为了解掺氢对贫预混燃气轮机的性能影响,采用数值模拟的方法研究了某燃气轮机天然气掺氢比(体积分数0~30%)对其燃烧及排放特性的影响,对比了燃料体积流量恒定和热负荷恒定的情况下,掺氢对燃烧温度、NO
x
、CO和CO
2
排放的影响规律。结果表明,在燃料体积流量恒定的情况下:如果固定燃料当量比,掺氢会降低燃烧室热负荷,并能够降低燃气中CO和CO
2
浓度,但会导致出口燃气超温和NO
x
排放超标;如果固定掺氢比,随着当量比的降低,燃烧温度降低,NO
x
和CO
2
浓度降低,CO浓度先降低后升高,当掺氢比为30%时,推荐的燃料当量比为0.48。在热负荷恒定的情况下,如果固定燃料当量比,掺氢能够降低燃气中CO和CO
2
浓度,并导致出口燃气超温和NO
x
排放超标;如果固定掺氢比,随着当量比的降低,燃烧温度降低,NO
x
和CO
2
浓度降低,CO浓度先降低后升高,当掺氢比为30%时,推荐的燃料当量比为0.47。天然气掺氢燃气轮机可以通过稀燃的方式降低燃烧温度,实现低NO
x
排放,同时降低CO和CO
2
排放。本研究可为燃气轮机掺氢设计与运行提供参考。
徐溥言.氢内燃机NO_x生成及控制策略研究[D].北京工业大学,2020(06).
石黎.高压燃烧室内湍流燃烧过程的大涡模拟与实验研究[D].华北电力大学(北京),2017(12).
付凌晖,刘爱华 总编.中国统计年鉴[Z].中国统计出版社,2021.
李苏辉,张归华,吴玉新.面向未来燃气轮机的先进燃烧技术综述[J].清华大学学报(自然科学版),2021(12).
李敬法,苏越,张衡,宇波.掺氢天然气管道输送研究进展[J].天然气工业,2021(04).
谢萍,伍奕,李长俊,贾文龙,张皓,吴瑕.混氢天然气管道输送技术研究进展[J].油气储运,2021(04).
冷先银,葛琪琪,何志霞,何东泽,隆武强.预燃室式天然气掺氢发动机燃烧及排放模拟[J].内燃机学报,2021(01).
朱杰文,刘江,翁培奋,高欢欢.F级燃气轮机环形燃烧室设计方法的研究[J].上海电力大学学报,2020(02).
罗子萱,徐华池,袁满.天然气掺混氢气在家用燃气具上燃烧的安全性及排放性能测试与评价[J].石油与天然气化工,2019(02).
马向阳,黄小美,吴嫦.天然气掺氢对家用燃气灶燃烧特性的影响研究[J].可再生能源,2018(12).
严荣松,高文学,张杨竣,张建海.含氢天然气在家用天然气燃具上的燃烧性能测试[J].天然气工业,2018(02).
蔡季雨,陈明敏.燃气轮机环形燃烧室热态性能研究[J].热力透平,2017(02).
付忠广,石黎,刘炳含,沈亚洲.某重型燃机环形燃烧室内NO_x生成的数值研究[J].热能动力工程,2016(04).
薛瑞,胡春波,石硕,Pericle Pilidis.水蒸气对非预混燃烧室NO_x排放数值模拟研究[J].推进技术,2015(02).
黄明,吴勇,文习之,刘文斌,管延文.利用天然气管道掺混输送氢气的可行性分析[J].煤气与热力,2013(04).
张栋芳,崔耀欣,何磊.SGT5-4000F型燃气轮机燃烧室介绍[J].热力透平,2010(04).
刘兵,黄佐华,曾科,陈浩,蒋德明,王锡斌,苗海燕.天然气掺氢火花点火式发动机排放性能研究[J].西安交通大学学报,2008(02).
刘兵,黄印玉,黄佐华,曾科,蒋德明,王锡斌.天然气掺氢火花点火发动机性能与排放研究[J].西安交通大学学报,2006(11).
李祥晟,丰镇平.贫油预混燃烧室燃烧稳定性的数值研究[J].西安交通大学学报,2006(05).
Zaiguo Fu,Huanhuan Gao,Zhuoxiong Zeng,Jiang Liu.Numerical Analysis on Multi-Field Characteristics and Synergy ina Large-Size Annular Combustion Chamber with Double Swirlers[J].Computer Modeling in Engineering & Sciences,2020.
Department of Mechanical Engineering, Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology, Surat, 395007, India,Department of Mechanical Engineering, Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology, Surat, 395007, India.Effect of hydrogen enrichment on combustion characteristics of methane swirling and non-swirling inverse diffusion flame[J].International Journal of Hydrogen Energy,2019.
LMESC, University of Science and Technology Houari Boumediene, BP 32 El Alia, 16111 Bab Ezzouar, Algeria,LMESC, University of Science and Technology Houari Boumediene, BP 32 El Alia, 16111 Bab Ezzouar, Algeria.Numerical study of blended fuel natural gas-hydrogen combustion in rich/quench/lean combustor of a micro gas turbine[J].International Journal of Hydrogen Energy,2019.
Bing Ge,Yongbin Ji,Zilai Zhang,Shusheng Zang,Yinshen Tian,Hai Yu,Mingmin Chen,Guangyun Jiao,Dongfang Zhang.Experiment study on the combustion performance of hydrogen-enriched natural gas in a DLE burner[J].International Journal of Hydrogen Energy,2019.
Department of Mechanical Engineering, S.V. National Institute of Technology, Surat, Gujarat, India,Department of Mechanical Engineering, S.V. National Institute of Technology, Surat, Gujarat, India,Department of Mechanical Engineering, S.V. National Institute of Technology, Surat, Gujarat, India.Effect of hydrogen addition on combustion and emission characteristics of methane fuelled upward swirl can combustor[J].International Journal of Hydrogen Energy,2018.
Hsin-Yi Shih,Chi-Rong Liu.A computational study on the combustion of hydrogen/methane blended fuels for a micro gas turbines[J].International Journal of Hydrogen Energy,2014.
A.X. Sengissen,A.V. Giauque,G.S. Staffelbach,M. Porta,W. Krebs,P. Kaufmann,T.J. Poinsot.Large eddy simulation of piloting effects on turbulent swirling flames[J].Proceedings of the Combustion Institute,2006.
0
浏览量
12
下载量
10
CSCD
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
京公网安备11010802024621