多孔介质燃烧技术在室式加热炉的设计与应用
２０１１年第３期 宝钢技术 ２３
多孔介质燃烧技术在室式加热炉的设计与应用
郭水华，饶文涛 （宝山钢铁股份有限公司研究院，上海２０１９００）
摘要：介绍多孔介质燃烧技术的工作原理及多孔介质燃烧特性、多孔介质燃烧技术在一座
室式炉上的应用改造方案，重点介绍了多孔介质燃烧器在室式炉上的布置设计、燃烧系统管道
的设计以及多孔介质燃烧控制系统的设计。多孔介质燃烧技术在室式加热炉上的应用效果表 明：多孔介质燃烧技术不仅可以提高炉温均匀性，而且节能效果显著，可以减少燃气消耗２５％
以上。 关键词：多孔介质燃烧技术；室式加热炉；温度均匀性 中图分类号：ＴＧ３０７文献标志码：Ｂ文章编号：１００８—０７１６（２０１１）０３—００２３—０４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００８—０７１６．２０１１．０３．００５
Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａ ｃｈａｍｂｅｒ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ
ＧＵＯ Ｓｈｕｉｈｕａ ａｎｄ ＲＡ０ Ｗ 聆ｔａｏ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂａｏｓｈａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１９００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｈａｍｂｅｒ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｂｕｒｎｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｈａｍｂｅｒ ｆｕｒｎａｃｅ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ａｎｄ
ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ａｃｈｉｅｖｅ ａｎ
ｏｂｖｉｏｕｓ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ２５％ａｔ ｌｅａｓｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ（ＰＭＣ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｃｈａｍｂｅｒ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ；
ｔｅｍｐｅｒｔｕｒｅ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ
０前言
近年来，多孔介质燃烧技术由于具有“无焰 加热”、增大辐射传热的特性，引起了广泛的关 注。２０世纪８０年代以来，国外研究者对多孔介 质燃烧技术进行了大量的理论和试验研究 Ｊ。
在实用化方面，国外已经做到了商业化，例如 Ｐｒｏｍｅｏｓ Ｇｍｂｈ公司成功开发了商业化的多孔介
质燃烧器，已经应用于钢铁、铝、玻璃等行业，最大
郭水华助理工程师１９８４年生２００９年毕业于北京科技大学 现从事冶金节能技术研究 电话２６６４５０３５ Ｅ－ｍａｉｌ ｇｕｏｓｈｕｉｈｕａ＠ｂａｏｓｔｅｅ１．ｃｏｍ 的燃烧器功率达到２ ＭＷ。我国目前还停留在理 论和试验研究阶段¨ Ｊ，至今还未见成功的商业 化应用报道。
宝钢研究院从２００７年起针对多孔介质燃烧 技术开展了多项研发工作：多孔介质材料工艺制
备技术研究、多孔介质燃烧技术的燃烧试验研究 以及多孔介质燃烧技术的中试试验研究，目前已
经具备了工业化试验的条件。为了更加深入地研
究多孑Ｌ介质燃烧技术，并且验证该技术在钢铁工 业炉应用的可行性，宝钢研究院从２００９年开始进
行了多孔介质燃烧技术的工业试验研究。本文主 要介绍多孔介质燃烧技术的工业试验研究，即多
孔介质在室式加热炉上的设计与应用。
２６ 宝钢技术 ２０１１年第３期
比较改造前后天然气消耗数据，可以明显看
