北京市天然气居民户内安全保障措施探讨

本文通过对北京市居民天然气用户户内燃气设施及安全辅助设施的调研、统计分析,梳理出户内安全隐患的主要影响因素,并针对问题在技术、管理层面提出不同解决措施,逐级提升户内安全水平。

燃气-空气双分级低氮燃烧器数值模拟

研究设计了燃气-空气双分级低氮燃烧器,通过CFD软件FLUENT建立低氮燃烧器三维数值模型,并进行模型验证,模拟结果与实际情况较为吻合,能够较为准确地预测NOx生成量的变化规律。主要从燃气配比、一级过剩空气系数及内筒直径3方面对燃料-空气双分级结构进行研究,寻求燃烧特性和NOx生成规律。研究发现:燃气分级对温度分布及NOx排放具有重要的影响,当一级燃气配比为10%时,火焰分配较为分散,温度低且高温区域较少,NOx质量分数较低。二级燃烧区对NOx生成影响作用弱于一级燃烧区,一级燃烧区的状态为燃烧器NOx生成的主要影响因素。一级过剩空气系数宜处于0.7~1.45范围,考虑到燃烧稳定性,一级过剩空气系数应取较小值。内筒直径适量增大,可以达到改善一级燃烧状态,降低NO_x排放的目的。

燃气锅炉低氮燃烧器高速旋流稳焰结构

介绍燃气锅炉低氮燃烧器中常见的稳焰结构,指出其强化混合及稳焰效果都不充分。提出高速旋流稳焰结构,从稳焰效果、空气流量稳定性、加速燃气和空气的混合、抑制氮氧化物形成、对燃烧器调节比影响方面进行性能分析。高速旋流稳焰结构能够较好地实现燃气和空气的高效混合,保证燃烧稳定并抑制氮氧化物形成,但是存在阻力大、影响燃烧器调节比的问题。

低氮燃烧器火焰分割挡板的数值模拟分析

应用CFD软件对低氮燃烧器是否设置火焰分割挡板情况进行数值模拟,探讨设置火焰分割挡板对降温和降氮的重要性以及火焰分割挡板角度和形状对炉膛燃烧特性的影响。研究表明:设置火焰分割挡板一方面提高部分二级空气流速,加强气流混合程度;另一方面能分割二级空气,实现氧气分段供给,将火焰分割成多个区域,提高火焰锋面与空气的接触面积,避免热负荷集中出现,降氮效果很明显。与导流孔结合,能够加强烟气回流作用。火焰分割挡板角度增大可以改善二级空气分布状况,增强炉膛内部烟气回流,达到很好的降温及降氮效果,但是考虑到燃烧稳定性及燃烧效率、风机风压等问题,宜取较小且适合加工的角度,建议取30°~45°。火焰分割挡板形状取矩形时,可以增强气流扰动,空气分散作用更强,火焰分散程度更大,高温区域体积更小,从而导致NO_(x)质量分数降低,但是由于棱角的存在,气流扰动大,可能造成燃烧不稳定,建议设计中考虑此问题。设置火焰分割挡板具有很好的降温及降氮作用,可在低氮燃烧器中广泛应用,在设计过程中,应充分考虑火焰分割挡板造成的局部阻力及对燃烧稳定性的影响。