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燃料摻混方式對天然氣柔和燃燒器燃燒性能的影響研究
關鍵詞：燃料摻混方式 燃燒穩定性 nox排放 柔和燃燒器 反應區結構
摘要：燃氣輪機在更高參數下的低污染排放限制和寬工況范圍穩定運行的需求,對燃燒室燃燒提出了新的要求。柔和燃燒作為一種新型燃燒技術,具有燃燒穩定和污染物排放低的優勢。高速射流引射摻混是實現柔和燃燒所需條件的一種可行方式。本文主要研究不同燃料摻混方式對柔和燃燒器污染物排放和穩定工作范圍的影響。在前期工作基礎上設計了可實現燃料不同摻混方式的天然氣柔和燃燒器。在常壓條件下,通過實驗研究了不同當量比、不同燃料/空氣摻混方式下天然氣柔和燃燒器的污染物排放,并研究了不同摻混方式對燃燒貧燃極限的影響,通過OH^*自發熒光、OH平面激光誘導熒光測量和數值模擬對反應區和流場結構進行了觀察和分析。實驗結果表明,在相同當量比下,全預混模式下的NOx排放最低,全預混模式下穩定燃燒的貧熄火當量比為0.57;擴散模式下NOx排放相對高,但貧熄火當量比可低至0.15,燃燒穩定范圍更寬;混合模式下污染物排放水平介于預混和擴散模式之間;非預混模式下較好的貧燃火焰穩定性得益于燃燒室頭部擴散燃料周圍形成的低速穩定反應區。
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