纯氧平焰燃烧器结构参数对火焰生成的研究
发布时间：2021-09-07 19:12
燃烧器作为冶金炉窑的重要组成部分,其结构与工况直接影响到产品的质量与成本。平焰燃烧器是近几十年发展得到的新型燃烧装置,与传统直流式燃烧器相比,平焰燃烧器的火焰温度均匀、火焰面波动较小,在锻造炉、阳极炉、均热炉等炉窑中有着广泛的应用。平焰燃烧器的燃烧强度大、火焰温度高,采用空气助燃时烟气热损失与热力型NOX也更多,因此在平焰燃烧过程中采用纯氧进行助燃可以抑制NOX的产生、提高炉窑的加热效率,对实现工业炉窑高效洁净燃烧有着重要意义。本文首先搭建纯氧平焰燃烧实验平台,根据现有燃烧器结构,改变燃料管插入深度与氧气过剩系数进行实验,通过实验现象的观察及热电偶的测量数据对其结果分析。结果表明:燃料管插入深度直接影响到燃料与氧气的混合位置,随插入深度的降低,火焰的燃烧区与黑心区尺寸逐渐增大,峰值温度下降了78℃,峰值所在位置向扩张口外缘移动,燃烧更加平稳;氧气过剩系数增大提高了旋转气流对氧气的卷吸作用,导致火焰燃烧区尺寸扩大、黑心区尺寸缩小,但多余氧气同样降低了燃烧器热效率,综合考虑取值应在1.15-1.3之间。随后通过查阅燃气设计手册及相关文献对燃烧器的...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧浓度变化对化石燃料的影响
内蒙古科技大学硕士学位论文-6-的切向分量以提供火焰展开必要的负压梯度外，还要对燃烧器扩张口形状与燃料出口的相关参数进行设置。图1.2平焰燃烧原理旋流器是平焰燃烧器重要的组成部分，它的结构及参数直接影响到旋转气流的强度，燃料或助燃气体经过旋流器时速度产生偏转，在扩张口内部充分发展成为旋转射流。旋流器的种类繁多，按其构造主要可分为蜗壳式、轴向叶片式和切向叶片式三种。（1）蜗壳式旋流器蜗壳式旋流器的主要由渐缩的圆周通道构成，结构由图1.3所示。燃料或助燃气体受蜗壳形状的影响进行旋转，最终到达位于蜗壳中心处的圆柱形通道，并在通道内形成旋转气流。为保持气体的旋转状态、降低通道的沿程阻力，蜗壳内部的曲线必须连接光滑且无拐点；曲率中心设置在同侧，避免局部气穴或气蚀产生。一般蜗壳旋流器多采用阿基米德螺线作为入口曲线，虽然旋流器的体积较大但保证了速度的均匀性。图1.3蜗壳式旋流器结构图
内蒙古科技大学硕士学位论文-6-的切向分量以提供火焰展开必要的负压梯度外，还要对燃烧器扩张口形状与燃料出口的相关参数进行设置。图1.2平焰燃烧原理旋流器是平焰燃烧器重要的组成部分，它的结构及参数直接影响到旋转气流的强度，燃料或助燃气体经过旋流器时速度产生偏转，在扩张口内部充分发展成为旋转射流。旋流器的种类繁多，按其构造主要可分为蜗壳式、轴向叶片式和切向叶片式三种。（1）蜗壳式旋流器蜗壳式旋流器的主要由渐缩的圆周通道构成，结构由图1.3所示。燃料或助燃气体受蜗壳形状的影响进行旋转，最终到达位于蜗壳中心处的圆柱形通道，并在通道内形成旋转气流。为保持气体的旋转状态、降低通道的沿程阻力，蜗壳内部的曲线必须连接光滑且无拐点；曲率中心设置在同侧，避免局部气穴或气蚀产生。一般蜗壳旋流器多采用阿基米德螺线作为入口曲线，虽然旋流器的体积较大但保证了速度的均匀性。图1.3蜗壳式旋流器结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤颗粒固定床加压富氧燃烧特性及污染物生成试验研究[J]. 谌伊竺,邵应娟,钟文琪. 东南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]LNG冷能用于天然气富氧燃烧电厂碳捕获[J]. 吴谋亮,管延文,梁莹,刘文斌,蔡磊,吴勇,雷会姣. 煤气与热力. 2016(09)
