[发明专利]一种燃气轮机燃烧室旋流器及组件

说明书

本发明属于燃气轮机技术领域，公开了一种燃气轮机燃烧室旋流器及组件，包括旋流器、导流环和预混腔，旋流器与导流环连通，导流环与预混腔连通；旋流器为径向旋流器，包括布置成圈的多个旋流叶片，旋流叶片底部与燃烧器端盖螺栓连接，旋流叶片顶部与圆形端板固定连接，燃烧器端盖与圆形端板同心设置，圆形端板上设有同心的中心孔；旋流叶片沿径向延伸，相邻旋流叶片之间形成旋流槽道，旋流槽道上设有燃料喷管；导流环与圆形端板的中心孔固定连通，导流环呈喇叭口状；预混腔为筒体结构。本发明使空气和燃料充分混合均匀，降低污染排放，实现稳定燃烧，防止回火，抑制燃烧振荡的有益技术效果。

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机零部件，特别是一种燃气轮机燃烧室旋流器及组件，属于燃气轮机技术领域。

背景技术

干式低NOx（DLN）燃烧技术（DLN）是当今国际上重型燃气轮机普遍采用的控制污染物排放的成熟技术。在干式低NOx燃烧技术中，最关键的是实现燃料和空气的均匀混合以及稀相预混燃烧。稀相预混燃烧最实质的优点就是其火焰温度低，直接影响NOx的生成。但是除了控制燃料和空气的比例外，NOx生成的水平还对系统能够达到的燃料空气混合均匀度非常敏感。通过旋流器使空气和燃料均匀混合，是实际中最常用的方法。

相比传统的扩散燃烧室，DLN技术在污染控制方面具有不可比拟的优势。但同时，由于燃烧方式的转变，也给设计燃烧器带来一系列挑战，如燃烧稳定性差、回火、负荷调节范围变小、燃烧振荡等问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种稳定燃烧，防止回火，抑制燃烧振荡的燃气轮机燃烧室旋流器及组件。

本发明采用的技术方案如下：

一种燃气轮机燃烧室旋流器及组件，包括旋流器及设置于旋流器气流下游的导流环和预混腔，所述旋流器与导流环连通，导流环与预混腔连通。

进一步的，所述旋流器为径向旋流器，包括布置成圈的多个旋流叶片，旋流叶片顶部与圆形端板固定连接，旋流叶片底部与燃烧器端盖可拆卸连接，燃烧器端盖与圆形端板同心设置，圆形端板上设有同心的中心孔；旋流叶片沿径向延伸，相邻旋流叶片之间形成沿中心孔切线方向延伸的旋流槽道，旋流槽道设有燃料喷管，燃料喷管安装于燃烧器端盖上，燃料喷管上设有多个燃料喷孔。

进一步的，所述旋流叶片的外端宽度大于内端宽度，旋流叶片的外端两侧有倒角。

进一步的，所述旋流叶片的数量为4-24片。

进一步的，所述旋流叶片的安装角度30-60°。

进一步的，所述燃料喷管位于旋流槽道进气端两侧的旋流叶片倒角处，燃料喷孔向旋流槽道入口处喷出燃料。

进一步的，所述燃料喷管位于旋流槽道进气端中间，燃料喷孔向两侧旋流叶片喷出燃料。

进一步的，所述导流环与圆形端板的中心孔固定连通，导流环的进气口的直径与圆形端板中心孔的直径相同。

进一步的，所述导流环呈喇叭口状。

进一步的，所述导流环的进气口的直径大于导流环的出气口的直径，导流环的进气口到导流环的出气口的直径逐渐递减。

进一步的，所述预混腔为筒体结构。

进一步的，所述旋流器、导流环与预混腔一体成型。

本发明的一种燃气轮机燃烧室旋流器及组件的工作过程如下：高压空气经径向旋流器的旋流槽道入口端流入，在旋流叶片的作用下产生强烈旋流，与旋流槽道入口端燃料喷孔喷出的燃料混合均匀，从旋流槽道出口端流出，然后混合燃料来到导流环处，导流环可以防止混合燃料脱离壁面，稳定的进入预混腔然后来到火焰筒。