一种双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107687652A(43)申请公布日2018.02.13(21)申请号201710613327.X(22)申请日2017.07.25(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人孙付军索建秦梁红侠黎明李乐于涵(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.F23R3/36(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构(57)摘要本发明涉及一种双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，由中心旋流空气流路、外壁非旋流空气流路、中心气体燃料流路、外壁气体燃料流路、中心燃油流路、外壁燃油流路、燃料-空气混合腔以及头部出口收敛段组成；中心旋流空气与中心气体燃料、中心燃油混合，外壁非旋空气与外壁气体燃料、外壁燃油混合，随后在燃料-空气混合腔中充分混合，然后预混均匀的混合物由头部出口收敛段流向下游并进行稳定燃烧；整个头部结构的工作当量比在0.6-0.8之间，能满足污染物排放要求；本发明既可以气体燃料或燃油单独工作，也可以气体燃料和燃油混合工作，拓宽了该头部方案的适用燃料范围。CN107687652ACN107687652A权利要求书1/2页1.一种双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，其特征在于包括燃料-空气混合腔(15)、离心喷嘴(2)、旋流器、集油环(4)、集气环(22)、进入燃料-空气混合腔的空气通道、由中部进入的燃油通道和燃气通道和侧向进入的燃油通道和燃气通道；旋流器外壁(13)与其延伸段的头部出口收敛段(16)构成燃料-空气混合腔(15)，旋流器内壁(8)中设有中心燃油进口(1)，内壁的端面为斜面结构的中心气体燃料喷射凸台(20)，离心喷嘴(2)置于凸台上，中心燃油进口(1)通过离心喷嘴(2)和凸台上的通孔构成进入燃料-空气混合腔的中部燃油通道；中心燃油进口(1)与旋流器内壁(8)之间为中心气体燃料进口(19)，通过凸台斜面沿周向均布的中心气体燃料喷孔(21)构成进入燃料-空气混合腔的中部燃气通道；集油环(4)和集气环(22)置于旋流器外壁(13)，集油环(4)上设有外壁燃油进口(28)，集油环(4)与旋流器外壁(13)连接有多个外壁燃油管(5)，连通旋流器外壁(13)上的外壁燃油喷孔(6)构成侧向进入燃料-空气混合腔的燃油通道；集气环(22)上设有外壁燃油进口(28)，集气环(22)与旋流器外壁(13)连接有多个外壁气体燃料管(23)，连通旋流器外壁(13)上的外壁气体燃料喷孔(24)构成侧向进入燃料-空气混合腔的燃气通道；沿旋流器外壁(13)周向均布的外壁非旋助混合空气进口(25)和外壁非旋助雾化空气进口(7)构成飞旋混合空气进入燃料-空气混合腔的通道；旋流器叶片(9)、中心旋流空气平直段(10)和中心旋流空气收敛段(11)构成旋流空气进入燃料-空气混合腔的通道；所述旋流器外壁(13)上沿周向均布多排切向进气小孔(14)；所述中心气体燃料喷射凸台(20)底边设有旋流器出口挡板(29)。2.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，其特征在于：在外壁非旋助雾化空气进口(7)部位设有外壁非旋助雾化空气出口收敛段(12)；在外壁非旋助混合空气进口(25)部位设有外壁非旋助混合空气出口收敛段(26)。3.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述的中心气体燃料喷孔(21)数目为5-12。4.根据权利要求1或3所述双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述中心气体燃料喷孔(21)喷射方向与旋流器出口挡板(29)平行，并且其喷射方向与整个结构中心线的夹角α等于离心喷嘴(2)雾化锥角的半角，为40°-50°。5.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述外壁气体燃料管(23)、外壁气体燃料喷孔(24)和外壁非旋助混合空气进口(25)数目为5-20。6.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述离心喷嘴(2)的雾化锥角为80°-100°。7.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述外壁燃油管(5)、外壁燃油喷孔(6)和外壁非旋助雾化空气进口(7)数目为5-20。8.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述的外壁非旋助混合空气出口收敛段(26)、外壁非旋助雾化空气出口收敛段(12)的收敛角度δ为40°-50°。9.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机贫预混低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述头部出口收敛段(16)的收敛角度β