基于Fluent四通道煤粉燃烧器流场数值模拟

锅炉燃烧器各种风的作用和区别

锅炉燃烧器各种风的作 用和区别 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

一次风： 一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，并能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气，采用热风送粉的一次风，同时还具有对煤粉预热的作用。它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。一次风有冷一次风与热一次风之分。热一次风用于保证煤粉进入锅炉时即有一定的温度，提高能量利用率。冷一次风用于调节热一次风温，以保证热交换率效果达到最大。 一次风携带的煤粉进入炉膛后通过二次风提供氧气燃烧。 ？ 二次风： 二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。二次风的风量在一次风、三次风中最大，在总风量中占有相当大的比例。 ？ 三次风： 三次风是制粉系统排出的干燥风，俗称乏气，它作为输送煤粉的介质，送粉时叫一次风，只有在以单独喷口送入炉膛时时叫做三次风。三次风含有少时煤粉，风速高，对煤粉燃烧过程有强烈的混合作用，并补充燃尽阶段所需要的氧气，由于其风温低、含水蒸汽多，有降低炉膛温度的影响。 ？ 中心风：

中心风的作用是增加一次风的刚性，防止煤粉离析和散射,并补充空气量，减少碳未完全燃烧损失。 中心风是四通道燃烧器与三通道燃烧器的根本区别所在，中心风的作用：１、冷却燃烧器端部，保护喷头。２、在燃烧器端部形成碗状效应（气流内循环），使火焰更加稳定。３、降低端部火焰温度，减少NOX有害气体的形成。 ？ 辅助风： 辅助风控制系统以二次风风箱压力的差压为被调量，风箱/炉膛压差的定值取为负荷的函数。辅助风控制系统为一单冲量多输出控制系统，控制系统输出同时控制各层的辅助风挡板。在运行时各层磨煤机的负荷可能各不相同，需要不同的配风，因此每层辅助风门都设有一个操作员偏置站。当油枪程控点火时，相应的的辅助风门自动到“油枪点火”位置。 ？ 燃料风（周界风）： 燃料风（周界风）控制系统为比值控制系统，燃料风风门的开度由相应的给煤机转速决定，燃料风风门的为其相应的给煤机转速的函数。 ？ 燃尽风： 燃尽风控制系统也是比值控制系统，燃尽风风门的开度为锅炉负荷的函数。。

煤粉 燃烧器详细介绍

一种防结焦结构以及煤粉燃烧器 技术领域 本实用新型涉及煤粉燃烧器技术领域，尤其涉及一种防结焦结构以及煤粉燃烧器。 背景技术 5 煤粉燃烧器是指能够让煤粉在短时间内充分燃烧，产生高温涡流的设备，现有的煤粉燃烧器的结构如图1至图3所示，其包括炉体1-1、炉膛1-11、支架1-2与底座1-3，炉体1-1的左侧中部设置有送煤管1-4，送煤管1-4的一端延伸至炉体1-1的外侧，送煤管1-4的另一端延伸至炉体1-1的内侧，送煤管1-4位于外部的一侧底部倾斜设置有煤粉进管10 1-5，送煤管1-4的中心设置有点火管1-6，点火管1-6内通过气缸1-7可水平移动的设置有点火枪1-8，点火枪1-8上设置有雾化喷油嘴，送煤管1-4的右端与点火管1-6的右端之间沿周向均匀的设置有若干第一叶片1-9，炉体1-1内对应送煤管1-4的中部与右侧分别设置有相连通的环形进风腔1-10与第一环形出风腔1-12，第一环形出风腔1-12的右端沿15 周向均匀的设置有若干第二叶片1-13，第一叶片1-9与第二叶片1-13均与轴线呈一定的角度，保证产生旋流效果，炉膛1-11与炉体1-1之间设 与第二环形出风腔1-15，环形进风腔 1-10之间设置有第二耐高温浇注料层1-16，支架1-2上设置有鼓风机1-17，鼓风机1-17分别通过第一供气管20 1-18、第二供气管1-19与第一环形出风腔1-12、第二环形出风腔1-15相连通，在行走电机1-20的带动下，炉体1-1可以在底座1-3上进行移动。 磨煤喷粉机将煤粉从煤粉进管1-5进入，然后通过送煤管1-4后在第一叶片1-9的作用下以旋流的方式喷出，煤粉被点燃后进行燃烧，点25 火枪1-8在点火之后被气缸1-7拉入点火管1-6内，避免烧损，与此同时，

四风道煤粉燃烧器的操作与要求

EPIC四风道煤粉燃烧器的操作与要求 窑头燃烧器对窑内熟料的煅烧有着举足轻重的作用，其性能好坏及调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。合理调整燃烧器的外风、内风和中心风的蝶阀开度，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度，加强燃烧器高温气体的内、外，回流，强化一次风充分混合，达到完全燃烧。但必须注意，内风不能调整太大，否则可能导致煤粉在着火前就已被稀释，这样反倒不利于着火，或者可能引起高温火焰，冲刷窑皮，导致窑皮脱落，不利于保护耐火砖。内风也不能调整过小，否则煤粉着火后不能很快与空气混合，就会导致煤粉反应速率降低，引起大量的一氧化碳不能及时地氧化成二氧化碳，造成窑内还原气氛。另外：外风也不宜调整过大，否则会造成烧成带火焰后移，窑内窑尾部分结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象，外风也不要太小，否则不能产生强劲的火焰，不利于煅烧出好质量的熟料。因此应根据具体情况选择合理的操作参数，根据煤质的好坏、细度、水分、二次风温度、窑内情况以及生料易烧性的好坏而定，通过调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系，以及燃烧器在窑口附近的合理位置，确定适宜的煅烧制度。 1.燃烧器的定位 许多公司的燃烧器采用“光柱法”定位，控制准确，但操作不方便。最好采用位置标尺在窑头截面上定位，一般控制在窑头截面Ｘ轴稍偏左(右)位置或稍偏第三（四）象限的位置效果较好。在特殊工艺情况下可做少许微调。 2.火焰形状对煅烧的影响 燃烧器设计的最佳火焰形状是轴流风和旋流风在（0.0）位置（此时各风道管通风量最大），这时的火焰形状完整而有力。 调整火焰的形状是通过调整各风道的通风截面积来实践的。在（0.0）位置时，轴流风和旋流风的通风截面积达到最大。 火焰形状是通过旋流风和轴流风的相互影响、相互制约而得到，火焰形状的稳定是通过中心风来实现的，中心风的风量不能过大，也不能过小。一般中心风的压力应该控制在4-8KPa之间比较理想，旋流风在35-45KPa，轴流风在

