短环形燃烧室双燃料燃烧流场污染物排放研究.pdf

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1、AcademicResearch技术交流短环形燃烧室双燃料燃烧流场污染物排放研究权崇仁，宋少雷（海装沈阳局，辽宁沈阳150078）摘要：污染物排放研究一直都是燃气轮机燃烧室的热门课题。本文研究了短环形燃烧室分别混烧氢气和裂解气后对NOx排放的有利影响和不利影响。添加的氢气质量分数分别为1%和10%，添加的裂解气质量分数分别为1%、10%和15%。比较了使用不同燃油方案的燃烧室流场结果，分析了燃烧效率、出口温度、NOx排放与其他燃烧室性能参数。结果证实氢气可有效改进燃烧效率，但同时其易燃性与极快的化学反应速

2、度又会导致火焰温度升高以及NOx排放量增大，这一点违背了降低排放的初衷。而混烧裂解气既可保留氢气的优点，同时组分水蒸气的存在又能吸收高温区部分热量，降低火焰温度，有利于降低NOx排放。从而使得燃烧室在保持较高的燃烧效率和较低的出口温度的同时，NOx排放量不会剧烈增加。关键词：双燃料燃烧室；NOx排放量；数值模拟；裂解气；氢气中图分类号：TK473;TK16文献标志码：ADOI：10.16443/j.cnki.31-1420.2015.03.001EmissionStudyinDual-fuelCombus

3、tionFlowFieldofShortAnnularCombustorQUANChong-ren,SONGShao-lei(MilitaryAgent'sRoomofNavalArmamentsDepartmentStationedinShengyang,Shengyang150078,China)Abstract:Emissionstudyisalwaysthehottopicforgasturbinecombustors.Thispaperstudiestheadvantagesanddisadva

4、ntagesforNOxemissionofaddinghydrogenandreformedgastocombustionfieldofshortannularcombustors.Theaddedhydrogenmassfractionis1%and10%intotalmassflow.Theaddedreformedgasmassfractionis1%,10%and15%,respectively.Thecombustionfieldswithdifferentfuelcompositionsar

5、ecompared.Thecombustionefficiency,outlettemperature,NOxemissionandothercombustionfieldcharacteristicsareanalyzed.Theresultsshowthathydrogenhasgreatadvantagesinimprovingcombustionefficiency.Butitsflammabilityandextremelyfastchemicalreactionvelocityleadstoh

6、ighertemperatureandincreasesNOxemission,whichcanviolatetheoriginalintentionofreducingemission.Reformedgasretainstheadvantagesofhydrogen.ButtheexistenceofthecompositionsteamisgoodforreducingNOxemission.Itabsorbsheat,lowerstheflametemperatureinthecombustion

7、zone.SothecombustorcanhavebettercombustionefficiencyandloweroutlettemperaturewhileNOxemissionchangeslittle.Keywords:dualfuelcombustor;NOxemission;numericalsimulation;reformedgas;hydrogen作者简介：权崇仁，男，工程师，船舶动力工程专业。1机电设备2015/3[6][7]0引言着注入H2量的增加而增加。Weiland研究了使用

8、氮污染物排放，特别是氮氧化物的排放量，是衡量稀释的氢气，NOx生成量随着空气喷射同轴速度的增[8]现代发动机的重要指标。如何降低燃气轮机的NOx排加而减少。Frenillot对比了贫油预混燃烧加氢和不加放量一直都是研究学者关心的对象。控制NOx排放的氢的情况下燃烧的稳定性和污染物的排放。结果证明，方法通常根据燃烧过程的特点来设计，可分为燃烧前、不论加氢与否，空气当量比都是控制NOx排放的重要燃烧中和燃烧后的控制技术三大类，燃烧