[发明专利]燃气轮机燃烧室喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，特别提供一种燃气轮机燃烧室喷嘴。

背景技术

在我国当前的能源结构中，采用传统燃煤技术的火力发电占据了绝大部分份额。但是这种传统的发电技术存在发电效率低，污染物排放高(尤其是NOx排放)，耗费淡水资源多等缺点。以天然气为燃料的燃气轮机发电技术作为清洁能源技术之一，可以在满足发电负荷要求的同时，有效的降低污染物的排放，这其中燃气轮机燃烧室喷嘴的设计对于组织燃烧、降低污染物排放尤为重要。

燃气轮机燃烧室中，燃料气和空气通过喷嘴实现预混合和速度型的改变，在喷嘴出口达到合理的速度分布，并匹配合理的燃料空气混合比例，进入燃烧室组织燃烧，形成稳定的流场和燃烧场。当前，对燃气轮机燃烧室喷嘴的设计形式，例如现有技术中有采用底部带缺口的空气旋流叶片，提高空气通道内周侧的速度，匹配喷嘴出口速度型和燃料空气混合比例。

但是，由于空气旋流叶片底部存在缺口，通道内周侧的气流偏转角度小，旋流强度弱，导致这一侧燃料和空气的掺混效果变差；同时燃料气在空心叶片两侧开孔喷注，燃料气和空气的掺混距离较短，并增加了叶片加工的难度，影响燃烧的组织和污染物的生成。因此，仍然需要更加合理有效的燃气轮机燃烧室喷嘴形式来组织燃烧和控制污染物排放。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种能够优化燃料分布形式的燃气轮机燃烧室喷嘴。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种燃气轮机燃烧室喷嘴，包括进气腔和一端插设于所述进气腔的中心燃料体，所述中心燃料体与所述进气腔的内壁之间形成有环形空气通道，所述中心燃料体的内部设有第一燃料通道和第二燃料通道；

所述中心燃料体的外侧周向设有多个第二燃料喷射管，所述第二燃料喷射管的外壁上设有通向所述第二燃料通道的第二燃料喷射孔；

所述中心燃料体的外壁上圆周布设有多个第一燃料喷射通道，多个所述第一燃料喷射通道分别与所述第一燃料通道连通，在所述环形空气通道的进气方向上，所述第一燃料喷射通道位于所述第二燃料喷射管的后方；

所述中心燃料体的外围套设有阻挡环，所述阻挡环的位置与所述第一燃料喷射通道的位置相对，所述阻挡环与所述中心燃料体之间具有间隙。

优选的，在所述中心燃料体的外侧，并位于多个所述第二燃料喷射管与多个所述第一燃料喷射通道之间设有多个一级旋流叶片。

优选的，所述阻挡环通过多个二级旋流叶片连接在所述进气腔的内壁上。

优选的，所述环形空气通道内设有轴向旋流装置，在所述环形空气通道的进气方向上，所述轴向旋流装置位于多个所述第二燃料喷射管与多个所述第一燃料喷射通道之间。

优选的，所述第二燃料通道为天然气通道。

优选的，所述第一燃料通道为燃油通道。

优选的，所述中心燃料体插入到所述进气腔的一端呈锥形。

优选的，所述第一燃料喷射通道位于所述阻挡环轴向长度的中心位置。

优选的，所述进气腔设有一径向收缩段，在所述环形空气通道的进气方向上，所述径向收缩段位于多个所述第一燃料喷射通道的后方。

优选的，所述进气腔还包括一整流段，在所述环形空气通道的进气方向上，所述整流段位于所述径向收缩段的后方。

(三)有益效果

本发明提供了一种燃气轮机燃烧室喷嘴，包括进气腔和一端插设于进气腔的中心燃料体，中心燃料体与进气腔的内壁之间形成有环形空气通道，中心燃料体的内部设有第一燃料通道和第二燃料通道；中心燃料体的周侧设有多个第二燃料喷射管，第二燃料喷射管的外壁上设有通向第二燃料通道的第二燃料喷射孔；中心燃料体的外壁上圆周布设有多个第一燃料喷射通道，多个第一燃料喷射通道分别与第一燃料通道连通，在环形空气通道的进气方向上，多个第一燃料喷射通道位于多个第一燃料喷射通道的后方；多个第一燃料喷射通道的外围罩设有阻挡环。通过阻挡环的阻挡，第一燃料通道喷射出的燃料分布在进气腔的内侧，后续注入到燃烧室的中心位置，第二燃料通道喷射出的燃料主要分布在进气腔的外侧，后续注入到燃烧室的边缘，由此在不同的负荷下可选用不同的燃料搭配方式，在特定的工况下可以替代性的选用两种燃料，能够调整两组燃料在燃烧室中的分布，使燃烧效果达到更佳。

附图说明

图1是本发明实施例的一种燃气轮机燃烧室喷嘴的剖视图；

图2是本发明实施例的一种燃气轮机燃烧室喷嘴的三维视图。