[发明专利]一种用于干式低排放燃烧室的防回火预混装置

说明书

本申请提供了一种用于干式低排放燃烧室的防回火预混装置，包括：预混室壁面，其包括预混室壁面前部和预混室壁面前部后部，预混室壁面后部沿着气流流向成渐缩式的倾斜结构；安装在预混室壁面前部内侧的旋流器；喷嘴体，其包括喷嘴体前部及喷嘴体后部，喷嘴体后部穿过旋流器而插入至预混室壁面内，与预混室壁面后部共同形成渐缩式预混室；喷嘴体内设有内层流道，值班级燃料进口与内层流道连通，在内层流道的外侧具有外层环状通道，端盖将外层环状通道的端部封堵，预混级燃料进口与外侧环状通道连通，喷嘴体靠近旋流器一侧设置有连通外侧环状通道的喷杆；旋流端面结构，安装在喷嘴体后部的末端，与喷嘴体的外廓共同形成预混室的内壁。

技术领域

本申请属于燃气轮机技术领域，特别涉及一种用于干式低排放燃烧室的防回火预混装置。

背景技术

在干式低排放燃烧(Dry Low Emission Combustor)技术中，普遍采用贫燃预混燃烧技术降低燃气轮机的污染物排放水平，使其满足环境要求。通常扩散燃烧的主燃区火焰温度高达2300K左右，而贫燃预混燃烧技术(Lean Premixed Combustion，LPC)的工作原理是将燃料与空气在预混室中预先进行较为均匀的混合，然后进入主燃区进行燃烧，同时根据泽尔多维奇原理，将燃烧室主燃区的火焰温度控制在1670K～1900K这样一个狭窄的温度区间内。这意味着燃料与空气在预混室中的混合要均匀，同时，为了避免天然气燃料在预混过程中发生自燃现象，预混过程需要迅速、高效。

现有的燃气轮机干低排放燃烧室的燃料喷射系统采用喷杆形式，喷杆加工简单、方便、成本低，但是在与空气进行预混时容易产生尾迹，造成预混通道内有低速区存在，易在预混通道内产生回火现象，危害燃烧室的安全。通常大多数旋流器都有内轮毂，也容易在预混室内壁形成低速附面层，造成回火。通常喷嘴端面开设有一个值班级喷射孔，保证燃烧室的稳定性，但是当在低工况值班级燃料喷入量较大时，燃料喷射速度高，与空气燃烧不充分。

发明内容

本申请的目的是提供了一种用于干式低排放燃烧室的防回火预混装置，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种用于干式低排放燃烧室的防回火预混装置，所述防回火预混装置包括：

预混室壁面，所述预混室壁面包括预混室壁面前部和预混室壁面前部后部，所述预混室壁面后部沿着气流流向成渐缩式的倾斜结构；

安装在所述预混室壁面前部内侧的旋流器；

喷嘴体，所述喷嘴体包括喷嘴体前部及喷嘴体后部，所述喷嘴体后部穿过所述旋流器而插入至所述预混室壁面内，与所述预混室壁面后部共同形成渐缩式预混室，其中，所述喷嘴体后部为锥形；所述喷嘴体沿着中心线方向设有穿过喷嘴体前部及喷嘴体后部的内层流道，值班级燃料进口安装在所述喷嘴体的端部且与所述内层流道连通，在所述内层流道的外侧具有沿着中心线方向延伸的外层环状通道，端盖与喷嘴体固定连接从而将所述外层环状通道的端部封堵，预混级燃料进口与喷嘴体固定连接且连通所述外侧环状通道，所述喷嘴体靠近旋流器一侧设置有多个周向均匀分布且连通外侧环状通道的通孔，喷杆沿径向安装在所述通孔上；

旋流端面结构，所述旋流端面结构安装在喷嘴体后部的末端，并与所述喷嘴体共同形成喷嘴结构，其中，所述旋流端面结构具有适配于预混室壁面前部后部倾斜面的外形，其与所述喷嘴体的外廓共同形成预混室的内壁。

进一步的，所述预混室壁面前部前缘具有曲面前端，所述曲面前端用于对来流空气进行导流，避免发生气流分离。

进一步的，旋流器通过焊接或螺纹连接的方式与预混室壁面前部实现相对固定。

进一步的，所述预混室壁面后部的倾斜结构与预混室壁面的中心线之间的夹角为1°-30°。

进一步的，所述喷嘴体后部的圆台型锥面与中心线之间的夹角为1°-30°。