两级浓淡燃烧室内氨-氢-空气预混旋流燃烧过程的NO_x排放特性

摘要

为了掌握燃气轮机两级浓淡燃烧室内氨-氢-空气预混旋流火焰的NO_x排放特性和影响NO_x生成的动力学机制，对氨-氢-空气预混旋流燃烧过程进行了三维反应流数值模拟并开展了燃烧反应动力学特性研究．结果表明：在掺氢比为35%、压力为0.5 MPa且当量比为1.20的绝热燃烧工况下，NO_x排放可降至54×10~(-6)(15%O_2).H+O_2(+M)=HO_2(+M)是燃烧压力影响氨-氢燃料燃烧过程中NO_x排放的关键反应．燃烧压力的升高会促进NO与HO_2反应并转化为NO_2．对于氨-氢混合燃料而言，过高的掺氢比(60%～80%)会导致NO_x排放显著升高，而根据壁面热损失程度的不同，适当的掺氢比(35%～55%)则有利于实现较低的NO_x排放(54×10~(-6)～86×10~(-6 )(15%O_2)).

关键词

氨-氢燃料 / 两级浓淡燃烧 / 旋流火焰 / 化学动力学 / NO_x排放

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2022YFE0125400)