[3]天然气扩散的CFD模拟研究[J]. 王琳,何勇,唐敏康,王霆. 江西理工大学学报. 2016(03)
[4]纯氧点火新技术在锅炉运行中的应用[J]. 李秀忠. 湖南电力. 2015(05)
[5]基于SST k-ω湍流模型的二维圆柱涡激振动数值仿真计算[J]. 李骏,李威. 舰船科学技术. 2015(02)
[6]煤粉富氧燃烧特性及动力学分析[J]. 张建良,王广伟,邢相栋,庞清海,邵久刚,任山. 钢铁研究学报. 2013(04)
[7]利用热分析法研究CO2对褐煤富氧燃烧特性的影响[J]. 胡昕,周志军,王智化,游卓,周俊虎,岑可法. 热力发电. 2013(03)
[8]全氧燃烧对喷火焰空间气流场和温度场的数值模拟[J]. 李良,段广彬,刘宗明. 济南大学学报(自然科学版). 2012(02)
[9]E-玻璃窑炉纯氧燃烧火焰空间的数值模拟研究[J]. 张铁柱,杨浩,刘洪刚,刘敏,刘琦,王冬东. 玻璃纤维. 2010(06)
[10]煤粉富氧燃烧热分析试验研究[J]. 李文华,黄永杰,翁善勇. 浙江电力. 2010(06)
博士论文
[1]准东煤热解及富氧燃烧的反应分子动力学研究[D]. 洪迪昆.华中科技大学 2018
硕士论文
[1]富氧助燃下甲烷燃烧和NOx排放特性的数值模拟[D]. 秦亮.西安石油大学 2019
[2]O2/CO2氛围下天然气富氧燃烧特性分析及NOx排放研究[D]. 刘畅.长江大学 2019
[3]新型LNG冷能空分与富氧燃烧燃气动力系统的集成[D]. 罗彦.华南理工大学 2018
[4]煤粉富氧燃烧下NOx排放特性的模拟研究[D]. 李梦凡.大连理工大学 2018
[5]富氧浓度对天然气在O2/N2气氛下燃烧特性影响的研究[D]. 贾令博.西安石油大学 2017
[6]煤中含氮模型化合物富氧燃烧的ReaxFF反应分子动力学研究[D]. 贺红坡.华中科技大学 2017
[7]纯氧点火系统的数值模拟和工程应用研究[D]. 范晓明.华北电力大学 2015
本文编号：3390100
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧浓度变化对化石燃料的影响
内蒙古科技大学硕士学位论文-6-的切向分量以提供火焰展开必要的负压梯度外，还要对燃烧器扩张口形状与燃料出口的相关参数进行设置。图1.2平焰燃烧原理旋流器是平焰燃烧器重要的组成部分，它的结构及参数直接影响到旋转气流的强度，燃料或助燃气体经过旋流器时速度产生偏转，在扩张口内部充分发展成为旋转射流。旋流器的种类繁多，按其构造主要可分为蜗壳式、轴向叶片式和切向叶片式三种。（1）蜗壳式旋流器蜗壳式旋流器的主要由渐缩的圆周通道构成，结构由图1.3所示。燃料或助燃气体受蜗壳形状的影响进行旋转，最终到达位于蜗壳中心处的圆柱形通道，并在通道内形成旋转气流。为保持气体的旋转状态、降低通道的沿程阻力，蜗壳内部的曲线必须连接光滑且无拐点；曲率中心设置在同侧，避免局部气穴或气蚀产生。一般蜗壳旋流器多采用阿基米德螺线作为入口曲线，虽然旋流器的体积较大但保证了速度的均匀性。图1.3蜗壳式旋流器结构图
