等离子体强化低热值气体燃料燃烧技术研究
发布时间：2021-09-30 01:52
随着我国经济的快速发展,对能源的需求量越来越大,因此有必要提高一次能源的利用率,高炉炼铁时产生的大量高炉煤气能够解决上述问题。但高炉煤气是低热值气体,点火困难、燃烧稳定性差、容易发生熄火现象。等离子体的点火助燃强化燃烧技术具有点火延迟时间短、点火能量高及活化助燃等优点,能够提高低热值气点火可靠性和燃烧稳定性。本文首先在一维反应器中分析等离子体助燃条件下的高炉煤气燃烧过程并简化反应机理。再以100kW微型燃气轮机燃烧室为研究对象,根据燃料燃烧特性运用数值模拟对燃烧室结构进行改进和优化,并研究不同边界条件下等离子助燃和点火的燃烧室燃烧性能。本文的主要工作内容为:（1）借助化学动力学软件CHEMKIN中密闭、均匀、完全混合反应器模型对低热值气体高炉煤气进行等离子体点火助燃燃烧特性分析,结果显示添加活性粒子氧原子后,点火延迟时间缩短,化学反应进程加快;通过敏感性分析简化GRI3.0机理为19步反应机理,并验证了简化机理的可靠性。（2）以100kW微型燃气轮机燃烧室为研究对象,根据燃料燃烧特性对燃烧室进行结构改型。然后采用数值模拟的方法对原型及改进后的燃烧室的燃烧流场进行了研究,确定燃料进口的边...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高压脉冲后OH基荧光分布图
混合气放电过程中活性基团生成速率随时间的变化 和 Fridman[18]等对磁驱动滑动弧非平衡等离发现 NO 在缩短点火延迟期上的作用非常明为燃料，对低压条件下等离子体脉冲纳秒表明：在放电初始等离子体产生的活性物质 原子的离解，并使反应温度有较大程度的提对加快链式反应起到了关键作用。iy 等[20]研究表明，气体放电等离子体强化燃种。两种强化效应单独或者联合作用于燃料作用。同时，SUN 等[21]也对等离子体强化，并将研究结果总结为热力学强化、化学输]分别进行等离子体助燃低温条件下的甲醚-空验显示，非平衡等离子体可以有效地促进燃
图 1.3 低热值气熄火极限和等离子不同放电功率下火焰传播速度（3）常压下等离子体助燃作用（H2:CO:N2=1:4:5，6.1MJ/Nm3，化学当量比 0要为温升效应和化学效应。OH 基的活性和浓度是主要作用。空军工程大学的何立明等[25-31]结合我国的研究现状，基于试验与数值模拟情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]同热值不同组分中低热值燃料燃烧特性的模拟[J]. 孙丹,徐微,辛欣,佟显义. 沈阳航空航天大学学报. 2016(06)
[2]等离子体强化燃烧的目前研究进展[J]. 何立明,刘兴建,赵兵兵,金涛,于锦禄,曾昊. 航空动力学报. 2016(07)
[3]我国钢铁产量影响因素的计量分析[J]. 郭刚刚. 经贸实践. 2016(08)
[4]传统燃烧与等离子体助燃的燃烧室数值仿真[J]. 刘兴建,何立明,宋振兴,苏建勇,王景杰,于锦禄. 燃烧科学与技术. 2015(02)
[5]介质阻挡放电等离子体的化学动力学效应研究[J]. 张鹏,洪延姬,沈双晏,丁小雨,马第. 光谱学与光谱分析. 2015(03)
[6]合成气微型燃气轮机燃烧室优化设计及数值模拟[J]. 曹常青,付忠广,卢可. 中国电力. 2014(02)
[7]非平衡等离子体对甲烷点火和火焰传播影响的机理分析[J]. 李勇,沈怀荣. 推进技术. 2013(11)
[8]多联产发电系统中低热值燃料的实验研究[J]. 张锐,廖青华. 河南科技学院学报(自然科学版). 2013(04)
[9]同热值不同成分低热值燃料燃烧特性试验研究[J]. 何敏,冯大强,杨灵,吉洪湖. 燃气涡轮试验与研究. 2013(01)
[10]数值研究低热值燃料环管燃烧室燃烧流场[J]. 何敏,蔡文祥,赵坚行,吉洪湖. 航空动力学报. 2013(02)
博士论文
[1]环管型燃烧室点火及熄火特性研究[D]. 李雅军.哈尔滨工程大学 2013
[2]非平衡等离子体助燃低热值气体燃料的实验研究[D]. 胡宏斌.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
[3]等离子点火器燃烧流场数值与实验研究[D]. 冀光.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]基于非平衡等离子体的甲醇燃料燃烧过程模拟研究[D]. 王康.吉林大学 2016
