天然气弥散涡旋燃烧器低氮燃烧数值模拟研究

发布时间：2025-05-07 02:09

　　现如今化石燃料仍然是人类不可或缺的自然资源,与燃煤和燃油相比,天然气燃烧能够大幅度的减少二氧化硫、粉尘以及二氧化碳的排放量,并有助于减少酸雨形成,减缓地球温室效应,从根本上改善环境质量。因此近年来天然气作为一种清洁的替代燃料被广泛的应用于工业上。天然气燃烧过程中最主要的问题就是氮氧化物的排放问题,而我国大气污染物排放标准又日益严苛。因此设计研发出一种新型的天然气低氮燃烧器对工程实际具有重要意义。本文基于以上研究需求,结合低氧弥散燃烧技术,烟气再循环技术设计了一种新型的天然气低氮涡旋燃烧器。在研究中首先进行了天然气成分的选取,计算了低位发热量与烟气组分。然后对燃烧器进行了理论计算工作,计算得到绝热燃烧温度为2073°C。在设计工作中,保证燃烧器维持在1300°C的条件下燃烧,采用了烟气再循环的方式。为准确计算循环烟气量,利用数值模拟的方法确定了燃烧器的基本参数即混合气体中氧气分压力和烟气预热温度。模拟结果表明,燃烧温度与氮氧化物生成量随着燃烧室内氧分压的降低而降低,但是在氧分压下降至13%后,变化不在明显,且一氧化碳质量分数升高。当烟气预热温度逐渐升高时,温度分布趋于均匀,氮氧化物生成量逐...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1我国天然气表观消费量(数据来源：前瞻产业研究院)

智褰嗟奶娲?剂显诠ひ瞪系挠τ?[4]。天然气的主要化学成分是甲烷，是最轻的碳氢化合物燃料[5]。因此与其他化石燃料相比，天然气的燃烧可以降低50％的污染[6]。同时由于我国能源结构形式的主要特点是富煤、贫油、少气，而工业能源上的主要消耗是由燃烧煤矿带来的，这样的能源消费模式会使得....

图2-1天然气低氮燃烧器设计图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文111.非预混燃料2.旋流钝体3.预混燃料4.压电陶瓷版5.烟气再循环进口图2-1天然气低氮燃烧器设计图在本文的研究中，以热功率为7MW锅炉用燃烧器为例，进行热平衡计算，初步确定锅炉参数。设计中选用的天然气组分如表2-1所示：表2-1天然气组分表(体....

图2-2实验台整体图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文142.3基础参数研究数值模型2.3.1物理模型建立在本节的研究中所使用的低氮燃烧装置的原型实验台图2-2所示：图2-2实验台整体图实验台由供气系统，燃烧装置以及测量采集系统组成。燃气和烟气通过气瓶进行供给，空气则通过鼓风机鼓入。三种气体分别通过割向....

图2-3实验系统流程图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文142.3基础参数研究数值模型2.3.1物理模型建立在本节的研究中所使用的低氮燃烧装置的原型实验台图2-2所示：图2-2实验台整体图实验台由供气系统，燃烧装置以及测量采集系统组成。燃气和烟气通过气瓶进行供给，空气则通过鼓风机鼓入。三种气体分别通过割向....

本文编号：4043438