[实用新型]一种燃气轮机燃烧室直射式双燃料喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃气轮机燃烧室直射式双燃料喷嘴，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。直射式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，对燃气轮机燃烧室直射式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，仍然需要设计合理的燃气轮机燃烧室双燃料喷嘴，从而有效的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直射式双燃料喷嘴，旨在使空气旋流装置和双燃料供应相互配合，达到更好的掺混效果，同时满足在不同负荷下对燃料的要求，从而保证稳定的燃烧场，实现良好的出口温度分布。

本实用新型所采用的技术方案如下：一种燃气轮机燃烧室直射式双燃料喷嘴，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；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：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，径向燃油中空通道两侧沿径向方向开有燃油喷射孔。

本实用新型的技术特征还在于：所述燃油喷射孔的中心线与中心体的轴线成0～45度夹角。燃油喷射孔直径为0.1～0.5mm。同一叶片上的相邻燃油喷射孔之间的径向间距为0.1～0.3mm。燃料气直喷孔的直径为0.1～1mm。

上述技术方案中，其特征在于：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本实用新型的燃油通过内、外层空气旋流装置的叶片前端开的燃油喷射孔喷入气流通道，配合内、外层空气旋流装置为燃油进入燃烧区后达到合适的液滴大小和分布提供条件。②本实用新型的燃油和燃料气双燃料供应配合内、外层空气旋流装置，能满足不同负荷条件下对燃料种类和燃料分布的要求。③本实用新型通过调节的燃油喷射孔与中心锥体轴线的夹角、燃油喷射孔孔径以及径向间距等变量，可以为内、外层空气旋流装置的设计拓宽设计空间，达到更好的掺混效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种燃气轮机燃烧室直射式双燃料喷嘴实施例的结构示意图。

图2为直射式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；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；10-径向燃料气中空通道；11-燃料气直喷孔；12-径向燃油中空通道；13-燃油喷射孔。

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。