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我国燃煤工业锅炉碳氧化率分布及影响因素研究
1
作者 刘雪敏 胡浩南 +2 位作者 刘超 肖显斌 笪耀东 《锅炉技术》 北大核心 2026年第1期41-47,共7页
燃煤工业锅炉碳氧化率分布较为分散,开展其分布及影响因素研究对于提高碳排放量化水平具有重要意义。基于大量燃煤工业锅炉碳氧化率数据实测样本,分析了锅炉容量及负荷、燃烧方式、煤种等对碳氧化率的影响,并采用反向传播(BP)神经网络... 燃煤工业锅炉碳氧化率分布较为分散,开展其分布及影响因素研究对于提高碳排放量化水平具有重要意义。基于大量燃煤工业锅炉碳氧化率数据实测样本,分析了锅炉容量及负荷、燃烧方式、煤种等对碳氧化率的影响,并采用反向传播(BP)神经网络模型进行了碳氧化率的预测。结果表明:燃煤工业锅炉碳氧化率主要分布于82%~100%之间,平均值为91.60%。随着额定容量增大,碳氧化率分布趋于集中,且总体呈现升高趋势。对于不同燃烧方式,火室燃烧的碳氧化率最高,层状燃烧最低。褐煤、烟煤挥发分含量较高,碳氧化率相对较高。锅炉热效率与碳氧化率之间呈现明显的正相关性,碳氧化率与机械不完全燃烧热损失通过单位热值含碳量可一一对应。通过锅炉容量、负荷率、收到基低位发热量等参数,可以较为准确得预测燃煤工业锅炉碳氧化率。 展开更多
关键词 燃煤工业锅炉 碳氧化率 热效率 燃烧方式 单位热值含碳量 BP神经网络
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240 t/h循环流化床锅炉超低负荷试验研究
2
作者 朱建国 韩会忠 +3 位作者 吕清刚 刘敬樟 李栋 李怀坡 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期752-761,共10页
循环流化床锅炉在超低负荷运行时,存在煤耗高、主汽温度低和NOx排放值无法满足50 mg/m^(3)以下环保限值的技术瓶颈,严重制约了循环流化床锅炉的深度灵活调峰应用。在1台240 t/h高温高压循环流化床锅炉的炉膛两侧墙,各耦合了1支24 MW煤... 循环流化床锅炉在超低负荷运行时,存在煤耗高、主汽温度低和NOx排放值无法满足50 mg/m^(3)以下环保限值的技术瓶颈,严重制约了循环流化床锅炉的深度灵活调峰应用。在1台240 t/h高温高压循环流化床锅炉的炉膛两侧墙,各耦合了1支24 MW煤粉流态化自预热器,通过循环流化床主炉膛给粒煤和预热器给粉耦合燃烧方式,提升循环流化床低负荷燃烧的炉膛上部温度,并利用预热燃料还原循环流化床密相区已生成NOx的技术思路,破解循环流化床锅炉低负荷燃烧的技术难题。结果表明:煤粉自预热温度达到800℃以上,实现了锅炉负荷25%(预热给粉15%+主炉膛给煤10%)和锅炉负荷20%(预热给粉10%+主炉膛给煤10%)的稳定运行,且在超低负荷下,仅通过炉内喷氨,NOx原始排放分别为38.2和47.5 mg/m^(3),均达到了超低NOx排放标准,锅炉热效率分别为91.52%和91.09%。锅炉负荷25%和20%时,循环流化床主炉膛密相区温度均高于750℃,且锅炉负荷25%时,主炉膛出口温度达到670℃,形成了循环流化床锅炉超低负荷稳定、高效、清洁燃烧的技术方案和运行方式。试验研究结果为循环流化床锅炉深度灵活调峰技术研发和工程应用提供了重要支撑。 展开更多
关键词 240 t/h循环流化床锅炉 煤粉预热 超低负荷 超低NOx 灵活燃烧
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微重力甲烷层流射流扩散火焰的形态和碳烟特征
3
作者 朱凤 李丹 +1 位作者 王双峰 易宏 《空间科学学报》 北大核心 2026年第1期121-130,共10页