回转窑三通道燃烧器与四通道燃烧器比较

我公司Φ3.2m×52m五级旋风预热器窑在原三通道燃烧器磨损严重，多处漏风和窜风的情况下，使用了襄樊大力工业控制有限公司的SR型四通道燃烧器，通过近2个月的试烧，取得了一些效果。 1 工作原理 如图1所示，煤粉由气流携带从煤风管按一定的扩散角度向外喷出，由外邻的旋流风传给相当高的动量和动量矩，以高速度螺旋前进，并继续径向扩散，与高速射出的轴流风束相遇。轴流风束的插入，进一步增强了煤风的混合(包括周围的二次风)，并可调节火焰的发散程度、长短和粗细。中心风的作用是促使中心部分的少量煤粉及CO的燃烧更为充分，并起稳流的作用。由于这种燃烧机理和旋流风、轴流风具有的高速度，燃烧是非常迅速和完全的。 图1 四通道煤粉燃烧器火焰中各种气流及煤粉流动示意图 2 结构组成 该四通道燃烧器的结构组成如图2所示。 图2 四通道煤粉燃烧器结构示意

管路:共分5条，分别为轴流风道、旋流风道、煤风道、中心风道和燃油管。 喷嘴:由特殊材料加工，各管道的出口面积可调，从而调节喷出的速度，是保证火焰形状及寿命的关键部件之一。 金属波纹补偿器:是联接各管路密封和调节火焰形状的主要部件。 蝶阀:用于调节风量。 压力表:间接显示燃烧器内风口喷出速度。 保护层:即耐火浇注层，用户自行浇注。 燃烧器的调节方法:轴流风、旋流风和中心风的入口上都装有蝶阀，可单独地调节各风量和比例。旋动调节螺母，可把各管向内压入或向外拉出，调节各喷出口面积大小从而调节喷出的速度。 3 调节使用 1)使用第1周时，发现火焰形状规则但火力不够，窑内温度低，不易控制。按照说明书把煤风管内压3mm后，旋流风量增大，火焰形状变得活泼有力，烧成范围也逐渐变宽，没有再出现烧成温度低而不易提起的现象。 2)使用第3周时，火焰突然分散发叉，多方面分析原因甚至停窑清理风道也无济于事。后来通过一次风风机电流的变化，发现固定燃油管的1个螺丝松动，造成中心风的挡板向窑内缓慢伸进了约30mm，导致喷出气流发散致使火焰发散分叉，后把中心风挡板向外退移约20mm固定好，火焰形状立即恢复正常，见图3。 图3 中心风挡板变化情况 3)使用第7周时，因煤质较差(发热量连续4d平均在15884kJ/kg左右)，窑内温度不易提起，后来采取降低煤粉筛余值，把喷煤管退至窑口处，提高二次风温和煤粉燃烧度(燃烧速度和燃烧程度)，保证了生产的正常进行和窑况的安全与稳定。煤的工业分析见表1。

