[实用新型]一种燃气轮机燃烧室双燃料喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃气轮机燃烧室双燃料喷嘴，尤其涉及使用双燃料的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。双燃料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，对燃气轮机燃烧室双燃料喷嘴的设计形式，例如专利CN102261673A，采用喷嘴中心安装离心式燃油喷嘴，雾化空气对燃油进入燃烧室燃烧前进行雾化保证良好的燃烧性能。

但是，离心式燃油喷嘴在某些负荷条件下的燃油分布效果相比预膜式喷嘴不够理想，离心式燃油喷嘴燃油的分布以喷嘴中心区域为中心向四周扩散，需要配合雾化空气使燃油在燃烧前达到适合的液滴大小和分布，增加了向喷嘴中心引气的难度。因此，仍然需要更加合理有效的燃气轮机燃烧室双燃料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双燃料喷嘴，一方面使内、外层空气旋流装置采取不同的燃油喷射方式供应燃料，两种燃料相互配合，满足在不同负荷下对燃料的要求；另一方面，在喷嘴下游形成适合的燃料分布和速度分布，从而实现稳定的燃烧。

一种燃气轮机燃烧室双燃料喷嘴，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和中心燃油通道，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环形燃料气通道连通；其特征在于：在内、外层空气旋流装置的每个叶片的前端还设有径向燃油中空通道，该径向燃油中空通道位于径向燃料气中空通道的下方，并与中心燃油通道相连通，径向燃油中空通道的两侧开有供油孔；在所述外层空气旋流装置上还设有轴向缝槽，该轴向缝槽的前端与径向燃油中空通道相连通。

上述技术方案中，所述轴向缝槽的径向高度为0.5～1mm，径向位置位于外层空气旋流装置的叶片中心径向位置。

上述技术方案中，所述供油孔的中心线与中心体的轴线成0～45度夹角。供油孔直径为0.1～0.5mm。

所述内层空气旋流装置采用轴向叶片式结构，叶片沿内层空气通道均匀布置，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，叶片沿外层空气通道均匀布置，旋流角度为5～45度，叶片个数同内层旋流器相同。

该实用新型具有以下优点及有益效果：本实用新型由于在内、外层空气旋流装置的每个叶片的前端开设径向燃油中空通道，在径向燃油中空通道的两侧开有供油孔以及在外层空气旋流装置上设置轴向缝槽，通过调节缝槽的径向位置、缝槽高度、供油孔的孔径及倾斜角度，使得两种燃料在内、外层旋流装置内形成不同的燃料喷射方式，两种燃料均可达到适合的燃料分布、匹配的速度分布以及良好的出口温度分布，进而达到更好的掺混效果，满足不同负荷下对燃料的要求，实现稳定的燃烧效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种燃气轮机燃烧室双燃料喷嘴的结构原理示意图。

图2为双燃料喷嘴的结构三维剖视图。

图中符号说明如下：1-中心锥体；2-径向燃料气中空通道；3-环形燃料气通道；4-中心燃油通道；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-径向燃油中空通道；10-供油孔；11-轴向缝槽。

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。

图1为本实用新型提供的一种燃气轮机燃烧室双燃料喷嘴的结构原理示意图，该喷嘴包括中心锥体1、内层气流通道5和外层气流通道6；中心锥体1内部布置有环形燃料气通道3和中心燃油通道4，内层气流通道5和外层气流通道6分别布置有内层空气旋流装置7和外层空气旋流装置8。