煤气旋流燃烧器的数值模拟研究

合集下载

双通道旋流燃烧器空气动力学特性数值模拟及研究

万方数据热力发电 !! " # " " # $
研究论文
度# 并在出口形成旋转射流’图 # 和图 $ 分别表示在叶型合理的前提下 # 二次风旋流叶片倾角" 分别为 $ $ $ 时数值计算所得的燃烧器出口流场 = , , c + " c + , c ’ " c 速度分布和回流区的相对大小 ! 计算是针对锥形钝体进行的 " ’
%+ 旋流燃烧器 !+ 五孔探针 #+ 微压计 $+ 测速坐标架 ,+ 送风机 ++ 挡板 ’+ 一次风量测点 1+ 二次风量测点 &+^ 型管测压计
! "
!
"
图 !! 旋流燃烧器模型实验台系统
测试时 # 一$ 二次风量均由均速管测量 # 速度场用五孔探针配以多台微压计进行测量 # 并用飘带法测量回流区的长度和宽度 ’
研究论文
双通道旋流燃烧器空气动力学特性数值模拟及研究
秦!鹏! 林中达
东南大学 " 江苏南京 ! ! # % " " & +
摘! 要& 并对影响其特性的一% 二次风量% 旋 % ! 对双通道旋流燃烧器出口空气动力特性进行了数值计算 " 流叶片角度 % 中心扩锥角度和直流二次风喷口扩角等多种因素进行了分析 " 其结果与冷态模型试验基本吻合 & 推荐的运行参数及结构尺寸对该燃烧器的试验 % 结构改进和运行具有一定的参考价值 & 关键词 & 数值模拟 ’ 回流区 ’ 钝体 ’ 空气动力学 % ! 旋流燃烧器 ’ % " # 中图分类号 & 文献标识码 & 文章编号 & *!!! % () ! ! #!!! % % " " ! # # + $ ! " " # " ’ " " % # " ,

新型高炉煤气切圆燃烧的CFD数值研究

庄静伟，王强，史亮，等．高压水射流的发展与应用［Ｊ］．木材加工机械，２００７，（４）：４７— ４９．
徐振东，男，１９８６年５月生，硕士研究生。江苏省南京市，２１１８１６。
ｒｌ
ｌ
『
ｒ
８０４
１
１Ｊ
２
１Ｊ
３
１｛
４
５６化工机
１Ｊ
械
２０１３定
参考文献
苗玉坤，赵学峰．我国海洋石油装备现状及市场前
结果表明模拟所得的燃烧温度和速度分布与实验
置燃烧器的方式组织燃烧低热值的高炉煤气，通过计算流体力学（ＣＦＤ）的方法对３种模型炉膛进
行模拟，并对各模型的燃烧和流动特性进行分析
和研究。
１燃烧炉结构
结构分析［ｊ］．清洗世界，２０１２，２８（７）：３４～３８．
［９］李范山，杜嘉鸿，施小博，等．水射流破土机理研究及其工程应用［Ｊ］．流体机械，１９９７，２５（２）：２６～２７．
燃烧炉广泛应用于石油、化工、化纤以及冶金
共占７０％以上，因此一般高炉煤气的热值在
３ＭＪ／ｍ左右。笔者尝试采用圆形炉膛切圆布

燃气轮机燃烧过程的数值模拟与优化

燃气轮机燃烧过程的数值模拟与优化燃气轮机是一种常见的高效能发电设备，其燃烧过程对于工作效率的提高至关重要。

为了实现轮机性能的优化，数值模拟技术成为了燃气轮机研究中的重要工具。

本文将探讨燃气轮机燃烧过程的数值模拟与优化。

1. 燃气轮机燃烧过程的数值模拟燃气轮机燃烧过程是一个复杂的多物理场耦合问题，包括燃料混合、燃烧、传热等多个方面。

为了解决该问题，数值模拟方法被广泛应用。

其中，流体力学模拟是研究燃气轮机燃烧过程的一种重要手段。

流体力学模拟可以通过数值方法求解包含质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本方程的Navier-Stokes方程组。

