柴油富氧燃燒及窯爐熱工特性的研究.pdf

1、富氧燃燒技術(shù)是一種能實(shí)現(xiàn)既節(jié)約能源又減少排放的新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。它的加快燃燒速度，提高燃燒效率，降低能源消耗，減少?gòu)U氣排放和降低廢氣帶走的熱損失等優(yōu)點(diǎn)引起越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注，但國(guó)內(nèi)外對(duì)柴油富氧燃燒的火焰特性及熱工特性的研究較少，因此本文在模擬的燃燒實(shí)驗(yàn)臺(tái)上主要研究了柴油富氧燃燒及窯爐的火焰特性和熱工特性，旨在探討過(guò)剩空氣系數(shù)和助燃風(fēng)溫度對(duì)柴油燃燒的影響，尋找提高氧濃度對(duì)降低能源消耗及減少?gòu)U氣排放量的變化規(guī)律，通過(guò)理論計(jì)算為提出

2、設(shè)計(jì)適宜富氧燃燒的窯爐結(jié)構(gòu)和高效節(jié)能燃燒器提供技術(shù)參數(shù)和理論依據(jù)。
　　 本文主要采用風(fēng)速計(jì)測(cè)試火焰氣體的流速和壓力，分析了柴油在不同過(guò)量空氣系數(shù)，助燃風(fēng)溫度和氧濃度下燃燒時(shí)火焰噴出速度和壓力與它們的變化關(guān)系；利用K，S分度熱電偶對(duì)火焰多個(gè)溫度點(diǎn)測(cè)溫和使用紅外成像儀成像，研究了不同條件下助燃風(fēng)加溫和富氧燃燒時(shí)火焰溫度的變化規(guī)律；采用煙氣分析儀測(cè)試火焰末端，觀察口，排煙管等處的煙氣成分，為是否完全地燃燒，煙氣生成量，煙氣中NO、N

3、O2、NOx、CO、SO2、CO2含量等提供數(shù)據(jù)；同時(shí)從理論上研究了不同氧濃度對(duì)理論火焰溫度、黑度和熱效率等熱工性能的影響。
　　 結(jié)果表明：當(dāng)過(guò)?？諝庀禂?shù)從1.00增大至1.20時(shí)火焰溫度出現(xiàn)了先增大后減少的規(guī)律，同時(shí)當(dāng)過(guò)?？諝庀禂?shù)為1.00時(shí)出現(xiàn)了明顯的不完全燃燒，當(dāng)過(guò)剩空氣系數(shù)為1.10時(shí)，火焰溫度最高且煙氣中CO體積濃度為81ppm。助燃風(fēng)溫度的提高提高了柴油的燃燒效率，提高了火焰溫度，降低了柴油的消耗量和理論助燃風(fēng)量，

4、但由于實(shí)驗(yàn)中助燃風(fēng)加溫程度不高，因此助燃風(fēng)升溫對(duì)氮氧化物生成的影響并不明顯。
　　 柴油富氧燃燒后，在保證實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)溫度場(chǎng)穩(wěn)定的前提下，隨著氧濃度從21％至30％逐漸增加，沿火焰長(zhǎng)度方向的熱氣體溫度隨距窯墻距離的增加而迅速降低，火焰風(fēng)速和風(fēng)壓也隨之減少導(dǎo)致火焰長(zhǎng)度變短，火焰流速變急，火焰覆蓋面積變??；柴油耗量在氧濃度剛開(kāi)始增加時(shí)較為明顯，24％氧濃度時(shí)的柴油耗量比21％氧濃度時(shí)的減少33.3％，但隨后減少幅度下降；助燃空氣量，理論

5、廢氣量和CO2濃度隨氧濃度增加而逐漸減少，而NOx濃度則迅速增加，同時(shí)CO和SO2的濃度無(wú)明顯變化。
　　 在柴油富氧燃燒的理論計(jì)算過(guò)程中，理論燃燒溫度隨著氧濃度的增加而升高，30％氧濃度時(shí)，理論燃燒溫度大于2500℃；黑度則由于煙氣中三原子氣體分子CO2和H2O的體積濃度的升高而隨著氧濃度的增加而增加，30％氧濃度時(shí)，CO2和H2O的體積濃度之和大于33％，這大大增加了火焰的輻射能力；燃燒實(shí)驗(yàn)臺(tái)的熱效率隨氧濃度的增大而增大，當(dāng)