华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 54 ›› Issue (1): 1-9.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.250027
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有限空间金属纤维表面低氮燃烧特性研究
甘云华1 陈魁1 陈宁光1 程静2 徐艳2
1.华南理工大学 电力学院，广东 广州 510640；
2.深圳市特种设备安全检验研究院，广东 深圳 518038
Study on Low Nitrogen Combustion Characteristics of Metal Fiber Burner in Limited Space
GAN Yunhua1 CHEN Kui1 CHEN Ningguang1 CHENG Jing2 XU Yan2
- 1. School of Electric Power Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China;
2. Shenzhen special equipment safety inspection Institute, Shenzhen 518038, Guangdong, China
摘要：
金属纤维表面燃烧技术因其燃烧过程稳定、温度分布均匀等优势，成为目前燃气锅炉最具发展前景的低氮燃烧技术之一。基于有限空间金属纤维表面低氮燃烧实验数据，建立了三维金属纤维表面燃烧物理模型，并基于多孔介质阻力模型、金属纤维湍流模型、EDC燃烧模型进行了全预混燃烧数值求解，获得了有限空间金属纤维表面燃烧的火焰燃烧情况、热态烟气流场速度特性、炉膛内的温度场分布和燃料分布。考虑了不同过量空气系数的影响，得到了金属纤维表面燃烧快速型NOx和热力型NOx排放特性和平均生成速率分布规律。结果表明，不同过量空气系数下，快速型NOx比热力型NOx的生成速率更快，但受限于有效反应空间和反应持续时间，快速型NOx在炉膛中所占体积远小于热力型NOx；随着过量空气系数增大，热力型NOx的生成速率和排放量都逐渐减小。当α=1.6时，烟气出口的NOx排放为22.55 mg/m3，满足低氮燃烧的标准。因此，除改变火焰温度、氧气浓度和燃烧方式，通过控制过量空气系数来抑制热力型NOx生成，可有效实现工业燃气锅炉超低氮燃烧。
