基于CRN方法的空气分级燃烧室NOx排放研究

发布时间：2024-04-15 02:07

　　快速预测和控制污染物是燃烧室技术发展的重要问题。因此,对一种空气分级燃烧室结构进行流动数值模拟,根据模拟结果构建燃烧室化学反应器的网络模型,探究一级绝热火焰温度对燃烧室NO_x排放的影响并与传统贫预混燃烧室进行了比较,研究了空气分配比和停留时间对NO_x排放的影响。结果表明:空气分级燃烧室排放NO_x量比传统贫预混燃烧室少;减少一级空气的喷入量,使一级燃烧室处于富油燃烧,能有效降低NO_x排放;在不影响燃烧室燃烧情况下,适当降低一级燃烧室停留时间,能达到降低NO_x排放的目的。

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【部分图文】：

图1火焰筒物理模型

本文所研究的重型燃气轮机燃烧室为沿周向分布20个火焰筒的逆流式环管型燃烧室，其中单个火焰筒的几何模型如图1所示。该燃烧室属于空气分级燃烧，喷入燃烧室的空气分成两股，采用预混燃烧方式，燃料为甲烷。1.2化学反应模拟器

图2燃烧室温度分布

图2和图3分别为燃烧室中心截面温度和速度分布云图。燃烧室头部有一部分明显的低温区域，该区域为燃料与一次空气的混合区，不发生化学反应。混合区后端温度逐渐升高，发生强烈的化学反应，形成燃烧室的一级主燃烧区。燃烧室头部与火焰筒壁面存在角回流区，该区域温度较高且气流速度低，可为燃烧过程提....

图3燃烧室速度分布

图2燃烧室温度分布1.4燃烧室的CRN模型

图4燃烧室化学反应器模型

为了更好地模拟空气分级预混燃烧模式，利用CFD数值模拟结果，根据燃烧室的流场和温度场，将该燃烧室分为一次掺混区、一级主燃烧区、角回流区、二次掺混区、二级主燃烧区、二次回流区和后火焰区，采用不同的化学反应模拟器对燃烧室内部不同区域进行模拟并构建简单的CRN模型，如图4所示。MIX1....

本文编号：3955570