燃燒器
關注創建者：kongdi4063 創建時間：2018-11-11
燃燒器的視頻教程
大渦模擬(LES)與雷諾時均模擬(RANS)效果比較
向后臺階處的湍流剪切層是應用于在工業燃燒器中混合的重要流動結構。 使用LES在3D中對湍流剪切層進行了仿真，并且對LES結果進行了時間平均，以得出與RANS模型相似的結果。 視頻幫助我們理解在得到RANS模型結果時，實際的瞬態流動狀態。 微信公眾號：CFD控 知乎公眾號：CFD控制
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燃燒器的實例教程
1、案例背景
燃燒器常用在燃油、燃氣、煤粉燃燒等行業，通過本節仿真操作，可以看到燃燒器內燃料運動速度及溫度的分布，為燃燒器的結構設計提供參考依據。
本案例需要的輸入文件和參數信息如下表：
網格文件
Burner.msh
介質
混合物
湍流模型
Standard k-epsilon
邊界條件
入口速度：60m/s
出口靜壓：101325Pa
圖1 網格模型
2、網格處理
2.1 新建工程
a. 啟動AICFD 2024R1；
圖2 AICFD窗口
a. 選擇 文件> 新建，新建工程，選擇工程文件路徑，設置工程文件名，點擊“確定”。
圖3 新建工程
2.2 網格導入
a. 單擊菜單欄 網格> 導入網格 ，導入體網格，讀取體網格。（點擊下載模型文件 ）
圖4 網格導入
這個網格模型是燃燒器內腔的一個切片，完整的燃燒器內腔是這樣的，燃料從中間進入，周圍噴出，因為模型中心對稱，所以我們只仿真這個切片就可以知道全局，這是仿真中簡化計算的常規處理方式。
圖5 切片仿真
3、求解設置
3.1 求解模型
a. 雙擊 求解> 求解模型，設置物理模型。時間選穩態。流動選可壓，方法選湍流，其余默認。
圖6 模型設置
b. 材料是指燃燒器腔內燃燒過程涉及的所有物質。
展開 3、監測系統
監測系統的功能在于保證燃燒器安全的運行， 其主要部件有火焰監測器、壓力監測器、監測溫度器等。
火焰監測器：其主要作用是監視火焰的形成狀況， 并產生信號報告程控器。火焰檢測器主要有三種：光敏電阻、紫外線 UV 電眼和電離電極。
A、光敏電阻：多用于輕油、重油燃燒器上，其功能和工作原理為：
光敏電阻和一個有三個觸點的火焰繼電器相連，光敏電阻的阻值隨器接收到的光的多少而變化，接收到的光越多，阻值就越低，當加在光敏電阻兩端的電壓一定時，電路中的電流就越高，當電流達到一定值時，火焰繼電器被激活，從而使燃燒器繼續向下工作。 當光敏電阻沒有感受到足夠的光線時，火焰繼電器不工作，燃燒器將停止工作。光敏電阻不適用于氣體燃燒器，因為氣體燃燒時火焰不夠亮。
B、電離電極：多用于燃氣燃燒器上。 程控器給點火變壓器輸入220V電壓，兩根輸出高壓線之一接地，另一根接到點火電極上，電極與大地之間放電產生電火花，點燃燃氣和空氣混合物，程控器給電離電極供電，如果沒有火焰，電極上的供電將停止，如果有火焰，燃氣被其自身的高溫電離，離子電流在電極、火焰和燃燒頭之間流動，離子電流被整流成直流，并通過接地的燃燒器外殼到達火焰繼電器使之工作，以保證燃燒器后序工作順利進行。如果電離電極發生接地現象，那么產生的電流是交流而非直流的，火焰繼電器將不工作，程控器鎖定。此外，電離電流和點火電流通過同樣的接地電路，因點火電流比電離電流強得多，如果兩種電流流向相反，電離電流將被點火電流阻擋，造成火焰形成后，燃燒器卻斷路了，這種缺陷可以通過點火變壓器反向輸入來補償，因為反接電線后，造成點火
變壓器的交流電方向旋轉 180°，產生的點火電流方向也旋轉 180°，結
果兩種電流方向一致，這樣上述缺陷也即克服。
展開 從上述問題可發現，低氮燃燒器改造后，裂解爐投用時的NOx排放不達標主要集中在開停爐階段。
03
改造后的優化運行調整
