脉动频率对低浓度瓦斯脉动燃烧影响的试验分析.pdf

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1、第32卷第4期2011年8月电力与能源321脉动频率对低浓度瓦斯脉动燃烧影响的试验分析高丽霞，刘杰(神华宁煤集团煤化工烯烃公司动力中心，银川750411)摘要：脉动燃烧是低浓度瓦斯的有效利用方式，利用试验的方法分析了脉动频率对低浓度瓦斯燃烧的影响。试验结果发现：频率为99Hz至120Hz之间的脉动燃烧不仅可以降低贫燃极限，实现瓦斯在5浓度下稳定而充分的燃烧，而且在相同温度下提高了瓦斯燃烧效率，污染物的排放也得到了改善。关键词：低浓度瓦斯；脉动燃烧；脉动频率中图分类号：TK224．1文献标志码：A文章编号：2095—1256(2011)04—

2、0321—04AnalysisoftheTestforPulsationFrequencyPulsatingCombustionofLowConcentrationGasGaoLixia，LiuJie(PolypropyleneCompanyofCoalChemicalIndustryCompanyIShenHuaNingxiaCoalIndustryGroupPowerPlant，Yinchuan750411，China)Abstract：Gasoflowconcentrationandpulsatingcombustionarecomb

3、inedinthepaper，andtheeffectofpul—satingfrequencyOilcombustionarestudied．Theexperimentalresultsshowthat，pulsatingfrequencybetween99HztO120Hzilotonlycanbroadentheleanflammabilityofgas，makingthesteadycombustioninmuchlowerequivalentratiocometrue，butalsoadvancetheefficiencyofga

4、scombustionatthesametemperature。theemissionofpollutantsisimproved．Keywords：gasoflowconcentration；pulsatingcombustion；pulsatingfrequency我国的煤矿瓦斯资源丰富，开发和利用煤矿压力瓦斯对于我国节约能源和改善环境工作具有深远的意义。但是煤矿瓦斯的可燃气体浓度低，利用十分困难。脉动燃烧是一种新型的燃烧方式，燃烧强度大、热效率高、排放清洁，非常适合应用在低浓度瓦斯的利用中。本文将利用试验的方法对低浓度瓦斯采用脉动燃烧

5、的技术进行分析，分析影响低浓度瓦斯燃烧特性的最主要因素，特别是脉动频率对燃烧特性的影响。l试验方案图1低浓度瓦斯脉动燃烧的总体结构本文的低浓度瓦斯脉动燃烧试验系统主要由进入燃烧室的混合气体；混合气体燃烧使燃烧室燃烧系统、配气系统、点火系统、温度测量系统、压内温度、压力升高，所产生的压力使空气、燃气阀力测量与采集系统和烟气分析系统等系统组成，关闭，燃烧产物以高速沿尾管排出，完成启动。系见图1。统启动后，由于气流的惯性作用，使燃烧室内产生试验时首先进入启动程序：打开燃气管道上负压，空气、燃气阀又被打开吸人新的空气和燃的电磁阀、减压阀、调节阀和空

6、气压缩机，让空气气，同时尾管中的部分高温烟气也返回燃烧室，与和燃气进入混合室混合，经过充分混合后的燃气燃烧室内余热一起重新点燃混合气，燃烧进入循被送入燃烧室；然后打开助燃空气管路上的风机，环过程；由于继续燃烧不需再外加点火和风机，这让助燃空气进入燃烧室，同时打开点火装置，点燃时可关闭风机和点火装置。322高丽霞，等：脉动频率对低浓度瓦斯脉动燃烧影响的试验分析本试验装置中燃烧器根据Helmholtz型燃烧器设计，脉动燃烧是声波与燃烧耦合振荡燃烧，共振频率]：，一嘲I式中：-厂为脉动燃烧器的声学共振频率，Hz；c为空气中的声速，340m／s；A

7、为尾管横截面积，121；z为尾管长度，m；为燃烧室容积，取i900mm。。改变尾管长度可以调节共振频率，为了分析脉动频率／I-Iz脉动频率对低浓度瓦斯燃烧的影响，选取的频率分别为135Hz，I20Hz，99Hz，86Hz，77Hz，利图2脉动频率对贫燃极限的影响用上面计算式，对应的尾管长度计算结果分别为求，如果尾管太短那么尾管中流动的燃烧产物不0．8／-／l，1．0m，1．5m，2。0m，2．5／20。试验选取甲具有足够的惯性力，或者说尾管不具有一定的阻烷浓度为33．4的瓦斯气体为试验用气，通过改抗，无法维持压力脉动，燃烧室也就不能稳定工变

8、试验用气和空气的配比调节不同当量比的供试作l_2]。根据本试验燃烧室的设计尾管最短不小于验使用。Im，当频率为135Hz时尾管的长度为0．8m，比要求的短，因此时脉动状态很不稳定