预燃室

摘要： 介绍了大功率天然气发动机采用的稀薄燃烧的技术特点,以及为实现稀薄燃烧所采用的预燃室点火控制的主要结构和特点。为研究预燃室点火控制对于发动机性能的影响,设计了三种不同类型的试验方案,分别对预燃室进气喷射提前角、预燃室进气喷射压力、预燃室进气喷射持续期进行试验研究,为大功率稀燃天然气发动机性能优化提供了技术依据。

摘要： 基于一台单缸汽油发动机,设计了主动预燃室系统,试验了预燃室混合气状态对燃烧及排放的影响,通过对比不同点火能量的火花塞点火和预燃室点火,明确预燃室射流点火对燃烧过程影响机理.结果表明:随着预燃室内喷油量的增加,颗粒物数量(PN)排放增加;预燃室内浓混合气能改善燃烧相位、加快燃烧速度,提高点火性能,但预燃室内当量比附近的混合气有更大的节油潜力.当全局过量空气系数Φ_(global)小于1.4时,预燃室点火燃油消耗率恶化;当Φ_(global)大于1.4时,预燃室改善热效率的能力开始凸显.当预燃室中燃油量占总循环油量的分数为2%时,预燃室点火能将稀燃极限扩展至Φ_(global)为2.1,在Φ_(global)为1.8时总指示热效率达到48.5%的最大值.

摘要： 预燃室式煤粉旋流燃烧器的一次风速对预燃室内回流区形成、燃烧稳定性以及燃烧效率均具有重要的影响,因而探究一次风速对预燃室式煤粉旋流燃烧器空气动力场以及燃烧性能的影响规律可为燃烧器的工业应用提供依据。选定适宜的煤粉燃烧计算模型并开展网格无关性验证,针对神木烟煤展开3种数值模拟工况下的燃烧数值计算,系统分析一次风速对预燃室内速度场、温度场以及组分浓度场等燃烧性能的影响。数值计算结果表明:一次风速v=12.43 m/s时,预燃室内形成了1个较大的中心回流区;当一次风速进一步增大,一次风穿透中心回流区,在中心轴线两侧形成2个对称的环形回流区,一次风速过大则易形成中心低、外侧高的分布且高温区有向前移动的趋势;一次风速越大,一次风粉与二次风以及高温回流烟气的混合变差,一次风粉温升速率减小,挥发分析出延迟,预燃室内强还原性气氛区域减小,不利于控制NO的生成。

摘要： 随着煤炭资源逐渐向集中-分布式能源利用体系方向发展,小规模煤粉工业锅炉系统在能源分布利用中将扮演至关重要的角色,但启停频繁、负荷调节宽泛等实际现状对其快速着火、稳定燃烧提出较高要求,同时燃烧温度低、火焰行程短等特点导致不易实现煤粉高效清洁燃烧,预燃室旋流燃烧器作为其核心燃烧装置是组织煤粉气流着火、稳燃低氮的重要基础.对预燃室旋流燃烧器的早期和目前研究应用进行回顾和论述,总结其共性和异性,随后给出未来发展研究趋势,为预燃室旋流燃烧器的设计开发提供启发思路.研究进展汇总表明:早期预燃室旋流燃烧器以一次风、粉旋流为主,多用于电站锅炉,为我国电力事业初期发展做出重要贡献;目前预燃室旋流燃烧器以二次风旋流为主,多用于煤粉工业锅炉,主要分类有钝体、分级、逆喷等结构特点,分别从强化回流、分级燃烧、逆向射流燃烧方面进行研究,具备一定高效低氮燃烧效果,为煤粉工业锅炉快速发展奠定基础;最后针对预燃室旋流燃烧器未来研究趋势提出粗细颗粒分离燃烧、预燃室结构形状、颗粒预燃室内停留时间3个方面研究内容,以促进煤粉工业锅炉强化高效低氮燃烧、拓宽负荷调节范围与提升煤种适用性.