出：多孔介质烧嘴改造后天然气节气量为２５％以 上。另外，未改造前为了使炉膛温度均匀，烘炉时
间长达４ ｈ以上；而采用多孔介质烧嘴改造后炉
膛均匀性良好，炉子从常温升温到９６０℃只需 ２ ｈ，大大缩短了炉膛升温时间，减少了能源消耗，
提高了生产效率。
分析原因，可能有两点：①应用多孔介质燃烧 技术后，辐射传热加强；②应用多孔介质燃烧技术
后，通过对炉膛内部结构的优化，即降低炉膛高
度、缩小炉膛宽度、用玻璃纤维内衬替代原有炉衬
等措施，大大提高了炉膛的紧凑性。
３ 结论
本次多孔介质燃烧技术在室式加热炉上的应
用为国内首次多孑Ｌ介质燃烧技术在工业炉上的应
用，从应用效果看，可以得到如下结论： （１）多孑Ｌ介质燃烧技术节能效果显著，可以
达到２５％以上；
（２）通过合理的设计多孔介质燃烧器喷口形
状及布置多孔介质燃烧器位置，可以使炉温均匀 性得到显著提高；
（３）应用多孔介质燃烧技术可以使加热炉的
设计更加紧凑，烘炉时间减少，加热速率提高，能 源消耗减少。
『２］
［３］ 参考文献 施明恒，虞维平，王补宣．多孔介质传热传质研究的现状和 展望［Ｊ］．东南大学学报，１９９４，２４（增）：１—７． 吴学成，程乐呜，王恩宇，等．多孔介质中的预混燃烧发展 现状［Ｊ］．电站系统工程，２００３，１９（１）：３１—４０． Ｈｏｆｍａｎｎ Ｊ Ｇ，Ｅｅｈｉｇｏ Ｒ，Ｙｏｓｈｉｄａ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｉｎ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉａ ｗｉｔｈ ａ ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｆｌｏｗ ｓｙｓｔｅｍ ［Ｊ］．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｌａｍｅ，１９９７（１１１）：３２—４６． ［４］ Ｂｏｕｍａ Ｐ Ｈ，Ｄｅ Ｇｏｅｙ Ｌ Ｐ Ｈ．Ｐｒｅｍｉｘｅｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｏｎ ｃｅｒａｍｉｃ ｆｏａｍ ｂｕｒｎｅｒｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｌａｍｅ，１９９９（１１９）： １３３—１４３． 『５］Ｔｒｉｍｉｓ Ｄ，Ｄｕｒｓｔ Ｆ．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ａｄｖａｎｃｅｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， １９９６（１２１）：１５３～１６８． ［６］Ｍａｒｅａ Ｄ Ｌ，Ｍｉｈａｌｉｋ Ｔ Ａ，Ｃｏｎｔｉｎｉｌｌｏ Ｇ，ｅｔ ａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ ｌｉｍｉｔｓ ｏｆ ｇａｓｅｏｕｓ ｍｉｘｔｕｒｅｓ ｉｎ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉａ［Ｊ］．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ Ｆｌｕｉｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０００（２１）：１１７—１２３． 『７］Ｄｉａｍａｎｔｉｓ Ｄ Ｊ，Ｍａｓｔｏｒａｋｏｓ Ｅ，Ｇｏｕｓｓｉｓ Ｄ Ａ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｍｉｘｅｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｉｎ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉａ［Ｊ］．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ，２００２（６）：３８３—４１１． ［８］Ｔｓｅｎｇ Ｃ Ｊ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｍｅｔｈａｎｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｂｕｒｎｅｒ『Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｅｎｅｒｇｙ，２００２（２７）：６９９—７０７． ［９］ Ｑｉｕ Ｋ，Ｈａｙｄｅｎ Ａ Ｃ Ｓ．