几何形态与碳烟特征是碳氢燃料扩散火焰的基本特性.微重力下层流扩散火焰特性研究可为揭示扩散燃烧的物理和化学机理以及建立湍流扩散燃烧模型提供重要途径.本研究利用中国空间站中的燃烧科学实验柜对同轴伴流甲烷层流射流扩散火焰进行... 几何形态与碳烟特征是碳氢燃料扩散火焰的基本特性.微重力下层流扩散火焰特性研究可为揭示扩散燃烧的物理和化学机理以及建立湍流扩散燃烧模型提供重要途径.本研究利用中国空间站中的燃烧科学实验柜对同轴伴流甲烷层流射流扩散火焰进行了在轨微重力实验,着重分析伴流条件对微重力火焰形态特征和碳烟特性的影响规律.实验在常温常压环境下进行,伴流包含不同氧气浓度的氮氧混合气体以及不同N2和Ar稀释比例的空气,伴流速度/射流速度比值小于0.5,产生远场和近场射流火焰的甲烷流量.研究结果表明,基于射流流场相似理论的简化模型能够对射流远场中微重力火焰的形状进行有效预测,伴流组分通过改变燃烧化学计量关系影响火焰形状;近场火焰长度与伴流速度无关,与化学当量混合分数Z_(st)成反比,火焰最大直径与Z_(st)倒数的平方根成正比.用惰性气体稀释伴流空气时,射流扩散火焰中以碳烟生成反应为主要过程的区域减小、以碳烟氧化反应为主要过程的区域增大,随着稀释程度的增加,火焰内的碳烟含量随之减少,稀释效应和热效应对碳烟生成的影响分别由惰性气体体积分数和火焰温度表征. 展开更多
关键词 层流扩散火焰 射流 伴流 甲烷 微重力 中国空间站
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预混/分级模式下氨煤混燃着火特性的试验研究
4
作者 冷猛 娄依崇 +6 位作者 陈境烨 余作超 翁武斌 孟德润 何勇 朱燕群 王智化 《洁净煤技术》 北大核心 2026年第1期161-168,共8页
为探究在近工业应用的湍流旋流条件下氨煤混燃的关键着火机理与调控规律,以应对其在燃煤锅炉推广应用中面临的着火稳定性挑战,采用自主搭建的管式双旋流燃烧器试验台,通过光学诊断与图像处理技术,对煤粉火焰的着火特性进行了系统性研究... 为探究在近工业应用的湍流旋流条件下氨煤混燃的关键着火机理与调控规律,以应对其在燃煤锅炉推广应用中面临的着火稳定性挑战,采用自主搭建的管式双旋流燃烧器试验台,通过光学诊断与图像处理技术,对煤粉火焰的着火特性进行了系统性研究。试验定量分析了氨气注入方式(随一次风预混/随二次风分级)、氨热值掺烧比(E_(NH_(3)),0~50%)和总体当量比(Φ_(total),0.59~0.95)对着火延迟时间的影响。结果表明:氨气的注入方式是调控煤粉着火性能的主导因素。相较于预混模式,分级注入(氨气随二次风供给)能极大促进煤粉着火,在相同掺氨比(E_(NH_(3))=30%)下,其下游煤粉着火延迟时间可从预混模式的9.8 ms显著缩短至4.4 ms,降幅超过55%。其核心机理在于:分级模式下,氨气在二次风中形成独立的高温火焰,为一次风中的煤粉颗粒提供了强大的热烟气环境,有效避免了2种燃料在贫氧的一次风中对氧气的竞争,实现了快速点火。在分级模式下,提高氨掺烧比可有效缩短着火延迟时间,当E_(NH_(3))从10%增至50%,上游煤粉着火延迟时间呈现持续缩短的趋势。与此同时,降低总体当量比则会抑制煤粉着火,当E_(NH_(3))维持在50%而Φ_(total)从0.95降至0.59时,下游煤粉着火延迟时间从6.1 ms延长至8.3 ms。在预混模式下,氨掺烧比的影响则呈现出显著的空间依赖性。在上游近场区着火延迟时间随E_(NH_(3))的增加而延长,而在下游远场区着火延迟时间随E_(NH_(3))增加反而缩短。研究证实,实现氨与煤粉的空间分级注入,是保障高比例氨煤混燃系统稳定着火的根本途径。研究揭示的关键调控策略与机理,为工业级氨煤混燃燃烧器的设计与优化提供了参考。 展开更多
关键词 氨煤混燃 旋流燃烧 着火特性 分级燃烧 氨掺烧比 当量比
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燃煤电站CO_(2)排放核算研究进展
5
作者 涂可致 王祥曦 +9 位作者 李显 罗波 李明翰 胡振中 郭丽 石鎏 李硕 彭冰 罗光前 姚洪 《全球能源互联网》 北大核心 2026年第2期237-250,共14页
燃煤电站作为复杂的能量开放系统,其生命周期内涉及多种碳排放方式。为评估其碳排放情况,探讨了燃煤电站的关键碳排放环节和常用的核算方法。燃烧过程是燃煤电站最主要的碳排放环节,排放量占燃煤电站全生命周期碳排放的90%以上;脱硫过... 燃煤电站作为复杂的能量开放系统,其生命周期内涉及多种碳排放方式。为评估其碳排放情况,探讨了燃煤电站的关键碳排放环节和常用的核算方法。燃烧过程是燃煤电站最主要的碳排放环节,排放量占燃煤电站全生命周期碳排放的90%以上;脱硫过程中因化学反应和电能消耗导致的CO_(2)排放约占总排放的5%;脱硝和除尘过程中由电力消耗引起的间接排放也会影响整体碳排放。进一步综述了4种碳排放核算方法。其中,排放因子法适用于快速估算与初步筛查,但是误差较大;物料守恒法能通过追踪碳元素流动进行碳核算,但是实际应用较为复杂;直接测量法通过在线监测系统测量烟气流速和CO_(2)浓度,可实现实时高精度测量,但其结果易受外界干扰;数据驱动法则利用先进算法分析历史数据,以实现更为精确的核算,但是结果缺乏透明度。未来的研究应重点加强碳排放监测技术的创新与整合,深化碳核算方法论的研究,并推动环境科学与数据科学等领域的跨学科合作,以提升燃煤电站碳排放核算的精度与实用性。 展开更多