摘要： 在一款增压直喷小型强化废气涡轮增压汽油机上,进行了加装预燃室与传统点火在低速外特性、中转速负荷特性的燃烧特性、经济性和排放特性对比试验,分析了预燃室火焰射流点火过程与传统点火对汽油机性能影响的规律.研究结果表明,在1500 r/min、平均有效压力为2 M Pa工况,采用预燃室点火后缸内燃烧等容度提高,最高燃烧压力增大,燃烧相位提前7.1°,有效燃油消耗率下降约24 g/(kW·h);在2000 r/min负荷特性的试验工况,相比于传统点火,预燃室点火燃烧循环变动均获得改善,燃烧持续期缩短,低负荷时燃烧相位不变而比油耗略微上升,高负荷时燃烧相位大幅提前,比油耗改善约7 g/(kW·h),且最高有效热效率由36.9％ 上升至37.5％.就气体排放物而言,预燃室点火加速燃烧使N O x排放最高上升约15％,H C排放最多下降约36％,而C O排放低负荷时基本维持不变,在高负荷时略有下降.

摘要： 高浓度煤粉燃烧器能稳定燃烧和显著降低NOx排放,是一种经济环保的燃烧技术,其一次风速对炉内着火延迟、煤粉燃烧稳定性以及NOx排放量都有重要的影响.为了确定适合新型高浓度煤粉预燃式低氮燃烧器的一次风速,为燃烧器的现场试验和实际运行提供指导依据,采用ANSYS Fluent软件模拟计算了一次风速对煤粉燃烧稳定性和NOx排放的影响.先进行网格无关性检验,并用一台25 t/h全尺寸煤粉工业锅炉进行试验,验证了模型的准确性.数值模拟计算结果表明:新型高浓度煤粉预燃式低氮燃烧器可在预燃室和炉膛内形成2个回流区,预燃室内的回流区保证煤粉稳定燃烧,炉膛内的回流区降低NOx.一 次风速过低时,一、二次风的后期混合减弱,煤粉燃烧不稳定,NO,排放量略微升高;一次风速过高时,二次风与煤粉的混合被削弱,煤粉燃烧同样不稳定,且焦炭转化率明显下降,NO,排放大幅增加;一次风速从17 m/s增加到20 m/s,出口截面NOx浓度提高约10％;适当的一次风速不仅能稳定煤粉着火和燃烧,还能实现NOx低排放.试验研究燃烧器的最佳一次风速在14～17 m/s.

摘要： 为了研究风粉流动特性对煤粉燃烧的影响,以带预燃室的逆喷旋流燃烧器为对象,利用14 MW煤粉燃烧试验台架对逆向射流和直流2类进入方式进行热态台架研究.基于高温热电偶、烟气分析仪和高速摄像机3种测量手段,获取温度、组分体积分数、火焰形态尺寸数据,结合煤粉燃烧基础理论分析不同区域的燃烧过程,揭示了不同风粉流动特性下煤粉燃烧的差异.研究结果表明:风粉逆向射流和直流进入时,煤粉在预燃室内实现稳燃低氮,且避免高温腐蚀结渣现象,其差异为预燃室内煤粉燃烧份额及预燃室外火焰行程.在预燃室内,逆向射流的煤粉停留时间长,与旋流内二次风混合充分,温度最高为1255°C,O2径向衰减过程中平均下降速率为0.139％/mm,形成环状还原性气氛区域,CO体积分数超过50000× 10-6,煤粉燃烧份额较高同时抑制NOx生成;直流的煤粉停留时间短,与旋流内二次风混合弱,温度最高为1096°C,O2平均下降速率在上游为0.135 ％/mm,下游为0.080％/mm,形成中心还原性气氛区域,CO体积分数同样超过50000× 10-6,抑制NOx生成的同时煤粉燃烧份额较低.在预燃室外,逆向射流煤粉随旋流内二次风前行,火焰明亮粗短发散,长度为2697 mm、出口直径和发散角度为760 mm和24.11°,行程较短;直流煤粉随高速射流前行,火焰细长亮度略低,长度为5747 mm、出口直径和发散角度为536 mm和7.81°,行程大幅增加.

