甲烷掺氢燃料反应动力学特性分析及机理验证

来源 :中国电机工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xhh2010
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燃气轮机燃用天然气-氢气混合燃料可以大幅降低碳排放。为研究天然气在不同掺氢比时的燃烧特性,利用Cantera开源程序对其基本反应动力学特性开展研究,计算常压和典型F级燃气轮机运行条件下不同掺氢比时混合燃料的层流火焰速度、点火延迟时间等基本反应动力学参数。分析8种反应机理计算获得的火焰位置、温度场分布、主要燃烧产物(CO2和H2O)、中间燃烧产物(OH基和CO)和微量燃烧产物NO的浓度分布,并与悉尼大学天然气-氢气混合燃料(体积分数50%H2+50%CH4)模型燃烧室实验数据进行比较。结果表明,采用DRM22、USC2、Kee以及Miller-Bowman机理计算获得的混合气体燃烧特性与实验结果吻合,耦合UCSD单独的氮氧化物机理后所获得的NOx排放值也具有较高的计算精度。研究结果可为氢燃料燃气轮机燃烧室性能的后续研究提供理论依据,为氢燃料燃气轮机的安全运行奠定基础。
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