燃烧（精选12篇）
燃烧 篇1
焦化加热炉燃烧器是延迟焦化装置的核心部件, 直接决定着装置能否满足工艺要求, 降低燃烧器的能耗, 提高燃烧效率, 降低燃烧过程中污染物的排放等措施是提高延迟焦化装置工艺水平的重要因素。近年来, 延迟焦化工艺的飞速发展和环境保护要求的提高, 对延迟焦化辐射炉燃烧器的要求越来越高。由于燃烧器的性能对焦化装置的产量、品质、能耗、环保等技术指标影响很大, 因此燃烧器既要满足生产过程产品品质和产量等工艺要求, 又要减少污染物排放, 满足节能和环保的要求。传统加热炉燃烧器火焰为上冲式的, 这样的火焰容易舔到炉管, 管内介质缩合反应[1], 造成炉管内介质结焦, 使炉管发生爆炸, 造成加热炉失效。源于1965年埃索公司设计准则 (五) 的中石化总公司设计规范[2], 难以满足焦化创新设计与现场的需要。因此, 通过分析炉管两相流形式[3]和焦化工艺方法[4], 建立燃烧、烟气湍流流动及高温辐射模型[5], 开展定向燃烧技术实验和数值研究, 开发出符合工程实际应用的火焰不扑炉管[6]的定向燃烧器, 即开发工业炉燃烧器定向燃烧技术具有重大意义。
1 定向燃烧器研制与试验
1.1 燃烧器设计开发
燃烧器燃烧的好坏直接关系到焦化炉热效率的高低, 最佳的燃烧器结构对于保证加热炉长期运行起着决定性作用。针对现有燃烧器存在的问题, 同时配合定向反射焦化炉技术, 研制了定向焦化专用燃烧器。为了改善炉墙局部高温, 有效降低炉墙温度梯度, 使火焰连成一片, 新型燃烧器设计采用了特殊的耐火砖结构, 改善了燃料气和助燃空气的混合型式, 并通过优化喷头结构增加燃烧火焰的铺展面, 使燃烧器形成扇形扩张火焰, 扇形火焰形状明显, 燃烧器间火焰无间隙, 炉墙横向受热均匀。形成的扁平火焰的水平夹角为56°~180°, 使炉墙形成连续的高温区, 将热量均匀的辐射给炉管, 在消耗相同的燃料条件下, 扁平火焰的火焰高度是柱状火焰高度的1/2左右, 而且扁平火焰的铺展面大, 一般扁平火焰燃烧器结构简单, 维修和操作方便, 能力调节范围宽, 对燃料气的压力变化有很强的适应性。此外, 为了有效消除了高温烟气的“反扑”现象, 燃烧器在研制时优化了喷孔的喷射倾角和燃烧器的安装位置。燃烧器研制时采用了扁平火焰理论和贴墙燃烧方式, 燃烧火焰以较小的水平夹角附着炉墙, 火焰高度大大降低。
1.2 燃烧器设计计算参数确定
燃烧器采用气体燃料, 其中主要含有H2, CO, H2S和C1~C5烃类气体, 还可能含有少量的N2, O2, CO2, SO2等组分。燃烧器设计计算主要根据燃料气组成、燃烧器的操作参数和设计要求计算燃烧用的空气用量、压降、火焰温度、喷孔截面积及喷孔流速等参数, 进而确定影响燃烧器燃烧状况的设计参数, 为下一步燃烧器的制造提供参考数据。
1.3 燃烧器设计优化
a) 定向燃烧器在喷枪结构上除采用多喷枪布置方式外, 为满足燃烧器分层燃烧, 内侧喷枪高度低于外侧喷枪, 为了充分利用空气, 强化燃烧过程, 内侧边上喷枪倾斜安装, 使燃烧火焰形成扇形, 同时在内侧喷枪上加装了球型调节阀, 能够调节燃烧器功率的大小。
b) 调整喷枪的间距, 本燃烧器的外侧喷枪间距大于内侧喷枪间距, 增大燃烧火焰的铺展面, 使燃烧火焰无间隙。
c) 该燃烧器除在喷枪结构上进行改进外, 在喷头上也进行了结构创新。经过多次实验及综合各种燃烧器的喷头结构, 新型燃烧器采用了多喷孔小孔径的喷头结构, 将燃料气分散成多股细流以一定角度与空气混合燃烧, 缩短两者的混合燃烧时间, 以降低火焰高度。
1.4 定向燃烧器研制实验
实验内容以考察不同燃料气流量及压力对燃烧器燃烧状况的影响, 以确定燃烧器最佳操作参数;考察不同供风方式及供风量对燃烧器燃烧状况的影响;考察燃烧器不同结构主要是喷枪高度、喷孔倾角, 喷孔个数及孔径对定向燃烧状况的影响, 并测量烟气中NOx的浓度, 以确定燃烧器的最佳结构;根据实验结果验证燃烧器各评价参数计算是否正确。
a) 燃料气流量及负荷随压力变化的影响
如图1和图3为新型小功率不同结构燃烧器燃料气流量及负荷随压力的变化情况, 图2和图4为新型大功率不同结构燃烧器燃料气流量及负荷随压力的变化情况。
本实验是在燃料气总压力为0.1MPa和0.2MPa, 环境温度为20℃左右条件下进行的, 其中燃料气和空气均未预热。由实验结果可以看出, 不同喷孔结构的燃料气的流量增大而增大如图5所示, 燃料气的流量随着压力的增大而增大, 燃烧器的负荷也随着压力的增大而增大。对比燃料气在不同压力下的实验结果, 在燃料气压力低于0.02MPa时, 燃料气处于低压流动状态, 此时, 燃烧器燃烧不稳定, 火焰刚性差、火焰发飘;在燃烧器压力高于0.02MPa时, 燃料气处于高压流动状态, 燃烧器燃烧稳定, 火焰刚直有力。图6为相同结构燃烧器 (S2) 不同压力下的燃烧状况。
工况1:燃料气流量42.66Nm3/h, 负荷0.428MW, 喷孔流速92.56m/s工况2:燃料气流量95.96Nm3/h, 负荷0.962MW, 喷孔流速164.05m/s工况3:燃料气流量35.82Nm3/h, 负荷0.359MW, 喷孔流速249.12m/s其中:N表示标准状态即0℃, 一个大气压状态。
图5不同喷孔流速的燃烧状况c) 喷孔结构的影响 (表1)
工况1:燃料气压力0.02MPa, 负荷0.64MW, 喷孔流速142.92m/s工况2:燃料气压力0.07MPa, 负荷1.068MW, 喷孔流速158.99m/s
根据现场试验结果, 燃烧器的燃烧状的流量和负荷条件下, 燃烧器的燃烧情况、火焰形状及火焰高度随着喷孔个数的减少而恶化。图7为在相同负荷下三种不同喷孔个数燃烧器的燃烧状况。
操作条件:燃料气流量106.62Nm3/h, 负荷1.068MW
由现场试烧的实验结果可知, 在相同负荷下, 随着燃烧器喷孔个数的减少, 燃烧器的燃烧火焰刚性变差, 火焰发黄, 火焰高度变高, 燃烧情况逐渐变差。分析原因可知, 在相同的燃烧器负荷下, 喷头采取多喷孔小孔径的结构时, 燃料气被分散成多股气流, 燃料气与空气的接触面积增大, 混合燃烧时间缩短, 燃料气燃烧充分, 烟气中NOx浓度低;同时, 燃烧器的喷孔个数增多, 火焰喷射范围增加, 则燃烧火焰形状良好, 扁平火焰扇形分布, 火焰高度低。因此, 燃烧器在研制时, 在满足设计要求的同时, 又要保证喷孔间距避免火焰合并的情况下, 喷孔个数的选取要遵循小孔径多喷孔的原则, 且喷孔间距为喷孔直径的3~6倍。
d) 喷孔倾角的影响
由实验结果可知, 喷孔倾角越大, 喷孔射流越偏向下方, 燃料气燃烧充分, 燃烧火焰高度变低, 图8为不同喷孔倾角燃烧器的燃烧状况。
N2和N3:燃料气流量38.57Nm3/h, 负荷0.386MWS1和S3:燃料气流量53.31Nm3/h, 负荷0.534MW
2 焦化炉不同燃烧方式数值模拟
为了研究炉膛内多燃烧器组合燃烧火焰形状, 及其分布形式, 分析炉膛内流场、温度场特性和炉管表面温度和热强度分布特点, 比较和分析国内外炉型特点和差异, 建立了模拟延迟焦化炉炉膛内烟气流动、燃烧和传热过程的综合数值模拟计算模型, 利用数值模拟的方法对焦化炉辐射室进行了多火焰燃烧及传热的三维耦合计算, 针对扁平焰燃烧器、垂直炉墙 (炉1) 和附墙火焰燃烧器、倾斜炉墙 (炉2) 两种炉型结构, 对炉膛内燃烧过程、火焰辐射传热及烟气对流传热过程、管壁固体的热传导过程、管内介质的吸热过程进行了完整的数值计算。截面示意图见图9、图10, 炉管表面热强度分布见图11、图12。
结果表明, 焦化炉采用附墙燃烧器、附墙燃烧方式对炉内烟气流动和传热产生较大影响, 是克服炉内燃烧火焰偏斜、优化炉内烟气分布、提高炉管的平均热强度、防止炉管局部过热的有效方式, 提高了辐射室传热效率。
3 数值模拟结果与工程现场数据的对比分析
现场运行炉内燃烧状况与模拟计算结果的对比表明, 二者吻合良好 (见图13—图16) , 说明了计算结果的可靠性。通过对现场运行的焦化炉燃烧状况的观察和数据分析, 结果表明:对于双面辐射焦化炉, 采用附墙火焰燃烧器较中间位置的扁平焰燃烧器燃烧状况更好, 火焰无明显发飘现象, 有利于炉膛内的温度分布, 提供炉管表面热强度的均匀性。
4 结论
数值模拟计算结果表明:焦化炉采用定向附墙燃烧器、定向附墙燃烧方式是克服炉内燃烧火焰偏斜、优化炉内烟气分布、提高炉管的平均热强度、防止炉管局部过热的有效方式。
以不同供风方式、操作参数及结构参数对燃烧状况的实验考察表明:
1) 燃烧器正常定向燃烧时, 燃料气压力一般为0.07MPa左右, 其喷孔流速为150~170m/s。
2) 不同结构下燃料气流量和压力的变化对定向燃烧状况的影响, 当燃料气压力<0.085MPa时, 燃料气处于亚临界状态, 燃烧器定向燃烧稳定, 定向燃烧火焰形状好;当燃料气压力>0.085MPa时, 燃料气处于临界状态, 随压力增加喷孔流速不能增大, 定向燃烧不稳定。
3) 喷孔流速是影响燃烧器定向燃烧状况的重要参数, 对比不同结构燃烧器不同喷孔流速下的燃烧状况。当燃料气喷孔流速为120~240m/s时, 燃烧器能够正常定向燃烧, 火焰形状好, 定向燃烧稳定;喷孔流速<120m/s时, 燃烧器能燃烧, 但定向燃烧火焰刚性差, 火焰发飘无力;在喷孔流速>240m/s, 定向燃烧器开始出现脱火现象。
4) 燃烧器的结构决定了燃烧过程和燃烧火焰的形状, 对比不同结构燃烧器的燃烧状况。燃烧器耐火砖要与喷枪高度和喷枪间距相对应, 在喷枪不高于耐火砖的情况下, 与喷枪相对高度较高的相比, 喷枪相对高度低的燃烧器混合燃烧状况好, 定向燃烧火焰形状好;喷孔倾角越大, 燃料气的喷射倾角与空气流动夹角越大, 定向燃烧火焰形状好, 高度低;在喷头设计时应采用多喷孔小孔径的原则, 将燃料气分散成多股细流, 强化定向燃烧过程。
参考文献
[1]程之光.重油加工技术[M].北京:中国石化出版社, 1994.