内蒙古科技大学硕士学位论文-6-的切向分量以提供火焰展开必要的负压梯度外，还要对燃烧器扩张口形状与燃料出口的相关参数进行设置。图1.2平焰燃烧原理旋流器是平焰燃烧器重要的组成部分，它的结构及参数直接影响到旋转气流的强度，燃料或助燃气体经过旋流器时速度产生偏转，在扩张口内部充分发展成为旋转射流。旋流器的种类繁多，按其构造主要可分为蜗壳式、轴向叶片式和切向叶片式三种。（1）蜗壳式旋流器蜗壳式旋流器的主要由渐缩的圆周通道构成，结构由图1.3所示。燃料或助燃气体受蜗壳形状的影响进行旋转，最终到达位于蜗壳中心处的圆柱形通道，并在通道内形成旋转气流。为保持气体的旋转状态、降低通道的沿程阻力，蜗壳内部的曲线必须连接光滑且无拐点；曲率中心设置在同侧，避免局部气穴或气蚀产生。一般蜗壳旋流器多采用阿基米德螺线作为入口曲线，虽然旋流器的体积较大但保证了速度的均匀性。图1.3蜗壳式旋流器结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤颗粒固定床加压富氧燃烧特性及污染物生成试验研究[J]. 谌伊竺,邵应娟,钟文琪. 东南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]LNG冷能用于天然气富氧燃烧电厂碳捕获[J]. 吴谋亮,管延文,梁莹,刘文斌,蔡磊,吴勇,雷会姣. 煤气与热力. 2016(09)
[3]天然气扩散的CFD模拟研究[J]. 王琳,何勇,唐敏康,王霆. 江西理工大学学报. 2016(03)
[4]纯氧点火新技术在锅炉运行中的应用[J]. 李秀忠. 湖南电力. 2015(05)
[5]基于SST k-ω湍流模型的二维圆柱涡激振动数值仿真计算[J]. 李骏,李威. 舰船科学技术. 2015(02)
[6]煤粉富氧燃烧特性及动力学分析[J]. 张建良,王广伟,邢相栋,庞清海,邵久刚,任山. 钢铁研究学报. 2013(04)
[7]利用热分析法研究CO2对褐煤富氧燃烧特性的影响[J]. 胡昕,周志军,王智化,游卓,周俊虎,岑可法. 热力发电. 2013(03)
[8]全氧燃烧对喷火焰空间气流场和温度场的数值模拟[J]. 李良,段广彬,刘宗明. 济南大学学报(自然科学版). 2012(02)
[9]E-玻璃窑炉纯氧燃烧火焰空间的数值模拟研究[J]. 张铁柱,杨浩,刘洪刚,刘敏,刘琦,王冬东. 玻璃纤维. 2010(06)
[10]煤粉富氧燃烧热分析试验研究[J]. 李文华,黄永杰,翁善勇. 浙江电力. 2010(06)
博士论文
[1]准东煤热解及富氧燃烧的反应分子动力学研究[D]. 洪迪昆.华中科技大学 2018
硕士论文
[1]富氧助燃下甲烷燃烧和NOx排放特性的数值模拟[D]. 秦亮.西安石油大学 2019
[2]O2/CO2氛围下天然气富氧燃烧特性分析及NOx排放研究[D]. 刘畅.长江大学 2019
[3]新型LNG冷能空分与富氧燃烧燃气动力系统的集成[D]. 罗彦.华南理工大学 2018
[4]煤粉富氧燃烧下NOx排放特性的模拟研究[D]. 李梦凡.大连理工大学 2018
[5]富氧浓度对天然气在O2/N2气氛下燃烧特性影响的研究[D]. 贾令博.西安石油大学 2017
[6]煤中含氮模型化合物富氧燃烧的ReaxFF反应分子动力学研究[D]. 贺红坡.华中科技大学 2017
[7]纯氧点火系统的数值模拟和工程应用研究[D]. 范晓明.华北电力大学 2015
本文编号：3390100
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