提高锅炉煤炭燃烧效率的节能技术研究与应用

本文探讨了提高煤炭燃烧效率的工艺优化过程,特别关注了先进的燃料预处理方法,即热风干燥。本文通过物性分析和模拟研究建立了综合仿真模拟环境,为不同工艺条件下优化煤炭燃烧效率提供理论支持。研究发现,在热风干燥过程中,气流速度增加与提高了煤的热敏感性相关联,有助于优化整个燃料的燃尽过程。该项研究为清洁、高效利用煤提供了理论支持和实际指导。通过优化工艺条件并控制关键参数,如气流速度和水蒸气含量,可提高煤的能源利用效率,并降低环境排放。该结果对促进可持续能源发展并减少碳排放具有重要意义。

火电厂锅炉燃烧效率优化及氮氧化物排放处理途径的探讨

氮氧化物(NOx)排放对环境及人类健康影响重大,因此降低其排放至关重要。本研究针对火电厂锅炉,采用低氮燃烧与脱硝技术结合的方式进行优化改造。实验结果显示,该方法不仅大幅提升了锅炉的燃烧效率,还显著降低了NOx排放,确保其达到国家排放标准。这一创新方法平衡了生产效益与环保需求,为火电厂实现绿色、高效运行提供了有力支持,同时也为行业提供了宝贵的实践经验和技术指导。

高原环境下米勒循环对柴油机燃烧效率和排放的影响

在高原地区,由于空气稀薄和极端天气的影响,导致内燃机的性能受到了影响,其中燃烧效率和排放问题更加突出。近年来,随着排放法规的严格要求及柴油机动力性能的影响,米勒循环逐渐引发工业界和学术界的广泛关注。文章针对高原环境下柴油机运用米勒循环的实际效果进行了深入探讨,通过对比高海拔地区(3000~5000 m)和低海拔地区(0~2000 m)下柴油机的运行数据可知,米勒循环在高海拔地区能有效改善柴油机的燃油经济性,同时可以显著降低NO_(x)等有害排放物的生成,对于高原地区的可持续发展具有重要的意义。

锅炉油枪喷雾特性与燃烧效率的关系研究

通过对锅炉油枪喷雾特性及其对燃烧效率的影响进行研究,得出一系列重要结论。首先,油枪喷雾特性与燃烧效率之间存在密切的关系,喷雾质量、角度、压力等因素都会对燃烧效率产生影响。其次,通过对喷嘴结构的优化,可以进一步提高燃烧效率。最后,提出一些改进锅炉燃烧系统的建议,以提高燃烧效率和节能减排。

提高330 MW汽包炉的燃烧效率策略研究

锅炉燃烧效率指锅炉在燃烧过程中,有效利用燃料所含能量的比例。其是衡量锅炉能量利用效率和运行经济性的重要指标之一。为提高330MW汽包炉的锅炉燃烧效率,文章提出优化燃料供应、改进燃烧技术、提高炉膛温度、加强锅炉维护和检修等策略。

火电厂燃煤技术创新与燃烧效率提升

本文探讨了火电厂燃煤技术创新与燃烧效率提升的关键问题,通过真实数据的支持,详细分析了燃煤技术的发展趋势,以及其在能源行业中的重要性。本文首先介绍了火电厂燃煤技术创新的现状和挑战,然后重点讨论了如何提高燃烧效率,从而实现环境友好和经济可行的发电方式。最后,本文强调了技术创新在火电厂燃煤领域的重要性,以及其对能源行业可持续发展的积极影响。

一种评定固体推进剂燃烧效率的方法——爆热效率

针对当前理论爆热仅有概念没有计算实例的现象,通过测试不同样品量的推进剂定容爆热并对最佳质量的燃气进行气相色谱实验,分析了最小自由能法计算推进剂燃烧产物的应用界限。研究认为,最小自由能法只能用于计算发动机燃烧室高温下的绝热定压燃烧产物,不适用于计算常温下的爆热产物。提出并明确了推进剂理论定压和定容爆热的计算方法;建立并验证了降温到298K燃烧产物的确定方法。针对当前推进剂燃烧效率大多为定性评判的现象,将爆热效率定义为实际定容爆热与理论定容爆热之比,用来定量表征推进剂的燃烧效率,可以实现用少量推进剂对其燃烧效率进行综合评判,尤其适用于推进剂配方研制阶段。

航空发动机温升燃烧效率校准方法研究

燃烧效率是航空发动机的关键气动性能参数,其准确获取对提高航空发动机性能、节省燃油、减少排放及匹配燃烧室总体性能等都具有重要意义。针对航空发动机温升燃烧效率的准确获取问题,设计了高准确度的进口参考温度传感器、出口参考温度传感器和媒介温度传感器,将出口参考温度传感器与媒介温度传感器相结合,提出并使用测点修正因子,实现了航空发动机温升燃烧效率现场校准。结果表明:所采用的温升燃烧效率校准方法合理、结果可信,参考温度传感器所得温升燃烧效率与燃气分析燃烧效率的相对偏差为0.3%~2.1%。