[2]中国石化总公司标准:《炼油厂管式加热炉设计规定》[M].SHJ1035-84, 1984.
[3]钱家麟, 等.管式加热炉[M].北京:中国石化工出版社, 1987:173-177.
[4]肖家治, 王兰娟, 蔡升, 等.焦化炉工艺校核方法的研究[J].炼油设计, 2001, 31 (10) :18-22.
[5]韩树铠, 肖家治.孤岛减压渣油及胜利焦化渣油高温热转化反应动力学数据测定[J].炼油设计, 1994, 24 (6) :66-68.
[6]杨万强.延迟焦化装置炉管结焦原因分析及预防措施[J].化学工业与工程技术, 2012, 33 (6) :53-56.
燃烧 篇2
本文对涡扇发动机三维加力燃烧室内的.两相湍流燃烧过程进行了数值模拟.两相流模型采用双流体模型,湍流模型采用标准k-ε模型,湍流燃烧采用涡旋破碎(EBU) 模型,数值方法采用LEAGAP算法.计算结果定性合理.
作 者：章诚 叶桃红 陈义良 何家德 赵周兵 ZHANG Cheng YE Tao-hong CHEN Yi-liang HE Jia-de ZHAO Zhou-bing 作者单位：章诚,叶桃红,陈义良,ZHANG Cheng,YE Tao-hong,CHEN Yi-liang(中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽,合肥,230026)
何家德,赵周兵,HE Jia-de,ZHAO Zhou-bing(中国燃气涡轮研究院,四川,成都,610500)
燃烧的缪斯 篇3
她们大多孤寂，世人都看见她们璀璨的火焰，燃烧的灵光，却看不见那些大幕落下，独自解开舞鞋带子时的寂寞寥落。她们有太多滚烫的情感，又有太锋锐的感知力，反而让男人们恐惧不已。
她们追求自己的独立，却经常被一次爱情决定终身，或者毁灭，或者得到至福。也许女性还是柔软，无力左右鬼魅般附体在自己身上的感觉，几乎就要被这无由而来的才能控制。于是便有了那许多的痴缠挣扎折磨，或者黯然离去，或者，侥幸得救，交还那些错投了的天赋，获得心灵的安宁。
当然也有幸运儿，终于找到洪荒之前的那一半，两个人的灵魂长出翅膀来，直飞九宵。她们与生俱有的敏感和对美的惊人洞察，又令她们拥抱女性之间温暖的情感，世俗则不是她们词典里的词汇。或许应该说她们是自私的，不羁执著疯狂不过是愿望无法满足，是谓佛说的求不得苦。
雅歌里说，爱如死之坚强，天才女子大多如此，不论是对什么的热爱。缪斯们燃烧自己，然后，在我们的眼光中凤凰涅磐。
阿黛尔·雨果的故事The Story of Adele H
阿黛尔·雨果，雨果的小女儿。雨果用自己深爱的妻子的名字为她命名，她得到了母亲的名字和父亲的文采，却没有得到母亲所拥有的爱和父亲所拥有的成功。为了一个她自己都知道不值得的男人，孤身远赴重洋，颠沛流离。特吕福的电影取材于历史上的阿黛尔的日记，这本疯狂苦涩迷人的日记来自羁旅中蜡炬成灰的泪水。特吕福两次让阿黛尔信心十足的站在海边，诉说那个越过海岬的女孩的愿望："女孩站在海边，从旧世界到新世界与情人会合，这是我所想要的。"越是这样笃定的誓言，越是让人们为她跌宕的命运难过。她直视摄影机的眼神令人心碎。那种疯狂，那种执著，那种激情，那种绝望，像潮水一样汹涌而来，让人无法抵挡。也许爱情到了最后，爱的不过是自己的想像，迷途不返，无悔无怨。
这个女子颇长寿，活了80余岁，但她已经心碎，余生不过是在精神病院里过行尸走肉的日子。总有些爱情对生命有致命的影响，阿黛尔的爱情改变了她的一生，从格尼斯到哈里法克斯，从哈里法克斯到巴巴多斯，她走过天涯海角，却没得不到那个她爱的男人的爱情。等到那个在象极了基里科笔下的超现实黄色街道上漫游的女子，再与她用生命追随的男人相遇时，已经是对面相逢却不识，游荡的身体里已经没有灵魂。
罗丹的情人Camille Claudel
看天才女子和大师的爱情故事总让人唏嘘，许是因为他们比平常人多了几分敏感、灼热，所以感情的撞击似乎更痛楚，更致命。卡蜜儿的天才则几乎已经到了让人震慑的地步，罗丹说："于是你成了我最强的敌人。"罗丹是否如影片中那般刚愎复自卑，是否真的掠人之好，攫取了卡蜜儿的灵感，对我们来说，也许都是不重要的。重要的是，从相爱到不爱，怨恨的力量是如许强大，而爱情是如许脆弱。
"我希望我从来也不曾认识你……"卡蜜儿对罗丹说。她生命的最后三十年在精神病院的漫长监禁中度过，也许只是因为她遭遇了毁灭性的爱情。影片从她对泥土的痴迷开始，到她为和泥土石头有关的感情疯狂结束。我不能无动于衷的看一个如此美丽，如此执著的女子怎样为了一次致命的爱情，被自己的天才折磨。卡蜜儿曾经拥有让人震惊的天才，是罗丹唯一的灵感源泉。她感受力超绝，但是在与罗丹的合作和感情里她迷失了自己，也失去了自己的孩子。为了摆脱罗丹的阴影，她用了整整一生来挣扎。已经过去的事情，不能再用"如果"来想像。当女性的情感与天赋冲突时，天赋往往都是手下败将。总有一个男人让她怀疑自己，不舍放弃的结果就如同卡蜜儿·克劳黛。
阿佳妮把两个痴狂的法兰西女子演的摄人心魄，也许法兰西的激情是這样的，如同加缪说的那样燃烧，而非存在。
弗里达Frida
印象里弗丽达的画浓艳得如同墨西哥人的肤色，有种浓到化不开的凝滞感觉，然而极度的静止之下，却有沸腾的生命热力放射出来，脆弱或者哀伤，却始终乐观。拉丁女子的坚强和幽默，是在经历惨烈车祸以后如此回忆：在18岁那年，我把贞操献给了一根钢筋。
她的身体给她带来了莫大的痛苦，她的画里经常有伤痕，鲜血出现，最让人印象深刻的莫过那幅小鹿，长了她的头，身上满是箭头，却有着漠然高傲的表情。这个女人比男人还要骄傲，她勾引女子的技巧也要高过男性，这样的女人对男人一样珍贵，身体的痛苦不能阻碍她成为人们眼中最耀眼的星辰。她的丈夫里维拉把她描述成一只蝴蝶，他们深爱，却不能自已的彼此背叛，分分合合。甚至她的共产主义倾向也在说明她的狂热，不知道是她的政治狂热诱发了托洛茨基对她的爱情，还是她平静述说自己的身体和情感的苦痛吸引了流亡的俄国人。
尽管电影已经堪称合格，但与她的画相比，几乎就黯然失色。她的画是她思考这个世界的手段，不停的画出自己的形象，让世界从她身上折射出来，那些死亡，坠落，灰暗的图景，在她画来，却有了一种狂欢的意味。她在画中描述自己的死亡，骷髅在床顶上快乐的舞蹈，她满脸安详的躺在火焰的中央，这是她希冀的快乐的离去吧。
爱丽斯的情书Iris
历史上，围绕在伍尔芙姐妹身边的剑桥布鲁姆斯伯利派奉行的是完全异于维多利亚时代僵死的道德伦理的波希米亚生活方式，可惜爱丽斯到牛津的时候，这个团体已经烟消云散，不过倒也不妨碍师从维特根斯坦的她过同样不羁的生活。
年轻的爱丽斯一身耀眼的红衣，在沙龙里纵情欢笑。诗人情人死在她的臂弯中，与萨特的交往则促成了英语世界第一部介绍萨特的专著。最后她却嫁给了一个29岁仍是处男的文学评论家，他们共同走过余生岁月。她的丈夫无限宽容，对她诸多任性韵事恒久忍耐，影片里青春和衰老交相对照，她的丈夫抱着她躺在路边草丛中，二人都已经老至耄耋，听她的丈夫依然唤她作"我的小土豆"，怔忡间恍惚流下泪来。少年夫妻老来伴，不是所有人都有这般福分的吧，更何况是这么个才华横溢，任我独行的女子。
也许她的丈夫不及她著作等身，却在她有生之年写了《给爱丽斯的哀歌》，有爱情便足够永恒。电影本身即根据此书改编，透过丈夫的眼睛，即使是罹患老年痴呆症的爱丽斯也依然蒙有爱意光环。或许这是最打动人的，哪怕爱丽斯和丈夫的爱情只是其中一方的忍让，至少爱丽斯是聪明的，她挑选了一个最爱自己的男人，而不去追求自己最想要的人，想来研究东方佛教思想使她获益良多。
狂恋大提琴Hilary and Jackie
巴伦勃伊姆在杰奎琳·杜普蕾的生命中绝对是一个标记性的名字。在遇上这个眼睛深邃黑色头发的犹太男人以后，杜普蕾完全依靠直觉的演奏，变得充满了智慧和内省。她和丈夫巴伦勃伊姆合作演奏的埃尔嘉爵士的大提琴协奏曲，已经成为公认的经典。在她的演奏里，有种难言的缠绵和疼痛--大提琴这种乐器的音色，低沉丰厚又绵延，而她，是赋予声音灵魂的人，激情四溢，但又有节制，美丽非常。
但在电影里，这个温润的女子消失了，似乎她永远停留在了被感觉控制的阶段，恣意任性伤害别人。如果音乐真的可以反映一个人的内心，那么我选择不相信电影里的那个神经质狂女，尽管沃特森的表演异常精彩，在树林里哀哀痛哭的女人，我见犹怜。那是电影里的杜普蕾，不是我心中的杜普蕾。
找了埃尔嘉的协奏曲，杜普蕾和丈夫合作的版本来听，埃尔嘉写作该首曲子的时候，正值一战乱世，妻子和老朋友纷纷离开人世，故该奏鸣曲出奇缠绵悱恻，哀婉动人，而他们的版本，更享有让人体会"爱与死"的激情的盛誉。影片里她却在病中独自聆听这辉煌的过往，无比孤寂。杜普蕾死于多种硬化病，她的墓碑上写着：巴伦勃伊姆爱妻。
情迷六月花Henry & June
有的女人的敏感在于不需要任何介质，越空接触到一些东西，也许是某种附着在艺术上的灵魂，也许是某种身体的欲望。著名的色情小说家安娜伊斯·宁就具有这种神秘的通灵力量，可以感觉到隐藏的情欲。而她更有无比的同情心，即使是要她用身体去慰籍。
Henry和June，亨利·米勒和他的妻子琼，似乎都说不清楚谁对安娜伊斯有更强烈的引力。如果是在今天，她也可算是美女作家一名了，那是真的身体写作。迸发的激情在三角洲奔腾，第一次看见两个女人之间的身体之爱，乌玛·瑟曼低沉的声音无比性感。曾经被贬抑的身体的激情，在这个时代从安娜伊斯的日记里狂涌而出。
可能应该把这部历史上的首部NC-17级影片理解为一个女人成长的过程？影片的结尾，安娜伊斯坐在车里，背后是逐渐远去的过往，和把她带离亨利的街道，她说她为了痛苦的消失而哭泣，为了消失的痛苦引起的不适应而哭泣。她曾经可以反驳亨利对她作品的修改和意见，却无法抗拒这个秃头男人强烈的情欲。影片的台词很动人，成为一个女人的过程如此疼痛，但是她真的成长了么？成长到底是什么？痛苦退场之后的空虚么？
想想那个时代倒是颇有意思，在安娜伊斯和琼做爱的同时，也许安娜伊斯的丈夫胡果正在拍摄影片，如果没记错的话，他应该和拍摄《诗人之死》的谷克多为同时代人。
时时刻刻The Hours
康宁汉以小说《时时刻刻》向弗吉妮娅·伍尔芙致敬，三个女人穿越时空与戴罗薇夫人的灵魂缠斗，追忆似水年华，在每个感觉的瞬间与自己纠缠。电影用极度优雅的色调把这些幽暗的纠缠投到大银幕上，生命的取舍，欲望的晦暗不明，该算做成长，还是该算作挣扎？
如果只说所谓才女，焦点就该集中在弗吉妮娅和她的姐姐梵尼莎身上。弗吉妮娅说姐姐有"一打生命"，而她自己却只有若即若离的生活勇气，即使她有一位如同Iris的丈夫那样对她倍加呵护的丈夫，还是没有挽留住她走向乌斯河水，走向永恒的黑暗。她对姐姐有超乎骨肉的感情，而对女性的这种情感正是让她更加压抑的原因。于是可以勇敢的反抗整个男性社会，叫喊"一间自己的房间"的弗吉妮娅的另一极，是那个依恋姐姐，却又对这种依恋痛苦不已的软弱女子。似乎她们永远在极度的勇猛莽撞和极度的沮丧之间徘徊，屈服于那一方，则永远未知。
燃烧 篇4
