30kW级微型燃气轮机燃烧室性能研究

• 作 者: 陈欣
• 出 处: 沈阳航空航天大学
• 发表日期: 2017年01期
• 关键词: 微型燃气轮机 燃烧室 性能研究 数值模拟

随着世界范围内分布式供能系统的兴起,新一代微型燃气轮机在国内外得到了快速发展。燃烧室是微型燃气轮机的重要热部件,其性能直接决定燃气轮机的工作特性。本文设计研发了一种30kW级微型燃气轮机燃烧室。首先,进行了微型燃气轮机总体方案设计,根据对燃烧室进出口参数的要求确定了燃烧室的结构组成、燃烧方式及空气分配方案等。在确定了总体方案后,对各关键部件的方案进行设计与分析,包括燃烧室头部、火焰筒结构、燃烧室内的冷却方式、采用的喷嘴形式及火焰筒和外机匣的连接定位等。最后,完成了30kW级微型燃气轮机燃烧室的设计。为分析所设计燃烧室的气动及燃烧性能,应用FLUENT软件分析了燃烧室内的流场和温度场,并对不同工况下燃烧室的反应特性进行了分析,确认所设计的燃烧室在不同工况下气动和燃烧特性都能满足设计要求。在燃烧室模拟实验平台上对加工完成的微型燃气轮机燃烧室的性能进行测试,对燃烧室的点火、熄火、燃烧效率、污染物排放等燃烧特性及冷热态时的压力损失进行了测试,评估所设计燃烧室的性能。结果表明,所设计的燃烧室整体设计性能达到了设计标准,燃烧室的点火、熄火、大状态下的性能、总压损失均达到良好水平,达到设计要求。