掺氢比例对螺旋微混-旋流复合喷嘴燃烧不稳定的影响研究

来源：动力工程学报杂志2024年第9期北京时间：

作者：邱成旭, 刘佳琦, 姜东坡, 冯永志, 王辉,

摘要：为实现燃气轮机低排放目标,进行了螺旋微混-旋流复合结构喷嘴在不同掺氢比例下的燃烧不稳定特性实验研究。在恒定输出功率下,探究了掺氢体积分数为0%~100%时燃烧室腔体及预燃级内压力振荡状态。结果表明:在主燃级当量比为0.45的条件下,燃烧室压力振幅随着掺氢比例增加先增加后减小,掺氢比例为70%时,燃烧室内出现了2 903.4、4 490.2 Hz 2种频率的压力振荡信号;该掺氢比例下燃烧产生的这2种压力振荡频率与燃烧室固有声学模态频率重合,进而形成驻波;预燃级一阶声学模态频率为5 450 Hz,燃烧区产生的该频段声波传播至预燃级内形成驻波,导致预燃级内出现5 400 Hz附近的压力脉动峰值,与燃烧室腔体相反,其在70%掺氢比例工况下的压力脉动幅值最小;综合燃烧室及预燃级压力脉动情况,主燃级的掺氢比例在30%~60%区间最为合适。

关键词：燃气轮机,掺氢燃烧,压力振荡,声学模态,