1)在首次投用低氮燃燒器時，在正常操作期間，部分裂解爐的NOx排放距100mg/Nm3警戒線余量少。經技術人員和廠家人員在現場對NOx的分布進行測量和調整，可將NOx排放修正值降低到80mg/Nm3以內，但在調整過程中發現，僅對底部低氮燃燒器調整，爐內火焰極易發生燃燒狀況差，火焰發飄的情況，直接影響裂解爐的運行周期。經分析認為主要是側壁風門密封不良，導致氧含量局部過高，影響燃燒模型的調整。為此在裂解爐第2個運行周期投用前，對其側壁燃燒器進行了更換和調整，也為其它裂解爐的低氮燃燒器改造提供了思路。通過幾次的優化調整，裂解爐低氮燃燒器改造后在日常運行過程中能穩定達標，NOx排放正常在80mg/Nm3左右。
2）燃燒器在燒焦、降溫和升溫期間出現在氧含量3%(干基)條件下NOx不合格情況。經分析認為，裂解爐低氮燃燒器是按照在正常工況下設計的，但在燒焦、降溫和升溫期間，燃燒器的運行負荷僅正常工況的10%~30%，為保證燒焦效果，裂解爐爐管內溫度要求又比日常溫度高，因需保證爐內燃燒和溫度場分布，原設計的10格風門開度無法根據實際燃料氣情況進行相應調整，導致氧含量修正到3%后NOx出現超標現象。為降低爐內NOx含量，需對燃燒器進行降氮處理。結合現場情況，在底部燃燒器處增加降氮蒸汽噴，對底部燃料氣加入降氮蒸汽。加入降氮蒸汽后，在燒焦、降溫和升溫期間，NOx可控制在100mg/Nm3以下。
展開 簡單的以目前國內大部分天然氣電廠年發電小時數4000為計，若采用該款燃燒器，電廠預計6年才需要一次燃燒器小修，25年才換新，樂觀估計，可為該機型電廠在目前燃燒器的使用成本上，至少降低50%。
同時，上海電氣也提供PSM生產的與該款燃燒器檢修周期相匹配的過渡段及透平部件，以達到熱通道部件檢修周期的匹配，具體數據總結如下表：
同時，上海電氣也提供對該機型OEM燃燒器的延壽改造服務，使得延壽后的燃燒器同樣具有25000小時，900次啟停的檢修間隔，總壽命為3個使用周期，共計7.5萬小時，2700次啟停，相當于原廠3套燃燒器的總壽命.
圖二、燃燒器改造延壽比較圖
采用該增強版燃燒器之后，機組的效率和排放不受影響，燃料要求保持不變。
再以M701F4為例，上海電氣推薦該機型用戶使用全球最先進的燃燒器FlamesheetTM，其設計檢修間隔在日常模式下為3.2萬小時，1250次啟停，使用壽命為4個周期，共計12.8萬小時，5000次啟停；同樣以4000小時的年運行時間為例，該燃燒器將達到8年一次小修，32年換新；除了超長的使用壽命之外，該燃燒器還可在額外降載30%負荷及超溫運行條件下，達到NOx和CO排放低于9PPM的排放水平，并且不對余熱鍋爐造成損害；同時，該燃燒器可以消除啟機階段的“黃煙”現象，且對燃料的適應性達到華白指數30%，對氫氣和乙烷的摻混比例可以分別到40%；另外，如果配備PSM公司生產的自動燃調系統AUTOTUNE，NOx排放可進一步降低至5PPM以下。
對于采用該燃燒器的用戶，我們預計，除了無需支出減排改造的額外費用以外，相比原廠燃燒器，使用成本也會降低50%以上，綜合使用成本更低。
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燃燒器模擬網格與案例
燃燒器
概述
直流燃燒器
出口氣流是直流射流：擴散角小，射程遠
旋流燃燒器
出口為旋轉射流
物理模型
長方形燃燒器，有噴嘴，噴嘴為圓弧狀
3D模型
仿真模型
邊界條件
inlet
velocity inlet
nozzle
velocity inlet
wall
wall
out
pressure outlet
材料屬性
計算模型
k-e湍流模型
能量方程
啟動化學組分傳輸和反應模型
Species Transport
Eddy-Dissipation
求解方法
后處理
不同組分的質量分數分布
有cas 和 msh
