基于燃燒場(chǎng)瞬態(tài)結(jié)構(gòu)的低NOx旋流燃燒器實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、燃燒器是電站鍋爐中的重要熱工設(shè)備，對(duì)于燃料的穩(wěn)定燃燒和燃燒效率有很大影響。旋流燃燒器作為一種高效燃燒器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鍋爐燃燒中，但其通常導(dǎo)致大量的Nox生成。為了在提高能源利用效率的同時(shí)適應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求，對(duì)于高效清潔的能源利用方式的需求日益受到重視。因此，開(kāi)發(fā)一種低Nox旋流燃燒器具有重要意義。 首先，本文借鑒德國(guó)SM-4型煤粉旋流燃燒器的建立了可應(yīng)用于甲烷-空氣，煤粉-空氣燃燒的旋流燃燒器和小型燃燒室。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

2、考慮了在該實(shí)驗(yàn)臺(tái)上能夠開(kāi)展不同燃燒工況的研究，以及如何便于采用目前先進(jìn)的光學(xué)測(cè)試手段對(duì)燃燒流場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。 其次，在不同的外二次風(fēng)率和外二次風(fēng)旋流數(shù)的工況下，利用煙氣分析儀和熱電偶對(duì)燃燒室內(nèi)溫度場(chǎng)和煙氣組分濃度進(jìn)行了測(cè)量，在以天然氣為燃料時(shí)，保持過(guò)?？諝庀禂?shù)和旋流數(shù)等條件不變，增大二次旋流風(fēng)率可降低燃燒過(guò)程中NO的生成，但卻會(huì)增加CO的生成。增大外二次風(fēng)旋流數(shù)可以降低燃燒過(guò)程N(yùn)O的生成。在以煤粉為燃料時(shí)，增大二次旋流風(fēng)率會(huì)增加

3、NO的生成。 然后，利用二維粒子圖像速度儀（PIV）系統(tǒng)對(duì)變工況甲烷/空氣、煤粉/空氣的燃燒速度場(chǎng)進(jìn)行了一系列測(cè)量，得到了較好的速度場(chǎng)信息。從PIV實(shí)驗(yàn)可以看出，在以天然氣為燃料燃燒的流場(chǎng)中，保持在總風(fēng)量不變的情況下，增大外二次風(fēng)率使速度梯度更大，對(duì)火焰結(jié)構(gòu)影響更大，從而使得火焰的收縮更明顯。在保持外二次風(fēng)率不變的情況下，增大外二次風(fēng)旋流數(shù)將會(huì)削弱前期混合，加強(qiáng)后期混合。對(duì)于煤粉燃燒而言，增大外二次風(fēng)率能增強(qiáng)空氣與煤粉混合。在保