粒子强度源模型粒子历程的计算和释热量分布

本文利用粒子强度源法来计算煤粉粒子的运动，燃烧过程，并假定煤粉粒子群围绕其中心位置逞正态分布来估算煤粉燃烧热的分布。     

粉煤燃烧的新概念——粉气分离

一、前言 近年来,我国在煤粉燃烧技术发展方面取得了丰硕的成果,陆续开发成功了多项煤粉稳定燃烧装置如钝体煤粉燃烧器、大速差同向射流直流式煤粉预燃室和火焰稳定船式直流煤粉燃烧器以及夹心风浓缩燃烧器等。这些新型燃烧器的应用,大大改善了劣质煤的燃烧过程,煤粉燃烧着火提前,火焰稳定性加强,使劣质煤的燃烧利用达到了一个新的水平。     

基于分子运动对流换热和热辐射下煤粉颗粒群粒子的加热分析

本文建立了在烟气对流加热和辐射状态下的煤粉颗粒群加热模型,通过数值模拟,模拟研究了不同锅炉炉膛尺寸下不同煤粉粒子粒径的煤粉群粒子加热时间以及粒子温升的关系,对对流换热和辐射换热在着火热源中所占比重进行了分析,模型很好的模拟了粒子的升温,能够较好的反映出煤粉粒子加热升温机理,为煤粉射流微元加热及着火提供了计算方法。     

PIV对射流煤粉火焰流场特性的分析

为研究湍流煤粉射流进入高温环境后的流动及混合特性,采用PIV测量平流射流煤粉燃烧器中心射流区域的流场特性。通过对不同示踪粒子特性的分析,选定SiC表征气相流场,选定煤粉表征煤粉射流流场。实验结果表明;煤粉具有较好的散射特性,因而采用PIV可获得合理的煤粉颗粒流场;相同射流速度下,冷态射流比热态有更强的湍流脉动特征,主要原因是热态条件下气流黏度增加2~3倍,显著降低射流Re。     

煤粉射流火焰的DNS研究

本文用直接数值模拟(DNS)的方法对煤粉气固两相射流燃烧进行了研究。文章介绍了DNS的数值计算方法,包括气相、颗粒相的控制方程以及煤粉燃烧模型。分析了煤粉射流燃烧火焰的结构形态,发现火焰区域中存在三种火焰形态,通过火焰特性的统计研究,发现虽然火焰形态不同,但是其燃烧特性相似,非预混火焰占主导地位。分析火焰释热量,发现上游处单颗粒燃烧释热量较小,条带状释热量占24%,对下游稳定火焰的形成至关重要。     

不对称射流——另一种新的煤粉火焰稳定燃烧的空气动力学原理

本文提出了利用不对称射流稳定和强化燃烧低质煤粉和水煤浆的空气动力学原理。根据这个原理,研制了一种一次风偏置并且稍有倾斜的新型预燃室。在预燃室的上半部不对称射流产生一个大的回流区。煤粉颗粒和水煤浆能够被直接送入该回流区中。特定的三维空气动力场和煤粉浓度的分布对点火、稳燃和消除灰渣是十分有利的。这类偏置射流预燃室已被证明能够燃烧挥发分10％,灰分30％的低质煤粉和挥发分10％,水分30％的难燃水煤浆。在燃烧过程中预燃室内不积灰不结渣。目前它已被成功地用于工业锅炉和电站锅炉的点火启动和低负荷(50％)稳燃、并且收到了大幅度节油的效果。     

甲烷在空气燃烧的等离子体射流助燃效应的光谱研究

大气压氩等离子体射流是一种非平衡等离子体,能够产生大量的电子、离子、激发态粒子和活性基团,在燃烧过程中这些粒子的参与能够大大降低化学反应的活化能,而等离子体射流的动力学效应影响粒子输运过程,使得等离子体射流具有一定程度的辅助燃烧效果。本实验通过发射光谱测量,分别识别出了在非预混和预混的甲烷燃烧过程参与燃烧的中间物种（OH,CH和C₂）,测量了这些自由基的发射光谱强度随着外部控制变量（放电电压、混合当量比）变化的规律。对于非预混情况,实验发现随着产生等离子体射流放电电压的增大,火焰总体长度变短,火焰面出现褶皱,火焰根部蓝色区域面积不断扩大,在22 kV时,大约占总火焰面积的1/2。对火焰根部的发射光谱测量结果表明,当电压达到16 kV时,发射光谱明显增强,而当电压进一步增大到22 kV时,这些自由基粒子的光谱强度却出现下降,这归因于在等离子体产生的电离风作用下管内气体流速增大,导致燃烧区发生移动远离喷口,使采集到的火焰根部区域变小造成的。另外,研究了在不同的燃料当量比下等离子体射流对预混气体助燃的过程,实验发现燃料当量比为2时,OH(A-X)的光谱发射强度随电压的增大而增强而CH(A-X)和C₂(d)的发射强度在等离子体射流直接作用的情况下减小,反映了在氩等离子体射流参与助燃下燃烧变得更加充分了。实验发现等离子体射流产生大量的自由基以及等离子体电离风对混合过程的影响能够对燃烧过程产生明显影响。     

