[實用新型]擴散燃燒室聲學火焰筒

有效

• 申請號: 201520049783.2
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN204665355U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 李珊珊;方子文;呂煊;張永良
• 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: 王闖

技術領域

本實用新型涉及燃氣輪機技術領域，尤其涉及一種適用于富氫燃料的擴散燃燒室聲學火焰筒。

背景技術

對于重型燃氣輪機而言，隨著參數等級的提高，燃燒室內平均溫度也在升高，所以燃燒室熱聲振蕩的風險增加。熱聲振蕩的本質為燃燒室內部熱釋放波動與壓力波動的耦合，熱聲振蕩一方面會導致燃燒污染物的增加，增加回火風險，另一方面會對燃燒室結構造成破壞，導致燃燒室壽命降低。

熱聲振蕩的控制與預測是重型燃氣輪機燃燒室的難題。熱聲振蕩控制的方法包括主動控制與被動控制。主動控制手段包括調節燃燒室內部燃料分配從而改變燃燒室內部熱釋放分布，主要通過對燃料控制閥施加與燃燒室振蕩頻率相位相反的動態調整從而抑制燃燒室內部的振蕩。被動控制則通過布置亥姆霍茲諧振腔來衰減相關振幅。

通常而言，認為貧預混燃燒室更容易發生熱聲振蕩，而傳統燃燒室由于火焰筒上存在的較多冷卻孔可以對熱能向聲能的轉化起到耗散作用而相對不容易發生熱聲振蕩。然而當燃燒室燃用富氫燃料時，燃燒室內的火焰特性發生較大改變。然而近些年來，若干工業應用燃用富氫燃料的擴散燃燒室也發生了熱聲振蕩，造成了很大經濟損失。造成這一現象的原因主要包括兩方面：(1)燃氣輪機參數提高造成燃燒室內部平均溫度的升高以及熱釋放強度的增加，相應的熱釋放波動會造成更大影響；(2)富氫燃料的活性高，火焰傳播速度快，對于燃燒室內部壓力波動更為敏感。

現有技術中：在公開號為CN101922711A的專利中，通用電氣公?司公開了一種用于減輕燃氣輪機中動態變化的共振器組件，該共振器組件分別連接到燃燒器上，通過選擇性布置和調整多個共振器以抑制從多個連續地布置的燃燒器中排出流體的一個或多個不同相和同相的動態相互作用；在公開號為CN102003286A的專利中，通用電氣化公司提出了一種聲學上加強的燃氣渦輪燃燒器供應策略，在該方法中，通過在燃氣輪機燃燒器的上游的流體噴射系統上布置可變幾何形狀的諧振器和相應的控制器來衰減或阻尼燃燒器中的壓力振蕩；在公開號為CN101263343A的專利中，西門子公司實用新型了一種在燃氣輪機內阻尼熱聲振蕩的方法和裝置，在該專利中，將諧振器安裝在燃燒室的機匣上，諧振器與燃燒室通過兩條管路連通，可有效消除/避免某一頻段的熱聲振蕩問題；在公開號為CN101061353A的專利中，西門子公司實用新型了一種燃燒室，該燃燒室具有至少一個燃燒室壁和至少一個諧振器裝置，諧振器裝置布置于燃燒室壁面，通過這些諧振器阻尼燃燒脈動的某些頻率；在公開號CN1551965A的專利中，阿爾斯通公司實用新型了一種減小燃氣輪機裝置中燃燒脈動的減振裝置，該減振裝置具有成雙壁形式的燃燒室壁并且以一外壁面部分和一內壁面部分氣密封閉出一中間室，通過這種結構改進來阻尼在燃燒室內形成的某些頻率的脈動；在公開號為CN1615416A的專利中，阿爾斯通公司實用新型了一種新型的燃氣輪機燃燒室結構，為了衰減該燃燒室內的熱聲振動，安置了至少一個亥姆霍茲減振器，該亥姆霍茲減振器的減振容積通過通道與燃燒室連接，同時該亥姆霍茲減振器的減振頻率可調節。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型的目的是提供一種擴散燃燒室聲學火焰筒，以有效調節燃燒室內部的頻率，對熱聲振蕩進行抑制。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種擴散燃燒室聲學火焰筒，包括頭部噴嘴孔和火焰筒筒體，所述頭部噴嘴孔設在所述火焰筒筒體的前端，所述頭部噴嘴孔用于安裝噴嘴，所述火焰筒筒體的后端開口用于連接過渡段，所述火焰筒筒體用于限制反應物流動，所述火焰筒筒體上設有冷卻結構和主燃孔，還包括燃燒室罩帽和諧振器，所述燃燒室罩帽設在所述頭部噴嘴孔與所述火焰筒筒體之間，所述燃燒室罩帽上設有多個發散冷卻孔，所述諧振器為多個，多個諧振器均設在所述燃燒室罩帽上且與所述火焰筒筒體內部的工質氣密連接。

優選地，所述發散冷卻孔的直徑為0.5mm～1.5mm。

優選地，所述發散冷卻孔的中軸線與所述燃燒室罩帽的法向的夾角為45°～60°。

優選地，多個諧振腔的徑向位置相同且沿周向均勻分布。

或者，多個諧振腔的徑向位置相同且在周向錯開主燃孔的位置。

或者，多個諧振腔有兩種徑向位置且兩種徑向位置的諧振腔在周向交錯布置。

或者，多個諧振腔有兩種徑向位置且兩種徑向位置的諧振腔在周向交錯布置并錯開主燃孔的位置。

優選地，所述諧振腔為亥姆霍茲諧振腔。

或者，所述諧振腔為四分之一波長諧振腔。