基于这些方程，可以建立燃气轮机燃烧过程的数值模型，并利用计算流体力学软件进行计算。

通过模拟，可以分析燃气轮机燃烧过程中的流场和温度分布等关键参数，为优化设计提供依据。

2. 燃气轮机燃烧过程的优化燃气轮机燃烧过程的优化旨在提高燃烧效率和减少环境污染。

通过数值模拟，可以对燃气轮机燃烧室的结构、燃料喷射方式、燃烧参数等进行优化。

燃烧室结构优化是燃气轮机燃烧过程中的关键问题。

合理的燃烧室结构能够提高燃烧效率和稳定性，降低NOx生成。

通过数值模拟，可以探究燃烧室内流场的分布，进一步优化燃烧室形状和喷孔布置，提高燃烧效率。

另外，燃料喷射方式的优化也是燃气轮机燃烧过程的重要内容。

燃料喷射方式直接影响燃料混合和燃烧效率。

数值模拟可以模拟不同燃料喷射方式下的喷射和混合过程，优化燃料喷射参数和方式，提高燃烧效率和稳定性。

此外，燃烧过程参数的优化也是改善燃气轮机燃烧过程的关键。

例如燃料-空气比、热态参数等都会对燃烧效率产生影响。

通过数值模拟，可以分析不同参数对燃烧过程的影响，进而优化燃烧参数，提高燃烧效率和减少环境污染物的排放。

3. 数值模拟与实验验证的结合虽然数值模拟可以提供关于燃气轮机燃烧过程的详细信息，但是模拟结果仅仅是理论推测，并需要经过实验验证。

因此，数值模拟与实验验证的结合是燃气轮机研究中的重要环节。

旋流燃烧器空气流场特性CFD数值模拟

旋流燃烧器空气流场特性CFD数值模拟杨培凯;庄智勇;陈伟博【摘要】The primary to secondary air ratio and characteristic of air flow determine the oxygen supply during the combustion process and have a decisive impact on the combustion quality of turbulent burners. All the designs of inner structure,distributions of every component and opening degrees of secondary air door influence the primary to secondary air ratio and characteristic of air flow. CFD technology is wildly used in the research of combustion and flow since its low cost and short cycle and visualized acquaintance of the whole flow distribution. The flow situation of the turbulent burner is numerical simulated and analyzed. And the characteristics of air flow at different opening degrees of secondary air door are studied. The results show that areas from the air inlet to the secondary air door and areas near the inlet of primary air tube have the maximum pressure. As the opening degree of secondary air door increases,the average air pressure and swirling intensity and region of swirling flow decrease but the velocity inside the secondary air door increases. The area of negative pressure which stabilizes the flame exists between swirler and the air outlet of the burner. The conclusions play an important role in guiding the structure design and practical application of burners.%一二次风配风比及其流动特性决定燃烧过程氧气供应，对旋流燃烧器燃烧质量有着决定性的影响。

330MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内速度场分布的数值模拟

摘要：以某电厂３０Ｍ燃煤机组为研究对象，３Ｗ采用ＦＵＮ６０软件对炉内实际燃烧过程进行数值模拟，ＬＥＴ．得出了热态时的炉内燃烧器区域和炉膛出口各截面的速度场分布，以及采用两墙对冲布置旋流燃烧器的速度场分布特征．
关键词：旋流燃烧器；速度场分布；数值模拟
ＡｂｔａｔＡ３ｓｒｃ：３０ＭＷｕｖｒｚｄｃａ — ｒｄｂｏｌｒｗｉｗｉｌｂｒｅｓｉｔｄｅｐｌｅｅｏｌｆｅｉｅｔｓｒｕｒｓｓｕｉｄ．ＦＬＵＥＮＴ６．ｓｉｉｈｎ０ｉａｏｔｄｔｉｌｔｈｕｎｎｒｃｓｆｃａ．Ｖｅｏｉｙｄｓｉｕｉｎｉｕｍｅｒａａｄｆｒａｅｄｐｅｏｓｍｕａｅｔｅｂｍｉｇｐｏｅｓｏｏ１ｌｃｔｉｔｂｔｏｎｂｒｒａｅｎｕｃｒｎｏｔｔｉｂａｎｅｕｌｓｏｔｉｄ．Ｔｈｌｃｔ — ｉｔｉｕｉｎｃａａｔｒｓｉｓｏｗｉｌｂｒｅｓｉｓｌｅａｅｔａｅａｅｅｅｖｏｉｙｄｓｒｂｔｈｒｃｅｔｃｆｓｒｕｒｎｔｌｄｆｃｏｆｃｒｏｉｎａａｈｉｖｄ．ｃｅｅＫｅｒｓ：ｓｒｂｕｎｒｅｏｉｉｔｂｕｉｎ；ｎｍｅｃｌｓｍｕａｉｎｙｗｏｄｗｉｌｒｅ；ｖｌｃｔｄｓｒｔｙｉｏｕｒａｉｌｔｏｉ
中图分类号：Ｔ２３２；Ｐ５Ｋ２．３Ｔ３２文献标识码：Ａ