摘要： 煤粉预热低氮燃烧技术是燃烧技术领域的研究重点.为了响应"节能环保、绿色低碳经济"的时代发展要求,针对煤炭燃烧过程中产生大量污染物如NOx、SOx等环境问题,基于前人研究结果,设计开发了一种多级调风预燃式旋流燃烧器.耦合预燃室煤粉预热燃烧技术与空气分级燃烧技术,生成高还原性氛围回流区,在有效控制NOx生成的同时,提升难燃煤种着火性能.主要通过冷态模型试验,研究了不同配风比对多级调风预燃式旋流燃烧器空气动力场的影响,利用新型三孔探针测速方法进行了流场测试与分析.结果 表明:在总风量一定的情况下,一次风率、旋流内二次风率及外二次风率分别为20.8％、37.5％和31.2％时,回流区长度、宽度、面积和回流率达到最大值,回流效果最好,有利于煤粉着火与低NOx燃烧.预燃室的存在有利于形成煤粉稳定燃烧的回流区,其中旋流内二次风是影响回流区气流特性的主要因素,主导形成预燃室内的中心回流区;外二次风通过卷吸炉膛内的气流影响预燃室回流区温度,是预燃室内外围回流区生成的根本原因;具有一定刚性的一次风和直流内二次风会压缩回流区,影响燃烧器的稳燃效果.

摘要： 为了探究风箱结构对14 MW预燃室式煤粉燃烧器预燃室内气流空气动力场分布特征的影响,采用数值计算方法,探究了2种不同风箱结构下预燃室内气流冷态流场分布情况,获取计算域内多个截面速度计算值,对比分析不同截面速度随x/D(轴向距离比直径的无量纲数)以及R/D(径向距离比直径的无量纲数)的变化规律,揭示风箱结构对预燃室内气流分布特征的影响,优化预燃室式煤粉燃烧器内空气动力场。结果表明,预燃室式煤粉燃烧器内,由于二次风经切向旋流叶片后,气流在预燃室内呈现强旋转气流,并在预燃室中心形成回流区。原风箱及改进风箱结构下,截面气流速度分布趋势呈现相似的规律,二次风风速在预燃室中心(R/D=0)呈现低速区;随径向距离R/D增加,气流速度逐渐增大至速度峰值;随径向距离R/D进一步增加,气流速度逐渐减小,在靠近预燃室壁面处R/D最大,气流速度略低于速度峰值。增大原风箱结构尺寸、改进风箱结构后,风箱稳压能力进一步提高,切向旋流叶片入口处的气流分布更加均匀,预燃室中心处速度峰值进一步提高。

摘要： 在预燃室式天然气发动机中,预燃室喷孔的几何结构对于发动机燃烧和性能具有重要影响.为探索胜动12V190型天然气发动机预燃室喷孔的最优结构设计,本文通过三维数值模拟计算,分析了5个不同的预燃室喷孔直径和6种不同的预燃室喷孔长径比设计下的缸内燃烧过程,对比了各方案下所得的缸内压力、温度场、热效率和NOx排放.计算结果表明,预燃室喷孔直径过小易导致火焰淬熄,而过大的喷孔直径将导致火焰湍流射流强度减弱,针对本文研究的机型,较优的喷孔直径为2.5mm;在该喷孔直径下,较小的喷孔长径比有利于缸内燃烧更快地进行,使发动机获得更高的热效率.

摘要： 对于大缸径稀薄燃烧天然气发动机,如何组织高效、稳定的稀薄燃烧是燃烧系统开发的关键内容.本文基于某预燃室式大缸径稀薄燃烧天然气发动机,运用三维CFD软件,模拟进气、压缩及燃烧过程,分析了缸内流动及混合气分布均匀性、预燃室及主燃室内流场及燃烧状态等稀薄燃烧组织的重要影响参数.发现在火焰进入缸内的时刻,主燃室内燃气混合气存在一定的不均匀性,这是影响主燃室内火焰传播均匀性及爆震趋势的关键因素;受来自主燃室气流的影响,预燃室空间不能完全利用,可能带来点火能量不足的风险.本文所分析内容为实际发动机的稀薄燃烧系统设计开发奠定基础.

摘要： 预燃室加浓喷射策略对分层稀燃天然气发动机的燃烧特性具有重要影响.为优化12V190型天然气发动机的燃烧,在保持预燃室结构参数不变的情况下,应用计算流体动力学耦合化学动力学方法,针对不同的加浓喷射策略方案进行计算,对各方案的燃烧过程进行了模拟.结果表明:加浓喷射量过少,预燃室内形成的混合气较为稀薄,不利于火焰的快速传播;加浓过量,则NOx排放大幅度升高.加浓喷射定时提前,预燃室内的浓混合气可以进行充分混合,形成满足点火要求的混合气.综合考虑:喷射定时为590°CA、喷射量为1％时的喷射策略较优.该方案选取了合适的加浓喷射量和喷射定时,既可以使得火焰快速传播得到较高的热效率,同时NOx的排放也处于较低的水平.

