值班燃料喷嘴头、值班喷嘴和燃气轮机制造技术

本发明专利技术公开了一种值班燃料喷嘴头、值班喷嘴和燃气轮机，所述值班燃料喷嘴头包括喷头本体，喷头本体具有气体通道、环绕气体通道设置的燃料通道以及与气体通道连通的预混通道，预混通道位于气体通道的下游，气体通道的周壁上设有多个燃料孔。所述值班喷嘴包括值班燃料喷嘴头，所述燃气轮机包括值班喷嘴。通过在气体通道的周壁上设置多个燃料孔，以将气体通道和燃料通道连通，从而使气体燃料通过燃料孔喷入气体通道内，使气体燃料与空气快速掺混以实现浓预混或部分预混，然后进入预混通道内进一步地掺混后喷入燃气轮机的燃烧室内，将纯燃料扩散燃烧变为部分预混的扩散燃烧，以解决热释放集中的问题，进而降低NOx排放，拓宽燃机的工作范围。范围。范围。

【技术实现步骤摘要】
值班燃料喷嘴头、值班喷嘴和燃气轮机


[0001]本专利技术涉及燃气轮机
，尤其涉及一种值班燃料喷嘴头、值班喷嘴和燃气轮机。

技术介绍

[0002]燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质带动叶轮高速旋转，将燃料热能转换为机械功的热力发动机。燃气轮机核心部件包括压气机、燃烧室、透平三个主体部分，空气经由压气机增压后，进入燃烧室与燃料混合后进行燃烧，生成的热燃气推动透平做功。
[0003]燃烧室作为三大核心部件之一，对整个燃气轮机的性能起着决定性作用。随着环保标准的逐步提高，对燃气轮机的污染物排放的限制越来越严格。为了降低氮氧化物(NOx)等污染物的排放，通常主流的重型燃气轮机燃烧室多采用贫预混燃烧技术，预混燃烧即在燃烧之前，燃料和空气预先混合，燃烧时温度较低且分布较为均匀，因此可以有效降低热力型NOx排放。但贫预混燃烧技术在燃机部分负荷时，由于预混通道气流速度高，而当量比较低，燃烧温度低，火焰稳定性不好，并且会带来热声振荡问题，影响部件寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0005]相关技术中，在预混喷嘴的基础上增设值班喷嘴直接喷射燃料，以形成扩散火焰来提高燃烧稳定性。然而，值班喷嘴的扩散火焰稳定性虽好，但是其局部富燃的特点导致其燃烧温度高、热释放较为集中，因此又带来NOx排放升高问题，尤其在部分负荷时，燃机运行较为依赖值班喷嘴，NOx排放超标问题凸显。
[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0007]为此，本专利技术的实施例提出一种值班燃料喷嘴头，该值班燃料喷嘴头具有火焰稳定、热释放分散的特点。
[0008]本专利技术还提出一种值班喷嘴，该值班喷嘴具有NOx排放量低的特点。
[0009]本专利技术还提出一种燃气轮机，该燃气轮机具有工作范围广的特点。
[0010]本专利技术实施例的值班燃料喷嘴头包括喷头本体，所述喷头本体具有气体通道、环绕所述气体通道设置的燃料通道以及与所述气体通道连通的预混通道，所述预混通道位于所述气体通道的下游，所述气体通道的周壁上设有多个燃料孔，所述燃料通道经所述燃料孔与所述气体通道相连通，其中，所述燃料孔的延伸方向与所述气体通道的延伸方向之间具有夹角，所述夹角大于45
°
且小于90
°
，所述燃料孔与所述燃料通道连通的一端位于所述燃料孔与所述气体通道连通的一端的上游，和/或，所述夹角为90
°
。
[0011]本专利技术实施例的值班燃料喷嘴头，通过在气体通道的周壁上设置多个燃料孔，以将气体通道和燃料通道连通，从而使气体燃料通过燃料孔喷入气体通道内，使气体燃料与空气快速掺混以实现浓预混或部分预混，然后进入预混通道内进一步地掺混后喷入燃气轮机的燃烧室内，将纯燃料扩散燃烧变为部分预混的扩散燃烧，以解决热释放集中的问题，进
而降低NOx排放。
[0012]由此，本专利技术实施例的值班燃料喷嘴头解决了热释放较为集中的问题。
[0013]在一些实施例中，所述喷头本体包括：第一筒体、第二筒体、环形封板和第三筒体，所述第一筒体的中心通道为所述气体通道，所述燃料孔设在所述第一筒体的周壁上，所述第二筒体套设在所述第一筒体外，所述第一筒体和所述第二筒体在内外方向上间隔开，所述第一筒体与所述第二筒体限定出所述燃料通道，所述环形封板设在所述第一筒体和所述第二筒体之间，以封堵所述燃料通道的位于下游的一端，所述第三筒体的中心通道为所述预混通道，所述第三筒体的位于上游的一端与所述第一筒体的位于下游的一端相连，以使所述气体通道与所述预混通道相连通。
[0014]在一些实施例中，多个所述燃料孔沿所述第一筒体的周向间隔分布。
