扩散燃烧

摘要： 本研究以某钢铁企业高炉煤气回收水冷系统为对象,分析研究了低热值高炉煤气与不同预热温度空气的同轴扩散气流在绝热炉膛内混合和燃烧的特点,建立了κ⁃ε双方程燃烧数学模型,并对其同轴扩散气流燃烧特性进行了模拟研究。研究结果表明:空气预热温度的升高能够有效促进化学反应活性较差的CO参与燃烧反应,同时CO化学反应速度也得到有效提高,并使得高炉煤气的大量可燃成分更多地聚集在距离燃烧器气流出口0.1~0.2 m的范围内得以燃烧。在空气预热作用下,高炉煤气中的可燃成分的燃尽性能都有所下降,其中CH_(4)的燃尽性能下降最为显著。这有利于缩短低热值难以着火的高炉煤气的燃烧行程,有效促进高炉煤气中的CO的燃烧,有利于燃烧装置结构的优化及高炉煤气的回收利用。

摘要： 阐述了燃氢气锅炉的燃烧特点、氢气低氮燃烧器和烟气再循环技术原理。一台6t/h氢气锅炉经低氮改造后NO_(x)排放降低到30 mg/m^(3)(标态)以下,减排效果非常明显。

摘要： 目前脱硫脱硝工艺中烟气升温采用的传统方式是借助热风炉系统获取高温风,再与低温烟气混合,完成升温过程。这种工艺会增加烟气处理量,同时造成热量损耗。为了降低热耗和烟气量,提高了能源利用率同时满足烟气升温的要求,设计了一种直接安装于烟道内的新型管道烟气加热装置。新型装置利用烟气中的残余氧为燃烧过程助燃,燃烧方式为扩散燃烧。借助CFD技术模拟燃烧器内部流场和燃气燃烧过程,结果表明:缩小相邻两燃烧器的中心间距,可以扩大烟道壁面处的低温区,同时使中心燃烧器火焰长度缩小,对流换热效果提升,间距480 mm为较优结果;增大中心天然气管道的截面尺寸,可以降低两侧燃烧器的火焰长度,提高中心火焰稳定性,出口温度趋于均匀,截面尺寸为50×44 mm为最优结果。新型管道烟气加热装置减少了辅助和附属设备,同时满足了工业应用的需求,大大提高能源利用率。

摘要： 针对井口加热炉燃用套管气出现的烟尘排放超标问题,从燃烧方式及燃料组成方面分析发现,加热炉所采用的扩散式燃烧,火焰面燃料侧缺少氧气,燃料产生热分解生成炭黑颗粒;另外,套管气含有大量的重碳烷烃,其稳定性差、分解温度低,加剧了热分解反应.因此,控制套管气质量和改变燃烧方式是治理烟尘排放超标的基本途径.但是井口加装轻烃回收装置,分离出套管气中的重碳烷烃,成本高不可行.最终,基于预混燃烧理论,设计了双调风预混燃烧装置,现场实施结果表明,不仅烟尘排放降低了87.8％,而且NOx排放降低了58.6％、热效率提升了8.2％.实践证明,预混燃烧是治理井口加热炉烟尘排放超标的有效方法.

摘要： 目前脱硫脱硝工艺中烟气升温采用的传统方式是借助热风炉系统获取高温风,再与低温烟气混合,完成升温过程.这种工艺会增加烟气处理量,同时造成热量损耗.为了降低热耗和烟气量,提高了能源利用率同时满足烟气升温的要求,设计了一种直接安装于烟道内的新型管道烟气加热装置.新型装置利用烟气中的残余氧为燃烧过程助燃,燃烧方式为扩散燃烧.借助CFD技术模拟燃烧器内部流场和燃气燃烧过程,结果表明:缩小相邻两燃烧器的中心间距,可以扩大烟道壁面处的低温区,同时使中心燃烧器火焰长度缩小,对流换热效果提升,间距480 mm为较优结果;增大中心天然气管道的截面尺寸,可以降低两侧燃烧器的火焰长度,提高中心火焰稳定性,出口温度趋于均匀,截面尺寸为50×44 mm为最优结果.新型管道烟气加热装置减少了辅助和附属设备,同时满足了工业应用的需求,大大提高能源利用率.

