高溫空氣燃燒特性及應(yīng)用研究.pdf

1、該文對(duì)高溫空氣燃燒技術(shù)的特性進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬,進(jìn)行了冷、熱態(tài)的試驗(yàn),開發(fā)了蓄熱燃燒系統(tǒng),系統(tǒng)性能先進(jìn),完全滿足工業(yè)應(yīng)用,彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)研究的空白.首先在借鑒國(guó)外三大類典型蓄熱燒嘴專利技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合寶鋼低熱值燃料的特性,初步確定了四種燒嘴結(jié)構(gòu).在冷態(tài)試驗(yàn)中,利用氮?dú)饽M燃?xì)?使用燃燒分析儀測(cè)定了爐內(nèi)的氧氣濃度場(chǎng)分布,分析了燒嘴結(jié)構(gòu)對(duì)爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)的影響.應(yīng)用商業(yè)計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT,采用k-ε雙方程湍流模型、一階迎風(fēng)格式對(duì)

2、燃燒室空氣動(dòng)力場(chǎng)進(jìn)行了冷態(tài)數(shù)值模擬,數(shù)值模擬結(jié)果與冷態(tài)試驗(yàn)結(jié)果吻合良好.同時(shí),采用k-ε雙方程湍流模型、概率密度函數(shù)(PDF)燃燒模型、離散坐標(biāo)(DO)輻射模型以及溫度型NO<,X>生成模型對(duì)助燃空氣和低熱值煤氣雙預(yù)熱的高溫空氣燃燒過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值試驗(yàn).系統(tǒng)地研究了預(yù)熱溫度、助燃空氣含氧量、過(guò)量空氣系數(shù)、射流夾角、鋼坯吸熱熱流等因素,對(duì)高溫空氣燃燒特性、燃燒室內(nèi)的溫度場(chǎng)、煙氣組分濃度場(chǎng)、NO<,X>濃度場(chǎng)等的影響.通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬

3、結(jié)果的分析,確定了最佳的寶鋼用蓄熱式加熱爐燒嘴結(jié)構(gòu).在上述研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)出國(guó)內(nèi)第一套高溫空氣燃燒中試爐,全部關(guān)鍵設(shè)備(蓄熱燒嘴、蓄熱峰窩體、換向閥及控制系統(tǒng))均系自主開發(fā),獲得了兩項(xiàng)發(fā)明專利和三項(xiàng)實(shí)用新型專利,通過(guò)熱態(tài)試驗(yàn)研究了不同換向周期下燒嘴軸線上的爐溫分布與爐溫的波動(dòng).發(fā)現(xiàn)了對(duì)特定的爐子工況存在一個(gè)最佳的換向周期,此時(shí)對(duì)應(yīng)的蜂窩蓄熱體溫度效率和助燃空氣平均風(fēng)溫最高,出爐煙氣溫度最低.對(duì)NO<,X>生成量的測(cè)量結(jié)果,驗(yàn)證了數(shù)值模