一种燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室制造技术

本实用新型专利技术提供一种燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室，燃料在燃烧室头部进行自氧化裂解，然后进入燃烧室深度燃烧，进而实现燃料的分级燃烧，燃料进入燃烧室头部与空气混合，与电离通道内产生的高温等离子体接触随之氧化，控制当量比大于1，使燃料在富油状态下进行燃烧，部分燃料燃烧释放的热量被剩余燃料吸收，进而裂解产生易燃烧的甲烷、氢气等气态小分子混合物，以此将燃烧室的富油燃烧区转变为燃料的自氧化裂解区。此后，高温气态混合物进入燃烧室内，与掺混孔进入的空气快速混合产生当量比小于1的混合物，进行贫油燃烧。本实用新型专利技术去除燃烧室淬熄段，提高了转换效率，避免了积碳问题，尤其是降低了燃烧室的NOx排放。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热能与动力工程领域，尤其涉及一种燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室。
技术介绍
目前，随着环保意识的不断增强，对燃气轮机这种传统动力装置的研究越来越广泛。为满足日益严格的环保法规要求，现代推进动力的发展对发动机的设计提出了更高的要求，低排放技术成为发动机技术发展的趋势之一。分级和分层燃烧技术是实现低污染燃烧的主要技术手段。分级燃烧技术一般由值班级和主燃级组成。值班级保证火焰稳定，同时尽可能地提高主燃级的空气量，提高主燃级油气之间的掺混。分层燃烧技术是通过对火焰结构分层来组织燃烧，巧妙解决了 NOx排放与慢车状态的贫油熄火的矛盾。RQL (富油燃烧-淬熄-贫油燃烧)燃烧室是分级燃烧降低排放的有效方案之一，燃烧的基本方法是先布置一个富油的燃烧区，然后大量的空气与该燃烧区的产物快速混合，混合后的当量比小于1，在随后的区域进行贫油燃烧，经过完全燃烧后，燃气进入涡轮。其本质上是一个空气分级的低污染燃烧方案。加强对富油区燃烧及冷却和淬熄过程的研究，是当前实现RQL技术的研究重点。从目前已经应用到发动机上的低污染低排放燃烧技术水平来分析，仅仅应用一种低污染低排放燃烧技术已很难达到当前法规规定的污染物排放标准。因此综合应用多种低污染低排放燃烧技术，充分发挥这些技术各自的优点，是发展当前发动机低污染低排放燃烧技术的必由之路。因此本文以RQL分级燃烧技术为基础，提出一种新的组织燃烧的方式，希冀获得具有良好排放性能的燃烧室设计方案。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种转换效率高、可避免积碳问题、去除淬熄过程降低NOx的排放的燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室。本技术的目的是这样实现的:包括裂解器，裂解器的壳体内安装有电极接头，电极接头的端部伸入至喷嘴管道中，且电机接头的端部连接有电极，电极的端部连接有旋流器压杆，旋流器压杆的端部连接有旋流器，喷嘴管道的端部安装有喷嘴，且所述的旋流器安装在喷嘴上，裂解器的上端还竖直安装有进油口，进油口的端部与喷嘴管道相通，所述裂解器上还固连有外筒，所述喷嘴管道上安装有内筒，内筒与喷嘴管道连接的端面上设置有电离通道，内筒与外筒之间形成进行道，内筒的端部与燃烧室本体连接，燃烧室本体上端设置有掺混孔。本技术还包括这样一些结构特征:1.所述喷嘴伸入至内筒中。2.电极接头通过电缆与电源连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是:本技术采用燃油预先富油燃烧实现燃料自氧化裂解，然后将未完全燃烧燃气直接喷入燃烧室进行贫油燃烧，去除淬熄过程，利于燃烧的组织，避免积碳问题；径向加轴向分级的燃烧室结构布置，有助于裂解后的气态燃料与空气的混合，提高燃料转换效率，最为重要的是，利用先富油后贫油的燃烧方式，有效降低燃烧室NOx排放。也即本技术可以提高转换效率，避免积碳问题，最重要的是去除了淬熄过程，气态燃料的预混以及偏当量比的燃烧方式又可以降低NOx的排放。【附图说明】图1是本技术的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图与【具体实施方式】对本技术作进一步详细描述。本技术是基于富燃-淬熄-贫燃燃烧技术设计的轴向分级燃烧室，是一种高效燃烧、低排放的燃烧室。结合图1，本技术是一种燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室，由裂解器壳体1、电极接头2、电极3、旋流器压杆4、旋流器5、电离通道6、进气道7、掺混孔8、进油口 9、喷嘴组件10、内筒11、外筒12及燃烧室本体13组成，电极接头2安装在裂解器的左端，连接电缆以通电；电极3连接在电极接头2上，旋流器5安装在喷嘴9上；旋流器压杆4安装在电极3与旋流器5之间，用来固定旋流器5 ;进油口 9安装在裂解器上端；外筒12与内筒11连接裂解器和喷嘴管道，且内筒与外筒安装在裂解器右端，进气道7位于外筒12与内筒11之间，用于进气；电离通道6位于内外筒之间的进气道末端的内筒端面上，开始工作时电离通道通电，产生电弧，燃烧室本体13安装在内筒11出口，掺混孔8位于燃烧室本体13上。