关键词 燃煤电站 二氧化碳 碳排放 碳核算
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粉煤循环流化床锅炉燃煤的成灰磨耗特性实验研究
6
作者 韩佩兴 尚曼霞 +4 位作者 朱俊平 刘梁 黄中 刘青 柯希玮 《煤炭转化》 北大核心 2026年第1期52-61,共10页
燃煤的成灰磨耗特性是影响循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉物料流化特性和传热传质性能的重要因素之一。常规CFB锅炉成灰磨耗实验所用煤样是从0~10 mm粗原煤颗粒中简单筛分获得的,而粉煤循环流化床(powdered coal-circul... 燃煤的成灰磨耗特性是影响循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉物料流化特性和传热传质性能的重要因素之一。常规CFB锅炉成灰磨耗实验所用煤样是从0~10 mm粗原煤颗粒中简单筛分获得的,而粉煤循环流化床(powdered coal-circulating fluidized bed,PC-CFB)锅炉燃用的是由碎煤机直接制备的0~1 mm粉煤。破碎至0~1 mm的粉煤与简单筛分至0~1 mm的粉煤的矿物成分存在差异,因此两者的成灰磨耗特性是不同的,则常规CFB成灰磨耗实验数据可能不再适用于PC-CFB。为此,提出了适用于PC-CFB锅炉的成灰磨耗实验方法。选取朔州烟煤、交城无烟煤和红河褐煤三种煤样分别进行了常规CFB和PC-CFB成灰磨耗实验,分析对比了两种实验条件下煤样在0~1 mm粒径段的成灰与磨耗数据,并对灰样的化学组分进行测定。结果表明:三种煤样的破碎粉煤和筛分粉煤的成灰磨耗实验数据均存在显著差异,各煤种的破碎粉煤成灰中粗颗粒的质量分数均高于筛分粉煤成灰中粗颗粒的质量分数。常规CFB成灰方法和PC-CFB成灰方法计算得到的粉煤成灰粒度分布在0.2 mm~0.5 mm区间内大体一致,而在两端质量分数差别较大,筛分粉煤与破碎粉煤的流化磨耗速率常数(Kaf)也有明显差别,因此,原有常规CFB成灰磨耗实验不再适用,验证了PC-CFB锅炉成灰磨耗实验方法的必要性。 展开更多
关键词 粉煤循环流化床 成灰特性 磨耗速率 破碎 灰成分分析
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O_(2)/N_(2)和O_(2)/CO_(2)气氛下CH_(4)/H_(2)加压燃烧的反应分子动力学模拟
7
作者 雷鸣 王姿 +3 位作者 洪迪昆 李永毅 张倩 张磊 《动力工程学报》 北大核心 2026年第2期10-20,共11页
与单独的燃烧过程相比,甲烷与氢气混合燃烧具有减少碳排放和提高能源灵活性的优点。采用分子模拟的方法研究了甲烷和氢气在空气和富氧气氛反应体系中的共燃特性。结果表明:由于CO_(2)在低温下呈化学惰性,高CO_(2)体积分数下CH_(4)的消... 与单独的燃烧过程相比,甲烷与氢气混合燃烧具有减少碳排放和提高能源灵活性的优点。采用分子模拟的方法研究了甲烷和氢气在空气和富氧气氛反应体系中的共燃特性。结果表明:由于CO_(2)在低温下呈化学惰性,高CO_(2)体积分数下CH_(4)的消耗速率小于空气气氛下,而在高温条件下,CO_(2)的快速氧化性加速了甲烷和氢气的消耗。在空气气氛和富氧气氛中,当掺混氢气比例为0.5时,氢气促进了甲烷的燃烧。环境压力的升高可加速甲烷和氢气的燃烧,但在富氧条件下,CH_(4)的消耗率比空气气氛中低,主要原因是压力的升高强化了CO_(2)的分子间作用力,使其呈现化学惰性。随着O_(2)体积分数的增加,2种气氛下CH_(4)和H_(2)的燃烧速率均有所增加,但空气气氛下CH_(4)的消耗速率大于富氧气氛下。温度、掺氢比例、压力和当量比对甲烷掺氢燃烧的整体反应路径影响较小,但反应气氛会通过影响某些关键反应的初始反应时间进而影响气体燃烧速率。 展开更多
