预混燃烧器.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CN108413444A(43)申请公布日2018.08.17(21)申请号201810275454.8(22)申请日2018.03.29(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人邵卫卫刘勋伟张哲巅俞镔肖云汉(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人曹玲柱(51)Int.Cl.F23R3/28(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称预混燃烧器(57)摘要本公开提供了一种预混燃烧器，包括：燃料室，设置于预混燃烧器内的一侧；燃料进口，设置于燃料室的一侧，与燃料室相连通，用于向燃烧器内输入燃料；空气室，设置于预混燃烧器内的另一侧；空气进口，设置于所述空气室的一侧，用于向空气室内输入空气；以及M个相对独立的单元喷嘴，一端设置于燃料室，另一端设置于空气室，用于将燃料和空气混合并喷出，其中，M≥1。相比传统燃烧器，该燃烧器各个单元喷嘴相对独立，根据负荷需求进行模块化阵列扩展，因此有较好的扩展性；并且该燃烧器的燃料和空气的进气孔均毫米级，使得单元喷嘴内燃料和空气混合更均匀，因此能够降低燃烧过程中峰值火焰温度和高温烟气停留时间，实现降低氮氧化物排放的效果。CN108413444ACN108413444A权利要求书1/1页1.一种预混燃烧器，其中，包括：燃料室(10)，设置于预混燃烧器内的一侧；燃料进口(20)，设置于燃料室(10)的一侧，与燃料室(10)相连通，用于向燃烧器内输入燃料；空气室(30)，设置于预混燃烧器内的另一侧；空气进口(40)，设置于所述空气室(30)的一侧，用于向空气室(30)内输入空气；以及M个相对独立的单元喷嘴(50)，一端设置于燃料室，另一端设置于空气室，用于将燃料和空气混合并喷出，其中，M≥1。2.根据权利要求1所述的预混燃烧器，其中，所述单元喷嘴(50)包括：顶盖(51)，设置于单元喷嘴(30)处于燃料室(10)内的一侧；燃料进气孔(52)，环所述顶盖(51)壁面设置，用于将燃料室(10)中的燃料通过该燃料进气孔(52)输入单元喷嘴(50)内部；以及空气进气孔(53)，环单元喷嘴(50)处于空气室(30)内的主体壁面设置，用于将空气通过该孔输入单元喷嘴(50)的内部。3.根据权利要求2所述的预混燃烧器，其中，所述空气进气孔(53)的孔宽0.5～6mm，长2.5～36mm，形状为长条状孔，设置数量为2～8个，采用直喷进气方式或旋流进气方式设置。4.根据权利要求2所述的预混燃烧器，其中，所述燃料进气孔(52)形状为圆形或椭圆形孔，孔径为0.25～2.5mm，设置数量为2～10个，采用直喷进气方式或旋流进气方式设置。5.根据权利要求2所述的预混燃烧器，其中，所述单元喷嘴(50)的燃料进气孔(52)和空气进气孔(53)的间距为5～60mm。6.根据权利要求2所述的预混燃烧器，其中，所述单元喷嘴(50)的空气进气孔(53)距离单元喷嘴(50)的出口截面为5～108mm。7.根据权利要求3或4所述的预混燃烧器，其中，所述旋流进气方式，气流旋流角度为5～45°。8.根据权利要求1至6中任一项所述的预混燃烧器，其中，所述单元喷嘴(50)的通道横截面为圆形或椭圆形，内径为5～12mm，长为15～120mm。9.根据权利要求1至6中任一项所述的预混燃烧器，其中，相邻单元喷嘴(50)间的距离为5.5～60mm，单元喷嘴(50)的阵列排布方式为正交阵列、方形阵列或圆形阵列。10.根据权利要求1至6中任一项所述的预混燃烧器，单元喷嘴(50)布置方向与燃烧器轴向的夹角为θ，其中，0°≤θ≤60°。2CN108413444A说明书1/6页预混燃烧器技术领域[0001]本公开涉及燃气轮机燃烧室技术领域，尤其涉及一种预混燃烧器，用于降低氮氧化物排放。背景技术[0002]燃气轮机是一种高效洁净的动力机械，基于燃气轮机及其联合循环的发电量已占到全球发电总量的22％，未来还将继续攀升。为了提高燃气轮机的循环效率，燃气初温和增压比也在不断提高。以重型燃机为例，F级燃机燃气初温在1650K左右，联合循环效率为57％；H级和J级燃机燃气初温则在1750K和1850K左右，联合循环效率分别为60％和61％；下一代燃机的燃气初温将达到1950K，联合循环效率为64％。而与此矛盾的是，氮氧化物的生成量随温度的升高而剧烈升高。如何解决提高温度和降低氮氧化物间的矛盾，使排放满足环保法规要求，是燃机燃烧技术未来发展面临的主要挑战之一。[0003]目前燃机的主流是使用干式低氮氧化物(DryLowNOx，DLN)燃烧技术的燃烧器。它利用旋流喷嘴将过量空气和燃料混合成贫预混气体，以此抑制氮氧化物的生成