旋流燃烧器结构对116 MW立式燃气锅炉低氮性能的影响

利用ANSYS-Fluent CFD软件，采取Realizable k-ε模型和有限速率/涡耗散模型对某116 MW立式燃气锅炉进行数值模拟，该立式锅炉有左右两个燃烧器入口。对比分析了不同旋流数(0、0.54、0.77、1.11、1.67)和左右入口空气不同旋转方向下，燃烧室内中心截面速度矢量分布、温度分布以及轴向不同截面平均温度和NO_x质量分数。结果表明：旋流空气能在炉内形成中心回流区，使得燃料与空气有效混合，燃烧扩散到整个炉膛，随着旋流数的增加，炉膛内中心回流区向入口移动，高温区域也随之向入口方向移动，且高温区域减少，炉膛内整体温度下降，出口NO_x排放从212 mg/m³降低到76 mg/m³,而当旋流数增加到1.11以上时，旋流数大小对炉膛内NO_x的生成和排放的影响将会很小。研究还发现当左入口空气为左旋，右入口空气为右旋时，该燃气锅炉不仅燃烧稳定并且具有较低的NO_x排放。