上世纪末至本世纪初, ××电厂330MW锅炉由于实际燃用煤灰分高、发热量低、挥发分低, 严重偏离了原设计煤种, 使得锅炉的燃烧稳定性差, 特别是低负荷和燃用煤热值波动时, 锅炉熄火频繁。锅炉在高负荷 (250MW以上) 时需投天然气稳燃。同时, 锅炉燃烧器周围及中温过热器结焦现象突出, 燃烧器周围水冷壁高温腐蚀明显。
1 锅炉特性
××电厂 #32机组锅炉最大连续蒸发量为1004t/h, 主汽压力18.4Mpa、主汽温度543℃。锅炉是斯坦因工业公司制造的亚临界参数、强制循环、中间一次再热、四角切向燃烧、固态排渣、п型布置煤粉炉。
锅炉炉膛断面尺寸为12.742×12.627m, 采用直流摆动式燃烧器, 四角切圆布置方式 (双切圆Ф1610mm/Ф1770mm) 。采用四组共20只四角布置直流燃烧器, 热风送粉, 燃烧系统采用天然气二级点火及低负荷稳燃, 四组燃烧器分别由五层煤粉燃烧器 (FEA、FEB、FEC、FED、FEE) 和三层天然气燃烧器 (FDA、FDC、FDD) 组成。四角燃烧器周围均布置有卫燃带。过热器采用两级喷水减温调节汽温, 再热器采用改变燃烧器喷口倾角调节汽温。
锅炉采用两侧大风箱方式配二次风, 煤粉燃烧器配有周界风, 每只煤粉燃烧器和天然气燃烧器的上下二次风量均不可调, 运行中靠控制总风量及烟气氧量修正总风量。每路一次风从一次风箱引出, 通过三通分成两路, 与同层对角两只燃烧器连接, 双出口给粉机同时向同层对角的两只燃烧器给粉, 实现同层对角的两只燃烧器同时投或停。
2 锅炉燃煤情况及燃烧分析
2.1××电厂330MW锅炉设计煤种和实际燃用煤种发生了较大差异。实际煤质低位发热量只有设计煤质的65%, 设计煤质灰分为32.4%, 实际煤质灰分为55.2%。
2.2燃烧分析
从锅炉运行和试验情况看, 锅炉燃用煤质变差是导致锅炉燃烧稳定性差的直接原因。由于煤质变差, 锅炉要达到满负荷, 投入燃料量增加, 风量增加, 导致锅炉炉内温度水平低, 直接导致煤粉气流的着火热源温度低, 煤粉气流着火困难。要燃用实际煤, 并保持锅炉高负荷, 必将导致入炉煤粉气流浓度增加, 直流燃烧器已不能适应运行需要。根据我国现有电站锅炉燃烧技术, 采用浓淡燃烧器可以改善运行状况。
3 浓淡技术
3.1 浓淡燃烧技术简介
煤粉浓淡燃烧技术是指通过一定的措施把一次风分成煤粉浓度高的浓气流和煤粉浓度低的淡气流喷入炉内进行燃烧。理论和实践均证明:采用浓淡燃烧技术可提高煤粉着火的稳定性和有效地降低NOx排放量。
煤粉的燃烧过程包括煤粉的预热、挥发份析出、着火 (燃烧的初始阶段) 和煤焦的燃尽 (燃烧的结束阶段) 。研究表明:煤粉燃烧的初始阶段是强化燃烧的关键。粒度为0~200μm的煤粉的燃烧试验显示:煤粉从常温升至1500℃, 在0.2S的时间内, 煤粉燃尽率达到80%左右, 而余下的约20%的部分则需要四倍左右的时间才能烧完。因此, 稳燃技术的关键在于燃烧器出口附近的气流和煤粉流的组织。
百叶窗浓淡燃烧技术是东方锅炉集团 (股份) 有限公司于上世纪九十年代从哈尔滨工业大学引进的。百叶窗叶片式浓缩器实现浓淡分离的原理图见图1。
百叶窗水平浓淡燃烧器实现浓淡分离的基本原理是利用煤粉和空气的惯性不同来实现煤粉和空气的分离。百叶窗水平浓淡燃烧器对气固两相的分离从本质上讲, 仍然是一种惯性分离装置, 它与WR燃烧器、旋风分离器等分离装置的原理是一致的, 都是利用了气、固两相在改变流动方向时, 因惯性的不同而流动方向也不同的特性。
3.2 百叶窗浓淡燃烧技术特点
百叶窗水平浓淡燃烧器除了具有上述浓淡燃烧器的特点外, 由于自身结构及布置上的特点, 还具有如下优点。
(1) 燃烧器的布置。水平浓淡燃烧器在布置上使浓侧气流靠近向火侧, 使进入炉膛的浓侧煤粉气流直接与上游来的高温烟气混合。上游来的高温烟气直接冲刷浓侧一次风气流, 使一次风气流迅速得到加热。煤粉气流能通过这种强烈的混合得到大量的着火燃烧所需要的热量, 能及时地着火燃烧, 提高含粉气流的着火稳定性。
(2) 防止结渣和高温腐蚀。熔渣大多都属于非牛顿流体, 熔渣刚开始出现固体物时的温度称为熔渣的临界粘度温度Tcv, 它与灰渣的软化温度Tst可用下式简单描述:
研究表明, Tcv与灰渣的化学成分有关:
其中:
熔渣所在区域的气氛状态通过化学成分改变Tcv。由于淡侧煤粉气流中氧含量较高, 氧化性气氛强, 此时二价铁离子将被氧化为三价铁离子Fe+3, 就可以提高Tcv, 从而达到提高灰渣软化温度Tst的目的。
较之WR和PM型等竖直浓淡型燃烧器, 水平浓淡燃烧器中的淡侧一次风位于背火侧可减小颗粒冲刷水冷壁的可能。一方面, 目前的水平浓淡燃烧器基本上都采用的是惯性分离的原理, 这使得淡侧一次风的煤粉含量少、颗粒细, 这可避免大量颗粒冲刷水冷壁。另一方面, 煤粉浓度低的淡一次风在客观上起到了“风屏”的作用, 可有效地阻碍和延缓浓侧一次风中大的煤粉颗粒向水冷壁方向移动, 进一步减小颗粒冲刷水冷壁的可能。WR和PM型等竖直浓淡型燃烧器的浓侧气流与水冷壁间没有起阻碍和延缓作用的空气 (或煤粉浓度极低) 气流, 高浓度的煤粉气流极易冲墙贴壁。比起不采用浓淡燃烧的普通燃烧器, 竖直浓淡型燃烧器将使颗粒冲墙贴壁的可能性增加, 而水平浓淡燃烧器将使颗粒冲墙贴壁的可能性降低。
(3) NOx排放
Pershing等对煤粉燃烧过程中的NOx的形成进行研究的结果表明, 对煤粉燃烧过程中的NOx的形成进行研究阐述, 煤燃烧时形成的NOx中, 燃料型NOx占90%, 热力型NOx占10%。燃料燃烧时, 燃料N几乎全部迅速分解而形成产物HCN、N、CN、NHi等中间产物。这些中间产物与O、O2、OH反应生成NO, 与NO发生反应生成N2。因此, 在燃烧过程中减少燃料N向燃料型NO转化的重要措施就是尽量减少含氧化合物的存在, 从而强化NO的还原反应, 使燃料N转化为N2。
NOx生成机理:
再燃区:
燃尽区:
从水平浓淡燃烧器的燃烧过程来看, 浓侧煤粉气流先着火, 然后是淡侧气流的混入, 然后才是与二次风的混合, 因此从燃烧过程看, 它属于分级燃烧, 有利于降低锅炉机组的NOx排放量;一次风煤粉气流经过浓缩器分离后, 浓侧煤粉气流内浓度高, 含粉量大, 空气量变化不大, 浓侧一次风气流中的空气量仅仅能维持煤粉内挥发份的着火和燃烧, 燃料相对较多, 即过量空气系数小, 属于缺氧燃烧, 燃烧温度低, 故燃料型NOx和热力型NOx都低, 因而能大大降低NOx的排放量;而在淡侧由于空气量相对较大, 属于富氧燃烧, 燃烧温度也低, 热力型NOx生成也少。这样水平浓淡燃烧器就能从总体上控制热力型NOx, 降低锅炉机组的NOx等污染物的排放量, 根据研究, 采用分级燃烧, 最高可降低NOx30%~40%。经工业性试验表明, 对于不同的煤种, 采用水平浓淡煤粉燃烧技术可以将NOx的排放量控制在以下范围:无烟煤<650mg/mn3, 贫煤<550mg/mn3, 烟煤<450mg/mn3, 达到国家排放标准。
(4) 水平浓淡燃烧技术的着火燃尽性能
由于浓侧煤粉气流固体颗粒浓度高, 一次风量相对较少, 煤粉气流所需着火热少, 着火温度低、火焰传播速度大、浓侧煤粉气流的一次风量仅能维持浓侧煤粉气流中挥发份的燃烧, 煤粉气流着火及时;而一、二次风的混合特性与传统的燃烧器没有本质上的区别, 因而水平浓淡燃烧器的燃烧效率不会低于传统的燃烧器的燃烧效率。在布置上, 使浓侧煤粉气流处于上游已着火燃烧的高温烟气的直接冲刷下, 也能保证煤粉气流能得到足够的热源, 加热煤粉气流, 使煤粉气流能及时地着火燃烧。
图2显示了在冷态模化试验台上利用PDA (Particle DynamicAnalyzer) 分别就竖直浓淡和水平浓淡燃烧方式炉膛内的颗粒浓度场的测量结果。从该图2中可以看到, 采用水平浓淡燃烧器时, 水冷壁面附近的颗粒浓度远小于采用竖直浓淡燃烧器时的情况。
4 技术改造方案
采用百叶窗水平浓淡燃烧器对××电厂 #32锅炉A、B、C层直流燃烧器进行改造。具体方案 (确保原一次风管、燃烧器位置不改变) :重新设计燃烧器喷口、设计加装浓淡分离器。具体布置图见图3。
根据本次燃烧器改造的目的对百叶窗燃烧器的结构参数进行选取, 使百叶窗燃烧器出口浓淡侧风量比达到1.1:1, 以满足改造目的。
为保证燃烧器改造后和原有一次风煤粉管道相连接, 改造后的燃烧器总长度与原有燃烧器长度一致, 以减小现场改动工作量。
5 试验结果
5.1首先进行了一次风调平试验、二次风喷口流量偏差试验, 对一次风速度进行了标定;根据二次风喷口气流速度偏差, 对二次风喷口速度进行了修正。
5.2炉内空气动力场试验。炉内空气动力场试验的表盘参数分别为:一次风风量80000m3/h、二次风风量390000m3/h、乏气风量58000m3/h, 采用炉底挡板调节控制燃烧系统风量, 保证系统设备一次风机、二次风机、引风机的安全运行。
从空气动力场的测量结果看, 炉内切圆直径约7600mm, 切圆略微偏小, 对煤粉的燃尽影响不大, 而对于防止锅炉结焦有利。
6 运行情况
6.1 增强了低负荷稳燃能力和带负荷能力
#32锅炉A、B、C层煤粉燃烧器改造结束投运以来, 燃烧低位发热量在11000~17000KJ/Kg范围内煤种, 未出现一次熄火。同时, 如果燃烧低位发热量在16000KJ/Kg左右煤种, 可以不投天然气稳燃。燃烧低位发热量在16500Kj/Kg的煤质, 投A、B、C层煤粉带170MW负荷稳燃。每天较改造前节约稳燃天然气约60000m3。
6.2 NOx排放有一定降低
改造前平均462.43mg/ndm3, 改造后平均415.23mg/ndm3, 减少47.2mg/ndm3。
6.3 结焦现象有所改善、水冷壁高温腐蚀现象消除
改造前, 锅炉燃烧器周围结焦严重, 中温过热器 (屏过) 管束之间长期存在挂焦现象。改造后煤粉燃烧器周围及卫燃带、水冷壁上没有了结焦现象, 中温过热器管束之间挂焦也消除了。同时, 燃烧器改造后由于火焰中心的稳定, 高温区较之直流燃烧器远离炉膛水冷壁, 火焰冲刷水冷壁较少, 以及水冷壁周围的富氧环境, 水冷壁高温腐蚀得到了有效控制。
7 结束语
上世纪末至本世纪初, 国内电厂用煤普遍紧张, 原煤掺假现象突出, 煤质参数宽幅波动。由于直流燃烧器受设计煤质影响较大, 煤质差时, 锅炉带高负荷能力和低负荷稳燃性能较差, 熄火频发、NOX排放超标。随着国家环保排放要求越来越严, 直流燃技术在燃煤电厂受到极大冲击。很多燃煤电厂为了解决高效、稳燃、低污染以及防止结渣和高温腐蚀问题, 纷纷采用浓淡燃烧器对直流燃烧器进行技术改造。比如青岛电厂、富拉尔基电厂、四川江油电厂等, 从而, 浓淡燃烧技术在我国燃煤电厂得到了广泛推广和发展。
摘要：××电厂采用水平浓淡燃烧器对锅炉原美国CE技术直流煤粉燃烧器进行了技术改造, 从运行来看, 锅炉燃烧稳定性显著提高, 锅炉结焦明显好转, 烟气中NOX含量减少。
关键词：燃煤严重偏离设计值,燃烧稳定性,减少NOX排放,减少助燃
参考文献
[1]王恩禄, 张海燕, 罗永浩, 等.低NOx燃烧技术及其在我国燃煤电站锅炉中的应用[Z].
