-
走進(jìn)瑞晨專注于流體輸送（水泵、風(fēng)機(jī)），精控燃燒、高效換熱及特高效永磁電機(jī)等領(lǐng)域的高新技術(shù)研發(fā)、節(jié)能產(chǎn)品設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，并提供專業(yè)技術(shù)改造服務(wù)，為用戶提供專業(yè)的綜合節(jié)能解決方案。
-
-
-
資訊中心我們專注于流體輸送（水泵、風(fēng)機(jī)），精控燃燒、高效換熱及特高效永磁電機(jī)等領(lǐng)域的高新技術(shù)研發(fā)、節(jié)能產(chǎn)品設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，并提供專業(yè)技術(shù)改造服務(wù)，為用戶提供專業(yè)的綜合節(jié)能解決方案。
軸向燃料分級(jí)燃燒技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：
2022-02-21
常規(guī)貧燃預(yù)混燃燒技術(shù)隨著燃燒室出口溫度進(jìn)一步提高，無(wú)法滿足NOx進(jìn)一步降低的標(biāo)準(zhǔn)要求。
常規(guī)貧燃預(yù)混燃燒技術(shù)隨著燃燒室出口溫度進(jìn)一步提高，無(wú)法滿足NOx進(jìn)一步降低的標(biāo)準(zhǔn)要求。而燃料軸向分級(jí)是在常規(guī)貧燃預(yù)混燃燒技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)燃料進(jìn)行了軸向分級(jí)。該燃燒技術(shù)最早是在上世紀(jì)70年代，NASA在清潔燃燒項(xiàng)目上首次提出分級(jí)燃燒室可以降低NOx排放，而后Pratt&Whitney和GE公司在航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室都進(jìn)行了成功應(yīng)用，NOx最低可以降低到35ppm。真正大規(guī)模應(yīng)用是在2010年前后，GE公司和Ansaldo公司在G/H及燃?xì)廨啓C(jī)得到了大規(guī)模生產(chǎn)[1]。
根據(jù)NOx生成機(jī)理研究而知，NOx生成速率與燃?xì)庠谌紵彝Ａ魰r(shí)間成正比，而燃料分級(jí)就是針對(duì)這一原理進(jìn)行的技術(shù)開發(fā)，即減小二級(jí)燃料在燃燒室停留時(shí)間[2]。如圖1所示，燃料軸向分為兩級(jí)進(jìn)入燃燒室燃燒，一級(jí)燃燒可以減低溫度，二級(jí)燃燒可以減少燃?xì)馔Ａ魰r(shí)間，且兩級(jí)可以獨(dú)立控制，可以采用Lean-Lean策略，Lean-Rich策略或Rich-Lean策略等。頭部一級(jí)燃燒一般仍然采用貧預(yù)混燃燒策略可以最大程度降低NOx生成。
圖1 軸向燃料分級(jí)原理[2]
Fig. 1 Principle of axial fuel classification
燃料分級(jí)燃燒室不僅可以進(jìn)一步提高燃燒室溫度，控制NOx排放，還可以拓寬燃燒室熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)比范圍，可以對(duì)于工況要求較多的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行精細(xì)化燃燒控制和策略方面的優(yōu)化。美國(guó)普渡大學(xué)和德國(guó)慕尼黑大學(xué)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了深入研究，相關(guān)研究結(jié)論用于我公司相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。
結(jié)合Ansaldo公司GT36 H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室燃料分級(jí)設(shè)計(jì)理念，介紹該技術(shù)在燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用和設(shè)計(jì)思路，如圖2所示。
圖2 GT36 H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)[3]
Fig. 2 GT36 H-class gas turbine
該燃燒技術(shù)應(yīng)用在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中，如圖2所示，根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)整體結(jié)構(gòu)而確定的燃燒室結(jié)構(gòu)形式，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了軸向燃料分級(jí)燃燒室設(shè)計(jì)，詳細(xì)細(xì)節(jié)見圖3。從該結(jié)構(gòu)示意圖中可以清楚地了解，軸向燃料分級(jí)方法級(jí)燃燒區(qū)域的燃燒情況。相關(guān)研究表明，軸向燃料分級(jí)燃燒降低NOx排放關(guān)鍵在于調(diào)節(jié)第一級(jí)和第二級(jí)之間的燃料分配、空氣分配與停留時(shí)間分配[2]。
圖3 GT36 燃燒室細(xì)節(jié)圖[3]
Fig. 3 GT36 CPSC combustor detailed components
參考文獻(xiàn)：
[1] 鄭祥龍. 燃料軸向分級(jí)燃燒污染物排放及其交叉射流火焰特性研究[D].中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所),2020.DOI:10.27540/d.cnki.ggrws.2020.000048.
[2] 李蘇輝,張歸華,吳玉新.面向未來燃?xì)廨啓C(jī)的先進(jìn)燃燒技術(shù)綜述[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,61(12):1423-1437.DOI:10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.25.001.
[3] PENNELL D A,BOTHIEN M R,CIANI A,etal.An introduction to the Ansaldo GT36 constant pressure sequentialcombustor [C]// ASME Turbo Expo 2017: Turbomachinery Technical Conference and Exposition. Charlotte,NorthCarolina,USA:ASME,2017.
聯(lián)系我們
上海市楊浦區(qū)政立路497號(hào)國(guó)正中心1號(hào)樓11樓
關(guān)注瑞晨環(huán)保