大速差射流型双一次风通道通用煤粉主燃烧器

本文介绍了一种新型煤粉主燃烧器－双一次风通道通用煤粉主燃烧器。它既保留了大速差射流燃烧技术的优点，又彻底克服了燃烧器内容易局部结焦的缺点，从而由辅助燃烧器（或预燃室）发展成为主燃烧器。具有煤种适应性广，低负荷运行范围大，煤粉着火点位置可控等优点。     

射流对冲搅拌式高强度煤粉燃烧器的研究

一、引言 强化燃烧是多年来人们一直追求的目标之一。近年来一些研究者用煤粉射流的对冲来强化煤的燃烧,取得了一定的效果。但是对射流对冲燃烧方式的机理和工作特性的研究,以前的分析模型都比较简单,也没有探讨对冲燃烧方式对劣质煤的适应性。本文作者在所建的高强度燃烧试验台上对分宜劣质烟煤进行了燃烧试验,测量了燃烧器二维等温模型的湍流场,并对燃烧器的二维模型和三维两相等温流场进行了数值计算。     

煤粉与煤焦燃烧时颗粒物的生成特性研究

在实验室沉降炉中进行煤粉热解制焦、煤焦燃烧及煤粉燃烧实验,研究了煤焦燃烧过程对颗粒物生成的影响.研究发现,煤焦燃烧生成的PM1和PM10浓度均低于煤粉燃烧时,说明热解制焦过程对PM1和PM10生成的影响很大;随着温度由1073 K升至1573 K,煤焦燃烧生成PM1浓度与煤粉燃烧生成PM1浓度之比减小,而PM1-10之...     

大速差射流预燃室煤粉燃烧的颗粒轨道法数值模拟

本文用颗粒轨道模型对流场复杂的二维大速差射流燃烧室内煤粉燃烧进行了数值模拟,给出了包括热态气相流场、温度场和浓度场等在内的各种气相场分布,同时也给出颗粒轨道及其速度、温度、质量等的变化。模拟结果再次揭示了该燃烧室内流动和燃烧的主要物理特征,并着重指出煤粉颗粒在燃烧室内的行为对火焰稳定的重要影响。     

煤粉低尘燃烧器热态试验研究

以液排渣旋风燃烧技术为基础的煤粉低尘燃烧器可在燃烧过程实现捕渣,为工业加热提供含尘浓度低的高温火焰,是工业加热过程实现以煤代油的先进燃烧技术。本论文介绍了新型煤粉低尘燃烧器的热态燃烧试验研究结果,该燃烧器采用端面旋流进风,煤粉和一次风在旋转气流外层送入,分级燃烧等技术。热态试验研究表明,采用上述技术的煤粉低尘燃烧器具有燃烧完全,捕渣率高,NOx排放浓度低等特点。     

逆向复式射流预燃室燃烧器煤粉颗粒行为预报

1引言预燃室燃烧技术是近十多年来开发研究的一种高燃烧效率低NO。的燃烧技术门．它是一种分级燃烧技术。燃料在预燃室内只是部分地燃烧,在贫氧的一次火焰区内脱挥发分,从而减少了NO。的形成。自1982年以来,我国开发研究了很多种类的预燃室,如旋流、大速差l‘］、偏置射流预燃室等。工程热物理研究所研究开发了逆向复式射流预燃室燃烧器l‘,‘］。经实验室和工业实验证明,该预燃室有极优良的火焰稳定性能和煤种适应性,能够实现较低的NOx排放。本文针对逆向射流预燃室内这一独特的流场结构,利用数值模拟来预报煤粉颗粒在其内的运…     

煤燃烧过程中悬浮粒子的辐射特性

燃烧室中的悬浮粒子是辐射换热的重要媒体,本文根据实验测得的具有不同组成颗粒的特性指数(粒子尺寸参数α和复折射指数m),利用Mie光学理论,计算出了能描述燃烧过程辐射热交换的重要特征参量——颗粒的辐射有效因子,进而可得到吸收和散射系数.这一工作对煤粉燃烧过程中辐射热交换的测量和数学模化都有重要的实际意义.     

