[实用新型]一种燃气轮机燃烧室叶片双层进气喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃气轮机燃烧室叶片双层进气喷嘴，尤其涉及使用双燃料的燃气轮机燃烧室喷嘴的结构设计。

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。叶片双层进气喷嘴要求在不同的负荷下采用不同的燃料进行燃烧，保证火焰稳定和良好的燃烧性能。当前，对燃气轮机燃烧室叶片双层进气喷嘴的设计形式，例如中国专利公开CN 100567823C，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。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种燃气轮机燃烧室叶片双层进气喷嘴，旨在使空气旋流装置和燃料供应相互配合，防止喷嘴内部低速区的出现，有利于在喷嘴下游形成稳定火焰的回流区，进而实现良好的出口温度分布，保证稳定的燃烧场。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种燃气轮机燃烧室叶片双层进气喷嘴，该喷嘴包括中心锥体、内层气流通道和外层气流通道；中心锥体内部布置有环形燃料气通道，内层气流通道和外层气流通道分别布置有内层空气旋流装置和外层空气旋流装置，内、外层空气旋流装置位于同一轴向位置，且每个叶片的前端设有径向燃料气中空通道，径向燃料气中空通道与中心环形燃料气通道连通；径向燃料气中空通道的壁面上开有燃料气喷射孔，其特征在于:内层气流通道和外层气流通道之间设有带环缝的中空隔板,在外层空气旋流装置的叶片前端还设有径向空气中空通道，该径向空气中空通道位于径向燃料气中空通道的下方，并与所述的中空隔板内的环缝相连通。

本实用新型的技术特征还在于：所述环缝的径向高度为0.2～1.5mm；所述带环缝的中空隔板的出口为射流孔结构；所述燃料气喷射孔的直径为0.1～1mm。

上述技术方案中，所述的一种燃气轮机燃烧室叶片双层进气喷嘴，其特征在于：所述内层空气旋流装置采用轴向叶片式结构，叶片沿内层气流通道均匀布置，旋流角度为0～5度，叶片个数在6～8之间。外层空气旋流装置采用轴向叶片式结构，叶片沿外层气流通道均匀布置，旋流角度为5～45度，叶片个数同内层空气旋流装置相同。

该实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：①本实用新型的外层空气旋流装置后端的叶片在外层空气旋流装置的叶片前端设有径向空气中空通道，该中空通道将空气从喷嘴外侧引入中间隔板，并从中间隔板的环缝或者射流孔喷出，有效消除了中间隔板下游低速区。同时外层空气旋流装置叶片前端的径向空气中空通道还可以使空气旋流装置和燃料供应相互配合，达到更好的掺混效果，防止喷嘴内部低速区的出现，有利于在喷嘴下游形成稳定火焰的回流区，实现良好的出口温度分布，保证稳定的燃烧场。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种燃气轮机燃烧室叶片双层进气喷嘴实施例的结构原理示意图。

图2为图1的三维结构剖视图。

图3为中空隔板的出口采用射流孔结构的叶片双层进气喷嘴的三维结构示意图。

图中符号说明如下：1-中心锥体；3-中心环形燃料气通道；4-环缝；5-内层气流通道；6-外层气流通道；7-内层空气旋流装置；8-外层空气旋流装置；9-带环缝的中空隔板；10-径向燃料气中空通道；11-燃料气喷射孔；12-径向空气中空通道；13-射流孔结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的原理、结构和具体实施方式做进一步的说明。