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交叉射流分级燃烧器中CH4柔和燃烧特性分析
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:V231[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京市海淀区100190
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51006104)
中文摘要:

柔和燃烧具备燃烧稳定、烟气出口温度均匀、NO和CO排放低的特点,有望成为新一代燃气轮机燃烧技术。因此,开展柔和燃烧技术应用于燃气轮机燃烧室的探索研究非常必要。烟气温度、氧浓度及其与新鲜空气的掺混对柔和燃烧的发生及燃烧性能有重要影响。为此,基于轴向分级概念建立燃烧器,通过精确控制烟气回流比例和当量比使得烟气的流量、温度、氧浓度连续可调,设计合适的燃烧器结构型式使得烟气在掺混区和燃料、空气以交叉射流方式掺混。通过数值模拟结合实验的方法,从流动、热力学角度研究分析了回流比例、当量比对OH^﹡分布、火焰稳定性、NO/CO排放等燃烧性能的影响规律和机制。实验以甲烷为燃料,在回流比例r 0.5、当量比0.6工况下获得最佳的污染物排放性能:NO为6 mg/m^3,CO为5 mg/m^3。研究结果将为柔和燃烧在燃气轮机燃烧室上的应用提供理论依据和基础数据。

英文摘要:

Moderate & intense low oxygen dilution (MILD) combustion characterized by low NO and CO emissions, stable combustion and improved pattern factor was expected to be a sound option for future gas turbine combustion technology. It was necessary to study MILD combustion based on gas turbine application. Considering the role of gas temperature as well as oxygen mole fraction and mixing performance between gas and fresh air on MILD combustion realization and combustion performance. Investigation The shows an axially-staged combustor, in which gas recirculation ratio and equivalence ratio can be accurately adjusted to control flow rate, temperature and oxygen mole fraction of exhaust gas. Gas emitting from the pilot burner mixed with secondary fresh fuel and air based on cross-flow jet mixing. Effects of gas recirculation ratio and equivalence ratio on OH* chemiluminescence distribution, flame stability as well as NO/CO emissions were studied experimentally and numerically. The burner is methane fueled and ultra-low NO (6 mg/m^3, r=- 0.5, 00=0.6) and CO (5 mg/m^3, r=0.5, 00=0.6) emissions are achieved for present combustor. Results obtained in this study are essential to MILD combustion application in gas turbine combustors.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970