关键词 CH_(4)/H_(2)混合燃烧 O_(2)/N_(2)气氛 O_(2)/CO_(2)气氛 燃烧速率 分子动力学
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添加CO_(2)对密闭空间氢气-空气湍流混合气爆炸燃烧特性的影响
8
作者 杨衣兰 李倩倩 +3 位作者 王婧 曹迅 刘虎 黄佐华 《西安交通大学学报》 北大核心 2026年第3期67-76,共10页
为探究CO_(2)抑爆剂在实际场景中抑制氢燃爆的性能,利用定容燃烧弹开展了封闭空间中不同CO_(2)掺混比下H 2-空气-CO_(2)湍流混合气的爆炸燃烧实验,获得了爆炸燃烧特征参数,并系统分析了CO_(2)添加量和湍流强度对混合气的影响规律,建立... 为探究CO_(2)抑爆剂在实际场景中抑制氢燃爆的性能,利用定容燃烧弹开展了封闭空间中不同CO_(2)掺混比下H 2-空气-CO_(2)湍流混合气的爆炸燃烧实验,获得了爆炸燃烧特征参数,并系统分析了CO_(2)添加量和湍流强度对混合气的影响规律,建立了爆燃指数依赖于压力上升时间的经验公式。结果表明:随着CO_(2)掺混比增大,火焰传播速度和混合气总能量均减小,爆炸压力和压力上升强率均显著降低,当CO_(2)掺混比从0增加30%时,爆炸压力降低32.6%,最大压力上升速率降低77.7%;热损失基本不变,导致绝热压力与实验最大爆炸压力之差几乎不变;在当量比和CO_(2)掺混比固定的条件下,随着湍流加剧,最大爆炸压力变化不大,而最大爆炸压力升高率明显增大,热损失减小,绝热压力与实验最大爆炸压力之间的差减小,其中,当量比为1.0、CO_(2)掺混比为30%、湍流强度从0提升到2.715 m/s时,最大压力升高率增大179%,绝热压力与实验最大爆炸压力之间的差降低7.2%;随着湍流强度增大,CO_(2)的抑爆性能减弱。 展开更多
关键词 氢气 湍流强度 CO_(2) 爆炸燃烧特性 经验公式
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二甲醚层流预混双火焰[火用]损特性分析
9
作者 米晓庆 李格升 +4 位作者 米肖雄 周梦妮 刘彪 豆晓宇 张尊华 《西安交通大学学报》 北大核心 2026年第3期77-85,共9页
为研究发动机先进燃烧模式中的低温燃烧过程,解析二甲醚(DME)低温燃烧过程中的能质转换机制,针对不同当量比、氮气摩尔分数、初始压力和初始温度条件下DME/O_(2)/N_(2)混合物层流预混双火焰的产生条件、双火焰结构、化学反应路径以及熵... 为研究发动机先进燃烧模式中的低温燃烧过程,解析二甲醚(DME)低温燃烧过程中的能质转换机制,针对不同当量比、氮气摩尔分数、初始压力和初始温度条件下DME/O_(2)/N_(2)混合物层流预混双火焰的产生条件、双火焰结构、化学反应路径以及熵产特性的进行了研究,进一步解析了不同初始工况下双火焰的[火用]损特性,揭示了低温燃烧双火焰阶段能量损失的关键因素。结果表明:低压、低温和富燃工况下二甲醚层流预混双火焰特征显著,该工况下火焰结构和熵产率沿火焰轴向距离均呈现“双峰”的变化趋势,即具有两个峰值;CH_(3)OCH_(2)O_(2)和HO_(2)自由基摩尔分数升高,双火焰反应熵产率及总熵产率增大;当压力为0.2 MPa、N_(2)摩尔分数为30%、温度从300 K增加至450 K时,当量比为5时的传热[火用]损率降低了41.2%,当量比为10时的传热[火用]损率降低了52.4%。该研究可为调控发动机低温燃烧过程、优化发动机燃烧策略提供参考。 展开更多
关键词 二甲醚 层流预混双火焰 双火焰 熵产 [火用]损分析
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残炭对准东高碱煤熔渣微观结构特性的影响
10
作者 赵勇纲 陈源茂 +4 位作者 马国伟 邬万竹 王虎 王长安 车得福 《燃烧科学与技术》 北大核心 2026年第1期67-77,共11页
