嵇国军

(江苏国信协联燃气热电有限公司，宜兴 214200)

燃烧室作为燃气轮机三大核心部件之一，其工作过程涉及气体流动、燃烧、传热传质、辐射、化学反应等一系列复杂的物理和化学过程。燃烧室出口参数直接影响透平的工作性能及寿命，从而影响燃气轮机的整体性能。燃烧器是燃烧室的核心部件之一，其设计与结构直接影响燃烧室的性能。

现阶段对燃烧的理论分析还存在很大的局限性，试验费用特别昂贵，同时，试验条件也受各种客观条件的限制，很难捕捉到一些细小的改变。随着计算机性能的提高和数值模拟方法的改进及完善，数值模拟成为燃烧室设计的重要手段[1-2]。

本文对F级燃烧器进行整体建模，并进行三维数值模拟，得到其内部流场分布、压力损失、出口温度分布、燃烧效率等的特性和变化规律，为进一步优化设计，提高燃烧室性能提供参考。

1 F级燃烧器特点与建模

根据工业F级燃气轮机燃烧室相关资料[3-4]，对环形燃烧室进行三维UG建模。由于该燃烧室几何结构相当复杂，在不影响燃烧室整体性能的基础上，本文的建模过程对局部细节结构进行了适当简化。图1为F级燃气轮机燃烧室燃烧器示意图。空气从压气机出来经过扩压器，大部分空气(主燃空气)经过斜旋流器和来自预混通道的燃料充分掺混后进入燃烧室；其余少量空气(次燃空气)通过轴向旋流器进入燃烧室。大部分燃料采用预混燃烧，同时有部分燃料进入值班燃烧器燃烧，起到稳定火焰的作用。……