合成气自点火延迟特性分析

第23卷第2期《燃气轮机技术》VoL 23 No. 22010年6月GAS TURBINE TECHNOLOGYJun.,2010合成气自点火延迟特性分析邢双喜2,房爱兵,徐纲,黄伟光(1.中国科学院先进能源动力重点实验宣,北京100190;2.中国科学院研究生院,北京100190)要:合成气的自点火延迟时间是预混器设计的关键参数之一合成气富含大量的H,因此自点火延迟时间要比常规燃料短很多,预混段过长将会导致自点火的危险。目前燃气轮机条件下的合成气自点火延迟的实验数据仍然很少,且尚未出现一种可以准确预测低温高压下合成气自点火延迟时间的化学反应机理。主要分析了温度、压力、当量比氧含量氢含量五大因素对自点火延迟时间的影响并且修正了GR3.0、Song等机理来模拟低温反应中的扰动因素影响得到了较好的结果同时还在Wato经验公式的基础上做了一定修改使之与目前存在的数据更为接近。关键词:合成气;燃气轮机;自点火延迟;预混器中图分类号:TK473.2文献标识码:A文章编号:1009-2889(2010)02-0029-05预混燃烧有望把合成气燃气轮机燃烧室的NOx并采用化学反应模型和经验公式拟合的方法对合成排放降到10ppm以下,但由于合成气富含大量的氢气的自点火延迟特性进行了研究,得到了燃气轮机运气,其自点火延迟时间( Fuel Ignition Delay Time,rv)行条件下合成气燃料的自点火延迟时间的可靠计算要远小于常规的天然气燃料因此在预混条件下极易方法。发生自点火。自点火是指由于预混气在预混通道内获得燃料的自点火延迟时间的方法可以分为两的停留时间超过了燃料的自点火延迟时间从而引起大类:一是实验,二是采用化学反应器模型或者经验的预混气在预混通道内的自发着火。对于传统燃料公式进行计算。来说一般不存在自点火的问题,而对于合成气燃料自国际上测量自点火延迟时间的实验方法主要有点火问题成为采用预混燃烧的一个重要障碍。防止三种激波管( shock tube)、流动反应器( flow reactor)发生自点火的一种重要手段就是在设计燃料和空气和快速压缩反应器( rapid compression machine,简称的预混器时控制燃料在预混器中的停留时间使之小RCM)。激波管一般用于测量高温(1200-2500K)于燃料的自点火延迟时间所以获得设计工况下的自下的数据激波管没有复杂的内部流动所以产生的点火延迟时间是确定预混器设计尺寸及流动速度的温度压力条件均匀,可供测量点火延迟的时间在关键。国际上在合成气的自点火延迟时间方面的研10m内。流动反应器的最高温度小于1300K,气体究已经很多,但是多数集中在化学反应机理方面研在设备中的流动时间根据气体速度不同而不同,大约究的条件绝大多数不在燃气轮机工作范围(T<为30~175ms,但是压力较低。然而普林斯顿大学研100K,1MPa