数值模拟研究二次风旋流强度的可调范围

数值模拟研究二次风旋流强度的可调范围煤粉在炉内燃烧是否稳定是电厂锅炉运行的经济性和安全性的重要影响因素之一。

对于旋流燃烧器，二次风的旋流强度对炉内流场的影响较大，主要表现在燃烧器出口附近中心回流区的形成情况，较好的回流区可使炉内煤粉形成良好的燃烧，不会出现炉内局部温度过高的现象。

如果旋流强度过大，形成的回流区稳定性差，容易造成炉内飞边，煤粉气流冲刷水冷壁，燃烧器出口易被烧坏，附近的水冷壁易发生结焦，因此必须对二次风的旋流强度范围进行深入的研究与分析。

由于旋流燃烧器结构复杂，测量手段有限，所以国内外大多数人进行数值模拟研究，并取得了一定的成果[1-7]，模拟的结果较好地显示了炉内的流场分布。

但是这些模拟仅仅是针对单个旋流燃烧器进行的研究，忽略了燃烧器之间的相互作用和炉膛空间大小对燃烧器模拟的影响。

只有考虑到这些因素的影响，燃烧器出口附近回流区的变化以及内、外二次风各自的旋流强度范围才能获得更真实的模拟结果。

其中，旋流强度Ω为无因次数，即切向动量与轴向动量之比。

以整个炉膛为研究对象，利用Ansys 12.0软件，采用数值模拟的方法对内、外二次风各自的旋流强度进行分析，在模拟过程中保证一二次风的配风量不变，采用对比法分别对内、外二次风旋流强度范围进行数值模拟研究，旨在为该型号燃烧器旋流强度的调整和炉内稳燃提供数据指导和有利的理论依据。

1 模型及计算方法1.1 模型结构旋流燃烧器结构如图1所示，燃烧器的中心风和一次风为直流，内、外二次风为旋流，内二次风设计为轴向旋流叶片、外二次风设计为切向叶片旋流。

通过对该模型进行数值模拟，研究了炉内稳燃的条件下内、外二次风旋流强度的范围。

图1 旋流燃烧器的结构简图该模型为前后墙对冲燃烧锅炉，包括整个炉膛以及36个相同结构的旋流燃烧器，前后墙分别布置3层，每层有6个燃烧器且相邻燃烧器的间距相同，如图2所示。

由于需要计算旋转流动，为了得到较好的模拟结果，整个模型分为几个区域单独进行划分网格。

旋流燃烧锅炉炉内流场的数值研究

燃烧器编号
3 36. 35 36. 32 35. 91 36. 41 34. 92 34. 84
二次风燃尽风
前墙后墙前墙后墙
40. 1 39. 0 40. 1 39. 0
40. 5 39. 4 40. 5 39. 4
40. 7 39. 6 40. 7 39. 6
说明 : 燃烧器编号原则为 ,由前墙看 ,从左至右分别为 1 、2 、3 、4 、5 号燃烧器。
由于直流燃烧器四角切圆燃烧方式具备着火条件优越而后期混合强烈的优点 ,且可根据不同燃料在设计时控制二次风混入的迟早 ,以满足不同燃料对混合的不同要求 ,改善燃尽程度 ,对煤种的适应性广[1 ] ,因此目前国内 80 %的电站锅炉采用直
流燃烧器四角切圆燃烧方式。但是采用四角切圆燃烧方式时 ,由于炉膛出口烟气残余旋转的影响 ,会引起水平烟道两侧存在一定的速度偏差和温度偏差 ,不可避免造成沿烟道宽度方向的热偏差[2] 。而近年来 ,随着国家环保力度的加大 ,电厂 NOx 的排
燃烧器设中心风管 ,用以布置点火设备。一股小流量的中心风通过中心风管送入炉膛 ,以提供点火设备所需要的风量 ,并在点火设备停运时防止灰渣在此部位聚集。
燃烧器上部的一层燃尽风口 (OFA) 的作用是补充燃料后期燃烧所需的空气 ,同时实现分级燃烧 ,降低炉内的温度 ,抑制 NO x 的生成。
Numerical Simulation of Flow Field in Furnace of Boiler with Swirling Burners
KUAN G J iang2hong1 , HE Fa2jiang1 , CAO Han2ding2 , CHEN Shuai1 , ZHAN G Zhi2ying1

