掺氨天然气双旋流快混分级燃烧特性研究

摘要

针对天然气与氨气掺混后稳定燃烧和NO_x生成控制的需求，设计开发了双旋流快速混合燃烧器，在50 kW自维持下行燃烧系统中，研究了掺氨比例、空气分级、当量比等对燃烧特性和NO_x排放的影响．试验结果发现随着掺氨热值比■的增加，NO_x排放呈现先增大后减小的趋势，并在50%掺氨热值比时达到最大值．燃烧器出口附近存在内外两个回流区，剪切层外侧形成稳定火焰，确保了在掺氨热值比■为0～100%范围内的稳定燃烧．此外，控制NO_x排放的关键在于主燃区当量比Ф_pri，其最优当量比随着掺氨比例的增加而降低，当■为50%时，NO_x排放在Ф_pri=1.25时达到最低值109.4 mg/m³（@3.5%O₂）．研究表明，主燃区和燃尽区的协同优化可实现宽范围掺氨条件下的低NO_x稳定燃烧．

关键词

掺氨天然气 / NO_x排放 / 双旋流燃烧 / 空气分级