过量空气系数和氨气浓度对CH4/NH3 MILD燃烧特性的数值研究

Numerical Study on the Effects of Excess Air Coefficient and Ammonia Concentration on CH4/NH3 MILD Combustion Characteristics

匡玉成 · 王亚飞 · 韩大伟 · 王超俊 · 中国电机工程学报 · 2025年4月 · Vol.45

氨气（NH3）作为一种无碳储能燃料在能源领域具有广阔应用前景，但其燃烧特性与传统碳氢燃料差异显著。本文采用数值模拟方法研究了CH4/NH3混合燃料在低氧稀释（MILD）条件下的燃烧特性。结果表明，在甲烷MILD燃烧中掺混NH3会导致出口NO排放显著升高；当过量空气系数大于1时，降低过量空气系数可有效减少NO和CO排放；燃料中NH3比例增加及过量空气系数降低均有助于抑制NH3中氮元素向NO的转化率。

解读: 该CH4/NH3 MILD燃烧技术对阳光电源储能系统的氢氨混合燃料发电应用具有参考价值。研究揭示的过量空气系数与NO排放的关联机制，可为PowerTitan大型储能系统配套的氢氨燃料电池或燃气轮机发电单元提供燃烧控制策略优化依据。特别是在可再生能源制氨储能场景中，通过精确控制空气系数可降低NOx排放...