天然气双旋流高压燃烧特性研究

发布时间：2017-10-25 10:26

  本文关键词：天然气双旋流高压燃烧特性研究

  更多相关文章： 高压 双旋流 燃烧特性 数值模拟

【摘要】：能源是国家经济发展的主要推动力,只有保证了能源可靠安全的供应以及能源的清洁、高效利用,才能实现社会经济的可持续发展。随着我国经济的迅速发展,一方面国内电力需求有着很大的提高,另一方面环保的要求也更加严峻,燃气-蒸汽联合循环作为一种安全、高效、清洁的发电方式,在我国日益受到重视,得到了很大的发展。对于燃气轮机,目前发展趋势是提高系统参数与容量。其中主要是提高涡轮机进口的燃气温度,然而由于材料方面的限制,燃气初温的提高遇到了不小的问题。提高燃气初温会使燃气轮机处于较高的温度和应力状态,增加了运行不稳定因素,使设备的利用率有所降低。不仅如此,高温燃烧可能会导致更多的NOx等污染物生成,污染物控制难度更大。因此,提高布雷顿循环中空气压缩比就成为提高热效率的一种较为有效方法,本文针对提出的一种新型高压再热联合循环,参照国内外燃烧室设计方法及原则,结合了双旋流技术,设计了适合于高压燃烧的燃烧室,并探究高压下的燃烧规律。研究内容包括燃烧火焰形态、温度场分布、流场分布及污染物排放等。目的在于了解高压的燃烧特性,总结其燃烧以及污染物生成规律。本文首先介绍了双旋流燃烧技术,然后介绍了采用双旋流技术的高压燃烧室,之后利用前处理软件Gambit对设计的高压燃烧实验台进行建模及网格划分,并从网络无关性测试和冷态模拟两方面对网格进行测试,保证模型网格的合理性。其次,本文利用流体计算软件Fluent对不同工况下的高压燃烧进行了热态模拟,研究了高压压力对燃烧特性的影响,并考察了高压工况下不同功率、不同当量比以及旋流方式对火焰形态、温度场分布、流场分布及污染物排放等燃烧特性的影响,从而总结归纳了高压双旋流燃烧方式的燃烧特性,为进一步的高压试验台实验研究提供理论支持。
【关键词】：高压 双旋流 燃烧特性 数值模拟
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK16
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 燃气燃烧技术国内外研究现状12-14
• 1.3 双旋流燃烧技术14-16
• 1.4 高压再热燃烧技术16-17
• 1.5 本文主要研究内容与意义17
• 1.6 本章小结17-18
• 第2章 数值计算模型18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 基本守恒方程组18-19
• 2.3 物理模型19-24
• 2.3.1 湍流模型19-22
• 2.3.2 燃烧模型22-23
• 2.3.3 辐射换热模型23-24
• 2.4 Fluent模型求解24-25
• 2.5 氮氧化物NO_x生成机理25-26
• 2.6 本章小结26-28
• 第3章 燃烧室计算模型的建立28-35
• 3.1 双旋流燃烧器喷嘴28-29
• 3.2 燃烧室结构29-30
• 3.3 模型网格的划分30-31
• 3.4 边界条件31
• 3.5 冷态模拟31-33
• 3.6 网格无关性测试33-34
• 3.7 本章小结34-35
• 第4章 双旋流高压燃烧特性研究35-62
• 4.1 压力对燃烧特性的影响35-44
• 4.1.1 压力对温度场分布影响35-40
• 4.1.2 压力对流场分布的影响40-43
• 4.1.3 压力对污染排放影响43-44
• 4.2 高压工况下燃烧特性分析44-61
• 4.2.1 高压工况下燃烧参数对温度场分布的影响45-51
• 4.2.2 高压工况下燃烧参数对流场分布的影响51-59
• 4.2.3 高压工况下燃烧参数对污染物排放的影响59-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第5章 结论与展望62-64
• 5.1 结论62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果68-69
• 致谢69

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘典福;魏小林;盛宏至;;煤及煤焦燃烧特性的研究现状与展望[J];江西能源;2008年01期

