一种燃气轮机的燃烧室结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种燃气轮机的燃烧室结构，包括外壳、孔板、预混旋流喷嘴、点火器、火焰探测器及火焰筒；外壳由头部壳体及套筒组成，孔板设于头部壳体及套筒之间，将燃烧室内部空间分隔为燃烧室头部区域和火焰筒区域；孔板处于燃烧室头部区域的一侧设多个预混旋流喷嘴，孔板处于火焰筒区域的一侧设点火器，孔板上还设有多个空气射流孔；火焰筒设于套筒中，火焰探测器设于火焰筒的中部，点火器的出口及火焰探测器的测点均设于火焰筒区域内；套筒及火焰筒与孔板同轴设置，火焰筒与套筒之间留有环形通道，火焰筒上沿轴向设有2排掺混孔。本实用新型专利技术所述燃烧室结构能够在保证燃烧室稳定燃烧且燃烧室壁面安全的基础上，降低污染物的排放量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机的燃烧室结构


[0001]本技术涉及燃气轮机
，尤其涉及一种燃气轮机的燃烧室结构。

技术介绍

[0002]燃烧室是燃气轮机发电机的重要组成部件之一，其作用是将燃料中的化学能利用化学反应燃烧转变为热能。对燃烧室的工作性能产生影响的因素有很多，包括燃烧室结构、燃料和空气的性质以及燃烧室的空气分配等。燃烧室由于燃料的燃烧而长期处在高温、高压的环境下，容易出现温度过高甚至烧蚀燃烧室部件的现象，不仅影响燃烧室的使用寿命，而且使燃气轮机不能正常工作。
[0003]为了使燃烧室在各工况下能够保证正常工作，需要针对影响燃烧室工作的因素进行结构设计。燃烧室的头部和火焰筒在使用过程中容易受到高温燃气的烧蚀，因此，针对这2个部件的设计与防护显得尤为重要。目前可以通过燃烧室中燃料和空气的流通分配来避免燃烧室的烧蚀。
[0004]另外，燃烧室工作时内部的燃烧为一动态过程，即燃烧室内部的燃烧会随着温度、压力以及燃料组分的浓度等因素而改变，现有的燃烧室结构入口燃料的预混效果较差，导致燃料在燃烧时容易出现燃烧不充分的情况，严重时甚至会出现熄火、头部回火以及NOx排放超标等状况。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种燃气轮机的燃烧室结构，能够在保证燃烧室稳定燃烧且燃烧室壁面安全的基础上，降低污染物的排放量。
[0006]为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案实现：
[0007]一种燃气轮机的燃烧室结构，包括外壳、孔板、预混旋流喷嘴、点火器、火焰探测器及火焰筒；所述外壳由头部壳体及套筒组成，孔板设于头部壳体及套筒之间，将燃烧室内部空间分隔为燃烧室头部区域和火焰筒区域；孔板处于燃烧室头部区域的一侧设多个预混旋流喷嘴，孔板处于火焰筒区域的一侧设点火器，孔板上还设有多个空气射流孔；火焰筒设于套筒中，火焰探测器设于火焰筒的中部，点火器的出口及火焰探测器的测点均设于火焰筒区域内；套筒及火焰筒与孔板同轴设置，火焰筒与套筒之间留有环形通道，火焰筒上沿轴向设有2排掺混孔。
[0008]所述套筒在靠近孔板一端具有锥形的缩径结构，即自远离孔板一端向靠近孔板一端，套筒与火焰筒之间的环形空间横截面积逐渐缩小。
[0009]所述预混旋流喷嘴沿孔板周向均匀设置，孔板上在每个预混旋流喷嘴的外围设多个空气射流孔，空气射流孔的直径为1.5～10mm。
[0010]所述预混旋流喷嘴的数量为6个。
[0011]所述预混旋流喷嘴中设预混通道，预混通道中设旋流叶片；预混通道分别连接预混燃料通道和值班燃料通道，预混燃料通道设预混燃料入口，值班燃料通道设值班燃料入
口；每个预混旋流喷嘴的值班燃料入口连接同一值班燃料主管，值班燃料主管上设值班燃料阀门；预混旋流喷嘴按预混燃料入口的连接方式分为2组，一组预混旋流喷嘴的预混燃料入口连接预混燃料主管一，另外一组预混旋流喷嘴的预混燃料入口连接预混燃料主管二，预混燃料主管一、预混燃料主管二上分别设预混燃料阀门。
[0012]所述头部壳体的外端设端部封堵板，端部封堵板与头部壳体的本体之间通过法兰连接；端部封堵板具有气体导流作用，具体结构为：在整个预混旋流喷嘴的外围具有扩径结构，在每个预混旋流喷嘴的外端具有扩大结构，在燃烧室头部区域的中心部位具有内凹结构，且各部分结构之间圆滑过渡。
[0013]所述火焰筒具有层叠的环带结构，即由多个火焰筒片层叠构成；相邻2个火焰筒片之间具有间隙，每个火焰筒片上设通孔，形成冷却气膜通道。
[0014]所述2排掺混孔由靠近孔板的一排掺混孔一及远离孔板的一排掺混孔二组成，掺混孔一和掺混孔二均沿火焰筒周向均匀设置，且掺混孔一与掺混孔二交错设置。
