氣體燃料高溫富氧燃燒特性的研究.pdf

1、基于富氧和高溫燃燒過(guò)程是高效利用能源的有效手段。本文主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬分別對(duì)天然氣和焦?fàn)t煤氣等氣體燃料的高溫富氧燃燒特性開(kāi)展研究，分析氧氣濃度、過(guò)量氧氣系數(shù)、有無(wú)旋流等對(duì)高溫富氧燃燒特性、排放特性和傳熱特性和燃料節(jié)約量的影響，并與普通空氣氣氛下和無(wú)蓄熱條件的氣體燃料燃燒特性進(jìn)行比較。
　　對(duì)天然氣高溫富氧燃燒特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，研究結(jié)果表明，隨著氧氣濃度增加，火焰顏色更加明亮，位置向燃料噴口處移近。爐內(nèi)溫度減速上升，N0x生成量

2、也小幅增大，排煙焓下降，平均輻射傳熱系數(shù)增大，但在氧氣濃度大于24％以后，氧氣濃度的影響減弱。隨過(guò)量氧氣系數(shù)增加，火焰褶皺增多，顏色變亮。當(dāng)過(guò)量氧氣系數(shù)從1.0提高到1.1時(shí)，爐內(nèi)溫度以及NOx生成量均有明顯提高，但當(dāng)過(guò)量氧氣系數(shù)從1.1提高到1.2時(shí)，其影響減弱。加入蓄熱后，火焰長(zhǎng)度增加，平均輻射傳熱系數(shù)也隨之增大。
　　對(duì)焦?fàn)t煤氣在玻璃窯爐中的高溫富氧燃燒過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。研究結(jié)果表明：隨著氧氣濃度增大，爐內(nèi)總體平均溫度

3、、N0x生成量都有所上升，溫度與NO分布均勻性下降，煙氣對(duì)于玻璃液面以及爐壁的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)逐漸提高，其中煙氣與爐壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大于與玻璃液面的傳熱系數(shù)。當(dāng)氧氣濃度達(dá)到25％時(shí)，若繼續(xù)增大氧氣濃度，平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的提高速度變緩。當(dāng)過(guò)量氧氣系數(shù)從1.1提高到1.2時(shí)，爐內(nèi)平均溫度以及N0x生成量有較大幅度提高，玻璃面和爐壁上的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)隨之增大，但當(dāng)過(guò)量氧氣系數(shù)從1.2提高到1.3時(shí)，其影響減弱。
　　無(wú)旋流助燃條件下，

4、隨著燃料節(jié)約量的增大，爐內(nèi)總體平均溫度以及NOx生成量下降，且溫度分布和NOx分布均勻性下降。煙氣對(duì)于玻璃液面以及爐壁的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)逐漸減小。在1.1的過(guò)量氧氣系數(shù)和氧氣濃度為25％條件下，且燃料節(jié)約量為10％時(shí)，爐內(nèi)燃燒情況較實(shí)際運(yùn)行工況相似，在該工況下加入旋流助燃后，燃料節(jié)約量為20％時(shí)，爐內(nèi)燃燒情況與標(biāo)準(zhǔn)工況相似。
　　模擬計(jì)算結(jié)果與采集的窯爐實(shí)際的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，吻合較好。本文研究結(jié)果可以為氣體燃料高溫富氧燃燒特性的