非预掺混氢/天然气烟气内循环燃烧特性研究

摘要

本文设计并实验研究了一种非预掺混氢/天然气烟气内循环低氮燃烧器，以实现高比例氢气的灵活掺混、低NO_x排放和燃烧稳定性．通过改变掺氢比例，研究发现NO_x排放量在50%掺氢时热值比达到最低值71.3 mg/m³（@3.5%O₂），与未加入烟气内循环的参考燃烧器相比，显著降低了NO_x排放水平．数值模拟分析揭示了燃烧器出口附近存在着内外两个回流区，即以钝体为中心的内回流区，以及炉膛外壁面作用下形成的外回流区，这两个区域为燃烧器提供稳定的火焰锚定点，确保了在0至100%掺氢比范围的稳定燃烧．掺氢比不会影响内、外回流区位置和大小，只会影响回流气体速度大小．NO_x排放在50%掺氢比时最低的关键是火焰结构发生了转变，使高浓度OH、O活性自由基大幅减少，进而降低了热力型NO_x排放．

关键词

富氢燃气 / 烟气内循环 / 钝体燃烧