Ｐｒｅｍｉｘｅｄ ｇａｓ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｉｎ ｆｉｂｅｒ ｆｅｌｔ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ａ ｎｏｖｅｌ ｒａｄｉａｎｔ ｂｕｒｎｅｒ［Ｊ］． Ｆｕｅｌ，２００６（８５）：１０９４一ｌ１００． ［１０］ 吕兆华，孙思诚．多孔泡沫陶瓷中预混火焰燃烧速率的试 验研究［Ｊ］．燃烧科学与技术，１９９５，１（２）：１２９—１３４． ［１１］李艳红，徐吉浣．多孔介质中预混式燃烧的数学模型［Ｊ］． 煤气与热力，１９９６，１６（５）：３０—３４． ［１２］马世虎，解茂昭，邓洋波．多孔介质往复流动燃烧的一维数 值模拟［Ｊ］．热能动力工程，２００４，１９（６）：３８４—３８８． ［１３］杜礼明，解茂昭．预混合燃烧系统中多孔介质作用数值研 究［Ｊ］．大连理工大学学报，２００４，４４（１）：７０—７５ ［１４］侯根富，聂廷哲，提高多 Ｌ陶瓷板辐射器表面发射率的意 义［Ｊ］．哈尔滨建筑大学学报，２００１，３４（６）：７４～７７ ［１５］王恩宇，程乐呜，吴学成，等．渐变型多孔介质中预混燃烧 试验研究［Ｊ］．浙江大学学报（工学版），２００２，３６（６）： ６８５—６８９ ［１６］马培勇，唐志国，史卫东，等．外置瑞士卷多孔介质燃烧器 贫燃试验［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１０，３０（Ｉ１）：ｌ５—２０．
（收稿日期：２０１０—１１一Ｏ１）
多孔介质燃烧技术工业应用数值模拟研究
带炉容热工 工业加热 第４Ｏ卷２０１１年第３期
ＤＯｈ １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１６３９．２０１１．０３．０１１
多孔介质燃烧技术工业应用数值模拟研究
饶文涛 ，郭水华 ，李本文２
（１．宝钢股份研究院，上海２０１９００；２．东北大学，辽宁沈阳１１０００４）
摘要：首先介绍多孔介质燃烧新技术（ＰＩＭ）实现工业应用的情况，然后介绍了在应用的过程中利用数值模拟软件ＦＬＵＥＮＴ，对天 然气和空气的预混气体在基于工业模型的多孔介质燃烧器内的燃烧进行了较详细的研究，为工业应用提供了参考数据。
关键词：多孔介质燃烧；节能；低ＮＯｘ 中图分类号：ＴＦ０６６．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２．１６３９（２０１１）０３－００３９—０３
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｔｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｒｏｕｓ Ｍｅｄｉｕｍ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＲＡＯ Ｗｅｎ．ｔａｏ ，ＧＵＯ Ｓｈｕｉ．ｈｕａ ，ＬＩ Ｂｅｎ．Ｗｅｎ
（１．Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１９００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｉｒｓｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉａ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ（ＰＩＭ）ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ
ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆｕｓｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＦＬＵＥＮＴ，ｇａｓ ａｎｄ ａｉｒ ｐｒｅｍｉｘｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉａ
多孔介质燃烧实验报告1
多孔介质燃烧实验报告
班级：
学号：
姓名：
指导老师：
组别：
一、实验目的
1.单孔介质：①分析单孔介质各测温点在同一进气量工况下的温度分布情况；
②分析单孔介质在不同进气量工况下各测温点的温度分布情况。 2.多孔介质：①分析多孔介质各测温点在同一进气量工况下的温度分布情况；
②分析多孔介质在不同进气量工况下各测温点的温度分布情况。
二、实验背景
多孔介质是一种具有大孔隙率和光学厚度的透气性固体。多孔介质的存在使燃料和氧气的接触面积变大，燃烧过程中，多孔介质内气相的燃烧放热、内部导热、对流、传质和固相内部导热、辐射及气、固两相之问的对流换热互相耦合，这种复杂的传热和化学反应过程就构成新颖、独特的燃烧方式。
三、实验设备
1.实验系统图
1 液化石油气； 2 减压阀； 3 ，9 球阀； 4，8 流量计；
5 预混室； 6 燃烧室； 7 流量计； 10 稳压储气罐； 11 空压机
2.燃烧器示意图
燃烧室轴向隔10mm均匀布置12个K型热电偶，通过补偿导线与惠普34970A巡回检测仪相连, 测量燃烧室壁面温度分布。惠普温度采集仪与微机相连，对温度实时采集处理。
1 直孔陶瓷板（两片）； 2 均匀孔径多孔介质
3 T1-T12 为热电偶（共12个，相互间距10mm）； 4 石英玻璃管
四、实验数据分析与处理
附表
表1-1 无多空介质各个测温点在各空气流量下的温度分布表 0.8 1 1.2 1.4 1.6
测温点2 319.7923 347.4131818 357.8788 319.6497 296.3859091
测温点3 402.9491 434.657 442.7672 398.1932 360.8790909
测温点4 412.045 446.9287273 456.8118 428.7261 385.8002727
多孔介质燃烧技术
多孔介质燃烧技术
1 多孔介质燃烧技术
加入多孔介质的燃烧器由于对流，导热和辐射三种换热方式的存在，使燃烧区域温度趋于均匀，保持较平稳的温度梯度。在燃烧稳定的同时还具有较高的容积热强度。与自由空间燃烧相比，预混气体在多孔介质中的燃烧具有功率密度大，调节范围广，污染物排放低和结构紧凑等优点。多孔介质预混燃烧特点是燃烧设备的热效率较高，其原因有以下两个方面：①燃气与空气预先充分混合, 在过剩空气很小的情况下也可达到完全燃烧, ②由于辐射作用, 多孔介质的高温后部对低温的前部进行加热, 从而达到对未反应的燃气混合物的预热作用, 加快了燃烧速度。因此对多孔介质传热传质和燃烧的研究具有重大的学术价值，已成为当前最活跃最前沿的研究领域之一[1]。
传统的气体燃料燃烧主要是以自由火焰为特征的燃烧。这种燃烧需要较大的空间，火焰周围温度梯度大，容易产生局部高温。当温度高于1500℃时，xNO生成变得明显[2]。由于xNO的剧毒性，减少其排放也显得非常重要。传统燃烧器的换热器主要以烟气辐射和对流换热为主，换热系数小。
多孔介质燃烧技术是一种新颖独特的燃烧方式[3]。其与自由空间燃烧的区别在于：（1）多孔介质的空隙率很大相对于自由空间有较大的固体表面积，因而有较强的蓄热能力[4]；（2）多孔介质的存在使混合气体在其中产生剧烈的扰动，强化了换热。（3）相对于气体来说多孔介质有较强的导热和辐射能力，可以使预混气体燃烧产生的部分热量从下游的高温区传递到上游的低温区预热未然混合气体，这样就提高了燃烧速率并可使燃料完全燃烧，减少了CO的排放；（4）多孔介质良好的换热特性是燃烧区域温度迅速趋于均匀，保持了平稳的温度梯度，降低了最高温度水平，减少了xNO生成量；（5）辐射燃烧效率最高可达80%-90%，而常规辐射燃烧器对辐射的转换效率充其量为30%[5]，在相同的热负荷下,多孔介质预混燃烧热效率较高，比本生式燃烧节约燃气30-50%[6]。与自由燃烧相比，多孔介质燃烧具有燃烧速率高、燃烧稳定性好、负荷调节范围大、容积热强度大、燃烧器体积小、燃气适应性好、烟气中污染物排放低、燃烧极限变宽、可燃用热值很低的燃气等优点。
多孔介质燃烧技术现状-论文
摘 要：
关键词： 多孔介质燃烧技术现状 秦朝葵等・多孔介质燃烧技术现状
口同济大学机械与能源工程学院（２０１ ８０４）秦朝葵郑璐