摘要： 为了研究米勒循环发动机低速大负荷碳烟的生成原因和影响因素,在一台量产的米勒循环气道喷射汽油机上进行了缸内燃烧可视化试验.试验结果表明,此米勒循环发动机低速大负荷碳烟排放偏高主要是由缸内的扩散燃烧现象导致.喷油器)β角偏小与开阀喷油策略共同导致了液体燃油聚积在缸内气门边缘区域和活塞间隙处,导致相应区域扩散燃烧发生.其中,喷油器β角是影响碳烟生成的关键因素.更换更大)β角的喷油器,重复低速大负荷试验.试验结果表明,排气中的碳烟降低非常明显.

摘要： 采用数值模拟的方法研究了不同的氧化剂预热温度、燃料预热温度、氧化剂和燃料预热温度以及不同的乙烯掺混比? 对甲烷/空气层流扩散燃烧温度分布和NOx生成的影响.结果表明,随着氧化剂预热温度的增加,火焰高度和宽度增加,燃烧温度和NOx体积分数也增加;随着燃料预热温度的增加,火焰高度和宽度逐渐减小,燃烧温度先减小后增加,NOx体积分数会迅速减为0;两者同时预热,对应值位于单独预热两者中间.随着乙烯掺混比?的增加,火焰高度和燃烧温度增加,而最大NOx体积分数在?=0.1取得最小值.此外,最大NOx体积分数与最大燃烧温度之间存在一定的正相关性.

摘要： 为分析多孔材料对预混气体爆炸特性参数的影响效果,采用自主搭建的爆炸实验平台,探究不同孔隙度和厚度的多孔材料对当量比为1的甲烷/空气预混气体爆炸的作用行为.实验研究表明,不同孔隙度的多孔材料对爆炸火焰和超压具有促进或抑制两种不同的影响.孔隙度较小时,爆燃火焰传播速度随着材料厚度的增大而降低,并在厚度较大时,火焰有短暂的传播延时现象.孔隙度较大时,预混火焰冲击多孔材料时发生淬熄,但随后一段时间内,由于负压抽吸作用,在已爆区域一侧的材料表面产生扩散燃烧现象,且扩散燃烧程度与材料厚度成反比关系.多孔材料的固相结构能降低压力的泄放效率,同时可吸收能量,进而提高爆炸超压的上升速率,降低超压峰值.当每英寸长度孔数δ=10的多孔材料促进火焰传播时,与当量比为1的预混气体爆炸相比,超压峰值最大可提高约2倍,造成更严重的后果.火焰冲击δ=20的多孔材料时发生淬熄,最大超压衰减可达47.17％,δ=30时最大超压衰减了24.62％.

摘要： 为了对比扩散和预混两种不同燃烧模式下大气温度对燃气轮机燃烧稳定性和NOx排放的影响规律,针对某重型燃气轮机燃烧室,对多旋流喷嘴燃烧室的燃烧稳定性和NOx排放进行了数值研究.结果表明:对于扩散燃烧,大气温度升高,燃烧室内高频脉动增强,燃烧稳定性变差;对于预混燃烧,大气温度升高,有利于提高燃烧的稳定性;在扩散燃烧模式下燃烧室燃料喷嘴下游回流区的温度最高,NOx生成量最大;预混燃烧下燃烧室头部温度分布较均匀,燃烧室NOx生成主要集中在驻涡回流区和燃烧室中下游位置,燃料喷嘴下游回流区NOx生成量很小;随着大气温度的升高,扩散燃烧和预混燃烧下燃烧室内NOx的生成量均增加.研究结果可为指导燃气轮机运行提供参考.

摘要： 对平板型微燃烧器内氢气/空气的混合和扩散燃烧特性进行了数值模拟,讨论了进气速度和通道高度(0.6mm、1.0mm、1.4mm)的影响.结果表明:1)随着通道高度增加,气体混合程度急剧变差.2)最高火焰温度随进气速度的增加先升后降,进气速度不大时,通道高度越大,火焰温度越高.3)进气速度较小时,通道高度对氢气转化率影响不大,速度较大时,高度为0.6mm的微通道的氢气转化率更高.4)脱火极限随燃烧器高度的增加而减小,但高度为1mm的微通道的吹熄极限最大.

