混合气体燃料预混喷嘴创新设计
2025-02-13 17:35
No.1339651167642460160
技术概要
PDF全文
本技术涉及一种混合气体燃料预混喷嘴,其核心组件为微混单元体(1),该单元体集成了空气进气管(11)与氢气喷射管(12)。该设计旨在优化气体燃料的混合效率,提高燃烧性能。
背景技术
低碳燃烧技术对动力能源领域具有重要意义。氢气具有燃烧热值高,零碳排放等优点。氢气作为低碳能源,在未来具有广阔的应用前景。然而,与常规碳氢类燃料相比,氢气的火焰传播速度快,绝热火焰温度高,具有差异扩散特性,容易产生掺混不均匀造成局部“热斑”,进而容易发生回火、高NOx 排放、热声不稳定等问题,对动力装置的燃烧室喷嘴设计提出了挑战。 目前,在燃烧动力领域,掺氢燃料在内燃机、地面燃机等领域已经得到了快速发展和逐步应用。随着掺氢比例的提高,由于氢气扩散速率进一步扩大,反应活性显著增强,容易产生回火和高排放问题,进而造成烧蚀燃烧器喷嘴和污染物排放超标。 现有采用氢燃料燃烧的几种方式,根据喷嘴直径可以分为大尺度混合燃烧和微混燃烧方式。 其中,大尺度混合燃烧是氢气和氧化剂在几十毫米空间尺度内进行混合燃烧,这种掺混燃烧方式最终形成大火焰燃烧区,容易导致掺混不均匀,高温区停留时间过长,NOx排放高的问题。在富氢条件下大尺度混合燃烧容易产生回火。 专利申请CN116066857A公开了一种燃气轮机燃烧喷嘴结构及工作方法,专利申请CN116066858A公开了一种用于燃气轮机的低排放氢燃料微混燃烧室。它们均采用扩散燃烧的方式,扩散燃烧容易出现高温热斑,具有NOx 污染物排放高的缺点。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
侯凌云  符鹏飞  邬俊  王雅芬  许亮  冯留洋
技术所属: 清华大学  中国航发湖南动力机械研究所
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