基于Fluent的三通管数值模拟及分析

第40卷第2期 当 代 化 工 Vol.40，No. 2 2011年2月 Contemporary Chemical Industry February，2011 收稿日期： 2010-08-17 作者简介： 魏显达（1983-），男，硕士，黑龙江北安人，2007年毕业于大庆石油学院电子信息工程，研究方向：塔顶流出系统的腐蚀与防 基于 Fluent 的三通管数值模拟及分析 魏显达，王为民， 徐建普 （辽宁石油化工大学石油天然气工程学院， 辽宁 抚顺 113001） 摘 要：Fluent 软件作为流体力学中通用性较强的一种商业CFD 软件应用范围很广。通过利用Fluent 计算流体动力学（CFD）的软件，对石油工业系统中常见的三通管内部流体进行了模拟分析，得到了三通管内在流体流动时的速度、压力和温度场分布图，为石油管道中的流体输送提供了理论依据。 关 键 词：Fluent；三通管；模拟分析；分布图 中图分类号： TQ 018 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2011）02-0165-03 Numerical Simulation and Analysis of Fluid in Three-way Connection Pipe Based on Fluent Software WEI Xian-da ，WANG Wei-min ，XU Jian-pu (Institute of Petroleum and gas engineering , Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China ） Abstract : As a commercial CFD software with good universality, the Fluent software has been used extensively. In this paper, Simulation analysis on fluid in the three-way connection pipe of the oil industry was carried out by the software of fluid mechanics computation .Then distribution graphs of velocity , pressure and temperature of fluid in the three-way pipe were gained ，which can offer theoretical basis on fluid transportation in the petroleum pipeline. Key words : Fluent three-way ；Connection pipe ；Simulation analysis ；Distribution graphs Fluent 是目前国际上比较流行的商用CFD 软件包，在美国的市场占有率为60%，广泛应用于流体、热传热和各种化学反应等有关工业。软件包括前处理器（利用Gambit 进行物理建模、网格划分和划定边界层条件）、求解器（根据专业条件不同，采用不同的求解器，并规定物性、外部工作环境和进行数值迭代）和后处理器（把一些数据可视化，满足用户的特定要求）。 三通管在石油工业中应用广泛，采用传统的设计开发方法，存在经济成本高，研发周期长等缺陷，耗费大量的人力、物力 [1-2] 。应用CFD 软件，能够在 相对较短的设计周期内，较低的成本运行下，准确模拟流动具体过程，如速度场、压力场和温度场等的时变特性等。CFD 技术已经成为不可缺少的设计手段。 本文利用Fluent 的超强数值计算和分析能力对三通管道内原油流动时的速度、压强和温度场进行了数值模拟和分析，为石油管道中的流体输送提供了可靠的理论依据。 1 数学模型的建立和分析 输油管道管中，原油在三通管内的流动属于湍流，简化方程管道内的流体流动满足质量守恒、动量守恒、能量守恒、状态方程等。 连续性方程（连续性方程式质量守恒定律在流体力学中的表现形式）在直角坐标系下表示为（（1）方程） [3-5] ： 0)()()(=??+??+??+??z y x t z y x νννρρρρ （1） 式中：V x ，V y ，V z 是速度矢量ν在x 、y 和z 轴方向的分量，t 是时间，ρ是密度。 最常用的湍流求解模型是标准k -ε湍流模型。它需要求解湍动能k ((2)方程)和耗散率ε((3)方程)，具体如下所示： Y G G x x M b k i t i k t k ?+++??+??=ρεσμρ μ)[(d d （2） K K k t C G C G C x x b K i t i εμρεσμερεεε2 231)(])[(d d ?++??+??= （3）

应用FLUENT进行射流流场的数值模拟

应用FLUENT进行射流流场的数值模拟 谢峻石何枫 清华大学工程力学系 一．引言 射流是流体运动的一种重要类型，射流的研究涉及到许多领域，如热力学、航空航天学、气象学、环境学、燃烧学、航空声学等。在机械制造与加工的过程中，就经常利用压缩空气喷枪喷射出高速射流进行除尘、除水、冷却、雾化、剥离、引射等。在工业生产中，改善气枪喷嘴的设计，提高气枪的工作效率对于节约能源具有重大的意义。 FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。本文的工作就是将FLUENT应用于喷嘴射流流场的数值模拟，使我们更加深刻地理解问题产生的机理、为实验研究提供指导，节省实验所需的人力、物力和时间，并对实验结果的整理和规律的得出起到很好的指导作用.。 二．控制方程与湍流模式 非定常可压缩的射流满足如下的N-S方程： （1） 上式中，是控制体，是控制体边界面，W是求解变量，F是无粘通量，G是粘性通量，H是源项。

采用二阶精度的有限体积法对控制方程进行空间离散，时间离散采用Gauss-Seidel隐式迭代。 FLUENT软件包中提供了S-A(Spalart-Allmaras)，K-（包括标准K-、RNG K-和Realizable K-），Reynolds Stress等多种湍流模式，本文在大量数值实验的基础上，亚音速射流选择RNG K-湍流模式，超音速射流选择S-A湍流模式。 三．算例分析 （一）二维轴对称亚声速自由射流 计算了一个出口直径为3mm的轴对称收缩喷嘴的亚声速射流流场，压比为1.45。外流场的计算域为20D×5D（见图1）。 图1 计算域及网格示意图 图2显示的是速度分布，图3、图4分别显示了轴线上的速度分布以及截面上的速度分布计算值与实验值的比较。从图中可以看出，亚声速自由射流轴线上的速度核心区的长度约为5～6D，计算值与实验值吻合的比较一致，证明RNG k-湍流模式适合于轴对称亚音速自由射流的数值模拟。

锅炉燃烧器各种风的作用和区别

一次风：一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，并能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气，采用热风送粉的一次风，同时还具有对煤粉预热的作用。它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。一次风有冷一次风与热一次风之分。热一次风用于保证煤粉进入锅炉时即有一定的温度，提高能量利用率。冷一次风用于调节热一次风温，以保证热交换率效果达到最大。 一次风携带的煤粉进入炉膛后通过二次风提供氧气燃烧。 二次风：二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。二次风的风量在一次风、三次风中最大，在总风量中占有相当大的比例。 三次风：三次风是制粉系统排出的干燥风，俗称乏气，它作为输送煤粉的介质，送粉时叫一次风，只有在以单独喷口送入炉膛时时叫做三次风。三次风含有少时煤粉，风速高，对煤粉燃烧过程有强烈的混合作用，并补充燃尽阶段所需要的氧气，由于其风温低、含水蒸汽多，有降低炉膛温度的影响。