摘要： 在过去的几年中，卫星、能源系统、微卫星和微型飞行器发动机的设备的小型化发展，已备受关注。这些系统已经大大促进微细制造加工技术的发展。这些能源系统能够比传统电池可以提供一个更有效、更长久的供电系统。为了解液体燃料的微尺度扩散燃烧特性,本文以正庚烷为燃料,对其在毛细管出口的燃烧特性进行了实验和理论研究.在实验中,选用水平放置的、外径为0.5mm、内径为0.2mm 的石英管和不锈钢管为燃烧器材,研究了不同燃料流量、燃料种类(正庚烷、酒精、煤油和异辛烷)和毛细管材料对扩散火焰高度和毛细管管壁温度的影响.实验结果表明,当流量为5ul/min至70ul/min 时,正庚烷的扩散火焰可以稳定在毛细管的末端.流量不断增大时,更多汽化的燃料在末端燃烧,其火焰特征数(长度和宽度)变大;火焰从淡蓝色变化到亮黄色;气液分界面不断地靠近毛细管的出口;管壁最大温度在降低.实验还发现,在相同的外界条件下,燃烧热值大的燃料,其火焰要更亮,毛细管的管壁温度要高;石英毛细管的管壁温度要比不锈钢的管壁温度要高出不少.数值模型的结果表明:在低流量时,模拟和实验的燃烧特性比较一致;在高流量,模拟扩散火焰的特征数要大于实验数据.

摘要： 早期燃气轮机由于采用扩散燃烧方式,NOx排放远远超过目前的国家环保标准,这些燃机究竟采用什么方式来控制NOx的排放呢?本文介绍了降低电站燃气轮机NOx排放的主要技术,对注水/蒸汽、干式低NOx燃烧和选择性催化还原(SCR)3种控制NOx排放技术进行讨论,指出它们的优缺点和适用范围，分析认为,干式低NOx燃烧技术(DLN)是目前燃用天然气的燃机应优先采用的降低NOx排放的技术,但是干式低NOx燃烧器面临燃烧不稳定的困扰,燃烧稳定的区间很窄,采用该技术后燃机的调峰范围变小。

摘要： 以CO/H2/N2 为主要成分的中低热值燃料在燃气轮机燃烧室中的利用、IGCC 技术的发展对于解决我国的能源与环境问题具有重要意义。然而该种燃料的热值和CO/H2 比等参数的变化常常给燃烧室的正常运行带来重大影响，这是中低热值燃料燃烧室设计面临的重要挑战。本文在对Sandia/ETH-Zurich CO/H2/N2 Flame A 数值模拟准确的基础上，改变燃料组成、拓展燃料范围进行数值预测，发现该类燃料的诸多扩散燃烧性质与其热值、密度、CO/H2 比和可燃成分与不可燃成分之比的指数乘积呈线性关系。另外，对变燃料燃烧射流的流场和温度场相似性进行了分析。得到的诸多经验关系式有望为中低热值燃料燃烧室的设计提供参考。

摘要： 简述了燃气轮机氮氧化物的来源及分类,介绍了GT13E2燃气轮机EV燃烧器的结构和工作原理,重点阐述了EV燃烧器的火焰特性,并结合GT13E2燃气轮机的燃烧运行方式,对燃气轮机在各负荷工况下氮氧化物(NOx)的排放量进行了分析,分析表明,GT13E2燃气轮机干式低NOx燃烧技术组合应用扩散燃烧和预混燃烧,在启动初期应用扩散燃烧解决了燃烧室火焰不稳定的问题,在低负荷工况组合应用扩散燃烧和预混燃烧解决了扩散燃烧在燃烧空气压力过高时燃烧不稳定的问题,在高负荷工况采用预混燃烧,解决了NOx排放高的问题.

摘要： 基于GRI2.11甲烷燃烧机理,采用小火焰模型,模拟了Sandia实验室CH4/H2/N2湍流射流扩散火焰,模拟值与实验值吻合良好。并基于已验证的模型,研究了O2体积分数对火焰温度、混合分数、燃烧中间物(OH、CH2O、HCO)、燃烧产物、湍动能等的影响,并与空气情况下进行了对比。结果表明,增加O2体积分数,强化燃烧反应;30％O2/70％CO2时的温度径向分布和燃烧强度(OH)与空气作氧化剂时的分布最接近;HCO的浓度分布随氧气体积分数的增加而增加,但均小于空气作为氧化剂时的浓度。

摘要： 通过二维双温模型,使用甲烷燃烧详细的化学反应机理,建立了扩散过滤燃烧的二维数值模型,并通过实验进行验证。数值模拟分析了扩散燃烧的气固温度分布和组分分布,其与预混燃烧有很大不同。同时研究了不同工作参数对火焰高度变化的影响，其中火焰高度随着入口流速和甲烷质量分数的增大而增大；随着填充床小球直径、固体导热系数、分子扩散系数、质量弥散系数、对流换热系数和辐射折合导热系数的增大，火焰高度减小。其中，分子扩散系数和质量弥散系数变化对火焰高度的影响最为显著。

