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天然气径向分级燃烧室低NOx排放的优化研究
1
作者 田园 耿俊杰 +1 位作者 孙逸凡 祁海鹰 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期660-669,共10页
为解决天然气径向分级燃烧室NOx排放超标问题,该文采用数值模拟和试验方法研究了天然气径向分级燃烧室结构改进策略和优化方案,多喷嘴参数匹配关系及部分负荷下NOx排放的预测关系式。结果表明:改变掺混孔径的达标方案合理可行,得到孔径... 为解决天然气径向分级燃烧室NOx排放超标问题,该文采用数值模拟和试验方法研究了天然气径向分级燃烧室结构改进策略和优化方案,多喷嘴参数匹配关系及部分负荷下NOx排放的预测关系式。结果表明:改变掺混孔径的达标方案合理可行,得到孔径值44.45 mm和其他性能参数的变化规律;中心喷嘴是决定NOx排放水平的主要因素;多喷嘴匹配关系的低排放设计准则是喷嘴燃料量相等;改进NOx排放预测公式准确反映了其部分负荷行为。该研究可为燃烧室后续试验调试和设计改进提供理论依据。 展开更多
关键词 天然气径向分级燃烧室 结构改进策略 掺混孔径变更 多喷嘴匹配关系 NOx排放预测公式
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双涡控径向分级燃烧室流场特性
2
作者 何小民 桂韬 +3 位作者 毛向臣 唐军 张伟 张净玉 《燃气涡轮试验与研究》 2024年第3期18-26,共9页
针对新设计的一种双涡控径向分级燃烧室流场特性,采用粒子图像测速仪试验的方式,获得不同压降(1.5%~5.5%)下该型燃烧室不同展向截面和流向截面上流场结构、流线、流速分布和回流区特性。试验结果表明,燃烧室在凹腔内形成了耦合展向涡与... 针对新设计的一种双涡控径向分级燃烧室流场特性,采用粒子图像测速仪试验的方式,获得不同压降(1.5%~5.5%)下该型燃烧室不同展向截面和流向截面上流场结构、流线、流速分布和回流区特性。试验结果表明,燃烧室在凹腔内形成了耦合展向涡与流向涡的三维涡系;主燃级旋流器后外旋螺旋流场与中心回流区共同构成三维涡球结构;凹腔与主燃级流场在主燃孔进气作用下相互耦合。随着压降变化,燃烧室冷态流场存在2种流态,压降小于3.5%时,旋流器旋转气流明显强于凹腔气流,凹腔气流被压至外壁流出,与主流掺混较为困难,在火焰筒下游与主流相互作用;压降大于3.5%时,旋流器旋转气流减弱,凹腔气流一同与旋转气流流出并相互作用,凹腔气流往主流掺混相对较为容易。 展开更多
关键词 径向分级燃烧室 双涡控 流场特征 涡系结构 粒子图像测速仪 航空发动机
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径向分级燃烧室热声特性的试验研究
3
作者 傅燕妮 隋永枫 +2 位作者 张宇明 郑耀 夏一帆 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1234-1241,共8页
为了探究径向分级燃烧室燃料分配比例对燃烧室热声特性的影响,对工业级单筒4 MW功率等级径向分级燃烧室进行试验研究.试验中通过改变径向上值班喷嘴和主燃喷嘴的燃料分配比例,分析燃料分配比例对动态压力特征频率和幅值的影响.采用相空... 为了探究径向分级燃烧室燃料分配比例对燃烧室热声特性的影响,对工业级单筒4 MW功率等级径向分级燃烧室进行试验研究.试验中通过改变径向上值班喷嘴和主燃喷嘴的燃料分配比例,分析燃料分配比例对动态压力特征频率和幅值的影响.采用相空间重构方法和递归分析方法,探究燃料分配比例变化过程中燃烧室内热声状态的变化特征.结果表明,燃烧室内整体存在低频(70~90 Hz)和高频(200~230 Hz)2个主导频率.在燃料分配比例调节过程中,出现低频向高频跃迁现象.相空间重构图和递归图显示,当燃料分配比例增大时,燃烧室内热声状态存在切换过程:由准周期状态过渡为混沌状态,最终切换至极限环状态. 展开更多
关键词 径向分级燃烧室 热声振荡 相空间分析 递归分析
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塔式同轴分级旋流器结构参数对燃烧室性能的影响
