[發明專利]軸向分級燃燒器

在審

• 申請號: 201810810216.2
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN110748920A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 薛彧;劉維兵;呂煊;李珊珊;楊旭;劉小龍
• 申請（專利權）人: 中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 11201 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 黃德海

本發明公開了一種軸向分級燃燒器，所述軸向分級燃燒器具有燃燒室且包括第一級燃料噴嘴和第二級燃料噴嘴，所述第一級燃料噴嘴設在所述燃燒室的上游，用于向所述燃燒室內噴射第一級燃料和空氣的混合物；所述第二級燃料噴嘴安裝在所述燃燒室的內壁上且位于所述第一級燃料噴嘴下游，用于向所述燃燒室內噴射第二級燃料，所述第二級燃料噴嘴包括主渦流發生器，所述主渦流發生器具有主燃料腔、與所述主燃料腔連通的主燃料進口以及與所述主燃料腔連通以噴出所述主燃料腔內的燃料的主燃料噴出口。本發明的軸向分級燃燒器能夠增強第二級燃料與第一級燃料和空氣燃燒產生的主流高溫煙氣的摻混，降低污染物排放，而且結構簡單，降低了加工難度及制造成本。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機技術領域，具體地涉及一種軸向分級燃燒器。

背景技術

燃氣輪機的熱力循環中，燃燒室內的燃氣溫度越高，越有利于效率和功率的提高。但是，高溫下容易生產氮氧化合物NOX，而為了減少該熱力型NOX的排放，則需降低燃燒室內的最高溫度。

相關技術中，燃氣輪機的燃燒室內采用軸向分級燃燒，在該種類型的分級燃燒中，第二級燃料噴嘴位于第一級燃料噴嘴的下游，在此下游位置噴入燃料，既可以減少燃燒室高溫區的停留時間，降低NOX排放，又可以改善燃氣輪機部分負荷時的性能。然而，目前的第二級燃料噴嘴結構復雜，既增加了系統的成本，也會使得噴嘴的熱負荷過高，還存在燃料泄漏到燃壓缸的風險；而且第二級燃料與第一級燃料和空氣燃燒產生的主流高溫煙氣混合不好，污染物排放甚至比單級燃燒高。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明提出一種軸向分級燃燒器,該軸向分級燃燒器的第二級燃料噴嘴結構簡單，降低了制造成本，能夠增強第二級燃料與主流高溫煙氣的摻混，降低污染物排放。

根據本發明的第一方面的實施例的軸向分級燃燒器具有燃燒室，所述軸向分級燃燒器包括：第一級燃料噴嘴，所述第一級燃料噴嘴設在所述燃燒室的上游，用于向所述燃燒室內噴射第一級燃料和空氣的混合物；第二級燃料噴嘴，所述第二級燃料噴嘴安裝在所述燃燒室的內壁上且位于所述第一級燃料噴嘴下游，用于向所述燃燒室內噴射第二級燃料，所述第二級燃料噴嘴包括主渦流發生器，所述主渦流發生器具有主燃料腔、與所述主燃料腔連通的主燃料進口以及與所述主燃料腔連通以噴出所述主燃料腔內的燃料的主燃料噴出口。

根據本發明實施例的軸向分級燃燒器，能夠增強第二級燃料與第一級燃料和空氣形成的主流高溫煙氣的摻混，降低污染物排放，而且結構簡單，降低了加工難度及制造成本。

在一些實施例中，所述主渦流發生器包括第一主側板和第二主側板，所述主燃料噴出口設在所述第一主側板和第二主側板的交界處。

在一些實施例中，所述第一主側板和第二主側板的交界處形成有主交界面，所述主燃料噴出口形成在所述主交界面上。

在一些實施例中，所述主燃料噴出口的開口方向相對于所述主交界面的法線方向傾斜。

在一些實施例中，所述主燃料噴出口還進一步設在所述第一主側板和第二主側板中的至少一個上。

在一些實施例中，所述第二級燃料噴嘴還包括第一副渦流發生器和第二副渦流發生器，所述第一副渦流發生器設在所述第一主側板上，所述第二副渦流發生器設在所述第二主側板上，所述第一副渦流發生器和所述第二副渦流發生器中的每一個具有副燃料腔、與所述副燃料腔連通的副燃料進口以及與所述副燃料腔連通以噴出所述副燃料腔內的燃料的副燃料噴出口，所述副燃料腔通過所述副燃料進口與所述主燃料腔連通。

在一些實施例中，所述第一副渦流發生器和所述第二副渦流發生器中的每一個包括第一副側板和第二副側板，所述副燃料噴出口設在所述第一副側板和第二副側板的交界處。

在一些實施例中，所述第一副側板和第二副側板的交界處形成有副交界面，所述副燃料噴出口形成在所述副交界面上。