预混燃烧

摘要： 热声不稳定问题是航空航天动力装置发展中的难题之一,针对预混燃烧火焰的热声不稳定机理研究是解决实际发动机热声振荡难题的必经之路。采用丙酮/CH_(2)O双组分PLIF同步测量技术对横向声波激励下的预混火焰特性进行了研究,获得了横向声波激励预混燃烧火焰中的未燃区/预热区分布变化情况。实验结果表明:随着激励声波声压级的增大和激励声波频率的减小,未燃区/预热区形貌的变化逐渐增强;同时,随着激励声波相位的变化,未燃区/预热区形貌呈周期性变化。对丙酮PLIF图像进行边界提取,获取了不同声波频率、声压级条件下的未燃区抬举高度、扩散面积。利用丙酮/CH_(2)O双组分PLIF同步测量成功捕捉到典型声波频率、声压级下的火焰形貌演化过程,并分析了该典型工况下的火焰熄灭现象及其机制。

摘要： 多孔燃烧技术具有燃烧强度高、燃烧速率快、贫燃极限范围增大、负荷调节比增加等优点,拥有广阔的前景。文章对多孔介质燃烧器的甲烷燃烧火焰温度进行了研究。主要内容包括不同的当量比、甲烷流量、燃烧器布置方式、燃烧器长径比等因素对燃烧温度的影响。结果表明,燃烧温度跟当量比之间存在依变关系;甲烷流量越大燃烧温度越高;燃烧器水平放置时燃烧当量比的范围更广;增加燃烧器长径比不利于燃烧,且燃烧温度更低。

摘要： 为了获取相对稳定的温度场,通过实验得到了不同比例下甲烷-氧气预混火焰温度场的变化情况,并分析了甲烷质量分数对该预混火焰温度场的影响。借助Mckenna燃烧器,采用数字全息技术,获取不同甲烷-氧气比下预混火焰温度场的干涉条纹图像,利用巴赫沃斯低通滤波降低经过预处理的图像的散斑噪声;通过改进的四向最小二乘解包裹法提取温度场相位分布信息,根据相位与温度的理论关系,取得了相应的温度信息数据,并利用B型热电偶进行了实验验证。结果表明,利用该方法测得的温度与相同条件下热电偶测得的温度变化基本一致,证明了数字全息技术测量温度场的可行性;甲烷与氧气质量分数之比为0.9时,其温度变化约为10K,相对其它工况,其温度场分布最为稳定。该研究为甲烷-氧气预混燃气的相关研究和Mckenna燃烧器的应用提供了理论基础。

摘要： 建立了燃气轮机进气喷雾冷却条件下燃烧室的一维层流预混燃烧模型,研究了在不同化学当量比、温度和压力下H_(2)O体积分数对火焰传播速度、火焰温度、燃烧产物分布的影响.研究结果表明:火焰传播速度随H_(2)O体积分数升高而近似线性减小,采用进气雾化冷却技术时,可适当提高燃烧室中扩散燃烧所占比例,以此来稳定燃烧工况;火焰温度随混合气中H_(2)O体积分数升高而急剧降低,燃烧尾气排放中NO_(x)体积分数降低;CH_(4)燃烧过程中H_(2)O降低了O,H,OH自由基的体积分数,高H_(2)O体积分数下基元反应R38对促进CH_(4)燃烧的作用效果减弱,火焰传播速度降低.

摘要： 采用了直接数值模拟的方法对横射流预混燃烧进行了研究.乙烯/空气预混射流垂直进入高温产物组成的来流,射流当量比为0.6,动量比为8.7,模拟了流动和燃烧两个算例.本文探究了横射流速度场的特性及燃烧对流动的影响,发现燃烧使得流速衰减变慢,湍流耗散变快,射流轨迹更深入来流;同时在横射流火焰中验证了ϕ_(CH_(2)O)ϕ_(OH)、ϕ_(CH_(2)O)ϕ_(O)和ϕ_(CH_(2)O)ϕ_(H)种热释率替代物的准确性,它们均能有效预测热释率的分布,其中ϕ_(CH_(2)O)ϕ_(OH)和ϕ_(CH_(2)O)ϕ_(H)的表现尤其突出.