[2]盛昌栋.高浓度煤粉燃烧时炉内结渣的机理分析[J].电站系统工程.
[3]秦裕琨, 李争起, 吴少华.风包粉系列浓淡煤粉燃烧技术研究[J].中国工程科学.
燃烧青春作文 篇5
现在的我，正要进入青春的大门，好好享受一番，有用不完的体力，有很多雄心壮志，也有很多超越现实的想法，这时的我，已经离开了稚嫩的童年，也比较脱离了父母的约束，也相对了更自由一点，可以快乐的飞向天际，拿大把火炬来让青春燃烧，但要做一些有用的事，不然，等青春燃烧完后就再也没机会点燃了。青春的我，就梦想着长大要到有名的大学当教授，可以在台上演讲，也可以在网络上演说，不仅可以赚钱，也很有成就感，当然，这必须要经过许多扇门，但，青春会给我无限的能量，趁它在燃烧烈焰时，赶快追求梦想，不要大器晚成，这样就没有成就感了。
青春的我，也曾梦想，如果青春像连环小数一样有远除不尽，那该有多好，这样一生中都可停留在年轻的状态，永远都是那么强壮、有活力、健康，只可惜，青春在人生的旅途中，只是白驹过隙，所以要好好珍惜，趁它在燃烧时，先播下美德的种子，收获才会伴随一生。
燃烧的跳板 篇6
一段畸型的情感故事，终于以一种最激烈的方式平息了下来。
人们在为之痛惜，但却没有人想得出这个故事，是否有另外的美好结局。
于是所有人都接受了眼前的暴烈。
猴年腊月二十七，人们喜气洋洋地等着过年，然而无情的大火将陈云飞年轻的躯体炼成了一块焦炭。他面部表情平和，虽然被活活烧死，但他依然保住了他一生最珍惜、也最不能丢的东西——面子。
将他灌醉，让他安睡，再将汽油泼在他和自己身上……没有人知道，沈青竹是为了顺利实施自己的计划，还是为了减轻他的痛苦，将安眠药放在了他的酒里。
这一年，他25岁，她36岁。
当爱情成为财富的跳板
陈云飞是千百万从农村涌向城市的年轻人中的一员，他带着年轻生命的冲动和对财富的渴望，游走在城市里他看得见的种种机会的边缘。然而，创富的道路却不是一个满脑幻想的高中生所想像的那样简单。厦门、广州、新疆，一溜烟地跑下来，收获的只是一脸的沧桑、满手的老茧和对人生不易的慨叹。老板梦还是那么遥远。
2000年，陈云飞来到长沙，在一家塑钢厂谋到一个工程业务员的差事。厂外，他用心良苦地结交着每一个生意伙伴；厂内，他越过自己的业务范围，学习研究塑钢的生产经营管理，等待着“打工仔翻身做老板”的时运到来。但他也明白，一个农村孩子要在人地生疏的城市里实现“咸鱼翻身”，仅靠自己单打独斗绝不可能，他得寻找冥冥中那个人生运势的“贵人”，来帮助自己，把自己扶上马。
“贵人”说来就来了。2001年，30多岁的女生意人沈青竹与陈云飞做成了一小单业务，两人由此认识。面对年轻英俊的陈云飞，离婚多年孤身独居的沈青竹不觉多了一分好感与热情；而陈云飞眼里，沈青竹多少算个富婆，他隐约从她身上看见了自己“傍”上的前途和希望。于是两人带着各自的目的交往日深，成了好朋友。
不久，沈青竹接到一单规模较大的塑钢窗业务。陈云飞一看机会来了，说：“与其拿给老板做，不如我们合伙开个塑钢门窗厂，自己赚!”并提议由沈青竹出资金，他出技术，组织生产。“对啊!”沈青竹顺水推舟，她正在想用什么样的方式，为他们有更多的见面机会创造条件。她觉得自己已经爱上了他!
工厂轰轰烈烈地开办起来了。显然这次投资超出了纯商业的目的，而附带了更多的非商业性目的和意义：一个是为了渴盼已久的爱情，一个是为了渴盼已久的财富。道不同，却心生孽恋——一半是海水，一半是火焰。
最终这笔生意亏了。技术的不成熟造成了返工和大量浪费，整个生产成本反而比直接找别的塑钢门窗厂代为加工生产还昂贵。但参与这笔生意的两个合伙人却“赢”了。陈云飞感到满意和得意的是：自己找到了一条通向财富的捷径，终于由打工仔一步飞升，成了老板，刚20岁出头就获得了比同龄人多得多的人生经历、商业经验。但他哪里知道，商界并没有捷径可走。年轻帅气是魅力却不是资本，如果你非要把它当作一种资本来投资，那么成功最终不会属于你，而且你还得自始至终付出心灵的牺牲。
是的，陈云飞牺牲了心灵的自由，他至少牺牲了灵魂中爱的自由——他成了沈青竹的恋人，成了一个比他大10多岁红颜渐逝的女人生命中最重要的一部分。
当财富成为爱情的诱饵
沈青竹自幼生活在一个缺少爱的家庭。父母离异后，母亲看破红尘，到庙上做了居士，渐渐不再关心凡事，与子女少有往来。父亲性格乖戾，父女感情断裂。沈青竹从少女时代开始便独闯江湖，渐渐积累了丰富的商业经验和胆识，一个弱女子在风高浪急的商海中保持小船不翻，并且常常满载而归。结婚后，本以为从此可以有个人相互搀扶着走路，谁想丈夫并不能给予自己想要的关爱，却动辄对自己拳脚相加。
尽管已经育有一子，倔强的沈青竹仍然选择了离婚，再次在漫漫商旅孤独地风雨兼程。从此，她用繁忙的生意来压抑自己对爱和情欲的渴望，她用一次又一次商业成功的喜悦，来冲抵感情失败的苦涩。然而，感情就像弹簧，你向它施加的压力越大，它就越是强烈地反作用于你，压抑得越多，渴望也就越大。
陈云飞的阳光，让沈青竹觉得感情的春天再次到来，尽管多年的商海摸爬滚打积累的经验教训一再提醒她谨慎对待感情。一次意外事件还是让两人最后一道防线彻底失守。
一天下午，沈青竹到位于城乡结合部的工厂去检查工作，处理完所有的事务已是深夜，交通车已经没有了。和从前一样，一向特立独行的沈青竹挎着皮包独自步行下山。经过一段少人行走的路时，黑暗中突然跳出两个人，飞身夺下她肩上的皮包。沈青竹急忙抓住歹徒的衣服，那家伙却像泥鳅一样将衣服一脱，跑了。沈青竹追上去，对方却亮出刀来。沈青竹不敢再追，急忙返回工厂求救。陈云飞率领一帮工人去追，歹徒没抓住，却将已被洗劫一空的皮包找了回来。
沈青竹内心深处那根脆弱的弦被拨动了。她深深地感到，一个女人要在商海孤独地奋斗是多么的不容易。她迫切地想要找个男人来依靠。那一夜，沈青竹再也不愿隐藏自己的恋情，她终于向陈云飞敞开了心扉……温柔的堤坝彻底打开，感情的潮水汹涌而下，从此她不再孤独。她体贴人微地呵护着陈云飞，幸福地付出并享受着一个女商人温柔的另一面。
两个人相扶着走上了一条不归路，人们看见的只有背影。
理性严肃的商业终于被情感征服，但这是一个严重的错误，尤其是将下属变成情人。显然，处于弱势地位的下属往往并不能真正爱上他的上司。如果你想给一个行将倒毙的人一块面包，你只能慈爱地欣赏他狼吞虎咽，满足于“救人一命胜造七级浮屠”的佛家理念，而不要奢望更多。甚至你可以要求得到面包的人以生命作为对你的报偿，却不要希望用这块面包换来他的爱情。
但对倔强的沈青竹而言，爱就爱了，爱就是不顾一切。
当财富与爱情水火不容
一
感情的裂缝出现在2002年春节。
陈云飞摆出一副成功者的姿态回贵州老家过年，却将沈青竹孤独地留在长沙。在家乡人面前，陈云飞露富摆阔，风光无限，成为山村的“年度新闻人物”。乡亲们强烈关注、羡慕不已的同时免不了好奇地探究其成功的秘密。
恰巧沈青竹耐不住独自过年的寂寞，赶到了陈云飞的老家。秘密大白于天下。陈云飞仍然不肯公开承认这段感情，向家乡人介绍沈青竹时，却掩耳瓷铃般地只称是生意合作伙伴。这年头，农民也不是傻的，嘴上不说，心里却敞亮得很。
陈云飞强烈地感受到沈青竹刘他的关心爱护，也清楚地知道沈青竹能给他带来的巨大改变。然而，内心里，却有一个声音在强烈地抗拒着他完全接受这个女人：比自己大十来岁而且不漂亮，是一件很没面子的事?再说，传统守旧的家乡人不会理解这段差距悬殊的感情：首先是她在经济上绝对优势，然后是我在年龄和长相上的绝对优势。在农村人看来，这就是不般配。在尴尬和幸福面前，陈云飞选择了保全面子，不敢将自己的感情公诸于众。
自己不能拿出一个说法来主导舆论，实际上就是任由别人去猜测。于是，在或玩笑或误解或嫉妒的心理支配下，“陈云飞傍富婆求富贵”的消息四散而起。陈云飞和他的家人终于感受到了压力。年后，陈云飞返回长沙，临行前母亲把他叫到一边，叮嘱道：“儿呀，沈青竹只能作我的干女儿哟!”言下之意，不能做媳妇。
在压力面前，陈云飞一方面抱着虚荣心和面子观，另一方面义以妥协和逃避的方式应对世俗，他对自己的感情犹豫起来。沈青竹多次催陈云飞结婚，陈云飞不置可否。恋爱变成遥遥无期的同居，沈青竹终于紧张起来，开始怀疑陈云飞真的是在爱她还是在骗她。
二
陈云飞的工厂终于艰难地存活了下来。两年的苦苦挣扎，两年的苦心经营，小厂业务逐渐有了起色，开始有了效益。有了钱的陈云飞主动承担起了两个人的开支。沈青竹很高兴，对于陈云飞也开始刮目相看：这小子果然是个料子，只要搭个楼梯，他就爬得上去，不是那种扶不起的阿斗。从此，5000元、1万元、2万元，陈云飞源源不断地赚钱回来，交到沈青竹的手里。小厂的、投资慢慢全部收回，并逐渐有了赢余，沈青：竹内心里对陈云飞更加依恋了，觉得陈云飞是一个值得她终身依靠的男人。陈云飞在沈青竹面前也找到了自信和尊严：我并不是那种必须依靠女人才能生存的窝囊废吧?
