基于冷态花瓣旋流燃烧器的稳燃特性分析

摘要

随着电力部门高效燃烧目标的提出，提高燃烧器稳燃能力，保证机组经济、安全的运行，对提升发电企业核心竞争力有了更加重要的意义。旋流燃烧器因为相比直流燃烧器在降低烟温偏差和炉内结渣等方面有明显优势，逐渐受到各个电厂的青睐。安装新型的旋流燃烧器，通过改变一、二次风的配风比例来改善燃烧效果是企业通常采用的稳燃手段。但由于我国煤炭资源短缺，燃煤通常采用混合煤种，旋流燃烧器对低品质煤种的适应性不高，燃烧效率下降明显。所以有必要分析国内外新型的旋流燃烧器，探索其稳燃机理和调节方式，从而更快地开发出适合我国低品质煤种的旋流燃烧器。
　　以某新型花瓣形旋流燃烧器为研究对象，基于数值计算理论，建立了物理模型，模拟了冷态时不同一、二风速下花瓣形旋流燃烧器的出口流场情况，分析了该燃烧器独特的稳燃方式，确定了较优的一、二次风风速，为此类燃烧器的工程应用提供了一定的参考。
　　数值模拟结果表明，花瓣形旋流燃烧器与普通旋流燃烧器稳燃原理不同，能在瓣峰后形成轴向和径向两种回流区。轴向回流区中烟气通过剪切层面的接触换热加热煤粉；径向回流区中通过对流换热的方式强化燃烧效果，其换热能力是接触换热强度的数倍。而且由于径向回流区的存在，部分煤粉有了向中心运动的趋势，煤粉在出口附近反复循环运动，既提高了中心煤粉浓度，又避免了过早与二次风混合，有效减少了NOx等污染物的排放。通过调整各进风口的风量，能有效提高燃烧器的燃烧效率。一次风的存在使回流区减小，燃烧器稳燃能力降低，但由于调整一次风能改变回流区与燃烧器出口距离，可避免结渣等问题的发生；当一次风速不变时，增大内二次风合速度，卷吸的烟气量增多，轴向回流区变大，可改善燃烧效果；调整叶片角度，增大内二次风切向速度，径向回流区减小，轴向回流区增大。针对不同的煤种，需选择适当的配风方式，增大径向或轴向回流区，提高燃烧器的稳燃能力。该研究为此类燃烧器的工程应用及我国旋流燃烧器的研制提供了参考。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究动态

1.3旋流燃烧器稳定燃烧的方式

1.4 本文研究的主要内容

第2章 花瓣形旋流燃烧器的设计原理

2.1 煤粉稳定燃烧的条件

2.2 花瓣燃烧器的设计原理

2.3本章小结

第3章 花瓣燃烧器模型的建立

3.1 数值模拟软件介绍

3.2 花瓣燃烧器模型的建立

3.3 本章小结

第4章 基于冷态花瓣燃烧器的回流区特性分析

4.1 模型准确性验证

4.2 花瓣燃烧器冷态流场分析

4.3 本章小结

第5章 配风方式对花瓣燃烧器流场影响的研究

5.1 一次风的影响

5.2 内二次风的影响

5.3本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