中心风：中心风的作用是增加一次风的刚性，防止煤粉离析和散射,并补充空气量，减少碳未完全燃烧损失。中心风是四通道燃烧器与三通道燃烧器的根本区别所在，中心风的作用：１、冷却燃烧器端部，保护喷头。２、在燃烧器端部形成碗状效应（气流内循环），使火焰更加稳定。３、降低端部火焰温度，减少N O X有害气体的形成。 辅助风：辅助风控制系统以二次风风箱压力的差压为被调量，风箱/炉膛压差的定值取为负荷的函数。辅助风控制系统为一单冲量多输出控制系统，控制系统输出同时控制各层的辅助风挡板。在运行时各层磨煤机的负荷可能各不相同，需要不同的配风，因此每层辅助风门都设有一个操作员偏置站。当油枪程控点火时，相应的的辅助风门自动到“油枪点火”位置。 燃料风（周界风）：燃料风（周界风）控制系统为比值控制系统，燃料风风门的开度由相应的给煤机转速决定，燃料风风门的为其相应的给煤机转速的函数。

FLUENT中应用DPM模型时双R分布的详细说明修订稿

F L U E N T中应用D P M 模型时双R分布的详细 说明 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

F L U E N T中应用D P M模型时双R分布的详细说明 使用动网格的模型在应用DPM模型进行计算时，InjectionType不能使 用surface。 关于rosin-rammler分布举例说明，有一组颗粒服从这样一种粒径分布，见下表： Diameter MassFraction Range(μm)inRange 0-700.05 70-1000.10 100-1200.35 120-1500.30 150-1800.15 180-2000.05 定义一个变量Y d，其定义为：比指定粒径d大的颗粒的质量分数。那么上面所说的颗粒的粒径分布所对应的Y d就是： MassFractionwith Diameter,d(μm)DiameterGreaterthan d,Y d 700.95 1000.85 1200.50 1500.20 1800.05 200(0.00) Rosin-Rammler分布函数假定粒径d和Y d只见存在这样一种指数关系：?Y d=(e-(d/dm))n（1） 其中d[size=10.5pt]m为平均粒径（MeanDiameter）；n为传播系数（SpreadParameter）。为了获得上述两种数值，需要找到d和Y d的关系。 MassFractionwith Diameter,d(μm)DiameterGreaterthan d,Y d 700.95 1000.85 1200.50 1500.20 1800.05

Fluent数值模拟步骤

Fluent数值模拟的主要步骤 使用Gambit划分网格的工作： 首先建立几何模型，再进行网格划分，最后定义边界条件。 Gambit中采用的单位是mm，Fluent默认的长度是m。 Fluent数值模拟的主要步骤： （1）根据具体问题选择2D或3D求解器进行数值模拟； （2）导入网格(File-Read-Case)，然后选择由Gambit导出的msh文件。 （3）检查网格(Grid-Check)，如果网格最小体积为负值，就要重新进行网格划分。（4）选择计算模型(Define-Models-Solver)。（6） （5）确定流体的物理性质(Define-Materials)。 （6）定义操作环境(Define-Operating Conditions)。 （7）指定边界条件(Define-Boundary Conditions )。 （8）求解方法的设置及其控制（Solve-Control-Solution）。 （9）流场初始化（Solve-Initialize）。 （10）打开残插图（Solve-Monitors-Residual）可动态显示残差，然后保存当前的Case和Data文件（File-Writer-Case&Data）。 （11）迭代求解（Solve-Iterate）。 （12）检查结果。 （13）保存结果（File-Writer-Case&Data），后处理等。 在运行Fluent软件包时，会经常遇到以下形式的文件： .jou文件：日志文档，可以编辑运行。 .dbs文件：Gambit工作文件，若想修改网格，可以打开这个文件进行再编辑。 .msh文件：Gambit输出的网格文件。 .cas文件：是.msh文件经过Fluent处理后得到的文件。 .dat文件：Fluent计算数据结果的数据文件。 三维定常速度场的计算实例操作步骤 对于三维管道的速度场的数值模拟，首先利用Gambit画出计算区域，并且对边界条件进行相应的指定，然后导出Mesh文件。接着，将Mesh文件导入到Fluent求解器中，再经过一些设置就得到形影的Case文件，再利用Fluent求解器进行求解。最后，可以将Fluent 求解的结果导入到Tecplot中，并对感兴趣的结果进行进一步的处理。

中央煤粉燃烧器技术方案

1 回转窑煤粉烧嘴 技 术 方 案

目录 1．总则 2．煤粉烧嘴设计要求 3．功能指标、保证值和考核办法4．监造及见证、出厂验收5．安装验收和技术服务 6．附件图纸

1 总则 1.1新型中央煤粉烧嘴是北京**环保设备有限公司研制开发的新一代的燃烧设备，该项目课题组研究人员基于多年的实践经验，根据冷、热态实验的技术参数，以国内外的煤粉烧嘴为基础，采用现代最新燃烧技术的大速差和强旋流理论，结合全国原煤资源的特性以及我国工业炉的燃料燃烧特点，运用计算机仿真技术，综合考虑多学科研究和发展成果研制而成。该燃烧器适用于冶金球团工程的回转窑以及建材水泥行业和石灰行业的及工业窑炉加热装置，具有一次风量比例低、燃烧推力大的显著技术特点。其高速的出口射流，大大强化了煤粉气流和二次热风的混合，最大限度消除了不完全燃烧，减少了不必要的热损失，并有利于降低热耗和利用低、劣质燃料；其独特的结构设计，具有灵便快捷的火焰调节手段，可使火焰形状随时满足窑内工况的需要，有利于建立合理的煅烧制度，提高产品质量；其卓越的燃烧特性，可提高工业窑炉的煅烧能力，充分发掘了设备的潜在能力以增加产量。 1.2本技术方案是适用于太钢**铁矿项目200万t/a链篦机-回转窑球团工程煤粉燃烧 器设备订货、设计、制造、检验、试验及交货等方面提出基本要求和最低要求。 1.3本技术方案未经卖方北京**环保设备有限公司允许，严禁买方转载和复制。 1.4本技术方案是根据北京**国际工程技术有限公司提供煤粉燃烧器的技术规格书要求编制而成。新型煤粉燃烧器由北京**环保设备有限公司完成制造，用户在使用之前要仔细使用手册和相关技术说明，安装、操作及维护等问题作了较为详细的介绍。 2、燃烧器性能保证的前提条件 用户需为本燃烧器的使用提供基本的使用条件，以保证HDF-K55型回转窑用四风道煤粉燃烧器达到良好的使用效果。本燃烧器性能保证的前提条件如下： ●相关工艺系统正常； ●窑头二次风温约1100℃左右； ●送煤风配置误差最大不超过10%； ●送煤粉的空气中不得含有大颗粒的异物或棉纱等物； ●燃烧器的喷嘴及煤粉入口处不允许出现堵塞现象。 2．煤粉烧嘴设计要求 2.1适应的煤粉成份

