[发明专利]一种低污染燃烧室喷嘴结构及方法

说明书

本发明涉及低污染燃烧室喷嘴结构，包括喷嘴单元，每个独立的喷嘴单元主要由喷嘴本体、燃料腔体和空气板组成；喷嘴本体内设有燃料腔体，燃料腔体由喷嘴杆内腔体和喷嘴突扩内腔体相连组成；喷嘴本体外侧壁设有空气板，空气板由空气门洞和空气板壁面组成，空气板壁面上均匀分布有空气门洞；喷嘴本体上设有燃料孔，燃料孔位于空气门洞下游，并且燃料孔与空气门洞相对应；若干个喷嘴单元呈向心分布形式，组成多喷嘴结构。本发明的有益效果是：本发明采用多个喷嘴单元组合工作，在拆装上的难度会有所降低；当某个喷嘴单元出现故障时，可以只更换这一个喷嘴单元，对其他的喷嘴单元没有影响，维护成本大大减小。

技术领域

本发明涉及一种喷嘴结构，具体涉及一种低污染燃烧室喷嘴结构及方法。

背景技术

随着能源紧缺及全世界对环境问题的重视，各国对燃气轮机的污染排放性能和燃烧效率要求日趋严格，一般要求燃气轮机在50％以上负荷区间，燃烧室排放能维持在较低水平，同时保持较高的燃烧效率。对于气态燃料(如甲烷)，为了达到低排放水平，预混燃烧技术被广泛采用。虽然预混燃烧能达到较低的排放水平，但在机组运行过程中，容易因为各种故障(喷嘴堵塞、污垢或设计缺陷)造成混气速度小于火焰速度，进而发生回火引起燃烧器损坏等。

专利CN106461211A公开了一种燃气涡轮发动机的燃烧装置，包括基于MMX(Micro-Mix)燃烧原理的喷嘴和燃烧器。其包括多个用于燃料喷射的环状部和用于空气引导的环状部，燃料喷射部件和空气引导部件呈同心状交替地配置，具体喷嘴结构见图7(其中包括燃料供给管66、中间环状管道84、喷嘴孔36、喷嘴孔37、燃料流通路径73)。其中燃料(天然气、氢气等)由中间环状管道84进入喷嘴，并经过喷嘴孔36和37喷射进入下游火焰筒；空气经由内外两侧分布的空气孔A进入下游火焰筒；燃料和空气方向相互垂直，充分混合，经点火器点燃后在下游形成多个独立的小火焰结构，不仅能够降低火焰温度，还能减小火焰的停留时间，理论上能极大降低NOx排放，并且能避免回火的发生。该喷嘴结构可以用于多种燃料的燃烧，比如天然气、氢气、合成气等。

但该喷嘴结构均位于环状部上，必须整环进行装配，拆装较为困难；当某个喷嘴出现故障或损坏后，必须整个环状部一起维修、更换，维护成本较大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种低污染燃烧室喷嘴结构及方法。

这种低污染燃烧室喷嘴结构，包括喷嘴单元，每个独立的喷嘴单元主要由喷嘴本体、燃料腔体和空气板组成；喷嘴本体内设有燃料腔体，燃料腔体由喷嘴杆内腔体和喷嘴突扩内腔体相连组成；喷嘴本体外侧壁设有空气板，空气板由空气门洞和空气板壁面组成，空气板壁面上均匀分布有空气门洞；喷嘴本体上设有燃料孔，燃料孔位于空气门洞下游，并且燃料孔与空气门洞相对应；若干个喷嘴单元呈向心分布形式，组成多喷嘴结构。

作为优选：喷嘴本体由喷嘴杆壁面、喷嘴突扩壁面、喷嘴腔体壁面和喷嘴端部壁面依次相连组成。

作为优选：喷嘴杆壁面围合成喷嘴杆内腔体，喷嘴突扩壁面、喷嘴腔体壁面和喷嘴端部壁面围合成喷嘴突扩内腔体。

作为优选：燃料孔位于喷嘴腔体壁面上。

作为优选：空气板呈圆形布置在喷嘴本体外壁上形成圆形喷嘴单元，一个圆形喷嘴单元上有6-14组空气门洞和燃料孔。

作为优选：若干个圆形喷嘴单元呈向心分布形式，组成圆形多喷嘴结构。

作为优选：空气板呈六边形布置在喷嘴本体外壁上形成六边形喷嘴单元，一个六边形喷嘴单元上有6或12组空气门洞和燃料孔。

作为优选：若干个六边形喷嘴单元呈向心分布形式，组成六边形多喷嘴结构。

这种低污染燃烧室喷嘴结构的工作方法，包括以下步骤：