[2]飞秒激光等离子体助燃CH4/O2/N2燃烧的实验研究和机理分析[D]. 杨鹏.哈尔滨工业大学 2010
[3]双燃料喷嘴设计与燃烧流场数值模拟[D]. 杨洪磊.哈尔滨工程大学 2010
[4]双燃料燃烧室燃烧流场数值模拟[D]. 贺红娟.哈尔滨工程大学 2009
[5]燃料裂解气燃烧技术研究[D]. 李金英.哈尔滨工程大学 2008
[6]等离子发生器化学反应流场数值模拟[D]. 李智明.哈尔滨工程大学 2003
本文编号：3414886
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高压脉冲后OH基荧光分布图
混合气放电过程中活性基团生成速率随时间的变化 和 Fridman[18]等对磁驱动滑动弧非平衡等离发现 NO 在缩短点火延迟期上的作用非常明为燃料，对低压条件下等离子体脉冲纳秒表明：在放电初始等离子体产生的活性物质 原子的离解，并使反应温度有较大程度的提对加快链式反应起到了关键作用。iy 等[20]研究表明，气体放电等离子体强化燃种。两种强化效应单独或者联合作用于燃料作用。同时，SUN 等[21]也对等离子体强化，并将研究结果总结为热力学强化、化学输]分别进行等离子体助燃低温条件下的甲醚-空验显示，非平衡等离子体可以有效地促进燃
图 1.3 低热值气熄火极限和等离子不同放电功率下火焰传播速度（3）常压下等离子体助燃作用（H2:CO:N2=1:4:5，6.1MJ/Nm3，化学当量比 0要为温升效应和化学效应。OH 基的活性和浓度是主要作用。空军工程大学的何立明等[25-31]结合我国的研究现状，基于试验与数值模拟情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]同热值不同组分中低热值燃料燃烧特性的模拟[J]. 孙丹,徐微,辛欣,佟显义. 沈阳航空航天大学学报. 2016(06)
[2]等离子体强化燃烧的目前研究进展[J]. 何立明,刘兴建,赵兵兵,金涛,于锦禄,曾昊. 航空动力学报. 2016(07)
[3]我国钢铁产量影响因素的计量分析[J]. 郭刚刚. 经贸实践. 2016(08)
[4]传统燃烧与等离子体助燃的燃烧室数值仿真[J]. 刘兴建,何立明,宋振兴,苏建勇,王景杰,于锦禄. 燃烧科学与技术. 2015(02)
[5]介质阻挡放电等离子体的化学动力学效应研究[J]. 张鹏,洪延姬,沈双晏,丁小雨,马第. 光谱学与光谱分析. 2015(03)
[6]合成气微型燃气轮机燃烧室优化设计及数值模拟[J]. 曹常青,付忠广,卢可. 中国电力. 2014(02)
[7]非平衡等离子体对甲烷点火和火焰传播影响的机理分析[J]. 李勇,沈怀荣. 推进技术. 2013(11)
[8]多联产发电系统中低热值燃料的实验研究[J]. 张锐,廖青华. 河南科技学院学报(自然科学版). 2013(04)
[9]同热值不同成分低热值燃料燃烧特性试验研究[J]. 何敏,冯大强,杨灵,吉洪湖. 燃气涡轮试验与研究. 2013(01)
[10]数值研究低热值燃料环管燃烧室燃烧流场[J]. 何敏,蔡文祥,赵坚行,吉洪湖. 航空动力学报. 2013(02)
博士论文
[1]环管型燃烧室点火及熄火特性研究[D]. 李雅军.哈尔滨工程大学 2013
[2]非平衡等离子体助燃低热值气体燃料的实验研究[D]. 胡宏斌.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
[3]等离子点火器燃烧流场数值与实验研究[D]. 冀光.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]基于非平衡等离子体的甲醇燃料燃烧过程模拟研究[D]. 王康.吉林大学 2016
[2]飞秒激光等离子体助燃CH4/O2/N2燃烧的实验研究和机理分析[D]. 杨鹏.哈尔滨工业大学 2010
[3]双燃料喷嘴设计与燃烧流场数值模拟[D]. 杨洪磊.哈尔滨工程大学 2010
[4]双燃料燃烧室燃烧流场数值模拟[D]. 贺红娟.哈尔滨工程大学 2009
[5]燃料裂解气燃烧技术研究[D]. 李金英.哈尔滨工程大学 2008
[6]等离子发生器化学反应流场数值模拟[D]. 李智明.哈尔滨工程大学 2003
本文编号：3414886
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