[发明专利]一种燃烧室预混合燃料喷嘴的引流结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机燃烧室喷嘴，特别涉及一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴,属于燃气轮机技术领域。

背景技术

一种特定的干式低NO_x排放的燃烧系统包括多个燃烧室以环形阵列围绕涡轮转子轴线设置，每个燃烧室将空气与燃料在燃烧之前进行混合，然后点燃混合物，从而产生高温高压的燃烧气体。用于各种燃烧室的燃料喷射系统由多个燃料喷嘴组成，该燃料喷嘴安装在该燃烧室上游端的端盖上。如果燃料与空气在燃烧之前没有混合均匀，就会在燃烧室中形成局部热点。局部热点可能会增加NO_x的排放量，并会增大燃烧室内的火焰回火到喷嘴中或附着在喷嘴的几率，从而损坏喷嘴。

众所周知，燃气轮机系统的热效率通常随燃气温度的升高而提高。现在已有多种技术可用来提高运行温度，并最小化NO_x的排放量，以及回火和火焰附着的几率。通过不断的改进喷嘴的设计可使燃料和空气在燃烧之前混合更均匀，从而减少或防止回火或火焰附着。通过增加喷嘴的数量可一定程度上增加混合的均匀度，但由于喷嘴设置在外围，空气从喷嘴外流向中心处会存在一个半径方向的速度分量，该速度分量会影响空气在空气旋流器内的流动，导致空气与燃料混合不均匀。混合不均匀会增大NO_x排放，影响火焰稳定性并导致回火/火焰附着。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃烧室预混合燃料喷嘴的引流结构，本发明的目的之一是实现主动调整进入外围喷嘴的空气量，有助于外围喷嘴和中心喷嘴的空气分配，改善空气与燃料的混合效果，从而增强燃烧稳定性。

本发明的另一目的是使进入外围喷嘴的空气产生小的扰动，让燃料在小涡尺度混合，有效提高燃料与空气混合的均匀度。

本发明的技术方案如下：

一种燃烧室预混合燃料喷嘴的引流结构，所述喷嘴包括悬挂法兰、外管、内管和空气旋流器；内管和外管之间形成燃料气通道，内管内部为空气通道；所述的空气旋流器设置在外管的外部，并与燃料气通道相连；其特征在于：所述引流结构设置在悬挂法兰和空气旋流器之间，该引流结构包括第一空气引流板、第二空气引流板和引流板安装板；第一空气引流板和第二空气引流板的迎风面呈弧形状；第一空气引流板和第二空气引流板的一侧分别嵌套在外管上，且相对于外管的轴线对称布置；第一空气引流板和第二空气引流板的一端通过引流板安装板安装在空气旋流器上，第一空气引流板和第二空气引流板的另一端悬空放置；所述第一空气引流板和第二空气引流板的迎风面上分别设置有鳍状导流片，并在每个空气引流板的迎风面和鳍状导流片上均设置有扰流结构。

本发明的技术特征还在于：所述喷嘴还包括支架，所述第一空气引流板和第二空气引流板的一端通过支架固定在引流板安装板上，引流板安装板固定在空气旋流器外部靠近燃烧室中心线的一侧。

本发明的另一技术特征是：所述的第一空气引流板和第二空气引流板的背风面布置有加强筋。

本发明所述的第一空气引流板和第二空气引流板的背风面均设置有加强筋；所述的扰流结构为凹坑、突起或柱肋结构。

本发明所述的第一空气引流板和第二空气引流板的悬空放置的一端通过定位销和定位销孔连接在一起。

本发明提供的一种预混合燃料喷嘴的引流结构，具有以下优点：①可有效降低空气的径向速度，在空气进入空气旋流器之前有较均匀的轴向速度分布，改善空气与燃料的均匀混合；②增加外围喷嘴的空气量，有助于外围喷嘴和中心喷嘴的空气分配；③扰流结构产生的小扰动，让燃料在小涡尺度混合，有效提高燃料与空气混合的均匀度。

附图说明

图1为本发明的预混合燃料喷嘴实施例的结构示意图(剖视图)。

图2为图1所示的实施例的三维结构示意图。

图3为图2所示的实施例的三维局部结构示意图。

图4a和图4b分别为图1所示的第一空气引流板的迎风面和背风面的三维结构示意图。

图5a和图5b分别为图1所示的第二空气引流板的迎风面和背风面的三维结构示意图。

图中，1-外管；2-悬挂法兰；3-第一空气引流板；4-第二空气引流板；5-引流板安装板；6-支架；7-加强筋；8-定位销；9-定位销孔；10-空气旋流器；11-鳍状导流片；12-扰流结构；14-内管；15-波纹管；16-杯套；17-燃料喷射柱；18-燃料喷射孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用于限制本发明的范围。