一種燃氣輪機貧預混燃燒室制造技術

一種燃氣輪機貧預混燃燒室：機匣內固定有火焰筒，該機匣尾部壁面開設有若干通入空氣的圓孔；機匣側面設有用于安裝點火器的點火器安裝座；火焰筒內安裝有變徑的旋流杯，噴嘴旋流器組合件通過機匣連接至該旋流杯的入口；噴嘴本體中心為值班燃料引入管，外圈為預混燃料引入管；旋流器組合件的預混燃料腔后蓋與葉片安裝基體的內側連接形成預混燃料腔；葉片安裝基體的外側固定有多個葉片，每個葉片沿軸向開有一盲孔，各葉片兩側壁面上設有多個預混燃料噴射孔；預混燃料自預混燃料引入管進入預混燃料腔，通過葉片上的盲孔和葉片上的預混燃料噴射孔進入旋流器通道，完成與空氣的摻混。本實用新型專利技術使燃料與空氣摻混均勻，有利于降低燃燒室的NOX排放。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種燃氣輪機貧預混燃燒室
本技術屬于燃氣輪機
，尤其涉及一種應用于燃氣輪機燃燒室的貧預混燃燒預混燃料噴射結構以及采用該結構的貧預混燃燒室。
技術介紹
目前燃氣輪機燃燒室面臨的主要問題就是要降低污染物特別是NOx的排放。貧預混燃燒作為一種成熟的干式低NOx技術已經得到了廣泛的應用。所謂貧預混燃燒就是將燃料和空氣預先在燃燒室上游混合，避免產生燃料和空氣比例接近化學恰當比的區域。這樣燃燒區處于空氣過量狀態，因此火焰溫度降低，從而大大減少了熱力型NOx的生成。貧預混燃燒技術降低NOx排放的關鍵在于在盡可能短的時間內實現燃料和空氣的均勻摻混。燃料和空氣摻混的均勻，不存在局部燃料高濃度區，就不會產生局部高溫區，從而可以抑制大量 NOx的生成。另外燃料不能在摻混區域內的停留時間過長，否則會發生回火和自點燃現象， 影響燃燒室的安全運行。隨著燃氣輪機技術的發展，燃燒室進口空氣溫度越來越高，該問題也越來越嚴重。另外，由于在相同的條件下氫氣的點火延遲時間要遠小于常規的天然氣燃料，因此對于氫含量高的燃料采用貧預混燃燒更容易在預混通道內發生自點燃。燃氣輪機燃燒室通常在頭部采用旋流器形成中心回流區從而穩定火焰，當采用貧預混燃燒技術時燃料通常在旋流器的上游噴入，燃料在經過旋流器通道過程中實現與空氣的摻混。該種方法的缺點在于燃料射流在上游來流空氣的影響下會導致燃料積聚在一定區域，不能實現與空氣的均勻摻混。來流空氣的流量以及流動方向的波動也會影響到燃料與空氣的摻混效果。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種燃氣輪機貧預混燃燒室，以提高燃氣輪機貧預混燃燒室的預混燃料與空氣的摻混效果，降低NOx排放。為實現上述目的，本技術提供的燃氣輪機貧預混燃燒室，其主要結構包括一機匣(1)，該機匣(I)內固定有火焰筒(2)，機匣與火焰筒之間形成空氣的二股通道；該機匣(I)尾部壁面開設有若干通入空氣的圓孔(11);機匣(I)側面設有用于安裝點火器(5)的點火器安裝座(17)；該火焰筒⑵內安裝有變徑的旋流杯(45)，該旋流杯(45)的入口直徑小于出口直徑；噴嘴旋流器組合件(3)通過機匣(I)連接至該旋流杯(45)的入口 ；噴嘴旋流器組合件(3)中的噴嘴本體(34)中心為值班燃料引入管(38)，該值班燃料引入管(38)的頂端為值班噴嘴(33)，值班噴嘴(33)的出口端外側為倒角錐面，在倒角錐面上沿圓周加工多個圓孔作為燃料噴射孔(310);值班燃料引入管(38)外圈為預混燃料引入管(39)，該預混燃料引入管(39)的一端連接旋流器組合件(35)，該預混燃料引入管(39)的側面設有預混燃料孔(303)；旋流器組合件(35)的預混燃料腔后蓋(304)與葉片安裝基體(305)的內側連接形成預混燃料腔(307);葉片安裝基體(305)的外側固定有多個葉片(306)，各葉片(306) 之間形成沿流動方向等截面并與徑向成夾角的旋流器通道(31);每個葉片(306)沿軸向開有一盲孔(308)，各盲孔(308)與葉片安裝基體(305)上的開孔(309)對齊；各葉片(306) 兩側壁面上設有多個預混燃料噴射孔(32)，各葉片(306)上的預混燃料噴射孔(32)與所在葉片(306)的盲孔(308)相通；預混燃料自預混燃料引入管(39)進入預混燃料腔(307)， 通過葉片(306)上的盲孔(308)和葉片(306)上的預混燃料噴射孔(32)進入旋流器通道(31)，完成與空氣的摻混。