冯 斌，吴永胜，刘斯发

（1.西安交通大学能源与动力工程学院，陕西 西安 710049；2.九江海天设备制造有限公司，江西 九江 332100）

0 引言

船用锅炉是为推进船舶的蒸汽动力机械供应蒸汽的锅炉，是船舶航运安全稳定的重要因素[1]。随着我国环保政策的要求越来越严格，船用锅炉面临着减少污染物排放，尤其是减少氮氧化物排放的重要挑战。燃料分级、空气分级、低NOx旋流燃烧、烟气循环、温和与深度低氧稀释燃烧等低NOx燃烧技术已广泛应用于工业领域[2]。

相对于传统测量手段的实验过程复杂、周期长、获取数据量少，数值模拟具有周期短，结果可视性强，经济实用等多方面优点，因此已经成为研究空气动力场的主要手段。国内外目前已经有多位学者利用数值模拟的方法对低氮燃烧器的相关性能进行过相关研究。宋少鹏等通过数值模拟研究了燃料分级以及烟气再循环对NOx生成的影响[3]；Habib等研究了燃气锅炉过剩空气系数、空气预热温度对炉膛温度和NO排放的影响[4]；Mafra等研究了当量比对液化石油气旋流燃烧NO排放的影响[5]。这些研究成果对于低氮燃烧技术的发展具有指导意义，但对于具体类型的燃烧器，仍需要进行针对性地研究。

本文的研究对象为某船用锅炉双燃料低氮燃烧器，首先使用Solidworks软件进行三维建模，然后将燃烧器三维模型导入计算流体动力学CFD（computational fluid dynamics）软件中，进行网格划分和数值模拟工作。通过数值模拟的方法，研究了在使用燃气和燃油两种燃料进行燃烧时，该燃烧器出口的温度分布、NOx浓度分布情况，以及它们与燃烧器的结构特性，过量空气系数等参数之间的联系。……