[實用新型]一種燃氣輪機用的稀釋劑分級注入系統

有效

• 申請號: 201220639841.3
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN202902339U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 呂智強;張宏濤;馮永志;王輝;王岳;趙俊明;張文軍;孫中偉;王思遠;于宗明;吳鑫楠;李功文
• 申請（專利權）人: 哈爾濱汽輪機廠有限責任公司
• 主分類號: F23R3/02
• 分類號: F23R3/02;F23L7/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

技術領域

本實用新型涉及燃氣輪機用的稀釋劑注入系統。

背景技術

燃氣輪機是化石能源清潔利用的重要設備之一。隨著國家燃氣輪機污染物排放標準的日益嚴格，降低氮氧化物（NO_x）排放的技術對增強燃氣輪機的市場競爭力起關鍵作用。

NOx的生成機理主要有三種：熱力型，燃料型和快速型。對于以天然氣等清潔能源為主要燃料的燃氣輪機而言，以熱力型NO_x為主，控制熱力型NO_x的生成需要降低燃燒室內火焰的峰值溫度。目前，以在燃燒室中加入氮氣或水等稀釋劑為主要手段，廣泛應用于擴散燃燒系統中，但是普遍具有稀釋劑利用率低、注入量受限、NO_x排放依然偏高等問題。

實用新型內容

本實用新型是要解決現有的燃氣輪機用的稀釋劑注入系統對稀釋劑利用率低、注入量受限和NO_x排放量仍然偏高的技術問題，而提供了一種燃氣輪機用的稀釋劑分級注入系統。

一種燃氣輪機用的稀釋劑分級注入系統，包括導流襯套、火焰筒、燃燒室噴嘴、第一主燃孔、第二主燃孔、第三主燃孔、第一排摻混孔、空氣旋流器和燃燒室小機匣，燃燒室小機匣和導流襯套之間形成第一環腔，導流襯套與火焰筒之間形成第二環腔，火焰筒內部形成混合燃燒區域；其中，用于噴射第一稀釋劑的第一噴射器定位于燃燒室噴嘴上，并且位于火焰筒端部上游，第一噴射器通過第一噴射器注入口與外界連通；用于噴射第二稀釋劑的第二噴射器是由導流襯套環縫和射流孔組成，導流襯套環縫定位于火焰筒的最后一排的第一主燃孔和第一排摻混孔之間，連通第一環腔和第二環腔；射流孔定位于燃燒室小機匣和導流襯套之間，并且位于導流襯套環縫的上游，第二噴射器注入口通過射流孔與第一環腔連通；所述的第一噴射器為空心環狀且在環壁上設置有用于噴射的多個通孔；所述的射流孔的射流速度100m/s~400m/s。

工作原理：第二稀釋劑通過第二稀釋劑注入口從第二稀釋劑噴射器的射流孔射出，與燃燒室小機匣和導流襯套之間的第一環腔中的壓縮空氣進行混合，經導流襯套環縫流入導流襯套與火焰筒之間的第二環腔，與第二環腔上游來流氣體混合形成稀釋空氣，稀釋空氣從第一主燃孔、第二主燃孔、第三主燃孔與火焰筒頭部開口處進入火焰筒內部混合燃燒區域，達到了對空氣第一級直接稀釋的目的；第一稀釋劑通過第一稀釋劑注入口注入從第一噴射器噴射到空氣旋流器上游處，采用空氣旋流器將第一稀釋劑、和火焰筒頭部開口處進入的稀釋空氣和燃料混合得到混合氣體，然后，混合氣體進入火焰筒內部燃燒區域，達到了在燃燒過程中第二級稀釋空氣；經由二次分級稀釋的方式，降低了燃燒室中混合燃燒區域的最高火焰溫度，進而降低了NO_x的排放量。

本實用新型的優點：

一、本實用新型提供的一種燃氣輪機用的稀釋劑分級注入系統，通過在燃燒室上加入了用于噴射第二稀釋劑的第二噴射器的結構，使得稀釋劑可以先充分稀釋參與燃燒室燃燒的空氣，可以使稀釋劑完全發揮稀釋的作用，加大了稀釋劑的利用率，使得稀釋劑有效的降低混合燃燒區域的最高火焰溫度，從而降低了NO_x的排放量；

二、本實用新型提供的一種燃氣輪機用的稀釋劑分級注入系統，由于第二噴射器是由導流襯套環縫和射流孔組成，導流襯套環縫和射流孔的尺寸的靈活性，使得第二稀釋劑的注入量遠大于第一稀釋劑的注入量，同時，第二稀釋劑可以由三排主燃孔與頭部進入混合燃燒區域，對于燃燒室頭部堵塞作用與頭部穩焰不良影響最小，從而使得稀釋劑的注入量能大幅增大。

附圖說明

圖1為本實用新型具體實施方式一所述的一種燃氣輪機用的稀釋劑分級注入系統的示意圖。

圖2為本實用新型具體實施方式一所述的一種燃氣輪機用的稀釋劑分級注入系統的燃燒室噴嘴的頭部的局部放大的示意圖。

圖3為本實用新型具體實施方式一所述的一種燃氣輪機用的稀釋劑分級注入系統的第一噴射器的局部放大示意圖。

圖4為本實用新型具體實施方式一所述的一種燃氣輪機用的稀釋劑分級注入系統的第二噴射器的局部放大示意圖。

具體實施方式