出于拉关系、找工程的需要，陈云飞难免有时要请客人洗洗脚、泡泡桑拿。对陈云飞心存疑虑的沈青竹很不放心，担心“男人有钱就变坏”，更担心陈云飞“变坏”了就抛弃自己，开始严密监视陈云飞的一言一行：偷听陈云飞打电话，翻看陈云飞的手机通话记录和短消息，常常无中生有、醋意大发。不信任导致无休止的折腾，陈云飞越来越难以忍受，逆反心理也出来了：我也不欠你什么，你凭什么控制我的人身自由嘛?
沈青竹却心理失衡，争吵日甚一日：你身无分文到长沙，是我把你扶上马，你现在翅膀硬了，就想飞了，这不是明显在利用我、欺骗我的感情吗?她不甘心就此“安静地走开”。当然，她更不能想像自己离开陈云飞、离开他的那个朋友圈子，回到从前那种孤苦伶仃的状态将是何等的痛苦，她决心不惜一切代价，不择一切手段，要抓住这段感情，抓住陈云飞，她决不能容忍幸福从自己手里滑落。
陈云飞却不服。你的投资我已全部还清，从经济上讲你已经收回投资并且还略有赚头；至于感情，我一个黄花闺男跟你一中年妇女几年了，到底谁吃亏谁占便宜还不明摆着的吗?对沈青竹的好感荡然无存，家庭已失去宁静和温暖，情人已经有人无情，找不到任何感觉，年轻的陈云飞不得不偶尔外出，从其他女人身上寻找心灵的慰藉。
麻雀飞过终有影子。沈青竹抓住把柄，每每小题大做，闹得四邻不安。既然过不下去了，那就分手吧。沈青竹却不依不饶，第一次，就要从7楼上跳下去，陈云飞眼疾手快抱住了；第二次，沈青竹一口气吞下一瓶安眠药，陈云飞立即送到医院，才将其救活过来；第三次，割腕，又被陈云飞救过来。每一次大闹，都能换来陈云飞顾全大局般的暂时妥协。沈青竹得到了陈云飞的身，却让陈云飞的心离她更远。苦思多日，沈青竹心生一计，只有彻底断绝陈云飞的一切经济来源，让他重新变得一无所有，他才会乖乖地跟自己走，不会再有二心。
财富与爱情都将烟消云散
出事前的10多天，陈云飞就感觉到了事态的严重，他担心沈青竹做出不理智的行为。这场已经预料到了的灾祸还是没有躲得过。
2005年春节前一个月，质监局、技监局、』：商局等几大部门工作人员、报社记者、工程甲方负责人突然齐刷刷扑向陈云飞的工地上，称接到举报，陈云飞的塑钢门窗材料以次充好。当初为了战胜竞争对手，陈云飞以低价接到这个工程，但如果实打实做出来，只有亏本的份。为求得一点利润，在一些甲方不会太关注的地方的用材上，陈云飞使用了偷梁换柱之计，不想却让人给拱了出来。陈云飞绞尽脑汁，四处活动，花了好几万元终于勉强摆平此事，不想过了没多久又有人举报他，那些有心要保住陈云飞的人都有些坐不住了。陈云飞彻底愤怒了，找朋友调查举报电话，结果让他震惊，举报者竟然就是沈青竹!
陈云飞吓坏了。他知道沈青竹已经在对他下毒手了，她正在将他置于死地。沈青竹对他知根知底，陈云飞对她的毁灭能量毫不怀疑。沈青竹在朋友中放出风来：她能将一个人扶上马，就能将一个人拉下马，她要将陈云飞“打回原形”，“让他100元钱来到长沙，又揣着100元钱回老家”。
陈云飞知道矛盾激化的后果：女人是想得出来就做得出来的。他仍然痛苦地对沈青竹笑脸相向，装着什么都不知道，但从此却多了份戒心，接到新的工程，也不敢对沈青竹讲了，签了合同也不敢拿回家让沈青竹看到。纸始终包不住火。装是装不下去了，两人不得不把话挑明了说。
女人永远不会原谅谁破坏自己的感情；男人永远不会原谅谁破坏自己的事业，哪怕对方的出发点是爱。对人生安全极度担心，对感情彻底绝望，陈云飞下定决心分手。但那个被沈青竹举报的工程，已经进入尾声，工程款还没收到。左思右想，他决定暂时妥协，与沈青竹重归于好，等工程款收到后再提出分手。陈云飞取了一贯的哄女人开心的方法，违心地答应不离开沈青竹。
2005年春节又近。陈云飞打算买辆二手桑塔纳回老家，一来摆摆阔，东路一下自己的虚荣心，二来也可增强老家银行对他的信心，货点款。但购车的钱却不够。与沈青竹谈，已经两年多与陈云飞没有经济往来的沈青竹却爽快地答应借几万元给他。陈云飞交了定金，第二天就准备提车开回老家，却又不答应带沈青竹回才家。沈青竹想不通了。她偏激地认为陈云飞就是在利用她，骗她的钱，一旦钱到手，就不再考虑她感受，哪怕是带她回家过年这样小小的要求都不能满足她！付出时，如果想到回报，那付出得越多，期望越高，失望也就越大。
那天晚上，发生了怎样激烈的争吵，已经无不知晓。
燃烧 篇7
笔者制备了两种典型的火灾试验用标准燃烧物,利用实体房间火热释放测试装置对选定的燃烧物开展燃烧特性试验,研究分析标准燃烧物的燃烧性能。
1 标准燃烧物的制备
火灾试验用标准燃烧物的制备应考虑如下因素:
(1)燃烧特性应稳定、重复性较好;
(2)组成材料应具有较好的代表性和普遍性,且简单易得;
(3)内部结构应相对复杂,适当增加灭火难度;
(4)作为构建火灾模型最小单元,应便于摆放组合。
为便于分级组合,笔者初步选定200、800 MJ/m2为两种标准燃烧物所代表的火灾载荷密度值,通过标准燃烧物的码放叠加来满足不同场所火灾载荷密度的规定。基于火灾载荷密度以及可燃物的材料组成,选定采用纸箱、纸隔板和塑料杯组成的塑料杯组合体标准燃烧物,代表的火灾载荷密度约为800 MJ/m2;选定采用纸箱、纸隔板和纸杯组成的纸杯组合体标准燃烧物,代表的火灾载荷密度约为200 MJ/m2。塑料杯组合体标准燃烧物是在瓦楞纸箱中放置聚苯乙烯塑料杯,瓦楞纸箱尺寸为500 mm×500 mm×500 mm,塑料杯排列5层,每层25只塑料杯,纸箱中用以隔离塑料杯的纸隔板的厚度为4 mm,其中塑料总重3.75 kg,占总质量的55%,纸箱及纸隔板含水率不超过8%,理论火灾载荷为194 MJ。纸杯组合体标准燃烧物是在瓦楞纸箱中放置全木浆纸杯,其中纸杯总重1.25 kg,占总重30%,理论火灾载荷密度为59 MJ。两种标准燃烧物内部均为类似“蜂窝”结构,一定程度上增加灭火的难度。
图1、图2为选定的塑料杯组合体标准燃烧物和纸杯组合体标准燃烧物的实物图,表1为两种标准燃烧物所用材料的基本性能指标。
2.1 试验装置
为研究分析标准燃烧物的燃烧性能,采用实体房间火热释放测试装置测定热释放速率、燃烧总热值等指标,设备如图3所示。设备主要包括主点火器和辅助点火器、框架、集烟罩、收集器、有导流片的管道、测试管段(包括样品气体取样器、用于测试流量的双向检测器和热电偶以及烟雾测试通道)燃烧器气体控制部分、白光烟雾测试系统气体分析系统(包括顺磁性氧气分析仪,红外二氧化碳分仪(0～10%)、一氧化碳分析仪(0～1%)、灰分过滤、气体冷阱、干燥柱、泵、废物校整、烟雾测试控制器等)、数据采集单元和分析软件。
2.2 试验方法
为减小风速等环境因素对燃烧物燃烧特性的影响,燃烧试验在实体房间火热释放测试装置中的试验房间中进行,试验房间的尺寸和要求符合GB/T 25207-2010《火灾试验 表面制品的实体房间火试验方法》中的规定,如图3所示。
引火源为4个钢制燃料罐,其内径为80 mm,高度为100 mm。燃料罐放在金属支架上,上沿距地面400 mm。燃料罐内先加入400 mL水,再加入10 mL正庚烷,燃料罐中心分别位于试样底边四角正下方,燃料罐上沿距试样下表面15 mm。添加燃料后应在1 min内开始试验。
试验前,将试样置于如图4所示的支架上,使试样下表面距地415 mm。试验引火源、试样的布置如图5所示。开启所有的记录和测量仪器,采集数据2 min后,在10 s内将燃料罐全部引燃。试验过程中,随着火势的发展适当调整风机的排烟量,以使集烟罩收集到所有的燃烧产物。当燃烧热释放速率低于试样燃烧热释放速率峰值的5%,且持续时间超过30 s时,停止采集数据,终止试验。试验过程如图6、图7所示。
3 试验结果及数据分析
按GB/T 15000.3-2008《标准样品工作导则(3)标准样品 定值的一般原则和统计方法》的规定,在总数分别为1 000个的两种典型的标准燃烧物样品中,分别随机抽取20个开展燃烧特性试验。由于引火源热释放速率为10 kW,故以热释放速率达到10 kW时作为燃烧增长的起点,热释放速率(RHR)曲线如图8、图9所示。
依据RHR曲线,计算得到每个标准燃烧物的总热
值;采用火灾对RHR曲线进行拟合,计算得到火灾增长速率值。试验结果如表2、表3所示。
数据分析如下:
(1)从图8、图9可以看出,两种标准燃烧物各次试验热释放速率曲线分布趋向一致,特别是在火灾增长阶段(t≤300 s)的一致性更加明显;
(2)从表2可以看出,塑料杯组合体标准燃烧物实测平均燃烧总热值为157.8 MJ,总热值标准差为11.0 MJ,火灾增长速率标准差为0.000 624,离散系数为6.97%和8.63%,小于燃烧试验的经验离散系数20%,表明该燃烧物燃烧性能稳定、重现性较好。
(3)纸杯组合体标准燃烧物实测平均燃烧总热值为51.1 MJ,总热值标准差为6.54 MJ,火灾增长速率标准差为0.000 114,离散系数分别为12.8%和7.14%,小于经验离散系数,也表明该燃烧物燃烧性能稳定、重现性较好;其中总热值的离散系数与塑料杯组合体标准燃烧物相比较大,主要是由于纸杯组合体标准燃烧物在明火熄灭后,阴燃的时间较长,各次试验终止采集数据的时间存在一定的差异,因而造成纸杯组合体标准燃烧物的总热值偏差相对较大。
(4)塑料杯组合体标准燃烧物和纸杯组合体标准燃烧物的平均火灾载荷与理论火灾载荷的偏差为18.5%和13.4%,理论火灾载荷是各组成材料在理想燃烧条件下利用氧弹法测定计算而得的,由于实测时的试验方法及燃烧条件的差异,造成实测值与理论值存在一定的偏差也是允许的。通过实测值计算,塑料杯组合体标准燃烧
物和纸杯组合体标准燃烧物所代表的火灾载荷密度分别为631.2、204.4 MJ/m2。
(5)按t2火拟合得火灾增长速率α,在规定试验条件下,塑料杯组合体标准燃烧物的平均值为0.007 23,介于慢速火(α=0.002 77)与中速火(α=0.011 1)之间,靠近中速火;纸杯组合体标准燃烧物的平均值为0.001 6,属于慢速火。
4 结论与展望
塑料杯组合体标准燃烧物可近似代表火灾载荷约为157.8 MJ,接近中速火,纸杯组合体标准燃烧物可近似代表火灾载荷约为51.1 MJ的慢速火。