摘要： 利用位移钝体稳定甲烷贫预混燃烧火焰,测量了不同当量比、不同燃烧热功率在固定钝体高度和改变钝体高度情况下NO_(x)和CO的排放规律.当当量比从0.7升高到1.08,CO排放量呈上升趋势,NO_(x)排放量呈先上升后下降趋势.改变燃烧热功率,固定钝体高度不变时,CO排放量随燃烧热功率的增加逐渐上升,NO_(x)的排放量随热功率的增加逐渐下降;在保持流速不变而改变钝体高度时,CO和NO_(x)的排放量均比较低.

摘要： 为进一步对一种丙酮挥发性有机化合物(VOCs)焚烧炉进行设计优化和运行参数调节,本文对其在不同的燃料当量比、预热温度下的火焰特性进行了数值模拟,分析了其绝热火焰温度、着火延迟时间、火焰传播速度和一维火焰产物分布特性.研究结果表明:典型当量比(约0.113)下的绝热火焰温度为850～900°C,属于中低温燃烧,绝热火焰温度随预热温度和当量比(0.06～0.4)的升高均线性升高.预热温度和化学当量比对着火延迟时间的影响十分敏感.在其典型贫燃条件下,层流火焰传播速度随预热温度升高呈指数函数关系增大,随化学当量比增大而缓慢升高,且其层流火焰传播速度不超过150cm/s.反应过程首先发生丙酮的分解和部分氧化,并持续时间较长,仅当混合物的温度升高一定程度后才发生较剧烈的CO氧化.

摘要： 开发一款燃烧天然气的中小型地面燃气轮机燃烧室,并对该燃烧室采用单筒燃烧室压力模化试验进行燃烧特性分析.结果表明:在设计工况点,总压损失系数为3.5％,NOx排放浓度为14.5 mg/m3,CO排放浓度为2.2 mg/m3;改变热负荷时,压力振动平稳,幅值很小;燃烧室熄火边界当量比为设计值的75％左右;该燃烧室燃烧特性满足设计标准,可以开展全压试验进行进一步研究.

摘要： 文章利用StarCCM+软件建立模拟钝体燃烧器的典型实验模型,通过在K-epsilon湍流模型中模拟预混燃烧,比较了不同模型对模拟结果的影响.为了验证模拟的可靠性,文章将软件的仿真结果与其他研究团队真实测量的实验数据进行比对,进而优化建立的仿真模型.

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： 在微细通道内填充高孔隙率(0.94)、低导热系数(0.3W/m·K)的陶瓷纤维能够有效拓宽驻定火焰波发生的速度范围.数值模拟表明:增大纤维导热系数或者减小孔隙率时,燃烧区域对上游未燃气体的预热量和向下游的散热量都将增大,但是后者明显高于前者,导致驻定火焰波出现的速度范围缩小.总结起来,纤维型多孔介质能够获得较宽的驻定火焰范围的根本原因在于其具有很低的导热系数和很高的孔隙率,有效地减少了火焰向下游传递的热量,提高了火焰稳定性.

摘要： 采用纹影法在可视化定容燃烧弹内进行预混燃烧试验,记录层流与湍流燃烧火焰形貌是研究火焰传播速度的重要手段.准确识别纹影图像中的火焰锋面对于测量的准确性与可重复性至关重要.本文拟提出一种自动识别火焰锋面的图像处理方法:该方法通过构建背景模型对图像进行背景差分运算分离火焰主体与背景图像,采用最大类间方差法自动获取灰度阈值实现灰度图像二值化;再使用中值滤波法去除图像噪点,然后运用扫描算法获取火焰外缘;最后通过计算火焰外缘轮廓曲线的最小曲率半径确定最大不失真膨胀半径,继而采用膨胀-腐蚀的形态学运算,封闭火焰外缘.该方法已被成功用于正庚烷层流与湍流预混燃烧火焰速度的测量.

