低NO x 旋流燃烧器燃烧特性数值模拟
发布时间：2021-01-11 11:24
为分析DBC-OPCC型低NOx旋流燃烧器的燃烧性能与NOx释放特性,通过数值模拟的方法研究燃烧室内燃料粒子的射流轨迹、温度分布、速度分布及各组分分布之间的规律。结果表明:温度分布表现为中央高两边低,氧量分布与温度分布规律相反,一次风喷口处温度分布、氧量分布与回流区的形状、大小以及煤粉颗粒密度密切相关。出口流域CO2整体上沿中轴线呈对称分布,即中央高两边低,其变化趋势与氧量分布规律相反,与温度分布规律相近。喷口处CO含量极高,浓厚的还原性氛围对削减NOx排放具有积极作用,在一次风喷口处煤粉形成外浓内淡的分布形态以及"三高一低"区,强化加热、析出挥发分、着火以及高温火焰内的NOx还原,降低NOx排放,提升稳燃能力。气流呈风包粉结构,可防范水冷壁结焦与高温腐蚀现象。
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(20)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
DBC-OPCC型燃烧器结构图
基于DBC-OPCC型低NOx燃烧器的原本结构及尺寸,采用Gambit软件1∶1建模。图1所示为DBC-OPCC型燃烧器结构图,该燃烧器将其所用空气分成了4个部分,即中心风、一次风、二次风、三次风。简化模型仅保留二、三次风叶片部分、喷嘴及通流管道。燃烧器二次风、三次风叶片区域用非结构四面体网格,喷口区域为结构化网格,燃烧室采用六面体结构化网格。燃烧器喷口与燃烧室通过interface面连接。图2所示为燃烧室模型和网格划分。1.2 模拟参数的设置
图3所示为燃烧器y=0切面的温度分布。由图3可知在二次风出口附近回流高温烟气加热一次风并将其点燃形成部分高温区。一、二次风夹心筒的组合结构对一、二次风进行适当隔离,且强化环形回流区的形成。两个环形回流区利用较强的卷吸力加强风粉气流的扰动与混掺,同时促使周围高温烟气向内集聚。随着一、二次风的逐步混掺,中心高温区温度高达1 700 K。后期,一、二次风近乎混合完全,受辐射散射的影响,室内温度逐步降低。沿燃烧室的轴向方向,中央流域温度沿远离喷口方向逐渐降低。沿燃烧器径向方向,中央回流区温度最高,随着气流向外围扩散,温度逐步降低。即中间高两边低。对于一次风喷口区域,风粉气流喷入速度较快,高温回流热烟气首先加热高浓度煤粉,并保持高的湍流度,氧含量低,不利于燃料粒子着火燃烧,从而该区域温度较低。燃烧器喷口附近的温度取决于回流区的形状、大小以及煤粉颗粒的分布。通常,氧量充足、颗粒密集,其温度相对较高。2.2 组分场分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超细粉再燃的旋流燃烧锅炉低NOx排放优化模拟[J]. 薛海鹏,熊扬恒,范波,王家林. 热力发电. 2018(07)
[2]燃烧器湍流射流火焰传热和柔性密封防火的实验研究[J]. 李翠超,胡斌,许颖梓. 科学技术与工程. 2018(09)
[3]不同氧气浓度下CH4旋流燃烧器燃烧特性的数值模拟[J]. 何泾渭,黎亚洲,徐洪涛,韩守鹏. 热能动力工程. 2018(01)
[4]湍流模型在NexGen燃烧器出口流场模拟中的应用[J]. 白杰,尹莉萍,贾惟. 科学技术与工程. 2017(36)
[5]浓淡燃烧式低氮燃烧器的数值模拟[J]. 解利方,高健中,王丽辉,靳伟. 煤气与热力. 2017(03)
[6]低NOx旋流燃烧器的数值模拟[J]. 杭庆均,耿荐,黄磊. 能源研究与利用. 2015(05)
[7]旋流燃烧器数值模拟中Realizable κ-ε和RSM模型的比较[J]. 崔凯,张海,王卫良,吴玉新,杨海瑞,吕俊复. 工程热物理学报. 2012(11)
