H₂/CH₄燃料轴向分级燃烧再燃火焰流动与燃烧特性的试验研究

来源：动力工程学报杂志2024年第9期北京时间：

作者：李原森, 李昱泽, 肖运来, 葛冰,

摘要：燃料轴向分级(AFS)燃烧技术是目前重型燃气轮机的先进低污染燃烧技术。为了揭示H2/CH4燃料种类和射流角对轴向分级燃烧的再燃区流场、火焰结构的影响规律,使用高频粒子图像测速(PIV)技术和OH*基自发光技术,探究射流当量比为0.6、动量通量比为6时90°和45°射流角对不同种类的燃料轴向分级流场、再燃火焰结构的影响。研究表明:当射流角为90°时,射流根部会产生明显的回流区;射流火焰存在周期性脉动;当射流角为45°时,剪切层在射流根部不会产生明显的回流区,射流火焰燃烧更加稳定,燃料在低速区的化学停留时间更短,对于火焰传播速度快、容易回火的氢气燃料有较好的适应性;甲烷燃料掺氢增加了射流火焰的传播速度,随着掺氢比的增加,射流火焰从脱体火焰逐渐变为连续火焰,迎风侧射流火焰分支出现,反应区长度缩短并且变小,火焰强度增强,火焰根部向喷嘴出口移动并最终附着在射流喷嘴出口。

关键词：燃料轴向分级,射流角,二级火焰结构,掺氢燃烧,