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： 圆柱形定容燃烧弹中顶置点火在一定条件下会产生挤流火焰.利用纹影技术和CFD仿真模拟,通过分析在壁面约束条件下挤流火焰的产生位置、空间形态、发展过程,探究了挤流火焰的生成机理.研究结果表明:挤流火焰主要产生于近壁面处.挤流火焰空间上与主火焰分层,挤流扫过的区域其火焰轴向传播速度较大,火焰面中间区域传播速度较慢,形成了凹陷区域;近壁面火焰传播速度与壁面相互作用产生的湍流使近壁面火焰传播速度加快是挤流生成的可能机理.

摘要： 圆柱形定容燃烧弹中顶置点火在一定条件下会产生挤流火焰.利用纹影技术和CFD仿真模拟,通过分析在壁面约束条件下挤流火焰的产生位置、空间形态、发展过程,探究了挤流火焰的生成机理.研究结果表明:挤流火焰主要产生于近壁面处.挤流火焰空间上与主火焰分层,挤流扫过的区域其火焰轴向传播速度较大,火焰面中间区域传播速度较慢,形成了凹陷区域;近壁面火焰传播速度与壁面相互作用产生的湍流使近壁面火焰传播速度加快是挤流生成的可能机理.

摘要： 圆柱形定容燃烧弹中顶置点火在一定条件下会产生挤流火焰.利用纹影技术和CFD仿真模拟,通过分析在壁面约束条件下挤流火焰的产生位置、空间形态、发展过程,探究了挤流火焰的生成机理.研究结果表明:挤流火焰主要产生于近壁面处.挤流火焰空间上与主火焰分层,挤流扫过的区域其火焰轴向传播速度较大,火焰面中间区域传播速度较慢,形成了凹陷区域;近壁面火焰传播速度与壁面相互作用产生的湍流使近壁面火焰传播速度加快是挤流生成的可能机理.

摘要： 圆柱形定容燃烧弹中顶置点火在一定条件下会产生挤流火焰.利用纹影技术和CFD仿真模拟,通过分析在壁面约束条件下挤流火焰的产生位置、空间形态、发展过程,探究了挤流火焰的生成机理.研究结果表明:挤流火焰主要产生于近壁面处.挤流火焰空间上与主火焰分层,挤流扫过的区域其火焰轴向传播速度较大,火焰面中间区域传播速度较慢,形成了凹陷区域;近壁面火焰传播速度与壁面相互作用产生的湍流使近壁面火焰传播速度加快是挤流生成的可能机理.

摘要： 本文采用直接数值模拟方法对不同湍流强度下预混CH4/H2/air平面火焰进行了计算,并对湍流火焰中NO的生成规律进行了研究.采用了28组分268步反应的详细化学反应机理.研究表明高Karlovitz数下,湍流微团能穿透火焰面并存在于内反应区中.在强拉伸作用下,局部燃烧热释率达到层流火焰峰值的1.8倍.湍流作用下湍流燃烧速率显著提高,而NO的总生成速率增加不明显.高湍流强度下由于快速型NO的生成率的显著减小,湍流火焰中NO的总生成速率降低.

摘要： 本文采用直接数值模拟方法对不同湍流强度下预混CH4/H2/air平面火焰进行了计算,并对湍流火焰中NO的生成规律进行了研究.采用了28组分268步反应的详细化学反应机理.研究表明高Karlovitz数下,湍流微团能穿透火焰面并存在于内反应区中.在强拉伸作用下,局部燃烧热释率达到层流火焰峰值的1.8倍.湍流作用下湍流燃烧速率显著提高,而NO的总生成速率增加不明显.高湍流强度下由于快速型NO的生成率的显著减小,湍流火焰中NO的总生成速率降低.

