[发明专利]用于涡轮机械燃烧器的辅助燃料喷嘴的涡流角

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机械。更具体地，本发明涉及具有改良的涡流角的、用于涡轮机械的干式低NOx(“DLN”)燃烧器的辅助燃料喷嘴。

背景技术

[02]传统的干式低NOx DLN燃烧器包括燃料喷射系统，该喷射系统具有主喷嘴和辅助燃料喷嘴，衬里，文丘里管以及盖/中心体组件。在该系统中，燃料和空气混合物穿过由辅助燃料喷嘴以及附接于衬里上的外部燃烧管限定边界的环形通道。在混合物在环形通道的下游的燃烧室中燃烧前，将流速的主要分量(即：涡流)施加到混合物上。在传统的低NOx DLN的燃烧器中，NOx排放的减少对辅助燃料喷嘴的主要涡流特性敏感。即：反应燃烧气体的涡流角是燃烧器稳定性和排放中的重要参数。在传统的燃烧器中，涡流角典型地小于或者等于大约45°。

发明内容

本发明的一个示范性实施例提供一种燃烧器，该燃烧器包括主燃烧室和辅助燃烧室；设置于该主燃烧室中并向该主燃烧室提供燃料的一个或者多个主喷嘴；中心体组件；设置于该中心体组件下游的文丘里管；以及容纳在该中心体组件中、朝着该文丘里管延伸并向辅助燃烧室提供燃料的辅助燃料喷嘴。该辅助燃料喷嘴包括燃料通道和空气通道，以及定位在该燃料通道周围并具有在该空气通道中径向突出的一个或者多个叶片的涡流器，各叶片均具有以相对于该辅助燃料喷嘴的纵向轴线成涡流角布置的后缘，其中该涡流角大于45°。

本发明的另一示范性实施例提供了一种用于燃烧器的喷嘴。该喷嘴包括容纳于燃烧器的中心体组件中的喷嘴本体，该喷嘴本体包括燃料通道和围绕喷嘴本体的空气通道，以及径向地定位在燃料通道和空气通道之间的涡流器，该涡流器包括在燃料通道的周围周向地间隔开的一个或者多个叶片，各叶片均具有以相对于喷嘴本体的纵向轴线成大于45°的角度布置的后缘。

本发明的另一示范性实施例提供了一种用于减少燃烧器中NOx的方法。该方法包括：在燃烧器的中心体组件中提供具有燃料通道和空气通道的喷嘴，以及在喷嘴中提供支撑燃料通道的、并具有一个或者多个成形为以相对于喷嘴的纵向轴线形成涡流角的叶片的涡流器，涡流器将来自压缩机的排放空气输送给空气通道并将燃料输送给燃料通道，然后通过该涡流器将排放空气与燃料混合，并使得混合物以大于45°的涡流角涡旋。

本发明的另一示范性实施例提供了一种涡轮机械，该涡轮机械包括压缩机和被配置为接受进入的燃料和来自该压缩机的排放空气的至少一个燃烧器。燃烧器包括主燃烧室和辅助燃烧室；设置于主燃烧室中并向主燃烧室提供燃料的一个或者多个主喷嘴；中心体组件；设置于中心体组件下游的文丘里管；容纳在中心体组件中、朝着文丘里管延伸并向辅助燃烧室提供燃料的辅助燃料喷嘴。该辅助燃料喷嘴包括燃料通道和空气通道，定位在燃料通道周围并具有在空气通道中径向突出的一个或者多个叶片的涡流器，每个叶片具有以相对于辅助燃料喷嘴的纵向轴线成涡流角布置的后缘，涡流器被配置为使得空气通道中的排放空气和燃料通道中的燃料的混合物以大于45°的涡流角涡旋。该涡轮机械还包括可操作地连接在燃烧器上的至少一个涡轮。

通过本发明的示范性实施例的技术实现了附加特征和益处。本发明的其他实施例和方面在本文中详细地进行了描述，并且被认为是要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明具有的这些益处和特征，将参考具体实施方式和附图。

附图说明

图1是可在本发明的实施例中实现的燃烧器的部分截面侧视图。

图2是可在本发明的实施例中实现的燃烧器的辅助燃料喷嘴的截面侧视图。

图3是可在本发明的实施例中实现的涡流器的视图。

图4是图3中所示出的可在本发明的实施例中实现的涡流器的多个叶片中一个叶片的视图。

部件列表

1   涡轮机械

10  燃烧器

12  主燃烧室

14  辅助燃烧室

16  文丘里管

18  流套筒

20  压缩机

24  主喷嘴

30  中心体组件

32  衬里

40  辅助喷嘴

42  喷嘴本体

44  燃料通道

46  空气通道

50  涡轮

100 涡流器

105 叶片

110 后缘

120 涡流流场

具体实施方式