FLUENT中应用DPM模型时双R分布的详细说明

FLUENT中应用DPM模型时双R分布的详细说明 使用动网格的模型在应用DPM模型进行计算时，Injection Type不能使用surface。 关于rosin-rammler分布 举例说明，有一组颗粒服从这样一种粒径分布，见下表： Diameter Mass Fraction Range (μm ) in Range 0-70 0.05 70-100 0.10 100-120 0.35 120-150 0.30 150-180 0.15 180-200 0.05 定义一个变量Y d，其定义为：比指定粒径d 大的颗粒的质量分数。那么上面所说的颗粒的粒径分布所对应的Y d 就是： Mass Fraction with Diameter,d(μm) Diameter Greater than d,Y d 70 0.95 100 0.85 120 0.50 150 0.20 180 0.05 200 (0.00) Rosin-Rammler分布函数假定粒径d和Y d只见存在这样一种指数关系： Y d = (e-(d /dm ))n（1） 其中d[size=10.5pt]m为平均粒径（Mean Diameter ）；n 为传播系数（Spread Parameter）。为了获得上述两种数值，需要找到d和Y d 的关系。 Mass Fraction with Diameter,d ( μm) Diameter Greater than d, Y d 70 0.95 100 0.85 120 0.50 150 0.20 180 0.05 200 (0.00) Y d = e-1≈0.368所对应的d值即为d[size=10.5pt]m，由于上表中没有0.368，所以需要根据已有数值进行拟合，得到曲线如下：

煤粉燃烧器

煤粉燃烧器的分析 摘要：本文分析了几种有代表性的预燃室型煤粉稳燃装置的原理及其特性，并根据其原理提出了几种改进的方案。 关键词：回流区；煤粉锅炉燃烧器；钝体 前言：我国电力行业以劣质媒为主要燃料，这是我国能源政策的要求，同时也是我国煤碳资源分布状况、开采运输条件等所决定的。从经济性和发展趋势看，燃油锅炉和燃用优质煤锅炉所占比重将越来越少，燃用劣质煤锅炉，特别是大容量劣质煤锅炉将越来越多。锅炉燃用劣质煤时普遍存在着火困难、燃烧稳定性差、燃尽率低等问题。对于有些煤种，还存在着炉膛水冷壁结焦、尾部受热面磨损腐蚀、排放物严重污染环境等问题。另一方面，要求越来越多的锅炉机组参加电网调峰。锅炉参加电网调峰时，需要改变负荷和调整运行方式，这就进一步加剧了劣质煤锅炉己存在的问题的严重性。这些问题急需解决，而解决这些问题的重要手段就是研制和开发新燃烧设备。 我们小组从《燃烧学》课本上介绍的两种传统煤粉燃烧稳燃装置出发： 旋流稳燃器： 稳燃原理： 旋流射流的一个最大特点就是射流内部有一个反向回流区，旋转的射流不但从射流外侧卷吸周围的介质，而且还从内部回流区内卷吸介质，而内部回流区的烟气温度很高，能有效助燃和稳燃。 存在的问题： 1.预燃筒壁的积粉和结渣： 不能作为主燃烧器在锅炉运行中长期使用，甚至在短期的锅炉点火启动和低负荷稳燃运行使用时也成问题，因预燃室简壁结焦严重或出现局部温度过高而烧毁预燃室. 2.旋流叶片的磨损： 在长期多变负荷运行过程中，旋流叶片受到高速煤粉流的冲刷，容易磨损变形，造成煤粉流的堵塞，影响旋流效果 3.低负荷条件下工作不稳定，容易熄火，需要喷油助燃。 4.对无烟煤等低挥发分含量煤种的效果不好。 钝体直流稳燃器： 稳燃原理： 钝体是不良流线型体，在大雷诺数下流体流经钝体时在钝体的某个位置会是

四通道喷煤燃烧节能技术

四通道喷煤燃烧节能技术 一、技术名称：四通道喷煤燃烧节能技术 二、适用范围：建材、冶金、有色行业回转窑 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状： 现代水泥工业已进入以预分解技术为标志的新型干法回转窑发展阶段，而与窑系统相对应的燃烧器一直是关键的配套设备之一。燃烧器也由单通道燃烧器发展为多通道燃烧器，但目前在水泥熟料的生产过程中，原料及燃料的变化导致燃烧器的效率低下，同时导致结皮堵塞现象时有发生，降低了生产效率，浪费了大量能源。 四、技术内容： 1.技术原理 该产品是一种煤粉燃烧设备，通过控制燃烧器不同通道内的风速，使燃烧所使用的煤粉及助燃所使用的空气达到合理配置。该产品具有用风量比例低、燃烧推力大的显著技术特点，其高速的出口射流，大大强化了煤粉气流和二次热风的混合，最大限度消除了不完全燃烧，减少了不必要的热损失，有利于降低热耗和利用低、劣质燃料；火焰形状可调，随时满足窑内工况变化的需要，有利于建立合理的煅烧制度，提高回转窑的煅烧能力，充分发掘设备的潜在能力以增加产量。 2.关键技术