[0015]在一些实施例中，所述燃料孔的直径为0.1
‑
2mm。
[0016]在一些实施例中，所述第三筒体包括依次相连的第一平直段、收缩段和第二平直段，所述收缩段的横截面积小于所述第一平直段和\或所述第二平直段的横截面积。
[0017]在一些实施例中，所述第一平直段的横截面积与所述第二平直段的横截面积相同。
[0018]在一些实施例中，所述第一平直段的内径为1
‑
5mm。
[0019]在一些实施例中，所述收缩段的最小内径为所述第一平直段的内径的25％
‑
75％。
[0020]本专利技术实施例的值班喷嘴包括上述任一项实施例中所述的值班燃料喷嘴头。
[0021]本专利技术实施例的燃气轮机包括上述实施例中所述的值班喷嘴。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例的值班燃料喷嘴头的示意图。
[0023]附图标记：
[0024]喷头本体1、
[0025]第一筒体11、气体通道111、燃料孔112、
[0026]第二筒体12、燃料通道121、
[0027]环形封板13、
[0028]第三筒体14、预混通道141、第一平直段142、收缩段143、第二平直段144。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]下面结合附图描述本专利技术实施例的值班燃料喷嘴头。
[0031]如图1所示，本专利技术实施例的值班燃料喷嘴头包括喷头本体1，喷头本体1具有气体通道111、环绕气体通道111设置的燃料通道121以及与气体通道111连通的预混通道141，预混通道141位于气体通道111的下游。
[0032]为方便理解本专利技术的技术方案，将上游至下游的方向规定为如图1中从左到右的方向。其中，如图1所示，燃料通道121环绕在气体通道111外，通过气体通道111的周壁将两者隔开。气体通道111和燃料通道121均位于预混通道141的左侧，气体通道111的右端与预
混通道141的左端相连，以使气体通道111与预混通道141相连通。预混通道141右端的出口即是本专利技术实施例的值班燃料喷嘴头的出口。
[0033]可选地，如图1所示，气体通道111的周壁上设有多个燃料孔112，燃料通道121经燃料孔112与气体通道111相连通。可以理解的是，气体通道111内用于通入空气，燃料通道121内用于通入燃料(天然气、氢气等气体燃料)。气体燃料通过多个燃料孔112喷入气体通道111内，以使燃料气体与空气进行掺混。掺混后的燃料和空气的混合气体进入预混通道141内，混合气体在预混通道141内流动的过程中进一步地掺混，最终通过预混通道141的出口喷入燃气轮机的燃烧室(图中未示出)内。
[0034]其中，燃料通道121内的压力大于气体通道111内的压力。因此将燃料通道121设置在气体通道111的外侧，以使气体燃料进入气体通道111内与空气进行掺混。而不是将气体通道111设置在燃料通道121的外侧，使空气进入燃料通道121内与气体燃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种值班燃料喷嘴头，其特征在于，包括喷头本体，所述喷头本体具有气体通道、环绕所述气体通道设置的燃料通道以及与所述气体通道连通的预混通道，所述预混通道位于所述气体通道的下游，所述气体通道的周壁上设有多个燃料孔，所述燃料通道经所述燃料孔与所述气体通道相连通，其中，所述燃料孔的延伸方向与所述气体通道的延伸方向之间具有夹角，所述夹角大于45
°
且小于90
°
，所述燃料孔与所述燃料通道连通的一端位于所述燃料孔与所述气体通道连通的一端的上游，和/或，所述夹角为90
°
。2.根据权利要求1所述的值班燃料喷嘴头，其特征在于，所述喷头本体包括：第一筒体，所述第一筒体的中心通道为所述气体通道，所述燃料孔设在所述第一筒体的周壁上；第二筒体，所述第二筒体套设在所述第一筒体外，所述第一筒体和所述第二筒体在内外方向上间隔开，所述第一筒体与所述第二筒体限定出所述燃料通道；环形封板，所述环形封板设在所述第一筒体和所述第二筒体之间，以封堵所述燃料通道的位于下游的一端；第三筒体，所述第三筒体的中心通道为所述预混通道，所述第三筒体的位于上游的一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：静大亮，辛芳，赵光军，刘星雨，黄以民，张华，
申请(专利权)人：国家电投集团荆门绿动能源有限公司国家电投集团湖北绿动新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：