采用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟方法,探讨了残炭含量变化对准东煤熔渣微观结构特性的影响.结果表明,残炭中的碳原子在高温下易聚集形成类石墨结构,通过限制原子迁移增强熔渣短程有序性,这种微观结构演变与熔渣宏观黏度变化... 采用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟方法,探讨了残炭含量变化对准东煤熔渣微观结构特性的影响.结果表明,残炭中的碳原子在高温下易聚集形成类石墨结构,通过限制原子迁移增强熔渣短程有序性,这种微观结构演变与熔渣宏观黏度变化直接相关.残炭主要影响[SiO_(4)]与[AlO_(4)]之间以及[AlO_(4)]与[AlO_(4)]之间桥氧的形成,进而调控熔渣网络的连接强度.随残炭含量增加,熔渣网络聚合度呈先升后降趋势,Al和Si复杂结构单元比例下降,且Al微元结构受影响更显著,表明残炭对高温结构稳定性具有差异化调控作用.此外,残炭含量增加促进碳原子相互结合形成复杂团簇结构,导致熔渣微元单元进一步解聚,高残炭含量熔渣体系的黏度主要受到残炭复杂结构的影响. 展开更多
关键词 分子动力学 熔渣 准东煤 微观结构 积灰结渣
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10 MW煤化学链燃烧反应器一维快速模拟及参数优化
11
作者 陆杰 陶冶 +2 位作者 陈曦 童永祺 赵海波 《洁净煤技术》 北大核心 2026年第3期99-110,共12页
化学链燃烧是一种具有内在CO_(2)分离优势的新型低碳燃烧技术,但其大型化反应器的设计与运行优化仍面临挑战。为此,本研究对自行设计的10 MW煤化学链燃烧双循环流化床反应器系统进行了燃料反应器(FR)-空气反应器(AR)互联的一维降阶模拟... 化学链燃烧是一种具有内在CO_(2)分离优势的新型低碳燃烧技术,但其大型化反应器的设计与运行优化仍面临挑战。为此,本研究对自行设计的10 MW煤化学链燃烧双循环流化床反应器系统进行了燃料反应器(FR)-空气反应器(AR)互联的一维降阶模拟。首先通过一维模拟揭示了两反应器内的气固流动状态、化学反应状态以及反应器内的气固温度分布。并进一步阐明了双反应器互联下的稳态运行特性:在FR中,密相区的气固传质速率是限制燃料转化的关键因素,而稀相区氧载体体积分数的快速衰减导致了可燃气逃逸;在AR中,独特的气体逆向溢流机制显著强化了密相区的氧化反应。系统在基准工况下可实现95 kg/s的固体循环流量,获得95.3%的燃烧效率,但受焦炭转化程度限制,碳捕集率仅为67.6%。随后,详细分析了燃料反应器温度、燃料反应器内床料量、炭分离器效率及氧燃比对反应器性能的影响。结果表明:提高燃料反应器温度和炭分离器效率能有效提高系统性能,增加燃料反应器床料量虽有正面效应但其对反应器性能的提升作用会随稀相区高度减小而逐渐减弱,增大氧燃比对碳捕集不利。灵敏性分析结果表明:燃料反应器温度是影响燃烧效率最关键的参数,炭分离器效率对碳捕集率的贡献最大。基于上述发现,对于该反应器的优化方向如下:将炭分离器效率提升至95%以上,同时应在材料安全范围内尽可能提高FR操作温度。 展开更多
关键词 化学链燃烧 双循环流化床 一维模拟 参数优化 灵敏性分析
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CO对高温富燃料区NH_(3)脱硝特性的影响
12
作者 朱志祥 张忠孝 +3 位作者 乌晓江 于娟 郭欣维 周政辉 《锅炉技术》 北大核心 2026年第1期12-17,54,共7页
基于高温管式炉实验系统在850~1450℃、0~1.0%O_(2)体积分数范围内研究了CO对高温富燃料区NH_(3)脱硝特性的影响,并基于化学动力学分析揭示了CO对NH_(3)-NO反应特性的影响机制。结果表明:随着O_(2)浓度的降低,NH_(3)脱硝温度窗口向高温... 基于高温管式炉实验系统在850~1450℃、0~1.0%O_(2)体积分数范围内研究了CO对高温富燃料区NH_(3)脱硝特性的影响,并基于化学动力学分析揭示了CO对NH_(3)-NO反应特性的影响机制。结果表明:随着O_(2)浓度的降低,NH_(3)脱硝温度窗口向高温方向移动,可以突破传统选择性非催化还原温度窗口的限制,在1100℃以上的高温窗仍能实现NO高效还原。无氧时.CO对NH_(3)-NO反应特性并无显著的影响;有氧时,CO氧化过程中促进了OH自由基的生成,使NH_(3)的最佳脱硝温度向低温方向移动约10~30℃,脱硝温度窗口略有变窄。同时由于CO促进了NH_(2)自由基的氧化,导致NO还原效率峰值降低约1.82%~4.90%。 展开更多
关键词 CO 高温富燃料区 NH_(3)-NO反应特性 影响机制
