[發(fā)明專利]一種自吸式空氣輔助霧化雙燃料噴嘴

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810471003.1
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108443912B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊秀龍;王俊;曹天澤;張晨曦;張國強;李名家;李雅軍;冉軍輝;王永貴;任艷平;王威;劉超逸
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七0三研究所
• 主分類號: F23R3/36
• 分類號: F23R3/36;F23R3/38
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務(wù)所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

本發(fā)明屬于燃氣輪機設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自吸式空氣輔助霧化雙燃料噴嘴，包括液態(tài)燃料旋流霧化組件、空氣輔助旋流霧化組件、可拆卸壓緊固定組件、防止積碳氣冷組件及噴嘴殼體；液態(tài)燃料旋流霧化組件包括液態(tài)燃料旋流器和液態(tài)燃料噴口；空氣輔助旋流霧化組件包括霧化空氣旋流器和空氣噴口；液態(tài)燃料旋流器安裝于霧化空氣旋流器內(nèi)；可拆卸壓緊固定組件包括封蓋、墊片和螺塞；防止積碳氣冷組件包括隔熱內(nèi)罩、噴嘴殼體前部的翅片和翅片式流道；液態(tài)燃料接口的液態(tài)燃料入口和霧化空氣接口的霧化空氣入口內(nèi)分別安裝有氣液兩用濾芯和可拆卸止動。解決了燃氣輪機慢車工況運行時因液態(tài)燃料霧化效果不佳造成的燃燒效率過低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于燃氣輪機設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自吸式空氣輔助霧化雙燃料噴嘴。

背景技術(shù)：

隨著我國海洋戰(zhàn)略的不斷推進，海洋原油勘探和開采力度不斷加大，海洋原油產(chǎn)量迅速提高。在開采原油的過程中，常伴有大量的石油伴生氣產(chǎn)出，這種伴生氣具有易燃易爆不易儲存和輸運的特點，出于安全考慮自開采之初就會被直接燃用處理，造成了嚴重能源浪費，國家海洋戰(zhàn)略對解決該問題提出了迫切的需求。雙燃料燃氣輪機就是一種可以有效解決該問題的動力設(shè)備，不僅能夠為原油開發(fā)提供動力，而且可以采用石油伴生氣為氣態(tài)燃料進行工作，在不停機的情況下，實現(xiàn)原液態(tài)燃料與石油伴生氣之間的無擾動在線切換，提高了燃氣輪機對燃料的適應(yīng)性，有效利用了石油伴生氣，解決了原油開發(fā)過程中不同狀態(tài)下的多種燃料需求。

雙燃料噴嘴是雙燃料燃氣輪機最重要的核心部件，隨著海洋戰(zhàn)略對高功率燃氣輪機需求的不斷提升，對噴嘴的設(shè)計也提出了更高的要求。滿足高功率則需要更多的液態(tài)燃料量，因此噴嘴噴口的孔徑設(shè)計較大，這樣便帶來慢車工況條件下液態(tài)燃料霧化效果差，燃燒不均勻，積碳嚴重，進而影響燃燒效率，造成排氣冒黑煙等現(xiàn)象，噴嘴的壽命甚至整臺燃氣輪機的正常運行都受到嚴重威脅。目前采用較多的解決辦法就是采用雙液態(tài)燃料路，設(shè)計為不同流量，以滿足燃氣輪機從起動慢車至高工況不同階段液態(tài)燃料量需求，但由此也帶來的配套設(shè)備增加，附屬系統(tǒng)復(fù)雜，嚴重影響燃氣輪機體積小、重量輕的先天優(yōu)勢，給雙燃料燃氣輪機的應(yīng)用帶來了局限性。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種可使燃氣輪機應(yīng)用液態(tài)燃料在慢車工況及高工況運行過程中均能高效燃燒且兼顧氣態(tài)燃料使用的自吸式空氣輔助霧化雙燃料噴嘴，以解決燃氣輪機慢車工況運行時因液態(tài)燃料霧化效果不佳造成的燃燒效率過低的問題，并以多燃料方式拓寬燃氣輪機應(yīng)用范圍。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種自吸式空氣輔助霧化雙燃料噴嘴，包括液態(tài)燃料旋流霧化組件、空氣輔助旋流霧化組件、可拆卸壓緊固定組件、防止積碳氣冷組件、中部側(cè)罩、上部側(cè)罩、外罩、氣態(tài)燃料接口、液態(tài)燃料接口和霧化空氣接口及噴嘴殼體；所述液態(tài)燃料旋流霧化組件包括液態(tài)燃料旋流器和液態(tài)燃料噴口；所述空氣輔助旋流霧化組件包括霧化空氣旋流器和空氣噴口；所述液態(tài)燃料旋流器安裝于霧化空氣旋流器內(nèi)；所述可拆卸壓緊固定組件包括封蓋、墊片和螺塞；所述防止積碳氣冷組件包括隔熱內(nèi)罩、噴嘴殼體前部的翅片和翅片式流道；所述液態(tài)燃料接口的液態(tài)燃料入口和霧化空氣接口的霧化空氣入口內(nèi)分別安裝有氣液兩用濾芯和可拆卸止動環(huán)。

進一步地，所述外罩與隔熱內(nèi)罩焊接，外罩上設(shè)有10個氣態(tài)燃料出口，氣態(tài)燃料出口的軸線方向與液態(tài)燃料噴口的軸線方向的夾角為30°；所述氣態(tài)燃料出口每2個為1組，每組的2個氣態(tài)燃料出口成12.5°角，且圍繞液態(tài)燃料噴口的中心軸周向均布。

進一步地，所述液態(tài)燃料旋流器通過插接嵌套于霧化空氣旋流器的內(nèi)腔，二者通過可拆卸壓緊固定組件按額定力矩的方式固定于噴嘴殼體內(nèi)；所述可拆卸壓緊固定組件的螺塞采用雙頭直螺紋的連接方式，其一端與噴嘴殼體固定，以擠壓方式壓緊并固定液態(tài)燃料旋流器和霧化空氣旋流器，另一端與墊片和封蓋按額定力矩的方式連接至噴嘴殼體的端面，共同組成液態(tài)燃料旋流通道和輔助旋流霧化空氣通道；所述液態(tài)燃料旋流器與霧化空氣旋流器的內(nèi)壁形成了第二液態(tài)燃料通道。