HT

（ＣｈｉｎａＲｅｓｏｕｒｃｅＰｏｗｅｒ（Ｃｈａｎｇｓｈｕ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈａｎｇｓｈｕ２１５５３６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｆｌａｍｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ０ｆｔｈｅＨＴ— ＮＲ３ｓｗｉｒ１ｂｕｒｎｅｒ．
ＮｕｍｅｒｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｌａｆｍｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅＨＴ－Ｎｌｓｗｉｒｌｂｕｒｎｅｒ
ＨＡＮＧＱｉｎｇ￣ｕｎ，ＺＨＡＮＧＨｕｉ — ｔａｏ
沉积，也会造成受热面的结渣和高温腐蚀。
关键词：低氮；旋流燃烧器；数值模拟
中图分类号：ＴＫ２２３．２３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００４—３９５０（２０１５）０４—００６６— ０４
．
ｔｈｅｕｎｂｕｒｎｅｄｃａｒｂｏｎｗ０ｕｌｄ
ｃｏｌｌｉｄｅｗｉｔｈａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｏｎｔｈｅｈｅａｔ－ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ，ｗｈｉｃｈｍａｙｒｅｓｕｌｔｉｎｔｈｅｓｌａｇｇｉｎｇａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｈｅａｔ — ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ．

旋流燃烧器空气流场特性CFD数值模拟

度下旋流燃烧器空气流场特性。结果表明，压力最大区域主要分布在空气人口处到二次风门间、一次风管人口附近区域，随二次风门开度增大二次风门内部空气流速逐渐增大，整体平均空气压力、空气旋流强度、旋转气流存在区域不断减小，负压区存在于旋流器前端到燃烧器空气出口之间区域，维持火焰稳定，对燃烧器结构设计和实际应用起到重要指导作用。关键词：旋流燃烧器；空气流场；ＣＦＤ；湍流；数值模拟
摘要：一二次风配风比及其流动特性决定燃烧过程氧气供应，对旋流燃烧器燃烧质量有着决定性的影响。旋流燃烧器内部结构设计、各部件布局、二次风门开度都会影响一二次风配风比及其流动特性。ＣＦＤ技术因成本低、周期短，能直观全面了解流场
分布情况而在燃烧流动领域研究被广泛应用，故采用Ｆｌｕｅｎｔ对燃烧器空气流场情况进行数值模拟和分析，研究不同二次风门开
中图分类号：ＴＰ３９１．７７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９ — ９４９２（２０１５１０１ —００２３一ｏ６
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＡｉｒＦｌｏｗｏｆＴｕｒｂｕｌｅｎｔＢｕｍｅｒＢａｓｅｄ０ｎＦＥＡ
ＹＡＮＧＰｅｉ — ｋａｉ，ＺＨＵＡＮＧＺｈｉ — ｙｏｎｇ，ＣＨＥＮＷｅｉ — ｂｏ
（１．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＪｉａｎｇｌｉａｎＥｎｅｒｇｙＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０４０６，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌｏｆ

