钝体稳燃的旋流预混火焰污染物生成和流场分析
韩徳琳1
王天天2
邹俊2
张海2
张扬2
吕俊复2
王随林3
1.北京建筑大学 环境与能源工程学院,北京 100044;清华大学 能源与动力工程系,北京 100084;清华大学 热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 1000842.清华大学 能源与动力工程系,北京 100084;清华大学 热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 1000843.北京建筑大学 环境与能源工程学院,北京 100044
摘要：π型锅炉"煤改气"后的低氮燃烧器易发生火炬"刷墙"和积碳问题,而旋流预混燃烧方法因火炬短、燃尽快等优势备受关注.将贫预混旋流燃烧与钝体相结合,设计带有位移钝体的贫预混旋流燃烧器,通过移动钝体位置,可改变燃烧器出口流速.使用此燃烧器研究了不同旋流数、热功率、钝体位置工况下,旋流预混火焰污染物生成特性,并利用激光颗粒成像测速技术测量燃烧器喷嘴出口处流场.研究发现,NOx生成量随旋流数增加呈先减小后增加的趋势,旋流数为0.25时,NOx生成量最低;钝体位置固定时,由于此时流速随热功率的增加而增大,导致NOx生成量随热功率的增加而降低,CO生成量随热功率的增加而增加;改变钝体位置保证出口流速不变时,NOx和CO生成量均保持较低水平,NOx生成量<12 mg/m3,CO生成量<7 mg/m3,且仅在最低热功率下有少量CO生成.通过分析流场和火焰可知,旋流数由0增至0.25时,火焰宽度增加,对周围烟气卷吸作用增强,NOx生成量降低;旋流数由0.25增至0.83时,火焰宽度基本维持不变,但轴向回流增强,热烟气停留时间增加,NOx生成量升高.因此,优化位移钝体位置和旋流数,可以使燃烧器出口流场和火焰结构更加合理,使污染物维持在较低水平.
关键词：位移钝体贫燃预混燃烧旋流燃烧负荷变化流场NOx
分类号：TK16(热能、热力工程)
资助基金：国家科技重大专项(2019-III-0018-0062)国家自然科学基金(52176116)
论文发表日期：2022-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 135-142 )
英文信息