通过减少一次风使用量以及控制良好的火焰形状达到节煤降耗的效果。 ①采用高压风机（96kPa）后，燃烧器可以使用较少的一次风量来获得更大的动能，窑头一次风使用量降低4％，从而减少能耗。 ②通过采用周向均匀分布的小孔结构，获得周向均匀分布的旋流风和高速轴流风，使煤的燃烧更加充分，提高火焰的形状和强度，节约用煤。 ③同时降低了NOx 的排放，满足国家环保要求。 3.工艺流程 新型煤粉燃烧器的设备简图见下图。 五、主要技术指标： 窑头一次风使用量约减少4%，能耗降低5kcal/kg 熟料，推力大，可达24kPa 以上，NOx 排放量降低41%。 图1 新型煤粉燃烧器设备简图 六、技术应用情况： 该技术已通过技术鉴定，结构属国内首创，主要技术经济指标处于国内领先水平。目前已推广应用300 台（套）。

锅炉煤粉燃烧器说明书

LHX-高效节能型锅炉煤粉燃烧器 产 品 说 明 书 西安路航机电工程有限公司

一、工作原理： ①燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，他通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定的着火：连续分层次供应空气，使燃料和空气充分混合，提高燃烧强度。 煤粉燃烧器就是利用二次风旋转射流形成有利于着火的回流区，以及旋转射流内和旋转射流与周围介质之间的强烈混合来加强煤粉气流的着火特性。旋转射流的工质除了二次风外，还可以有一次风。在二次风蜗壳的入口处装有舌形挡板，用以调节气流的旋流强度，蜗壳煤粉燃烧器的结构简单，对于燃烧烟煤和褐煤有良好的效果，也能用于燃烧贫煤 运行参数:一次风率r1，一、二次风量比，一、二次风速w1和w2及风速比w1 /w2有关。。锅炉燃烧器使用的是气化原理，能使燃油完全 气化，整个燃烧器采用三级点火方式，先用高能点火器点燃轻柴油，再用轻柴油点燃浓煤粉，最后点燃淡煤粉，实现煤粉全部燃烧。 ②为避免工业锅炉积灰过多，本产品采取炉外排渣系统.进入锅炉体内的烟气灰渣尘只占燃料燃烧总的渣量的15%，其中只有小部分沉于锅炉体内,绝大部分烟气尘随烟气流入炉外的收尘系统.工业锅炉本体只需采用压缩空气吹灰系统即可避免锅炉本体人工掏渣。本产品的使用效果与燃油燃气的工业锅炉效果基本一致。

③本产品燃烧煤种与水煤浆燃烧煤种大大放宽，而不需要特优烟煤，而对于一般烟煤、无烟煤、褐煤等甚至劣质杂煤均可.使用其煤粉燃烬率可达到99%,炉渣含碳量为1%左右.炉渣为黄白色是农业化肥和建材的良好的混合材,以达到循环利用的目的.其耗煤量与一般链条锅炉可节省煤耗为25-30%以上。 二.环保技术指标： 由于燃烧系统的彻底改进，相对于链条式的工业锅炉，由燃煤层燃燃烧方式改为煤粉燃烧方式，同时又采用炉外排渣技术。其中燃烧筒（立式、卧式）的捕渣率能达到85%以上，进入工业炉的炉渣量几乎小于15%以上，只有极小部分烟尘沉于炉内,大部分随烟气流进炉后收尘系统.这样极大的减轻了炉尾部的收尘器的收尘量，进入锅炉内的细微烟尘只需要设置采用压缩空气吹灰孔即可，锅炉必须设置专用检查炉门。本公司依据水膜旋风除尘器的基本原理研发成功:文氏管双级脱硫水雾除尘器（不锈钢等钢结构见另外产品说明书），进而彻底淘汰多年普遍使用的水膜麻石除尘器，使锅炉后的除尘系统简单化，而除尘效果更优。经测算：除尘效率可达到99%，粉尘含量≤100mg/m3,SO2≤250～ 300mg/m3, NO2≤400mg/m3,总体排放指标，可达到国家城市二类地区的环保指标。 三.全线实现PLC全自动热工仪表控制系统

四通道煤粉燃烧器

四通道煤粉燃烧器 中图分类号:TQ172.622.24 1 工作原理 如图1所示，煤粉由气流携带从煤风管按一定的扩散角度向外喷出，由外邻的旋流风传给相当高的动量和动量矩，以高速度螺旋前进，并继续径向扩散，与高速射出的轴流风束相遇。轴流风束的插入，进一步增强了煤风的混合(包括周围的二次风)，并可调节火焰的发散程度、长短和粗细。中心风的作用是促使中心部分的少量煤粉及CO的燃烧更为充分，并起稳流的作用。由于这种燃烧机理和旋流风、轴流风具有的高速度，燃烧是非常迅速和完全的。 图1 四通道煤粉燃烧器火焰中各种气流及煤粉流动示意图 2 结构组成 该四通道燃烧器的结构组成如图2所示。 图2 四通道煤粉燃烧器结构示意 管路:共分5条，分别为轴流风道、旋流风道、煤风道、中心风道和燃油管。 喷嘴:由特殊材料加工，各管道的出口面积可调，从而调节喷出的速度，是

