天然气掺混CO2高压燃烧特性数值模拟.PDF

第46 卷 第4 期 热 力 发 电 Vol.46 No.4 2017 年 4 月 THERMAL POWER GENERATION Apr. 2017 天然气掺混CO2 高压燃烧特性数值模拟 付忠广，李 强，李笑飞，王霄楠，卢 可 （华北电力大学国家火力发电工程技术研究中心，北京 102206） ［摘 要］针对气体燃料掺混惰性气体燃烧研究的热点问题,本文采用流体力学Fluent 计算软件，对天 然气掺混CO2 高压燃烧的特性进行了数值研究。分别在0.1、1.0、2.0、4.0 MPa 压力下， 以0.0、0.2、0.4、0.6 共4 种掺混率的天然气与CO2 混合物进行高压燃烧，对燃烧后的温 度场高温区域和污染物NOx 的排放规律进行数值模拟。结果表明：在相同压力下，天然气 掺混 CO2 燃烧 1 500 K 高温区段长度随掺混率的增加逐渐减小；在相同CO2 掺混率下， 1 500 K 高温区段长度和最大宽度随着压力的升高而增大；在相同掺混率下，燃烧产生的 NOx 量随着压力的增大而增大；相同压力下，燃烧产生的NOx 量随着掺混率的增大先减小 后增大，且压力越大产生NOx 量的变化幅度也越大。 ［关 键 词］天然气；CO ；掺混率；高压燃烧；NO ；数值模拟 2 x ［中图分类号］TK16 ［文献标识码］A ［文章编号］1002-3364(2017)04-0022-05 ［DOI 编 号］10.3969/j.issn.1002-3364.2017.04.022 Numerical study on combustion characteristics of natural gas mixed with carbon dioxide at high pressures FU Zhongguang, LI Qiang, LI Xiaofei, WANG Xiaonan, LU Ke (National Thermal Power Engineering Technology Research Centre, North China Electric Power University, Beijing 102206, China) Abstract : At present, research on combustion of gaseous fuels mixed with inert gas is a hot issue. In this paper, the high pressure combustion characteristics of natural gas mixed with CO2 were numerically studied by the Fluent software. The mixtures of natural gas and carbon dioxide with blending ratio of 0, 0.2, 0.4 and 0.64 were selected to perform high pressure combustion at 0.1 MPa, 1 MPa, 2 MPa and 4 MPa. Moreover, numerical simulation on high temperature area of the combustion and NOx emission characteristics of the mixtures were car