气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统和分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统和分析方法，采用本发明专利技术中气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统，能够获得不同工况参数下的污染物含量、主燃烧火焰图像和二级燃烧火焰图像，从而得到轴向分级预混燃烧特性。因此不需要在现场进行验证，降低了轴向分级预混燃烧的研究成本。另外，本发明专利技术中气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统还可针对不同的燃料进行分析，适用范围广。本发明专利技术中的分析系统用于分析气体燃料的轴向分级预混燃烧特性。

【技术实现步骤摘要】
气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统和分析方法
本专利技术涉及燃料燃烧特性分析
，更具体地说，涉及一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统和分析方法。
技术介绍
轴向分级燃烧技术已经广泛应用到燃气轮机，经过现场验证在负荷范围调节和降低排放方面效果显著，同时可以从目前应用轴向分级技术的燃气轮机燃烧室结构发现，生产厂家对轴向分级的掺混性重点关注以及最佳二级燃料/空气的分配比和停留时间的确定，对轴向分级燃烧特性都产生较大影响。但是，对于轴向分级燃烧特性的研究只能在现场进行，研究成本高。因此，如何降低轴向分级预混燃烧的研究成本，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题是如何降低轴向分级预混燃烧的研究成本，为此，本专利技术提供了一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统和分析方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统，包括：用于引入气体燃料的燃料接入端；用于引入空气的空气接入端；轴向分级燃烧器，所述轴向分级燃烧器具有主燃烧区和二级燃烧区；与所述主燃烧区的一级喷射组件连通的一级燃料供应管；与所述二级燃烧区的二级喷射组件连通的二级燃料供应管；连通所述燃料接入端与所述一级燃料供应管和所述二级燃料供应管的燃料分配器，所述燃料分配器能够调节进入所述一级燃料供应管的一级燃料流量和进入所述二级燃料供应管的二级燃料流量；与所述主燃烧区的空气进口连通的一级空气供应管；与所述二级燃料供应管连通的二级空气供应管；连通所述空气接入端与所述一级空气供应管和所述二级空气供应管的空气分配器，所述空气分配器能够调节进入所述一级空气供应管的一级空气流量和进入所述二级空气供应管的二级空气流量；用于检测所述轴向分级燃烧器排出的烟气中的污染物含量的烟气检测仪；用于采集所述主燃烧区的主燃烧火焰图像和二级燃烧区的二级燃烧火焰图像的火焰采集仪；以及控制器，接收工况参数，根据所述工况参数，控制所述空气分配器和所述燃料分配器，以调节所述一级空气流量、所述二级空气流量、所述一级燃料流量和所述二级燃料流量在对应的阈值内；并获得该工况参数下对应的污染物含量、主燃烧火焰图像和二级燃烧火焰图像。优选地，在上述气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统中，所述工况参数包括：总当量比、二级当量比和二级负荷比。优选地，在上述气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统中，所述二级喷射组件包括四个喷嘴，所述工况参数还包括喷嘴的开启数量，所述二级喷射组件根据所述工况参数确定喷嘴的开启或关闭。优选地，在上述气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统中，所述喷嘴的直径为1mm或2mm，四个所述喷嘴交叉布置。优选地，在上述气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统中，所述燃料分配器包括设置在所述一级燃料供应管上的第一质量流量控制器和设置在所述二级燃料供应管上的第二质量流量控制器，其中，所述第一质量流量控制器的量程为0-200SLM，所述第二质量流量控制器的量程为0-5SLM。优选地，在上述气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统中，所述燃料分配器还包括设置与所述第一质量流量控制器并联设置的第三质量流量控制器，其中，所述第三质量流量控制的量程为0-37.5SLM。优选地，在上述气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统中，所述空气分配器包括设置在所述一级空气供应管上的第四质量流量控制器和设置在所述二级空气供应管上的第五质量流量控制器，其中，所述第四质量流量控制器的量程为0-1000SLM，所述第五质量流量控制器的量程为0-50SLM。优选地，在上述气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统中，所述燃料接入端还设置有第一开关阀，所述一级燃料供应管设置有第二开关阀，所述二级燃料供应管设置有第三开关阀，所述空气接入端还设置有第四开关阀。本专利技术还公开了一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析方法，包括：将燃料与燃料接入端对接；将空气与空气接入端对接；设定工况参数；接收工况参数，根据所述工况参数，控制所述空气分配器和所述燃料分配器，以调节所述一级空气流量、所述二级空气流量、所述一级燃料流量和所述二级燃料流量在对应的阈值内；并获得该工况参数下对应的污染物含量、主燃烧火焰图像和二级燃烧火焰图像。优选地，在上述气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析方法中，所述污染物含量包括NOX含量和CO含量。从上述的技术方案可以看出，采用本专利技术中气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统，能够获得不同工况参数下的污染物含量、主燃烧火焰图像和二级燃烧火焰图像，从而得到轴向分级预混燃烧特性。因此不需要在现场进行验证，降低了轴向分级预混燃烧的研究成本。