气固两相流动与燃烧数值计算中两相耦合迭代收敛方法的研究

作者在采用分散颗粒群轨道模型对煤粉气流的燃烧过程进行的数值计算中，对气固两相间的能量及质量的耦合迭代原理及收敛过程进行了分析研究，提出了一种能促进和加速两相耦合收敛的迭代计算方法，成功地克服在较高煤粉浓度燃烧计算中两相耦合迭代不收敛或发散的问题。     

高温空气燃烧NOx排放特性的试验研究

通过两种结构烧嘴的热态燃烧试验对比,研究了烧嘴结构、燃气射流速度、过量空气系数对高温空气燃烧过程氮氧化物排放的影响特性。研究结果认为:在燃气喷口两侧布置两个矩形空气喷口的烧嘴,氮氧化物排放量低于圆形空气喷口烧嘴;随着燃气射流速度的提高,高温空气燃烧过程排放的氮氧化物逐渐减少。与普通燃烧过程不同的是,随着过量空气系数的提高,在一定范围内高温空气燃烧的氮氧化物排放量不断增加。分析认为,高温空气燃烧氮氧化物排放量与火焰体积、炉内氧气与燃气混合过程以及燃气射流和空气射流对炉内烟气的卷吸量有关。     

NO_x生成的有限反应速率二阶矩封闭模型

本文用有限反应速率二阶矩封闭模型对大速差射流燃烧室内煤粉燃烧过程中NO的生成进行了数值模拟，并将该模型的计算结果与Arrhenius模型的计算结果进行了比较，模拟结果表明，燃烧室中NO的生成是由燃料NO的生成机理来控制，Arrhenius模型计算得到的NO的浓度值高于有限反应速率二阶矩封闭模型的计算结果．     

劣质烟煤和无烟煤燃烧生成飞灰的电镜研究

一、前言 粉煤燃烧是一个非常复杂的物理化学过程。当煤粉被喷入锅炉炉膛后,受到火焰的辐射加热和回流烟气的对流加热,温度急剧上升,加热速率非常快,可达10~5K/秒。在一个极短的时间内,在煤粉粒子与周围介质之间及粒子内部进行着一系列的热质交换和化学反应:煤粒析出挥发份;挥发份与周围氧化介质发生气相反应;其反应产物与剩余焦碳     

三维煤粉燃烧全双流体模型的数值模拟

1引言目前煤粉燃烧综合模型最为广泛的是以轨道模型为基础，美国杨伯翰大学的先进燃烧工程中心（CERC）自1980年起研制二维煤粉燃烧程序PCGC－2，从1990年起研制三维煤粉燃烧的PCGC－3程序[1]。与轨道模型发展的同时，美国Rabcock＆Wilcox公司Fiveland[2]等人研制了FURMO程序，用无滑移模型对560MW侧墙喷燃煤粉炉进行了三维全模拟。其特点是首次用全欧拉的处理方法计算三维煤粉燃烧过程，其不足之处是不考虑气粒两相间的速度滑移和温度滑移．总的看来，用轨道模型模拟煤粉燃烧，易于考虑颗粒反应经历，也可给出两相之间的速度及温…     

多环形逆向分布射流稳定和强化煤粉及水煤浆燃烧

一、前言 稳定燃烧低等级和劣质煤粉,电站锅炉低负荷稳定运行及节省点火用油,开发水煤浆应用技术,这些都是节能工作中的重要方面,但都又面临着因之而引起的燃烧问题需要解决.随着各国能源政策的变化,燃料结构随之变化,水煤浆、低等级和劣质煤以及低热值燃料的开发利用,传统的稳定火焰方式渐感不足,从而要求燃烧技术有个发展.国内外在燃烧新技术的探索上进行了不少的工作,有的取得了成绩.作者于1985年提出了环形逆向分布射流稳定燃烧水煤浆和煤粉新方式.