燃料孔布置方式对天然气旋流喷嘴燃烧性能影响的研究

来源：动力工程学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：邱成旭, 刘佳琦, 孙中伟, 钱钰其, 梁培培, 王辉,

摘要：为提高重型燃气轮机的燃烧性能及降低污染物排放,探究了燃料孔布置方式对天然气旋流喷嘴燃烧及排放特性的影响。依据叶片形状,共设计4种开孔方案,2种为布置于叶片中心,2种布置相对分散。对比4种方案在100%负荷工况下冷态燃料掺混性能及燃烧热态性能。冷态计算结果表明:当燃料孔集中布置于叶片中间位置时,其与空气混合效果较差,燃料主要集中于旋流器叶片根部区域而无法向周向分散;喷嘴出口当量比平均不均匀度可达15.19%;而分散布置方案中,其燃料掺混性能良好,喷嘴出口当量比平均不均匀度仅为1.49%。热态计算结果表明:当燃料孔集中布置时,其燃烧会产生局部高温区域,导致局部NOx排放量增加;而分散布置方案中,燃烧温度未超过1 800 K,其NOx排放量处于较低水平。综合分析得出,燃料孔应尽量分散布置,外侧孔可贴近旋流叶片外缘,而内侧孔应适当远离叶片根部。

关键词：燃气轮机,旋流喷嘴,燃料掺混,燃烧特性,污染物排放,