热能动力工程

作者：徐传义，邵亚丽，卢 平，宋 涛

单位：南京师范大学 能源与机械工程学院，江苏 南京 210023,,南京师范大学 能源与机械工程学院，江苏 南京 210023,,南京师范大学 能源与机械工程学院，江苏 南京 210023,,南京师范大学 能源与机械工程学院，江苏 南京 210023,

关键词：反扩散-旋流燃烧器;天然气燃烧;过量空气系数;数值模拟;旋流角度

基金：国家自然科学基金（51906113）;江苏省高等学校基础科学（自然科学）面上项目（21KJB470006）

采用非预混稳态小火焰模型（Steady Flamelet Model，SFM）耦合110步甲烷燃烧简化机理和Realizable k-ε模型对反扩散-旋流低氮燃烧器进行模拟，对比分析了不同旋流角度（30°，45°和60°）及过量空气系数（1.05，110，115和1.20）下燃烧时燃烧室内各截面轴向速度分布、中心截面温度及NOx质量浓度分布。详细研究了燃烧室内天然气与空气的燃烧特性及NOx的排放规律。模拟结果表明：随着旋流叶片角度逐渐增大，燃烧室内回流作用逐渐增强，导致火焰长度变短、燃烧室内最高温度及出口NO质量浓度逐渐降低；在旋流叶片角度为60°时，出口NO质量浓度仅为114 mg/m3；随着过量空气系数逐渐增大，火焰末端温度逐渐提高，导致燃烧室出口NO排放量逐渐增大；在过量空气系数为1.2时，出口NO质量浓度达到294 mg/m3，相比于过量空气系数为1.05时，其NO排放量增加153%。

来源：2023年第5期

《热能动力工程》期刊编辑部

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