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《数值模拟在合成气燃气轮机燃烧室设计中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2006年8月ProceedingsoftheCSEE©2006Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号：0258-8013(2006)16-0109-08中图分类号：TK14文献标识码：A学科分类号：47020数值模拟在合成气燃气轮机燃烧室设计中的应用崔玉峰，徐纲，聂超群，黄伟光(中国科学院工程热物理研究所，北京市海淀区100080)ApplicationofNumericalSimulationintheDesignofGasTurbineCombustorforBurningSyn
2、gasCUIYu-feng,XUGang,NIEChao-qun,HUANGWei-guang(Instituteofengineeringthermophysics,theChineseAcademyofSciences,HaidianDistrict,Beijing100080,China)ABSTRACT:Numericalsimulationwasusedtoretrofitagasturbinecombustorwithdieseloilandnaturalgasasfuelinorde
3、rtoburningmedium-heating-valuesyngasefficientlyandclearly.Theeddy-dissipationturbulentcombustionmodel,realizablek-εturbulentmodel,discreteordinatesradiationmodel,SIMPLEpressure-velocitycouplingmethodandsecond-orderupwinddiscretizationschemewereadopted
4、inthenumericalsimulation.Basedonthenumericalsimulationresearchontheoriginalcombustor,analysisofthepropertiesofthesyngasandthecomparisonofthecombustorinletparametersforburningnaturalgasandsyngas,theretrofittingprinciplesweredetermined.Thentheoriginalco
5、mbustorwasretrofittedaccordingtotheprinciplesandtheretrofittingschemeswereoptimizedbythenumericalsimulations.Finally,twoschemeswerescreenedoutforfurtherlaboratorytests.Theretrofittingprocessshowsthattoretrofittheoriginalcombustorwithnaturalgasasfuelfo
6、rburningmedium-heating-valuesyngas,thestructureofthelinerishardlyneedtobechanged,andtheareaofthefuelholesofthenozzlecanbedeterminedbykeepingthesamefueljetvelocityasthatoftheoriginalcombustor.However,theswirlnumberoftheswirlershouldbeincreased.度耦合算法以及二
7、阶精度迎风插值格式。对原型燃烧室进行了数值模拟研究，分析了合成气燃料的性质，对比了燃烧天然气和合成气2种燃料时燃烧室入口参数，由此确定了燃烧室改造原则。依照改造原则对原型燃烧室进行了改造，并根据数值模拟的结果对改造方案进行了多次改进，最终得到了合适的改造方案。改造过程说明：对原先燃烧天然气的燃烧室改烧中热值合成气，基本可以不改变火焰筒的结构；燃料喷射孔的面积可以按照与原型喷嘴的燃料喷射速度相同的原则确定，但需要增加旋流器的旋流数。关键词：燃气轮机燃烧室；中热值合成气；燃烧室改造；数值模拟；涡团耗散
8、模型0引言我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭的直接燃烧带来了严重的环境污染问题，煤炭联产系统和IGCC系统都是目前实现煤炭洁净燃烧的重要解决方案[1-4]。在煤炭联产和IGCC系统中都要求燃气轮机能够高效洁净地燃烧中低热值合成气。与常规燃气轮机的设计气体燃料天然气相比，合成气的热值和成分有很大的变化，其主要特点是热值较低，主要可燃成分是CO和H2。当燃气轮机燃烧这种中低热值燃料时，为了使燃气轮机燃烧室的出口温度达到原先的值，就要多燃烧几倍的燃料，如果仍然采用原先的燃料喷嘴，势必造成
