一種貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于燃氣輪機領域，公開了一種貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)，包括：位于燃燒系統(tǒng)中心的值班噴嘴、環(huán)形均勻布置于值班噴嘴外側的多個主噴嘴、以及設置在多個主噴嘴外側的罩帽和導流襯套，多個所述主噴嘴的進出口均為扇形，多個所述主噴嘴內均設有燃料噴注裝置，所述燃料噴注裝置上均設有燃料噴注孔；環(huán)形均勻分布的多個主噴嘴的內側或外側設有燃料供給通道，所述燃料供給通道分別與多個所述燃料噴注裝置連接，所述燃料供給通道上連接有至少一個燃料噴管。本發(fā)明有效解決現有技術中結構布局、冷卻設計方面的難題；改變了當量比分布曲線，降低了火焰筒超溫區(qū)的范圍，增強了主噴嘴的燃燒性能。
【專利說明】一種貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃氣輪機【技術領域】，特別涉及一種貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 圖1為一種典型的燃燒室頭部結構，值班噴嘴布置于中心，多個主噴嘴環(huán)形均勻 布置于值班噴嘴外側。值班噴嘴采用擴散或預混燃燒模式，值班噴嘴下游設置錐形穩(wěn)焰板， 目的在于增強整個燃燒室頭部的穩(wěn)焰性能，值班噴嘴承擔點火以及主要的穩(wěn)焰功能。從端 蓋引出多個燃料噴管，分別深入對應主噴嘴中軸線區(qū)域，燃料噴管上設置輻射狀的燃料噴 注裝置及旋流器34,噴注燃料并增強摻混。主噴嘴采用這種結構裝置時，當量比一般沿主噴 嘴中軸線對稱分布，主噴嘴設計時，如果靠近值班噴嘴當量比高（如圖2a)，則靠近火焰筒 壁面區(qū)域的當量比增加，導致火焰筒壁面區(qū)域超溫；如果靠近值班噴嘴的當量比低（如圖 2b)，值班噴嘴對主噴嘴的點火動作不易實現，導致主噴嘴燃燒不充分；圖2c是較為理想的 當量比分布，但這種情況往往需要通過增加噴嘴的旋流強度的方式來增強摻混，增加噴嘴 旋流強度，會引起噴嘴下游的回流區(qū)，進而導致氮氧化物排放增加。
[0003] 圖3為一種主噴嘴出口為圓形的結構，這種結構存在冷卻難度較大的問題。圖4 為一種主噴嘴出口為扇形的結構，該結構冷卻范圍較少，結構設計方面主噴嘴處還需要設 置一個圓扇轉接段。
[0004] 現有技術中，靠近燃燒系統(tǒng)中軸線區(qū)域的主噴嘴出口當量比較低，燃燒性能較差， 燃燒溫度低，無法向外側點燃，導致靠近火焰筒壁面區(qū)域的流動燃燒不充分，污染物濃度較 商。


【發(fā)明內容】

[0005](一）要解決的技術問題
[0006] 本發(fā)明要解決的技術問題是：為解決現有燃燒系統(tǒng)噴嘴當量比分布不夠合理，向 外點燃不易實現，導致外側燃燒不充分、污染物濃度較高的問題。
[0007] (二）技術方案
[0008] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)，包括：位于 燃燒系統(tǒng)中心的值班噴嘴、環(huán)形均勻布置于值班噴嘴外側的多個主噴嘴、以及設置在多個 主噴嘴外側的罩帽和導流襯套，多個所述主噴嘴的進出口均為扇形，多個所述主噴嘴內均 設有燃料噴注裝置，所述燃料噴注裝置上均設有燃料噴注孔；環(huán)形均勻分布的多個主噴嘴 的內側或外側設有燃料供給通道，所述燃料供給通道分別與多個所述燃料噴注裝置連接， 所述燃料供給通道上連接有至少一個燃料噴管。
[0009] 其中，所述燃料噴注孔包括沿燃燒系統(tǒng)的徑向分布在燃料噴注裝置兩側的多對小 孔，每對小孔的直徑相同；沿燃燒系統(tǒng)的徑向由內向外，小孔的直徑沿逐漸增大。
[0010] 其中，每個所述燃料噴注裝置上均設有N個燃料噴注孔，N個所述燃料噴注孔沿燃 燒系統(tǒng)的徑向向外，依次記為1、2……N，對應存在N個燃料噴注孔控制的區(qū)域1、2……N，每 排燃料噴注孔控制區(qū)域的當量比為小";
[0011] 主噴嘴平均當量比為

【權利要求】
1. 一種貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)，包括：位于燃燒系統(tǒng)中心的值班噴嘴（2)、環(huán)形均勻 布置于值班噴嘴（2)外側的多個主噴嘴（3)、以及設置在多個主噴嘴（3)外側的罩帽（4)和 導流襯套（5)，其特征在于，多個所述主噴嘴（3)的進出口均為扇形，多個所述主噴嘴（3)內 均設有燃料噴注裝置（33)，所述燃料噴注裝置（33)上均設有燃料噴注孔（1);環(huán)形均勻分 布的多個主噴嘴（3)的內側或外側設有燃料供給通道（32)，所述燃料供給通道（32)分別 與多個所述燃料噴注裝置（33)連接，所述燃料供給通道（32)上連接有至少一個燃料噴管 (31)。
2. 如權利要求1所述的貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴注孔（1)包 括沿燃燒系統(tǒng)的徑向分布在燃料噴注裝置（33)兩側的多對小孔，每對小孔的直徑相同；沿 燃燒系統(tǒng)的徑向由內向外，小孔的直徑逐漸增大。
3. 如權利要求2所述的貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)，其特征在于，每個所述燃料噴注裝 置（33)上均設有N個燃料噴注孔（1)，N個所述燃料噴注孔（1)沿燃燒系統(tǒng)的徑向向外， 依次記為1、2……N，對應存在N個燃料噴注孔（1)控制的區(qū)域1、2……N，每排燃料噴注孔 (1)控制區(qū)域的當量比依次為Φρ Φ2?Φη; (N \ / 主噴嘴（3)平均當量比為= ^- {%)st〇ic , Σ PAit^Air-^Air^^Air / \ i-l Jf 其中，小丨比高5%?15%，Φη比低5%?15%;從到Φη，所述當量比 階梯遞減。
4. 如權利要求3所述的貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)，其特征在于，多個所述主噴嘴（3)包 括至少兩層，每層包括多個主噴嘴（3)，相鄰兩層主噴嘴（3)交錯布置。
5. 如權利要求4所述的貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)，其特征在于，每層主噴嘴（3)均設有 燃料供給通道（32)，所述燃料供給通道（32)上連接有一根或多根燃料噴管（31)。
6. 如權利要求4所述的貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)，其特征在于，相鄰兩層主噴嘴（3) 連接于同一燃料供給通道（32)上，所述燃料供給通道（32)上連接有一根或多根燃料噴管 (31)。
7. 如權利要求4所述的貧燃料多孔噴射燃燒系統(tǒng)，其特征在于，相鄰兩層主噴嘴（3)的 燃料供給通道（32)通過管道匯聚后，與燃料噴管（31)連接，所述燃料噴管（31)包括一根 或多根。
【文檔編號】F23R3/28GK104266226SQ201410361344
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權日:2014年7月25日
【發(fā)明者】李珊珊, 井文明, 呂煊 申請人:北京華清燃氣輪機與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術有限公司