摘要： 预燃室与主燃室内的混合气形成和流动情况是决定火花点火式天然气发动机实现高效稀燃的关键.为分析燃烧室内混合气的运动情况,本研究采用二维PIV粒子图像测速法测量了加浓喷射时段预燃室内流体的运动情况,并应用三维CFD软件对预燃室加浓喷射进行了数值模拟.模拟结果与实验结果呈现较好的一致性,验证了模拟的准确性.在此基础之上,本研究对整机工作进行了三维数值模拟,对燃烧室形状进行了优化,改善了缸内火焰传播的均匀性,加快了缸内燃烧火焰的传播速度,提高了燃烧效率.

摘要： 预燃室是气体燃料船用主机的核心部件,其工作条件非常恶劣.为了分析预燃室所受到的热冲击,本文采用流固耦合法对预燃室温度场进行分析.首先应用三维CFD软件对大型气体燃料船用主机缸内工作过程进行模拟,得到预燃室主要表面的瞬态热边界条件,然后将热边界条件映射到有限元面单元,最后通过有限元计算分析出发动机在启动过程和瞬态过程中预燃室温度场的变化历程.计算结果表明,在启动初期预燃室的温度上升比较迅速,当预燃室温度达到平衡状态时,最高温度出现在喷孔附近的表面,且预燃室各部位温度波动不同,尤以喷孔处温度波动范围最大.这些都是引起预燃室热损伤不可忽略的因素,在对预燃室进行结构优化时,应着重考虑喷孔部位.

摘要： 随着能源结构调整的驱动和排放法规日益严格的要求,发展和应用高效、清洁的大功率天然气发动机越来越受到社会及行业的关注和认同.但天然气发动机由于其燃料特性的影响,在实现高效率、低排放的目标时需要具备良好燃烧过程组织,尤其是稀薄燃烧组织.本文针对某型大功率天然气发动机的稀薄燃烧组织，从燃气混合过程、缸内涡流形成过程、点火及燃烧过程进行的仿真分析研究、预燃室方案的瞬态CFD计算分析，以及在此基础上的试验结果进行介绍。

摘要： 本文介绍了水煤浆的燃烧技术,分析了燃水煤浆导热油炉的结构型式和循环供热系统,探讨了水煤浆燃烧器和预燃室的结构设计,并对水煤浆喷嘴的结构和材质进行了分析比较,讨论了水煤浆导热油炉的水煤浆喷嘴雾化效果.研究了油枪点火及着火的燃烧过程,总结了水煤浆导热油炉的设计计算方法,通过水煤浆的燃烧特性和导热油传热过程的分析研究,在炉膛结构设计、辐射受热面设计、对流受热而设计、空气预热器设计中进行了研究开发和计算分析,最后给出了燃水煤浆导热油炉的常用炉型规格型号和性能参数.

摘要： 随着能源结构调整的驱动和排放法规日益严格的要求,发展和应用高效、清洁的大功率天然气发动机越来越受到社会及行业的关注和认同.但天然气发动机由于其燃料特性的影响,在实现高效率、低排放的目标时需要具备良好燃烧过程组织,尤其是稀薄燃烧组织.本文基于预燃室式大功率多点燃气喷射的天然气发动机，从燃气混合均匀性、主燃室燃烧过程以及预燃室的点火过程进行了CFD计算分析，并得到以下结论：影响主燃室内预混燃烧过程的因素主要来自两方面：一方面是从燃气在进气道喷射直到点火时的混合气湍流状态和混合均匀性；另一方面是预燃室的射流火焰形成及发展过程。在其它条件一致的前提下，预燃室容积越大，则射流火焰的形成和发展过程越快，其点火效能越高，从而有利于促进主燃室和混合气快速燃烧，实现较高的热效率。

摘要： 本文介绍了水煤浆的燃烧技术,分析了燃水煤浆导热油炉的结构型式和循环供热系统,探讨了水煤浆燃烧器和预燃室的结构设计,并对水煤浆喷嘴的结构和材质进行分析比较,讨论了导热油炉水煤浆喷嘴的雾化效果.研究了油枪点火及着火燃烧过程,总结了水煤浆导热油炉的设计计算方法,通过水煤浆燃烧特性和导热油传热过程,在炉膛结构设计、辐射受热面设计、对流受热面设计、空气预热器设计中进行计算分析,最后给出了常用炉型规格和性能参数.

