一種燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴制造技術

本實用新型專利技術涉及燃氣輪機技術領域，提供了一種燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴。該噴嘴在內層空氣旋流器或外層空氣旋流器的葉片下游端開設環形縫槽通道，且環形縫槽通道與空氣旋流器的葉片上的燃料油中空通道連通，以供應燃料油；內層空氣旋流器和外層空氣旋流器中，葉片上開設有連通的燃料氣中空管道，和與所述燃料氣中空管道連通的燃料噴射孔，以供應燃料氣。其中，所述環形縫槽通道具有預成膜作用，為燃油進入燃燒區后形成合適的液滴大小和良好分布提供條件。上述燃料油和燃料氣相互配合，滿足在不同負荷下對燃料的要求；在此基礎上，空氣旋流器和雙燃料供應相互配合，得到合理的噴嘴出口速度分布和出口溫度分布，最終保證燃燒的穩定性。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及燃氣輪機
，尤其涉及一種燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴。
技術介紹
在我國當前的能源結構中，采用傳統燃煤技術的火力發電占據了絕大部分份額。但是這種傳統的發電技術存在發電效率低，污染物排放高(尤其是NOx排放)，耗費淡水資源多等缺點。以天然氣為燃料的燃氣輪機發電技術作為清潔能源技術之一，可以在滿足發電負荷要求的同時，有效的降低污染物的排放，這其中燃氣輪機燃燒室噴嘴的設計對于組織燃燒、降低污染物排放尤為重要。燃氣輪機燃燒室中，燃料和空氣通過噴嘴實現預混合和速度型的改變，在噴嘴出口達到合理的速度分布，并匹配合理的燃料空氣混合比例，進入燃燒室組織燃燒，形成穩定的流場和燃燒場。雙燃料噴嘴要求在不同的負荷下采用不同的燃料進行燃燒，保證火焰穩定和良好的燃燒性能。當前，對燃氣輪機燃燒室雙燃料噴嘴的設計形式，例如專利CN102261673A，采用噴嘴中心安裝離心式燃油噴嘴的形式，并通過霧化器霧化燃油，保證燃油進入燃燒室以后具有良好的燃燒性能。但是，離心式燃油噴嘴在某些負荷條件下的燃油分布效果不如預膜式噴嘴的效果理想:離心式燃油噴嘴燃油的分布以噴嘴中心區域為中心向四周擴散，需要通過霧化器使燃油在燃燒前達到適合的液滴大小和分布，而霧化器向噴嘴中心引氣的難度較高。有鑒于此，亟待提供一種要更加合理有效的燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴，從而組織燃燒并控制污染物排放。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題本技術要解決的技術問題就是如何提供一種更加合理有效的燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本技術提供了一種燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴，包括環形噴嘴管道；所述環形噴嘴管道內部設置有環形分隔管道；在所述環形分隔管道內的上游端設置有環形燃氣管道，以及位于所述環形燃氣管道內部的中心燃油管道；所述環形燃氣管道和中心燃油管道的下游端連接一個旋轉體堵頭；所述環形噴嘴管道和環形分隔管道之間的上游端設置有外層空氣旋流器；所述外層空氣旋流器的內側，環形分隔管道和環形燃氣管道之間設置有內層空氣旋流器；所述內、外層空氣旋流器的葉片上開設有連通的燃料氣中空通道，以及與所述燃料氣中空通道連通且互成角度的燃料噴射孔；所述燃料氣中空通道與所述環形燃氣管道上開設的燃料氣通孔連通；所述內層空氣旋流器或者外層空氣旋流器的葉片的下游端開設有環形縫槽通道，且所述中心燃油管道上開設有燃料油通孔；所述燃料油通孔通過燃料油中空通道與所述環形縫槽通道連通。優選地，所述環形噴嘴管道、環形分隔管道、環形燃氣管道以及中心燃油管道同軸分布O優選地，所述旋轉體堵頭為圓錐形，所述堵頭與所述中心燃油管道同軸分布，且圓錐的頂點位于下游端。優選地，所述環形縫槽通道起始于所述燃料油中空通道的軸向位置，并延續至所述葉片的尾端。優選地，所述環形縫槽通道的高度從上游端到下游端保持一致，為0.5mm?1mm。優選地，所述燃料氣中空通道位于燃料油中空通道的上游，且兩者互相平行。優選地，所述環形縫槽通道的徑向位置為葉片中心徑向位置。優選地，所述外層空氣旋流器采用軸向葉片式結構，且葉片沿著所述環形噴嘴管道的內圓周均勻布置；所述外層空氣旋流器包括6?8個葉片，且旋流角度為O?45度。優選地，所述內層空氣旋流器采用軸向葉片式結構，且葉片沿著所述環形分隔管道的內圓周均勻布置；所述內層空氣旋流器包括6?8個葉片，且旋流角度為O?15度。(三)有益效果本技術的技術方案具有以下優點:本技術的燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴，在內層空氣旋流器或外層空氣旋流器的葉片下游端開設環形縫槽通道，且環形縫槽通道與空氣旋流器的葉片上的燃料油中空通道連通，以供應燃料油；內層空氣旋流器和外層空氣旋流器中，葉片上開設有連通的燃料氣中空管道，和與所述燃料氣中空管道連通的燃料噴射孔，以供應燃料氣。