4
作者 吕光普 张志浩 +4 位作者 刘潇 李圣男 刘恩惠 赵铁铮 郑洪涛 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期569-580,共12页
针对气态燃料-低排放塔式同轴分级燃烧室,采用数值模拟的方法探究该分级旋流器的旋流角度、叶间流道斜径向角度和轮毂展向角度对燃烧流场结构和燃烧室性能的影响规律.与主燃1级旋流角相比,总压损失和两级流量分配比例受到主燃2级旋流角... 针对气态燃料-低排放塔式同轴分级燃烧室,采用数值模拟的方法探究该分级旋流器的旋流角度、叶间流道斜径向角度和轮毂展向角度对燃烧流场结构和燃烧室性能的影响规律.与主燃1级旋流角相比,总压损失和两级流量分配比例受到主燃2级旋流角的影响更大.而燃烧效率、混合均匀性指数和排放性能在本文所选范围内受到旋流角度的影响相对有限.叶间流道斜径向和轮毂展向角的改变对燃烧室总压损失和回流区形态的影响比较显著.在轮毂展相角增加至30°以上时,NO_(x)和CO排放量的增幅明显.轮毂展向角的增加会使回流区宽度略有增加,但涡心位置会显著向下游移动.在保证燃烧性能的前提下,选择更低的旋流角度和更大的轮毂展向角能够进一步降低燃烧室的流动损失. 展开更多
关键词 塔式同轴分级 低排放燃烧室 旋流角 斜径向角 轮毂展向角
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径向分级低污染燃烧室燃烧性能试验 被引量：6
5
作者 刘凯 李之予 +1 位作者 曾文 刘爱虢 《热力发电》 CAS 北大核心 2019年第8期22-26,共5页
以某型径向三级燃烧室为研究对象,采用天然气为燃料,通过试验研究了各级不同燃料比例及燃烧模式下燃烧室的贫油点火、贫油熄火、出口温度场、污染物排放等燃烧性能。结果表明:在环形区扩散燃烧、主燃区预混燃烧模式下,贫油点火油气比为0... 以某型径向三级燃烧室为研究对象,采用天然气为燃料,通过试验研究了各级不同燃料比例及燃烧模式下燃烧室的贫油点火、贫油熄火、出口温度场、污染物排放等燃烧性能。结果表明:在环形区扩散燃烧、主燃区预混燃烧模式下,贫油点火油气比为0.027 0~0.040 1,贫油熄火油气比为0.006 9~0.005 5,环形区改为预混燃烧模式后,点火油气比和熄火油气比均有所增大;随主燃区预混燃料当量比(当量比)的增加,出口温度系数逐步改善,至当量比0.54时则有所恶化,环形区改为预混燃烧模式后,主燃区当量比为0.51时,出口温度系数改善明显;随主燃区当量比的增加,CO、未燃碳氢(UHC)、Nox及碳烟排放均呈下降趋势,但当量比为0.54时,Nox排放有所增加,环形区改为预混燃烧模式后,各污染物排放指数降低,但未达到预期。建议径向分级燃烧室在低负荷工况下采用环形区扩散燃烧、主燃区预混燃烧模式,在高负荷工况下均采用预混燃烧方式。 展开更多
关键词 燃气轮机 燃烧室 径向分级 当量比 燃烧特性 污染物排放 扩散燃烧 预混燃烧
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旋流燃烧室内分级进风对燃烧污染物生成的影响 被引量：5
6
作者 徐采松 胡瓅元 罗永浩 《动力工程》 CSCD 北大核心 2009年第5期445-450,共6页
建立了采用分级进风方式的旋流燃烧室试验装置.在此试验装置上分别对天然气和煤粉进行了湍流旋流燃烧的试验研究.在保持过量空气系数和旋流数不变的条件下,采用不同分级进风比率时测量了燃烧室内烟气的时均温度场、O2、CO和NO浓度场的分... 建立了采用分级进风方式的旋流燃烧室试验装置.在此试验装置上分别对天然气和煤粉进行了湍流旋流燃烧的试验研究.在保持过量空气系数和旋流数不变的条件下,采用不同分级进风比率时测量了燃烧室内烟气的时均温度场、O2、CO和NO浓度场的分布,并分析讨论了分级进风率对旋流燃烧室内湍流燃烧及污染物生成的影响.结果表明:在天然气燃烧过程中,加大二次旋流风率可减少NO的生成;在煤粉燃烧过程中,加大二次旋流风率会增加NO的生成. 展开更多
关键词 旋流燃烧室 湍流旋流燃烧 分级进风 NO生成 天然气燃烧 煤粉燃烧
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R0110重型燃气轮机燃烧室污染排放性能研究 被引量：26
