本文關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)干式低NO_X燃燒室的方案設(shè)計(jì)及性能分析

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【摘要】：為滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求,燃?xì)廨啓C(jī)普遍采用干式低NO_X(Dry Low NO_X,DLN)燃燒技術(shù),其中重型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室廣泛應(yīng)用貧燃料預(yù)混多噴嘴分級燃燒的方式來實(shí)現(xiàn)燃料分級、負(fù)荷調(diào)節(jié)、穩(wěn)定燃燒和污染物排放控制。DLN燃燒室具有與擴(kuò)散燃燒室不同的設(shè)計(jì)要求,本文結(jié)合先進(jìn)DLN燃燒室的特點(diǎn),從結(jié)構(gòu)角度分析了DLN燃燒室在燃料分級、預(yù)混均勻性、燃燒穩(wěn)定性和冷卻技術(shù)等方面的設(shè)計(jì)原則。根據(jù)總體給定的燃燒室設(shè)計(jì)條件和性能要求,完成了采用貧預(yù)混多噴嘴分級燃燒技術(shù)的DLN燃燒室總體方案以及旋流器、噴嘴、火焰筒和過渡段等部件的方案設(shè)計(jì)。機(jī)組的燃燒系統(tǒng)由20個逆流分管型燃燒室組成,每個燃燒室包含6個相同的噴嘴組件,單個噴嘴就能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散燃燒、部分預(yù)混燃燒和完全預(yù)混燃燒的功能。并根據(jù)負(fù)荷調(diào)整和污染物排放的要求擬定了燃料分級方案。采用數(shù)值模擬的方法對設(shè)計(jì)燃燒室在額定負(fù)荷的性能進(jìn)行分析,得到了燃燒室內(nèi)的速度、溫度和組分分布以及多旋流交互作用等特征。燃燒室出口燃?xì)馄骄鶞囟葹?660K,出口溫度最大不均勻度ROTDF=0.034,NO_X和CO的排放濃度分別為5.26×10-6(體積分?jǐn)?shù),15%O2)和2.12×10-6(體積分?jǐn)?shù),15%O2),燃燒效率η=99.62%,總壓恢復(fù)系數(shù)σ=0.968,滿足燃燒室的設(shè)計(jì)要求。對燃燒室在機(jī)組95%轉(zhuǎn)速下采用“擴(kuò)散燃燒模式”的工況和25%負(fù)荷下采用“先導(dǎo)預(yù)混燃燒模式”的工況進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:與額定負(fù)荷下的“預(yù)混燃燒模式”相比,低工況時的兩種燃燒模式NO_X排放加大,而且“先導(dǎo)預(yù)混燃燒模式”下由于火焰分布不均勻,造成出口溫度最大不均勻度升高;各燃燒模式的燃燒效率相差不大,均在99%以上;燃燒室總壓恢復(fù)系數(shù)隨負(fù)荷的升高而增大。研究了旋流器葉片出口角、燃料噴孔孔徑和燃料噴孔布置方式等結(jié)構(gòu)參數(shù)對燃料和空氣的預(yù)混均勻性及NO_X排放的影響。葉片出口角的增大不僅能強(qiáng)化燃料和空氣的摻混,降低NO_X的排放,還使出口溫度最大不均勻度降低,但葉片出口角過大會產(chǎn)生回火;縮小燃料噴口孔徑、噴口采用大小孔或錯位布置方式均能改善預(yù)混均勻性,減小NO_X的生成量。上述研究工作可為重型燃?xì)廨啓C(jī)DLN燃燒室的初步設(shè)計(jì)和優(yōu)化改進(jìn)提供一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK473

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本文編號：1224475