[发明专利]一种双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构

说明书

本发明涉及一种双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，由中心旋流空气流路、外壁非旋流空气流路、中心气体燃料流路、外壁气体燃料流路、中心燃油流路、外壁燃油流路、燃料‑空气混合腔以及头部出口收敛段组成；中心旋流空气与中心气体燃料、中心燃油混合，外壁非旋空气与外壁气体燃料、外壁燃油混合，随后在燃料‑空气混合腔中充分混合，然后预混均匀的混合物由头部出口收敛段流向下游并进行稳定燃烧；整个头部结构的工作当量比在0.6‑0.8之间，能满足污染物排放要求；本发明既可以气体燃料或燃油单独工作，也可以气体燃料和燃油混合工作，拓宽了该头部方案的适用燃料范围。

技术领域

本发明属于地面燃机燃烧室领域，涉及一种双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，既可气体燃料或燃油单独工作，也可气体燃料和燃油混合工作。

背景技术

提高地面燃机燃烧室的多燃料适应性是地面燃机燃烧室的一个重要发展方向。一方面可以在维修一种燃料管路时，使用另一种燃料进行工作，保证燃机不间断工作，提高地面燃机的工作效率；另一方面还可以合理地利用地球上各种气态、液态燃料，节约能源，改善燃机的经济性和市场竞争力。

与单燃地面燃机燃烧室相比，双燃低污染燃烧室设计研发有其鲜明的特点。一方面是污染物排放问题：对于双燃低污染燃烧室，低污染要求意味着在气体燃料工作时，要满足气体燃料的污染物排放要求；以燃油工作时，要满足燃油的污染物排放要求；在气体燃料和燃油混合工作时也要满足污染物排放要求。另一方面是贫燃预混技术问题：对双燃低污染燃烧室，要确保在气体燃料工作时没有自燃和回火，同时确保在燃油工作时也没有自燃回火；更重要的是如果气体燃料工作时，没有严重的振荡燃烧，必须在燃油工作时也没有严重的振荡燃烧，这就要求在用燃油时其燃料-空气比分布、燃烧释热分布、火焰形状与用气体燃料时的燃料-空气比分布、释热分布、火焰形状要十分相近。

关于双燃低污染燃烧室的文献和专利在国内并不多，但其设计研发可以以单燃低污染燃烧室的设计理念为基础。国内关于低污染燃烧室的申请专利有很多：专利201510673156.0公开了一种低污染燃烧室设计方案，预燃级采用扩散燃烧和预混燃烧相结合的方式，主燃级采用预混预蒸发燃烧方式，有利于均匀燃烧并降低污染物排放；专利201410643105.9公开了一种主燃级贫预混的分层部分预混低污染燃烧室，值班级采用扩散燃烧，主燃级采用贫油预混燃烧，在大工况时，值班级和主燃级同时工作，主燃区处于贫油状态，能够显著降低NOx的排放。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，运用贫燃预混低污染燃烧技术，在满足气体燃料或燃油工作时污染物排放要求的同时，降低气体燃料或燃油工作时发生自燃、回火以及振荡燃烧的风险。

技术方案