煤粉锅炉旋流燃烧器空气动力场的数值模拟

ｇｔｅｖｌｃｔｅｄａｄｔｅｄｓｒｂｔｎｏｅｏｉｅｔｒａｄａａｙｅｅｒｓｌｏｅｎｍｅｃｌｓｌ．ｅｓｔｅｏｉｆｌｉｔｉｕｉｆｖｌｔｖｃｏｌｓｓｔｅｕｔｆｔｕｒａｉａｈｙｉｎｈｏｃｙｎｎｈｈｉｍｕ
维普资讯
４８
应用能源技术
２００７年第９（期总第１７期）１
煤粉锅炉旋流燃烧器空气动力场的数值模拟
方月兰，阿彪，林荆有印
（华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定０１０）７０３摘要：流煤粉燃烧器的气流组织情况对锅炉的稳定燃烧与安全运行都具有重要的影旋响，中通过建立物理和数学模型，对某电厂采用的中心给粉型旋流煤粉燃烧器进行了数值文针模拟研究，过调整一次、次风速和风量大小，到不同运行工况下的速度流场和速度矢量分通二得布，分析各计算结果，出各参量对流场的影响规律。经得关键词：粉锅炉；流燃烧器；煤旋空气动力场；值模拟数中图分类号：２文献标识码：文章编号：０９—３３（Ｏｒ０ —０４ —０３ＩＡ１０２０２０）９０８３ｙｎＡＮＹｕａｎＩＡｉｏＩＹｏｉ
（ｃｏｌｆｎｒｙａｄＰｗｒｎｉｅｒｇｏｔｈｎｌｔｃＳｈｏｅｇｎｏｅｇｅｉ，ＮｒＣｉａＥｅｒｏＥＥｎｎｈｃｉＰｗｒＵｉｒｔ，Ｂｏｉｇ０１０，ｈｎ）ｏｅｎｅｓｙａｄｎ７０３Ｃｉａｖｉ

旋流煤粉燃烧的一维综合数值模拟

径向进行积分。在积分的过程中假定各物理量仅沿
数值模拟涉及到多种物理化学过程，可以给出气一固两相速度、度和浓度等各种场的详细分布数据。温
然而．由于多维综合数值模拟中诸多变量之间较强
轴向变化，并忽略物理量沿轴向的扩散；忽略壁面对气．固两相混合物的摩擦力；除在空气和燃料的切向喷口处考虑进口的影响外，其余地方均取气．固两相
工业锅炉中使用的各种旋流煤粉燃烧器等。在中小型燃煤锅炉和工业加热炉中采用旋流燃烧技术，对于提高燃烧效率．降低ＮｓＯ、Ｉ和粉尘等污染物的）排放也具有重要的意义。为了实现煤的高效低污染
清洁燃烧，需要对各种煤粉燃烧反应装置进行优化
设计，同时也需要对它们的运行参数进行优化。目前在旋流燃烧器和气化器、液态排渣旋风燃烧炉和固态排渣涡旋燃烧炉等旋流燃烧反应装置的研制中，已相继发展并应用了煤粉多相流动与燃烧的综合数值模拟０。
收稿日期：０１）．；恬回日期：２０￣ｔ９２０４９０６０２）０作者简介：张
（）＝ｑ一Ｐｒ２ｒ９ … ／＋Ｑ．￣４＾Ａｒ／４
（＋ｍｈ）一Ｑ
健ｔ９３）男．北辛集＾士．授．１热物理专业。Ｅｚｈｊｍａｇｅｉｔｎｈａｅｕｃ１６一．河博教ｌ程－ｍｉｉｈｎ＠ｒｌｓｇｕｄｎｍｎ，ｉ
表明本文建立的模型可用于旋流煤粉燃烧的一维综合数值模拟。
关键词：流煤粉燃烧；旋一维数值模拟；涡旋燃烧炉；环形通道

旋流燃烧室内同向和反向旋转射流湍流流动的数值模拟

旋流燃烧室内同向和反向旋转射流，流ＬＪ湍ＬＩ，：姒值模拟向流动码的ｌ＿了Ｉ１数且１关
张健，尚庆，樊小安，周力行
（华大学工程力学系，京】Ｃ８）清北００４
程组，该方程组中表征湍流输运的二阶脉动速度对
关联项采用新的代数Ｒｖｏｓ力模型进行封ｅｎｌ应ｄ闭该模型在将Ｒｙｏｓ力输运方程由微分形式ｅｎｌ应ｄ转化为代数表达式时，保留Ｒｙｏｓ力的产生除ｅｎｌ应ｄ项、散项和再分配项外，保留了反映湍流．流耗还旋相互作用的应力非梯度对流输运项，对应力的扩而
射流同向旋转和反向旋转条件下的湍流流动进行了数值模拟．由于湍流旋流流动的特点与复杂性，用采Ｅ模型或各种改进形式的ｋｅ模型进行模拟难以－给出令人满意的时均旋流流场分布结果 ’ 为此本
系中建立描述燃烧室内湍流旋流流动的时均控制方
第３期
张健等：流燃烧室内同向和反向旋转射流湍流流动的数值模拟旋
＝＋一也）嚣霎，㈩
其中
－
詈
峨，ｋ
Ｐｌ￡耶
曩盖
图Ｉ同轴射流旋流燃烧室
ＦｇＳｖｒｃｍｂ￣ｏｔｏｘａｅｓｉ１￣ｉｌｏｕｔｒｗｉｈｃａｉｌｌｔ

