石 黎， 付忠广， 王瑞欣， 沈亚洲

(1.湘潭大学 机械工程学院，湖南湘潭 411105；2.华北电力大学 电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，北京 102206)

旋流数对燃烧不稳定性及NOx生成的影响

石 黎1,2， 付忠广2， 王瑞欣2， 沈亚洲2

(1.湘潭大学 机械工程学院，湖南湘潭 411105；2.华北电力大学 电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，北京 102206)

采用大涡模拟方法分析了旋流数对燃气轮机燃烧室内预混燃烧不稳定性以及NOx生成特性的影响.结果表明：增大旋流数使得流场的扩张角增大，中心回流区范围扩大，对燃烧产物的卷吸能力增强，预混段内温度升高，高温区范围扩大，有利于燃料气流的着火与稳定燃烧，火焰长度也有所缩短；旋流数为0.7时，流场中仅存在一个进动涡核，旋流数较大时，则出现2个明显的进动涡核；增大旋流数使得涡旋周期性的脱落频率增加，破碎位置向上游移动，同时由于火焰长度缩短，热释放区域相对更为集中，从而导致燃烧室内压力脉动频率及其对应的压力峰值增大；增大旋流数也使得火焰宽度增大，峰值温度有所降低，有利于控制NOx排放体积分数.

燃烧不稳定性； 旋流数； NOx排放； 大涡模拟

干式低NOx(DLN)燃烧器通常安装有旋流器，作为火焰稳定机构[1-2].气流经过旋流器后发生旋转，从而在流动区域内形成回流区，回流的高温燃烧产物有利于实现燃烧稳定[2-3].

旋流数S较大时，中心回流区的边界上会形成进动涡核，进动涡核是导致燃烧室内出现热-声振荡的……