Étude des performances globales de la chambre de combustion de la turbine à gaz au gaz de haut fourneau

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摘要

En raison des fluctuations importantes de la composition et de la valeur calorifique du gaz de haut fourneau, l'adaptabilité du combustible dans la chambre de combustion d'une turbine à gaz spécifique a été étudiée systématiquement. Par la méthode de simulation numérique couplant un mécanisme chimique détaillé, les caractéristiques de performance intégrées de la chambre de combustion de la turbine à gaz sous différentes conditions de valeur calorifique et composition ont été obtenues, avec une analyse approfondie de la distribution du champ de température et du champ d'écoulement des composants ainsi que de leurs mécanismes d'influence. Les résultats montrent que, sous les mêmes conditions initiales et de valeur calorifique du combustible, à mesure que le rapport volumique de H2 à CO dans le gaz augmente, la température moyenne à la sortie de la chambre de combustion diminue de 1769,35 K à 1710,11 K, le coefficient de distribution de température diminue de 0,044 à 0,016, les émissions de NOx à la sortie diminuent de 7,56×10–6 mol/m3 à 1,49×10–6 mol/m3, les émissions de CO diminuent de 993,98×10–6 mol/m3 à 421,95×10–6 mol/m3, et l'efficacité de combustion augmente de 98,48% à 99,14% ; avec l'augmentation du rapport volumique de CO2 à N2 dans le gaz, la température moyenne à la sortie de la chambre de combustion diminue de 1739,30 K à 1694,99 K, le coefficient de distribution de température oscille entre 0,032 et 0,045, les émissions de NOx diminuent de 3,18×10–6 mol/m3 à 1,39×10–6 mol/m3, les émissions de CO augmentent de 633,73×10–6 mol/m3 à 832,45×10–6 mol/m3, et l'efficacité de combustion diminue de 98,89% à 98,56%. En outre, avec l'augmentation de la valeur calorifique du combustible, la température moyenne à la sortie de la chambre de combustion augmente sensiblement de 1587,30 K à 1862,39 K, le coefficient de distribution de température montre une tendance à la baisse, les émissions de NOx augmentent de 0,29×10–6 mol/m3 à 18,66×10–6 mol/m3, les émissions de CO augmentent de 459,25×10–6 mol/m3 à 1030,61×10–6 mol/m3, et l'efficacité de combustion diminue de 99,14% à 98,33%. Enfin, 20 ensembles de données ont été utilisées pour un ajustement de surface non linéaire. Pour le gaz de haut fourneau avec une plage de valeur calorifique de 3 à 5 MJ/m3, l'équation d'ajustement a un R2 supérieur à 0,90, pouvant fournir une base théorique pour le contrôle des combustibles à faible pouvoir calorifique dans la chambre de combustion des turbines à gaz.

关键词

gaz de haut fourneau;mécanisme réactionnel détaillé;performance de combustion;émissions polluantes;turbine à gaz

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