所述的燃氣輪機貧預混燃燒室，其中，葉片安裝基體(305)外側設有與旋流器葉片(306)橫截面形狀相同的淺槽，葉片(306)嵌入該淺槽內焊接固定。所述的燃氣輪機貧預混燃燒室，其中，旋流器通道(31)的等截面面積取決于通過旋流器通道(31)進入火焰筒(2)的空氣流量；旋流器通道(31)的徑向夾角的大小取決于需要的旋流強度。所述的燃氣輪機貧預混燃燒室，其中，機匣(I)中部設有一個法蘭盤(12)，通過該法蘭盤將燃氣輪機本體與燃氣輪機貧預混燃燒室連接在一起。所述的燃氣輪機貧預混燃燒室，其中，機匣(I)尾部的圓孔(11)總面積大于二股通道的橫截面積出)的兩倍。所述的燃氣輪機貧預混燃燒室，其中，葉片安裝基體(305)的外側設有與葉片 (306)橫截面形狀相同的槽口，每一葉片(306)嵌入一個槽口中固定。所述的燃氣輪機貧預混燃燒室，其中，旋流杯(45)入口為直管段，過渡為大直徑的出口。所述的燃氣輪機貧預混燃燒室，其中，點火器(5)通過螺紋固定在機匣的安裝座(17)上，并依次穿過機匣(I)、火焰筒(2)和旋流杯(45)，點火器(5)的點火頭設在旋流杯內側，通電后放電點燃燃料。本技術的最大特點在于旋流器通道沿葉片軸向在表面開有多排燃料噴射孔， 這些孔與噴嘴的預混燃料通道相連，形成預混燃料的噴射通道。預混燃料在旋流器通道內完成噴射并與空氣進行摻混。這種預混燃料噴射方式的優點一是保證了燃料與空氣的摻混均勻，有利于降低燃燒室的NOx排放，二是燃料的流動不容易受到上游來流空氣流場波動的影響，保證燃燒室燃料摻混的穩定性，不會造成燃燒室NOx排放的變化。附圖說明圖I是本技術燃氣輪機貧預混燃燒室的縱向剖視圖。圖2A是圖I中機匣結構圖的放大示意圖，圖2B是圖2A的側視圖主視圖。圖3A是圖I中火焰筒結構圖的放大示意圖，圖3B是圖3A的側視圖。圖4是圖I中噴嘴旋流器組合件立體視圖。圖5是圖I中噴嘴旋流器組合件縱向剖視圖。圖6是圖I中旋流杯組合件縱向剖視圖。附圖中主要組件符號說明I機匣；2火焰筒，20火焰筒頂蓋，201火焰筒末段，202錐形段外側的圓筒段，203火焰筒第一段，204火焰筒上點火器插入孔，21摻混孔，22筒體氣膜冷卻孔，23火焰筒頂蓋冷卻孔，24 火焰筒出口，25火焰筒的筒體，26火焰筒頂蓋中心大孔，27火焰筒頂蓋中心大孔周圍小孔， 28火焰筒內側圓環，29環形通道；3噴嘴旋流器組合件，31旋流器通道，32葉片壁面的預混燃料噴射孔，33值班噴嘴，34旋轉噴嘴本體，35旋流器組合件，36旋流器安裝螺母，37旋流器安裝墊片，38值班噴嘴燃料引入管，39預混燃料引入管；301燃料路隔離套管，302預混燃料路環空通道，303預混燃料入口，304預混燃料腔后蓋，305旋流器葉片安裝基體，306旋流器葉片，307旋流器預混燃料腔，308旋流器葉片盲孔，309葉片安裝基體上開孔，310值班噴嘴燃料噴射孔；4旋流杯組合件，41旋流杯入口，42旋流杯出口，43旋流杯安裝座，44旋流杯安裝座螺釘孔，45旋流杯，46點火器插孔；5點火器；6環形二股通道；7雙頭螺柱；8墊片；9螺母；10墊圈；11圓孔；12法蘭盤；13機匣端蓋中心大孔；14螺釘孔；15盲孔；16通孔；17點火器安裝座；18螺釘。具體實施方式本技術所要解決的技術問題是提高燃氣輪機貧預混燃燒室的預混燃料與空氣的摻混效果，降低NOx排放。