一种燃气轮机贫预混燃烧室制造技术

一种燃气轮机贫预混燃烧室：机匣内固定有火焰筒，该机匣尾部壁面开设有若干通入空气的圆孔；机匣侧面设有用于安装点火器的点火器安装座；火焰筒内安装有变径的旋流杯，喷嘴旋流器组合件通过机匣连接至该旋流杯的入口；喷嘴本体中心为值班燃料引入管，外圈为预混燃料引入管；旋流器组合件的预混燃料腔后盖与叶片安装基体的内侧连接形成预混燃料腔；叶片安装基体的外侧固定有多个叶片，每个叶片沿轴向开有一盲孔，各叶片两侧壁面上设有多个预混燃料喷射孔；预混燃料自预混燃料引入管进入预混燃料腔，通过叶片上的盲孔和叶片上的预混燃料喷射孔进入旋流器通道，完成与空气的掺混。本实用新型专利技术使燃料与空气掺混均匀，有利于降低燃烧室的NOX排放。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种燃气轮机贫预混燃烧室
本技术属于燃气轮机
，尤其涉及一种应用于燃气轮机燃烧室的贫预混燃烧预混燃料喷射结构以及采用该结构的贫预混燃烧室。
技术介绍
目前燃气轮机燃烧室面临的主要问题就是要降低污染物特别是NOx的排放。贫预混燃烧作为一种成熟的干式低NOx技术已经得到了广泛的应用。所谓贫预混燃烧就是将燃料和空气预先在燃烧室上游混合，避免产生燃料和空气比例接近化学恰当比的区域。这样燃烧区处于空气过量状态，因此火焰温度降低，从而大大减少了热力型NOx的生成。贫预混燃烧技术降低NOx排放的关键在于在尽可能短的时间内实现燃料和空气的均匀掺混。燃料和空气掺混的均匀，不存在局部燃料高浓度区，就不会产生局部高温区，从而可以抑制大量 NOx的生成。另外燃料不能在掺混区域内的停留时间过长，否则会发生回火和自点燃现象， 影响燃烧室的安全运行。随着燃气轮机技术的发展，燃烧室进口空气温度越来越高，该问题也越来越严重。另外，由于在相同的条件下氢气的点火延迟时间要远小于常规的天然气燃料，因此对于氢含量高的燃料采用贫预混燃烧更容易在预混通道内发生自点燃。燃气轮机燃烧室通常在头部采用旋流器形成中心回流区从而稳定火焰，当采用贫预混燃烧技术时燃料通常在旋流器的上游喷入，燃料在经过旋流器通道过程中实现与空气的掺混。该种方法的缺点在于燃料射流在上游来流空气的影响下会导致燃料积聚在一定区域，不能实现与空气的均匀掺混。来流空气的流量以及流动方向的波动也会影响到燃料与空气的掺混效果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种燃气轮机贫预混燃烧室，以提高燃气轮机贫预混燃烧室的预混燃料与空气的掺混效果，降低NOx排放。为实现上述目的，本技术提供的燃气轮机贫预混燃烧室，其主要结构包括一机匣(1)，该机匣(I)内固定有火焰筒(2)，机匣与火焰筒之间形成空气的二股通道；该机匣(I)尾部壁面开设有若干通入空气的圆孔(11);机匣(I)侧面设有用于安装点火器(5)的点火器安装座(17)；该火焰筒⑵内安装有变径的旋流杯(45)，该旋流杯(45)的入口直径小于出口直径；喷嘴旋流器组合件(3)通过机匣(I)连接至该旋流杯(45)的入口 ；喷嘴旋流器组合件(3)中的喷嘴本体(34)中心为值班燃料引入管(38)，该值班燃料引入管(38)的顶端为值班喷嘴(33)，值班喷嘴(33)的出口端外侧为倒角锥面，在倒角锥面上沿圆周加工多个圆孔作为燃料喷射孔(310);值班燃料引入管(38)外圈为预混燃料引入管(39)，该预混燃料引入管(39)的一端连接旋流器组合件(35)，该预混燃料引入管(39)的侧面设有预混燃料孔(303)；旋流器组合件(35)的预混燃料腔后盖(304)与叶片安装基体(305)的内侧连接形成预混燃料腔(307);叶片安装基体(305)的外侧固定有多个叶片(306)，各叶片(306) 之间形成沿流动方向等截面并与径向成夹角的旋流器通道(31);每个叶片(306)沿轴向开有一盲孔(308)，各盲孔(308)与叶片安装基体(305)上的开孔(309)对齐；各叶片(306) 两侧壁面上设有多个预混燃料喷射孔(32)，各叶片(306)上的预混燃料喷射孔(32)与所在叶片(306)的盲孔(308)相通；预混燃料自预混燃料引入管(39)进入预混燃料腔(307)， 通过叶片(306)上的盲孔(308)和叶片(306)上的预混燃料喷射孔(32)进入旋流器通道(31)，完成与空气的掺混。