旋流燃烧器特性评价指标的研究

燃烧器是工业炉的关键性设备，它的性能对工业炉的产量、能耗、环保等经济技术指标有很大影响 … 。基于这种原因，燃烧器的特性研究，
尤其是设计阶段的预评价变得十分重要。由于旋流式燃烧器在工业炉中应用较为广泛，文章主要研究旋流燃烧器的特性评价方法。目前国内外的燃烧器特性研究方法主要有两大类：实测方法和数值模拟方法。其中数值模拟
容易产生局部高温，从而降低了ＮＯ的生成量。图２是改变不同结构参数和操作参数下炉膛内的速度分布图，其中黑色区域的轴向速度为负值
（图中向右为速度正方向）在，为回流区。从某种意义上说，轴向的负速度值大小也可以表征其
采用数值模拟的方法，对鼓风式空气旋流燃烧器在不同操作参数和结构参数的运行情况进行模拟，对模拟结果进行评价，并提出三个体现旋
流燃烧器特性的重要指标。１相关参数的确定
图ｌ为鼓风旋流式平焰燃烧器的简化结构，分别改变以下不同的操作参数和结构参数进行模
拟。
空气进口２
技术燃烧器完整的特性评价体系尚未建立。文章
建立了一套合适的评价体系，能够更全面地评价燃烧器性能，以满足燃烧器设计和应用中的需
要。
空
谭艳９，授１１．鞍市鉴星１一）教：０Ｌ省山。洪（宁冀８一副；５Ｔ６１４
图流平燃器值化构ｌ旋式焰烧数模简结干烷稷＿缮爝拟１碉间
ＴｎＨｎｙｎＬｕＹｎｊＸｅＡｇｏＬｉｉｇａｏｇａｉｉｇｅｉｎｕｖＺｑｎｉａ

旋流燃烧室内冷态和热态流场的三维数值模拟分析

（东建筑大学）山
摘
要
采用ＲＧｋ６湍流模型以厦有限化学反应速率涡破碎模型（ｄｙｂｅｋｕ）ＡｌｄＳｇａ公Ｎ－Ｅｄｒａｐ对ｌｅｉｎｉｌ
司７Ｗ微型燃气轮机旋流燃烧室内冷态和热态时气流三维流动过程进行了模拟计算。结果表明，５ｋ燃
维普资讯
ｌ２
化
工
机
械
２００７年
旋流燃烧室内冷态和热态流场的三维数值模拟分析
陈朝晖
（海理工大学）上
程勇
（国石油天然气集团独山子石化公司）中
王远成
研究的主要方法是有物理实验和数值模拟。然而，文献［５主要研究的是旋流燃烧室内的等２～］温流场，即冷态时旋流燃烧室内气流三维流动，而且均将壁面圆孔简化为方孔，算域只取燃烧室计体积的１６，是这些简化都将会给计算结果带／但
径为ｍｍ。
程进行了模拟计算，析和比较了旋流燃烧室内分冷态和热态时的气流三维流动特征，在此基础上，讨论了旋流和径向射流对燃烧室内冷态和热态流
场的影响。
１２数学模型．
１２１湍流模型．．
来一定的误差。笔者在对旋流燃烧室壁面射流孔形状不做任
量。旋流器３具有轴向和切向两个速度分量。丽旋流器１为固定塞块式旋流器，２由４个截面为９５ｍ × ．ｍ９ｍｍ、斜角为１。右倾）倾８（的方形通道组成。旋流器２和３为倾斜式柱塞孔，中旋流其器２拥有２４个孔径为．ｍｍ、斜角４。左５倾Ｏ（倾）气孔；的旋流器３拥有１６个孔径为 ‘ ｍｍ、ｂ４倾斜角４。左倾）气孔。火焰筒直径为咖３８（的ｌＯｍ火焰筒后部开有两排均布交错排列的掺冷空ｍ，

660MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟的开题报告

660MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟的开
题报告
一、研究背景
燃煤锅炉作为热电站主要能源转化设备之一，在全球热电行业中占
据重要地位。

其主要功能是将燃煤的化学能转化为热能和电能。

燃煤锅
炉的效率和排放是衡量其运行效果最整体性的指标。

因此，燃煤锅炉燃
烧过程的优化对于提高其效率和降低排放是至关重要的。

为了提高燃煤锅炉的燃烧效率和降低排放，数值模拟技术成为了一
种日益重要的手段和研究方向。

数值模拟能够全面分析锅炉内部的流动、传热和化学反应过程，有效评估设计方案，并指导实际运行。

因此，数
值模拟在燃煤锅炉的应用和优化中具有广阔的发展前景。

二、研究目标
本文的研究目标是建立一套能够模拟660MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟模型，并在此基础上探究燃烧优化的方法，提高燃烧效
率和降低排放。

三、研究内容：
1.燃煤锅炉燃烧过程的数学模型建立
2.数值模拟软件的选择和应用，对燃烧过程进行仿真
3.燃煤锅炉燃烧过程参数对燃烧效率的影响分析
4.探究燃烧优化的方法，提高燃烧效率和降低排放
四、研究方法：
本文将采用计算流体力学(CFD)数值模拟技术，建立660MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数学模型，并利用商用CFD软件进行模拟。

五、研究意义
本研究对于提高燃煤锅炉燃烧效率和降低排放，优化工艺方案和节能减排具有重要的意义。

同时，它也为数值模拟技术在热能领域的应用和发展提供了新的探索和实践。

煤粉锅炉旋流燃烧器空气动力场的数值模拟_方月兰

煤粉锅炉旋流燃烧器空气动力场的数值模拟方月兰,林阿彪,荆有印(华北电力大学能源与动力工程学院,河北保定071003)摘要:旋流煤粉燃烧器的气流组织情况对锅炉的稳定燃烧与安全运行都具有重要的影响,文中通过建立物理和数学模型,针对某电厂采用的中心给粉型旋流煤粉燃烧器进行了数值模拟研究,通过调整一次、二次风速和风量大小,得到不同运行工况下的速度流场和速度矢量分布,经分析各计算结果,得出各参量对流场的影响规律。

关键词:煤粉锅炉;旋流燃烧器;空气动力场;数值模拟中图分类号:TK223 文献标识码:A 文章编号:1009-3230(2007)09-0048-03 Numerical Simulation of Aerodynamic Field in the Whirl Burner of a Pulverized Coal Fired BoilerFANG Yue-lan,LI N A-biao,JI NG You-yin(School of Energy and Power Engineering,North China ElectricPower University,Baoding071003,China)Abstract:The whirl burner s air-flow organization is very important for the boiler s stable burning and safe handling.The paper through establishing physical and mathematic model and then makes a numerical simula tion of the whirl burner.Through adjusting the air speed and rate of primary air and overfired air, gets the velocity field and the distribution of velocity vector and analyses the result of the numerical simula-tion and then obtains the rule of different para meter s influence in the flo w field.Key words:Pulverized Coal Fired Boiler;whirl burner;aerodynamic field;numerical simulation0 前言燃烧器是电站锅炉的关键部分,它决定燃料着火和稳燃,它的设计和运行对锅炉的经济性和可靠性起关键的作用。

旋流燃烧器低氮改造方案的数值模拟研究

旋流燃烧器低氮改造方案的数值模拟研究发布时间：2022-12-06T01:15:23.336Z 来源：《科学与技术》2022年第15期第8月作者：王术力[导读] 针对现有双调风旋流燃烧器锅炉低氮改造方案进行炉内燃烧热态速度场和温度场数值模拟计算王术力内蒙古大板发电有限责任公司内蒙古赤峰市025150摘要:针对现有双调风旋流燃烧器锅炉低氮改造方案进行炉内燃烧热态速度场和温度场数值模拟计算，通过数值模拟计算结果找出双调风低氮燃烧器改造后存在问题的原因，并提出改进意见，为同类锅炉改造提供参考。

