烘炉燃烧器空燃比精细化控制研究与现场应用

为提高燃烧器的燃烧效率,并研究精细化控制空燃比在燃烧器中的应用效果。采用燃气和空气量分别精细化控制的方法和装置,在燃烧器运行过程中,获取多个最佳空燃比数据,根据空燃比数据生成控制曲线。燃烧器控制系统可根据控制曲线,自主控制空气阀门和燃气阀门开度。通过测量尾烟的CO含量进行节能评价。结果表明,精细化控制空燃比,可精准控制空气阀门和燃气阀门开度,不同阀门开度情况下空燃比可调,尾烟的的CO含量低。说明精细化控制空燃比可有效提高燃烧器的燃烧效率、节约燃气耗量、降低碳排放。

低温加热炉低CO燃烧器试验研究

低氮燃烧器采用提高喷速、回流烟气、扩大火焰面等弱化燃烧的措施,达到降低NOx产生的目的。但在低温环境运行时,存在燃料无法完全燃烧、火焰稳定性差、排烟中CO含量偏高的问题。针对以上问题,提出了增设中心枪局部强化燃烧的方法,设计了2.8 MW的低CO燃烧器,在试验加热炉上开展了燃烧性能试验。性能试验表明,炉膛温度低于700℃时,低CO燃烧器中心枪燃料占比为25%~35%,NOx和CO含量才能满足相关标准及规定要求。选取了中心枪燃料占比30%的低CO燃烧器进行了燃烧效果试验,试验结果表明,炉膛温度为530~700℃时,低CO燃烧器有效解决了低氮燃烧器在炉低温环境下出现的问题,在满足国家排放标准的前提下,大幅降低了排烟中的CO含量,提升了燃烧火焰的稳定性,能够满足工业现场的使用要求。

氢气微混燃烧器燃空掺混特性数值研究

实现氢气和空气在氢燃气轮机燃烧室喷嘴管外均匀掺混可以在避免回火的同时实现低NO_(x)燃烧。为了在喷嘴出口到燃烧之前尽量实现均匀的掺混,通过数值模拟方法计算分析了微混喷嘴出口的流动特性以及燃空来流相互作用对氢气和空气混合的影响,研究了燃空动量比、燃料微孔间隙比、射流高度及混合长度对微混喷嘴冷态燃空掺混的影响。结果表明:掺混效果直接受标准射流深度、邻射流扰动及扩散段旋涡结构的影响。燃空动量比R_(m)为1.19~1.77时,所达到的标准射流深度可以实现较均匀掺混;间隙比为0.54时,邻射流相互作用会增大射流中心的氢气浓度下降梯度;增加射流高度和混合长度均能降低混合不均匀度;近壁旋涡对的完整发展有利于改善掺混。

双炉膛双切圆电站锅炉水冷壁防高温腐蚀数值模拟研究

锅炉水冷壁高温腐蚀是影响大型火力发电机组安全、经济运行的主要因素之一。文中针对某国内1000 MW双切圆锅炉试运行期间左右墙水冷壁发生高温腐蚀的现象,通过Fluent数值模拟,分别研究了燃烧器高宽比和二次喷口摆动角度对水冷壁高温腐蚀的影响。模拟结果表明:锅炉在实际运行时应使用高宽比较小的燃烧器组合方式;二次风喷口在向上摆动15°时燃烧区域贴壁面处CO浓度均小于3%,氧气含量充足,可以有效降低水冷壁高温腐蚀的风险。

600MW锅炉旋流燃烧器超低负荷稳燃数值模拟研究

为了实现锅炉在高负荷情况下整体燃烧工况变化不大,整体运行较优化前无大变化,另外在20%额定负荷情况下燃烧器能够保证煤粉稳定燃烧的目标,对600MW锅炉旋流燃烧器提出了优化方案,并开展了数值模拟优化研究。通过结果对比,提出了适当缩小浓缩器内径的最优方案。

天然气部分预混燃烧一次空气系数与燃烧器头部温度关系的模拟仿真与实验研究

针对部分预混燃烧过程一次空气系数变化的研究,很少涉及燃烧器头部温度变化的影响,利用ICEM CFD对部分预混燃烧器进行建模,通过模拟仿真计算不同天然气组分在不同燃烧器温度情况对引射一次空气系数的影响,并结合实验测试,对比模拟仿真结果和实验测试结果,明确燃烧器头部温度与部分预混引射一次空气系数之间的变化关系。模拟结果符合随着天然气沃泊指数的增加大气式燃烧器引射一次空气系数降低的变化规律,一次空气系数实验测试值与模拟值偏差在±0.02之内。当燃气发生置换时,一次空气系数的变化不仅与沃泊指数成反比,同时也受燃烧器头部温度的影响,应在现有一次空气系数计算公式基础上对其进行温度修正。当贫气置换富气时,建议对一次空气系数变化的温度修正系数k取值1.1;反之,当富气置换贫气时,建议温度修正系数k取值0.9;气质相近的两两置换,无需进行温度修正。