[0015]所述掺混孔一的直径大于掺混孔二的直径。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0017]1)将燃烧室的进口燃料分为预混燃料和值班燃料两部分，通过预混旋流喷嘴之后，预混燃料跟压缩空气进行预先混合为燃烧室提供燃烧；通过燃料流量的分配调节，可以降低出口污染物的NOx的排放量；
[0018]2)采用多个预混旋流喷嘴联合使用，并在预混旋流喷嘴的外围开设空气射流孔，使压缩空气能够从预混旋流喷嘴和空气射流孔分别进入到燃烧室的主燃区，提高主燃区燃料的预混均匀度；
[0019]3)在火焰筒上设置两排掺混孔，两排掺混孔交错排列，可以更好的对高温气流进行掺混；并且设置两排掺混孔能够保证出口的气流温度在燃烧室材料的设计耐热温度范围之内；
[0020]4)通过结构设计、气动设计和燃烧化学设计，使燃烧室避免出现主燃区回火损坏燃烧室头部、烧蚀火焰筒壁面以及污染物NOx排放超标等问题。
附图说明
[0021]图1是本技术所述一种燃气轮机的燃烧室结构的主视剖面图。
[0022]图2是本技术所述燃烧室去除外壳及火焰筒后的立体结构示意图。
[0023]图3是本技术所述孔板的立体结构示意图。
[0024]图4是本技术所述火焰筒的局部放大图。
[0025]图5是本技术所述燃烧室中自尾部进入的压缩空气流动路径示意图。
[0026]图中：1.头部壳体 2.套筒 3.孔板 31.空气射流孔 4.预混旋流喷嘴 5.火焰筒 51.掺混孔一 52.掺混孔二 6.火焰探测器 7.预混燃料入口 8.值班燃料入口
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明：
[0028]如图1
‑
图3所示，本技术所述一种燃气轮机的燃烧室结构，包括外壳、孔板3、预混旋流喷嘴4、点火器、火焰探测器6及火焰筒5；所述外壳由头部壳体1及套筒2组成，孔板
3设于头部壳体1及套筒2之间，将燃烧室内部空间分隔为燃烧室头部区域和火焰筒区域；孔板3处于燃烧室头部区域的一侧设多个预混旋流喷嘴4，孔板处于火焰筒区域的一侧设点火器，孔板3上还设有多个空气射流孔31；火焰筒5设于套筒2中，火焰探测器6设于火焰筒5的中部，点火器的出口及火焰探测器6的测点均设于火焰筒区域内；套筒2及火焰筒5与孔板3同轴设置，火焰筒5与套筒2之间留有环形通道，火焰筒5上沿轴向设有2排掺混孔。
[0029]所述套筒2在靠近孔板3一端具有锥形的缩径结构，即自远离孔板3一端向靠近孔板3一端，套筒2与火焰筒5之间的环形空间横截面积逐渐缩小。
[0030]所述预混旋流喷嘴4沿孔板周向均匀设置，孔板3上在每个预混旋流喷嘴4的外围设多个空气射流孔31，空气射流孔31的直径为1.5～10mm。
[0031]所述预混旋流喷嘴4的数量为6个。
[0032]所述预混旋流喷嘴4中设预混通道，预混通道中设旋流叶片；预混通道分别连接预混燃料通道和值班燃料通道，预混燃料通道设预混燃料入口，值班燃料通道设值班燃料入口；每个预混旋流喷嘴的值班燃料入口连接同一值班燃料主管，值班燃料主管上设值班燃料阀门；预混旋流喷嘴按预混燃料入口的连接方式分为2组，一组预混旋流喷嘴的预混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机的燃烧室结构，其特征在于，包括外壳、孔板、预混旋流喷嘴、点火器、火焰探测器及火焰筒；所述外壳由头部壳体及套筒组成，孔板设于头部壳体及套筒之间，将燃烧室内部空间分隔为燃烧室头部区域和火焰筒区域；孔板处于燃烧室头部区域的一侧设多个预混旋流喷嘴，孔板处于火焰筒区域的一侧设点火器，孔板上还设有多个空气射流孔；火焰筒设于套筒中，火焰探测器设于火焰筒的中部，点火器的出口及火焰探测器的测点均设于火焰筒区域内；套筒及火焰筒与孔板同轴设置，火焰筒与套筒之间留有环形通道，火焰筒上沿轴向设有2排掺混孔。2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机的燃烧室结构，其特征在于，所述套筒在靠近孔板一端具有锥形的缩径结构，即自远离孔板一端向靠近孔板一端，套筒与火焰筒之间的环形空间横截面积逐渐缩小。3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机的燃烧室结构，其特征在于，所述预混旋流喷嘴沿孔板周向均匀设置，孔板上在每个预混旋流喷嘴的外围设多个空气射流孔，空气射流孔的直径为1.5～10mm。4.根据权利要求1或3所述的一种燃气轮机的燃烧室结构，其特征在于，所述预混旋流喷嘴的数量为6个。5.根据权利要求1或3所述的一种燃气轮机的燃烧室结构，其特征在于，所述预混旋流喷嘴中设预混通道，预混通道中设旋流叶片；预混通道分别连接预混燃料通道和值班燃料通道，预混燃料通道设预混燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张影，代琳，鲍丛，
申请(专利权)人：辽宁福鞍燃气轮机有限公司，
类型：新型
国别省市：