低NO_x旋流燃烧器结构研究与数值模拟

发布时间：2020-10-24 13:35

　　 随着“新环境保护法”等政策的实行,节能低氮成为工业燃烧器的主要发展方向,本课题运用机械旋流燃烧技术,通过数值模拟分析了叶片安装角度、叶片旋转速度、空气当量比对燃气燃烧器燃烧特性及NO_X排放的影响。本课题自行设计并加工75kW低NO_X机械旋流燃烧器,该型燃烧器使用液化石油气作为燃料,外置电机作为旋转动力,电机通过减速齿轮带动旋转叶片,叶片安装角度分别设计为30、45、60、90;叶片旋转速度设计为0、200、400、600、800、1000rad/min;空气当量比设计为0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5:本文使用ANSYS 16.0软件对其燃烧进行数值模拟,研究结果表明:1.圆周旋涡运动在稳定温度场有明显优势,随着叶片安装角度的增大,燃料燃烧更加充分,其中只有90安装角度叶片产生的圆周旋涡运动沿轴线贯穿整个燃烧室,且对应的径向温度与轴向中心温度最低,即在保证燃料充分燃烧同时,有效降低主燃烧区局部高温。2.径向旋流对NO浓度影响大于轴向回流对NO浓度影响,强制旋涡内部存在的峰值低温对降低局部高温有着重要作用。3.燃烧效率是以400rad/min为临界转速,只有叶片转速超过400rad/min才会促进燃料和空气混合,反之降低燃烧效率。4.径向旋流中心涡旋是以400rad/min为临界转速,400rad/min速度内,径向旋流中央存在两个旋涡,在Z=0.72m处,运动近似符合自由旋涡运动规律,切向速度峰值发生在两个涡心边界交界处,而400rad/min速度外,径向旋流中央只有一个旋涡,即强制旋涡,切向速度峰值发生在强制旋涡与自由旋涡交界处,运动符合圆周旋涡运动,强制旋涡内包含峰值高温区与峰值低温区,而涡心位于高温区。5.选择90安装角度叶片,对应的转速为800-1000rad/min,空气当量比1.3时,此时既能实现燃烧效率,又可以满足燃烧室出口NO浓度较低,同时对应的燃烧室中心轴线温度相对均衡。
【学位单位】：景德镇陶瓷大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X701
【部分图文】：

料分级燃烧燃烧，通常将燃料划分为多股燃料，其中五分之三左右的燃区，进行富氧燃烧，此时燃烧室内温度很高，致使烟气中。%左右的燃料通过炉膛其他部位进入再燃区，并在再燃区进进行贫氧燃烧，则在该燃烧过程中产生大量含碳自由基（H C-N 键的稳定性质，这些再燃区产生的自由基（HCCO、区烟气中的 NO 再次发生反应即。()3CH NO xNNH NO HCNxN NONxN2 通过氧化还原反应将来自主燃区 70%-90%[11]的 NO 还原成氧化成 NO 或者生成 N2。

、温度场以及 NOX排放的影响，研究表明：燃料分相对于燃料分级燃烧，空气分级燃烧则更加容易控制炉低 NOX改造，而由于温度分级燃烧采用抑制燃烧此在供暖供热锅炉应用较少，而燃料分级燃烧技术使烟气中 NOX的浓度减少至 60mg/m3［19］。环低氮技术技术将部分烟气通过管道或者燃烧器送入炉膛，不仅烟气稀释作用，间接降低了氧浓度，从热减少了热力环技术一般又分为外部烟气再循环和内部烟气再循循环技术循环是指：通过外部管道循环作用将炉膛出口烟气返

煤粉实验台预热神木烟煤结果表明：无焰燃烧，能够结合 ED 模型模拟了 15k、空气流量等对燃烧特征的室温度波动小、低污染等特， r 0于半径（r+dr）的切向速流体微团的体积 V rd d
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本文编号：2854535