合成氣旋流擴散火焰稀釋燃燒特性的實驗研究.pdf

1、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)是一種可以提高能源利用效率的新型發(fā)電循環(huán)。由于其燃料——合成氣的主要成分是CO和H<,2>，采用干式低NO<,x>燃燒技術(shù)會帶來回火、高壓力損失等問題，而H<,2>含量使稀釋燃燒可以在降低火焰溫度的同時并不明顯降低燃料活性，成為目前解決合成氣低污染燃燒的主要解決方案。本文在模型燃燒室上以不同方式進行水蒸汽稀釋燃燒實驗和N<,2>稀釋燃燒實驗，包括五種稀釋方式：水蒸汽伴隨稀釋、水蒸汽燃料稀釋、水蒸汽空氣稀釋、

2、N<,2>伴隨稀釋和N<,2>燃料稀釋。 首先實驗研究在不同負(fù)荷、不同稀釋度下，五種稀釋方式對火焰根部區(qū)域溫度場的影響、燃燒器出口NO<,x>、CO排放的影響以及對燃燒效率的影響。發(fā)現(xiàn)各種稀釋方式對燃燒效率的影響不大，隨著稀釋度的增加各個稀釋方案都可以有效地降低NO<,x>的生成，但有不同程度的CO增多。比較得出水蒸汽伴隨稀釋、水蒸汽燃料稀釋在降低NO<,x>方面效果較好并且CO排放不高。 隨后進行了火焰穩(wěn)定性實驗，采用

3、水蒸汽伴隨、水蒸汽空氣稀釋或者N<,2>伴隨方式時合成氣火焰不存在熄火問題，而采用水蒸汽燃料稀釋或者N<,2>燃料稀釋燃燒時火焰都存在稀態(tài)熄火問題，水蒸汽燃料稀釋的稀態(tài)極限更窄。存在臨界的稀釋度，當(dāng)稀釋度大于此臨界值時會出發(fā)生熄火狀況。 在保持燃燒室出口絕熱溫度相同條件下，各種稀釋方式隨稀釋度增加和燃燒負(fù)荷的相應(yīng)增加，都可以有效地降低NO<,x>的排放，而且由于燃燒區(qū)域溫度不低，CO排放水平非常低。合理的選擇當(dāng)量比φ和稀釋度DO