7
作者 谢刚 祁海鹰 +2 位作者 李宇红 冯冲 陈晓丽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第20期51-57,共7页
我国研发的R0110重型燃气轮机采用干式低污染燃烧室设计。燃烧室具有2种工作模式,为检验其排放性能,在低压模拟条件下针对模式I进行了单管试验。结果表明,在整个负荷范围内,NOx排放均远远超标;CO在负荷≥0.7后均满足设计要求;当参照GE公... 我国研发的R0110重型燃气轮机采用干式低污染燃烧室设计。燃烧室具有2种工作模式,为检验其排放性能,在低压模拟条件下针对模式I进行了单管试验。结果表明,在整个负荷范围内,NOx排放均远远超标;CO在负荷≥0.7后均满足设计要求;当参照GE公司DLN燃烧室的设计特点降低值班燃料比例后,NOx反而增加。分析认为,NOx超标的原因主要是预混燃料比例偏低,预混均匀性相对不足,燃烧区过量空气系数的设计不合理,致使燃烧温度偏高。值班燃料的负面影响是由于原始设计使局部形成了富燃料燃烧的状态。针对以上问题,提出了进一步改善燃烧室的污染排放特性的措施建议。 展开更多
关键词 R0110重型燃气轮机 干式低污染燃烧室 径向分级 污染排放
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三级燃料径向分级燃烧对燃烧室性能的影响 被引量：4
8
作者 王威 李雅军 +1 位作者 程旭 林枫 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期34-42,共9页
为了适应新的能源和环保形势,同时保障燃烧室在宽工况范围内各项参数满足燃气轮机整体性能需求,试验研究三级燃料径向分级燃烧对燃烧室在50%~100%工况范围工作特性的影响,并根据变化规律得到合理的燃料分级方案。结果表明:该燃烧室在50%... 为了适应新的能源和环保形势,同时保障燃烧室在宽工况范围内各项参数满足燃气轮机整体性能需求,试验研究三级燃料径向分级燃烧对燃烧室在50%~100%工况范围工作特性的影响,并根据变化规律得到合理的燃料分级方案。结果表明:该燃烧室在50%~100%工况均可达到OTDF低于20%、RTDF低于5%,总压损失约5%和燃烧效率约99.9%的技术指标;同时满足80%~100%工况NOx和CO可低至30 mg/m3(15%O2),60%~80%工况下,NOx和CO排放低于50 mg/m3(15%O2)。分析试验数据发现:相较于1路,值班路燃料比例对NOx排放、贫燃熄火边界和出口温度均匀性的影响更大。燃料在燃烧室径向中心集中,火焰稳定性提升,NOx排放升高,出口温度均匀性变差,壁面温度降低;低工况下,CO排放降低;总压损失和燃烧效率不受影响。据此得到三级径向分级燃烧室在50%~100%工况下特性图谱,为燃烧室在燃气轮机实际运行提供重要参考。 展开更多
关键词 轻型燃气轮机 低排放燃烧室 天然气 三径向分级 变工况 试验研究
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某型低排放燃烧室喷嘴结构优化研究 被引量：4
9
作者 王威 酒鸣慧 +1 位作者 张峥 林枫 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期40-44,81,共6页
为提高干低排放燃烧室火焰稳定性,对某燃气轮机干低排放燃烧室喷嘴进行了结构优化,增加了中心预混值班喷嘴,同时对燃料分配进行调整,分析了值班火焰对燃烧室的火焰稳定性和污染物排放的影响。计算结果表明:值班路过量空气系数为1.5,两... 为提高干低排放燃烧室火焰稳定性,对某燃气轮机干低排放燃烧室喷嘴进行了结构优化,增加了中心预混值班喷嘴,同时对燃料分配进行调整,分析了值班火焰对燃烧室的火焰稳定性和污染物排放的影响。计算结果表明:值班路过量空气系数为1.5,两级旋流过量空气系数相同时,可有效拓宽燃烧室贫燃熄火边界,同时保持较低的污染物排放。最后通过试验测试了燃烧室的贫燃熄火特性和压力脉动特性,初步验证了值班喷嘴结构对稳定燃烧的作用。 展开更多
关键词 燃气轮机 火焰稳定性 干低排放燃烧室 径向分级燃烧 值班火焰
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