摘要： 本文采用直接数值模拟方法对不同湍流强度下预混CH4/H2/air平面火焰进行了计算,并对湍流火焰中NO的生成规律进行了研究.采用了28组分268步反应的详细化学反应机理.研究表明高Karlovitz数下,湍流微团能穿透火焰面并存在于内反应区中.在强拉伸作用下,局部燃烧热释率达到层流火焰峰值的1.8倍.湍流作用下湍流燃烧速率显著提高,而NO的总生成速率增加不明显.高湍流强度下由于快速型NO的生成率的显著减小,湍流火焰中NO的总生成速率降低.

摘要： 本发明涉及用于在燃料‑空气混合物燃烧之前将燃料与空气预混合以允许燃烧器以高输出和良好的负载变化范围工作，并具有稳定且可靠的工作和低NOx排放的预混方法，该方法包括：a)产生具有高于可燃的燃料空气比的燃料空气比的富燃料/空气混合物，b)向富燃料/空气混合物供应空气以获得可燃的燃料/空气混合物；以及c)旋转在步骤a)或b)中获得的可燃的燃料‑空气混合物。本发明还涉及用于执行该方法的预混装置。

摘要： 本发明涉及用于在燃料‑空气混合物燃烧之前将燃料与空气预混合以允许燃烧器以高输出和良好的负载变化范围工作，并具有稳定且可靠的工作和低NOx排放的预混方法，该方法包括：a)产生具有高于可燃的燃料空气比的燃料空气比的富燃料/空气混合物，b)向富燃料/空气混合物供应空气以获得可燃的燃料/空气混合物；以及c)旋转在步骤a)或b)中获得的可燃的燃料‑空气混合物。本发明还涉及用于执行该方法的预混装置。

摘要： 一种用于启动燃烧器的方法，其中供应包括可燃气体和空气的预混气体，其中所述可燃气体包括至少50体积％的氢气。所述方法包括以下步骤：在启动阶段期间：将具有第一λ值的预混气体供应到所述燃烧器表面，其中所述第一λ值至少为1.85，并且使用点燃源点燃所供应的具有所述第一λ值的预混气体。在预混气体点燃后的操作阶段期间：将具有第二λ值的预混气体供应到所述燃烧器表面，其中所述第一λ值大于所述第二λ值。包括燃烧器和加热设备的独立权利要求。

摘要： 本发明涉及欠氧预混燃烧与回流低氧预混燃烧的分级燃烧装置，有效解决燃烧强度高、燃烧效率高、氮氧化物含量低的问题。煤气进口管和空气进口管与煤气空气预混合环道的外壁连通，煤气空气预混合环道内侧装有预混气旋流喷嘴，预混气流喷出通道底部装有中心装有向上的蒸汽喷吹管的燃烧器排渣漏斗，煤气空气预混合环道底部有预混环道排渣管；预混气流燃烧通道装在燃烧装置炉底上面，连接预混气流喷出通道，回流稳焰罩同心罩在预混气流燃烧通道上口部，底部固定在燃烧装置炉底，回流稳焰罩下部中心周向有燃烧气流喷出口，连通二次燃烧环形通道；空气进口管与二次气流分配环管相连，二次气流分配环道上部有二次空气喷出管，并向上连通二次燃烧环形通道。

摘要： 本发明公开一种全预混燃烧组件及其制造工艺和全预混燃烧器，其中，所述全预混燃烧组件至少包括：第一燃烧板，所述第一燃烧板上开设有第一燃烧孔；第二燃烧板，所述第二燃烧板上开设有第二燃烧孔；所述第一燃烧板和第二燃烧板层叠贴合设置，使得第一燃烧孔和第二燃烧孔部分连通，交错形成燃烧缝隙，所述燃烧缝隙的面积小于第一燃烧孔的面积且小于第二燃烧孔的面积。本发明技术方案有利益于降低燃烧器的成本。

摘要： 本发明具体涉及一种冷凝锅炉的空气燃气预混燃烧器的燃烧头及其预混燃烧方法，燃烧头分为燃气部和空气部：燃气部包括支架和燃气管（5）；空气部包括底座（1）、燃烧壁（6）和风扇（8）。燃烧器的底座（1）与空气燃气预混燃烧器固定连接；底座（1）上固定连接有保护壳，内部安装有固定燃气管（5）的支架。支架进气口（2）通过连接管（3）与连接架（4）相连，连接架（4）的另一端连接若干燃气管（5）。燃气管（5）包裹着内部装有风扇（8）的燃烧壁（6），风扇（8）在通入空气后旋转，让空气从燃烧孔（7）中均匀扩散，促使空气和燃气接触后充分燃烧，减少了氮氧化物的排放，节省原料的同时起到了保护环境的作用。

