微擾流及進(jìn)動(dòng)射流低NOx燃燒器的研究.pdf

1、低NOx燃燒器是低NOx技術(shù)的一個(gè)非常重要的內(nèi)容，一直都是低NOx技術(shù)研究的重點(diǎn)。本研究根據(jù)進(jìn)動(dòng)射流強(qiáng)化燃料和氧料之間宏觀大尺度混合，設(shè)計(jì)了兩種新型的進(jìn)動(dòng)型燃燒器，研究進(jìn)動(dòng)燃燒器的低NOx特性。
　　 進(jìn)動(dòng)流動(dòng)的流體在某種激勵(lì)機(jī)制的作用下，能夠產(chǎn)生一個(gè)圍繞著一定軸線（與其射流中心軸線不重合）的立體擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)動(dòng)流被證明是對(duì)一些燃燒裝置的燃燒有利的，進(jìn)動(dòng)射流增加了擾動(dòng)，增強(qiáng)了大尺度混合，減小了小尺度混合，減少了火焰的拉伸率，導(dǎo)致燃

2、燒中煤煙增加。煤煙體積量的增加導(dǎo)致了輻射的增加，反過(guò)來(lái)它又導(dǎo)致了火焰溫度的減少。因此，進(jìn)動(dòng)射流燃燒可以有效地降低NOx的排放。
　　 本文設(shè)計(jì)了兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的進(jìn)動(dòng)燃燒器：三角孔燃燒器和喇叭口燃燒器，并對(duì)這兩個(gè)新型燃燒器進(jìn)行了中試實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬。中試實(shí)驗(yàn)在0.3MWt的垂直燃燒爐內(nèi)進(jìn)行，采用較為先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量。本研究以一個(gè)低NOx旋流燃燒器的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為對(duì)比，在相同的給煤量、風(fēng)量等工況下進(jìn)行了上述三種燃燒器的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果

3、表明：三角孔燃燒器和喇叭口燃燒器這兩個(gè)新型燃燒器在降低NOx方面效果明顯，分別低于原先設(shè)計(jì)的旋流燃燒器29.1％和35.8％。同時(shí)，兩個(gè)新型燃燒器產(chǎn)生的高溫區(qū)域較旋流燃燒器大，表明燃料和空氣的混合得以加強(qiáng)。
　　 計(jì)算流體力學(xué)(CFD)越來(lái)越成為都是燃燒器研發(fā)的重要手段，本研究采用Fluent模擬軟件，對(duì)低NOx旋流燃燒器、三角孔燃燒器和喇叭口燃燒器進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了三種燃燒器產(chǎn)生的溫度場(chǎng)，濃度場(chǎng)和速度場(chǎng)詳細(xì)數(shù)據(jù)，模擬結(jié)果表

4、明：本研究提出的兩個(gè)新型低NOx燃燒器的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與旋流燃燒器有著顯著的不同，新型燃燒器強(qiáng)化了燃料與空氣的大尺度混合，燃燒性能穩(wěn)定，同時(shí)NOx的排放量分別為183ppm和195ppm 比旋流燃燒器要低，這也說(shuō)明了進(jìn)動(dòng)射流能夠有效地減少小尺度的混合。
　　 通過(guò)中試實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬表明：三角孔燃燒器和喇叭口燃燒器這兩個(gè)新型燃燒器在降低NOx方面效果明顯。未來(lái)需要進(jìn)行的工作：研究進(jìn)動(dòng)射流煤種的適應(yīng)性；不同負(fù)荷工況下的實(shí)驗(yàn)，以考察進(jìn)動(dòng)射流