介绍了多孔介质燃烧技术的概念及其在国内外的发展，并着重阐述了该技术的试验研究
和数值模拟情况，以及该技术在工业方面的应用。多孔介质燃烧技术具有显著的低排
放、高燃烧强度、节能、结构紧凑、可燃用低热值燃气等优势。由于其特殊的结构形
式，在处理低热值气体方面具有广阔的前景。
多孔介质燃烧低热值火焰面节能低排放
Ｐｒｅｓｅｎｔ Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ Ｐｏｒｏｕｓ Ｍｅｄｉｕｍ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｑｉｎ Ｃｈａｏｋｕｉ，Ｚｈｅｎｇ Ｌｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，
ｗｉｔｈ ｍａｉｎ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉａ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｌｏｗｅｒ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ，ｈｉｇｈ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ，ａｎｄ ｂｅｉｎｇ ｃａｐａｂｌｅ ｏｆ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｌｏｗ ｃａｌｏｒｉｆｉｃ
ｖａｌｕｅ ｇａｓ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｔ ｈａｓ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｎ ｌｏｗ ｃａｌｏｒｉｆｉｃ ｖａｌｕｅ ｇａｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．
多孔介质燃烧技术工业应用数值模拟研究 2
多孔介质燃烧技术工业应用数值模拟研究
多孔介质燃烧技术是一种新型的燃烧技术，它利用多孔介质的特殊结构和性质，将燃料和氧气混合后在多孔介质内进行燃烧反应，从而实现高效、低污染的燃烧过程。该技术已经在工业领域得到了广泛的应用，如燃气轮机、燃煤锅炉、燃油发动机等。
为了更好地理解多孔介质燃烧技术的工业应用，数值模拟研究成为了必不可少的手段。数值模拟可以通过计算机模拟多孔介质内的流动和燃烧过程，从而预测多孔介质燃烧技术的性能和优化设计。在数值模拟研究中，需要考虑多孔介质的物理和化学特性，如孔隙率、孔径分布、热传导系数、燃料和氧气的扩散系数等。
数值模拟研究可以帮助工程师和科学家更好地理解多孔介质燃烧技术的工作原理和性能，从而优化设计和改进工艺。例如，在燃气轮机中，多孔介质燃烧技术可以提高燃烧效率和减少污染物排放，数值模拟可以帮助优化多孔介质的结构和燃烧参数，从而提高燃气轮机的性能和可靠性。
多孔介质燃烧技术是一种新型的燃烧技术，已经在工业领域得到了广泛的应用。数值模拟研究是理解多孔介质燃烧技术的工作原理和性能的重要手段，可以帮助优化设计和改进工艺，提高燃烧效率和减少污染物排放。
多孔介质燃烧技术 2
多孔介质燃烧技术
1. 引言
多孔介质燃烧技术近年来受到了广泛的关注。通过改变燃料与空
气的混合方式，多孔介质燃烧技术可以使燃烧更加均匀、增加燃烧温
度、减少氮氧化物的排放等诸多优点。本文将从多孔介质燃烧技术的
基本原理、工程应用和未来发展趋势等方面进行论述。
2. 基本原理
多孔介质燃烧技术的主要原理是通过多孔介质将燃料和氧气进行
混合，使得燃烧反应能够更加均匀和完全。多孔介质可以是陶瓷、金
属、陶瓷金属复合物等材料，其中具有许多微小孔隙。在燃气通过多
孔介质的过程中，会形成许多微小的涡旋或者湍流，这种流动能够达
到更加均匀混合燃料和氧气的效果。
3. 工程应用
多孔介质燃烧技术已广泛应用于行业燃烧领域中。例如，多孔介
质燃烧技术应用于工业炉、锅炉和燃气轮机等设备中，已经显著提高
了燃烧效率和能源利用率。此外，多孔介质还可以用于燃气汽车发动
机和燃料电池等领域，改善了燃料的利用率和减少了污染物的排放。
4. 未来发展趋势
未来，多孔介质燃烧技术将继续得到发展和推广。目前已经有许
