热能动力工程

作者：史 润，胡宏斌，杜 娟，关 睿

单位：江苏大学 流体机械工程技术研究中心，江苏 镇江 212013,,中国科学院工程热物理研究所 先进燃气轮机实验室，北京100190；中国科学院大学，北京100049,,中国科学院工程热物理研究所 先进燃气轮机实验室，北京100190；中国科学院大学，北京100049,,国家管网集团联合管道有限责任公司西部分公司， 新疆 乌鲁木齐 830000,

关键词：燃气轮机;氢燃料;低污染燃烧;微混燃烧器;中心钝体结构

基金：中国科学院战略先导科技专项（XDA29050500）

针对带中心钝体的四喷嘴微混燃烧器，运用ANSYS FLUENT软件，采用热态小火焰生成流形的方法对燃烧器模型进行数值模拟，并与实验研究相结合，研究了甲烷/氢气混合燃料（体积组分40%CH4-60%H2）微混燃烧条件下的燃/空掺混，流场、温度场、火焰形态及污染物排放等基础燃烧特性。研究结果表明：微混燃烧器采用空气和燃料径向进气的结构有利于燃/空掺混，在燃烧器出口的掺混均匀性指数达到0.959；燃烧器钝体结构处存在较明显的小型中心回流区，有助于火焰稳定；当量比在0.4~0.8范围内，火焰根部稳定附着在微混喷嘴的出口，火焰彼此相互独立，实验中燃烧器火焰形态与仿真OH*场分布基本一致；绝热火焰温度在1 500~2 050 K范围内，模型燃烧室出口NOx排放浓度均低于16×10 -6，CO排放浓度均低于11×10-6，表明该微混燃烧器的污染物排放水平较低且燃烧效率极高。

来源：2024年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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