一体化加力燃烧室热态流场与特性数值研究

为满足新一代航空发动机的高推重比需求,提出一种支板与混合器一体化加力燃烧室方案,采用数值仿真方法,对比分析进口马赫数Ma (0.3~0.45),涵道比B (0.25~0.37)和不同飞行高度H(0~20 km)对加力燃烧室热态流场特性的影响。研究表明:在研究参数范围内,进口马赫数增大,壁式稳定器回流区及下游区域的燃气温度受到影响,区域内燃气温度逐渐升高,沿程径向温度不均匀性逐渐减小,总压损失增大,燃烧效率逐渐下降,但出口燃烧效率仍基本高于0.90;进口涵道比B增大,壁式稳定器下游及中心锥轴线位置的燃气温度开始下降,沿程燃气总压损失增大,燃烧效率随之升高,B从0.25增大至0.28时,燃烧效率提升较大,继续增大涵道比,燃烧效率提升较少;随着飞行高度升高,整体燃烧效率逐渐下降,在0 km和11 km飞行高度之间燃烧效率下降较少,而在20 km飞行高度时燃烧效率下降相对明显。

液膜冷却对火箭发动机燃烧效率的影响

液膜冷却对发动机热防护和性能均有重要的影响,为了研究不同液膜注入条件对燃烧效率的影响,开展了燃烧室液膜冷却热试试验研究。试验中改变了射流流量、冷却孔的数量、射流倾角,并测量了两排分别位于正对冷却孔位置和两冷却孔之间位置的燃烧室壁温,计算了不同工况下的燃烧效率。结果表明:推力室点火后,液膜的注入会压低温度曲线上升的斜率;在热试实验研究中,在相同的液膜流量下,不同的液膜注入方式并未对燃烧效率产生显著的规律性影响;头部混合比在3.6附近时,液膜流量占燃烧室总流量的百分比每提高2.3,则燃烧室的燃烧效率降低约1。

双燃烧室冲压发动机增强燃烧及发动机性能研究

为深入理解双燃烧室冲压发动机(DCR)增强燃烧机理,以超燃冲压发动机(SCR)为参照,基于CFD数值模拟技术对两类发动机进行了性能对比。燃料选用煤油C12H23,当量比0.8,采用六组分四步化学反应机理。结果表明,DCR能够增强燃烧并提高燃烧效率,且马赫数升高后,其提升效果不降反升。DCR增强燃烧机理在于两点:一是亚燃室的高温高压有效缩短了点火延迟进而促进了燃烧;二是其特殊的“三明治”火焰结构,反应区可同时向内外两个维度传播燃烧,反应面积大幅增大使得燃烧效率更高。DCR也能够提升发动机性能,但当马赫数升高后,由于DCR总压损失明显增大,其性能提升优势有所减弱。

直接加温条件下燃烧室燃烧效率计算方法研究

针对空气直接加温条件下燃烧室燃烧效率评估的需求,基于全成分分析法,发展了一种计算直接加温条件下燃烧室燃烧效率的方法。首先构建了空气直接加温条件下燃烧室燃烧过程的数学模型,然后推导了该燃烧反应的计算过程,最后通过实例对计算方法进行了验证。该方法考虑了高温燃气热解离的影响,利用数值解技术开展计算;通过燃气分析系统,分别测量了直接加温器出口截面和燃烧室出口截面的燃气成分。基于构建的燃烧效率计算方法,获得了燃烧室的燃烧效率,并将计算的燃烧室出口温度与热电偶的测量结果进行对比,验证了计算方法的工程实用性。

不同粒径焦煤高温燃烧特性参数研究

为研究不同粒径煤样在高温条件下的燃烧特性,利用锥形量热仪对粒径为0.200~0.450、0.125~0.200、0.097~0.125 mm的焦煤及其混合煤样的燃烧特性参数进行测试,并计算燃烧效率参数,分析其与煤样粒径之间的关系。结果表明:随着粒径的减小,点燃时间逐渐缩短,表明粒径越小越易燃烧;达到热释放速率峰值所需时间及峰值高低随粒径的减小而减小,其中混合煤样的峰值最低;当热释放速率曲线趋于平稳后,随着粒径的减小,热释放速率及总热释放量均呈增大趋势,且关系均为0.097~0.125 mm>0.125~0.200 mm>混合煤样>0.200~0.450 mm;质量损失速率峰值及稳定后的质量损失速率随粒径的减小而增大,总质量损失也随之增多,且关系均为0.097~0.125 mm>0.125~0.200 mm>混合煤样>0.200~0.450 mm;CO释放量随着粒径的减小呈减小趋势;随着粒径的减小,火灾性能指数逐渐减小,而火灾蔓延指数逐渐增大,其中混合煤样火灾性能指数最大,火灾蔓延指数略高于0.200~0.450 mm煤样;煤样粒径越小火灾危险性越大,混合煤样火灾危险性较低。

