一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构制造技术

本发明专利技术提供了一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构。该结构包括平直段管道和渐缩段管道；所述平直段管道的外径为第一直径；所述平直段管道的上游设有吹扫孔；所述渐缩段管道位于所述平直段管道尾端；所述渐缩段管道上设有斜径向燃料喷射孔和轴向燃料喷射孔，其中，所述斜径向燃料喷射孔设置在渐缩段管道的管壁上，所述轴向燃料喷射孔设置在渐缩段管道的端面上；对应于值班级的所述平直段管道和渐缩段管道与燃烧室头部的其他预混级为同轴嵌套的一体化结构；所述平直段管道和渐缩段管道位于燃烧室头部中心且内部设有燃料腔。本发明专利技术的一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构，其能够实现工况的平稳过渡，防止头部烧蚀。防止头部烧蚀。防止头部烧蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构


[0001]本专利技术属于燃气轮机燃烧室领域，具体涉及一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构。

技术介绍

[0002]现代低污染燃气轮机广泛采用贫预混燃烧技术来控制氮氧化物排放，但贫预混燃烧面临着燃烧不稳定以及点火性能不好等问题。同轴分级燃烧室采用中心值班级和多级预混级同轴嵌套的形式，通过各级之间的配合来实现低工况到高工况的平稳过渡，值班级在低工况时主要为扩散燃烧以提高点火可能性，但过高的当量比在剧烈的燃烧过程中可能会导致回火烧毁头部，而高工况时值班级完全关闭也使得火焰靠近燃烧室头部造成头部的烧蚀。
[0003]国内近年也有许多关于同轴分级燃烧室的申请。申请号为202110664719.5的专利申请公开了一种用于一种低排放燃气轮机的同轴分级气体燃料燃烧室头部，其主要通过预混级轮毂的文式管结构加快气流速度，在燃烧室头部出口附近形成推举火焰，进而防止回火，但是气流速度的突然增大也会带来燃烧不稳定以及火焰震荡等问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上问题，本专利技术提出一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构，用以解决现有技术存在的上述至少一个问题。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构，其特征在于，包括平直段管道和渐缩段管道；所述平直段管道的外径为第一直径；所述平直段管道的上游设有吹扫孔；所述渐缩段管道位于所述平直段管道尾端；所述渐缩段管道上设有斜径向燃料喷射孔和轴向燃料喷射孔，其中，所述斜径向燃料喷射孔设置在渐缩段管道的管壁上，所述轴向燃料喷射孔设置在渐缩段管道的端面上；对应于值班级的所述平直段管道和渐缩段管道与燃烧室头部的其他预混级为同轴嵌套的一体化结构；所述平直段管道和渐缩段管道位于燃烧室头部中心且内部设有燃料腔。
[0006]进一步地，在燃烧室头部中，所述吹扫孔设置在第一级燃料喷射孔的上游5
‑
10mm处。
[0007]进一步地，所述斜径向燃料喷射孔设置在所述渐缩段管道的管壁上，距离第二端面预定距离处沿周向均匀布置多个斜径向燃料喷射孔，打孔方向垂直管壁锥面。
[0008]进一步地，所述斜径向燃料喷射孔的数量为4～8个，孔径为0.6～1mm。
[0009]进一步地，所述轴向燃料喷射孔设置在所述渐缩段管道的端面上，打孔方向垂直第二端面，轴向燃料喷射孔的数量为4～8个，孔径为0.6～1mm。
[0010]进一步地，所述渐缩段管道长度为值班级平直段管道的外径的1～2.5倍，且轴向上的切线与中心轴线之间的夹角γ为15
°
～35
°
。
[0011]进一步地，所述平直段管道的每个吹扫孔外分别设有对应的吹扫管道。
[0012]进一步地，吹扫孔布置在第一级旋流叶片之前，孔径为0.1D～0.3D，沿周向排布3～6个。
[0013]进一步地，所述空气自吹扫防回火中心喷嘴结构还设有吹扫孔挡片；值班级工作时，值班级供燃料，吹扫孔挡片弹出，挡住吹扫孔，以避免中心级燃料从吹扫孔喷出；值班级不工作时，值班级不供燃料，吹扫孔挡片不弹出，空气由吹扫孔进入中心值班级管路，以推举火焰防止中心值班级烧蚀。
[0014]本专利技术的一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构，其能够实现工况的平稳过渡，防止头部烧蚀。
[0015]本专利技术各级采用同轴嵌套形式，值班级位于中心，可起到稳定燃烧、提高点火性能的作用，预混级对燃料进行充分预混，可实现分级分区燃烧，有效降低排放。