在火灾试验用燃烧物标准化方面进行了探索性研究,为今后通过标准可燃物的不同组合及摆放形式,构建不同火灾增长速率和火灾载荷密度的火灾试验模型奠定了物质基础。但由于实际可燃物的多样性、火灾的复杂性以及引火源的影响等,要建立与实际火灾相对应的试验模型,还需要在标准燃烧物与实际可燃物之间的对应关系、摆放形式以及引火方式对火灾增长的影响等方面作进一步研究。
摘要：基于典型场所的火灾载荷密度及可燃物,制备了典型的塑料杯组合体和纸杯组合体标准燃烧物,开展两种标准燃烧物的燃烧特性试验研究。结果表明,两种典型的标准燃烧物的燃烧性能稳定,总热值、火灾增长速率数据偏差较小,实验的重现性良好;在一定条件下,塑料杯组合体标准燃烧物可近似代表火灾载荷约为157.8 MJ的近中速火,纸杯组合体标准燃烧物可近似代表火灾载荷约为51.1MJ的慢速火。
关键词：火灾试验,标准燃烧物,热释放速率,燃烧特性
参考文献
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燃烧 篇8
燃烧器是沼气采暖锅炉中的重要组成部分,是锅炉设计中的重点,只有确定了燃烧器的结构形式以及各项结构参数,制造出与其匹配的采暖锅炉才能达到预期的供暖效果[1]。目前燃烧器的形式及分类非常多,且大多适用于天然气、人工燃气或液化石油气,而针对沼气设计的燃烧器较少,且存在燃烧不充分、稳定性差等缺点和不足,目前尚没有一种燃烧器能满足所有的性能要求[2]。而金属薄片叠层构成的多孔介质燃烧器具有体积小、功率大、负载范围宽、污染物排放低等特点,因而具有广阔的应用前景。本试验研究的目的为确定多孔介质燃烧器各影响因素的贡献率,确定较优参数,为进一步设计和改进多孔介质沼气燃烧器提供基础技术参数,为产品工业化生产与应用提供技术支撑。
1 试验材料、装置与方法
1.1 试验材料
试验的燃烧器为金属薄片叠层式燃烧器,其外形为圆柱形,直径为100mm,高为140mm;火孔由648个长为6.6mm、宽0.7mm的矩形缝隙和360个直径为0.7mm的圆孔组成,燃烧器实物如图1所示。
沼气燃烧器的试验研究是利用“东北农业大学高寒地区沼气生产工业化中试试验装置”所产生的沼气为气源,其甲烷的含量为69.69%,沼气的低位热值为25 132 kJ/Nm3。
1.2 试验装置与方法
本试验根据正平衡原理,参照家用燃气炉具的国家标准建立试验台,采用二次正交旋转组合设计方法,对燃烧器的性能参数进行了试验研究。试验数据通过Design Expert (DX7)专业软件进行回归分析,给出试验诸因素对燃烧器热负荷和热效率的影响模型及优化结果,并进行方程检验。燃烧器试验装置如图2所示。
1.3 试验设计及因素确定
试验在单因素的基础上,采用二次正交旋转组合设计方法,多因素多水平实施。选择对燃烧影响较大的沼气流量、喷孔直径和一次空气量系数作为试验因素[2]。研究在保证稳定燃烧、无脱火、无回火和无黄焰条件下,考虑各因素对燃烧器热负荷及热效率的影响。各因素代号及试验水平域分别为:沼气流量Q(1～5 m3/h),喷孔直径d(4～8 mm),一次空气量系数α(0.61～0.77);试验响应指标为:热负荷yw(kW),热效率yη(%)。试验因素水平编码表如表1所示。
1.阀门 2.沼气流量计 3.温度计4.U型压力计 5.沼气燃烧器 6.铝锅 7.温度计
2 结果与分析
2.1 试验结果
试验原始数据通过Design Expert (DX7)软件处理得到燃烧器的燃烧性能指标如表2所示。
2.2 回归方程
采用三因素二次回归正交旋转组合实验优化燃烧参数,将燃烧热负荷和热效率分别进行回归分析。
根据试验数据,通过Design Expert (DX7)软件处理得到热负荷yw与试验因素的原始回归方程为
yw=-6.35-0.35x1+2.98x2+7.44x3+0.27x1x2-
2.06x2x3-0.26xundefined-0.21xundefined-0.18xundefined
软件处理后显示,3个因素的影响因子贡献率的大小顺序为:x1>x2>x3。说明在燃烧试验过程的3个主要影响因素中,沼气流量对其影响最大,喷口直径次之,一次空气量影响最小。
回归方程的显著性检验,F检验可以反映上述回归方程的有效性,其F检验结果如表3所示。
由表3可知:F1=3.04< F0.05(5,8)=3.69,F1检验通过;F2=5.84>F0.01(9,13)=4.19,F2=检验通过,极显著。
所以,正交旋转组合试验所获得的回归方程与实际情况具有很好的拟合关系。二次正交旋转组合设计获得的模型能够反映实际规律,是有效的。
通过上述分析剔除极不显著项,可获得试验因素与合格系数的回归方程为
yw=-6.35-0.35x1+2.98x2+
0.27x1x2-0.26xundefined-0.21xundefined
试验因素实际量化,得到回归方程为
yw=-6.35-0.35Q+2.98d+0.27Qd-
0.26Q2-0.21d2
根据同样的方法,可以获得热效率的回归方程为
yη=-40.25-25.99Q+14.17d+
2.12Qd-1.37d2
2.3 图形分析
2.3.1 热负荷变化分析
双因素对热负荷影响的等值曲线曲面图,如图3所示。由图3(a)可见一次空气量系数置“0”水平0.69时,在d,Q双因素综合作用下,燃烧器的热负荷随沼气流量的增加而逐渐增加后下降。喷孔直径对热负荷的影响因与沼气流量存在交互作用而呈不同变化趋势:当流量较小(<2m3/h)时,热负荷随喷孔直径增加而逐渐下降,其原因是沼气流量小而喷孔直径大,喷孔出口的气体流速较小,不能与空气完全混合,燃烧不够充分;随着流量的增加,在2～4m3/h范围内,喷孔直径对热负荷的影响较简单,呈上升趋势;而在流量较大(>4m3/h)时,热负荷随喷孔直径增加而增加后基本保持不变。d,Q交互作用显著。
由图3(b)可见,当喷孔置“0”水平6.0mm时,α,Q双因素的综合作用较简单,热负荷随沼气流量增加而增加,一次空气量系数对热负荷影响较小,在流量较高区域几乎不产生作用,交互作用不显著。
由图3(c)可见,当流量置“0” 水平3.0m3/h时,热负荷随喷孔直径的增加先增加达到最高值后逐渐降低,一次空气量系数在以直径为6mm的两侧呈现相反的变化规律。其原因是在直径较小的区域,随着一次空气量系数的增加沼气与空气混合均匀,燃烧越来越充分,故热负荷有所增加;在直径较大的区域,喷孔出口的气体流速较小,火焰较短,排烟损失较大,热负荷有所降低。交互作用的影响比α,Q的交互作用略大,但亦不显著。
2.3.2 热效率变化分析
双因素对热效率影响的等值曲线曲面图,如图4所示。由图4(a)可见一次空气量系数置“0”水平0.69时,燃烧效率随沼气流量的增加而逐渐降低;而喷孔直径对效率的影响变化规律与沼气流量有关系,在流量大于3m3/h时效率随直径的增加而先增加后下降,流量小于3m3/h时效率随直径的增加而下降。喷孔直径和沼气流量有交互作用。
由图4(b)可见喷孔直径置“0”水平6.0mm时,燃烧效率与沼气流量近似线性关系,效率随沼气流量的增加而几乎均匀地下降。其原因是随流量的增加火焰长度不断的增加,部分火焰溢出受热面所导致的;一次空气量系数对燃烧效率几乎不产生影响,效率有略微的下降,考虑为主要是空气量较大,热损失增加造成的。交互作用极不显著。
由图4(c)可见沼气流量置“0”水平3.0m3/h时,曲面基本呈对称型,随喷孔直径的增加,效率线上升到最大值后缓慢下降,一次空气量系数对燃烧效率影响较小。该双因素的变化规律没有联系,所以交互作用不显著。
2.4 参数优化
在建立的回归模型基础上,以热负荷及热效率为试验指标,在沼气燃烧过程中力求取得最大值,利用Design Expert (DX7)对3因素进行优化组合,得到优化结果和验证值如表4所示。
3 结论
1)得出了3个因素对热负荷和热效率的回归方程,并得到3因素对燃烧器影响的贡献率大小顺序。从大到小以次为:沼气流量、喷孔直径和一次空气量系数。
2)3个因素之间存在交互作用对燃烧的影响,沼气流量与喷口直径的交互作用对热负荷和热效率的影响显著,而沼气流量与一次空气量系数、喷口直径与一次空气量系数的交互作用对热负荷和热效率的影响不显著。
燃烧 篇9
关键词：均质压燃,低温燃烧,燃烧理论
0前言
内燃机是将燃油的化学能通过燃烧释放为热能,燃烧的热能通过缸内热力循环由曲柄连杆机构转换为机械能的动力装置。它是目前热效率最高,应用范围最广的动力装置。广泛应用于汽车、机车、轮船、农用机械、工程机械及军用车辆等移动装置的动力源,因此内燃机与人们的日常生活、国民经济建设和国防建设息息相关。
内燃机也被认为是现代工业文明最重要的发明之一。19世纪60年代德国工程师奥托发明了“奥托循环”奠定了现代点燃式汽油发动机的基础,19世纪末德裔工程师狄塞尔研制成功的四冲程柴油机奠定了现代柴油发动机的基础。而石油作为内燃机的燃料使内燃机摆脱了最初建立在煤气为燃料基础上的固定式发动机,从而迈向移动式的车用动力,并极大推动了汽车的发展,改变了现代人的生活。
内燃机经过100余年的发展,技术日臻完善,由当初的一个简单的机械产品发展成为集现代智能控制技术、燃烧技术、信息技术、材料技术和精密加工技术于一体的高新技术集成,内燃机技术取得了飞速发展。尤其是20世纪70年代以来,随着发达国家排放法规和油耗法规的实施,内燃机技术发展更为迅速。与20世纪70年代相比,内燃机燃料利用率和有害排放得到了大幅度改善,其中有害排放物已减少了90%以上。尽管如此,人们普遍认为,内燃机仍有巨大的节能减排潜力,内燃机正向超低排放、零排放迈进。
回顾内燃机技术的发展历程,高效清洁燃烧技术是贯穿内燃机技术进步的核心技术,燃烧技术每一次突破都会带动内燃机技术的重大进步。因此,世界各国政府、国际内燃机学术界和工业界一直都十分重视内燃机燃烧技术的研究。我国也十分重视内燃机燃烧技术的研究,也取得过对世界内燃机燃烧技术发展产生重要贡献的先进燃烧技术,如20世纪60年代史绍熙教授的柴油机复合燃烧系统,20世纪80年代刘友钧教授的汽油机射流燃烧系统。进入新世纪以来,在科技部973项目资助下,连续十年支持了以苏万华教授为首席科学家的“‘均质压燃、低温燃烧’新一代内燃机燃烧技术的基础研究”,我们将从该项目的意义、技术背景以及取得的主要进展介绍这一燃烧技术。
1 内燃机节能减排的意义
