稀氧部分预混富氧补燃过程的实验研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文稀氧部分预混/富氧补燃过程的实验研究论文作者：李文杰学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：热能工程指导教师：刘联胜职称：教授资助基金项目：国家自然科学基金（编号：51276055）；河北省应用基础研究计划重点基础研究项目（编号：13964503D）；河北省高等学校科学技术研究重点项目（编号：ZD2010122）。DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyForTheMasterDegreeofThermalPowerEngineeringTHEEX

2、PERIMENTALSTUDIESONOXYGEN-DILUTEDPARTIALLYPREMIXED/OXYGEN-ENRICHEDSUPPLEMENTALCOMBUSTIONbyLiWenjieSupervisor:Prof.LiuLianshengDecember2014ThisworkissupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(GrantNo.51276055);andtheAppliedBasicResearchProgramsofHebeiProvince(GrantNo.1396

3、4503D);andthekeyprojectofHebeiProvinceHigherSchoolScienceandTechnologyFoundation(GrantNo.ZD2010122).原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：2014.12

4、.20关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：2014.12.20导师签名：日期：2014.12.20摘要我国2013年传统的化石能源消耗量为34.61亿吨（标准煤），约占总能源消耗量的92.3%，在化石燃料的利用过程中

5、产生了恶劣的环境问题，如何探究更加高效低排的燃烧工艺是当今学者最重要的任务之一。本文通过构建准二维狭缝射流实验诊断系统和数值模拟系统，进行了稀氧部分预混/富氧补燃（ODPP/OESC）技术与扩散燃烧（DC）、预混燃烧（PC）以及空气部分预混燃烧（PPC）等传统燃烧技术的对比分析，进而探究分析了燃烧过程中碳/氧（C/O）的空间浓度分布对火焰燃烧特性、污染物排放特性的影响规律。通过对火焰结构的记录，对比分析了不同碳/氧浓度分布时的燃烧稳定性、动力火焰传播速度；通过测量火焰的放热率和温度，对比分析了不同碳/氧浓度分布时火焰的放热率、燃烧强度；通过对污染物生成量的测

6、量，对比分析了不同碳/氧浓度分布时的燃烧效率和排放特性。补充的模拟分析中，探究了不同燃烧技术不同工况时的组分分布和不同类型的氮氧化物（NOX）的生成特性。研究发现，相对于传统的燃烧技术，ODPP/OESC技术通过调制燃烧过程中碳/氧的空间分布，可更加有效地实现低NOX排放的高效燃烧。结果表明：减小预混氧化剂氧浓度可有效降低动力火焰温度，进而抑制热力型NOX的生成；增大补燃氧化剂氧浓度可有效增强火焰动力学稳定性及其燃烧放热率，进而提高燃料的燃烧效率；降低补燃空间氧浓度梯度，可有效延缓扩散着火时刻、降低燃烧放热率、增大火焰面积，进而改善燃烧区域的传热、传质效果，

7、降低中心动力火焰温度，进一步减少热力型NOX的生成量，此时发现快速型NOX的生成比重显著增大。关键字：狭缝射流稀氧部分预混/富氧补燃浓度分布燃烧特性氮氧化物IABSTRACTThetotalamountofenergyconsumedin2013was3.75billiontons(SCE),inwhichtheproportionoftraditionalfossilenergysourceswas92.3%.Theuseoffossilfuelshasledtoalotofenvironmentalpollution.Howtoexploremoreef

8、ficientandloweremissioncom