多点喷射贫预混喷嘴流场及排放特性研究

作者：孙付军; 高非凡; 李洁; 索建秦^*; 刘振侠

来源：推进技术, 2022, 43(07): 321-331.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.210330

• 燃气轮机
• 低污染燃烧室
• 多点喷射
• 贫预混喷嘴
• 预混不均匀度
• 排放特性

基于燃料喷射孔与旋流器中空叶片相耦合的发展趋势和避免贫预混喷嘴发生回火和自燃，本文提出了一种新型的带收敛出口、壁面开冷却孔且中空叶片叶背开喷射孔的多点喷射贫预混喷嘴，试验研究了其流场和污染排放特性，并采用数值计算方法对流场和燃料/空气混合特性进行了补充研究。结果表明：主回流区脱离喷嘴出口一段距离，有利于产生脱体火焰而防止发生自燃和回火，且本文喷嘴出口温度监测结果也证实了在喷嘴内未发生自燃和回火；不同压力状态下喷嘴出口截面混合不均匀度SMV (Spatial Mixing Variance)均在4.7%左右，满足低污染燃烧室SMV低于5%的要求；并且污染物排放试验结果表明，贫预混喷嘴能同时满足NOx和CO排放要求(@15%O2)的Φdome范围较宽，为0.65～0.82，能减少其应用在全环燃烧室的分级数，另外当Φdome低于0.70时，贫预混喷嘴的NOx排放低于1×10-5(@15%O2)。本文提出的新型贫预混喷嘴能满足燃气轮机低污染排放要求。

• 单位
  中国航发沈阳发动机研究所; 西北工业大学