摘要： 基于对流－扩散方程建立简化的扩散火焰动力学模型,研究反应物流速简谐扰动引起的火焰面振荡特性。因难以获得完整模型的准确解析解，本文基于模型的线性化近似解析解，采用MATLAB计算火焰面位置，与多物理场软件COMSOL模拟进行对比，得到一致结果，有效呈现了由流动扰动引起的线性化扩散火焰面的波纹谐振荡特性，对深入理解非预混燃烧的热声不稳定机理提供了一定基础数据。同时验证了COMSOL方法可作为获取上述模型完整数值解的有效途径。

摘要： 本文设计了扩散式和部分预混式两种燃烧器，并搭建了近绝热气体燃烧热态试验炉。针对多联产系统中弛放气和粗煤气的基本可燃成分，对不同比例配制的双组分气体和多组分气体进行了污染物排放特性的研究。试验结果表明，不同燃料的种类、一次过量空气系数α1、总过量空气系数αz及燃料配比B对燃烧产物的浓度影响都很显著。扩散燃烧与预混燃烧相比，预混火焰温度高，但NOx的排放浓度明显比扩散燃烧NOx 排放浓度低。

摘要： 通过二维双温多孔介质模型和燃料燃烧的详细化学反应机理，考虑气体在多孔介质的弥散效应，研究扩散过滤燃烧器内的温度分布、组分分布和辐射热效率等。数值预测的火焰结构与实验吻合的非常好，但预测的火焰高度与实验有较小误差扩散过滤燃烧器的热效率较大，作为辐射换热器是可行的。小球直径为3.18mm，甲烷质量分数为0.2，随流速的增大，辐射热效率从78.2%减小到 47.7%。混合气体入口流速0.117m/s，甲烷质量分数为0.2，随小球直径的增大，辐射热效率先增大，后减小。

摘要： 本发明公开了一种具有自由扩散预混燃烧层的低氮燃烧装置及其燃烧头。所述燃烧头包括燃烧头本体，所述燃烧头本体设置有一个中心管道、若干第一环层管道、若干第二环层管道、自由扩散预混燃烧层；第一环层、第二环层依次设置在中心管道的外侧；本发明通过在中心管道的外围布置第一环层管道、第二环层管道，使得燃烧头本体在中心管道的外围沿径向能够形成多个相互独立的预混区域，则在燃烧过程中，若其中某一个预混区域因故障而不能正常工作时，不会影响其它区域的正常工作。本发明所述的燃气与空气能够通过自由扩散预混燃烧层充分预混，因此，燃烧时几乎无局部高温点存在，能有效显著降低氮氧化物的生成。

摘要： 本发明公开了一种燃气分子碰撞扩散预混低氮燃烧装置及其燃烧头。所述燃烧头包括燃烧头本体，所述燃烧头本体设置有一个中心管道、若干第一环层管道、若干第二环层管道、环形火焰成型区；第一环层、第二环层依次设置在中心管道与环形火焰成型区之间；本发明通过在中心管道的外围布置第一环层管道、第二环层管道，使得燃烧头本体在中心管道的外围沿径向能够形成多个相互独立的预混区域，则在燃烧过程中，若其中某一个预混区域因故障而不能正常工作时，不会影响其它区域的正常工作。本发明所述的燃气与空气能够充分预混，因此，燃烧时几乎无局部高温点存在，能有效显著降低氮氧化物的生成。

摘要： 本发明公开了一种具有自由扩散预混燃烧层的低氮燃烧装置及其燃烧头。所述燃烧头包括燃烧头本体，所述燃烧头本体设置有一个中心管道、若干第一环层管道、若干第二环层管道、自由扩散预混燃烧层；第一环层、第二环层依次设置在中心管道的外侧；本发明通过在中心管道的外围布置第一环层管道、第二环层管道，使得燃烧头本体在中心管道的外围沿径向能够形成多个相互独立的预混区域，则在燃烧过程中，若其中某一个预混区域因故障而不能正常工作时，不会影响其它区域的正常工作。本发明所述的燃气与空气能够通过自由扩散预混燃烧层充分预混，因此，燃烧时几乎无局部高温点存在，能有效显著降低氮氧化物的生成。

