一种用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头.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CN107143880A(43)申请公布日2017.09.08(21)申请号201710343294.1(22)申请日2017.05.16(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)发明人于涵索建秦梁红侠孙付军李乐黎明(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人陈星(51)Int.Cl.F23R3/34(2006.01)F23R3/38(2006.01)F23R3/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头(57)摘要本发明公开了一种用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头，采用多个相同结构的旋流喷嘴模组成，其中,副燃级由位于中心的旋流喷嘴模和依中心旋流喷嘴模等间距周向均布的三个旋流喷嘴模组成，主燃级由位于与副燃级的三个旋流喷嘴模相间的旋流喷嘴模组成，主燃级和副燃级可独立控制，保证燃烧室在宽工作状态下能稳定工作。采用贫油直接喷射燃烧技术，喷嘴出口和旋流空气出口平齐，喷嘴模以非预混燃烧方式工作，可避免自燃和回火现象的发生，且降低振荡燃烧出现的风险；喷嘴模工作当量比在0.6～0.8之间，保证燃烧区温度较低且燃烧稳定，有效降低热力型氮氧化物的生成。污染物排放少，结构简单，适用于燃气轮机低污染燃烧室。CN107143880ACN107143880A权利要求书1/1页1.一种用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头，其特征在于:包括燃烧室头部法兰、副燃级旋流喷嘴模、主燃级旋流喷嘴模、空气进口、旋流通道、环形旋流空气平直通道、环形旋流空气收敛通道、旋流空气出口、燃油进口、喷嘴、喷嘴出口，采用多个相同结构的旋流喷嘴模组成，且固定在燃烧室头部法兰上，所述副燃级旋流喷嘴模由位于中心的旋流喷嘴模和依中心旋流喷嘴模等间距周向均布的三个旋流喷嘴模组成，所述主燃级旋流喷嘴模由位于与副燃级的三个旋流喷嘴模相间的旋流喷嘴模组成，主燃级旋流喷嘴模和副燃级旋流喷嘴模可独立控制；其中,空气进口、旋流通道、环形旋流空气平直通道、环形旋流空气收敛通道和旋流空气出口形成旋流喷嘴模的空气流路，所述旋流通道内安装有旋流叶片，空气流过旋流通道形成旋转流动，所述环形旋流空气平直流道位于旋流通道下游用以消除叶片尾迹的影响，所述环形旋流空气收敛通道位于旋流空气平直流道下游用来增加空气轴向速度，在旋流空气出口形成沿径向内侧低外侧高的速度分布；燃油进口、喷嘴和喷嘴出口组成燃油流路，所述喷嘴出口与旋流空气出口平齐，从喷嘴出口喷出的油雾在旋流空气剪切作用下快速破碎形成均匀分布的小液滴并与空气混合形成均匀的可燃混气，并以非预混方式进行燃烧反应。2.根据权利要求1所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头，其特征在于:旋流喷嘴模燃烧当量比为0.6～0.8。3.根据权利要求1所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头，其特征在于:旋流喷嘴模内旋流叶片数量为8～16个，旋流叶片安装角度为35°～45°。4.根据权利要求1所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头，其特征在于:中心旋流喷嘴模与周向均布的旋流喷嘴模中心距S1为1.5～2.0d。5.根据权利要求1所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头，其特征在于:周向相邻旋流喷嘴模中心距S2为1.5～2.0d。2CN107143880A说明书1/4页一种用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头技术领域[0001]本发明涉及燃气轮机燃烧室技术领域，具体地说，涉及一种用于燃气轮机低污染燃烧室的贫油多点直接喷射头。背景技术[0002]燃气轮机污染物排放的源头来自燃烧室，因此发展低污染燃烧技术是降低燃气轮机污染排放的关键。燃烧室的主要污染物包括氮氧化物、一氧化碳和未燃碳氢，其中最重要的是减少氮氧化物的生成量。在燃烧室中，热力型氮氧化物生成机理起到主导作用，因此降低燃烧区燃烧温度是降低氮氧化物生成量的有效手段之一。贫油燃烧技术可有效降低燃烧区燃烧温度，从而减少氮氧化物的生成量。[0003]针对贫油燃烧技术，国外研究者们提出了贫油预混预蒸发燃烧技术，并对其开展了广泛研究，该技术可有效控制主燃区燃烧温度，在降低氮氧化物方面具有很大的潜力。但是，该技术研发过程中遇到自燃、回火和严重的燃烧不稳定性等技术障碍，这些问题严重制约了该技术的实际应用。针对预混燃烧遇到的问题，又提出了贫油直接喷射燃烧技术，该技术中燃油不经过预混而是直接喷射到主燃区内与空气快速混合并充分燃烧，同样可以有效降低氮氧化物的生成量，并且完全避免了自燃和回火的问题，同时降低了燃烧不稳定性的程度。因此贫油直接喷射燃烧技术是低污染燃烧技术发展的重要方向之一。[0004