保证火焰形状及寿命的关键部件之一。 金属波纹补偿器:是联接各管路密封和调节火焰形状的主要部件。 蝶阀:用于调节风量。 压力表:间接显示燃烧器内风口喷出速度。 保护层:即耐火浇注层，用户自行浇注。 燃烧器的调节方法:轴流风、旋流风和中心风的入口上都装有蝶阀，可单独地调节各风量和比例。旋动调节螺母，可把各管向内压入或向外拉出，调节各喷出口面积大小从而调节喷出的速度。 3多通道燃烧器的特点。 1)在线调节灵活方便，可以根据不同要求，对火焰长短、粗细、强弱随机调整。 2)火焰形状更为规则完整，稳定，不扫“窑皮”，有利于窑衬的长期安全使用。 3)节能:送煤风机以及电动机处节省了大量电能，同时煤粉的充分燃烧也减少了不少能耗。 4)二次风量的相应增加，使熟料冷却更为充分，快速，从而提高了熟料质量， 5)可烧劣质煤，风煤混合更为充分，燃烧更为快速完全，降低了废气中CO ，有利于电除尘器的安全运行和环保。 和NO x

分离器数值模拟 fluent

7.数值模拟与结果分析 7.1数值计算方法简介 计算流体力学作为流体力学研究中的一门新兴分支，正在工业和科研领域内发挥越来越重要的作用。将CFD工具运用到分离机械的研究中，也成为工程技术人员改进设计、提高效率的有效手段，是CFD应用的前沿。一些成熟的算法，模型也以商业软件的形式出现在工程及科研领域。相比研究单位自行开发的计算程序，商业计算软件一般具有以下特点： ①通用性广。由于商业软件面向的用户对象广泛，处理的实际问题多种多样，因此其覆盖的应用范围要尽可能广。 ②计算稳定性好。多数软件经过不同研究领域内的算例测试，对不同类型的问题具有较好的适应能力。 ③使用方便，商业软件经过不同友好的用户界面，方便用户的使用。 ④一般商业软件也存在一些明显的不足，例如：算法相对陈旧，不能紧跟CFD研究领域内的最新成果；与不同行业内的实际要求存在一定的距离，难以将各研究单位已有的研究成果结合到商业软件中。这在一定程度上限制了商业软件在工程实际中的应用。 FLUENT是由美国FLUENT公司于1983推出的CFD软件。它是继PHOENICS软件之后的第二个投放市场的基于有限体积法的软件。FLUENT是目前功能最全面、适用性最广、国内使用最广泛的CFD软件之一。本文运用fluent软件对离心式分离器的内流场进行分析计算，fluent公司是享誉世界的最大计算流体力学软件供应商，fluent软件能够精确地模拟无粘流、层流、湍流、化学反应、多相流等复杂的流动现象。应用领域包括：航空航天、汽车设计、生物医药、化学处理、石油天然气、发电系统电子半导体、涡轮设计、HVAC、玻璃加工等。FLUENT 具有精度高，收敛快，稳定性好等特点。 Gambit是前置处理器，能针对及其复杂的几何外形生成三维四面体，六面体的非结构化网格及混合网格。该模块还具有方便的网络检查功能，对网络单元体积、扭曲率、长细比等影响收敛和稳定的参数进行统计并生成报告。 7.2 计算流体力学基础 在流体力学的研究中，常用的方法有理论研究方法、数值计算方法和实验研究方法。理论研究方法的特点是：能够清晰、普遍地揭示出流动的内在规律，但该方

FLUENT多孔介质数值模拟设置

FLUENT多孔介质数值模拟设置 多孔介质条件 多孔介质模型可以应用于很多问题，如通过充满介质的流动、通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。当你使用这一模型时，你就定义了一个具有多孔介质的单元区域，而且流动的压力损失由多孔介质的动量方程中所输入的内容来决定。通过介质的热传导问题也可以得到描述，它服从介质和流体流动之间的热平衡假设，具体内容可以参考多孔介质中能量方程的处理一节。 多孔介质的一维化简模型，被称为多孔跳跃，可用于模拟具有已知速度/压降特征的薄膜。多孔跳跃模型应用于表面区域而不是单元区域，并且在尽可能的情况下被使用（而不是完全的多孔介质模型），这是因为它具有更好的鲁棒性，并具有更好的收敛性。详细内容请参阅多孔跳跃边界条件。 多孔介质模型的限制 如下面各节所述，多孔介质模型结合模型区域所具有的阻力的经验公式被定义为“多孔”。事实上多孔介质不过是在动量方程中具有了附加的动量损失而已。因此，下面模型的限制就可以很容易的理解了。 流体通过介质时不会加速，因为事实上出现的体积的阻塞并没有在模型中出现。这对于过渡流是有很大的影响的，因为它意味着FLUENT不会正确的描述通过介质的过渡时间。 多孔介质对于湍流的影响只是近似的。详细内容可以参阅湍流多孔介质的处理一节。 多孔介质的动量方程 多孔介质的动量方程具有附加的动量源项。源项由两部分组成，一部分是粘性损失项 (Darcy)，另一个是内部损失项： 其中S_i是i向(x, y, or z)动量源项，D和C是规定的矩阵。在多孔介质单元中，动量损失对于压力梯度有贡献，压降和流体速度（或速度方阵）成比例。 对于简单的均匀多孔介质： 其中a是渗透性，C_2时内部阻力因子，简单的指定D和C分别为对角阵1/a 和C_2其它项为零。 FLUENT还允许模拟的源项为速度的幂率： 其中C_0和C_1为自定义经验系数。 注意：在幂律模型中，压降是各向同性的，C_0的单位为国际标准单位。 多孔介质的Darcy定律 通过多孔介质的层流流动中，压降和速度成比例，常数C_2可以考虑为零。忽略对流加速以及扩散，多孔介质模型简化为Darcy定律： 在多孔介质区域三个坐标方向的压降为：