[0016]本专利技术值班级具有吹扫孔，低工况时，通过调整吹扫空气的进气量，可防止值班级出口燃料当量比过高而被烧蚀；高工况时，也可通过调整吹扫空气的进气量，实现对主燃区火焰的推举，防止回火。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例的一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构的一个示例的结构示意图；
[0018]图2是图1的剖视图；
[0019]图3是图1所示的一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构在一种燃烧室头部内的应用示意图；
[0020]图4是本专利技术实施例的一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构的另一个示例的结构示意图；
[0021]图5是图4所示的一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构应用在套管式燃料进管的结构示意图；
[0022]图6是图4所示的一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构在另一种燃烧室头部内的应用示意图；
[0023]图7是值班级工作时吹扫孔挡片的状态示意图；
[0024]图8是值班级不工作时吹扫孔挡片的状态示意图。
[0025]图中：1a：平直段；1b：渐缩段；2：吹扫孔；2a：吹扫管道；3：斜径向燃料孔；4：轴向燃料孔；5：中心轴线；6：第一级旋流叶片；7a：主流空气；7b：吹扫空气；8：值班级燃料；9：吹扫孔挡片；D：值班级外径；γ：渐缩段轴向上的切线与中心轴线之间的夹角。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，在下文中将结合附图对本专利技术的示范性实施方式或实施例进行描述。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式或实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，
也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0029]根据本专利技术的实施例，提供了一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构，其特征在于，包括平直段管道和渐缩段管道；所述平直段管道的外径为第一直径；所述平直段管道的上游设有吹扫孔；所述渐缩段管道位于所述平直段管道尾端；所述渐缩段管道上设有斜径向燃料喷射孔和轴向燃料喷射孔，其中，所述斜径向燃料喷射孔设置在渐缩段管道的管壁上，所述轴向燃料喷射孔设置在渐缩段管道的端面上；对应于值班级的所述平直段管道和渐缩段管道与燃烧室头部的其他预混级为同轴嵌套的一体化结构；所述平直段管道和渐缩段管道位于燃烧室头部中心且内部设有燃料腔。
[0030]图1示出了上述一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构的一个示例的结构示意图，图2是图1的剖视图。
[0031]如图1所示，一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构包括值班级的平直段管道1a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气自吹扫防回火中心喷嘴结构，其特征在于，包括平直段管道(1a)和渐缩段管道(1b)；所述平直段管道(1a)的外径为第一直径；所述平直段管道(1a)的上游设有吹扫孔(2)；所述渐缩段管道(1b)位于所述平直段管道(1a)尾端；所述渐缩段管道(1b)上设有斜径向燃料喷射孔(3)和轴向燃料喷射孔(4)，其中，所述斜径向燃料喷射孔(3)设置在渐缩段管道(1b)的管壁上，所述轴向燃料喷射孔(4)设置在渐缩段管道(1b)的端面上；对应于值班级的所述平直段管道(1a)和渐缩段管道(1b)与燃烧室头部的其他预混级为同轴嵌套的一体化结构；所述平直段管道(1a)和渐缩段管道(1b)位于燃烧室头部中心且内部设有燃料腔。2.根据权利要求1所述的空气自吹扫防回火中心喷嘴结构，其特征在于，在燃烧室头部中，所述吹扫孔(2)设置在第一级燃料喷射孔的上游5
‑
10mm处。3.根据权利要求1或2所述的空气自吹扫防回火中心喷嘴结构，其特征在于，所述斜径向燃料喷射孔(3)设置在所述渐缩段管道(1b)的管壁上，距离第二端面预定距离处沿周向均匀布置多个斜径向燃料喷射孔(3)，打孔方向垂直管壁锥面。4.根据权利要求1或2所述的空气自吹扫防回火中心喷嘴结构，其特征在于，所述斜径向燃料喷射孔(3)的数量为4～8个，孔径为0.6～1mm。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宁波，杨慧玲，孙继昊，郑洪涛，杨洪磊，杨仁，颜世林，邓福泉，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：