燃气-蒸汽联合循环发电系统是把燃气轮机布雷顿循环(Brayton Cycle)和蒸汽轮机朗肯循环(Rankine Cycle)集成的高效发电系统。联合循环发电系统具有启停速度快,热效率高,污染物排放低的优点,是电网调峰运行的重要手段。大量的联合循环机组在启动过程中,余热锅炉烟囱有或轻或重的冒黄烟现象。研究表明,造成联合循环烟囱排烟呈现黄色的主要原因是烟气中含有一定量的NO2。一般来讲,燃气轮机中燃烧室产生的NOx主要是NO,部分究认为NO在排烟过程中发生了 NO-NO2的转化反应生成了一定浓度的NO2,导致烟气呈现黄色。本文结合反应模拟、实验验证和现场测验,研究烟气组分如一氧化碳、氧气、一氧化氮、水蒸气等组分的浓度以及温度和停留时间对NO-NO2转化的影响规律。具体内容如下:1)选用柱塞流反应器(PFR)计算,通过Chemkin计算和实验,研究在组分、温度对NO-NO2转化的影响。研究表明:在燃气轮机透平排气的典型组分下,CO的存在会导致排气中的NO向NO2转化,600-700℃是NO转化率最高的温度区间,温度低于400℃或者高于800℃条件下,NO向NO2的转化率都很低。同时一定量的水蒸气和氧气是转化反应发生的必要条件,氧气体积分数在5%以内时对NO的转化率影响变化大,超过5%氧浓度后NO转化率受氧浓度影响趋于稳定。2)利用敏感性分析的方法分析NO-NO2转化反应影响较大的基元反应和高活性自由基。研究表明,在450℃-650℃时,CO的氧化和NO的氧化是互相偶合在一起,共同形成一个链式反应,并且能够相互促进氧化,随着温度的升高,链式反应逐渐解耦,当温度高于约800℃,CO在氧化过程中对与NO的氧化反应的依赖性大大减弱,NO-NO2转化率降低。NO的转化率随温度的升高先达到一个最大值,然后下降。3)通过6FA燃气轮机联合循环机组启动过程中排气组分的测量,分析联合循环机组在实际运行中NO-NO2的转化规律。结果表明,6FA燃气轮机在启动过程的NO2由两部分构成,一部分是燃烧室排放,另一部分是NO在余热锅炉中转化生成。