不同燃烧器高宽比下炉内空气动力特性的试验研究

本文应用相似模化理论对烟煤型燃烧器进行炉内冷态试验研究.通过对一次风射流的偏转,炉内气流的旋转强度、充满程度,燃烧器射流两侧的补气条件,炉膛出口的速度分布等特性随着燃烧器高宽比H/B的变化规律的研究,提出了较为理想的大型电站锅炉烟煤型燃烧器高宽比的范围,为指导电站锅炉燃烧器的设计和改造提供理论参考。

微波瓣燃烧器的燃烧特性

采用三维仿真方法对微波瓣燃烧器、环形圆柱燃烧器的流动及燃烧情况进行了模拟,研究了甲烷与氧气的不同当量比对燃烧器燃烧特性的影响规律.结果表明:微波瓣燃烧器中流向涡的存在及甲烷同氧气混合面积的增加有助于燃料同氧化剂的混合,从而强化燃烧,提高燃烧效率及燃烧温度.此外,虽然微波瓣燃烧器的燃烧温度、燃烧效率在不同当量比下始终高于环形圆柱燃烧器,但随着当量比的减小,两者在相同位置处气体的温差及燃烧效率之差随之减少.

当量比对涡轮叶间燃烧性能影响的数值模拟

为探究涡轮叶间燃烧性能,设计了4种不同当量比的工况,利用FLUENT软件的Realizable k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、DO辐射模型和离散相模型对燃烧室的流动及燃烧进行数值模拟.结果表明:燃烧室能在广泛的当量比(2.59～0.81)下保持性能稳定,燃烧效率保持在96%以上、总压损失低于2.4%,气体温度提高650,K左右;降低当量比,能够提高燃烧效率,降低CO、UHC、NOx等污染物排放,改善温度分布,但会造成更大的总压损失;最优当量比等于1.00,此时燃烧效率在99.95%以上,总压损失相对低(1.5%),出口径向温度呈抛物线型分布,最适合燃烧室设计.与文献对比发现,选取的工况合理,其结果对涡轮叶间燃烧室设计具有参考价值.

水平浓淡燃烧器气固流动特性试验研究

在水平浓淡燃烧器的实际应用中,燃烧器的分离性能主要受分离挡板数量及布置方式的影响。该文在一挡板对称布置、一挡板不对称布置、三挡板不对称布置3种不同的方式下,通过调整燃烧器一次风挡板角度,对3种布置方式下燃烧器的阻力特性、浓淡风比及浓缩比进行了研究,旨在确定一次风挡板角度与分离挡板对燃烧器浓淡分离的影响,以便提高水平浓淡燃烧器的性能。结果表明,燃烧器挡板角度的调整对燃烧器的总体阻力特性影响很小;燃烧器挡板偏转对于燃烧器整体以及浓淡两侧的气流速度都有一定的影响,且对淡侧影响较大;燃烧器的浓淡分离效果随挡板偏角的增加而显著增加,且三挡板非对称布置的浓淡分离效果最好。

中央扩散式喷嘴颗粒分布特性的冷模实验

针对闪速冶炼过程出现的反应慢和大滞后等问题,建立中央扩散式精矿喷嘴冷模实验装置,研究喷嘴出口附近区域颗粒分布均匀性随工艺风和分散风流量的变化规律.结果表明:反应塔内颗粒分布均匀性可调,分散风使颗粒沿水平方向分散,工艺风使颗粒聚集于反应塔喷嘴正下方区域;分散风和工艺风动量比决定塔内颗粒分布均匀性,动量比越小颗粒越聚集于反应塔喷嘴正下方区域;动量比可将实验范围内各工况颗粒分布均匀性特征指标——颗粒质量偏析函数拟合为指数函数;在颗粒适度分散前提下,喷嘴分散风流量增加倍数和投料速度增加倍数、工艺风流量增加倍数相同.

