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常温空气无焰燃烧研究及其在燃煤锅炉煤改气中的应用

邢献军  
【摘要】:本文分析了当前无焰燃烧技术的研究与进展,提出了一种常温空气条件下实现无焰燃烧的新方法,研究了常温空气无焰燃烧的机理,进行了大量的实验研究和模拟计算,将常温空气无焰燃烧应用于燃煤锅炉煤改气中,取得了满意的效果。 在工业规模的燃烧搅拌反应器内研究了常温空气无焰燃烧。依靠燃烧室结构、气流的组织形成无焰燃烧的高温低氧条件。与传统的扩散火焰或预混火焰不同,常温空气无焰燃烧无可见的火焰前沿,燃烧反应发生在一个弥散的宽广区域,几乎在整个炉膛内同时进行。 应用FLUENT商用软件模拟计算了常温空气无焰燃烧反应区。在计算过程中,速度压力耦合方程采用SIMPLE算法,并且选择了非预混燃烧模型的PDF方法、准雷诺应力粘性模型、Discrete Transfer[DTRM]辐射模型。充分考虑了无焰燃烧实现的特点,将常温空气无焰燃烧的特征融入到程序中,使模拟计算结果与实际燃烧状况比较吻合,提高了模拟计算精度。 常温空气无焰燃烧,在燃烧器射流对称轴上,自喷口至炉膛中心处,有一个温度较低的剧烈的扩散混合区,且随着离开喷口的距离增加,温度迅速增大。在炉膛四周的大部分区域,温度分布均匀,没有剧烈的有焰燃烧过程,燃烧反应柔和稳定。 常温空气无焰燃烧的NO_x主要在炉膛后部高温区生成;CO在燃烧器射流对称轴上中心一段温度合适的区域大量形成,在炉膛四周被进一步氧化成CO_2。过量空气系数与容积热负荷对烟气中NO_x和CO生成量的影响均不大,在炉膛出口排出的烟气中浓度很低。 同高温空气无焰燃烧相比,常温空气无焰燃烧除具有温度均匀、污染物


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