發(fā)布時間：2021-06-01 22:45

　　駐渦燃燒室（TVC）作為一種火焰穩(wěn)定、低污染的新型燃燒裝置,受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注,將其與其他結(jié)構(gòu)或燃燒技術(shù)結(jié)合,進一步實現(xiàn)高效、減排是其研究重點。內(nèi)置擾流器（導(dǎo)流片、擾流板和鈍體）TVC是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提出的一種新型燃燒室結(jié)構(gòu),有利于在TVC內(nèi)實現(xiàn)高效穩(wěn)定燃燒。本文對內(nèi)置擾流器TVC的流動燃燒特性開展了數(shù)值研究,并對其擾流器的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。結(jié)果表明:內(nèi)置擾流器TVC能在凹腔形成兩組穩(wěn)定的雙渦結(jié)構(gòu),有利于穩(wěn)燃和燃氣摻混,相比于僅有鈍體的情況,能夠大大提高燃燒室的燃燒效率,改善出口溫度分布,降低NO排放量。內(nèi)置擾流器TVC在僅布置導(dǎo)流片與擾流板的情況下,燃燒效率就能夠達到99%以上,布置鈍體后能夠在鈍體尾部形成回流區(qū),增大高溫區(qū)分布范圍,改善出口溫度分布。擾流板的較優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)為擾流板與水平方向的傾斜角度α=30°,阻塞比BR=12%²4%;導(dǎo)流片較優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為導(dǎo)流片伸入凹腔的長度與凹腔前壁面一半長度之比a/B=0.1⁰.4,導(dǎo)流片到進口順流通道下壁面的距離與燃燒室進口順流通道高度之比b/h=0.4,導(dǎo)流片到凹腔前壁面的距離與凹腔長度之比c... 

【文章來源】：上海電力大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

常規(guī)燃燒室

提高燃燒室出口溫度，進一步提高燃機效率；2）進一步降低 NOx排放；3）適應(yīng)多種燃料，如天然氣、頁巖氣、過程工藝氣、合成氣以及氫氣等；4）適應(yīng)不同工況，在各工況下能夠保持高效、低 NOx排放。目前，燃氣輪機采用的主流燃燒技術(shù)是貧燃料預(yù)混燃燒，該技術(shù)在燃料貧燃極限附近燃燒才可實現(xiàn)低 NOx 排放，易發(fā)生燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，如熱聲振蕩、回火等。此外貧燃預(yù)混燃燒需要控制燃料分級燃燒，過程復(fù)雜，其對燃料熱值、組分要求高，不適用于純氫、合成氣等燃料，并且在低負荷工況下產(chǎn)生擴散火焰，NOx 排放將急劇增加駐渦燃燒室（Trapped Vortex Combustor，簡稱 TVC）是一種新型的燃燒裝置，其發(fā)展始于 20 世紀 90 年代。與常規(guī)的旋流燃燒室（圖 1-1）相比，駐渦燃燒室（圖 1-2的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單且緊湊、火焰穩(wěn)定性能好、高空點火性能優(yōu)越、較寬的工作范圍以實現(xiàn)高效燃燒以及污染物低排放。駐渦燃燒室的燃燒區(qū)域分為兩部分：主燃區(qū)和駐渦區(qū)，燃料和空氣進入凹腔內(nèi)形成穩(wěn)定的回流漩渦流動結(jié)構(gòu)，稱為駐渦。在此區(qū)域內(nèi)燃料與空氣被引燃，主氣流以補給的方式進入駐渦區(qū)，與高溫燃氣混合后加熱點燃。由于駐渦存在于凹腔之中，主流對其影響較弱，即使主流速度很高的情況下，也可保證凹腔內(nèi)部火焰穩(wěn)定。

上海電力大學(xué)碩士學(xué)位論文研究現(xiàn)狀渦燃燒室最先提出了一種火焰穩(wěn)定概念，即被稱為駐渦燃燒室(TVC)的概一代駐渦燃燒室[2]（如圖 1-3 所示）由前體（forebody）、中心體（rbody）組成，前體和后體構(gòu)成凹腔形成駐渦區(qū)，可以通過改變駐渦區(qū)域軸向長度的目的。燃燒過程中，凹腔內(nèi)形成的火焰與此，火焰對主流的流動狀態(tài)最不敏感。為了形成持續(xù)穩(wěn)定的火射入到凹腔內(nèi)[1,2,3,5]。凹腔內(nèi)直接射入燃料和空氣可以達到強化凹腔內(nèi)和主流氣流之間的質(zhì)量和能量傳輸[4,6]。結(jié)果表明，TV效率、火焰穩(wěn)定性等將得到提高。除此之外，TVC 還具有作為般來說，分級燃燒系統(tǒng)有可能減少約 10-40%的氮氧化物排放[

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]燃氣輪機柔和燃燒室初步研究[D]. 王強.中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2015
[2]環(huán)形駐渦燃燒室流動與燃燒數(shù)值模擬研究[D]. 孫海濤.大連海事大學(xué) 2014
[3]某型駐渦燃燒室冷卻技術(shù)研究[D]. 王璐.南京航空航天大學(xué) 2012
[4]LPP駐渦燃燒室排放性能研究[D]. 田中禮.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]燃氣輪機燃燒室柔和燃燒條件與特征的研究[D]. 陳欽.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2010



本文編號：3210301