[實用新型]預混旋流式值班噴嘴

有效

• 申請號: 201420699752.7
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN204213971U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 李雅軍;李名家;張晨曦;師蓓蓓;王俊;任艷平;曹天澤;武萍;冉軍輝;王永貴
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七〇三研究所
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38;F23R3/28
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

技術領域：

本實用新型涉及熱能與動力工程領域，具體地說是低排放燃氣輪機燃燒室氣態燃料噴嘴核心部件的一種預混旋流式值班噴嘴。

背景技術：

隨著能源種類的多樣化、燃氣輪機的廣泛應用以及環境污染的日益惡化，人們的環保觀念日益增強，世界各國不斷推出越來越嚴格的污染物排放標準，工業燃氣輪機對污染物，尤其是對NOx及CO的排放要求更加嚴格，低排放已經成為先進燃氣輪機的重要性能指標之一；

從污染物排放控制的角度出發，燃燒室最好采用貧燃預混燃燒技術，這需要足夠多的空氣通過燃料噴嘴進入主燃區，于是火焰筒上不再保留主燃孔和摻混孔，通過燃燒的組織降低燃燒區溫度，有利于降低NOx排放。但是當燃燒區內溫度較低時，燃燒穩定性就變差，容易發生熄火的危險，貧燃預混燃燒技術面臨的最大問題就是燃燒穩定性下降以及預混腔的回火，機組在運行過程中由于負荷的變化或燃料熱值及成分的變化經常會出現熄火的危險，它顯著威脅著燃氣輪機的運行安全。由于燃燒室內的燃燒過程很難組織，為此必須采取特殊措施，在保證低污染物排放的同時，保證火焰的穩定性，為了解決貧燃預混燃燒噴嘴的貧燃熄火問題及回火問題，需要采取特殊的方式對噴嘴結構進行復雜設計，在主噴嘴中心引入值班噴嘴的方式，可以有效提高火焰的穩定性，但是值班噴嘴的結構型式及工作方式對燃燒室的工作性能及污染物排放有重大影響，因此預混旋流式值班噴嘴的研究具有重要的應用價值。

實用新型內容：

本實用新型是為解決低排放燃燒室的貧燃熄火問題，為提高火焰穩定性，綜合氣態燃料主噴嘴的技術特點而開發的。

本實用新型的技術方案是：預混旋流式值班噴嘴，包括氣態燃料噴嘴，氣態燃料噴嘴與空氣旋流管通過螺紋進行連接，值班預混腔、花瓣式旋流器和縮放式噴嘴通過焊接與空氣旋流管進行連接。

所述的氣態燃料噴嘴，中心開有一個沉孔狀的燃料入口，氣態燃料噴嘴伸入值班預混腔部分圓周方向開有若干均勻布置的燃料噴射孔。

所述的空氣旋流管，沿管壁切線方向開有兩條對稱的長孔形空氣旋流入口。

所述的花瓣式旋流器，在花瓣式旋流器內部開有若干沿中心輻射狀的斜氣孔，在中心開設直孔。

所述的縮放式噴嘴，在噴嘴出口里側，其管壁中部向內隆起一個環狀的噴嘴喉部。

本實用新型具有如下有益效果：本實用新型提出的預混旋流式值班噴嘴，該型值班噴嘴可通過結構調整安裝于燃用氣態燃料燃氣輪機的主噴嘴中，可直接通過燃料調整實現值班噴嘴的穩定工作及燃氣輪機的低排放特性，采用花瓣式旋流器，解決了旋流器設計在小輪轂比時流量不足及大輪轂比時不滿足旋流器設計準則的技術缺陷；采用燃料與空氣預混形式降低污染物排放；采用雙級旋流方式加強混合氣旋流；采用縮放式噴嘴在喉部使氣流加速防止回火，在漸擴段形成低速回流區，穩定值班火焰，該型噴嘴在自身可以穩定燃燒的前提下，還能有效引燃主噴嘴，同時拓寬燃燒室的貧燃熄火范圍，極大地提高燃燒室的工作穩定性。

附圖說明：

圖1是本實用新型的結構示意圖；

附圖2是附圖1的M向視圖；

附圖3是附圖1的A-A剖面圖；

附圖4是附圖1的B-B剖面圖。

圖中1-氣態燃料噴嘴；2-空氣旋流管；3-值班預混腔；4-花瓣式旋流器；5-縮放式噴嘴；6-燃料入口；7-空氣旋流入口；8-燃料噴射孔；9-斜氣孔；10-噴嘴喉部；11-噴嘴出口；12-螺紋。

具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

由圖1結合圖2～圖4所示，預混旋流式值班噴嘴，包括氣態燃料噴嘴1，氣態燃料噴嘴1與空氣旋流管2通過螺紋12進行連接，值班預混腔3、花瓣式旋流器4和縮放式噴嘴5通過焊接與空氣旋流管2進行連接。

所述的氣態燃料噴嘴1，中心開有一個沉孔狀的燃料入口6，氣態燃料噴嘴1伸入值班預混腔3部分圓周方向開有若干均勻布置的燃料噴射孔8。

所述的空氣旋流管2，沿管壁切線方向開有兩條對稱的長孔形空氣旋流入口7。

所述的花瓣式旋流器4，在花瓣式旋流器4內部開設若干斜氣孔9，在中心開設直孔，一方面可以提高值班噴嘴流量，另一方面可以輔助防止值班火焰回火，以防花瓣式旋流器燒蝕。

所述的縮放式噴嘴5，在噴嘴出口11里側，其管壁中部向內隆起一個環狀的噴嘴喉部10。