[实用新型]一种燃料气喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机燃烧燃料气使用的喷嘴，更具体地涉及一种适合于低热值燃料气的燃料气喷嘴。

背景技术

对于煤气化合成气、高炉煤气、焦炉煤气、化工驰放气、城市煤气等低热值燃料而言，其气体成分复杂，体积热值低，如果直接至火炬系统排放会造成较大污染。相比之下，采用燃气轮机燃烧成为一条较优且环保的利用方法，除此之外，还可以灵活利用该类低热值燃料气，将其转化为电能或者热能。

对于通常的燃气轮机燃烧室而言，其燃烧低热值燃料气时使用喷嘴采用工艺成熟的高热值燃料气喷嘴改造制成，改造方式为调节燃料孔的大小从而使其与燃料的体积流量匹配。由于低热值燃料气热值较低，为了保证燃气轮机额定功率，低热值燃料气的体积流量将比高热值燃料，例如天然气，要大很多，因此，给低热值燃料气喷嘴的设计带来较大的挑战。

如图1所示为典型的高热值燃料气喷嘴改造后的低热值燃料气喷嘴。该喷嘴包括高热值燃料气通道1，低热值燃料气通道2，燃料旋流器5以及空气旋流器6，燃料旋流器5上设置有高热值燃料气出口7和低热值燃料气出口8，空气旋流器6上设置有空气入口3，燃料旋流器5与空气旋流器6之间的空间形成混合通道4。高热值燃料气通道1提供稳定的高热值燃料气，可以在点火和低负荷时保证稳定的燃烧性能。当负荷升高时，开始燃烧低热值燃料气。但是，为了提高低热值燃料气的体积流量，使得低热值燃料气出口8面积较大，由于空气入口3就在低热值燃料气出口8旁边，低热值燃料气的大体积流量会明显影响空气的进气，进而影响头部的燃烧性能。

因此，针对以上不足，需要提供一种适合于低热值燃料气的燃料气喷嘴。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种燃料气喷嘴，通过分流板将混合通道前段分为内层通道和外层通道，从而解决低热值燃料气体积流量大带来的空气入口处进气困难的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃料气喷嘴，包括同轴设置的燃料气外管、燃料气内管、燃料旋流器和空气旋流器，所述燃料旋流器两端分别与燃料气外管和空气旋流器连接，所述燃料气内管穿过所述燃料气外管后，插入所述燃料旋流器中，所述燃料气外管的内壁与所述燃料气内管的外壁之间形成低热值燃料气通道，所述燃料气内管内侧形成高热值燃料气通道，所述燃料旋流器的外壁与所述空气旋流器的内壁之间形成混合通道，所述混合通道内设有分流板，所述分流板固定于所述燃料旋流器上且与所述空气旋流器相离，所述分流板将混合通道的前段分为内层通道和外层通道；

所述空气旋流器上设有混合气出口和空气入口，所述混合气出口设置于所述空气旋流器的端面上，所述空气入口设置于所述空气旋流器的侧壁上，且所述空气入口通过所述外层通道连通至所述混合气出口；所述燃料旋流器上设有第一燃料气出口和第二燃料气出口，所述第一燃料气出口通过所述内层通道连通所述低热值燃料气通道和所述混合气出口。

优选的，前述燃料旋流器为喇叭形结构，包括扩张侧壁和收缩端端面，所述扩张侧壁和收缩端端面位于所述空气旋流器内部，所述燃料气内管插设于所述扩张侧壁的内壁上。

优选的，前述第二燃料气出口为设置于所述收缩端端面上的斜孔，所述第二燃料气出口至少一排地沿周向均匀分布于所述收缩端端面上。

优选的，前述第一燃料气出口为设置于所述扩张侧壁上的斜孔，所述第一燃料气出口沿周向均布于所述扩张侧壁上。

优选的，前述燃料气内管与所述扩张侧壁密封连接。

优选的，前述混合气出口面积大于第一燃料气出口面积和第二燃料气出口面积之和。

优选的，前述内层通道与外层通道流通面积的比值为0.3-1。

优选的，前述分流板末端距离空气旋流器末端的距离为10-25mm。

优选的，前述分流板的厚度为0.5-2mm。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型提供的燃料气喷嘴，在混合通道内设有分流板，分流板固定于燃料旋流器上且与空气旋流器相离，分流板将混合通道的前段分为内层通道和外层通道，使内层通道和外侧通道分别与第二燃料出气口和第一燃料出气口连通。本实用新型通过分流板将混合通道前段分为内层通道和外层通道，内、外层通道分别供低热值燃料气以及空气流入到燃烧室，从而减小了低热值燃料气流量大对于头部空气进气的影响，保证有足够的空气参与头部燃烧，从而使燃烧充分有助于提高燃烧效率并且减小污染物排放。