燃烧器

蒂吉博纳ZZR数控重渣油燃烧机

创一RMF系列煤粉燃烧炉

豪科StarJet多燃料燃烧器 表1：StarJet 系列燃烧器参数 燃烧器型号 风量 （m3 /H） 风压 （Osig）鼓风机型号 SJ0751,67024TAB-24-10 SJ1502,54224TAB-24-15 SJ2003,66324TAB-24-20 SJ2604,87724TAB-24-25 SJ3607,39224TAB-24-40 SJ52010,19524TAB-24-50 表2：StarJet 系列燃烧器参数 燃烧器型号 风量 （m3 /H） 风压 （Osig） TAB 鼓风机型号 SJ0752,03936TAB-36-20 SJ1503,11336TAB-36-25 SJ2004,75837TAB-36-40

1、燃油热容量，9000kcal/L，送进燃烧器内的燃油粘度必须低于等于90SSU。 2、燃气热容量，8890kcal/m3，燃气管道组件入口压力5psi，管道组件压力降3psi。 3、燃烧器热负荷值基于标准空气密度条件：海平面（101kpa），温度为21oC。当海拔高度或 注意 燃烧液体丙烷或重油时，燃烧器的热功率调节比可能略低于7：1。 温度变化时，要使用修正系数。需要的话，可向Hauck咨询。 4、燃料燃烧所需的空气，40%通过燃烧器提供，剩余60%的空气加上至少20%的过剩空气由设备的排风系统提供，必须保证干燥筒靠近燃烧器端维持约6.35 毫米水柱的负压。 5、马达功率值是由Hauck鼓风机得出的，其它厂家的鼓风机也许能使用，但是因为效率较低，可能需要较高马力的电动机。 6、用一个精确的盎司压力计可以准确地测出燃烧器上测试点P1处的空气流量。对配有鼓风机入口孔板流量计的燃烧器可以用一只能读出负76mm 水柱的风压表来测出流过的空气量。表的读数可以和相应的燃烧器性能表中的流量一一对应起来。燃烧区中拨料板的设计非常重要，燃烧区应该没有任何遮挡物，并足够大，不会出现料帘穿过火焰的现象，以确保完全燃烧。可以参考Hauck关于燃烧区的说明部分 创一XMF系列煤粉燃烧炉

锅炉与燃烧器知识

1锅炉的功率 锅炉的功率（或出力）也就是锅炉每小时产生的热量。热水锅炉功率用MW（1MW=1000kW）或万大卡/小时（万kcal/h）表示。 蒸汽锅炉的功率又称蒸发量，就是每小时把水变成蒸汽的量：吨/小时（T/h）或公斤/小时（kg/h）。当然也可以用MW或kW表示。 在我国，蒸发量与功率的对应关系是： 1T/h=1000kg/h=0.7MW=720kW=60万kcal/h=600Mcal/h。 功率的单位还有马力（Hp）和锅炉马力（BHp）。 1Hp = 0.745kw, 1BHp = 9.81kw 欧美蒸汽锅炉蒸发量标示中常注有：“at 212 ”字样，是说它的蒸发量是指212华氏度的水蒸发为212华氏度? 的蒸汽量，也就是100℃的水蒸发为100℃的蒸汽量。这样1kg蒸发量相当于540kcal热量，我们把它称作“当量蒸发量”，即：1T/h = 54万kcal/h。 由此还可推算出，锅炉马力与“当量蒸发量”的关系为：1BHp = 15.62kg/h。 1、锅炉蒸发量与锅炉热效率 1吨/时（t/h）≈60×104千卡（大卡）/时（kcal/h）≈0.7兆瓦（MW）≈720K千瓦（KW） 2、锅炉蒸发量与锅炉马力1吨/时（t/h）≈71.1锅炉马力（BHP） 3、锅炉压力工程单位与国际计量单位1兆帕（Mpa）≈10公斤力/厘米2 （kgf/cm2） 4、兆帕与帕1兆帕（Mpa）=106帕（pa）1帕（pa）=0.01mbar(毫

巴) ≈10-5公斤力/厘米2（工程大气压）（kgf/cm2）1帕（pa）≈0.1毫米水柱（mmH2O） 5、力与重力1公斤力（kgf）=9.81牛顿（N） 6、热量1千卡（大卡）（kcal）=4.187千焦（KJ） 7、体（容）积1立方米（m3）=1000升（L）1升（L）=1000毫升（ML）。 2燃烧器厂家 目前进口燃烧器有：美国麦克森、英国Rapidflame、英国Comtherm、德国欧科、德国威索、意大利利雅路、百得、意高、英国力威、优尼瓦斯、瑞典百通、芬兰奥林等各种品牌。 国产燃烧器有：北京神雾、浙江百特、欧瑞特、上海凌云、华之邦、唐山金沙、无锡赛威特等各种品牌。 锅炉燃烧器 一次风： 一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，并能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气，采用热风送粉的一次风，同时还具有对煤粉预热的作用。它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。一次风有冷一次风与热一次风之分。热一次风用于保证煤粉进入锅炉时即有一定的温度，提高能量利用率。冷一次风用于调节热一次风温，以保证热交换率效果达到最大。一次风携带的煤粉进入炉膛后通过二次风