本技術的技術方案是這樣實現的一種燃用氣體燃料的筒形燃氣輪機燃燒室，包括機匣、火焰筒、噴嘴旋流器組合件、旋流杯組合件以及點火器共5個部分。燃燒室總體上分為兩層，外側是機匣，內側是火焰筒。機匣與火焰筒之間形成空氣的二股通道，機匣尾部壁面開有大量圓孔，來自壓氣機的空氣通過這些圓孔進入二股通道。 圓孔的總面積要大本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃氣輪機貧預混燃燒室，其特征在于，主要結構包括：一機匣(1)，該機匣(1)內固定有火焰筒(2)，機匣與火焰筒之間形成空氣的二股通道；該機匣(1)尾部壁面開設有若干通入空氣的圓孔(11)；機匣(1)側面設有用于安裝點火器(5)的點火器安裝座(17)；該火焰筒(2)內安裝有變徑的旋流杯(45)，該旋流杯(45)的入口直徑小于出口直徑；噴嘴旋流器組合件(3)通過機匣(1)連接至該旋流杯(45)的入口；噴嘴旋流器組合件(3)中的噴嘴本體(34)中心為值班燃料引入管(38)，該值班燃料引入管(38)的頂端為值班噴嘴(33)，值班噴嘴(33)的出口端外側為倒角錐面，在倒角錐面上沿圓周加工多個圓孔作為燃料噴射孔(310)；值班燃料引入管(38)外圈為預混燃料引入管(39)，該預混燃料引入管(39)的一端連接旋流器組合件(35)，該預混燃料引入管(39)的側面設有預混燃料孔(303)；旋流器組合件(35)的預混燃料腔后蓋(304)與葉片安裝基體(305)的內側連接形成預混燃料腔(307)；葉片安裝基體(305)的外側固定有多個葉片(306)，各葉片(306)之間形成沿流動方向等截面并與徑向成夾角的旋流器通道(31)；每個葉片(306)沿軸向開有一盲孔(308)，各盲孔(308)與葉片安裝基體(305)上的開孔(309)對齊；各葉片(306)兩側壁面上設有多個預混燃料噴射孔(32)，各葉片(306)上的預混燃料噴射孔(32)與所在葉片(306)的盲孔(308)相通；預混燃料自預混燃料引入管(39)進入預混燃料腔(307)，通過葉片(306)上的盲孔(308)和葉片(306)上的預混燃料噴射孔(32)進入旋流器通道(31)，完成與空氣的摻混。...

【技術特征摘要】
1.一種燃氣輪機貧預混燃燒室，其特征在于，主要結構包括一機匣(1)，該機匣(I)內固定有火焰筒(2)，機匣與火焰筒之間形成空氣的二股通道；該機匣(I)尾部壁面開設有若干通入空氣的圓孔(11);機匣(I)側面設有用于安裝點火器(5)的點火器安裝座(17)；該火焰筒(2)內安裝有變徑的旋流杯(45)，該旋流杯(45)的入口直徑小于出口直徑； 噴嘴旋流器組合件(3)通過機匣(I)連接至該旋流杯(45)的入口 ；噴嘴旋流器組合件(3)中的噴嘴本體(34)中心為值班燃料引入管(38)，該值班燃料引入管(38)的頂端為值班噴嘴(33)，值班噴嘴(33)的出口端外側為倒角錐面，在倒角錐面上沿圓周加工多個圓孔作為燃料噴射孔(310);值班燃料引入管(38)外圈為預混燃料引入管 (39)，該預混燃料引入管(39)的一端連接旋流器組合件(35)，該預混燃料引入管(39)的側面設有預混燃料孔(303)；旋流器組合件(35)的預混燃料腔后蓋(304)與葉片安裝基體(305)的內側連接形成預混燃料腔(307);葉片安裝基體(305)的外側固定有多個葉片(306)，各葉片(306)之間形成沿流動方向等截面并與徑向成夾角的旋流器通道(31);每個葉片(306)沿軸向開有一盲孔(308)，各盲孔(308)與葉片安裝基體(305)上的開孔(309)對齊；各葉片(306)兩側壁面上設有多個預混燃料噴射孔(3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔玉峰，張宏武，房愛兵，段冬霞，邢雙喜，王昆，宋權斌，
申請(專利權)人：中國科學院工程熱物理研究所，上海中科高等研究院，
類型：實用新型
國別省市：