烧器比常规直流煤粉燃烧器可减少21.8%的NO_x排放,比常规浓淡煤粉燃烧器也可降低11.3%的NO_x排放.

350MW电站燃煤锅炉NO_x反应特性研究

对350 MW电站四角切圆燃煤锅炉的NOx反应特性进行了试验和数值模拟.结果表明：燃烧器氧的体积分数从3%增大到5%,NOx排放体积分数从392×10^-6上升到535×10^-6（氧占6%）,上升幅度为33.8%.出口氧量（体积分数）为4%时,锅炉的飞灰含碳量最小,燃烧效率最高.随着氧量的增大,炉膛中心温度、炉膛截面平均温度和炉膛截面最高温度等沿高度的分布有减小的趋势,氧量从3%增大到5%,炉膛中心火焰温度的最大减小幅度为180℃.而随着氧量的增大,炉膛中心NOx体积分数、炉膛截面平均NOx体积分数和炉膛截面最大NOx体积分数等沿高度的分布有增大的趋势.炉膛截面最高温度和最大NOx体积分数沿高度的分布出现在燃烧器区域.截面平均温度和截面平均NOx体积分数沿高度分布的最大值出现在燃烧器上方5-10 m处.燃烧器区域炉膛横截面上NOx最大值出现在旋转火焰的环形区域,中心和四周的NOx体积分数较小,炉膛纵截面上的NOx最大值出现在燃烧器组喷口附近.燃煤锅炉的NOx主要在燃烧器区域生成,燃烧器区域的NOx生成速率是燃尽区域的3-5倍.

循环流化床锅炉(CFB)边壁下降流的生成机理

通过大量冷态实验研究，作者提出了ＣＦＢ锅炉主床内边壁下降流的生成机理，对主床床顶物料层的形成和边壁下降流的发展过程在实验观察的基础上进行了理论分析。通过试验研究得出了边壁下降流的延伸长度随操作速度和物料循环速率的变化规律。该文对ＣＦＢ锅炉理论的发展以及ＣＦＢ锅炉的设计和运行有重要的意义。

边壁下降流内循环模型

从循环流化床（简称ＣＦＢ）边壁下降流的现象入手，首次揭示了边壁下降流的生成机理，并就床顶结构对边壁下降流的影响进行了试验研究．在此基础上，建立了边壁下降流内循环模型．通过分析和数学推导。

电站锅炉燃烧过程数值模拟的收敛性分析

对电站锅炉燃烧过程数值模拟的收敛性进行了详细的分析 .研究表明 :燃烧过程所有控制变量的残差是随迭代次数震荡减小的 .在燃烧迭代的初始阶段 ,残差的下降较快 ;之后 ,随着迭代次数的不断增多 ,残差的降幅减小 ;最后 ,各变量残差会随迭代过程的进行呈现出周期性的变化 ,即计算残差的平均值趋于定值 ,这时 ,在残差的一个震荡周期内的模拟速度、紊动能和温度等参数变化很小 ,燃烧计算有可能假收敛 ,在这种情况下 ,如果将迭代继续下去 ,假收敛的计算参数会随迭代次数缓慢变化 ,只有当迭代次数足够多时 ,即计算次数大于某一个大数后 ,锅炉燃烧计算的速度场、紊动能场和温度场等参数不再随迭代次数变化而变化 ,燃烧计算才达到收敛 .

CFB 流化床边壁下降流的试验研究及内循环模型

在ＣＦＢ冷态试验台上，试验研究了ＣＦＢ主床的床顶结构对边壁下降流的影响。并对平床顶结构分３种高度的情况进行了试验。试验得出：ＣＦＢ主床的床顶结构是影响边壁下降流的重要因素；当流化速度和固体物料循环速率一定时，边壁下降流的延伸长度随床顶高度的增加而增大，在此基础上，建立了边壁下降流内循环模型，通过分析和数学推导，给出了边壁下降流内循环速率以及轴向截面平均物料浓度关系式。

氨载氢技术经济性分析

液氨做为一种含氢质量分数为17.6%的富氢物质,是氢能的理想载体.从目前氢气存储和运输的瓶颈问题出发,设计了以液氨为储氢和输氢载体的供氢方案,并以单位质量的氢气供应成本做为评价指标,对该路线与天然气、电解水和甲醇裂解制氢供氢路线进行了经济性的比较分析.结果表明,在中等制氢规模和近距离运输的模式下,氨载氢供氢方案一次投资单位供氢成本仅为51.2元.kg-1,明显低于其他制氢路线,具有较强的经济性和技术可行性.

锅炉氧煤无焰燃烧技术分析

氧煤燃烧是一种全新燃烧方式,将氧煤燃烧器的表观氧气浓度从30%提高到50%、将O2/CO2混合气改变为纯氧气与再循环CO2烟气分离、将喷嘴速度从50m/s左右提高到200m/s左右组织炉膛烟气形成高倍率内循环,从而在炉膛内实现高温低氧的氧煤无焰燃烧状态,氧煤无焰燃烧技术能实现煤粉高效燃烧和较低NO浓度排放的统一,锅炉将不需要脱硝设备就可满足NOx排放限值200mg/Nm3的严格环保标准。

高压直流电场强化垂直管内沸腾传热试验研究

在分离式热管结构的电水动力学 (EHD)强化传热试验台上 ,采用R11工质、直流高压电场 ,首次完成了垂直管内沸腾换热的EHD强化试验研究 .结果表明 :采用EHD技术对垂直管内的沸腾换热有明显的强化效果 ;低热流密度时 ,强化效果较好 ,增大热流密度时 ,强化效果减弱 ;当热流密度维持不变时 ,强化系数随着电场电压的增大而增大 .沸腾换热的最大强化系数为 42 8%

锅炉炉膛出口烟速偏差的数值模拟

作者开发了１ 套锅炉燃烧过程的计算程序，并应用该程序对一试验炉膛的烟速偏差进行了数值模拟。结果得到：炉膛旋转气流中心沿炉膛高度向左侧偏移；当反正向动量流率矩之比为１．２ 左右时，锅炉炉膛出口左右两侧的烟速偏差得到消除。该数值模拟与试验所得数据完全一致。