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天然氣平行射流柔和燃燒器燃燒擴(kuò)穩(wěn)研究

發(fā)布時(shí)間:2020-12-01 14:39
為了提升燃?xì)廨啓C(jī)效率,需要不斷提高壓氣機(jī)壓比和燃燒室出口溫度,同時(shí)為了滿足低NOX排放的環(huán)保需求和燃?xì)廨啓C(jī)的靈活運(yùn)行,燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室正朝著高參數(shù)、高效靈活、低污染的方向發(fā)展。柔和燃燒因其高溫低氧燃燒環(huán)境具有低排放、高效率、低噪聲等優(yōu)勢(shì),具有成為新一代燃?xì)廨啓C(jī)超低NOX燃燒技術(shù)的潛力。平行高速射流是實(shí)現(xiàn)柔和燃燒的方式之一。平行射流柔和燃燒器在高負(fù)荷下可實(shí)現(xiàn)柔和燃燒,但存在低負(fù)荷下燃燒穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。實(shí)際穩(wěn)定工作范圍較窄,有必要開展擴(kuò)大柔和燃燒器穩(wěn)定工作范圍的研究。無(wú)旋或低旋預(yù)混氣射流可降低NOX的排放,但對(duì)應(yīng)燃燒穩(wěn)定性范圍較窄。燃料/空氣不預(yù)混會(huì)增強(qiáng)低負(fù)荷下燃燒穩(wěn)定性,但高負(fù)荷下NOX排放會(huì)增加。而部分預(yù)混燃燒兼具較低的污染物排放和較寬燃燒穩(wěn)定性范圍的優(yōu)勢(shì)。本文將部分預(yù)混燃燒引入柔和燃燒器中,首先對(duì)柔和燃燒器部分預(yù)混模式下的穩(wěn)定燃燒范圍進(jìn)行探索,其次就部分預(yù)混值班噴嘴的燃燒性能展開研究。本文以平行射流柔和燃燒器為研究對(duì)象,開展了燃燒穩(wěn)定性和污染物排放的實(shí)驗(yàn)測(cè)量研究,借助LDV、OH-PLIF、OH*-CL激光測(cè)量技術(shù)和CFD數(shù)值模擬方法對(duì)燃燒室內(nèi)摻混、流動(dòng)和反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行輔助分析。具體... 

【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)

【文章類型】:碩士

【部分圖文】:

天然氣平行射流柔和燃燒器燃燒擴(kuò)穩(wěn)研究


圖1.1中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)展情況w??Fiurel.l?Primarenerconsumtion?bChina131??

重型燃?xì)廨啓C(jī),發(fā)展趨勢(shì),預(yù)混


司面向F系列燃?xì)廨啓C(jī)的DLN2.6+燃燒室技術(shù),在燃燒室首端周向布置5個(gè)相??同的燃料噴嘴,在軸心布置一個(gè)燃料噴嘴,應(yīng)用了?swozzle、擴(kuò)散路旋流杯,IFC??(進(jìn)氣整流裝置)。噴嘴布置和供料分配見圖1.3?a),圖中PM為預(yù)混路,D為擴(kuò)??散路。供料管路間燃料分配(fuel?split)對(duì)低排放、壓力波動(dòng)和燃料適應(yīng)性有重??要影響。外側(cè)5個(gè)噴嘴結(jié)構(gòu)如圖1.3?b)所示。GE公司DLN系列燃燒室技術(shù)通過(guò)??旋流產(chǎn)生渦破碎,再于火焰筒后膨脹來(lái)實(shí)現(xiàn)火焰穩(wěn)定。加入擴(kuò)散路燃料的預(yù)混噴??嘴具有自穩(wěn)火能力[9;1t7F版DLN2.6+外圍的五個(gè)旋流穩(wěn)火預(yù)混主燃噴嘴配備了??預(yù)混值班(premixedpilots),能在滿足低負(fù)載F運(yùn)行靈活性的同時(shí),帶來(lái)相較擴(kuò)??散值班更低的NOx排放間。??2??

示意圖,燃燒器


第1章緒論??a)?DLN2.6+噴嘴布置和供料分配?b)外側(cè)燃料噴嘴??圖1.3?DLN2.6+噴嘴示意圖丨10丨??Figurel.3?Schematics?of?DLN2.6+?nozzles111*1??Alstom?公司的?EV?(environmentally?friendly?V-shaped?burners)燃燒器拋棄??了早期旋流器加垂直燃燒器的設(shè)計(jì)。應(yīng)用旋渦流原理,在缺失旋流器主體和中心??體的情況下,在可燃混合物區(qū)域通過(guò)強(qiáng)旋流渦破碎來(lái)穩(wěn)定預(yù)混火焰。如圖1.4左??所示EV燃燒器由兩個(gè)半圓錐殼組成,與軸平行放置形成兩處切向槽。氣流由切??向槽進(jìn)入,沿著軸向方向旋流強(qiáng)度不斷增加,調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)使核心流渦破碎在燃燒器??出口近端發(fā)生。EV燃燒器不存在上游暴露于可燃?xì)、下游暴露于穩(wěn)定火焰區(qū)的??穩(wěn)焰器,能有效預(yù)防自燃和回火。再此基礎(chǔ)上針對(duì)具體應(yīng)用環(huán)境又相繼發(fā)展出??SEV、MBtuEV、AEV?燃燒器[12;13]。??Combustion?Spray?Vortc*??a>r?v.?evaporation?tyeakdov#n??::文??I?1?1?RPL?I?P?k><(M3)?I?VUln(iyi1-M2)??Atomization?Gas?njeofon?ignuon?f?lame?處?>?>?—?>??卜r>nl?|?Fu^i??圖1.4?EV燃燒器和第四代DLE燃燒器%??Figurel.4?Schematics?of?EV?burner?,13,and?the?4th?DLE?burner1211??MHI和Siemens公司的DLN燃燒室設(shè)計(jì)方案類似

【參考文獻(xiàn)】:
期刊 共5條
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博士 共1條
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碩士 共4條
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