[發明專利]一種燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴

有效

• 申請號: 201410843615.0
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104566469B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 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: F23R3/36
• 分類號: F23R3/36;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

本發明涉及燃氣輪機技術領域，提供了一種燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴。該噴嘴在環形分隔管道的管壁內部開設環形縫槽通道，且與內層空氣旋流器的葉片上開設的燃料油中空通道連通，以供應燃料油；內層空氣旋流器和外層空氣旋流器中，葉片上開設有連通的燃料氣中空管道，和與所述燃料氣中空管道連通的燃料噴射孔，以供應燃料氣。其中，所述環形縫槽通道具有預成膜作用，為燃料油進入燃燒區后形成合適的液滴大小和良好分布提供條件。上述燃料油和燃料氣相互配合，滿足在不同負荷下對燃料的要求；在此基礎上，空氣旋流器和雙燃料供應相互配合，得到合理的噴嘴出口速度分布和出口溫度分布，最終保證燃燒的穩定性。

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的雙燃料噴嘴。

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。雙燃料噴嘴要求在不同的負荷下采用不同的燃料進行燃燒，保證火焰穩定和良好的燃燒性能。當前，對燃氣輪機燃燒室雙燃料噴嘴的設計形式，例如專利CN102261673A，采用噴嘴中心安裝離心式燃油噴嘴的形式，并通過霧化器霧化燃油，保證燃油進入燃燒室以后具有良好的燃燒性能。

但是，離心式燃油噴嘴在某些負荷條件下的燃油分布效果不如預膜式噴嘴的效果理想：離心式燃油噴嘴燃油的分布以噴嘴中心區域為中心向四周擴散，需要通過霧化器使燃油在燃燒前達到適合的液滴大小和分布，而霧化器向噴嘴中心引氣的難度較高。

有鑒于此，亟待提供一種要更加合理有效的燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴，從而組織燃燒并控制污染物排放。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題就是如何提供一種更加合理有效的燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴。

(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的雙燃料噴嘴，包括環形噴嘴管道；所述環形噴嘴管道內部設置有環形分隔管道；在所述環形分隔管道內的上游端設置有環形燃氣管道，以及位于所述環形燃氣管道內部的中心燃油管道；所述環形燃氣管道和中心燃油管道的下游端連接一個旋轉體堵頭；

所述環形噴嘴管道和環形分隔管道之間的上游端設置有外層空氣旋流器；所述外層空氣旋流器的內側，環形分隔管道和環形燃氣管道之間設置有內層空氣旋流器；所述內、外層空氣旋流器的葉片上開設有連通的燃料氣中空通道，以及與所述燃料氣中空通道連通且互成角度的燃料噴射孔；所述燃料氣中空通道與所述環形燃氣管道上開設的燃料氣通孔連通；

所述環形分隔管道的管壁內部開設有環形縫槽通道，且在所述內層空氣旋流器的葉片上開設有燃料油中空通道；所述環形縫槽通道與所述燃料油中空通道，以及所述中心燃油管道上開設的燃料油通孔依次連通。

優選地，所述環形噴嘴管道、環形分隔管道、環形燃氣管道以及中心燃油管道同軸分布。

優選地，所述旋轉體堵頭為圓錐形，所述堵頭與所述中心燃油管道同軸分布，且圓錐的頂點位于下游端。

優選地，所述環形縫槽通道起始于所述燃料油中空通道的軸向位置，并延續至所述環形分隔管道的尾端。

優選地，所述環形縫槽通道的高度從上游端到下游端保持一致，為0.5mm～1mm。