dat 太大了，沒有上傳
展開 
燃燒器的最新內容
三、厭氧培養箱中氫氣傳感器推薦
厭氧培養箱內部環境特殊，對氫氣傳感器性能提出了嚴苛要求：普通的電化學氫氣傳感器依賴氧氣參與反應，在無氧環境中無法正常工作，甚至會出現數據漂移; 催化燃燒型氫氣傳感器需要氧氣作為助燃劑，同樣不適用于厭氧場景。所以，厭氧培養箱箱中推薦采用荷蘭Xensor 高速響應熱導式氣體傳感器 XEN-5320-HP。
除算例搭建與仿真運行外，課程還對求解器源碼進行解析，幫助理解燃燒求解器的內部實現邏輯，深入分析reactingFoam、XiFoam等常用反應流及預混燃燒求解器的結構與算法，明晰燃燒模型的實現方式及其對仿真結果的影響。
課程同時講解OpenFOAM并行計算高效運行方法，包括計算域分解方法，實現多處理器并行運算，提升大規模反應流仿真效率。
配套的AG-3-LEL-M6814(D)傳感器模塊，以費加羅科技TGS6814催化燃燒甲烷傳感器為敏感元件，由催化燃燒型傳感器與數據采集處理板集成組成，可精準檢測環境中CH?、C?H?、H?等可燃性氣體濃度。該模塊出廠前已完成預校準，具備良好的穩定性與抗中毒性，采用數字通信方式，通過UART總線輸出氣體濃度信號，可方便用戶快速組建檢測系統，適配各類工業領域的可燃氣體檢測需求。
韓國科學技術院燃燒動力學與診斷實驗室開展的研究
KAIST CDDL正在研究重型燃氣輪機燃燒室、飛行器發動機加力燃燒室及雙推進劑液體火箭發動機的低頻及高頻燃燒不穩定性。其目前的研究工作側重于：
高頻燃燒不穩定性的觸發，以及相關復雜模態動力學和多千赫茲橫向熱聲波動的機理細節。
氨/氫基無碳燃氣輪機燃燒的激光診斷測量和數值仿真。
此外，PID傳感器無需燃燒氣體，安全環保，響應線性范圍寬，啟動快，穩定性好。
為延長使用壽命并維持高效性能，建議用戶每年安排一次專業維護，重點清理燃燒器、熱交換器及風機葉輪上的積塵與水垢。定期保養不僅能提升熱效率、降低能耗，還能提前發現老化部件，避免突發停機。當遇到無法自行解決的異常狀況，及時撥打售后服務電話獲取技術支持，可有效縮短停用時間，保障家庭熱水供應的連續性與安全性。
噴霧造粒干燥機；回轉、槳葉、旋轉閃蒸、
流化床干燥機；盤式、耙式、管束、滾筒、帶式干燥機等；食藥品專用烘箱、真空干燥箱、干燥滅菌烘箱、熱風循環烘箱、隧道烘箱等；提取、濃縮設備、粉碎、混合、篩分及輸送設備等；
2.環保及化工物料干燥設備：污泥干燥成套設備、生物發酵干燥成套設備、精細化工干燥成套設備、火電石化及其他特種行業干燥成套設備等；
3.烘干設備：除濕干燥機、工業熱風干燥機、燃燒器
飛行器氣動設計、結構強度與疲勞、燃燒與傳熱、電磁散射（隱身）、軌道動力學直接觸及了航空航天領域仿真的技術核心。作為UltraLAB圖形工作站的廠商，精準把握這些算法的計算特性，是為客戶提供最優硬件解決方案的關鍵。
我將為您逐一解析這五大航空航天仿真領域。
核心結論速覽表
循環流化床（CFB，Circulating Fluidized Bed）鍋爐作為一種高效且環保的燃燒設備，在發電廠和工業供熱領域得到了廣泛應用。它通過在爐膛內構建高速流動的顆粒床層，實現燃料的高效燃燒，并且具備處理多種燃料的能力，涵蓋劣質煤、生物質等。為保障燃燒過程的高效與環保，精準控制煙氣中的氧含量顯得非常關鍵。
燃燒控制系統的特性
對循環流化床鍋爐的燃燒系統進行分析可知
適用于惡劣環境下初級壓力控制，需要功耗和尺寸的限制，或者是氣體泄漏或者水分
TGS6812（催化燃燒型氫氣傳感器）：TGS6812-D00是催化燃燒式的氣體傳感器，可以檢測100%LEL水平 的氫氣，此傳感器具有精度高，耐久性與穩定性好，快速響應、線性輸出的特點，不僅可監測氫氣，還可以用于檢測甲烷與LP氣體。這對于固定式燃料電池將氫氣作為可燃氣體時的泄漏檢測是個非常優秀的方案。
