CH4／O2／H2O燃气轮机富氧燃烧特性

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｍｉｎａｒｆｌａｍｅｓｐｅｅｄ，ｉｇｎｉｔｉｏｎｄｅｌａｙｔｉｍｅ，ｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｉｍｅａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆ
Ｏｘｙ — ＦｕｅｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＣＨＪＯｇＨ２０ｉｎＧａｓＴｕｒｂｉｎｅ
ＴｉａｎＸｉａｏｊｉｎｇ一，ＣｕｉＹｕｆｅｎｇ，ＦａｎｇＡｉｂｉｎｇ，ＨｕａｎｇＷｅｉｇｕａｎｇ，
第１９卷
第５期
燃
烧
科
学
与
技
术 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｖｏ１．１９ＮＯ．５
０ｃｔ．２０１３
２０１３年１０月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
２６％～２７％时，富氧燃烧室的回火、吹熄以及出口温度特性与以ＣＨ４／空气为燃料的燃气轮机最接近，此时对原型燃烧室
的结构改动最少．
关键词：富氧燃烧；燃烧特性；碳捕集；燃气轮机
中图分类号：ＴＫ４７４文献标志码：Ａ文章编号：１００６．８７４０（２０１３）０５ — ０４１３ — ０５
ＣＨ４／Ｏ２／Ｈ２ＯｉｎｙｐｔｉｃａｌｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙＣｈｅｍｋｉｎ－Ｐｒｏ．ＡｄｅｔａｉｌｅｄｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍＧＲＩ－
ＤＯＩ１０．１１７１５／ｒｓｋｘｊｓ．Ｒ２０１２１２０１１
ＣＨ４／Ｏ２／Ｈ２Ｏ燃气轮机富氧燃烧特性
田晓晶１，２，崔玉峰，房爱兵，黄伟光，。
（１．中国科学院工程热物理研究所，北京１００１９０；２．中国科学院大学，北京１０００４９；
３．中国科学院上海高等研究院，上海２０１２１０）
摘
要：使用Ｃｈｅｍｋｉｎ — Ｐｒｏ对ＣＨ富氧燃烧特性（层流火焰传播速度、自点火延迟时间、化学反应特征时间及污染
物的排放）在典型燃气轮机运行条件下进行了计算．计算采用ＧＲＩ — Ｍｅｃｈ３．０详细化学反应机理，包括５３种组分，３２５个基元反应．结果表明，对于带有碳捕集的系统，当量比增加２％，便可以使得排气中氧气浓度下降５０％；设计ＣＨ４／空气所用的自点火延迟时间的经验或准则也同样适用于ＣＨ４／Ｏ２／Ｈ２Ｏ；当ＣＨ４／Ｏ２／Ｈ２Ｏ中氧气的体积分数为
２．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ；
３．ＳｈａｎｇｈａｉＡｄｖａｎｃｅｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１２１０，Ｃｈｉｎａ）
Ｍｅｃｈ３．０，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓ５３ｓｐｅｃｉｅｓａｎｄ３２５ｅｌｅｍｅｎｔａｌｒｅａｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｕｓｅｄ．Ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｄｒａｗｎ：
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｃｈｉｎａ；
ｗｉｔｈＣＯ２ｃａｐｕｒｔｅｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｅｘｈａｕｓｔｇａｓｉｓｒｅｄｕｃｅｄ５０％ｗｈｉｌｅｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｒａｔｉｏｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙｏｎｌｙ２％：ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｔｉａｌｒｕｌｅｓｆｏｒａｕｔｏ — ｉｇｎｉｔｉｏｎｏｆＣＨ４ａｎｄａｉｒｍｉｘｔｕｒｅａｒｅａｌｓｏｓｕｉｔａｂｌｅｏｒｆＣＨ４／Ｏ２／Ｈ２０；ｗｈｅｎｔｈｅ