一種可燃燒低熱值氣體的雙燃料噴嘴與旋流器一體化結構的製造方法與工藝

2023-06-12 04:07:11

本發明涉及的是一種燃氣輪機，具體地說是燃氣輪機的燃料噴射裝置。

背景技術：
隨著全球性的化石燃料的枯竭，尋找石油的可替代性燃料迫在眉睫，隨著技術的發展，焦爐氣、垃圾填埋氣、礦坑瓦斯氣等富含不可燃氣體的低熱值氣體燃料逐漸成為燃氣輪機可利用的燃料，然而在利用該氣體時存在以下問題：1)氣體燃料流速較大燃燒場不易組織；2)富含惰性氣體燃燒易發生不穩定甚至熄火；3)燃氣輪機需要使用液體燃料進行啟動。因此，使用低熱值氣體作為燃機燃料必須對燃氣輪機燃燒室進行改造。噴嘴作為燃燒室內的關鍵部件，其性能直接影響到燃燒室內流場組織、燃燒效率、熄火極限等問題。同時在使用低熱值氣體時，燃燒室內存在多種不同的燃燒形式：1)燃燒液體燃油；2)燃燒液體燃油同時回注水蒸汽；3)燃燒液體燃油同時燃燒富含惰性氣體的低熱值氣體燃料；4)燃燒富含惰性氣體的低熱值氣體燃料。在以往的專利中，一部分是僅可燃燒不同熱值的氣體燃料的雙燃料噴嘴，一部分僅是無旋流器的雙燃料噴嘴，而且氣體燃料需要經過多個通道進入燃燒室，造成噴嘴結構複雜。而且由於使用富含不可燃氣體的低熱值氣體的流量較大，常規雙燃料噴嘴的摻混性能較差，不易組織燃燒。

技術實現要素：
本發明的目的在於提供不改變油路噴嘴和旋流器幾何尺寸的情況下，同時滿足燃燒液體燃料、回注水蒸汽和燃燒氣體燃料，並且在氣體燃料流量較大時能夠穩定燃燒的同時保證較高的燃燒效率，同時在回注水蒸汽時能夠實現低排放的目標的一種可燃燒低熱值氣體的雙燃料噴嘴與旋流器一體化結構。本發明的目的是這樣實現的：本發明一種可燃燒低熱值氣體的雙燃料噴嘴與旋流器一體化結構，其特徵是：包括燃油噴射系統、氣體噴射系統、旋流器系統，所述燃油噴射系統包括油路管道、油路墊圈、主油路外壁、油路彈簧、油路旋流器，氣體噴射系統包括氣路管道、氣路外壁，旋流器系統包括旋流器殼體、旋流葉片；油路管道、油路墊圈、油路彈簧、油路旋流器依次相連並全部安裝在主油路外壁裡，氣路管道與氣路外壁相連並安裝在主油路外壁的外部，氣路管道、氣路外壁和主油路外壁構成氣路通道，氣路通道的端部設置一圈旋流葉片，該圈旋流葉片的外部設置旋流器殼體，旋流葉片為空心結構，旋流葉片的尾緣設置葉片尾緣噴射孔，旋流葉片的迎風面設置葉片迎風面噴射孔。本發明還可以包括：1、旋流器殼體外壁為直徑不變的直管型結構，旋流器殼體內壁為直徑逐漸增大的漸擴型結構。2、旋流葉片的安裝角度為35°-55°度，旋流葉片數目為12-15片，葉片尾緣噴射孔和葉片迎風面噴射孔的直徑為0.3-0.6mm，其形狀為圓孔、方孔、橢圓孔、星型孔；葉片迎風面噴射孔由6-10排組成，排列方式為順排排列、交錯排列、放射狀排列，每排為8-14個；葉片尾緣噴射孔為1-2排，每排有5-13個，排列方式為順排排列或者交錯排列。3、當燃料為燃油時，燃油經過油路管道進入油路旋流器通過旋流器殼體噴射進入燃燒室內進行燃燒，回注水蒸汽時，水蒸汽經過氣路通道進入旋流器系統，分別從葉片迎風面噴射孔和葉片尾緣噴射孔經旋流器殼體噴射進入燃燒室；當燃料為氣體燃料時，氣體燃料經氣路通道進入旋流器系統，之後氣體燃料分成兩路，一路氣體燃料經葉片迎風面噴射孔與旋流器殼體內的空氣形成對衝噴射，另一路氣體燃料經葉片尾緣噴射孔進入燃燒室；當燃料為氣體燃料和燃油時，燃油精油路管道進入油路旋流器通過旋流器殼體噴射進入燃燒室內進行燃燒，氣體燃料經氣路通道進入旋流器系統，之後氣體燃料分成兩路，一路氣體燃料經葉片迎風面噴射孔與旋流器殼體內的空氣形成對衝噴射，另一路氣體燃料經葉片尾緣噴射孔進入燃燒室。本發明的優勢在於：本發明不改變油路噴嘴和旋流器幾何尺寸，可以在對燃燒室改變最小...