[8]旋流煤粉燃烧器低NOx排放的设计分析[J]. 张海,吕俊复,崔凯,刘青,徐秀清. 热力发电. 2010(11)
硕士论文
[1]内外二次风比例对中心给粉旋流燃烧器燃烧特性的影响[D]. 解以权.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：2970678
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(20)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
DBC-OPCC型燃烧器结构图
基于DBC-OPCC型低NOx燃烧器的原本结构及尺寸,采用Gambit软件1∶1建模。图1所示为DBC-OPCC型燃烧器结构图,该燃烧器将其所用空气分成了4个部分,即中心风、一次风、二次风、三次风。简化模型仅保留二、三次风叶片部分、喷嘴及通流管道。燃烧器二次风、三次风叶片区域用非结构四面体网格,喷口区域为结构化网格,燃烧室采用六面体结构化网格。燃烧器喷口与燃烧室通过interface面连接。图2所示为燃烧室模型和网格划分。1.2 模拟参数的设置
图3所示为燃烧器y=0切面的温度分布。由图3可知在二次风出口附近回流高温烟气加热一次风并将其点燃形成部分高温区。一、二次风夹心筒的组合结构对一、二次风进行适当隔离,且强化环形回流区的形成。两个环形回流区利用较强的卷吸力加强风粉气流的扰动与混掺,同时促使周围高温烟气向内集聚。随着一、二次风的逐步混掺,中心高温区温度高达1 700 K。后期,一、二次风近乎混合完全,受辐射散射的影响,室内温度逐步降低。沿燃烧室的轴向方向,中央流域温度沿远离喷口方向逐渐降低。沿燃烧器径向方向,中央回流区温度最高,随着气流向外围扩散,温度逐步降低。即中间高两边低。对于一次风喷口区域,风粉气流喷入速度较快,高温回流热烟气首先加热高浓度煤粉,并保持高的湍流度,氧含量低,不利于燃料粒子着火燃烧,从而该区域温度较低。燃烧器喷口附近的温度取决于回流区的形状、大小以及煤粉颗粒的分布。通常,氧量充足、颗粒密集,其温度相对较高。2.2 组分场分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超细粉再燃的旋流燃烧锅炉低NOx排放优化模拟[J]. 薛海鹏,熊扬恒,范波,王家林. 热力发电. 2018(07)
[2]燃烧器湍流射流火焰传热和柔性密封防火的实验研究[J]. 李翠超,胡斌,许颖梓. 科学技术与工程. 2018(09)
[3]不同氧气浓度下CH4旋流燃烧器燃烧特性的数值模拟[J]. 何泾渭,黎亚洲,徐洪涛,韩守鹏. 热能动力工程. 2018(01)
[4]湍流模型在NexGen燃烧器出口流场模拟中的应用[J]. 白杰,尹莉萍,贾惟. 科学技术与工程. 2017(36)
[5]浓淡燃烧式低氮燃烧器的数值模拟[J]. 解利方,高健中,王丽辉,靳伟. 煤气与热力. 2017(03)
[6]低NOx旋流燃烧器的数值模拟[J]. 杭庆均,耿荐,黄磊. 能源研究与利用. 2015(05)
[7]旋流燃烧器数值模拟中Realizable κ-ε和RSM模型的比较[J]. 崔凯,张海,王卫良,吴玉新,杨海瑞,吕俊复. 工程热物理学报. 2012(11)
[8]旋流煤粉燃烧器低NOx排放的设计分析[J]. 张海,吕俊复,崔凯,刘青,徐秀清. 热力发电. 2010(11)
硕士论文
[1]内外二次风比例对中心给粉旋流燃烧器燃烧特性的影响[D]. 解以权.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：2970678
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2970678.html
教材专著
