热能动力工程

作者：秦 琨，王 威，李妍萍，李名家

单位：中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078;船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心，黑龙江 哈尔滨 150078,,中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078;船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心，黑龙江 哈尔滨 150078,,中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078;船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心，黑龙江 哈尔滨 150078,,中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078;船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心，黑龙江 哈尔滨 150078,

关键词：工业燃气轮机;燃烧室;掺氢燃烧;预混燃烧

基金：国家科技重大专项（2017Ⅲ00060031，J2019Ⅲ00120055）；黑龙江省“百千万”工程科技重大专项（2019ZX03A03）；中船集团自立科技项目（202109Z）；黑龙江省自然科学基金（TD2021E001）

为了探究传统天然气燃气轮机对氢气燃料的适应性，基于现役某型工业低排放燃气轮机结构和性能，用数值模拟方法分析了燃料中氢气比例对低排放燃烧室性能的影响，确定了燃烧室燃用甲烷和氢气燃料的换用性能。研究表明：在1.0额定工况，掺氢比小于等于30%时，燃烧室不发生回火，喷嘴内部和火焰筒肩部回流区的温度以及燃烧室的总压损失随掺氢比的升高而升高，NOx排放体积分数小幅升高，CO排放体积分数减少；当掺氢比大于30%时，燃烧室发生回火，喷嘴和火焰筒肩部回流区温度、总压损失、NOx排放体积分数大幅升高，CO排放基本为零。在其他工况下，负荷变化对燃烧室边界条件影响较为复杂，对喷嘴回火边界影响无单调性变化规律。

来源：2024年第3期

《热能动力工程》期刊编辑部

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