新型低NOx燃氣燃燒器的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、在“西氣東輸”、“煤改氣”政策的推廣以及天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔能源在各行各業(yè)所展現(xiàn)出來的潛力的背景之下，以實現(xiàn)氣體燃料低NOx排放為目的，綜合現(xiàn)有的低NOx燃氣燃燒技術(shù)中的燃料分級、煙氣再循環(huán)以及多點分散燃燒技術(shù)，設(shè)計了新型低NOx燃氣燃燒器及其實驗系統(tǒng)，并對其進行了速度場、溫度場及燃燒產(chǎn)物中NOx含量變化規(guī)律的數(shù)值模擬和實驗研究工作。
　　設(shè)計并制造出十二種不同結(jié)構(gòu)的新型低NOx燃氣燃燒器。查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻，在前人關(guān)于

2、燃氣的清潔高效燃燒技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，總結(jié)燃氣燃燒過程中NOx的生成機理，綜合使用已有的燃料分級、煙氣再循環(huán)和多點分散燃燒控制技術(shù)，設(shè)計出了新型低NOx燃氣燃燒器，該燃燒器具有多點分散燃燒的長火焰、爐內(nèi)熱負荷分布均勻以及超低NOx生成的特點。為與新型低NOx燃氣燃燒器形成對比，還設(shè)計了傳統(tǒng)燃氣燃燒器。
　　開展新型低NOx燃氣燃燒器和傳統(tǒng)燃氣燃燒器的數(shù)值模擬工作。建立了以燃氣燃燒器的設(shè)計尺寸為標準的幾何物理模型，對其進行網(wǎng)格劃分，根

3、據(jù)燃燒器的熱負荷和環(huán)境參數(shù)設(shè)定數(shù)值模型的初始邊界條件，根據(jù)各方程的收斂標準對殘差進行設(shè)定，對計算收斂后的結(jié)果進行輸出。對計算區(qū)域分別取xz和yz兩個平面作為參考平面，分析了新型低NOx燃氣燃燒器和傳統(tǒng)燃氣燃燒器的速度場、溫度場以及NOx濃度場，并得出結(jié)論，新型低NOx燃氣燃燒器能夠有效的降低燃燒室內(nèi)溫度，從而降低燃燒產(chǎn)物中NOx的含量，從數(shù)值模擬方面驗證了新型低NOx燃氣燃燒器能實現(xiàn)天然氣的高效低污染燃燒。
　　對新型低NOx燃氣

4、燃燒器和傳統(tǒng)燃氣燃燒器進行實驗研究。通過在燃燒室內(nèi)進行燃燒試驗并測量各測點的溫度，推斷出各工況下燃燒室內(nèi)的溫度分布，并對煙氣中NOx排放量進行測量，得出12中燃燒器結(jié)構(gòu)中的最佳結(jié)構(gòu)類型，并開展針對該類型燃燒器的過?？諝庀禂?shù)和負荷適應(yīng)性的實驗研究。最后得出以下結(jié)論：新型低NOx燃氣燃燒器具有良好的燃燒特性，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)鍋（窯）爐煙氣中NOx的超低排放，且其燃燒特性幾乎不受過剩空氣系數(shù)以及負荷的影響。
　　本課題為燃氣工業(yè)鍋（窯）爐根