化学回热循环燃气轮机是一种先进循环燃机,既可以充分利用排气余热提高循环热效率,又可以形成高品质的裂解燃料。本文将某型燃油燃气轮机燃烧室应用于化学回热循环中,将其改造成可以兼烧亦可单独燃用油和裂解气的双燃料燃烧室。在保证燃烧室做功能力不变的前提下以裂解气逐步代替柴油,也可根据工况需要切换燃料,从而扩大了燃料适应性。这对于燃气轮机的长远发展具有重要意义。本文设计出一种新型双燃料喷嘴应用于燃烧室中,并对其燃油流场、蒸汽回注流场、燃烧裂解气流场和油气混烧的双燃料燃烧流场进行了数值模拟。数值计算时采用了标准k-ε双方程湍流模型,快速反应简化PDF燃烧模型,离散坐标辐射(DO)模型；采用颗粒群轨道模型来描述液相油滴的运动轨迹和变化历程;采用污染物生成模型对热力NO和瞬发NO的生成进行模拟。对控制方程采用迎风格式的差分格式进行离散,壁面处理采用标准壁面函数法；采用SIMPLE算法来求解离散方程。根据图纸对某型燃烧室生成三维实体模型,保留了所有冷却气膜孔从而保证了几何模型的真实性。对燃油流场进行了数值模拟和污染物排放预测,并对其进行了低NOx排放研究。对燃油流场喷入不同量的水蒸气后的流场进行了数值计算,并进行了对比分析。结果表明,注入水蒸气后NOx排放量降低,燃烧室的做功能力增强,出口不均匀系数变大。通过比较计算,确定了最佳注入蒸汽量为燃料量的100%。本文对燃油流场和燃烧裂解气流场进行了对比分析。结果表明改烧裂解气后,燃烧区的最高温度降低,从而使NOx排放大幅度降低；火焰长度变短,出口均匀性变好。针对燃料切换时油气混烧的双燃料燃烧流场进行了数值模拟；模拟出了裂解气占总燃料不同比例时燃烧室的性能差别。在保证出口焓值不变的情况下,拟合出了柴油和裂解气的质量转化关系,得到了燃料供应规律。计算结果对燃料切换系统的设计、燃烧室结构优化和指导燃烧试验提供了有力依据。