[发明专利]带有双火焰筒及稳焰器的燃气轮机燃烧室

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机领域，具体而言，涉及一种地面燃机的带有双火焰筒及稳焰器的燃气轮机燃烧室。

背景技术

燃气轮机是现代工业成果的结晶，燃烧室是燃气轮机的重要部件，燃烧室的主要功能是使燃料的化学能转化为热能。燃烧室在燃料燃烧的过程中，常会产生一些问题，燃烧室火焰筒是用来控制燃油和空气燃烧，控制空气流量分配，组织燃烧及冷却空气膜的腔体。

图1是现有的一般干式低氮氧化物排放燃烧室的结构示意图，燃烧筒设于燃烧室内，燃烧筒的进气端设有端板，端板上固定有值班旋流器和围绕值班旋流器的8个主旋流器。旋流器由旋流筒5、6和叶片2、7组成，叶片2、7围绕中部的中心孔设置。主燃级喷管从主旋流器叶片中部的中心孔穿入主旋流筒中，值班级喷管3从值班旋流器叶片中部的中心孔穿入值班旋流筒中。主旋流筒尾部收敛，值班旋流筒尾部扩张。

为了加强混合度以及防止回火，主旋流筒尾部设计了收敛段，以便加速未燃气流。但是燃烧室在低负荷运行时，在主旋流筒收敛段出口较高气流速度没变的情况下，减少主燃烧区的燃料流量，会使得主燃烧区的着火条件变差，燃烧效率降低。由于主旋流筒出口气流量较大，且速度较高，这样会对值班燃烧区产生较大的冲击，不利于值班燃烧区的火焰稳定，而且值班燃烧区、主燃烧区的燃烧量不能单独控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带有双火焰筒及稳焰器的地面燃机燃烧室，该结构使得值班燃烧区与主燃烧区分开进行燃烧，大大提高了火焰的稳定性，降低了燃烧室的振荡，也可以实现对值班级、主燃级燃烧量的单独控制。同时，主燃烧区的火焰稳定器使得主燃级在较高气流速度的情况下能够高效、稳定的燃烧。

本发明通过如下技术手段解决上述技术问题：双火焰筒结构，其特征在于，火焰筒由内部值班燃烧区的火焰筒以及外部包围环形主燃烧区域的火焰筒，内部火焰筒轴向起始端与值班级扩压器的末端相连，且其直径与扩压器出口直径相等，轴向长度150～200mm。外部火焰筒位于主旋流筒外侧，起始端距离主旋流器140～160mm，长度360～400mm。

作为本发明的改进：带有双火焰筒及稳焰器的地面燃机燃烧室，其特征在于，所述外燃烧筒与内燃烧筒的环形区域内部还设置有月牙状的火焰稳定器，所述火焰稳定器通过其径向月牙状支柱或连接环固定在所述旋流器的下游，所述径向支柱的数量与所述主旋流器的数量对应。

所述主燃烧区火焰稳定器，其特征在于，火焰稳定器距离值班扩压器末端的轴向距离为30mm～50mm。环形月牙状结构稳焰器的开口朝向下游，且其中心线的直径等于内、外火焰筒直径的平均值；与之相连的径向的月牙状稳焰器分别位于旋流器的正下方，且在周向上均匀分布。

采用本发明可以取得以下有益效果：

1)大小火焰筒的配合设计，使得燃烧室在低负荷运行时，可以单独调节主燃烧区和值班燃烧区的燃烧量，减少了主、副(值班级)级气流以及火焰的相互干扰，大大提高了燃烧室火焰的稳定燃烧。本发明的内火焰筒与火焰稳定器相连，其阻隔了值班火焰与主燃烧火焰，而且阻断了声波的传播，有效的减少燃烧室的振荡。

2)由于火焰稳定器本身的结构特点，即使在旋流器下游高速气流的冲击下，燃气也能在火焰稳定器上稳定燃烧，从而使燃气能在燃烧筒头部燃烧，缩短燃气着火点离旋流器的距离，有利于充分的利用燃烧筒的内部空间，降低燃气在燃烧筒内的停留时间，达到减少污染物的排放量的目的。本发明稳焰器的设计，使得燃气能充分的反应，极大的提高了燃烧室的燃烧效率。

附图说明

图1：现有的一般干式低氮氧化物排放燃烧室；

图2：本发明燃烧室三维剖视图；

图3：本发明燃烧室沿轴横向后视图；

图4：本发明燃烧室所用火焰稳定器的横截面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述：

如图2、图3所示，本实施例的带有双火焰筒及稳焰器的地面燃机燃烧室包括内火焰筒4和外火焰筒10以及与之相连的火焰稳定器，火焰稳定器由中心环9、八个径向支柱8(径向支柱的数量与燃烧筒内主旋流器的数量对应)组成。