[發明專利]燃氣輪機燃燒室頭部結構及其燃燒組織方法

有效

• 申請號: 201410727467.6
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104566476B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 方子文;呂煊;李珊珊;張永良;陳偉
• 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: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 湯財寶

1.一種燃氣輪機燃燒室頭部結構，其特征在于，包括頭部端板、中心旋流噴嘴模塊、多個高速射流噴嘴模塊和多個低速射流噴嘴模塊，所述中心旋流噴嘴模塊安裝在所述頭部端板上；多個所述高速射流噴嘴模塊和多個所述低速射流噴嘴模塊安裝在所述中心旋流噴嘴模塊的周圍，形成一個內噴嘴圈和一個外噴嘴圈；

其中，每個所述高速射流噴嘴模塊包括高速射流筒和高速射流燃料管，所述高速射流筒的后端與所述高速射流燃料管連接；

每個所述低速射流噴嘴模塊包括低速射流筒和低速射流燃料管，所述低速射流筒的后端與所述低速射流燃料管連接；

所述中心旋流噴嘴模塊包括中心旋流筒、中心旋流燃料管和多個旋流葉片，所述中心旋流燃料管設置在所述中心旋流筒的中心；多個所述旋流葉片安裝在所述中心旋流燃料管與中心旋流筒的內壁之間。

2.如權利要求1所述的燃氣輪機燃燒室頭部結構，其特征在于，多個所述高速射流噴嘴模塊均勻排列形成所述外噴嘴圈；多個所述低速射流噴嘴模塊均勻排列形成所述內噴嘴圈。

3.如權利要求1所述的燃氣輪機燃燒室頭部結構，其特征在于，所述內噴嘴圈和外噴嘴圈均由多個所述高速射流噴嘴模塊和多個所述低速射流噴嘴模塊交錯均勻排列而成。

4.如權利要求1至3任一項所述的燃氣輪機燃燒室頭部結構，其特征在于，所述高速射流筒的前端設有第一出口擋板，所述高速射流筒中設有第一入口擋板；所述第一入口擋板將所述高速射流筒分成第一前腔室和第一后腔室；所述第一出口擋板設有第一燃料噴射孔和第一空氣噴射孔；所述第一燃料噴射孔通過第一小燃料管與第一后腔室連通；所述第一前腔室的側壁設有第一空氣入口；所述低速射流筒的前端設有第二出口擋板，所述低速射流筒中設有第二入口擋板；所述第二入口擋板將所述低速射流筒分成第二前腔室和第二后腔室；所述第二出口擋板設有第二燃料噴射孔和第二空氣噴射孔；所述第二燃料噴射孔通過第二小燃料管與第二后腔室連通；所述第二前腔室的側壁設有第二空氣入口；

所述第一空氣入口的總面積大于第二空氣入口的總面積。

5.如權利要求4所述的燃氣輪機燃燒室頭部結構，其特征在于，所述高速射流噴嘴模塊的平均當量比為0.3～0.6；所述低速射流噴嘴模塊的平均當量比為0.5～1.0。

6.如權利要求5所述的燃氣輪機燃燒室頭部結構，其特征在于，所述高速射流筒的內徑和低速射流筒的內徑均為4～12cm；所述第一燃料噴射孔和第一空氣噴射孔的直徑均為1～1.5mm；所述第二燃料噴射孔和第二空氣噴射孔的直徑均為2～3mm。

7.如權利要求5所述的燃氣輪機燃燒室頭部結構，其特征在于，所述高速射流噴嘴模塊的平均當量比為0.45～0.55，所述低速射流噴嘴模塊的平均當量比為0.65～0.75。

8.如權利要求1至3任一項所述的燃氣輪機燃燒室頭部結構，其特征在于，每個所述旋流葉片設有多個旋流燃氣噴孔，所述旋流燃氣噴孔與中心旋流燃料管連通。

9.如權利要求8所述的燃氣輪機燃燒室頭部結構，其特征在于，所述中心旋流燃料管的前端設有堵頭，其后端設有燃料接頭；所述燃料接頭設有第一旋流供氣孔和第二旋流供氣孔；所述第一旋流供氣孔與中心旋流燃料管連通；所述堵頭上設有堵頭噴孔，所述堵頭噴孔通過中心內部空氣管與第二旋流供氣孔連通。

10.一種使用權利要求1至9任一項所述的燃氣輪機燃燒室頭部結構的燃燒組織方法，其特征在于，向中心旋流噴嘴模塊通入燃料，建立旋流穩定火焰；向高速射流噴嘴模塊和低速射流噴嘴模塊通入燃料，建立渦結構穩定火焰；控制高速射流噴嘴模塊的平均速度為250～350m/s，控制低速射流噴組模塊的平均速度為100～150m/s。