多新的研究正在进行，例如将多孔介质应用于高温氧化、蜂窝状多孔介质燃烧等方面的研究。此外，多孔介质的材料研究也将得到进一步
深入，从而提高多孔介质的性能和适用范围。
5. 结论
总之，多孔介质燃烧技术是一项应用广泛的新技术，在燃气应用
和清洁能源方面具有很大的潜力。通过进一步研究和发展，它将达到
更高的效率和更广泛的应用。
多孔分级燃烧方法
多孔分级燃烧方法
摘要：
一、引言
二、多孔分级燃烧方法的原理
1.多孔介质的作用
2.分级燃烧的意义
三、多孔分级燃烧方法的优势
1.提高燃烧效率
2.降低污染物排放
3.稳定燃烧过程
四、多孔分级燃烧技术的应用
1.气体燃料燃烧
2.固体燃料燃烧
五、未来发展展望
六、结论
正文：
一、引言
随着环境保护意识的不断提高，人们对燃烧过程的控制和优化越来越关注。多孔分级燃烧方法作为一种先进的燃烧技术，旨在提高燃烧效率、降低污染物排放并稳定燃烧过程。本文将详细介绍多孔分级燃烧方法的原理、优势及应用，并对未来发展进行展望。 二、多孔分级燃烧方法的原理
1.多孔介质的作用
多孔介质是指具有孔隙结构的固体物质。在燃烧过程中，多孔介质能够提供大量的表面积，使燃料与氧气充分接触，从而提高燃烧速率。此外，多孔介质还能起到热量传递的作用，使燃烧过程更加均匀。
2.分级燃烧的意义
分级燃烧是指在燃烧室内设置多个燃烧区域，依次完成燃料的燃烧。通过分级燃烧，可以降低燃烧过程的峰值温度，减轻高温氧化物的生成，从而降低氮氧化物等污染物的排放。同时，分级燃烧还能实现燃烧过程的稳定性，避免燃烧不稳定导致的噪声和震动。
三、多孔分级燃烧方法的优势
1.提高燃烧效率
多孔分级燃烧方法通过增加燃料与氧气的接触面积，提高了燃烧反应的速率，从而提高了燃烧效率。在燃料利用率方面，多孔分级燃烧技术具有显著的优势。
2.降低污染物排放
通过分级燃烧和多孔介质的协同作用，多孔分级燃烧方法有效降低了氮氧化物、颗粒物等污染物的排放。这对于改善空气质量、保护生态环境具有重要意义。
3.稳定燃烧过程
多孔分级燃烧方法通过调节燃烧室内燃料和氧气的分布，实现了燃烧过程的稳定性。这有助于降低燃烧噪声和震动，提高燃烧设备的使用寿命。 四、多孔分级燃烧技术的应用
1.气体燃料燃烧
在气体燃料燃烧领域，多孔分级燃烧技术已成功应用于燃气锅炉、燃气轮机等设备。通过采用多孔介质和分级燃烧技术，气体燃料的燃烧效率得到了显著提高，同时降低了污染物排放。
多孔介质回热微燃烧器的扩散燃烧
第１７卷第５期 ２０１１年１０月 燃烧科学与技术 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 、，ｏ１．１７ Ｎｏ．５ ０ｃｔ．２０１１
多子Ｌ介质回热微燃烧器的扩散燃烧
曹海亮 ，张 凯 ，
（１．郑州大学化工与能源学院，郑州４５０００１；２ 徐进良２魏新利
华北电力大学可再生能源学院，北京１０２２０６）
摘要：设计了多孔介质回热微燃烧器．进行了微燃烧器的扩散燃烧特性实验研究，得到了其燃烧效率、出口尾气 温度、壁面温度和热损失率随燃烧热功率和过量空气系数的变化规律．实验发现，在较宽的操作范围内，微燃烧器
具有较高的燃烧效率和出口尾气温度，而且随着燃烧功率和过量空气系数的增大，微燃烧器的壁面温度和热损失率
反而减小．分析表明，采用回热夹层和多孔介质相向的进气方式，使得反应气体的流动方向与散热方向相反，有效 回收了热量损失，提高了微燃烧器的热效率和出口尾气温度．所设计的多孔介质回热微燃烧器对开发微燃烧透平发
电系统具有重要应用价值．
关键词：微型回热燃烧器；多孑Ｌ介质；扩散燃烧
中图分类号：ＴＫ１６ 文献标志码：Ａ 热损失；微动力系统
文毒编号：１００６．８７４０（２０１ １）０５—０３９４—０７
Ｄｉｆｕｓｉｏｎ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｉｎ ａ Ｍｉｃｒｏ Ｈｅａｔ—Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ
Ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ Ｕｓｉｎｇ Ｐｏｒｏｕｓ Ｍｅｄｉａ
