一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴的制作方法
【專利摘要】一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴，屬于燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。該噴嘴含有外圍徑向燃料通道、外圍徑向環(huán)形空氣通道、環(huán)形軸向燃料通道、中心軸向環(huán)形空氣通道和中心軸向燃料通道；中心軸向環(huán)形空氣通道和中心軸向燃料通道組成一體化可拆卸結(jié)構(gòu)。使用時(shí)，通過直接安裝標(biāo)準(zhǔn)燃料噴嘴；不使用時(shí)，可以方便取出，便于使用內(nèi)窺鏡等光學(xué)設(shè)備對(duì)噴嘴內(nèi)部進(jìn)行檢查，為燃料回火和噴嘴燒蝕提供有效的判斷依據(jù)；同時(shí)為更換噴嘴組件提供便利,可以單獨(dú)更換中心部件或外圍部件,節(jié)約維修成本。
【專利說明】一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室徑向可拆卸噴嘴，尤其涉及合成氣分級(jí)燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)低污染燃燒室噴嘴。

【背景技術(shù)】
[0002]在我國當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)中，采用傳統(tǒng)燃煤技術(shù)的火力發(fā)電占據(jù)了絕大部分份額。但是這種傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)存在發(fā)電效率低，污染物排放高(尤其是顯X排放)，耗費(fèi)淡水資源多等缺點(diǎn)。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng))作為一種新型“綠色”燃煤技術(shù)，為煤的清潔高效利用提供了一種新的途徑。叩⑶系統(tǒng)中的燃?xì)廨啓C(jī)，采用氣化爐產(chǎn)生的中低熱值合成氣為燃料，與壓氣機(jī)輸送來的高壓空氣在燃燒室中進(jìn)行快速混合和燃燒，高溫高壓的氣流經(jīng)透平做功，進(jìn)而帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電。這其中燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴的設(shè)計(jì)對(duì)于組織燃燒、降低污染物排放尤為重要。
[0003]燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中，燃料氣和空氣通過噴嘴實(shí)現(xiàn)分級(jí)和預(yù)混，形成恰當(dāng)?shù)姆旨?jí)、預(yù)混效果，配合合理的速度型進(jìn)入燃燒室組織燃燒。當(dāng)前，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴的設(shè)計(jì)形式，例如會(huì)議論文八3腿612010-22256，采用軸向兩級(jí)供給燃料氣，空氣從軸向和斜向分兩級(jí)進(jìn)入噴嘴，中心采用擴(kuò)散燃燒，外圍采用預(yù)混燃燒的燃燒方式達(dá)到全工況范圍內(nèi)燃燒穩(wěn)定和污染物達(dá)標(biāo)的要求。
[0004]但是，由于軸向兩級(jí)供給燃料氣，中心空氣通道進(jìn)氣空間狹小，空氣引入困難，中心通道設(shè)計(jì)復(fù)雜，噴嘴的內(nèi)外兩級(jí)維修和更換需要整體拆卸。因此，仍然需要設(shè)計(jì)更加合理有效的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴結(jié)構(gòu)來簡(jiǎn)化維修和更換過程，降低成本，并有效的組織燃燒和控制污染物排放。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴，中心軸向環(huán)形空氣通道和中心軸向燃料通道在使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)從中心燃料通道噴注燃料，匹配中心軸向旋流裝置的出口空氣旋流，形成合理的速度、摻混分布；不使用時(shí)，噴嘴中心的空間方便使用內(nèi)窺鏡等光學(xué)設(shè)備對(duì)噴嘴內(nèi)部進(jìn)行檢查，為燃料回火和噴嘴燒蝕提供有效的判斷依據(jù)，為空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持；另外為更換噴嘴組件提供便利，節(jié)約維修成本。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室徑向可拆卸噴嘴，該噴嘴包括外圍徑向燃料通道和外圍徑向環(huán)形空氣通道，其特征在于:與外圍徑向燃料通道連通的環(huán)形燃料通道內(nèi)部的中心通道布置有可拆卸的中心軸向燃料通道和可拆卸的中心軸向環(huán)形空氣通道。中心軸向環(huán)形空氣通道內(nèi)布置有第一級(jí)軸向空氣旋流裝置，環(huán)形燃料通道內(nèi)布置有第一級(jí)軸向燃料旋流裝置，外圍徑向環(huán)形空氣通道進(jìn)口布置有第一級(jí)徑向空氣旋流裝置，中心軸向燃料通道前端開有燃料噴射孔。
[0007]上述技術(shù)方案中，所述的中心軸向燃料通道可與標(biāo)準(zhǔn)燃油噴嘴替換，連同中心軸向環(huán)形空氣通道一起，根據(jù)噴嘴需要可拆卸。