所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，叶片安装基体(305)外侧设有与旋流器叶片(306)横截面形状相同的浅槽，叶片(306)嵌入该浅槽内焊接固定。所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，旋流器通道(31)的等截面面积取决于通过旋流器通道(31)进入火焰筒(2)的空气流量；旋流器通道(31)的径向夹角的大小取决于需要的旋流强度。所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，机匣(I)中部设有一个法兰盘(12)，通过该法兰盘将燃气轮机本体与燃气轮机贫预混燃烧室连接在一起。所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，机匣(I)尾部的圆孔(11)总面积大于二股通道的横截面积出)的两倍。所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，叶片安装基体(305)的外侧设有与叶片 (306)横截面形状相同的槽口，每一叶片(306)嵌入一个槽口中固定。所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，旋流杯(45)入口为直管段，过渡为大直径的出口。所述的燃气轮机贫预混燃烧室，其中，点火器(5)通过螺纹固定在机匣的安装座(17)上，并依次穿过机匣(I)、火焰筒(2)和旋流杯(45)，点火器(5)的点火头设在旋流杯内侧，通电后放电点燃燃料。本技术的最大特点在于旋流器通道沿叶片轴向在表面开有多排燃料喷射孔， 这些孔与喷嘴的预混燃料通道相连，形成预混燃料的喷射通道。预混燃料在旋流器通道内完成喷射并与空气进行掺混。这种预混燃料喷射方式的优点一是保证了燃料与空气的掺混均匀，有利于降低燃烧室的NOx排放，二是燃料的流动不容易受到上游来流空气流场波动的影响，保证燃烧室燃料掺混的稳定性，不会造成燃烧室NOx排放的变化。附图说明图I是本技术燃气轮机贫预混燃烧室的纵向剖视图。图2A是图I中机匣结构图的放大示意图，图2B是图2A的侧视图主视图。图3A是图I中火焰筒结构图的放大示意图，图3B是图3A的侧视图。图4是图I中喷嘴旋流器组合件立体视图。图5是图I中喷嘴旋流器组合件纵向剖视图。图6是图I中旋流杯组合件纵向剖视图。附图中主要组件符号说明I机匣；2火焰筒，20火焰筒顶盖，201火焰筒末段，202锥形段外侧的圆筒段，203火焰筒第一段，204火焰筒上点火器插入孔，21掺混孔，22筒体气膜冷却孔，23火焰筒顶盖冷却孔，24 火焰筒出口，25火焰筒的筒体，26火焰筒顶盖中心大孔，27火焰筒顶盖中心大孔周围小孔， 28火焰筒内侧圆环，29环形通道；3喷嘴旋流器组合件，31旋流器通道，32叶片壁面的预混燃料喷射孔，33值班喷嘴，34旋转喷嘴本体，35旋流器组合件，36旋流器安装螺母，37旋流器安装垫片，38值班喷嘴燃料引入管，39预混燃料引入管；301燃料路隔离套管，302预混燃料路环空通道，303预混燃料入口，304预混燃料腔后盖，305旋流器叶片安装基体，306旋流器叶片，307旋流器预混燃料腔，308旋流器叶片盲孔，309叶片安装基体上开孔，310值班喷嘴燃料喷射孔；4旋流杯组合件，41旋流杯入口，42旋流杯出口，43旋流杯安装座，44旋流杯安装座螺钉孔，45旋流杯，46点火器插孔；5点火器；6环形二股通道；7双头螺柱；8垫片；9螺母；10垫圈；11圆孔；12法兰盘；13机匣端盖中心大孔；14螺钉孔；15盲孔；16通孔；17点火器安装座；18螺钉。具体实施方式本技术所要解决的技术问题是提高燃气轮机贫预混燃烧室的预混燃料与空气的掺混效果，降低NOx排放。