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掺氨天然气双旋流快混分级燃烧特性研究
13
作者 刘芃芃 卓建坤 +4 位作者 王勇 陈柏松 韦耿 李水清 姚强 《燃烧科学与技术》 北大核心 2026年第2期166-174,共9页
针对天然气与氨气掺混后稳定燃烧和NO_(x)生成控制的需求,设计开发了双旋流快速混合燃烧器,在50 kW自维持下行燃烧系统中,研究了掺氨比例、空气分级、当量比等对燃烧特性和NO_(x)排放的影响.试验结果发现随着掺氨热值比E_(NH_(3))的增加... 针对天然气与氨气掺混后稳定燃烧和NO_(x)生成控制的需求,设计开发了双旋流快速混合燃烧器,在50 kW自维持下行燃烧系统中,研究了掺氨比例、空气分级、当量比等对燃烧特性和NO_(x)排放的影响.试验结果发现随着掺氨热值比E_(NH_(3))的增加,NO_(x)排放呈现先增大后减小的趋势,并在50%掺氨热值比时达到最大值.燃烧器出口附近存在内外两个回流区,剪切层外侧形成稳定火焰,确保了在掺氨热值比E_(NH_(3))为0~100%范围内的稳定燃烧.此外,控制NO_(x)排放的关键在于主燃区当量比Ф_(pri),其最优当量比随着掺氨比例的增加而降低,当E_(NH_(3))为50%时,NO_(x)排放在Ф_(pri)=1.25时达到最低值109.4 mg/m^(3)(@3.5%O_(2)).研究表明,主燃区和燃尽区的协同优化可实现宽范围掺氨条件下的低NO_(x)稳定燃烧. 展开更多
关键词 掺氨天然气 NO_(x)排放 双旋流燃烧 空气分级
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基于3D打印多孔介质面板的氨富氧燃烧实验研究
14
作者 杨文博 陈元元 +1 位作者 许学成 李亚伟 《冶金能源》 北大核心 2026年第2期54-59,共6页
文章设计并搭建了氨/富氧多孔介质燃烧实验平台,利用3D打印技术制备了结构与功能一致性良好的多孔介质面板,研究了富氧条件下,多孔介质结构和材质对氨燃烧启动特性、面板平均温度和火焰形态的影响。结果表明,富氧率为0.28~0.38时,氨在... 文章设计并搭建了氨/富氧多孔介质燃烧实验平台,利用3D打印技术制备了结构与功能一致性良好的多孔介质面板,研究了富氧条件下,多孔介质结构和材质对氨燃烧启动特性、面板平均温度和火焰形态的影响。结果表明,富氧率为0.28~0.38时,氨在多孔介质内均可稳定的燃烧,燃烧火焰根据不同的工况呈部分浸没燃烧或完全浸没燃烧的形式。多孔介质面板的孔密度对氨燃烧性能影响显著,孔密度越小,面板平均温度越高,但对于系统启动时间和稳定温度来说孔密度存在最佳值。材质方面,氧化铝陶瓷和SUS304不锈钢面板在系统启动时间和稳定温度上差别不大,但氧化铝陶瓷面板平均温度整体高于SUS304不锈钢。研究成果可以为数值研究提供验证,也可以为氨燃料多孔介质燃烧的工业化应用提供一定的指导。 展开更多
关键词 多孔介质燃烧 氨燃烧 3D打印多孔介质面板 燃烧特性
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基于反应类通量分布的1-甲基萘机理简化研究
15
作者 张千龙 梁俊杰 +2 位作者 衡怡君 李格升 王瑞阳 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期344-356,共13页
为了识别1-甲基萘燃烧过程的主要反应类及反应路径,便于简化其复杂的详细机理。针对典型的柴油和航空煤油芳香烃表征组分1-甲基萘,本文系统性研究了着火过程中燃料分子层面的反应演化路径及各反应类的通量分布规律,并结合着火延迟时间... 为了识别1-甲基萘燃烧过程的主要反应类及反应路径,便于简化其复杂的详细机理。针对典型的柴油和航空煤油芳香烃表征组分1-甲基萘,本文系统性研究了着火过程中燃料分子层面的反应演化路径及各反应类的通量分布规律,并结合着火延迟时间预测偏差分析,确定了1-甲基萘燃料分子层面的关键反应类及路径。在此基础上,与C0-C3小分子详细动力学机理耦合,并对燃料分子层面的反应速率常数进行优化,构建了一个包含389种物质、1753步基元反应的1-甲基萘半简化机理,其中从燃料分子层面到C4组分仅有68步基元反应。通过与详细机理模型预测值以及对应试验值对比表明,本文所构建优化的半简化机理模型在显著缩小燃料层面子机理规模的同时,对1-甲基萘着火延迟时间的预测值与试验值的最大偏差均保持在50%以内,反映了基于燃料分子反应类通量分布构建1-甲基萘半简化机理方法的有效性。 展开更多
