IGCC高壓再熱燃?xì)廨啓C(jī)燃燒數(shù)值計(jì)算及模擬.pdf

1、合成氣整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)以其潔凈、高效等特點(diǎn)在火力發(fā)電領(lǐng)域中占有重要的地位。如何進(jìn)一步高效環(huán)保地利用能源，是聯(lián)合循環(huán)發(fā)電領(lǐng)域所研究的重要目標(biāo)。提高壓縮比成為提高循環(huán)效率的有效方法，這就要求合成氣在高壓力工況下進(jìn)行燃燒，但是目前關(guān)于高壓合成氣燃燒的研究相對(duì)較少。本文結(jié)合低旋流燃燒技術(shù)，參照國(guó)內(nèi)外燃燒室模型的設(shè)計(jì)方法及原則，設(shè)計(jì)了一種以低熱值合成氣為燃料的低旋流實(shí)驗(yàn)燃燒室。采用數(shù)值模擬的方法研究合成氣高壓燃燒特性，研究?jī)?nèi)容包括燃燒火

2、焰形態(tài)、溫度場(chǎng)分布、流場(chǎng)分布及污染物排放等。目的在于了解高壓合成氣的燃燒特性，總結(jié)其燃燒以及污染物生成規(guī)律。
　　本文首先設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)用合成氣低旋流燃燒室。此實(shí)驗(yàn)燃燒室采用擴(kuò)散燃燒方式，燃料通過(guò)噴嘴中心孔垂直進(jìn)入到燃燒室，空氣通過(guò)中心孔外圍的低旋流旋流器進(jìn)入到噴嘴段。利用流體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)所設(shè)計(jì)燃燒室建模，并對(duì)冷態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行模擬以驗(yàn)證燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
　　其次，本文對(duì)高壓合成氣燃燒進(jìn)行了不同工況下的熱態(tài)模擬，

3、考察了不同壓力、不同功率及不同當(dāng)量比的燃燒特性。通過(guò)對(duì)火焰形態(tài)、溫度場(chǎng)分布、流場(chǎng)分布及污染物排放等模擬及分析，研究了高壓合成氣燃燒火焰特性以及NOx排放規(guī)律，研究結(jié)果表明:首先，隨著壓力的增大，火焰半徑減小，火焰高度逐漸變短，最高燃燒溫度呈現(xiàn)先升高后趨于穩(wěn)定的規(guī)律，NOx排放量隨著壓力的增大先升高后降低。其次，隨著功率的提高，火焰長(zhǎng)度和半徑增大，流場(chǎng)中心低速區(qū)域越來(lái)越明顯，有利于提高燃燒的穩(wěn)定性，此外，NOx排放量隨著功率的提高單調(diào)遞減