天然气中含氢量对燃烧设备影响的实验研究

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1、ＴＵ８３／＆＼从韋庄分类号学号２１０８５２１３１４１２０ＩＪＩＢＥＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＩＶＩＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ学位论文天然气中含氢量对燃烧设备影响的实验研究ＡＥｘｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄＯｎｔｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＨｄｒｏｅｎＣｏｎｔｅｎｔｉｎＮａｔｕｒａｌＧａｓｏｎｐｙｙｇＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＡｌｉａｎｃｅｓｐｐ陈豪杰指导教师姓名刘蓉副教授北京建筑大学刘燕教授级高工北京市燃气集团有限责任公司申请学位级别硕士学位类别工学硕士学位专业名称建筑与土木工程（供热

2、、供燃气、通风及空调工程方向）年级暖研１４论文答辩时间２０１７年５月学位授予单位和日期北京建筑大学２０１７年６月答辩委员会主席周天洪教授级高工论文评阅人冯良副教授、郭全副教授北京建筑大学硕士学位论文原创性声明：所呈交的学位论文本人郑重声明，是本人在导师的指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，论文中，除了文中特别加以标注和致谢的地方外不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含本人或他人为获得北京建一筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。。

3、若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任学位论文作者签字：曰期：年６月《曰北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书工本人完全了．解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全部或部、分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文Ｄ保密学位论文在解密后的使用授权同上。：学位论文作者签名：校内导师签名年月６曰年＜月６曰校外导师签名：ｉｄ＃年／月＜曰摘要摘要天

4、然气中混入氢气可以加快天然气燃烧速率，还有可能降低燃具的污染物排放，但也可能给现有应用设备带来不利影响。对于天然气掺氢的相关研究主要还集中于内燃机方面，对于加热用燃烧设备的氢气影响研究还不够深入。煤制天然气也是解决我国天然气供需矛盾的一个重要新途径，对于煤制天然气在12T燃具上的燃烧情况还少有研究。本文将氢气混入天然气，研究天然气中氢含量对燃烧设备的热负荷、污染物排放和火焰稳定性影响。同时，根据煤制天然气含有少量氢气的气质特性，利用天然气混入少量氢气模拟代替煤制天然气进行实验，通过理论计算和实验分析相关互换性方法对煤制天然气的适用性以及对煤制天然气在12T燃具上的燃烧稳定性进行研究。通

5、过混合燃气的组分计算得到不同氢含量的混合燃气的高热值、华白数和燃烧势等，分析含氢量变化对混合燃气各个参数的影响。同时根据标准规定的特性范围，得到当混合燃气的特性指数超出12T天然气范围时的氢气体积分数。选择判定燃气互换性方法中的德尔布燃烧势和A.G.A指数法，对不同含氢量的混合燃气与挑选的基准气的互换性进行判定，同时计算得到在混合燃气超出稳定性指数极限时的掺氢比。通过实验发现：燃具热负荷会随着混合燃气的氢含量增大而下降，在混入不超过5%氢气时，设计热负荷与实测热负荷偏差不超过±10%，符合标准规定的要求。在燃具污染物排放测试中，CO排放值会随着含氢量的增大而减小，大部分燃具的NOX排放

6、值并没有明显的变化趋势，也没有太大波动。在天然气中混入少量氢气的情况下，燃具燃烧都不会出现稳定性问题；在100%、50%负荷比条件下的稳定性测试结果基本一致。理论计算结果中的极限掺氢比与实验结果接近。同时实验证明，煤制天然气的少量氢气不会对12T燃具造成稳定性问题，燃气互换性方法对于煤制天然气同样适用。关键词：天然气掺氢；理论计算；火焰稳定性；烟气排放；实验研究IAbstractAbstractNaturalgasmixedwithhydrogencanacceleratecombustionrateandreducethepollutantemissions.Atthesametim

7、e,itmayalsohaveanadverseimpactonexistingapplications.Theresearchonthenaturalgasmixedwithhydrogenismainlyfocusedontheinternalcombustionengine,andtheresearchontheeffectofhydrogenonthecombustionappliancesforheatingisnotdeepenou