关键词 1-甲基萘 反应类通量 半简化机理模型 着火延迟时间 氧化组分浓度 反应路径 敏感性分析 反应速率常数优化
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内燃机双燃料缸内双直喷压燃技术综述
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作者 陈国强 余诗武 +2 位作者 颜鲁 刘浩业 王天友 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期434-445,共12页
双燃料缸内双直喷压燃技术是解决低活性零碳净零碳燃料稳定高效压燃燃烧的重要技术路线。本文从燃料种类、燃烧策略和喷射系统结构设计3个方面综述了双燃料缸内双直喷压燃近10年来的研究进展情况,分析了其中面临的主要问题,指出了未来... 双燃料缸内双直喷压燃技术是解决低活性零碳净零碳燃料稳定高效压燃燃烧的重要技术路线。本文从燃料种类、燃烧策略和喷射系统结构设计3个方面综述了双燃料缸内双直喷压燃近10年来的研究进展情况,分析了其中面临的主要问题,指出了未来的研究重点。目前双燃料缸内双直喷压燃研究的重点低活性燃料是甲醇,氢氨燃料在实现缸内双直喷压燃方面还存在可靠性等一系列严峻挑战。双燃料缸内双直喷压燃的燃烧策略主要包括低活性燃料早喷均质/准均质燃烧策略、晚喷扩散/部分预混燃烧策略和多次喷射灵活燃烧策略3种,其中晚喷扩散/部分预混燃烧策略对燃烧过程可控性高,能够实现高替代率。双燃料缸内双直喷压燃的喷射系统主要包括同轴喷射器和分离式多喷射器系统2大类,其中分离式多喷射器系统制造难度小,但需要针对不同燃烧策略进行有针对性的设计。本文可以为低活性零碳净零碳燃料压燃技术的研发提供参考。 展开更多
关键词 内燃机 双燃料 缸内双直喷 零碳燃料 净零碳燃料 压燃技术 燃烧策略 喷射系统
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聚甲氧基二甲醚3掺混对正戊烷反扩散火焰燃烧碳烟生成特性的影响研究
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作者 应遥瑶 何冰倩 +2 位作者 庄欣豪 张钰杰 刘冬 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期273-280,共8页
本文利用反扩散火焰燃烧平台,以正戊烷作为基础燃料,研究了添加不同浓度聚甲氧基二甲醚3(PODE3)对碳氢燃料燃烧碳烟生成特性的影响,采用透射电子显微镜、拉曼光谱仪和X射线衍射仪对碳烟样品进行分析。结果表明:随着PODE3的掺混,碳烟颗... 本文利用反扩散火焰燃烧平台,以正戊烷作为基础燃料,研究了添加不同浓度聚甲氧基二甲醚3(PODE3)对碳氢燃料燃烧碳烟生成特性的影响,采用透射电子显微镜、拉曼光谱仪和X射线衍射仪对碳烟样品进行分析。结果表明:随着PODE3的掺混,碳烟颗粒平均粒径下降,平均微晶长度减小,平均微晶曲率增大;一阶拉曼光谱中代表晶格内部缺陷和无序结构的D峰与代表石墨稳定结构的G峰的积分强度之比逐渐增加,(002)晶面的层间距增大,碳烟颗粒石墨化程度降低,无序程度增大。 展开更多
关键词 聚甲氧基二甲醚3 反扩散火焰 正戊烷 碳烟颗粒 生成特性 沉积取样 微观结构 石墨化程度
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滑动弧等离子体对低热值燃料熄火极限的影响
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作者 刘永丰 王辉 +2 位作者 刘潇 王嘉伟 石云姣 《燃烧科学与技术》 北大核心 2026年第2期146-154,共9页