内燃机是我国石油的主要消费源,消耗了我国60%的石油。随着我国经济的快速发展,石油总需求越来越大。我国从1993年已成为原油净进口国,2009年我国石油对外依存度首度超过50%,2011年7月国家工信部公布数据,1~7月,我国石油对外依存度达到55.3%,首度超过美国的53.5%。国际能源署(IEA)预测,“中国原油需求增速未来若保持不变,2030年石油进口依存度或将超过80%。”
内燃机是大气环境特别是城市大气环境的主要污染源。近年来上海市区机动车排放的CO,HC和NOx分担率分别为86%,90%和56%,北京在非采暖期,机动车排放的CO,HC和NOx分担率分别为60%,86.8%和54.7%。HC与NOx在太阳光照射下会引起光化学反应,形成光化学烟雾,刺激眼睛和喉咙,阻碍植物生长。内燃机排出的微粒物(PM),一般小于1μm,是城市大气中PM2.5的主要来源,可吸入到人肺的底部,微粒中的多环芳烃等是致癌物质,危害人类的健康。国家环保局提供的数据表明,全世界20个大气质量最差的城市中,中国占了10个。
因此,提高内燃机的燃料利用率,降低有害排放,对于节约石油资源,缓解能源压力,确保国家能源安全及保护环境有重大意义,是我国国民经济和社会发展的重大需求。
2“均质压燃、低温燃烧”燃烧技术
汽油和柴油都是从石油中提炼出来的,但它们性质差别相当大。汽油易引燃但自燃温度高,相反,柴油自燃温度低但难引燃。简而言之,汽油靠近火便可能燃烧,而柴油容易自燃。汽油给人印象好像很容易燃烧,但事实并非如此。此外,汽油是石油中低碳的成份,而柴油相对是高碳成分,所以汽油粘度小,易挥发,柴油粘度高,汽化温度高。
由于汽油和柴油两种燃料的理化特性和燃烧特性不同,内燃机分为火花点燃式内燃机(汽油机)和压燃式内燃机(柴油机),因此,传统汽油机和柴油机工作原理并不完全相同。
汽油机属于预混合均质燃烧,借助电火花点燃。由于汽油特性和爆震等诸多因素的限制,汽油机只能采用较低的压缩比,使热效率比柴油机低得多。为了控制排放,绝大多数汽油机都采用三元后处理器,需要将当量比控制为1,即进气中的氧气量正好是喷入的汽油完全燃烧反应理论当量。所以汽油机工况调节实质上是对进气量的调节,需要用节气门控制进气量,人们所说的油门对于汽油机实际上是进气节气门,是控制进气量的,发动机电控单元(ECU)会根据进气量计算出需要喷入多少燃油。在部分负荷工况,进气的空气量较小,此时进气过程中缸内的压力低于大气压力,产生所谓的泵气损失,从而导致汽油机热效率比柴油机低。综合上述因素,汽油机的燃料利用率比柴油机低20%~30%,这就是传统汽油机难以克服的燃料利用率极限。
柴油机是依靠发动机活塞压缩到接近上止点时的高温使混合气自燃着火,属于燃料喷雾扩散燃烧,即燃烧过程中大部分燃料是一边与空气混合一边燃烧,燃烧过程主要依赖于燃油与空气的混合过程。由于喷雾与空气的混合时间很短,燃料与空气的混合严重不均匀,导致缸内燃烧过程中温度与浓度分布极为不均匀,形成了高温火焰区和高温过浓区。在高温富氧区域产生大量的NOx排放,在高温过浓区,由于缺氧又生成大量碳烟。由于柴油机非均质燃烧的固有性质,使柴油机存在碳烟和NOx排放的最低极限。
提高汽油机热效率,降低柴油机碳烟和NOx排放一直都是内燃机燃烧技术研究的热点。多年来,人们试图想结合柴油机和汽油机的优点来解决上述问题,即柴油机的燃烧尽可能采用预混合稀燃燃烧(降低碳烟和NOx),而汽油机采用柴油机的压燃燃烧方式(提高压缩比)。实际上目前很多的先进内燃机燃烧技术都是向这一方向努力,如汽油机缸内直喷方式、柴油机通过电控喷油实现预喷燃油等。20世纪70年代未报道了基于这一概念——均质压燃,即实现均匀混合气、压缩自燃着火的燃烧。但由于当时内燃机电控技术刚刚发展,控制技术很难实现这一燃烧方式的有效控制,因此近20年内并没有得到发展。20世纪90年代末和21世纪初,随着控制技术的发展和汽车内燃机排放法规的日益严格,国际上学术界和工业界开始高度重视这一燃烧技术,认为是未来内燃机的燃烧替代技术,各国政府和跨国公司拆巨资开展相关的研究,以“均质压燃、低温燃烧”燃烧技术为代表的先进内燃机技术进入了新一轮的国际竞赛。
均质压燃燃烧技术结合了传统点燃式发动机(汽油机)与压燃式发动机(柴油机)的优点,采用预混合均质混合气、压缩自燃着火的燃烧方式,因此,它可以实现高热效率(高压缩比、减少泵气损失)和超低的碳烟和NOx排放(稀混合气)。早期的均质压燃技术强调均质的概念,实际上通过多年的研究发现,局部可控制的不均匀性更有利于燃烧过程的控制,同时在均质压燃燃烧控制中,为了抑制过快的燃烧反应速度,废气再循环是一种极为重要的控制方式。所谓的废气再循环是指上一个循环燃烧结束后的废气残留在缸内或通过排气管连通到进气管再吸入缸内。由于废气对混合气的稀释和废气中的CO2热容比大,废气可以有效地降低燃烧温度,因此“低温燃烧”是这一燃烧方式另一个重要特征。所以,我们将这一燃烧技术定义为“均质压燃、低温燃烧”燃烧技术。
3“均质压燃、低温燃烧”燃烧技术主要进展
我国几乎与国际上同步开展了以“均质压燃、低温燃烧”为代表的新一代内燃机燃烧理论和技术的研究。2001年,以天津大学、清华大学、上海交通大学和西安交通大学为主要建议和承担单位向科技部提出开展新一代内燃机燃烧理论与技术的基础研究项目建议得到了科技部973项目批准立项(同一年美国能源部也向国会建议拔款支持该技术的研究工作),2002年该项目组织了国内8所大学参与了该项目的研究工作,2007年继续获得了科技部973项目资助,除国内8所大学参加外,国内工业界也参与到该技术的应用研究中。经过近十年的研究,我国在“均质压燃、低温燃烧”新一代内燃机燃烧理论和燃烧技术的研究取得了突破性的进展,部分研究成果达到了国际领先水平,极大推动了我国内燃机燃烧技术的发展,促进了我国内燃机技术自主开发能力的提高。
如前文所述,对于柴油机来说,燃烧技术的关键是同时降低微粒和NOx排放,基本思路是加速燃油与空气混合,尽量燃烧“均匀”混合气,同时需要降低燃烧温度,实现“低温”燃烧。发动机高效、清洁燃烧的关键是实现发动机燃烧过程可控,也就是说实现对燃油混合和化学反应速度的控制,使混合时间常数与化学反应时间常数量级相当,燃烧过程沿着高效区域进行,同时避开微粒和NOx生成区域,即实现燃烧化学反应混合气浓度变化与燃烧反应温度路径的可控。为此,在柴油机燃烧技术研究中,发明了高混合率燃烧室技术,充分利用燃油喷射撞击燃烧室壁面的动量,提高燃油混合速率。同时,采用可控制的多次燃油喷射技术,将燃油“均匀”的“播撒”在燃烧室空间,使混合气尽量均匀。通过引入上一循环燃烧的废气实现废气再循环(EGR)来降低燃烧温度,抑制NOx排放。为了弥补采用EGR后燃烧过程中氧浓度的不足,采用串联布置的两级涡轮增压实现发动机高增压比,增加进入的空气量。但是,高增压必然会带来压缩压力和燃烧爆发压力增加,受发动机机械负荷和可靠性限制,缸内最大爆发压力必须控制在一个合理范围,研究中又发明了电控的进气门晚关技术,降低进气关闭时缸内的初始压力和温度,从而有效地降低了缸内最大爆发压力,也使柴油机实现了可变的热力循环过程。上述这些技术既有混合率促进技术,也有抑制化学反应率技术,在智能化的电控单元协同控制下,实现了柴油机燃烧路径的可调可控,从而实现高效清洁燃烧。
采用上述新的燃烧技术路线,通过与企业密切合作,在开发的产品样机上,实现了发动机不采用后处理技术,仅通过自身燃烧净化,即可达到国IV排放,进一步优化燃烧,可以满足国V排放标准。与满足国III排放采用传统燃烧技术的柴油机相比,节油可以达到3%~5%。将原始排放达到或接近国V排放标准的柴油机,通过采用后处理器则可以达到欧VI法规要求。欧VI法规是目前国际最严格排放法规之一,采用这一燃烧技术可以实现柴油机从国IV到欧VI技术路线的无缝衔接,这也标志着我国柴油机燃烧技术用十年的时间走过了欧美发达国家二十年的发展历程,达到了国际先进水平。
对于汽油机来说,燃烧技术的关键是提高汽油机效率,降低油耗。汽油机热效率低,油耗高的主要原因包括部分负荷和小负荷工况节气门的泵气损失,压缩比低导致的循环热效率低,燃烧持续期长导致的燃烧损失等。因此,汽油机采用均质压燃可以取消或减小部分负荷和小负荷节气门导致的泵气损失,还可以适当提高汽油机的压缩比,此外,均质压燃燃烧迅速可以减小燃烧持续期。但是,由于汽油不容易压燃,在小负荷工况由于混合气太稀会出现“失火”,因此,汽油机均质压燃的关键是拓展其运行的工况范围,实现在小负荷和乘用车常用工况均质压燃(乘用车主要运行在中小负荷工况),从而达到高效清洁燃烧的目标。
汽油机均质压燃在实现的技术途径上有两种方案,其一是基于传统气道喷射汽油机技术方案,另一种是基于缸内直喷的技术方案。这两种方案本质差别在于混合气的制备方式不同,前一种方案与目前广泛采用的气道喷射电控汽油机较好的继承性,结构变化小,但在混合气浓度分层控制上受到较大的制约;缸内直喷方案在混合气浓度分层控制上有较大的灵活性,通过缸内多次喷油技术实现混合浓度分层,但控制的难度更大。但这两种方案的燃烧理论基础和面临的科学问题基本是一致的,在中小负荷工况需要通过缸内的残余废气提高混合气的能量,使汽油混合气可以压燃,或采用火花点火与压燃并存的复合燃烧方式;在向大负荷扩展中,可以采用外部废气来抑制燃烧反应,即采用内部残余废气与外部废气的复合废气再循环技术。因此,气门升程与气门相位的连续可变技术是拓展汽油机均质压燃的重要技术途径之一。项目组提出的基于废气和温度控制的均质压燃燃烧控制模式正是基于可变气门技术实现的,目前实现了在怠速小负荷工况均质压燃燃烧模式。通过火花辅助点火、复合废气再循环技术以及爆震闭环控制技术,项目组研制成功了基于气道喷射与缸内直喷的汽油机均质压燃发动机样机,并实现了均质压燃着火与火花点火燃烧的不同燃烧模式平稳切换,样机测试表明市区工况节油达到18.3%,效区工况节油率可以达到13.2%,NEDC循环可实现节油率达到15.5%。在部分负荷工况下,样机的最大节油率达到了30%,NOx排放降低95%以上。