另外，本专利技术中气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统还可针对不同的燃料进行分析，适用范围广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统的原理图；图2为本专利技术实施例所提供的又一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统的原理图；图3为本专利技术实施例所提供的又一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统的原理图；图4为本专利技术实施例所提供的又一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统的原理图；图5为本专利技术实施例所提供的又一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统的原理图；图中，101为燃料接入端、102为一级燃料供应管、103为二级燃料供应管、104为空气接入端、105为一级空气供应管、106为二级空气供应管、200为轴向分级燃烧器、300为燃料分配器、301为第一质量流量控制器、302为第二质量流量控制器、303为第三质量流量控制器、400为空气分配器、401为第四质量流量控制器、402为第五质量流量控制器、500为烟气检测仪、600为火焰采集仪、700为控制器、801为第一开关阀、802为第二开关阀、803为第三开关阀、804为第四开关阀。具体实施方式本专利技术的核心在于提供一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统和分析方法，以降低轴向分级预混燃烧的研究成本。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的
技术实现思路
起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的专利技术的解决方案所必需的。请参阅图1至图5，本专利技术中的气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统，包括：燃料接入端101、空气接入端104、轴向分级燃烧器200、一级燃料供应管102、二级燃料供应管103、燃料分配器300、一级空气供应管105、二级空气供应管106、空气分配器400、烟气检测仪500、火焰采集仪600和控制器700。其中：燃料接入端101，用于引入气体燃料，燃料直接与燃料接入端101对接，以对整个系统提供燃料；空气接入端104，用于引入空气，空气直接与空气接入端104对接，以为整个系统提供空气；轴向分级燃烧器200，具有主燃烧区和二级燃烧区；主燃区和二级燃烧区分别采用300mm长度的石英玻璃管，其中主燃区燃烧器采用贫预混燃烧，二级燃烧区同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统，其特征在于，包括：用于引入气体燃料的燃料接入端；用于引入空气的空气接入端；轴向分级燃烧器，所述轴向分级燃烧器具有主燃烧区和二级燃烧区；与所述主燃烧区的一级喷射组件连通的一级燃料供应管；与所述二级燃烧区的二级喷射组件连通的二级燃料供应管；连通所述燃料接入端与所述一级燃料供应管和所述二级燃料供应管的燃料分配器，所述燃料分配器能够调节进入所述一级燃料供应管的一级燃料流量和进入所述二级燃料供应管的二级燃料流量；与所述主燃烧区的空气进口连通的一级空气供应管；与所述二级燃料供应管连通的二级空气供应管；连通所述空气接入端与所述一级空气供应管和所述二级空气供应管的空气分配器，所述空气分配器能够调节进入所述一级空气供应管的一级空气流量和进入所述二级空气供应管的二级空气流量；用于检测所述轴向分级燃烧器排出的烟气中的污染物含量的烟气检测仪；用于采集所述主燃烧区的主燃烧火焰图像和二级燃烧区的二级燃烧火焰图像的火焰采集仪；以及控制器，接收工况参数，根据所述工况参数，控制所述空气分配器和所述燃料分配器，以调节所述一级空气流量、所述二级空气流量、所述一级燃料流量和所述二级燃料流量在对应的阈值内；并获得该工况参数下对应的污染物含量、主燃烧火焰图像和二级燃烧火焰图像。...

【技术特征摘要】
1.一种气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统，其特征在于，包括：用于引入气体燃料的燃料接入端；用于引入空气的空气接入端；轴向分级燃烧器，所述轴向分级燃烧器具有主燃烧区和二级燃烧区；与所述主燃烧区的一级喷射组件连通的一级燃料供应管；与所述二级燃烧区的二级喷射组件连通的二级燃料供应管；连通所述燃料接入端与所述一级燃料供应管和所述二级燃料供应管的燃料分配器，所述燃料分配器能够调节进入所述一级燃料供应管的一级燃料流量和进入所述二级燃料供应管的二级燃料流量；与所述主燃烧区的空气进口连通的一级空气供应管；与所述二级燃料供应管连通的二级空气供应管；连通所述空气接入端与所述一级空气供应管和所述二级空气供应管的空气分配器，所述空气分配器能够调节进入所述一级空气供应管的一级空气流量和进入所述二级空气供应管的二级空气流量；用于检测所述轴向分级燃烧器排出的烟气中的污染物含量的烟气检测仪；用于采集所述主燃烧区的主燃烧火焰图像和二级燃烧区的二级燃烧火焰图像的火焰采集仪；以及控制器，接收工况参数，根据所述工况参数，控制所述空气分配器和所述燃料分配器，以调节所述一级空气流量、所述二级空气流量、所述一级燃料流量和所述二级燃料流量在对应的阈值内；并获得该工况参数下对应的污染物含量、主燃烧火焰图像和二级燃烧火焰图像。2.如权利要求1所述的气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统，其特征在于，所述工况参数包括：总当量比、二级当量比和二级负荷比。3.如权利要求1所述的气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统，其特征在于，所述二级喷射组件包括四个喷嘴，所述工况参数还包括喷嘴的开启数量，所述二级喷射组件根据所述工况参数确定喷嘴的开启或关闭。4.如权利要求1所述的气体燃料轴向分级预混燃烧特性的分析系统，其特征在于，所述喷嘴的直径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，刘志坦，邵卫卫，李玉刚，王文飞，王波，郝洪亮，肖云汉，曹炼博，王婷，陈石，
申请(专利权)人：国电环境保护研究院有限公司，中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32