刘小伟
- 作品数：178 被引量：415H指数：14
- 供职机构：华中科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理环境科学与工程化学工程农业科学更多>>
- 燃煤脱硝装置大颗粒灰拦截网多尺度计算方法
- 2022年
- 在SCR脱硝装置烟道中加装拦截网对烟气中毫米以上的大颗粒灰进行拦截,可有效防止脱硝装置中的催化剂堵塞问题。提出一种基于多尺度计算流体力学的设计方法,对拦截网微观流场及压力场进行模拟,获取不同结构拦截网压降公式,并耦合至烟道尺度宏观流场及颗粒轨迹计算中,获得不同烟气流速、安装角度和颗粒尺寸下拦截网压降及拦截效率变化规律。模拟方法及结果可为SCR脱硝装置大颗粒灰拦截技术工程应用提供设计依据。
- 岳朴杰雷彧陈晟刘小伟孟磊谷小兵
- 关键词：选择性催化还原CFD数值模拟
- 分级空气高速射流对煤掺氨燃烧中氨预分解与NO_(x)生成影响
- 2024年
- 氨作为零碳清洁燃料,对碳减排有重要作用,但其燃烧过程中NO_(x)生成倾向大。针对煤掺氨燃烧NO_(x)生成控制问题,以某50 kW一维试验炉系统所用旋流燃烧器为原型,提出一种内置高速空气射流阵列结构的新型煤掺氨旋流燃烧器结构,以实现炉内氨预分解后燃烧和分级燃烧。进一步用CFD燃烧数值模拟探究空气分级比、过量空气系数及氨燃料喷口尺寸对氨煤掺烧火焰结构及NO_(x)排放影响,优化新型燃烧器结构及运行参数。结果表明,相比于原型燃烧器,采用空间分散高速三次风射流会导致燃烧区域滞后,加深空气分级,减小主燃烧区域局部过量空气系数,抑制氨过度氧化形成NO_(x),也降低火焰温度峰值,利于抑制热力型NO_(x)产生。同时通过调控总过量空气系数使氨热解发生区域沿炉膛轴向逐渐延伸,火焰前部高温欠氧区增大,促进氨受热预分解为N_(2)和H 2,进一步减少氨中燃料氮直接转化形成NO_(x)。空气分级比20∶22∶58时,NO_(x)生成体积分数由原燃烧器的3309×10^(-6)降至新型燃烧器的1069×10^(-6),降幅达67.69%。增大过量空气系数,或过量空气系数不变、控制一次风率不变而增大三次风率将促进上述效应,进一步减少NO生成。氨管内径变化范围仅考虑5~9 mm,氨喷射速度和分散高速三次风带来的协同效应有待进一步研究。
- 余荣浩徐义书王华坤韩金克谢智成张凯刘小伟
- 关键词：三次风
- 一种育苗大棚供暖用热风炉系统
- 本发明公开了一种育苗大棚供暖用热风炉系统，包括燃烧室、换热器、换热罩和热风管，燃烧室包括燃烧室本体、给煤口、清灰口、多个散热翅片和竖直烟道，换热器包括第一联箱、第二联箱、多个翅片管、清灰门、排烟风机和两个隔板，换热罩包括...
- 刘小伟徐明厚王超高艳波曾庆虎陈振国
- 文献传递
- 空气射流特征对纯氨旋流燃烧火焰影响规律
- 2024年
- 氨是理想能源,为更好利用纯氨燃料,开发适用纯氨燃料的燃烧器,通过数值模拟对某10 kWth天然气旋流燃烧器进行三维建模,并对其纯氨燃烧和氮氧化物排放性能进行计算及仿真分析,探讨空气射流特性对火焰形态、温度分布、NO生成及排放的影响规律,以优化燃烧器纯氨燃烧能力。燃烧早期,旋流对燃料和空气混合影响大,而燃烧后期湍流强度对该过程影响大。发现通过增大空气射流孔面积(由12.8 mm^(2)增至19.2 mm^(2))、增加空气射流角度(由15°增至30°)均可增强旋流强度,促进燃料和空气混合,促进氨燃料快速着火和稳定燃烧,缩短着火距离。但过大的射流角度可能导致空气和燃料出现短暂分离,推迟混合过程,延长着火距离。此外,减小射流孔面积、增大射流角度还将增强燃烧器喷嘴附近湍流强度,促进氨燃料和空气混合燃耗,产生局部高温区,导致NO生成浓度升高。经对比优化,空气射流孔面积19.2 mm^(2)、射流角度15°、射流速度19.83 m/s时纯氨燃烧器实现稳定低NO燃烧,着火距离0.024 m、火焰长度0.446 m,NO生成峰值浓度和排放浓度分别降至443×10^(-6)和37.7×10^(-6)。
- 谢智成徐义书张凯余荣浩韩金克刘小伟
- 关键词：旋流燃烧器NO
- 燃煤残灰颗粒物中主量元素的粒径分布被引量：5
- 2008年
- 在电加热沉降炉中进行了三个不同煤种的燃烧实验,研究了主量元素Al,Si,S,P,Na,Mg,K,Ca和Fe在残灰颗粒物(>0.4μm)中的粒径分布.结果发现,在所研究的粒径范围内,Al,Si的浓度随粒径减小而降低,S,P的浓度随粒径减小而升高,而Na,Mg,K,Ca和Fe的分布没有一致的趋势.研究显示描述痕量元素粒径分布的沉积模型对于主量元素也同样适用.模拟结果表明难气化元素Al,Si的粒径分布主要受气化元素在颗粒表面沉积的影响;S和P主要发生气化,表面凝结、反应或吸附等沉积过程决定了它们在颗粒物中的分布;Na,Mg,K,Ca和Fe在颗粒物中的分布机理相对复杂.