考虑随机和认知混合不确定性的航空发动机燃烧效率灵敏度分析

针对燃烧室初步设计阶段输入参数存在混合不确定性的特点,提出一种概率盒框架下的全局灵敏度分析方法。简单介绍了航空发动机燃烧效率的一维计算方法;在随机和认知混合不确定性的概率盒表征基础上,使用Sobol指标的上下限表征概率盒中随机与认知混合不确定性对响应的贡献程度;最后基于双层嵌套蒙特卡洛/非嵌入式多项式混沌展开(Monte Carlo Simulation/Non-intrusive Polynomial Chaos Expansion,MCS/NIPCE)方法对概率盒灵敏度指标进行求解,筛选出重要变量和次要变量,实现模型的降维。通过某航空发动机燃烧效率的全局灵敏度分析对所提出的方法进行了验证。研究结果表明,Sobol指标的上下限可以显著表征概率盒灵敏度指标,在保证计算精度的前提下,双层MCS/NIPCE方法的计算效率要远远高于传统双层蒙特卡洛(Monte Carlo Simulation,MCS/MCS)方法,可获得考虑随机和认知混合不确定性情况下燃烧效率输入参数的重要性排序。

基于改进NSGA-Ⅱ算法的W火焰锅炉燃烧系统多目标优化

以W火焰锅炉为例,首先探讨了可调变量与NOx排放量和锅炉燃烧效率之间的关系,将所得的先验信息采用单调约束的形式与数据驱动建模融合,建立了灰狼优化融合先验知识的支持向量机燃烧特性预测模型。结果表明,该模型提高了预测精度。在此基础上,针对NSGA-Ⅱ算法易陷入极值的问题,加入带有惩罚机制的锦标赛选择策略,对不同工况下的W火焰锅炉进行多目标燃烧优化实验,并提出将归一化环保和经济指标得到的综合效益因子作为评判锅炉燃烧优化结果的标准。实验表明,出力为290MW工况下,综合效益因子提高了7.11%。

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。

基于自学习寻优对燃煤锅炉燃烧优化的试验研究

为了使燃烧模型更准确地反演锅炉中煤粉的燃尽状态,基于遗传算法改进的神经网络模型,结合锅炉尾部烟道CO在线监测系统,构建基于自学习寻优的锅炉燃烧优化模型,建立了CO体积分数与锅炉热效率的关系。根据自学习寻优结果,对燃煤锅炉的出口氧量、配风方式和燃尽风(SOFA风)进行调整。研究发现,将出口氧量由3.0%调整至2.5%和3.5%,锅炉热效率分别提高了0.53%和0.49%;将锅炉的配风方式调整为缩腰配风和正宝塔配风方式,锅炉热效率分别提高了0.57%和0.73%;将锅炉A、B两侧SOFA风风门开度由87.4%调整为86.7%,锅炉热效率提高了0.71%,降低了热损失。

燃油喷射方向对微型涡扇发动机燃烧室性能影响的研究

针对某微型涡扇发动机燃烧室,通过数值模拟的方法得到燃油粒子蒸发与燃烧效率的关系,研究在燃烧室供油管中燃油喷射速度大小不变的条件下,燃油喷射方向对燃烧室性能的影响。研究表明:在不超过45°的范围内适当增加周向喷射角有利于增加燃油粒子的驻留时间,有利于更大粒径的燃油粒子在到达燃烧室出口前完成蒸发,从而提高整体的燃油蒸发率并提高燃烧效率;随着周向喷射角从0°增加到15°,燃烧效率从96.3%提高到97.2%。

塔式分级低排放燃烧室头部旋流数对燃烧性能的影响

主燃级旋流器的旋流数对燃烧室内流场组织与燃烧特性有重要的影响,为了研究其对流场与燃烧性能的影响规律,本文采取数值模拟方法在不同主燃级旋流数下对燃烧室流场结构和燃烧性能的影响进行了对比。研究表明:对于主燃一级旋流器,旋流数取在0.65~0.75回流区内湍流强度较为稳定,燃烧效率较高,压力损失也不是很大,NOx以及CO排放也较低分别有最低值45.4×10^(-6)、33.8×10^(-6);对于主燃二级旋流器,旋流数取为0.9时,有较好的温度场,燃烧效率达到99.6%以上,排放不高,NOx及CO排放都是最低值分别为45.5×10^(-6)、36.2×10^(-6)。

进气畸变对冲压燃烧室性能影响实验研究

为研究进口气流畸变对冲压燃烧室总压恢复系数、点火边界及燃烧效率等工作性能的影响,对冲压燃烧室模型实验件在均匀进口气流及3种不同的畸变进口气流条件下进行了冷态流阻实验、点火实验及燃烧性能实验。结果表明:进口流场畸变程度对冲压燃烧室的总压恢复系数影响较小;将点火电嘴设置在流场低压区,可以明显提高点火性能,在设计冲压燃烧室时,设置2支点火器并成两侧对称分布,可以保证始终有1支点火器位于流场低压区中,进而扩大点火边界;气流畸变对燃烧效率有明显影响,当进口马赫数大于0.15时,均匀来流燃烧效率略高于畸变来流;当进口马赫数小于0.15时,畸变来流燃烧效率高于均匀来流,其中畸变程度最大的畸变模拟孔板1可以使燃烧效率提高10%以上。