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摘要
为了解贫燃预混燃气轮机燃烧室掺氢燃烧的性能变化及潜在风险，以西门子SGT-800型燃气轮机燃烧室为对象开展了天然气掺氢燃烧过程的数值模拟研究，考察了0、5%、10%、15%、30%(体积分数，下同)5种掺氢比例工况下燃烧室内的燃料着火、温度分布、火焰形态以及NOx排放特性。研究表明：在当前燃烧室内开展掺氢燃烧，将导致燃料着火位置提前、温度峰值提高、火焰轴向长度变短，同时外侧值班火焰逐渐向中心混合管聚拢；在15%掺氢比例以下时燃烧室内的温度分布以及火焰形态不会发生明显变化，但在30%掺氢比例下混合管内燃料着火位置回缩严重，外侧值班火焰紧贴喷嘴出口，该工况存在回火风险；此外，燃烧室出口NOx排放值随掺氢比提高而增大，在30%掺氢比下NOx排放值接近国内部分地区限值，表明高NOx排放也是制约燃气轮机高比例掺氢的因素之一。
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单位电子工程学院; 华中科技大学