节能(降低CO2排放)是未来推动内燃机进步主要动力之一,同时随着石化燃料资源紧张,内燃机燃料向多元化方向发展。近十年来,以“均质压燃、低温燃烧”为代表的新一代内燃机燃烧理论和燃烧技术的研究极大地推动了内燃机燃烧技术的发展,人们对内燃机燃烧机理有了进一步深入认识。结合最近控制理论和技术的发展,国际上普遍认为:内燃机仍有巨大的节能潜力,“智能化发动机”是未来内燃机的发展趋势。所谓智能化发动机实质包括二个层面:第一个层面是对燃烧过程的精细化控制,即燃烧路径控制,燃烧相位控制和燃烧反应速率控制。燃烧精细化控制通过燃烧边界条件灵活可控与燃料特性灵活可控来实现,燃烧边界条件包括气门定时与升程(可变热力循环)、喷油策略(混合气分层)、可变涡轮增压器、废气再循环等;而燃料特性灵活可控是指上述燃烧边界条件可以适应不同的燃料,也可以采用两种不同特性燃料根据运行工况的灵活可控等。第二个层面是主要驱动的零部件灵活可控以降低零部件的驱动功,降低燃油消耗,如机油泵、冷却水泵、冷却风扇等。
燃烧 篇10
伊春北方水泥有限公司烧成二线原有的回转窑燃烧器以及配套风机分别为:
1.窑头燃烧器:型号NK-50/Ⅰ型四通道煤粉燃烧器,正常喷煤量为15t/h,最大喷煤量18t/h;2.分解炉燃烧器:没有(管道式直接喷煤);3.窑头一次风机(净风机):型号ARMG395(直联),电机型号YJTG335M-8P,功率为132kw,风机流量为181.4m3/min,压力为29.4kpa;4.窑头供煤风机:型号JAS-200(带联),电机功率为132kw,流量为66.1 m3/min,压力为68.6kpa;5.分解炉供煤风机:型号JAS-200(带联)两台,电机功率同为132kw,流量为67.6 m3/min,压力为68.6kpa(2台串联使用)。窑头燃烧器和分解炉燃烧器均不能满足生产需要。因此,必须进行技术改造。
1改造内容
1.1更换新型窑头燃烧器1台,型号:DJGX-530B奥通低氮四通道燃烧器;正常喷煤量为15t/h,最大喷煤量20t/h;
1.2更换新型分解炉喂煤管道风翅2件,型号:DJGX-S奥通旋流器;
1.3更换窑头一次风机一台,型号:S41,流量为80m3/min,压力为58.8kpa;
1.4更换窑头喂煤风机一台,型号:S32,电机型号Y2-50M-2,功率为55kw,流量为45m3/min,压力为49kpa;
1.5更换分解炉喂煤风机一台,型号:S41,流量为80.7 m3/min,压力为58.8kpa;
1.6更换全部管道。
总投资如下表:
2技术改造项目的创新点
在改造时,充分考虑节省资金,在购买分解炉喂煤风机及窑头一次风机时,只购买了风机,电机没有购买,利用原有电机,通过改变连接皮带轮的直径,改变速比达到现有风机流量为80m3/min,压力为58.8kpa的要求。
3经济效益分析
3.1煤耗降低
2013年5月至2015年10月,共生产熟料1573696吨,标准煤耗107.39kg/吨熟料,比改造前降低了0.93kg/t,按标准煤耗计算(平均热值5750卡/kg)节省原煤1781.7吨,节省资金500元×1781.7=89.085万元。
3.2电耗减少
改造后,分解炉减少喂煤风机一台(132kw),窑头喂煤风机由132kw降至55kw,装机功率减少了209kw(132×2-55)。改造后至2016年10月,窑运转时间为7269.8小时,减少电耗209kw×0.8×7269.8=1215510.56kw,按每度电0.6元计算,节省资金72.93万元。
3.3节省资金合计
改造后节省资金合计为162.01万元。
3.4改造后创效益为162.01-130=32.01万元。
3.5自从2013年5月技改完成以后,再没有由于燃烧器火焰出现扫窑皮、窑砖现象而导致停窑停产,火力集中,燃烧效果好,生产顺畅。熟料质量得到提高,熟料3天强度29~32Mpa,熟料28天强度59~62Mpa。
4结论
通过此次技术改造,降低了生产成本,使生产顺利进行,自验收以来未出现火焰扫窑皮、窑砖现象,保证了窑正常生产;并且熟料质量稳定提高;一次风量减少,使NOx生成、排放量减少,节能环保。
参考文献
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燃烧的充分条件 篇11
燃烧的充分条件有以下四条：一定的可燃物浓度：一定的氧气含量；一定的点火能量；未受抑制的链式反应。对于无焰燃烧，前三个条件同时存在，相互作用，燃烧过程中存在未受抑制的游离基(自由基)，形成链式反应，使燃烧能够持续下去。
燃烧按其形成的条件和瞬间发生的特点一般分为闪燃、着火、自燃和爆炸四种类型。
闪燃是物质遇火能产生一闪即灭的燃烧现象。
着火是可燃物质在空气中与火源接触，达到某一温度时，开始产生有火焰的燃烧，并在火源移去后仍能继续燃烧的现象。
自燃是可燃物质在没有外部火花、火焰等火源的作用下，因受热或自身发热积热不散引起的燃烧。
爆炸是由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象。爆炸可分为：物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。
物理爆炸是由于液體变成蒸气或者气体迅速膨胀，压力急速增加，并大大超过容器的极限压力而发生的爆炸。如蒸气锅炉、液化气钢瓶等的爆炸。
化学爆炸是因物质本身起化学反应，产生大量气体和高温而发生爆炸。如炸药的爆炸，可燃气体、液体蒸气和粉尘与空气混合物的爆炸等。化学爆炸是消防工作中防止爆炸的重点。
燃烧 篇12
稀土金属氧化物CeO2和La2O3作为高炉喷吹煤的助燃剂已有很多实验室研究报道[1,2]。研究结果表明, CeO2和La2O3可以作为高炉喷吹煤的煤粉燃烧助燃添加剂, 并且助燃效果显著。但对添加了助燃剂以后的煤粉进行工业模拟燃烧实验的研究较少。本文通过对添加CeO2和La2O3的潞安喷吹煤进行模拟工业高炉条件下的燃烧性能研究, 寻找能够提高潞安喷吹煤燃烧率的多组分助燃剂。
1实验
1.1 原 料
原料煤样以潞安漳村 (ZC) 、常村 (CC) 高炉喷吹煤粉为研究对象, 原料的工业分析和元素分析见表1。
通过调节助燃剂数量、种类、比例开展大量实验室静态燃烧实验研究后, 选择氧化镧、氧化铈、碳酸钙、氧化钙、三氧化二铁、二氧化锰这6种物质, 按不同种类、比例, 配制成6种助燃剂, 按比例与原煤进行充分混合获得煤样, 然后进行模拟工业试验。催化剂组成和比例见表2。
1.2 实验装置及方法
本实验采用高炉喷吹煤工业模拟燃烧炉, 其结构如图1所示。本实验装置可模拟高炉风口回旋区的燃烧条件, 采用两段卧式电炉模拟热风炉加热空气, 在燃烧炉内模拟高炉风口回旋区的煤粉燃烧状况。将经过干燥的煤粉喷入燃烧炉中, 测定煤粉燃烧率。
煤粉燃烧试验的热风温度控制在1 150 ℃, 富氧率控制在3%, 燃烧炉温度控制在1 400℃, 冷风流量24 m3/h, 冷风压力0.2 MPa。输送煤粉的气体为冷空气, 气体流量根据试验要求确定, 气体压力与冷风压力相同。煤粉喷吹的速度根据煤比为150 kg/t时煤/气比相同的原则控制, 煤粉燃烧后的残余物用集灰器进行收集和抽滤, 然后对未燃煤粉进行化验分析, 并计算出煤粉的燃烧率。
2实验结果
2.1 结果分析
对添加不同催化剂的潞安喷吹煤粉, 分别在模拟工业高炉风口条件下进行煤粉燃烧实验, 每次实验所用煤样质量均为1.2 kg, 实验结果分别见图2和图3。
由图2可以看出, 由CeO2、CaCO3、MnO2、Fe2O3按5∶35∶30∶30比例组成的助燃剂, 添加量为0.6%时, 可大幅度提高漳村喷吹煤的燃烧率 (由47.04%提高到54.97%) 。由图3可以看出, 由CeO2、CaCO3、MnO2、Fe2O3按10∶30∶30∶30比例组成的多组分助燃剂, 添加量为1.0%时, 可使常村喷吹煤的燃烧率由47.43%提高到52.78%。燃烧率的提高对于工业应用来说是相当重要的。
从喷吹实验的结果可以看出, 煤粉助燃催化剂的应用是有局限性的, 并不适合于任意煤种。漳村煤和常村煤所用助燃剂均为CeO2、CaCO3、MnO2、Fe2O3, 虽然组成比例不同, 但都起到比较明显的助燃作用, 是潞安喷吹煤较为理想的多组分助燃剂。
2.2 助燃机理探讨
根据实验结果, 组成为CeO2、CaCO3、MnO2、Fe2O3的多组分助燃剂对潞安喷吹煤的助燃效果较为理想, 其助燃机理探讨如下:
(1) Fe2O3的助燃机理。经XRD分析, 燃烧过程中的产物有FeO。说明在燃烧时, 有部分Fe2O3与无烟煤中的碳发生了氧化还原反应, 从而使煤粉的着火温度降低[3,4,5]。
(2) MnO2的助燃机理。MnO2热分解释放出的活性氧加快了着火初期的火焰传播速度, 因而提高了煤粉燃烧率[5]。
(3) 碱土金属类催化剂CaCO3不具备空轨道, 不能与煤粉中一些官能团产生配位键, 但它能够与煤粉中的酸性中心进行酸碱吸附, 促进小分子相在较低温度下发生断裂[6,7]。
(4) 向燃烧空间加入稀土金属氧化物CeO2, 可以抑制脱氢缩合反应, 促进脱炭反应, 从而有效改善燃烧效率, 缩短燃烧时间[8,9]。
有研究表明[10], 四种助燃剂的催化活性顺序为Ca-Fe-Ce>CaCO3>Fe2O3>CeO2。由此可见, 多组分催化剂比其他三个单一组分催化剂效果明显, 多组分催化剂中三种组分具有一定协同作用, 从而使多组分催化剂优于单组分催化剂的催化效果。在本次实验中, 多组分助燃剂可通过不同金属原子之间的复配, 比如金属—金属之间、金属—载体—金属之间的相互作用来调节助燃剂的活性与选择性, 各组分之间也起到一定的协调作用。
3结论
(1) 通过对配制的6种多组分助燃剂进行比较, 组成为CeO2、CaCO3、MnO2、Fe2O3的助燃剂是潞安喷吹煤较为理想的助燃剂, 可使漳村和常村喷吹煤的燃烧率分别提高16.86和11.28百分点。
(2) 多组分助燃剂可能通过不同金属原子之间的复配来调节助燃剂的活性与选择性, 各组分之间也起到一定的协调作用, 金属—金属之间、金属—载体—金属之间的相互催化作用原理是一个比较复杂的过程, 还有待进一步研究。
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