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推进技术2025年第06期:纯氢预混阵列微管燃烧器振荡被动控制研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李炳涛;昌运鑫;谢法;杨梓涛;韩啸;高安雯;杨一然;张泽群;刘婉燚;林宇震;

单位:中国航发燃气轮机有限公司;北京航空航天大学航空发动机研究院;北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室;

摘要:使用氢燃料是燃气轮机实现低碳甚至零碳排放的关键技术路线,微混合燃烧技术被认为是防止氢燃气轮机回火和降低NOx排放量最现实可行的方法。纯氢预混管阵列模型燃烧器AC01可实现低排放稳定的燃烧,但在部分工况存在较为严重的燃烧振荡,本文针对上述问题开展实验研究。通过调节微管长度、调整长微管数目比例、调整长微管阵列方式等被动控制方法研究纯氢预混管阵列模型燃烧器振荡特性,结果发现采用多孔金属筒作为火焰筒时,基准方案在当量比(φ) 0.55后开始振荡,将25%或50%数量(4根或8根)的微管增长6 mm时,能够实现0.3%压降(微管入口相对于出口大气压的压降,定义为微管入口压力与大气压力之差/大气压力×100%)下φ=0.3~0.8完全抑制振荡,不同排列方式之间振荡特性差别不大。使用无孔金属筒为火焰筒时,燃烧振荡更为剧烈,振幅可达200 Pa以上,频率在1 000 Hz左右。研究表明:微管伸长12 mm,振荡基本被抑制,微管伸长量需要针对振荡频率进行选取。

关键词:燃气轮机;;阵列微管;;纯氢预混;;微预混燃烧;;振荡特性;;被动控制