TAPS低排放燃烧室设计技术研究

发布时间：2020-06-02 18:58

【摘要】：随着燃气轮机的广泛应用,世界各国对燃气轮机污染排放的限制越发严格,如何同时实现更好的燃机性能和更低的污染物排放水平已经成为当前研究的重点内容。双环预混旋流(TAPS)燃烧室采用预混和分级燃烧的方法,具有燃油雾化效果好,燃烧效率高,稳定工作范围宽和污染物排放低等优点,应用前景十分广阔。本文基于双环预混旋流燃烧设计技术,对某环形燃气轮机燃烧室进行了设计改进,参照经验公式设计TAPS燃烧室头部三级旋流器,采用数值模拟方法对旋流器结构进行了改进和优化设计,并在四种进口工况下探究该燃烧室的燃烧性能。本文的主要工作内容为:(1)在设计工况下,使用值班级单级喷油的方式,探究值班级轴向两级旋流器的旋向、叶片安装角、值班级喷嘴位置对TAPS燃烧室燃烧性能的影响。研究结果显示,当第一、三级旋流器同向,第二级旋流器反向,叶片安装角分别为30°和45°,值班级喷嘴位于文氏管入口时TAPS燃烧室的燃烧性能最好。(2)在设计工况下,使用分级喷油的方式,探究主燃级供油比例和叶片安装角对TAPS燃烧室燃烧性能的影响。结果表明,主燃级供油比例越高,燃烧室出口温度分布越均匀,燃烧效率越高,NO_x排放越低,当主燃级供油比例为90%,叶片安装角为45°时TAPS燃烧室的燃烧性能最好。(3)在TAPS燃烧室头部不变的情况下,工况从100%推力下降到7%推力时,燃烧室的燃烧方式由主燃级供油90%,值班级供油10%的分级供油方式转变为仅值班级供油的方式,燃烧室出口的平均温度下降,燃烧效率维持在99%左右,NO_x排放维持在较低的水平。
【图文】：

发动机,燃气轮机,污染物排放标准,航空发动机

和意义业的飞速发展及地面燃气轮机的广泛应用，燃气轮机因为燃气轮机的排放具有污染严重和局部排放量大的所以世界各国均着手制定详细的污染物排放标准。20布了航空发动机污染物排放的相关标准，1981 年国委员会(CAEP)颁布了第一部排放标准 CAEP/1 后，结定了一系列的排放标准，现行标准 CAEP/8 于 2010 额定推力 89kNooF > 的亚声速航空发动机起降循环(lan于在飞机飞行高度处 NOx的排放对臭氧层破坏严重，格，对我国的低污染燃烧室的研制和发展提出了新的样执行了更加严格的污染物排放标准[6]。在欧洲，，机排放来收取着陆费的趋势。140160Foo>89 kN ICAO emission standard

进口温度,燃烧室,当量比,燃气轮机

烧室进口空气压力、温度、主燃区当量比、液、液体燃料贫油预混预蒸发燃烧中的混合率和燃气轮机总效率，燃气轮机的总压比变得越来高，使得压力对 NOx的生成的影响变得不能忽时压力比会抑制 NOx生成，高当量比时反而认为 NOx的生成与压力的关系为：nxNO ∝P烧室的类型有关。温度通过改变燃烧区域的温度来影响 NOx的生生成量会呈指数关系增加，在当量比不变的情量越大。图 1.2 为 Rink 和 Lefebvre 试验得出图[10]。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK472

【参考文献】