【摘 要】
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随着能源消耗不断上升,引发了严重的环境污染问题。提高燃烧效率的同时,降低污染物排放也成为燃气轮机发展方向之一。燃气轮机普遍采用干式低NOx(DLN)燃烧技术。其核心是贫燃预混,即可燃混合物燃烧的化学当量比接近贫燃熄火极限,使主燃区温度降低,最终抑制NOx的生成。本文以DLN燃烧室为对象研究了当量比、值班级燃料比例、预混段出口速度、旋流器叶片倾斜角度和火焰筒扩张角对其燃烧特性的影响。研究结果表明:当
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随着能源消耗不断上升,引发了严重的环境污染问题。提高燃烧效率的同时,降低污染物排放也成为燃气轮机发展方向之一。燃气轮机普遍采用干式低NOx(DLN)燃烧技术。其核心是贫燃预混,即可燃混合物燃烧的化学当量比接近贫燃熄火极限,使主燃区温度降低,最终抑制NOx的生成。本文以DLN燃烧室为对象研究了当量比、值班级燃料比例、预混段出口速度、旋流器叶片倾斜角度和火焰筒扩张角对其燃烧特性的影响。研究结果表明:当量比的增加对流场结构影响很小。但燃料量增多促进了燃烧,使火焰筒内温度升高,热力型NOx摩尔分数大幅增长,最终导致出口 NOx浓度升高,随值班级燃料比例的增大,中心回流区范围缩小,轴向速度值减小;火焰出现逆向传播,角回流区温度升高,出口温度分布系数增加;NOx摩尔分数在中心回流区成倍增长,使出口 NOx浓度不断升高。随预混出口速度的增加,主流区轴线速度大幅提高;温度分布保持不变,出口温度分布系数逐渐下降,回流区回流速度的提高,使高温燃气在回流区停留时间减少,回流区NOx摩尔分数大幅减少,出口 NOx浓度也随之下降。随叶片倾斜角的减小,中心回流区位置发生变化,且回流速度增加;出口温度分布系数略微提高,回流区轴向速度的提高使NOx摩尔分数减少,出口 NOx浓度减小。随着火焰筒扩张角增大,高温温度分布变得不规则;回流区流速升高使回流区NOx生成量减少,出口 NOx排放浓度也随之减小。方案3中45度叶片倾斜角和30度扩张角的组合相对有较好的抑制出口 NOx排放效果。
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