【摘 要】
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高炉煤气在燃气轮机上具有极高应用价值,但低热值给其稳定燃烧造成困难,为了更合理地利用高炉煤气,需要掌握其燃烧特性,目前针对高炉煤气的基础性研究尚不完善。基于此目的,本文开展针对高炉煤气、高炉煤气与天然气混合燃料的实验测量与模拟计算工作,分析燃料层流燃烧特点,建立基础燃烧数据库,为改善燃烧室的结构与性能提供理论和技术支持。在初始温度 303K、353K、403K、453K,初始压力0.1MPa、0.
【基金项目】
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辽宁省博士科研启动基金计划项目；
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高炉煤气在燃气轮机上具有极高应用价值,但低热值给其稳定燃烧造成困难,为了更合理地利用高炉煤气,需要掌握其燃烧特性,目前针对高炉煤气的基础性研究尚不完善。基于此目的,本文开展针对高炉煤气、高炉煤气与天然气混合燃料的实验测量与模拟计算工作,分析燃料层流燃烧特点,建立基础燃烧数据库,为改善燃烧室的结构与性能提供理论和技术支持。在初始温度 303K、353K、403K、453K,初始压力0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa,当量比范围0.8～1.6工况下,通过定容燃烧反应实验对热值为4.03MJ/Nm3的高炉煤气进行实验测量;利用CHEMKIN模拟不同热值与组分比例的高炉煤气其层流燃烧过程。结果表明,高炉煤气的层流燃烧速度,随着初始温度的上升或初始压力的下降而加快;在低当量比时,升温有利于高炉煤气的稳定燃烧,在高当量比时,升温破坏燃烧稳定性;化学反应动力学效应主要影响其层流燃烧速度;提高自由基浓度可增大层流燃烧速度。在不同热值与组分比例的高炉煤气中掺混不同比例天然气,在初始温度453K,初始压力0.2MPa,当量比范围0.8～1.4工况下,通过定容燃烧反应实验对高炉煤气与天然气混合燃料进行实验测量,利用CHEMKIN模拟其层流燃烧过程。结果表明,在低当量比时,随着甲烷掺混比的增长,混合燃料的层流燃烧速度增加,热效应主要影响其层流燃烧速度;在高当量比时,随着甲烷掺混比的增长,混合燃料的层流燃烧速度减小,化学反应动力学效应是影响层流燃烧速度的主要因素。
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