重型燃气轮机氮氧化物排放研究

针对燃气轮机氮氧化物的排放问题，通过对4种氮氧化物生成原理进行深入分析，给出了基于摩尔分数、燃气温度和压力的氮氧化物生成速率的计算公式。表明氮氧化物生成速率与压力成幂函数关系，幂次分别为0.5、1.0和1.5，是温度的指数和幂函数组成的复杂函数关系。通过冷态掺混试验获得了燃气轮机燃烧室中心预混区的不均匀度。在预混燃烧的燃气温度表征为以平均燃烧温度为中心的高斯分布、扩散燃烧为火焰锋面、当量比为1的假设前提下，分别建立了燃烧室环形预混区、中心预混区和中心扩散区的氮氧化物生成模型。结果表明：氮氧化物生成模型的计算结果与测量值的最大绝对误差为3.2×10-6。利用模型控制环形预混区平均温度在1853 K以下、扩散区平均温度在1923 K以下，可使燃烧室总排放量小于国标要求25×10-6的限定值。

Study on Nitrogen Oxide Emission from Heavy Duty Gas Turbine