ＣＡＯ Ｈａｉ ｌｉａｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｋａｉ ，ＸＵ Ｊｉｎ．１ｉａｎｇ ，ＷＥＩ Ｘｉｎ．１ｉ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｎｏａｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
多孔介质
0. 引言
近年来，随着中国经济的迅猛发展，能源和环境问题越来越成为人们关注的重点。我国经济快速发展需要消耗大量的能源，同时要兼顾环境保护，走人类与自然协调发展的可持续发展道路。然而我国面临着能源供需矛盾突出、环境污染日趋严重和生态遭到持续破坏等一系列问题。其中能源供给紧张可能会成为我国经济发展的薄弱环节。因此，拓宽能源供给渠道、挖掘和开发使用低品位或低热值的能源，同时寻求有利于环境保护的高效洁净燃烧技术，无疑会成为解决上述问题的有力支持。近年来，许多新的燃烧技术不断涌现，其中多孔介质燃烧技术具有优越的特性和广泛的应用前景。
多孔介质燃烧技术又称PMC(PorousMediaCombustion)技术，是最近十余年国际燃烧领域发展的一种全新的燃烧方式。相比燃烧时存在局部高温的“有焰”燃烧，这种燃烧没有明火焰，NO，和CO等污染物的生成显著降低(可达70％以上)。由于整体温度的显著提高和辐射传热的增加，燃烧热利用效率大大提高(有些情况甚至超过50％)。另外PMC技术对使用低热值(劣质)燃料(高炉煤气、有机废气等)也有明显的优势。由于集节能、减排、环保于一身，PMC技术被国际燃烧界誉为是2l世纪最有发展前途的燃烧技术，国内哈工大秦裕琨院士的课题组称其为“划时代的燃烧技术”。目前在日本、德国和美国，PMC技术已成功应用于冶金、机械、化工、陶瓷等行业的一些燃气炉窑上。鉴于该技术的重要性，国内的重点高校和研究所纷纷开展对该技术的研究，建立了相应的试验台，但是由于缺乏产学研的渠道以及没有解决多孔介质材料的寿命问题，PMC技术目前在国内没有实现工业化。宝钢研究院于2010年8月在一台2MW功率的加热炉上实现了多孔介质燃烧技术的应用，填补了国内空白。
1. 多孔介质燃烧技术的概念
气体在多孔介质中的燃烧都可以称为滤过燃烧口，即气体(可燃气体和氧化剂)流过多孔介质孔隙过程中发生的燃烧过程。按照多孔介质性质及研究重点不同，可以划分为以下几个方向：多孔惰性介质中的燃烧技术、催化性多孔介质中的燃烧技术、可燃多孔介质中的燃烧、多孔介质的燃烧合成或烧结技术等。对于惰性多孔介质中的燃烧，又可以分为2种情况：火焰完全在多孔介质内部燃烧和主要在多孔介质表面燃烧。
多孔介质燃烧技术在室式加热炉的设计与应用
２０１１年第３期 宝钢技术 ２３
多孔介质燃烧技术在室式加热炉的设计与应用
郭水华，饶文涛 （宝山钢铁股份有限公司研究院，上海２０１９００）
摘要：介绍多孔介质燃烧技术的工作原理及多孔介质燃烧特性、多孔介质燃烧技术在一座
室式炉上的应用改造方案，重点介绍了多孔介质燃烧器在室式炉上的布置设计、燃烧系统管道
的设计以及多孔介质燃烧控制系统的设计。多孔介质燃烧技术在室式加热炉上的应用效果表 明：多孔介质燃烧技术不仅可以提高炉温均匀性，而且节能效果显著，可以减少燃气消耗２５％
以上。 关键词：多孔介质燃烧技术；室式加热炉；温度均匀性 中图分类号：ＴＧ３０７文献标志码：Ｂ文章编号：１００８—０７１６（２０１１）０３—００２３—０４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００８—０７１６．２０１１．０３．００５
Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａ ｃｈａｍｂｅｒ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ
ＧＵＯ Ｓｈｕｉｈｕａ ａｎｄ ＲＡ０ Ｗ 聆ｔａｏ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂａｏｓｈａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１９００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｈａｍｂｅｒ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