某重型燃气轮机碳烟生成和排放研究  

Study on Formation and Exhaust of Soot for a Heavy Duty Gas Turbine

作　　者：王力军[1] 杨海峰[2] 孙远伟[3] 阴松凯 

机构地区：[1]沈阳航空航天大学能源与环境学院,沈阳110136 [2]沈阳航空航天大学航空航天工程学部,沈阳110136 [3]中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,沈阳110043

出　　处：《燃气轮机技术》2014年第3期19-25,共7页Gas Turbine Technology

基　　金：航空基金项目(NO.20112B54005)资助

摘　　要：为了研究某重型燃气轮机碳烟（soot）污染物的生成和排放规律，在多种负荷条件下，分别应用碳烟的一步和二步生成模型，对某重型燃气轮机碳烟的生成和排放浓度进行了三维数值计算和分析。采用Realiz-ablek-ε湍流模型模拟湍流流动，用拉格朗日随机游走模型模拟雾化燃油颗粒的随机运动，用PDF燃烧模型模拟燃烧化学反应速率，压力速度耦合采用SIMPLE算法和二阶迎风格式。计算结果表明，燃烧室的主燃区为富油设计，是碳烟生成的主要场所。燃烧室出口的最大冒烟数SN在0．082～0．86之间。用二步法模型计算的碳烟生成浓度低于一步法，是碳烟生成与氧化二个因素综合作用的结果。计算结果为研究碳烟生成规律和计算方法提供了理论依据。The rule of soot formation and emitted concentration had been three-dimensional simulated and analyzed for a heavy-duty gas turbine combustor under multi-power load by using one-step and two-step model respectively for studying the formation and emission laws of soot pollutant .Gas phase turbulent flow is simulated by Realizable k-εmodel, random movement of liquid fuel atomization par-ticles are simulated by Lagrange random walk model , and PDF combustion model is used to model combustion reaction .Numerical cal-culation had used SIMPLE pressure-velocity coupled method and second order upwind difference schemes .The calculation results show that the main reaction zone in combustor is fuel rich design and the main place of soot formation .The maximum combustor exhaust smoke number SN is between 0.082~0.86.These results contribute the theoretical basis for the soot formation rule and calculation method .

关 键 词：重型燃气轮机 燃烧室 数值模拟 碳烟 冒烟数 

分 类 号：TK474[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]