本技术的技术方案是这样实现的一种燃用气体燃料的筒形燃气轮机燃烧室，包括机匣、火焰筒、喷嘴旋流器组合件、旋流杯组合件以及点火器共5个部分。燃烧室总体上分为两层，外侧是机匣，内侧是火焰筒。机匣与火焰筒之间形成空气的二股通道，机匣尾部壁面开有大量圆孔，来自压气机的空气通过这些圆孔进入二股通道。 圆孔的总面积要大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机贫预混燃烧室，其特征在于，主要结构包括：一机匣(1)，该机匣(1)内固定有火焰筒(2)，机匣与火焰筒之间形成空气的二股通道；该机匣(1)尾部壁面开设有若干通入空气的圆孔(11)；机匣(1)侧面设有用于安装点火器(5)的点火器安装座(17)；该火焰筒(2)内安装有变径的旋流杯(45)，该旋流杯(45)的入口直径小于出口直径；喷嘴旋流器组合件(3)通过机匣(1)连接至该旋流杯(45)的入口；喷嘴旋流器组合件(3)中的喷嘴本体(34)中心为值班燃料引入管(38)，该值班燃料引入管(38)的顶端为值班喷嘴(33)，值班喷嘴(33)的出口端外侧为倒角锥面，在倒角锥面上沿圆周加工多个圆孔作为燃料喷射孔(310)；值班燃料引入管(38)外圈为预混燃料引入管(39)，该预混燃料引入管(39)的一端连接旋流器组合件(35)，该预混燃料引入管(39)的侧面设有预混燃料孔(303)；旋流器组合件(35)的预混燃料腔后盖(304)与叶片安装基体(305)的内侧连接形成预混燃料腔(307)；叶片安装基体(305)的外侧固定有多个叶片(306)，各叶片(306)之间形成沿流动方向等截面并与径向成夹角的旋流器通道(31)；每个叶片(306)沿轴向开有一盲孔(308)，各盲孔(308)与叶片安装基体(305)上的开孔(309)对齐；各叶片(306)两侧壁面上设有多个预混燃料喷射孔(32)，各叶片(306)上的预混燃料喷射孔(32)与所在叶片(306)的盲孔(308)相通；预混燃料自预混燃料引入管(39)进入预混燃料腔(307)，通过叶片(306)上的盲孔(308)和叶片(306)上的预混燃料喷射孔(32)进入旋流器通道(31)，完成与空气的掺混。...

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机贫预混燃烧室，其特征在于，主要结构包括一机匣(1)，该机匣(I)内固定有火焰筒(2)，机匣与火焰筒之间形成空气的二股通道；该机匣(I)尾部壁面开设有若干通入空气的圆孔(11);机匣(I)侧面设有用于安装点火器(5)的点火器安装座(17)；该火焰筒(2)内安装有变径的旋流杯(45)，该旋流杯(45)的入口直径小于出口直径； 喷嘴旋流器组合件(3)通过机匣(I)连接至该旋流杯(45)的入口 ；喷嘴旋流器组合件(3)中的喷嘴本体(34)中心为值班燃料引入管(38)，该值班燃料引入管(38)的顶端为值班喷嘴(33)，值班喷嘴(33)的出口端外侧为倒角锥面，在倒角锥面上沿圆周加工多个圆孔作为燃料喷射孔(310);值班燃料引入管(38)外圈为预混燃料引入管 (39)，该预混燃料引入管(39)的一端连接旋流器组合件(35)，该预混燃料引入管(39)的侧面设有预混燃料孔(303)；旋流器组合件(35)的预混燃料腔后盖(304)与叶片安装基体(305)的内侧连接形成预混燃料腔(307);叶片安装基体(305)的外侧固定有多个叶片(306)，各叶片(306)之间形成沿流动方向等截面并与径向成夹角的旋流器通道(31);每个叶片(306)沿轴向开有一盲孔(308)，各盲孔(308)与叶片安装基体(305)上的开孔(309)对齐；各叶片(306)两侧壁面上设有多个预混燃料喷射孔(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔玉峰，张宏武，房爱兵，段冬霞，邢双喜，王昆，宋权斌，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，上海中科高等研究院，
类型：实用新型
国别省市：