燃气轮机合成气燃烧室燃烧稳定性的实验研究.docx

燃气轮机合成气燃烧室燃烧稳定性的实验研究燃气轮机合成气燃烧室燃烧稳定性的实验研究燃气轮机是通过燃烧将化学能转化为机械能的装置，目前燃气轮机广泛的应用到发电、管道输送、船舶动力等领域。对于燃气轮机，燃烧室是燃气轮机最重要的部位，实现稳定安全的燃烧是十分重要的，只有保证燃烧室的稳定燃烧，才能保证燃气轮机的安全稳定的运行。本文通过理论和实验研究，对燃烧室稳定性燃烧进行分析，并且提出了相应促进燃烧稳定的方法，希望为燃气轮机的安全稳定运行提供理论参考。由于燃气轮机具有功率大、体积小、效率高、污染低等特点，燃气轮机在多种领域具有广阔的应用前景。保证燃气轮机的稳定燃烧，就必须保证燃烧室在任何工况下的稳定燃烧。燃烧室燃烧稳定性关系到燃气轮机的寿命以及安全运行，因此对燃烧室燃烧稳定性的研究具有重要意义，本文从理论和实验研究两个方面对燃烧稳定性进行分析，并提出相应的措施。燃烧室燃烧稳定性理论分析燃烧室是燃气轮机的心脏部位，燃烧室的设计直接影响到燃气轮机的性能。燃烧室主要是通过燃烧将化学能转变成热能，从而推动涡轮作用。保证燃烧室的稳定燃烧是十分重要的，燃烧室稳定性主要是指在燃料燃烧过程中，在各种工况下（压力振荡、回火极限、吹熄极限）都能保证稳定燃烧。火焰稳定分为两种：低速火焰和高速气流火焰的稳定。对火焰稳定性进行讨论，首先需要了解一维火焰的稳定性条件。一维火焰稳定性前提包括两个：1.1.燃烧混合气体浓度在火焰传播范围之内；1.2.平面波的横断面直径要大于熄火直径。当燃烧室的空气和燃料比超出富燃料极限和贫燃料极限时，燃烧室就会出现熄火的状况。燃气轮机在低负荷的状况下运行时，喷入燃烧室的燃料量减少，而空气流量较大，火焰就有可能熄灭。空气和燃料比会随进入燃烧室的空气的变化而变化，当进入燃烧室的空气比例增加，就会导致熄火。燃烧室稳定性实验分析2.1.燃烧室热负荷对合成气燃烧稳定性的影响在实验中，燃烧室的空气保持在 2.0kg/s 左右，那么可以利用余气系数来代表燃烧室的热负荷，同时余气系数在数值上相当于当量比的倒数。为研究热负荷对燃烧稳定性的影响，利用余气系数来进行实验。在进行实验时，除了余气系数不同外，其他的参数都保持相同。实验结果表明：随着余气系数减小，也就是燃烧室内热负荷的增加，燃烧振荡频率基本不变，略呈增加状态；随着热负荷增加，动态压力呈大幅上升状态。2.2.空气加湿对合成气燃烧稳定性的影响空气加湿燃烧技术提高了燃机的效率和功率，为了研究空气加湿燃烧对燃烧稳定性的影响，本文利用空气加湿燃烧进行了实验。实验结果表明：随着燃烧室内热负荷的增加，动态压力也会随之增加，但是振荡能量会在 80120Hz 范围内波动。根据空气加湿前后，合成气燃烧稳定性的变化规律，可以发现动态压力随着空气加湿后振动减小。因此，空气加湿有助于合成气燃烧的稳定性。