摘要： 本文介绍了水泥回转窑分解炉系统的分解反应和燃烧过程等，阐述了O2含量、温度、停留时间和湍流度等参数的影响，论述了在替代燃料的使用中，带预燃室的PYROCLON分解炉能提供理想的燃烧状况，灵活应对燃料特性的波动。预燃室的优点是燃烧发生在纯热三次风中，没有混合窑气；喂入的预热生料偏离预燃室中心的火焰，确保预燃室内火焰温度高，这也是低质量替代燃料燃烧的需要。燃烧颗粒和含氧烟气的充分混合，此外，通过预燃室和分解炉垂直段的连接，以及PYROTOP混合室的混合作用，达到低CO和TOC排放。减小NOx排放的主要措施是调节预燃室温度，阻止热力NOx的额外生成；还有分级燃烧的设计措施。操作结论证明能够在预燃室持续利用大量质量变化范围较大的替代燃料。

摘要： 本发明涉及一种用于内燃机（2）的预燃室（1），所述预燃室具有在预燃室（1）运行中被通流的表面（3），该表面被布置在预燃室（1）的内部（5）中。在此设置：所述表面（3）具有至少一个第一表面区域（7）和至少一个第二表面区域（9），其中，所述第一表面区域（7）具有特定的结构（11），其中，第二表面区域（9）没有所述结构（11）。

摘要： 本发明公开了一种预燃室喷射点火器和包括该预燃室喷射点火器的发动机。所述发动机包括预燃室喷射点火器，所述预燃室喷射点火器将至少一个喷燃火焰从燃烧室的外部喷入燃烧室，在所述燃烧室中活塞往复移动从而产生动力，使得喷射的喷燃火焰被用作喷入燃烧室的空间中的燃料的点火源，从而驱动爆炸冲程，使得可通过使用大火焰中心形式的喷燃火焰从而可靠地维持燃烧室的燃烧，可使用由连续可靠的燃烧造成的快速冷燃烧从而显著改善燃料消耗并可显著减少NOx的产生，并且特别地，有可能防止由于流入燃烧室的空气‑燃料混合物的流动和压力的变化而导致的空气‑燃料混合物液化。

摘要： 本发明涉及一种用于内燃机（2）的预燃室（1），所述预燃室具有在预燃室（1）运行中被通流的表面（3），该表面被布置在预燃室（1）的内部（5）中。在此设置：所述表面（3）具有至少一个第一表面区域（7）和至少一个第二表面区域（9），其中，所述第一表面区域（7）具有特定的结构（11），其中，第二表面区域（9）没有所述结构（11）。

摘要： 本发明公开了一种预燃室和预燃室的拆装方法，所述预燃室包括：预燃室主体，所述预燃室主体适于沿轴向插入至缸盖的安装孔内；所述预燃室主体的上部设有安装凸起，所述安装凸起上开设有沿径向将其贯穿的拆装通孔，所述拆装通孔适于与拆卸钩勾连配合，所述安装凸起与所述安装孔之间形成能供所述拆卸钩通过的拆卸空间。本发明的预燃室，该预燃室本体与缸盖压装配合，且具有用于与压装工具配合的拆装通孔，不仅利于预燃室本体实现与缸盖的安装固定，且利于实现预燃室本体在后续中的拆卸，从而可实现预燃室本体的反复拆卸，便于后续的更换和维修。

