热能动力工程

作者：王堃旗,李树豪,席双惠,文振华,郭霄,侯军兴,李尚俊

单位：郑州航空工业管理学院 材料学院,,郑州航空工业管理学院 航空发动机学院,,郑州航空工业管理学院 航空宇航学院,,郑州航空工业管理学院 航空发动机学院,,郑州航空工业管理学院 航空发动机学院,,郑州航空工业管理学院 航空宇航学院,,四川大学,

关键词：零碳燃机;氨/氢燃料;掺混燃烧;燃烧特性;数值研究

基金：国家自然科学基金；河南省重点研发与推广专项（科技攻关）；河南省高等学校重点科研项目计划；2023年郑州航院研究生教育创新计划基金项目

为推进零碳燃料氨/氢掺混燃烧在燃气轮机中的应用,本文针对氨/氢燃料的掺混设计和燃烧性能开展研究。以氨/氢掺混燃烧设计为目标,以天然气的燃烧性能为参照,采用可靠的燃烧反应机理,在较宽工况范围和不同掺氢比下开展了氨/氢掺混燃烧特性及其可行性的数值研究,并确定了氨/氢混燃在燃气轮机中的合理配比。结果表明：在点火延迟时间、绝热火焰温度、火焰传播速度等典型基础燃烧特性的判据下,氨/氢燃料在掺氢比为40 % ~ 60 %范围内的燃烧性能与天然气相当；另外,氢气的掺混显著拓宽了氨气的稳定燃烧范围,同时系统分析了氨/氢燃烧过程中NO的生成路径以及影响燃烧温度和氨气的关键反应通道。然后基于基础燃烧仿真结果,在燃气轮机燃烧室模型中探究了氨/氢掺混燃烧的出口温度、NO浓度等性能,获取适用于燃气轮机的氨/氢燃料合理掺氢比为50%~55%。

来源：2024年第7期

《热能动力工程》期刊编辑部

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