[發明專利]一種多頭部雙燃料組合式噴嘴

有效

• 申請號: 200710011564.5
• 申請日: 2007-06-06
• 公開（公告）號: CN101319784A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 金戈;顧銘企;李孝堂;尹家錄
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第一集團公司沈陽發動機設計研究所
• 主分類號: F23D17/00
• 分類號: F23D17/00;B05B7/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 任玉龍

技術領域

本發明涉及機械領域，特別提供了一種多頭部雙燃料組合式噴嘴。

背景技術

燃氣輪機燃燒室使用氣體燃料，如天然氣、焦爐煤氣等工作時，一般需要使用液體燃料，如柴油等作為備份燃料，保證氣體燃料缺乏或突然中斷時，燃氣輪機仍能正常工作，提高燃氣輪機的利用率和可靠起動，因此，目前燃氣輪機燃燒室上安裝的噴嘴一般為既能使用氣體燃料也能使用液體燃料的雙燃料噴嘴。目前燃氣輪機燃燒室的噴嘴與火焰筒安裝主要有以下兩種結構形式，第一種結構形式是一個火焰筒對應一個雙燃料噴嘴，第二種結構形式是一個火焰筒對應多個雙燃料噴嘴，每個噴嘴與噴嘴安裝蓋板通過螺栓連接在一起。

第一種結構形式的噴嘴結構簡單，方便安裝維修，但由于只有一個噴嘴，燃料集中在火焰筒中心區域，火焰相對較長，燃燒室出口溫度場品質較差。使用備份的液體燃料工作時，液體燃料調整范圍較窄。燃燒室使用液體燃料在低負荷工況下工作時，由于燃料流量較小，供油壓力較低，離心式壓力霧化噴嘴的霧化效果不佳，使得燃燒室的燃燒效率下降甚至發生熄火現象。第二種結構形式采用多個雙燃料噴嘴工作，燃料在火焰筒內分布均勻，有利于縮短火焰長度，改善燃燒室出口溫度場品質。使用備份的液體燃料工作時，通過采取噴嘴分組供應燃料等措施，即低負荷工況工作時，只有部分噴嘴參與工作，這樣能夠在燃料供應總量不變的情況下，提高供油壓力，改善液體噴嘴的霧化效果，提高燃燒室燃燒效率，改善燃燒室熄火性能，有效克服了單噴嘴的不足。但多個雙燃料噴嘴通過螺栓與噴嘴蓋板連接，結構復雜，存在安裝維護不便的問題。

發明內容

本發明的目的是解決目前燃氣輪機燃燒室使用單噴嘴工作時低負荷工況下噴嘴霧化效果不好，燃燒效率較低以及采用多個雙燃料噴嘴工作時結構復雜，安裝維護不便等方面的問題，特別提供一種多頭部雙燃料組合式噴嘴。

本發明提供了一種多頭部雙燃料組合式噴嘴，其特征在于：所述多頭部雙燃料組合式噴嘴包含有頭部噴嘴1、中心噴嘴組2、噴嘴安裝邊3、中心液體燃料噴嘴安裝邊4、噴嘴殼體5；噴嘴殼體5包含有頭部噴嘴殼體6、中心噴嘴殼體7；中心噴嘴組2包含有氣體燃料噴嘴8、值班噴嘴9、中心液體燃料噴嘴10；其中中心液體燃料噴嘴10為雙油路離心式霧化噴嘴，中心液體燃料噴嘴10通過中心液體燃料噴嘴安裝邊4與中心噴嘴殼體7連接；中心噴嘴殼體7穿過中心噴嘴組2的中心，由中心噴嘴組2的右側端面伸出；頭部噴嘴1是一個獨立的雙燃料噴嘴，包括第I路燃料通道11、第II路燃料通道12、第III路燃料通道13三個燃料通道，其中兩個為液體燃料通道，一個為氣體燃料通道。

所述多頭部雙燃料組合式噴嘴，頭部噴嘴1的數量范圍為3～24個。

所述多頭部雙燃料組合式噴嘴，頭部噴嘴1的周向分布的直徑范圍為220mm～400mm。

所述多頭部雙燃料組合式噴嘴，頭部噴嘴殼體6與中心噴嘴殼體7焊接組合在一起，形成噴嘴殼體5。

多頭部雙燃料組合式噴嘴結構見圖1所示，中心液體燃料噴嘴10為雙油路離心式霧化噴嘴，通過安裝邊上的螺栓與噴嘴組相連接，共同組成完整的多頭部組合式雙燃料噴嘴。中心液體燃料噴嘴10的殼體穿過噴嘴組的中心，由噴嘴組2的右側端面伸出，構成整個噴嘴組中心噴嘴的液體燃料供應部分。

每個頭部噴嘴均是一個獨立的雙燃料噴嘴，包括三個燃料通道，其中第I、II路為液體燃料通道，第III路為氣體燃料通道；頭部噴嘴殼體6以焊接形式與噴嘴組的中心殼體，即中心噴嘴殼體7焊接在一起，組成一體式噴嘴殼體，見圖2所示。

組合式雙燃料噴嘴組共包括7個氣體和液體燃料通道，其中液體燃料通道有4個，即頭部噴嘴的第I、II路，中心噴嘴的主、副油路，氣體燃料通道有3個。

外圍的頭部噴嘴用于向燃燒室火焰筒的外側供應燃料，燃氣輪機器起動和低負荷工況下運行時，保證燃燒完全，提高燃燒效率，改善低狀態燃燒室熄火特性。

為了提高燃氣輪機使用液體燃料起動時，頭部噴嘴液體燃料的霧化效果，將頭部噴嘴分組供應燃油，燃油總流量不變的情況下，供油壓力提高，霧化效果得到改善。為了能夠向頭部噴嘴分組供應液體燃料，在噴嘴中心殼體的分流器內設了兩個燃料通道隔板，實現外圍頭部噴嘴的第I、II路均分成兩個獨立的通道，實現向部分頭部噴嘴的油路分別供油。

為了提高外圍頭部噴嘴的液體燃料霧化效果，將頭部噴嘴分組供油，可根據實際需要確定，分組數量范圍為0～4個。組合式雙燃料噴嘴可帶有中心噴嘴也可不帶中心噴嘴，根據設計要求確定。