[实用新型]一种燃气轮机贫预混燃烧室

说明书

技术领域

本实用新型属于燃气轮机技术领域，尤其涉及一种应用于燃气轮机燃烧室的贫预混燃烧预混燃料喷射结构以及采用该结构的贫预混燃烧室。

背景技术

目前燃气轮机燃烧室面临的主要问题就是要降低污染物特别是NO_X的排放。贫预混燃烧作为一种成熟的干式低NO_X技术已经得到了广泛的应用。所谓贫预混燃烧就是将燃料和空气预先在燃烧室上游混合，避免产生燃料和空气比例接近化学恰当比的区域。这样燃烧区处于空气过量状态，因此火焰温度降低，从而大大减少了热力型NO_X的生成。贫预混燃烧技术降低NO_X排放的关键在于在尽可能短的时间内实现燃料和空气的均匀掺混。燃料和空气掺混的均匀，不存在局部燃料高浓度区，就不会产生局部高温区，从而可以抑制大量NO_X的生成。另外燃料不能在掺混区域内的停留时间过长，否则会发生回火和自点燃现象，影响燃烧室的安全运行。随着燃气轮机技术的发展，燃烧室进口空气温度越来越高，该问题也越来越严重。另外，由于在相同的条件下氢气的点火延迟时间要远小于常规的天然气燃料，因此对于氢含量高的燃料采用贫预混燃烧更容易在预混通道内发生自点燃。

燃气轮机燃烧室通常在头部采用旋流器形成中心回流区从而稳定火焰，当采用贫预混燃烧技术时燃料通常在旋流器的上游喷入，燃料在经过旋流器通道过程中实现与空气的掺混。该种方法的缺点在于燃料射流在上游来流空气的影响下会导致燃料积聚在一定区域，不能实现与空气的均匀掺混。来流空气的流量以及流动方向的波动也会影响到燃料与空气的掺混效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃气轮机贫预混燃烧室，以提高燃气轮机贫预混燃烧室的预混燃料与空气的掺混效果，降低NO_X排放。

为实现上述目的，本实用新型提供的燃气轮机贫预混燃烧室，其主要结构包括：

一机匣(1)，该机匣(1)内固定有火焰筒(2)，机匣与火焰筒之间形成空气的二股通道；

该机匣(1)尾部壁面开设有若干通入空气的圆孔(11)；机匣(1)侧面设有用于安装点火器(5)的点火器安装座(17)；

该火焰筒(2)内安装有变径的旋流杯(45)，该旋流杯(45)的入口直径小于出口直径；喷嘴旋流器组合件(3)通过机匣(1)连接至该旋流杯(45)的入口；

喷嘴旋流器组合件(3)中的喷嘴本体(34)中心为值班燃料引入管(38)，该值班燃料引入管(38)的顶端为值班喷嘴(33)，值班喷嘴(33)的出口端外侧为倒角锥面，在倒角锥面上沿圆周加工多个圆孔作为燃料喷射孔(310)；值班燃料引入管(38)外圈为预混燃料引入管(39)，该预混燃料引入管(39)的一端连接旋流器组合件(35)，该预混燃料引入管(39)的侧面设有预混燃料孔(303)；

旋流器组合件(35)的预混燃料腔后盖(304)与叶片安装基体(305)的内侧连接形成预混燃料腔(307)；叶片安装基体(305)的外侧固定有多个叶片(306)，各叶片(306)之间形成沿流动方向等截面并与径向成夹角的旋流器通道(31)；每个叶片(306)沿轴向开有一盲孔(308)，各盲孔(308)与叶片安装基体(305)上的开孔(309)对齐；各叶片(306)两侧壁面上设有多个预混燃料喷射孔(32)，各叶片(306)上的预混燃料喷射孔(32)与所在叶片(306)的盲孔(308)相通；预混燃料自预混燃料引入管(39)进入预混燃料腔(307)，通过叶片(306)上的盲孔(308)和叶片(306)上的预混燃料喷射孔(32)进入旋流器通道(31)，完成与空气的掺混。

所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，叶片安装基体(305)外侧设有与旋流器叶片(306)横截面形状相同的浅槽，叶片(306)嵌入该浅槽内焊接固定。

所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，旋流器通道(31)的等截面面积取决于通过旋流器通道(31)进入火焰筒(2)的空气流量；旋流器通道(31)的径向夹角的大小取决于需要的旋流强度。

所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，机匣(1)中部设有一个法兰盘(12)，通过该法兰盘将燃气轮机本体与燃气轮机贫预混燃烧室连接在一起。

所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，机匣(1)尾部的圆孔(11)总面积大于二股通道的横截面积(6)的两倍。

所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，叶片安装基体(305)的外侧设有与叶片(306)横截面形状相同的槽口，每一叶片(306)嵌入一个槽口中固定。