针对低热值燃料熄火极限较高的问题,实验研究了滑动弧等离子体对低热值燃料(高炉煤气)的火焰形态和熄火极限的影响,并结合数值模拟方法,采用特征节点法分析模型燃烧室内的流场特性等.研究结果表明,滑动弧等离子体的加入可以明显改善头... 针对低热值燃料熄火极限较高的问题,实验研究了滑动弧等离子体对低热值燃料(高炉煤气)的火焰形态和熄火极限的影响,并结合数值模拟方法,采用特征节点法分析模型燃烧室内的流场特性等.研究结果表明,滑动弧等离子体的加入可以明显改善头部火焰的张角,角涡回流区的火焰强度,减小火焰长度.随着当量比不断减小,特征节点的温度逐渐下降,速度先下降后上升,在接近熄火时又快速下降.采用滑动弧等离子体助燃时,相同工况下模型燃烧室内特征节点的速度提高50%~70%,温度提高80 K左右.同时,熄火当量比拓宽大约0.1. 展开更多
关键词 模型燃烧室 低热值气体 熄火极限 滑动弧等离子体 当量比 特征加点法 实验研究 数值模拟
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燃气燃烧热声不稳定研究进展
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作者 王子豫 朱彤 +2 位作者 潘登 林瑜 沈婷 《洁净煤技术》 北大核心 2026年第1期56-71,共16页
热声不稳定性是由燃烧系统中热释放率脉动与声学振荡相互耦合引发的一种自激振荡现象,广泛存在于燃气轮机、航空发动机、工业燃烧器及燃气热水器等能源动力装置中。在低碳能源转型背景下,天然气消费量快速增长,氮氧化物排放标准日益严格... 热声不稳定性是由燃烧系统中热释放率脉动与声学振荡相互耦合引发的一种自激振荡现象,广泛存在于燃气轮机、航空发动机、工业燃烧器及燃气热水器等能源动力装置中。在低碳能源转型背景下,天然气消费量快速增长,氮氧化物排放标准日益严格,燃烧系统常在偏离化学当量比的贫燃、预混等低排放工况下运行,导致热声不稳定现象频发,表现为剧烈的压力振荡、火焰脉动与噪声增强,严重影响设备运行安全与使用寿命。该综述系统梳理了燃气燃烧热声不稳定性的振荡机理、诱发因素、非线性动力学行为、研究现状与控制策略等方面的研究进展。首先,从经典瑞利准则出发,阐述了热声耦合的能量正反馈机制,并分类讨论了亥姆霍兹型、纵向模态、周向模态及本征热声模态等典型振荡类型的特征与成因。针对非线性行为,进一步分析了极限环振荡、拍振现象及间歇性振荡等动态行为的物理机制,并介绍了基于火焰传递函数和火焰描述函数的建模方法及其在非线性振荡预测中的应用。系统归纳了当前燃气热声不稳定领域的试验诊断技术(如高频压力测量、粒子图像测速、平面激光诱导荧光、化学发光成像等)、数值模拟方法(包括大涡模拟、低阶网络模型、亥姆霍兹求解器等)以及主动与被动控制策略(如声学阻尼器、燃料调制、等离子体激励等)的研究进展。最后,对当前研究中的挑战与未来发展方向进行了展望,指出需在低碳燃料燃烧机理、多尺度智能建模、高精度试验诊断及智能控制等方面进一步突破,以推动低排放、高稳定性燃烧系统的设计与优化。 展开更多
关键词 燃气燃烧 热声不稳定 振荡模态 控制策略 试验诊断 数值模拟
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生物柴油液滴在直流电场中的燃烧特性
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作者 袁靖涵 甘云华 《燃烧科学与技术》 北大核心 2026年第1期42-48,共7页
本文研究了不同电压强度的直流电场对生物柴油液滴燃烧特性的影响,包括火焰形态、燃烧速率及碳烟生成特性.实验采用某公司生产的棕榈油基生物柴油为燃料,通过高速摄像与前向光照射衰减法相结合的实验方法,结合高压直流电源、电极系统及... 本文研究了不同电压强度的直流电场对生物柴油液滴燃烧特性的影响,包括火焰形态、燃烧速率及碳烟生成特性.实验采用某公司生产的棕榈油基生物柴油为燃料,通过高速摄像与前向光照射衰减法相结合的实验方法,结合高压直流电源、电极系统及高速摄像设备,对液滴燃烧过程中的火焰结构变化、燃烧速率及碳烟排放特征进行了定量分析.研究发现,随着电压从2 kV增至8 kV,火焰上部高度逐渐降低而下部显著扩展,形成不对称火焰结构;在8 kV电压下,火焰分布趋于均匀对称,燃烧时间缩短达30.6%,燃烧速率提升,碳烟质量峰值较无电场条件降低29.8%.此外,碳烟质量呈现100 Hz的周期性脉动特征,但其频率不受电压强度影响.研究结果表明,直流电场可通过缩短燃烧周期、改善火焰稳定性及减少颗粒物排放显著优化生物柴油液滴的燃烧性能. 展开更多
关键词 生物柴油 液滴燃烧 电场效应 碳烟质量 燃烧持续期
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