关键词：旋流燃烧器；浓淡改造；电站锅炉；数值模拟1 引言我国目前有一部分火电厂锅炉采用两面墙对冲 DRB-XCL 低 NOx 双调风旋流燃烧器，该燃烧器具有燃烧效率高，炉内温度场和流场分布均匀等优点，但也存在着低 NOx 效果不果不如直流燃烧器好的缺点，因此，现有部分采用旋流燃烧器的锅炉进行低氮改造，一是采用大还原区燃尽风的措施，改造方式与直流燃烧器基本相同，改造效果比较明显，但因一次风煤粉浓度低、且一二次风混合较早，NOx 浓度还比较高，达不到现有直流燃烧器的低氮效果200-240 mg/Nm3。

因此，还需要更进一步改造，以提高炉内脱硝效果，减少 SCR 脱硝还原剂尿素用量及氨逃逸大带来的副作用等。

本文对某台燃烧褐煤的 600MW 机组亚临界锅炉双调风旋流燃烧进行一次风浓淡分离改造方案数值模拟计算，通过几种改造方案的数值模拟计算结果对比分析，确定优化改造方案，为同类机组进行低氮燃烧器改造提供参考。

2 双调风旋流燃烧器原设计结构及存在的问题一次风携带煤粉经过上升弯头进入燃烧器内，该燃烧器在燃烧口前安装了一个扩流锥以冲散煤粉，使一次风管道内的煤粉颗粒沿着管道四周分布。

DRB-XCL 型燃烧器上配有双层强化着火的调风机构，该调风机构可以控制二次风挡板开度，从而改变二次风的旋转角度和旋转强度。

二次风包裹着一次风进入炉膛，两股风不断混合，二次风形成的回流区卷吸高温烟气从而点燃煤粉。

液排渣粉煤旋风燃烧器内的燃烧数值模拟及炉壁传热特性分析的开题报告

液排渣粉煤旋风燃烧器内的燃烧数值模拟及炉壁传热特性分析的开题报告一、选题背景气候变化、环保建设和能源紧缺等问题日益突出，清洁化燃烧技术成为当前燃烧行业发展的趋势之一。

燃煤锅炉作为化石能源的主要使用设备，燃烧效率和污染排放的管理是当前煤炭产业发展的重点。

而旋风燃烧器作为一种能够高效燃烧低质煤粉、液体、废油等多种燃料的锅炉燃烧器，在燃烧效率和环保指标上具有显著优势。

本研究旨在对液排渣粉煤旋风燃烧器内的燃烧数值模拟及炉壁传热特性进行分析和研究，探究其燃烧过程和热力学特性，为该领域的科学研究和技术发展提供支持。

二、研究内容和方法1.研究内容：本研究主要针对液排渣粉煤旋风燃烧器内的燃烧数值模拟及炉壁传热特性进行分析，主要研究内容包括：（1）旋风燃烧器内部物流场的数值模拟及其对热传输的影响；（2）液排渣粉煤在旋风燃烧器内的燃烧过程数值模拟及其热力学特性分析；（3）研究燃烧器内部燃烧物质的分布情况和热传输情况。

2.研究方法：（1）通过CFD数值模拟方法，对燃烧器内部物流场进行模拟分析，探究物料在旋风燃烧器内的运动状态和传热。

（2）通过燃烧室数值模拟方法，对液排渣粉煤在旋风燃烧器内的燃烧过程进行数值模拟，并分析其热力学特性，如温度、压力、流速等。

（3）通过实验测试和分析，对旋风燃烧器内的燃料分布情况、热传输特性等进行分析研究，以探究燃烧器的燃烧效率和环保性能。

三、研究意义本研究可以为煤炭产业的清洁高效发展提供重要支持，通过对旋风燃烧器内的物流场和燃烧过程进行数值模拟和实验研究，可以为旋风燃烧器的燃烧效率和环保性能提高提供理论依据和技术方案。

同时，研究结果可以在新能源开发利用的过程中，为利用液排渣粉煤等低质煤粉提供参考和指导，促进新能源开发利用，提高资源利用效率。