中厚板加热炉燃料消耗的降低

对天津钢铁集团有限公司炼轧厂中厚板加热炉的现状进行了分析,找出影响中厚板加热炉煤气燃耗的原因,确定出影响中厚板加热炉燃耗的六个主要因素为操作工责任心、加热炉烧嘴的开口度、空燃比、坯料装炉顺序和出钢温度。针对上述因素逐一制定了具体的对策,包括对操作工进行教育和培训并进行相应的奖惩、控制合理的空燃比、合理调整加热炉烧嘴的开口度、优化钢坯的出钢温度和优化坯料装炉顺序等,降低了加热炉煤气燃耗,从而降低了生产成本,取得明显的经济效益。

氧燃烧嘴助熔技术在电炉上的应用及现状

从燃烧学、热传输学的角度,论述了氧燃烧嘴助熔原理。较系统地介绍了氧燃烧嘴的结构、位置、氧燃比的选择及固定式和可伸缩式炉壁烧嘴的比较。同时,列举了国内外一些典型的氧燃烧嘴的应用效果。

多喷嘴对置式水煤浆气化炉内颗粒物分布特性的实验研究

颗粒物在气化炉内的分布对合成气成分、碳转化率和壁面熔渣的沉积行为具有重要影响。基于实验室规模的多喷嘴对置式水煤浆气化炉,利用Malvern激光粒度仪和扫描电镜/能谱仪表征了气化炉内颗粒物的粒径分布和组成,并结合碳含量分析了不同氧碳比、气化炉不同轴向位置颗粒物的形成过程。结果表明,气化炉内存在两种不同微观形态的细颗粒物和粗颗粒物。随着氧碳比的增大,沿气化炉轴向向下,颗粒物的平均粒径和固定碳含量均减小,而细颗粒物的含量增加。水煤浆的热解过程主要发生在撞击火焰区,而焦炭的燃烧气化反应不仅发生在撞击火焰区,也发生在管流区,二者消耗的固定碳量之比约为2:1。

高长宽比六角切圆锅炉炉内流场二次旋涡不对称性研究

通过对高长宽比六角切圆锅炉炉内流场二次旋涡的研究,发现二次旋涡的形成必须满足3个条件。二次旋涡虽可强化炉内的燃烧反应,使炉膛空间利用更充分且有利于控制飞灰可燃物与NOx的排放,但同时也容易造成不完全燃烧及高温受热面结渣。对此,提出了防治角部二次旋涡的根本办法,即采用四角切圆布置或双室炉膛切圆布置等燃烧器布置方式,提高一次、二次风的射流刚性,在燃烧器周围布置侧边风等来削弱二次旋涡形成的条件;加强炉内主旋转气流的旋转强度,使炉内物质基本上以主旋转气流的方式运动。

1025t/h贫煤锅炉浓淡燃烧器的数值模拟

对分别使用垂直浓淡和水平浓淡燃烧器的 1 0 2 5t/h锅炉炉内过程进行了数值模拟。根据数值模拟的结果 ,研究了这两种燃烧器的燃烧特性 ,比较了两种燃烧方式在不同浓淡比工况下的着火热、燃尽率和炉内温度 。

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％。

天钢中厚板加热炉燃耗偏高的原因分析及降耗措施

为了降低加热炉消耗,实现节能降耗,从炉体结构和生产操作入手,对天津钢铁集团有限公司炼轧厂中厚板车间加热炉燃耗偏高的原因进行分析,通过关键工艺点和设备维护、坯料布局上的控制,确定出影响其燃耗偏高的主要因素包括瞬时流量、冷端温度、空燃比、烧嘴开口度等,制定出相应的工艺要求及考核措施。实践表明,加热炉燃耗明显下降,达到了预期的效果,创造了较高的经济效益。

国内外低NO_x旋流燃烧器研究进展

针对日益严格的NOx排放标准,对国内外典型的低NOx旋流燃烧器的研究进展做了总体回顾,并详细介绍了先进的低NOx燃烧器的技术特点和应用状况,总结得出了低NOx旋流燃烧器的影响因素。

弯头和百叶窗浓缩器联合作用时浓淡风比试验

进行了单独使用浓缩器、弯头及弯头和浓缩器联合作用时浓淡风比的试验研究。单独使用浓缩器时,随着叶片级数增加,浓淡风比值(RQ)增加;当叶片级数相同时,叶片布置形式对RQ的影响较小。单独使用弯头时,RQ随气流转弯角度增加而增大;随弯头后续管段长度增加而减小。弯头和浓缩器联合作用时的RQ与弯头方向有关,当弯头和浓缩器对煤粉气流的分离作用一致时,RQ小于弯头单独作用和浓缩器单独作用时的浓淡风比值之和;当两者对煤粉气流的分离作用相反时,RQ大于弯头单独作用和浓缩器单独作用时的浓淡风比值之差;此时,叶片布置形式对RQ影响较大。