研究設計了燃氣-空氣雙分級低氮燃燒器,通過CFD軟件FLUENT建立低氮燃燒器三維數(shù)值模型,并進行模型驗證,模擬結(jié)果與實際情況較為吻合,能夠較為準確地預測NO_x生成量的變化規(guī)律。主要從燃氣配比、一級過�？諝庀禂�(shù)及內(nèi)筒直徑3方面對燃料-空氣雙分級結(jié)構(gòu)進行研究,尋求燃燒特性和NO_x生成規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):燃氣分級對溫度分布及NO_x排放具有重要的影響,當一級燃氣配比為10%時,火焰分配較為分散,溫度低且高溫區(qū)域較少,NO_x質(zhì)量分數(shù)較低。二級燃燒區(qū)對NO_x生成影響作用弱于一級燃燒區(qū),一級燃燒區(qū)的狀態(tài)為燃燒器NO_x生成的主要影響因素。一級過�？諝庀禂�(shù)宜處于0.7～1.45范圍,考慮到燃燒穩(wěn)定性,一級過�？諝庀禂�(shù)應取較小值。內(nèi)筒直徑適量增大,可以達到改善一級燃燒狀態(tài),降低NO_x排放的目的。 

【文章來源】：煤氣與熱力. 2020,40(06)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

工況1中軸線的溫度分布

新型低氮燃燒器的設計主要依托分級燃燒的低氮燃燒技術，采用燃氣-空氣雙分級的設計方案，燃燒器頭部結(jié)構(gòu)見圖1。燃氣在前后軸向方向進行兩級分配，兩級燃氣分別以不同方向噴射(見圖1)。一級燃氣沿中心燃氣管徑向方向高速射入，燃氣與流經(jīng)此處的一級空氣混合，經(jīng)點火器點燃，燃燒形成的火焰所處的區(qū)域稱為一級燃燒區(qū);二級燃氣噴孔以一定距離圍繞中心燃氣管以環(huán)型布置，燃氣沿主流軸向射入，與外圍直流風(二級空氣)混合，二級混合氣由一級燃燒區(qū)產(chǎn)生的火焰或高溫煙氣引燃，從而形成二級燃燒區(qū)。燃燒器設計有空氣分配板結(jié)構(gòu)，將空氣進行分級�？諝夥峙浒鍍�(nèi)部設計布置著一定角度的葉片，形成第一級流道，葉片給流經(jīng)的空氣施加一個徑向流速，形成旋流風，降低一級燃氣在軸向方向的流速，更好地與一級燃氣混合形成旋流區(qū)，達到穩(wěn)定火焰的作用。絕大部分空氣流經(jīng)空氣分配板的外緣射入，形成二級空氣，為燃氣完全燃燒提供充足的助燃劑�？諝夥峙浒迳显O計有內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，主要是用于進一步劃分一級空氣與一級燃氣，形成明確、穩(wěn)定的一級燃燒區(qū)。(2)研究方法

燃燒器結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高，實驗平臺投入大，需耗費大量的人力物力，CFD在燃燒器的輔助設計[8]138-154,505-514[9]83-147具有其獨特的優(yōu)勢，逐漸成為設計研發(fā)的有力工具。本文采用CFD軟件FLUENT對低氮燃燒器進行全尺寸三維數(shù)值模擬，整體三維模型見圖2。為保證網(wǎng)格計算的合理性，采用網(wǎng)格無關性分析確定合適的網(wǎng)格數(shù)量。燃燒器的燃燒模型的主要參數(shù)列表見表1。x軸由燃氣入口中心垂直指向紙面向內(nèi)，為水平方向。(3)模型驗證

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3601707