基于燃燒場瞬態(tài)結(jié)構(gòu)的低NOx旋流燃燒器實驗研究及數(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適應(yīng)越來越嚴格的環(huán)境保護要求，對于高效清潔的能源利用方式的需求日益受到重視。因此，開發(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。實驗臺的設(shè)計

2、考慮了在該實驗臺上能夠開展不同燃燒工況的研究，以及如何便于采用目前先進的光學(xué)測試手段對燃燒流場進行實驗研究。 其次，在不同的外二次風率和外二次風旋流數(shù)的工況下，利用煙氣分析儀和熱電偶對燃燒室內(nèi)溫度場和煙氣組分濃度進行了測量，在以天然氣為燃料時，保持過剩空氣系數(shù)和旋流數(shù)等條件不變，增大二次旋流風率可降低燃燒過程中NO的生成，但卻會增加CO的生成。增大外二次風旋流數(shù)可以降低燃燒過程NO的生成。在以煤粉為燃料時，增大二次旋流風率會增加

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