吴晓峰，范卫东

(上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240)

0 引 言

全球变暖是世界上主要环境问题之一[1]。在导致全球变暖的各种温室气体之中，CO2对全球温升影响最大，约70%的CO2排放来自化石燃料的燃烧[2]。未来20年，化石能源依然是我国能源供应的主要来源[3]。因此，为了降低碳排放，碳捕捉、利用与封存(Carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术应运而生。CCUS不仅能将CO2捕捉封存，更可以将CO2“变废为宝”，被认为是应对全球气候变化的关键技术之一[4]。

富氧燃烧作为一种燃烧中捕集CO2的技术，被认为是可应用于未来实际电站锅炉的CCUS技术。富氧燃烧中，空气分离器生产的纯氧与再循环烟气混合代替空气作为助燃剂送入炉膛。由于烟气中大量CO2代替空气中氮气作为稀释剂，当采用干式循环富氧燃烧时，炉膛出口排烟中CO2浓度理论上可以高达95%[5-7]。但当前阶段富氧燃烧的电厂仍处于设计研究阶段。对富氧燃烧的研究主要集中于实验室研究和CFD研究[8]。利用CFD工具对富氧燃烧锅炉炉膛内的温度、流场、传热情况进行预测是有效手段[9-15]。由于富氧燃烧中使用CO2代替空气中N2作为稀释剂，与常规空气燃烧相比，富氧工况下的燃烧特性和传热特性有很大不同。适用于空气燃烧的反应动力学、辐射模型等子模型由于其局限性还不能直接应用于富氧燃烧模拟中[16-17]，需要针对富氧燃烧进行相应改进。辐射模型是燃烧模拟中的重要子模型之一，决定了颗粒以及混合气体在炉膛内的辐射换热量，进而影响了整个炉内的燃烧温度以及壁面热流。……