- 于敦喜徐明厚姚洪刘小伟
- 关键词：煤燃烧主量元素粒径分布
- 掺烧氨燃料对煤挥发分火焰特性及颗粒物生成的影响被引量：6
- 2022年
- 掺烧“零碳、富氢、高氮”的氨气(NH3)燃料是实现燃煤电站CO_(2)减排的重要技术路径。为探究氨燃料的引入对煤燃烧及污染物生成行为的影响,基于McKenna平面火焰燃烧系统开展了煤掺氨燃烧实验,结合可见光相机、烟气分析仪及热泳探针取样分析系统,探究了掺烧氨燃料对煤挥发分火焰形态与温度特征、气态污染物及碳烟等细颗粒物生成的影响。研究结果表明:氨燃料先于煤着火,并加热促进煤热解及挥发分的生成与释放,促使挥发分着火燃烧,导致挥发分火焰长度和温度增加。掺烧的NH3在挥发分火焰中部分转化为NO,导致火焰中NO浓度显著升高。掺烧NH3提升了气相燃料当量比,促进了挥发分向碳烟的转化,促使碳烟颗粒生成量增加。
- 朱京冀徐义书徐静颖王华坤刘小伟于敦喜马晶晶徐明厚
- 关键词：燃煤电厂碳排放碳烟
- 一种采用改性硅藻土控制燃煤超细颗粒物生成的方法
- 本发明公开了一种采用改性硅藻土控制燃煤超细颗粒物生成的方法，其包括以下步骤：(1)制备改性硅藻土粉末，所述改性硅藻土粉末包括盐酸改性硅藻土粉末和聚羟基铝改性硅藻土粉末；(2)将所述改性硅藻土粉末与煤粉按照质量比3：100...
- 刘小伟张宇徐义书孙伟徐明厚
- 文献传递
- 高氯准东煤中典型矿物元素对颗粒物生成的影响被引量：6
- 2017年
- 在高温沉降炉上,进行了高氯高碱准东煤、低氯低碱准东煤和由低氯准东煤处理制得的调质准东煤在含不同浓度HCl的模拟空气中的燃烧实验。利用DLPI进行了颗粒物的分级收集,对其质量粒径分布和矿物元素分布特性进行了讨论分析。结果表明,高氯高碱准东煤的超细模态颗粒物生成量和峰值粒径均明显大于其他两种煤,其主要成分为Na和Cl。Ca的迁移特性与其形态密切相关,原煤中的Ca主要以无机矿物形式存在,主要迁移进入粗颗粒物而对超细颗粒物生成贡献较小。气氛中加入不同浓度HCl气体后,低钠煤和调质煤产生细颗粒物中Cl含量均升高,但生成量无显著变化。表明HCl并未显著促进矿物的气化,但会促进NaCl形式矿物蒸气的形成,进而促进成核形成超细颗粒物。
- 徐义书刘小伟张鹏辉郭俊哲韩金克王浩魏思怡
- 关键词：煤燃烧氯颗粒物
- 600 MW对冲燃烧锅炉分磨掺烧煤粉燃尽特性的模拟和试验研究
- 2024年
- 针对亚临界600 MW自然循环对冲燃烧锅炉燃用3种差异性较大的煤种,通过数值模拟结合现场试验研究了分磨配煤掺烧对降低飞灰含碳量的作用机制,建立了对冲锅炉分层燃烧混煤的燃料特性与燃尽率、飞灰含碳量的关联性,并提出了改善电站锅炉中煤粉燃尽特性的配煤原则。首先设定了3种极端的工况,以优质煤为主分别集中在燃烧器的上、中、下3层燃烧器中进行燃烧;再通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟发现优质煤在上层燃烧器分布且劣质煤在下层分布时,劣质煤在炉内的停留时间显著增加,其在上层高温区充分燃烧,飞灰含碳量低。同时,根据不同工况下各层燃烧器煤粉的热值、挥发分、灰分进行分析,发现热值差异性是影响其燃尽特性的主要影响因素;然后基于燃煤电厂实际运行条件,设置了更切合实际的配煤工况,并进行了数值模拟与现场试试验研究,发现各工况下呈现的煤粉总体燃尽特性符合上述规律,飞灰含碳量相比于电厂原始运行工况下降。最后得到配煤原则为:在充分考虑电厂实际运行条件的情况下,将高热值的煤种向中、上层燃烧器布置,而低热值的煤种向中、下层燃烧器分布。
- 彭昭雄刘兵兵范多文刘磊刘小伟
- 关键词：配煤掺烧燃尽率飞灰含碳量
- 煤与废弃物混烧过程中PM10生成特性被引量：1
- 2020年
- 在1 500℃的高温沉降炉中进行了一种高硅铝煤(大同煤)和一种工业废弃物(茶叶茎)的单烧与混烧实验,探讨了混烧过程中矿物的交互反应对PM10生成特性的影响.实验结果表明,灰基准下废弃物单烧时PM1生成量远大于煤,原因是其碱金属含量较高,而废弃物PM1-10的生成量则略小于煤.混烧时煤中硅铝酸盐对碱金属蒸气的吸附作用抑制了碱金属的气化凝结从而促进PM1的减排;混烧时生成了熔点更低的颗粒促进了碰撞聚合作用从而导致了PM1-10的减排.
- 张煜枫刘小伟徐义书綦久鑫胡子文徐明厚
- 关键词：PM10混烧煤废弃物
