[实用新型]燃气轮机双燃料喷嘴结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种燃气轮机双燃料喷嘴结构。

背景技术

发电用重型工业燃气轮机具有高效、低污染等特点，其基本原理为混合压缩空气与燃料，通过燃烧产生高温高压燃气推动透平做功，一部分功用于带动压气机，另一部分功作为功率输出带动发电机。

燃烧室是燃气轮机核心部件之一，在燃烧室中压气机压缩后的气体与燃料混合，在其中近似等压燃烧，将燃料中蕴含的化学能转化为燃气中的热能，燃烧室出口温度是划分燃气轮机等级最重要标志之一。

在清洁利用能源背景下，整体煤气化联合循环(IGCC)为代表的先进能源利用方式中燃气轮机同样为核心部件，此时燃气轮机燃用的燃料并天然气、轻柴油等工业重型燃气轮机典型燃料，而是富氢合成气燃料，根据前端气化工艺的不同，富氢合成气典型的热值范围在5～10MJ/Nm³；类似的燃料有高炉煤气、焦炉煤气等其他气体，它们的共性为热值低，为天然气的1/5至1/10，火焰传播速度快，统称为中低热值燃料气。中低热值燃料气华白数与天然气有较大差异，所以燃烧喷嘴需要进行重新设计。

通常燃气轮机不会针对中低热值燃料气进行初始设计，市场中主流燃用中低热值燃料气燃烧室均为燃烧天然气燃烧室修改而来。对于天然气燃烧室而言，燃料气体积流量占燃烧室空气流量2～3％；而对于中低热值燃料气燃烧室，燃料气体积流量占燃烧室空气流量的10％～20％，因此，由天然气燃烧室改造而成的燃烧室在燃用合成气时，会出现燃烧区域燃料气与空气掺混困难，中低热值燃料气中CO不容易燃烧完全等问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供中低热值燃料气与空气较好混合的双燃料喷嘴结构。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种燃气轮机双燃料喷嘴结构，包括：喷嘴本体、中低热值燃料气旋流器、天然气旋流器和端面旋流器，所述喷嘴本体包括内径依次增大，且相互隔离的轻吹空气筒、天然气筒、喷嘴空气筒及中低热值燃料气筒；所述天然气旋流器设在所述天然气筒出口端的内侧壁；所述中低热值燃料气旋流器设在所述中低热值燃料气筒出口端的内侧壁；所述中低热值燃料气旋流器包括多个叶片，多个所述叶片连接所述中低热值燃料气筒的内侧壁与喷嘴空气筒的外侧壁，每个所述叶片均设有空气道，所述空气道连通所述喷嘴空气筒和所述中低热值燃料气筒的外部空气流道；所述端面旋流器设置在所述喷嘴空气筒的出口端面上；所述轻吹空气筒的出口端面设有端面盖板，所述端面盖板设有多个轻吹空气孔。

其中，所述轻吹空气筒、天然气筒、喷嘴空气筒及中低热值燃料气筒同轴设置。

其中，所述轻吹空气筒与外部雾化空气管道连接；所述天然气筒与外部天然气管道连接；所述中低热值燃料气筒与外部中低热值燃料气管道连接。

其中，所述喷嘴空气筒固定在所述天然气筒出口端部的外侧壁。

其中，所述轻吹空气孔为斜向孔；所述轻吹空气孔的直径为1.5～2.5mm。

其中，所述中低热值燃料气旋流器为翼形旋流器。

其中，所述中低热值燃料气旋流器的旋流角为20～50°；端面旋流器的旋流角为40～60°；所述天然气旋流器的旋流角为30～50°。

其中，所述喷嘴本体由镍合金或者哈氏合金制成。

其中，所述中低热值燃料气筒出口端的边缘设有火焰筒装配边。

其中，所述喷嘴本体的外部设有喷嘴安装法兰。

(三)有益效果

本实用新型提供的燃烧室双燃料喷嘴结构，具有有益效果：喷嘴从中心线沿径向向外依次形成轻吹空气道、天然气道、旋流空气道和中低热值燃料气道，中低热值燃料气进入燃烧区域时，除了从外层与空气掺混外，还与旋流空气道喷出的空气进行掺混，提高掺混效率；分别组织中低热值燃料气与天然气双燃料所需要的空气分布，使燃烧室在不同负荷下均能较好工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例燃气轮机双燃料喷嘴结构的立体结构图；

图2为本实用新型实施例燃气轮机双燃料喷嘴结构的俯视图；

图3为图2中沿A-A方向的剖视图。