[發明專利]一種燃氣輪機燃燒室葉片進氣旋流噴嘴

有效

• 申請號: 201410588719.1
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104373962A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 張龍;張珊珊;查筱晨;劉小龍
• 申請（專利權）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
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38;F23R3/14
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

技術領域

本發明涉及燃氣輪機技術領域，尤其涉及一種燃氣輪機燃燒室葉片進氣旋流噴嘴，具體的是一種更加合理有效的組織燃燒和控制污染物排放的燃氣輪機燃燒室中心進氣旋流噴嘴。

背景技術

在我國當前的能源結構中，采用傳統燃煤技術的火力發電占據了絕大部分份額。但是這種傳統的發電技術存在發電效率低，污染物排放高,尤其是NOx排放，耗費淡水資源多等缺點。以天然氣為燃料的燃氣輪機發電技術作為清潔能源技術之一，可以在滿足發電負荷要求的同時，有效的降低污染物的排放，這其中燃氣輪機燃燒室噴嘴的設計對于組織燃燒、降低污染物排放尤為重要。

燃氣輪機燃燒室中，燃料氣和空氣通過噴嘴實現預混合和速度型的改變，在噴嘴出口達到合理的速度分布，并匹配合理的燃料空氣混合比例，進入燃燒室組織燃燒，形成穩定的流場和燃燒場。當前，對燃氣輪機燃燒室噴嘴的設計形式，例如專利CN?1464958A，采用不同形式的外圍噴嘴中心錐體結構和旋流葉片結構，使燃料濃度分布匹配噴嘴出口速度型。并改變旋流葉片和中心錐體間的間隙形式和尺寸，提高中心區混合氣的軸向速度，以維持組織燃燒的合理條件。

但是，中心錐體結構的改變會引起其內部燃料氣通道設計的困難，中心錐體和旋流葉片之間的間隙使噴嘴整體的強度下降，當發生振蕩燃燒時，噴嘴的振動強度會增大，保持合理的速度、濃度匹配較為困難。因此，仍然需要設計適合整體加工安裝的燃氣輪機燃燒室噴嘴形式來合理的組織燃燒和控制污染物排放。

鑒于上述現有技術的缺陷，需要提供一種更加合理有效的組織燃燒和控制污染物排放的燃氣輪機燃燒室中心進氣旋流噴嘴。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是現有的中心錐體結構的改變會引起其內部燃料氣通道設計的困難，中心錐體和旋流葉片之間的間隙使噴嘴整體的強度下降，當發生振蕩燃燒時，噴嘴的振動強度會增大，保持合理的速度、濃度匹配較為困難的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種燃氣輪機燃燒室葉片進氣旋流噴嘴。該燃氣輪機燃燒室葉片進氣旋流噴嘴包括：中心錐體、殼體及多個旋流葉片；所述中心錐體設置于所述殼體內，所述中心錐體及殼體之間形成有環形的外圍空氣通道，所述旋流葉片沿所述殼體的周向設置于所述殼體的內側壁上，所述殼體上設置有殼體通孔，所述旋流葉片上設置有與所述殼體通孔連通的進氣孔，所述進氣孔與所述殼體的軸向成角度設置。

其中，所述中心錐體的一端內設置有燃料通道，所述中心錐體上沿其周向布置有多個與所述燃料通道連通的噴射管，所述噴射管與所述旋流葉片間隔設置，所述噴射管上設置有多個燃料噴射孔。

其中，所述燃料噴射孔的孔徑為0.1-0.5mm。

其中，所述旋流葉片與中心錐體之間形成環形的氣流通道。

其中，所述殼體上設置有收縮段，所述中心錐體上對應于所述燃料通道的一端為圓錐端，所述圓錐端位于所述收縮段中。

其中，所述進氣孔的孔徑大小為0.3-3mm，所述進氣孔沿所述進氣的方向孔徑大小逐漸遞減。

其中，所述進氣孔與所述殼體軸向的開孔角度為5～20°。

其中，所述旋流葉片上設置有1-5個所述進氣孔。

其中，所述旋流葉片的個數為6-12。

(三)有益效果

本發明的上述技術方案具有如下優點：本發明提供的燃氣輪機燃燒室葉片進氣旋流噴嘴中的中心錐體設置于殼體內，中心錐體及殼體之間形成有環形的外圍空氣通道，旋流葉片沿殼體的周向設置于殼體的內側壁上，殼體上設置有殼體通孔，旋流葉片上設置有與殼體通孔連通的進氣孔，進氣孔與殼體的軸向成角度設置。本發明提供的燃氣輪機燃燒室葉片進氣旋流噴嘴中氣體通過進氣孔與燃料充分混合加強空氣和燃料氣的摻混，氣流沿軸向方向的動量增加，軸向速度增強，匹配噴嘴出口的燃料濃度和速度分布；具有合理有效的組織燃燒和控制污染物排放的優點。

附圖說明

圖1是本發明實施例燃氣輪機燃燒室葉片進氣旋流噴嘴的正面結構示意圖；

圖2是本發明實施例燃氣輪機燃燒室葉片進氣旋流噴嘴的立體剖視圖；

圖3是本發明實施例燃氣輪機燃燒室葉片進氣旋流噴嘴的葉片剖視圖。

圖中：1：中心錐體；2：外圍空氣通道；3：中心燃料通道；4：燃料噴射管；5：旋流葉片；6：燃料噴射孔；7：氣流通道；8：進氣孔；9：收縮段；10：殼體。

具體實施方式