燃料裂解器位于燃烧室前部，内外套筒连接裂解器，内筒与燃烧室相连。空气通过内外筒之间进气道逆向进入，与燃油混合后，在内筒进行氧化裂解，产生的高温混合物进入燃烧室进行深度燃烧。本技术的燃料在燃烧室头部进行自氧化裂解，然后进入燃烧室深度燃烧，进而实现燃料的分级燃烧。本技术的目的在于，以RQL(富油燃烧-淬熄-贫油燃烧)分级燃烧技术为基础，提出一种新的组织燃烧的方式。燃料进入燃烧室头部与空气混合，与电离通道内产生的高温等离子体接触随之氧化，控制当量比大于1，使燃料在富油状态下进行燃烧，部分燃料燃烧释放的热量被剩余燃料吸收，进而裂解产生易燃烧的甲烷、氢气等气态小分子混合物，以此将燃烧室的富油燃烧区转变为燃料的自氧化裂解区。此后，高温气态混合物进入燃烧室内，与掺混孔进入的空气快速混合产生当量比小于I的混合物，进行贫油燃烧。本技术去除燃烧室淬熄段，提高了转换效率，避免了积碳问题，尤其是降低了燃烧室的NOx排放结合图1，燃烧室开始工作时，电极接头2接通电缆通电，电离通道6之间的空气被高压电弧击穿后形成电弧，压气机出口的压缩空气通过进气道7，由内外筒之间逆向进入，经过电离通道时，被高温电弧加热电离形成等离子体；燃油通过旋流器5由喷嘴10喷出，与空气混合，油气混合物与高温等离子体接触后，迅速燃烧形成稳定火焰；高温混合物进入内筒11，此时内筒内进行的实际上是富油燃烧，控制空腔内当量比大于1，可使部分燃油燃烧产生的热量被剩余燃油吸收，进行自氧化裂解过程，形成易燃烧的高活性短碳链组分，这一过程的富油态避免了当量比燃烧，有效减少了 NOx的生成；裂解后的高温混合物经由内筒出口进入燃烧室本体13，此时高温混合物迅速与由掺混孔进入的空气混合，由富油态迅速转变为贫油态，此时进行二次点火，继续燃烧，燃烧在当量比低于I的条件下进行，再次避开了当量比燃烧，减少NOx生成。【主权项】1.一种燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室，其特征在于:包括裂解器，裂解器的壳体内安装有电极接头，电极接头的端部伸入至喷嘴管道中，且电机接头的端部连接有电极，电极的端部连接有旋流器压杆，旋流器压杆的端部连接有旋流器，喷嘴管道的端部安装有喷嘴，且所述的旋流器安装在喷嘴上，裂解器的上端还竖直安装有进油口，进油口的端部与喷嘴管道相通，所述裂解器上还固连有外筒，所述喷嘴管道上安装有内筒，内筒与喷嘴管道连接的端面上设置有电离通道，内筒与外筒之间形成进行道，内筒的端部与燃烧室本体连接，燃烧室本体上端设置有掺混孔。2.根据权利要求1所述的一种燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室，其特征在于:所述喷嘴伸入至内筒中。3.根据权利要求1或2所述的一种燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室，其特征在于:电极接头通过电缆与电源连接。【专利摘要】本技术提供一种燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室，燃料在燃烧室头部进行自氧化裂解，然后进入燃烧室深度燃烧，进而实现燃料的分级燃烧，燃料进入燃烧室头部与空气混合，与电离通道内产生的高温等离子体接触随之氧化，控制当量比大于1，使燃料在富油状态下进行燃烧，部分燃料燃烧释放的热量被剩余燃料吸收，进而裂解产生易燃烧的甲烷、氢气等气态小分子混合物，以此将燃烧室的富油燃烧区转变为燃料的自氧化裂解区。此后，高温气态混合物进入燃烧室内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料自氧化裂解轴向分级燃烧室，其特征在于：包括裂解器，裂解器的壳体内安装有电极接头，电极接头的端部伸入至喷嘴管道中，且电机接头的端部连接有电极，电极的端部连接有旋流器压杆，旋流器压杆的端部连接有旋流器，喷嘴管道的端部安装有喷嘴，且所述的旋流器安装在喷嘴上，裂解器的上端还竖直安装有进油口，进油口的端部与喷嘴管道相通，所述裂解器上还固连有外筒，所述喷嘴管道上安装有内筒，内筒与喷嘴管道连接的端面上设置有电离通道，内筒与外筒之间形成进行道，内筒的端部与燃烧室本体连接，燃烧室本体上端设置有掺混孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑洪涛，于程志，李智明，杨仁，杨洪磊，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23