其中，所述環形縫槽通道具有預成膜作用，為燃油進入燃燒區后形成合適的液滴大小和良好分布提供條件。上述燃料油和燃料氣相互配合，滿足在不同負荷下對燃料的要求；在此基礎上，空氣旋流器和雙燃料供應相互配合，得到合理的噴嘴出口速度分布和出口溫度分布，最終保證燃燒的穩定性?！靖綀D說明】為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本技術實施例一的燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴的截面示意圖；圖2是本技術實施例一的燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴的結構三維剖視示意圖；圖3是本技術實施例二的燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴的截面示意圖；圖4是本技術實施例二的燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴的結構三維剖視示意圖；圖中:1、環形噴嘴管道；2、環形分隔管道；3、環形燃氣管道；4、中心燃油管道；5、旋轉體堵頭；6、外層空氣旋流器；7、內層空氣旋流器；8、燃料氣中空通道；9、燃料噴射孔； 10、環形縫槽通道；lla、燃料油中空通道；llb、燃料油中空通道?！揪唧w實施方式】下面結合附圖和實施例對本技術的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本技術，但不能用來限制本技術的范圍。在本技術的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“前”、“后”、“內”、“外”、“軸向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本技術的限制。本技術的一種燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴，包括環形噴嘴管道I ;所述環形噴嘴管道I內部設置有環形分隔管道2，以將環形噴嘴管道I內部分隔出多個氣流通道；所述多個氣流通道最終在環形分隔管道2的尾端匯合。在所述環形分隔管道2內部的上游端設置有環形燃氣管道3，以及位于所述環形燃氣管道3內部的中心燃油管道4 ;其中，環形燃氣管道3的作用在于輸入燃料氣，中心燃油管道4的作用在于輸入燃料油。為了避免燃料氣和燃料油直接沿著噴嘴的軸向進入噴嘴的下游端，在環形燃氣管道3和中心燃油管道4的下游端連接一個旋轉體堵頭5。由此，環形噴嘴管道I和環形分隔管道2之間形成外層氣流通道，而環形分隔管道2，與環形燃氣管道3和旋轉體堵頭5之間形成內層氣流通道。其次，在環形噴嘴管道I和環形分隔管道2之間(也即外層氣流通道中)的上游端設置有外層空氣旋流器6 ;所述外層空氣旋流器6的內側，環形分隔管道2和環形燃氣管道3之間(也即內層氣流通道中)設置有內層空氣旋流器7。所述內、外層空氣旋流器6的葉片上開設有連通的燃料氣中空通道8，以及與所述燃料氣中空通道8連通且互成角度的燃料噴射孔9。所述燃料氣中空通道8與所述環形燃氣管道3上開設的燃料氣通孔連通。環形燃氣管道3中的燃料氣從燃料氣通孔進入燃料氣中空通道8，并在空氣旋流器的作用下，從燃料噴射孔9進入內層氣流通道和外層氣流通道。本技術中，所述燃料噴射孔9的直徑優選為0.5mm?1_。為了實現雙燃料供應，本技術在內層空氣旋流器7或者外層空氣旋流器6的葉片下游端開設有環形縫槽通道10 ;且所述中心燃油管道4上開設本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃氣輪機燃燒室的雙燃料噴嘴，其特征在于，包括環形噴嘴管道；所述環形噴嘴管道內部設置有環形分隔管道；在所述環形分隔管道內的上游端設置有環形燃氣管道，以及位于所述環形燃氣管道內部的中心燃油管道；所述環形燃氣管道和中心燃油管道的下游端連接一個旋轉體堵頭；所述環形噴嘴管道和環形分隔管道之間的上游端設置有外層空氣旋流器；所述外層空氣旋流器的內側，環形分隔管道和環形燃氣管道之間設置有內層空氣旋流器；所述內、外層空氣旋流器的葉片上開設有連通的燃料氣中空通道，以及與所述燃料氣中空通道連通且互成角度的燃料噴射孔；所述燃料氣中空通道與所述環形燃氣管道上開設的燃料氣通孔連通；所述內層空氣旋流器或者外層空氣旋流器的葉片的下游端開設有環形縫槽通道，且所述中心燃油管道上開設有燃料油通孔；所述燃料油通孔通過燃料油中空通道與所述環形縫槽通道連通。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張龍，張珊珊，查筱晨，劉小龍，
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，
類型：新型
國別省市：北京;11