燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴的製作方法

2023-07-09 23:58:16 2

燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及燃氣輪機【技術領域】，具體公開了一種燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴，包括：中心椎體，中心椎體為中空結構，中心椎體的中空腔為中心燃料通道；導流殼體，導流殼體套在中心椎體的外圍且與中心椎體同軸布置，導流殼體與中心椎體之間為環形空氣通道；徑向燃料管，徑向燃料管沿徑向設置在中心椎體和導流殼體之間；副椎體，副椎體設置在徑向燃料管上且與中心椎體平行布置，副椎體為中空結構，副椎體的中空腔通過徑向燃料管與中心燃料通道連通，副椎體上設有燃料噴射孔。本實用新型能夠通過合理控制燃料與空氣的流動，產生較好的摻混效果，在噴嘴下遊形成穩火焰。
【專利說明】燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及燃氣輪機【技術領域】，尤其涉及一種燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴。

【背景技術】
[0002]傳統的燃氣輪機燃燒室採用擴散燃燒技術，其汙染物排放，尤其是氮氧化物排放較高。採用預混燃燒技術的燃燒室用於燃氣輪機發電，屬於清潔能源技術之一，可以在滿足發電負荷要求的同時，有效的降低汙染物的排放，這其中燃氣輪機燃燒室噴嘴的設計對於組織燃燒、降低汙染物排放尤為重要。
[0003]目前，在預混噴嘴的現有技術中，噴嘴後方容易存在附著在固體壁面及長期停留在混合通道內的穩定渦團，導致回火現象的發生，燒毀噴嘴頭部，嚴重影響了燃氣輪機的可靠性和安全性。
實用新型內容
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本實用新型的目的是提供一種燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴，以克服現有技術中由於噴嘴後方容易存在附著在固體壁面及長期停留在混合通道內的穩定渦團，所導致的發生回火現象的問題，從而保證了噴嘴頭不被燒毀，也保證了燃氣輪機的安全性和可靠性。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴，包括:
[0008]中心椎體，所述中心椎體為中空結構，所述中心椎體的中空腔為中心燃料通道；
[0009]導流殼體，所述導流殼體套在所述中心椎體的外圍且與所述中心椎體同軸布置，所述導流殼體與所述中心椎體之間為環形空氣通道；
[0010]徑向燃料管，所述徑向燃料管沿徑向設置在所述中心椎體和導流殼體之間；
[0011]副椎體，所述副椎體設置在所述徑向燃料管上且與所述中心椎體平行布置，所述副椎體為中空結構，所述副椎體的中空腔通過所述徑向燃料管與所述中心燃料通道連通，所述副椎體上設置有燃料噴射孔。
[0012]優選地，所述徑向燃料管為多個，多個所述徑向燃料管沿周向均勻分布，每個所述徑向燃料管上都設置有對應的副椎體。
[0013]優選地，所述徑向燃料管為5?10個。
[0014]優選地，所述副椎體上的燃料噴射孔為多個，多個所述燃料噴射孔沿周向和/或軸向布置。
[0015]優選地，所述中心燃料通道的截面積與所述燃料噴射孔的總流通面積之比為
1.5 ?4。
[0016]優選地，所述導流殼體的入口端設有向外延伸的喇叭收口。
[0017](三)有益效果
[0018]本實用新型的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴具有以下優點:中心椎體和副椎體能夠有效引導氣流，避免在噴嘴混合段內形成附著在固體壁面和長時間停留在混合段內的渦團，避免回火、駐焰的產生；燃料噴射孔可以將燃料均勻的噴入空氣通道內，形成較好的摻混效果，進而提升噴嘴下遊燃燒區的燃燒穩定性，同時降低氮氧化物的排放；喇叭收口可以對空氣起到穩流的作用，改善空氣通道內的速度分布，提高燃料和空氣的摻混效果。本實用新型的這種燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴結構簡單合理，通用性好，易於推廣使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴的平面剖視圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴的立體剖視圖。
[0021]圖中，1:中心燃料通道；2:環形空氣通道；3:中心椎體；4:導流殼體；5:徑向燃料管；6:副椎體；7:燃料噴射孔；8:喇叭收口。

