热能动力工程

作者：罗悦佳,卢立庆,刘世铮,张猛,卫旭涛,王金华,黄佐华

单位：西安交通大学 绿色氢电全国重点实验室,,西安交通大学 绿色氢电全国重点实验室,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,西安交通大学 绿色氢电全国重点实验室,,西安交通大学 绿色氢电全国重点实验室,,西安交通大学 绿色氢电全国重点实验室,,西安交通大学 绿色氢电全国重点实验室,

关键词：氨氢融合燃烧;燃气轮机燃烧室;氨裂解;氮氧化物排放;RANS-FGM;

为实现燃气轮机的碳中和运行，采用氨氢融合燃烧是兼顾零碳排放与燃烧室高性能的关键技术路径。本研究旨在评估一台6MW燃气轮机燃烧室燃用氨氢混合燃料时的燃烧与排放特性。基于实际燃烧室结构建立了几何模型，采用多面体网格进行划分并对主燃区加密。通过RANS方法与FGM燃烧模型耦合，对0%至40%不同氨裂解比例的工况进行了数值模拟，分析了流场结构、燃烧效率、出口温度均匀性及污染物排放等关键性能参数。结果表明:氨裂解比例显著影响燃烧性能，当比例为20%~25%时，燃烧效率超过99%，未燃氨排放低于350 ppm，NO排放约376 ppm，且出口温度分布均匀性最佳（OTDF最低为0.216），总压损失保持稳定。系统性评估了氨裂解比例对工业级燃烧室性能的影响，并验证了FGM方法在氨氢燃烧模拟中的适用性。研究表明，合适的氨裂解比例可有效促进氨的清洁高效燃烧，为该类燃料在燃气轮机中的应用提供了重要依据。

来源：2026年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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