[發明專利]一種帶有振蕩燃燒檢測與抑制功能的燃燒室

有效

• 申請號: 202011387085.5
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112503572B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 石磊;金戈;門玉賓;韓偉東
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請屬于燃氣輪機燃燒室設計技術領域，特別涉及一種帶有振蕩燃燒檢測與抑制功能的燃燒室，包括：火焰筒；一個值班級燃油噴嘴，設置在火焰筒頭部圓形端面的中心位置；多個主級燃油噴嘴，均勻環繞設置在該圓形端面上；多個調節燃油噴嘴，貫穿設置在火焰筒筒體上，分成至少一組；總壓測試探頭，設置在每個調節燃油噴嘴上，用于實時監測其所在位置的火焰筒內腔壓力；邏輯控制器，用于接收壓力數據，并控制測點對應位置的調節燃油噴嘴。本申請的帶有振蕩燃燒檢測與抑制功能的燃燒室，可全程監測燃燒室內的壓力變化，第一時間辨別燃燒室內是否發生了振蕩燃燒；另外，可在燃燒室發生振蕩燃燒后，通過局部噴油增加油氣比，抑制和消除振蕩燃燒。

技術領域

本申請屬于燃氣輪機燃燒室設計技術領域，特別涉及一種帶有振蕩燃燒檢測與抑制功能的燃燒室。

背景技術

民機和燃機燃燒室設計中，對排放指標要求嚴格，因此，多采用貧油預混燃燒組織技術，該技術的使用容易造成燃燒不穩定，進而引起振蕩燃燒；振蕩燃燒主要是由于燃燒時火焰熱釋放的脈動與燃燒室內聲場之間互相作用耦合而產生的一種自激振蕩現象。當燃燒室發生振蕩燃燒時，強大的壓力脈動可能導致燃燒室乃至整個發動機振動加劇，發出巨大的燃燒噪聲，影響發動機的性能，嚴重時使發動機部件遭到破壞和燒灼，同時也加劇污染物的產生。因此，振蕩燃燒問題的快速識別及控制，顯得十分重要。

現有技術方案對于振蕩燃燒問題的控制主要是通過調整燃燒室氣動布局來實現。例如，增加隔板或改進旋流器結構，增強回流強度以提高燃燒穩定性。

現有方案主要缺點如下：

1、現有控制方法無法監測燃燒室內的壓力變化，無法判別是否發生了振蕩燃燒。

2、現有控制方法為被動控制方法，只能減小發生振蕩燃燒的概率，如燃燒室工作中真的發生振蕩燃燒，無振蕩燃燒抑制措施。

發明內容

為了解決上述技術問題至少之一，本申請提供了一種帶有振蕩燃燒檢測與抑制功能的燃燒室。

本申請公開了一種帶有振蕩燃燒檢測與抑制功能的燃燒室，包括：

火焰筒，所述火焰筒頭部位置的內腔為預混腔，在預混腔出口往后位置的火焰筒上開設有摻混孔；

一個值班級燃油噴嘴，設置在所述火焰筒頭部圓形端面的中心位置，用于在燃燒室啟動點火和小狀態下工作；

多個主級燃油噴嘴，以所述火焰筒頭部圓形端面的中心為圓心，均勻環繞設置在圓形端面上，用于在燃燒室大狀態下工作；

多個調節燃油噴嘴，貫穿設置在所述火焰筒頭部端面到摻混孔之間筒體上，多個調節燃油噴嘴分成至少一組，每組在筒體上呈環狀均勻分布；

總壓測試探頭，設置在每個所述調節燃油噴嘴上，并跟隨所述調節燃油噴嘴伸入到所述火焰筒內腔中，用于實時監測其所在位置的火焰筒內腔壓力；

邏輯控制器，用于接收所述總壓測試探頭監測的壓力數據，并根據壓力數據判斷是否會引起振蕩燃燒，以在會引起振蕩燃燒時控制測點對應位置的調節燃油噴嘴開啟。

根據本申請的至少一個實施方式，多個調節燃油噴嘴在所述火焰筒筒體上分布成三組，每組調節燃油噴嘴的數量與所述主級燃油噴嘴的數量相同，另外，三組調節燃油噴嘴在所述火焰筒軸線方向等間距分布。

根據本申請的至少一個實施方式，三組調節燃油噴嘴中，第一組的調節燃油噴嘴為第一調節燃油噴嘴，第二組的調節燃油噴嘴為第二調節燃油噴嘴，第三組的調節燃油噴嘴為第三調節燃油噴嘴；

其中，第一組的多個第一調節燃油噴嘴位于所述火焰筒預混腔軸向中點位置，第二組的多個第二調節燃油噴嘴位于所述火焰筒預混腔出口位置，第三組的多個第三調節燃油噴嘴位于摻混孔前段位置。