【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的範圍。
[0023]如圖1、2所示，本實施例的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴包括:
[0024]中心椎體3，中心椎體3為軸向中空結構，中心椎體3的中空腔為中心燃料通道1 ；
[0025]導流殼體4，導流殼體4套在中心椎體3的外圍且與中心椎體3同軸布置，導流殼體4與中心椎體3之間為環形空氣通道2 ；
[0026]徑向燃料管5，徑向燃料管5沿徑向設置在中心椎體3和導流殼體4之間；
[0027]副椎體6，副椎體6設置在徑向燃料管5上且與中心椎體3平行布置，即副椎體6的軸線與中心椎體3的軸線互相平行，副椎體6為軸向中空結構，副椎體6的中空腔通過徑向燃料管5與中心燃料通道1連通，副椎體6上設置有燃料噴射孔7。
[0028]徑向燃料管5為多個，多個徑向燃料管5沿周向均勻分布，每個徑向燃料管5上都設置有對應的副椎體6，本實施例中徑向燃料管5優選為5?10個。
[0029]副椎體6上的燃料噴射孔7為多個，多個燃料噴射孔7沿周向和/或軸向布置，可以是均勻分布也可以是按一定規律不均勻分布。
[0030]中心燃料通道1的截面積與燃料噴射孔8的總流通面積之比優選為1.5?4。
[0031]導流殼體2的入口端(即前端)設有一定長度的向外延伸的喇叭收口 8，喇叭收口8可以對空氣起到穩流的作用，改善環形空氣通道2內的速度分布，提高燃料和空氣的摻混效果。
[0032]本實施例的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴的工作原理為:天然氣燃料進入軸向的中心燃料通道1，通過中心椎體3壁面開孔進入徑向燃料管5，再從徑向燃料管5壁面開孔進入副椎體6，從燃料噴射孔7噴出；空氣繞過喇叭收口 8，進入環形空氣通道2，經過徑向燃料管5後同燃料進行混合；經過均勻摻混的燃料和空氣混合物，沿軸向流動至環形空氣通道2的下遊，在中心椎體3和副椎體6的作用下，流動狀態得以改善，消除回火和駐焰的產生。
[0033]本實用新型的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴具有以下優點:中心椎體和副椎體能夠有效引導氣流，避免在噴嘴混合段內形成附著在固體壁面和長時間停留在混合段內的渦團，避免回火、駐焰的產生；燃料噴射孔可以將燃料均勻的噴入空氣通道內，形成較好的摻混效果，進而提升噴嘴下遊燃燒區的燃燒穩定性，同時降低氮氧化物的排放；喇叭收口可以對空氣起到穩流的作用，改善空氣通道內的速度分布，提高燃料和空氣的摻混效果。本實用新型的這種燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴結構簡單合理，通用性好，易於推廣使用。
[0034]本實用新型的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺漏的或者將本實用新型限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實用新型的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理解本實用新型從而設計適於特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
【權利要求】
1.一種燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴，其特徵在於，包括: 中心椎體，所述中心椎體為中空結構，所述中心椎體的中空腔為中心燃料通道； 導流殼體，所述導流殼體套在所述中心椎體的外圍且與所述中心椎體同軸布置，所述導流殼體與所述中心椎體之間為環形空氣通道； 徑向燃料管，所述徑向燃料管沿徑向設置在所述中心椎體和導流殼體之間； 副椎體，所述副椎體設置在所述徑向燃料管上且與所述中心椎體平行布置，所述副椎體為中空結構，所述副椎體的中空腔通過所述徑向燃料管與所述中心燃料通道連通，所述副椎體上設置有燃料噴射孔。
2.根據權利要求1所述的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴，其特徵在於，所述徑向燃料管為多個，多個所述徑向燃料管沿周向均勻分布，每個所述徑向燃料管上都設置有對應的副椎體。
3.根據權利要求2所述的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴，其特徵在於，所述徑向燃料管為5?10個。
4.根據權利要求2所述的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴，其特徵在於，所述副椎體上的燃料噴射孔為多個，多個所述燃料噴射孔沿周向和/或軸向布置。
5.根據權利要求1所述的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴，其特徵在於，所述中心燃料通道的截面積與所述燃料噴射孔的總流通面積之比為1.5?4。
6.根據權利要求1-5中任何一項所述的燃氣輪機燃燒室預混燃料噴嘴，其特徵在於，所述導流殼體的入口端設有向外延伸的喇叭收口。
【文檔編號】F23R3/28GK204176682SQ201420561818
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】張珊珊, 劉小龍, 查筱晨 申請人:北京華清燃氣輪機與煤氣化聯合循環工程技術有限公司