摘要： 本发明公开一种预燃室系统和预燃室射流扰动强化燃烧系统，包括预燃室适配套，以及从上向下依次设置在其内部的预燃室副喷油器和预燃室，所述预燃室下端有预燃室通道通向主燃室；所述预燃室适配套的内壁轮廓与所述预燃室副喷油器、预燃室和预燃室通道的外轮廓适配；所述预燃室适配套与发动机缸盖螺纹连接形成密封结构；且所述预燃室适配套的外壁上周向的设置有第一凹槽，所述第一凹槽靠近预燃室适配套的上端部，用于安装密封圈，从而与发动机本体缸盖形成密封；所述预燃室副喷油器外壁上周向的设置有第二凹槽，所述第二凹槽位于所述预燃室适配套内，用于安装密封圈。所述预燃室系统内部的形状和通道结构能够根据实际需要进行配置，促进燃烧。

摘要： 本发明涉及一种火花点火式发动机(3)。该发动机(3)包含至少一个主燃烧室(8)和至少部分包围主燃烧室(8)的气缸盖(2)。具有中心轴线(6)的发动机(3)的火花塞(4)被布置在气缸盖(2)中，并且火花塞(4)的点火端(9)面向主燃烧室(8)。具有至少两个喷嘴(13)的预燃室(12)被布置在主燃烧室(8)中，并通过喷嘴(13)连接火花塞(4)的点火端(9)和主燃烧室(8)。

摘要： 描述了一种点火塞(1)，其包括外壁(3)、纵轴线(2)、在纵向方向上的燃烧室侧端部(5)和燃烧室反向端部(6)，其中所述外壁(3)包括被构造成被设置在燃烧室(15)中的燃烧室侧区域(7)，其中在所述燃烧室侧端部(5)处设置有预燃室(8)，该预燃室(8)内设置有至少一个点火电极(9)，且该预燃室(8)具有用于将已经在所述预燃室中被点火的混合物传导到燃烧室(15)中的至少一个燃烧室侧开口(4)。所述外壁(3)在圆周方向上至少部分被支架(12)围绕，用于冲洗所述预燃室的至少一个流动通道(20、25)在所述预燃室(8)的区域中延伸通过所述支架(12)和所述外壁(8)，其中至少一个流动通道在流动方面将所述预燃室(8)连接到所述燃烧室侧区域(7)，其中用于冲洗所述预燃室的所述流动通道(20、25)被构造成在汽缸盖(11)内的安装状态下借助于所述支架(12)相对于所述汽缸盖(11)的移位被打开和闭合。

摘要： 本发明涉及预燃室底部部分、预燃室、气缸装置以及相关方法。一种内燃机的气缸的预燃室的预燃室底部部分(1)包括具有竖直轴(3)的点火室下部(2)和用于将点火室下部(2)与主燃烧室连接的管道(4)，管道(4)包括正好一个管道纵轴(5)。管道(4)的进口(6)被形成为使得竖直轴(3)相对于管道纵轴(5)具有倾斜角(A)，并且进口(6)偏心布置以使得能在点火室中形成滚流运动。管道(4)包括至少一个出口(7)，出口(7)被布置成使得气体‑空气混合物束能形成为相对于竖直轴(3)不对称地分布。进口(6)处的边缘(8)被设计为圆滑边缘。

摘要： 本发明涉及预燃室底部部分、预燃室、气缸装置、用于混合气体和空气并且点燃预燃室中的气体-空气混合物的方法以及用于更换预燃室的方法。一种内燃机的气缸的预燃室的预燃室底部部分(1)包括具有竖直轴(3)的点火室下部(2)和用于将点火室下部(2)与主燃烧室连接的管道(4)，管道(4)包括至少一个管道纵轴(5)。管道(4)的进口(6)被形成为使得竖直轴(3)相对于管道纵轴(5)具有倾斜角(A)，并且进口(6)偏心布置以使得能在点火室中形成滚流运动。管道(4)包括至少一个出口(7)，出口(7)被布置成使得气体-空气混合物束能形成为相对于竖直轴(3)不对称地分布。进口(6)处的边缘(8)被设计为圆滑边缘。

摘要： 本实用新型公开了一种分体式预燃室的衬套、分体式预燃室和车辆，所述分体式预燃室的衬套上包括衬套主体，所述衬套主体上设有周向定位结构，所述分体式预燃室的衬套的内周面设有与火花塞螺纹配合的内螺纹，所述分体式预燃室的衬套的外周面设有与气缸盖螺纹配合的外螺纹。根据本实用新型实施例的分体式预燃室的衬套具有便于保证喷孔位置和角度、装配方便可靠等优点。