摘要： 本实用新型公开了一种具有自由扩散预混燃烧层的低氮燃烧装置及其燃烧头。所述燃烧头包括燃烧头本体，所述燃烧头本体设置有一个中心管道、若干第一环层管道、若干第二环层管道、自由扩散预混燃烧层；第一环层、第二环层依次设置在中心管道的外侧；本实用新型通过在中心管道的外围布置第一环层管道、第二环层管道，使得燃烧头本体在中心管道的外围沿径向能够形成多个相互独立的预混区域，则在燃烧过程中，若其中某一个预混区域因故障而不能正常工作时，不会影响其它区域的正常工作。本实用新型所述的燃气与空气能够通过自由扩散预混燃烧层充分预混，因此，燃烧时几乎无局部高温点存在，能有效显著降低氮氧化物的生成。

摘要： 本发明提供了一种扩散燃烧室及其燃烧器系统，所述扩散燃烧室包括过渡筒、二次进风筒、三次进风过渡环，所述过渡筒后端连接二次进风筒的一端，二次进风筒的另一端连接三次进风过渡环的第一端，所述过渡筒上设置进风孔，所述二次进风筒设置进风孔，所述三次进风过渡环设置进风口。本发明具有燃烧效率和体积功率密度高、点火可靠、适用于多种极限环境、热利用率高的特点。

摘要： 本发明公开了一种能够进行扩散和预混燃烧双模式转换的燃气轮机燃烧器，包括外壳和燃料供给源，外壳的上端周向对称连接有主燃料喷嘴，主燃料喷嘴的上端通过管道连接有燃料供给源连接，主燃料喷嘴之间的外壳上连接有管座，管座上开设有值班燃料腔室，管座的下表面安装有可调转换装置壳体。本能够进行扩散和预混燃烧双模式转换的燃气轮机燃烧器，能够使得值班喷嘴的燃烧状态可以在扩散燃烧与预混燃烧或者扩散燃烧与部分预混燃烧之间进行切换，并且实现切换的方式非常简单，只需旋转可调转换装置芯体到指定的位置即可，而常规的方案要想实现燃烧状态的切换则需要设置多路燃料管路，并且各路管路需要设置单独阀门进行控制。

摘要： 一种燃烧嘴的燃烧方法和高速喷流型扩散燃烧式燃烧嘴，通过缓和使用低发热量燃料时喷流的直线前进趋势，调节火焰长度，可实现最佳的炉内温度分布。所述高速喷流型扩散燃烧式燃烧嘴包括：将一次空气向炉内喷出的一次空气流路(14)；将二次空气向炉内喷出的二次空气流路(16)；设在一次空气流路(14)内、将燃料气体向炉内喷出的燃料供给管(28)；以及设在燃料供给管(28)前端部的火焰稳定件(30)，在燃料供给管(28)的前端设置有扩散片(29)，该扩散片(29)使燃料气体朝着从一次空气流路(14)向炉内喷出的一次空气扩散。

摘要： 本发明提供了一种扩散燃烧室及其燃烧器系统，所述扩散燃烧室包括过渡筒、二次进风筒、三次进风过渡环，所述过渡筒后端连接二次进风筒的一端，二次进风筒的另一端连接三次进风过渡环的第一端，所述过渡筒上设置进风孔，所述二次进风筒设置进风孔，所述三次进风过渡环设置进风口。本发明具有燃烧效率和体积功率密度高、点火可靠、适用于多种极限环境、热利用率高的特点。

摘要： 本实用新型提供了一种扩散燃烧室及其燃烧器系统，所述扩散燃烧室包括过渡筒、二次进风筒、三次进风过渡环，所述过渡筒后端连接二次进风筒的一端，二次进风筒的另一端连接三次进风过渡环的第一端，所述过渡筒上设置进风孔，所述二次进风筒设置进风孔，所述三次进风过渡环设置进风口。本实用新型具有燃烧效率和体积功率密度高、点火可靠、适用于多种极限环境、热利用率高的特点。

摘要： 本实用新型涉及一种实现预混燃烧和扩散燃烧的燃料喷嘴，包括燃料供入管、外壳、涡流器及中心体；本实用新型解决了现有贫油预混燃烧方式喷嘴存在的贫燃熄火和回火问题，采用具有预混和扩散双回路燃烧室的喷嘴，预混燃烧用于降低污染物排放，扩散燃烧提供值班火焰，防止火焰吹熄。