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作者:胡启明;邱朋华;刘思冶;张林瑶;刘栗;刘健;陈登科;邢畅;
单位:哈尔滨工业大学能源科学与工程学院;哈尔滨工业大学苏州研究院;
摘要:高效的燃用氢混天然气燃料是现役重型燃气轮机实现双碳目标的必经之路。为了研究氢气的掺混对火焰流场产生的变化,进而影响火焰结构和燃烧稳定性的问题,本文利用环形微混组合喷嘴实验台,开展了掺氢比变化对甲烷-氢微混组合火焰结构特性、压力脉动特性和NO生成特性影响的实验研究。采用可见光高速相机、动态压力传感器和烟气分析仪,对甲烷-氢火焰在掺氢比50%~90%及当量比0.5~0.9内,进行了火焰结构、燃烧区域压力脉动和NO排放的测量。氢气的掺混对甲烷火焰结构和稳燃边界的影响是非常显著的,当掺氢比>70%时,微混组合火焰可以在当量比0.6~0.9条件下稳定燃烧。随着当量比升高,释热区被拉长,火焰在喷嘴出口区域也趋于稳定。在热功率和当量比不变的条件下,随着掺氢比的增加,空气流速随之降低,NO的排放呈减小趋势,在当量比小于0.8的条件下,NO排放量均小于10μL/L(@15%O_2)。
关键词:燃气轮机;;微混组合喷嘴;;甲烷-氢火焰;;掺氢比;;火焰结构;;污染物排放
基金资助:国家科技重大专项(J2019-Ⅲ-0018-0062);; 国家自然科学基金(51976048);; 黑龙江省自然科学基金(JQ2023E008)~~