重型燃?xì)廨啓C的設(shè)計與制造是一個國家工業(yè)綜合實力的集中體現(xiàn),其高速發(fā)展也是國家節(jié)能減排的重要舉措。燃料噴嘴作為其重要部件,直接影響到燃料的霧化分散效果、霧化粒度及均勻程度,進而影響燃?xì)廨啓C燃燒室內(nèi)的著火、混合、燃燒和效率,故在保證燃燒及時充分與低污染、低成本、及大工作范圍的條件下,擬針對某重型燃?xì)廨啓C設(shè)計一款可以燃用天然氣、輕質(zhì)柴油,并輔助供給裂解氣的三燃料噴嘴,并對其噴射性能進行模擬仿真分析,并得出最終優(yōu)化結(jié)構(gòu)。本文主要研究內(nèi)容有:(1)針對某型燃?xì)廨啓C燃燒室的工作條件,采用三維建模軟件Solidworks設(shè)計了一款可以燃用天然氣、輕質(zhì)柴油和裂解氣的三燃料噴嘴的初步結(jié)構(gòu),并合理布置與設(shè)計了各燃料的獨立供應(yīng)裝置。(2)應(yīng)用流體力學(xué)分析軟件FLUENT,將ICEMCFD軟件中的網(wǎng)格模型進行流體分析,完成了該三燃料噴嘴中三種燃料噴射性能仿真,并將得到的三種流場分布圖與實際運行情況進行對比分析,找出了其中的不足之處;(3)首先通過對天然氣流路噴嘴的斜氣孔旋流角度和徑向角度進行參數(shù)修改,將其原流場中存在的貫穿距過短與回流區(qū)域不良的問題得以解決,并用相似的方法優(yōu)化了裂解氣流路噴嘴所存在回流區(qū)域不完整的問題。然后對燃油流路噴嘴中的噴口錐角與噴口伸長段長度進行參數(shù)改變,將其存在的噴霧錐角過小與噴霧貫穿距較短的問題進行了解決。最終完成了三燃料噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計;
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TK473
【部分圖文】：

＾邐＾逡逑圖１－２邋Ｗ５０１型雙燃料噴嘴逡逑２０世紀(jì)７０年代出現(xiàn)的領(lǐng)先世界的重油機組：Ｗ１０１型燃?xì)廨啓C。Ｋ？裝配的雙逡逑燃料噴嘴如圖１－３所示。它的燃燒室是環(huán)管形的，有６個火焰管。噴嘴為低壓空氣逡逑霧化噴嘴。單噴嘴噴油量為５３２．８ｋｇ／ｈ，噴油錐角為６５°，供油壓力為５．８？６．６Ｍｐａ。逡逑？＾ＳＳ＾２２２ＺＺＺＺＳ＾ｆｆｉＳＳＳＳｒ＝ＢＢＳ�。蓿簦矗掊义蠄D１－３邋Ｗ１０１型雙燃料噴嘴逡逑Ｖ９４．２標(biāo)準(zhǔn)混合式噴嘴如圖１－１所示。它可以燃用氣體和液體兩種燃料。燃逡逑油從中間通道供入。氣體燃料一部分通過對角旋流器供入，另一部分通過軸向旋流逡逑器供入。該噴嘴通過將水蒸氣重新注入燃燒室來實現(xiàn)低ＮＯｘ排放功能。逡逑ＩＭ２７０型燃?xì)廨啓C雙燃料噴嘴如圖１－４所示。氣體燃料和液體燃料被分別逡逑單獨供給。共有一個先導(dǎo)燃料噴嘴和六個主燃料噴嘴。但是其結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，對于逡逑檢修和排查都增添了難度。逡逑３逡逑

圖１－２邋Ｗ５０１型雙燃料噴嘴逡逑２０世紀(jì)７０年代出現(xiàn)的領(lǐng)先世界的重油機組：Ｗ１０１型燃?xì)廨啓C。Ｋ？裝配的雙逡逑燃料噴嘴如圖１－３所示。它的燃燒室是環(huán)管形的，有６個火焰管。噴嘴為低壓空氣逡逑霧化噴嘴。單噴嘴噴油量為５３２．８ｋｇ／ｈ，噴油錐角為６５°，供油壓力為５．８？６．６Ｍｐａ。逡逑？＾ＳＳ＾２２２ＺＺＺＺＳ＾ｆｆｉＳＳＳＳｒ＝ＢＢＳ�。蓿簦矗掊义蠄D１－３邋Ｗ１０１型雙燃料噴嘴逡逑Ｖ９４．２標(biāo)準(zhǔn)混合式噴嘴如圖１－１所示。它可以燃用氣體和液體兩種燃料。燃逡逑油從中間通道供入。氣體燃料一部分通過對角旋流器供入，另一部分通過軸向旋流逡逑器供入。該噴嘴通過將水蒸氣重新注入燃燒室來實現(xiàn)低ＮＯｘ排放功能。逡逑ＩＭ２７０型燃?xì)廨啓C雙燃料噴嘴如圖１－４所示。氣體燃料和液體燃料被分別逡逑單獨供給。共有一個先導(dǎo)燃料噴嘴和六個主燃料噴嘴。但是其結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，對于逡逑檢修和排查都增添了難度。逡逑３逡逑

用ＰＤＡ邋了進行模擬，發(fā)現(xiàn)形成了強Ｍ流區(qū)，并和噴霧顆粒分布的影響。逡逑丨｜４］與邋Ｊｅｎｇ．Ｓ．Ｍ【１５］等人應(yīng)用邋ＣＦＤｇｉａｎ－Ｅｕｌｅｆｉａｎ（ＡＬＥ）的數(shù)值模擬方法追蹤了壓力霧噴嘴出口液膜的變化。逡逑Ｉ１６】在ＶＯＦ方法的幫助下，對空氣霧化噴嘴中結(jié)構(gòu)錐角等相關(guān)性能參數(shù)之間的聯(lián)系，進行了探尋。逡逑ｃｈｅｒ和Ｍ．Ｐｉｅｓｃｈｅｍｌ１７１從三個方面研究／尚心式噴面輪廓的確定和液體束的破碎。最后得到了顆粒燃?xì)廨啓C噴嘴的研究現(xiàn)狀逡逑機研宄所的何敏等人ｎ８｜｜ｌ９］。對航空發(fā)動機進行了油，頭部斜氣孔結(jié)構(gòu)（一共有三排孔）的雙燃料噴嘴的中間，斜氣孔在外圍。試驗表明，該噴嘴能油機驅(qū)動，氣體燃料作為主燃料負(fù)責(zé)日常運行。逡逑

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本文編號：2807386