W型輻射管_排煙循環(huán)中W型輻射管的流動(dòng)傳熱和NOx排放特性
為了解決W型輻射管溫度均勻性差和NOx排放過高的問題,提出了一種新型的帶煙氣循環(huán)的W型輻射管,建立了該輻射管的數(shù)學(xué)模型,并采用數(shù)值計(jì)算的方法進(jìn)行了模擬研究。在驗(yàn)證模型可靠性的基礎(chǔ)上,比較了帶煙氣循環(huán)的W型輻射管和傳統(tǒng)W型輻射管的流場、溫度場和NOx排放。結(jié)果表明,帶煙氣循環(huán)的W型輻射管氣體平均流速是傳統(tǒng)W型輻射管氣體流速的3倍,百分之57.6的煙氣參與再循環(huán);帶煙氣循環(huán)的W型輻射管氣體燃燒溫度為2260K,比W型輻射管低192K;帶煙氣循環(huán)的W型輻射管壁面溫差為166K,比傳統(tǒng)W型輻射管小76K;帶煙氣循環(huán)的W型輻射管NOx排放量為9.9×10-5,而W型輻射管NOx排放量為7.98×10-4。外直管的外套與管套相連,兩個(gè)管套的外套與支架相連。支架兩側(cè)設(shè)有陶瓷纖維毯,支架上固定有煙管。煙管延伸到一個(gè)內(nèi)直管的內(nèi)部設(shè)置,另一端設(shè)置陶瓷纖維毯。本實(shí)用新型提供的W型輻射管結(jié)構(gòu)簡單,使用方便。外直管、內(nèi)直管和彎管組合連接,便于拆卸和維護(hù)。支架兩側(cè)設(shè)有陶瓷纖維毯,可提高支架的耐高溫性,防止管口連接處變形。煙管延伸到一個(gè)內(nèi)直管的內(nèi)部設(shè)置,可排放煙氣,提高輻射效率。
煙氣回流W型輻射管熱過程數(shù)值模擬,基于商業(yè)軟件FLUENT,采用RNGK-δ模型和非預(yù)混燃燒模型,建立了煙氣回流W型輻射管燃燒器的燃燒和傳熱三維數(shù)學(xué)模型,模擬輻射管的湍流和燃燒狀態(tài),獲得出口NOx排放的計(jì)算結(jié)果;通過與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,驗(yàn)證了該模型的可靠性。分析了輻射管內(nèi)流體流動(dòng)、傳熱和燃燒的特點(diǎn),研究了氣體流量和空氣預(yù)熱溫度對輻射管使用性能的影響;結(jié)果表明,氣體流量的增加會(huì)增加輻射管壁溫度的不均勻性,而預(yù)熱溫度則相反;兩者與輻射管的加熱 能力呈正相關(guān),但都會(huì)增加出口煙氣中的NOx含量。