摘要： 本发明涉及欠氧预混燃烧与回流低氧预混燃烧的分级燃烧装置，有效解决燃烧强度高、燃烧效率高、氮氧化物含量低的问题。煤气进口管和空气进口管与煤气空气预混合环道的外壁连通，煤气空气预混合环道内侧装有预混气旋流喷嘴，预混气流喷出通道底部装有中心装有向上的蒸汽喷吹管的燃烧器排渣漏斗，煤气空气预混合环道底部有预混环道排渣管；预混气流燃烧通道装在燃烧装置炉底上面，连接预混气流喷出通道，回流稳焰罩同心罩在预混气流燃烧通道上口部，底部固定在燃烧装置炉底，回流稳焰罩下部中心周向有燃烧气流喷出口，连通二次燃烧环形通道；空气进口管与二次气流分配环管相连，二次气流分配环道上部有二次空气喷出管，并向上连通二次燃烧环形通道。

摘要： 本发明涉及一种非预混燃烧和预混燃烧相结合的新型超低氮燃烧装置，包含有燃烧器外壳、空气通道、燃气通道、喷射机头、烟气/空气混合气进口段、预混混合器、非预混用燃气进气口和预混用燃气进口，喷射机头为非混合型，内设有常规低氮技术基本配置，燃气区分为非预混用和预混用二种，采用先在预混混合器内混合构成内含有预混用燃气、助燃空气和循环烟气的综合混合气，经空气通道送至喷射机头，非预混用燃气通过燃气通道送至喷射机头，综合混合气和非预混用燃气由喷射机头分别送入炉膛，在炉膛内执行基于全预混燃烧模式基础上的非预混燃烧，将两种燃烧模式有机结合，构筑的新型燃烧器集中了两种燃烧方式的优点，且突破了预混燃烧器的功率限值，提高了工作适用面，有很强的实用性。

摘要： 将部分预混燃烧器与完全预混燃烧器组合而成的燃烧器，目的是提供一种能同时组织一次空气系数α＜1.0的部分预混气体与一次空气系数α＞1.0的完全预混气体输出，部分预混气体燃烧产生的热量提供给完全预混气体燃烧时使用，完全预混气体燃烧的过剩空气提供给部分预混气体燃烧使用，通过两种混合气体的相互作用，达到提高燃烧性能的目的。组合燃烧器包括部分预混气体分配器，分火圈，火孔，完全预混气体分配器，分火盖，喷气孔，空气增压机等。本发明可使完全预混燃烧器在无实体性质的稳焰载体条件下，实现完全预混气体的稳定、快速、充分燃烧，可大大降低燃气设备自身的能量损耗，提高热量的输出强度，提高燃气设备的能效比。

摘要： 本实用新型涉及一种非预混燃烧和预混燃烧相结合的新型超低氮燃烧装置，包含有燃烧器外壳、空气通道、燃气通道、喷射机头、烟气/空气混合气进口段、预混混合器、非预混用燃气进气口和预混用燃气进口，喷射机头为非混合型，内设有常规低氮技术基本配置，燃气区分为非预混用和预混用二种，采用先在预混混合器内混合构成内含有预混用燃气、助燃空气和循环烟气的综合混合气，经空气通道送至喷射机头，非预混用燃气通过燃气通道送至喷射机头，综合混合气和非预混用燃气由喷射机头分别送入炉膛，在炉膛内执行基于全预混燃烧模式基础上的非预混燃烧，将两种燃烧模式有机结合，构筑的新型燃烧器集中了两种燃烧方式的优点，且突破了预混燃烧器的功率限值，提高了工作适用面，有很强的实用性。