Numerical simulation of the influence factors of NO_(x) emission on a W-type radiant tube

The radiant tube burner was modeled and analyzed by the numerical simulation method to investigate the influence factors and rules of NO_(x) emissions in a W-type radiant tube.These factors,which include air preheating temperature,excess air coefficient,and fuel gas composition,were modified to study their effects on NO_(x) emissions under varying working conditions.Simulation results were compared with the theoretical calculation value based on chemical reaction equilibrium theory and the onsite experimental value to verify the simulation accuracy.The results show that NO_(x) emissions rise with increasing air preheating temperatures.NO_(x) production increases to an extreme value and then decreases during the oxygen-poor to oxygen-enriched process with the rise of the excess air coefficient.Enhancing the proportion of coke oven gas in the fuel gas raises the combustion temperature as well as the NO_(x) discharge.Both the thermal efficiency and NO_(x) emissions should be balanced.Therefore,the recommended values based on the simulation results are as follows:the air preheating temperature should not exceed 400℃,the excess air coefficient should be between 1.1 and 1.2,and the volume fraction of the coke oven gas should not exceed 30%.

U型蓄热式辐射管表面温度分布数值模拟研究

以一支燃烧能力为 5 8kW的蓄热式辐射管为对象 ,利用商业CFD软件CFX4 3对蓄热式辐射管表面温度分布进行数值模拟 ,并进行试验验证 ,重点分析了辐射管沿长度方向温度分布的规律及其影响因素。结果表明 ,高速煤气射流产生的湍动燃烧动力 ,能搅拌炉膛、消除炉内的温差 ,有利于提高烟气的加热能力 ,改善其加热性能。但煤气喷射速度不能无限制增大 ,对于该类型的蓄热式辐射管燃烧器 ,煤气喷射速度可限制在 80m/s～ 1 1 0m/s。

蓄热式辐射管中低NO_x燃烧过程的数值模拟

通过数值模拟的方法,建立蓄热式辐射管内低NOx燃烧过程的数学模型,在验证模型正确的基础上,分析了不同低NOx燃烧技术对NOx抑制效果的影响。研究结果为低NOx燃烧器的优化设计提供了理论依据。

数值研究风比对预热式燃气辐射管的影响

燃气辐射管中的流动、传热和燃烧过程较为复杂,通过利用FLUENT软件,对辐射管内的流场、温度场进行数值模拟,研究了助燃空气的一次风与二次风的比例对火焰长度、辐射管温度的影响,为自身预热式辐射管的开发与优化提供了参考的数据。

空气过剩系数对瓦斯燃烧器燃烧和NO_x排放性能影响的三维模拟计算

以某公司一种瓦斯燃烧器为几何模型,对燃烧器和稳焰锥附近的复杂结构未作简化,以实际瓦斯气为燃料,用标准的k-ε湍流模型、双δPDF气相燃烧模型和蒙特卡洛辐射传热模型对燃烧器的流动及燃烧性能进行全尺寸数值模拟,得到燃烧器内温度分布、火焰长度和NOx浓度分布,计算结果表明空气过剩系数对火焰温度、火焰长度和NOx的生成量具有显著的影响,NO的生成量主要与温度分布和氧气浓度的分布有关。

甲烷-空气贫燃料预混燃烧的数值模拟

针对燃气轮机燃烧室火焰筒中的甲烷-空气贫燃料预混燃烧问题,给出了基于八步化学反应动力学机理的数学模型。以某型航空发动机燃烧室火焰筒为例,对甲烷-空气贫燃料的预混燃烧进行数值模拟。研究结果表明,基于八步化学反应动力学机理的数值模拟方法,可以比较准确地反映燃烧产物的形成过程,在分析航空发动机燃烧室火焰筒内的贫燃料预混燃烧问题时具有较强的实用性。

W型辐射管NOx排放影响因素的数值模拟

采用数值模拟的方法对W型辐射管燃烧器进行建模分析,通过对空气预热温度、过量空气系数和燃气成分等因素进行变工况计算,考察它们对氮氧化物排放的影响规律。对比分析数值模拟的结果与基于化学反应平衡理论的计算结果及现场试验结果,结论如下:随着空气预热温度的提高,NOx排放增加;从贫氧到富氧的过程中,随过量空气系数的增大,NOx生成量先增加,到一个极值后会下降;随着燃气中焦炉煤气比例的提高,燃烧区温度上升,NOx排放增加;为了兼顾热效率与NOx排放,根据计算结果推荐值为空气预热温度不超过400℃,过量空气系数为1.1~1.2,焦炉煤气体积分数不超过30%。

双P型辐射管数值模拟及参数优化

以功率为100 k W的双P型辐射管为研究对象,利用Fluent软件对其内部的流动、燃烧及传热过程进行模拟,并对比了在有回流和无回流状况下辐射管的气相温度场及壁面温度变化情况,证明在有回流状况下,辐射管内部燃烧状态处于"无焰燃烧"状态。对六种不同空气、烟气喷口排布方式的方案进行了模拟,对比了其燃烧最高温度、烟气温度、管壁温度以及烟气中三原子分子浓度的差异。并以管壁温度和辐射管传热效率为判别依据,得到了较优的布置方案。

自身预热式燃气辐射管的数值研究

采用FLUENT商用软件对自身预热式辐射管内的流动、传热和燃烧过程进行了二维数值模拟。研究了内套管与燃烧室出口的相对位置以及助燃空气的一次风与二次风的比例对火焰长度、辐射管温度的影响。结果表明,当增加套管和燃烧室出口的距离时,火焰长度有所增加,辐射管外壁温度、套管平均温度和烟气平均温度有所增加。当增大二次风比例时,火焰长度增加,辐射管外壁温度却减小。计算结果为自身预热式辐射管的开发与优化提供了参考数据。

基于CFD数值模拟的双P型辐射管烟气循环倍率分析

为提高双P型辐射管的循环倍率,运用FLUENT软件数值模拟研究了喷口喷射速度、喷口位置、出口压力和支管结构对双P型辐射管烟气循环的影响规律。结果表明,喷口喷射速度由75 m/s提高到150 m/s,辐射管烟气循环倍率提高约60%;喷口从外侧（x=-115 mm）移动到中心（x=0）,循环倍率提高约8%。此外,将直角式的回流支管结构改为弯管式结构能促使循环倍率提高约2.5%～8%;而出口压力变化对循环倍率影响不大。