2 李彦栋;吕薇;李瑞扬;;固定床玉米秸燃烧特性的实验研究[J];节能技术;2009年02期

3 陆飞;王永桥;章静;卢平;;稻壳燃烧特性与动力学模型的研究[J];能源研究与利用;2009年05期

4 葛巍巍;张宏宇;顾坚;;烟叶化学成分与燃烧特性的相关性[J];消防科学与技术;2012年10期

5 马楠;孙军;曹燕;赵晓倩;刘翔;;竹柳燃烧特性试验研究[J];木材加工机械;2013年01期

6 缪岩;煤燃烧特性的综合指标[J];电站系统工程;1998年03期

7 范宏丽,徐旭常,王世昌;煤粉的煤岩和燃烧特性研究[J];工程热物理学报;1999年04期

8 李学恒,蒋安众,姜秀民,白卫东;木质能的燃烧特性[J];锅炉技术;1999年04期

9 秦成,田文栋,肖云汉;垃圾衍生燃料热重法的燃烧特性[J];燃烧科学与技术;2004年03期

10 王宁;王爽;于立军;姜秀民;;海藻的燃烧特性分析[J];锅炉技术;2008年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 罗东晓;;利用压力能平衡天然气燃烧特性的节能技术研究[A];第十届中国科协年会论文集（二）[C];2008年

2 鲍文;胡吉超;常军涛;;水等离子点火稳燃支板在超声速条件下的燃烧特性[A];第四届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2011年

3 欧阳德刚;罗安智;朱善合;邹明金;王海清;;混煤燃烧特性的研究[A];2008全国能源与热工学术年会论文集[C];2008年

4 秦志春;陈西武;周彬;徐汉中;田桂蓉;杜其学;徐振相;;小型点火器燃烧特性的光电子诊断[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

5 钱秋兰;;用DSC试验评价煤的燃烧特性[A];华北地区硅酸盐学会第八届学术技术交流会论文集[C];2005年

6 龙世刚;孟庆民;徐春;曹绍辉;;废塑料燃烧特性的实验室研究[A];1999中国钢铁年会论文集（上）[C];1999年

7 史少辉;朱宝忠;沈杰;李浩;孙运兰;;微米铝粉在CO_2气氛中的燃烧特性及动力学[A];高等学校工程热物理第十九届全国学术会议论文集[C];2013年

8 孙辉;张建良;王广伟;刘征建;邵久刚;;基于非等温热重法的煤焦燃烧特性及反应动力学研究[A];第十七届（2013年）全国冶金反应工程学学术会议论文集（下册）[C];2013年

9 马保国;王耀城;穆松;袁龙;;稻壳燃烧特性对多孔材料烧成工艺的影响[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年

10 龙世刚;孟庆民;汪志全;;富氧对废塑料燃烧特性的影响[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 王定邋俞叶丹;输美服装应加强面料阻燃性能检测[N];中国国门时报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吴晗;ABE/柴油混合液的喷雾特性和燃烧特性研究[D];长安大学;2015年

2 张静;柠条固体燃料成型机理与物性及燃烧特性研究[D];山西农业大学;2014年

3 马玉坡;低温环境下柴油喷雾与燃烧特性试验研究[D];北京理工大学;2015年

4 姜莉;丁醇燃烧机理及时发动机使用性能影响的研究[D];东北林业大学;2016年

5 谭福太;秸秆建材燃烧特性及生命周期研究[D];华南理工大学;2013年

6 袁海荣;秸秆固化成型燃料助燃剂研制及燃烧特性试验与模拟研究[D];北京化工大学;2010年

7 赵威风;狭长空间油池火燃烧特性的实验与数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2013年

8 韩咚林;绿色新能源铝/水基燃料燃烧特性研究和绿色生物质材料的制备[D];中国科学技术大学;2010年

9 邓俊;可控热氛围下柴油喷雾自燃及燃烧特性的研究[D];上海交通大学;2007年

10 杨广峰;柴油在含醇氛围内燃烧特性及作用机理的研究[D];天津大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈昱萌;船舶固体废弃物燃烧特性与无害化研究[D];华南理工大学;2015年

2 许崇涛;生活垃圾层燃特性实验研究及低NO_x燃烧技术分析[D];上海交通大学;2015年

3 齐建荟;磷酸二氢铵对生物质固钾、灰熔融及燃烧特性的影响研究[D];山东大学;2015年

4 刘淑金;几种常见地板燃烧特性实验与热解可燃气体成分研究[D];中国矿业大学;2015年

5 邱佐祯;液体燃料在毛细管出口处燃烧特性的研究[D];北京理工大学;2015年

6 杜诗萌;基于光谱分析和神经网络技术的火焰燃烧特性研究[D];华北电力大学;2015年

7 熊绍武;生物质制燃料炭燃烧特性实验研究[D];上海理工大学;2014年

8 袁俊勇;基于内部EGR的HCNG发动机燃烧特性仿真研究[D];重庆交通大学;2015年

9 胡桂秋;垃圾、秸轩和煤混燃的燃烧特性研究[D];河北科技大学;2015年

10 蒋志鹏;柴油机变组分进气的燃烧特性研究[D];吉林大学;2016年

，

本文编号：1093310