[0008]所述的中心軸向燃料通道與中心軸向環(huán)形空氣通道拆卸后形成中心軸向空氣通道。
[0009]所述的第一級(jí)軸向燃料旋流裝置采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)或軸向葉柵式結(jié)構(gòu)，該葉片或葉柵從中心通道外壁面延伸至噴嘴內(nèi)壁面，且沿環(huán)形空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)或葉柵通道個(gè)數(shù)在6?12之間。
[0010]所述的第一級(jí)徑向空氣旋流裝置采用徑向葉片式結(jié)構(gòu)或徑向葉柵式結(jié)構(gòu)，沿徑向空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)或葉柵通道個(gè)數(shù)在6?12之間。
[0011]所述的第二級(jí)軸向空氣旋流裝置布置采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)或軸向葉柵式結(jié)構(gòu)，該葉片或葉柵從中心徑向燃料通道外壁面延伸至中心通道內(nèi)壁面，且沿環(huán)形空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)或葉柵通道個(gè)數(shù)在6?12之間。
[0012]該實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:①本實(shí)用新型的中心軸向燃料通道和中心軸向環(huán)形空氣通道可拆卸，使用時(shí)，從中心燃料通道噴注燃料；不使用時(shí)，方便使用內(nèi)窺鏡對(duì)噴嘴內(nèi)部進(jìn)行檢查，為燃料回火和噴嘴燒蝕提供有效的判斷依據(jù)，為空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。②本實(shí)用新型的中心軸向燃料通道和中心軸向環(huán)形空氣通道可拆卸，為更換噴嘴組件提供便利，可以單獨(dú)更換中心部件或外圍部件，節(jié)約維修成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室徑向可拆卸噴嘴的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0014]圖2為中心軸向環(huán)形空氣通道和中心軸向燃料通道組成的一體化可拆卸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為拆卸后的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室徑向可拆卸噴嘴的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016]圖4為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室徑向可拆卸噴嘴的三維剖視圖。
[0017]圖中符號(hào)說明如下:
[0018]1-外圍徑向燃料通道；2-外圍徑向環(huán)形空氣通道；3-中心軸向燃料通道；4-中心軸向環(huán)形空氣通道；5-第一級(jí)軸向空氣旋流裝置；6-第一級(jí)徑向空氣旋流裝置；7-第一級(jí)軸向燃料旋流裝置環(huán)形軸向燃料通道；9-燃料噴射孔；10-中心軸向空氣通道；11-中心通道安裝法蘭；12-徑向通道安裝法蘭。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理、結(jié)構(gòu)和【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0020]圖1為本實(shí)用新型提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室徑向可拆卸噴嘴的結(jié)構(gòu)原理示意圖，該噴嘴含有外圍徑向燃料通道1、外圍徑向環(huán)形空氣通道2、環(huán)形軸向燃料通道8、中心軸向環(huán)形空氣通道4和中心軸向燃料通道3 ；外圍徑向環(huán)形空氣通道2的進(jìn)口布置有第一級(jí)徑向空氣旋流裝置6，中心軸向環(huán)形空氣通道4內(nèi)布置有第一級(jí)軸向空氣旋流裝置5，環(huán)形軸向燃料通道8內(nèi)布置有第一級(jí)軸向燃料旋流裝置7 ；中心軸向環(huán)形空氣通道4和中心軸向燃料通道3組成一體化可拆卸結(jié)構(gòu)(參見圖2)。
[0021]外圍徑向燃料通道1的前端與徑向通道安裝法蘭12相連接，供給燃料氣。中心軸向燃料通道3的前端固定在中心通道安裝法蘭11上。第一級(jí)軸向空氣旋流裝置5的下部與中心軸向燃料通道3外壁固定在一起；中心軸向環(huán)形空氣通道4的外壁與環(huán)形軸向燃料通道8的內(nèi)壁之間采用滑動(dòng)配合；拆卸中心軸向環(huán)形空氣通道4和中心軸向燃料通道3后，中心通道安裝法蘭11采用盲板封嚴(yán)。
[0022]中心軸向燃料通道3前端開有燃料噴射孔9，燃料噴射孔9的孔徑為￠0.1?1臟之間，燃料噴射孔9的分布可以根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)調(diào)整。
[0023]本實(shí)驗(yàn)新型的中心軸向燃料通道3采用標(biāo)準(zhǔn)燃油噴嘴，也可以按照標(biāo)準(zhǔn)燃油噴嘴尺寸自行設(shè)計(jì)。
[0024]中心軸向環(huán)形空氣通道4內(nèi)布置的第一級(jí)軸向空氣旋流裝置5和環(huán)形軸向燃料通道8布置的第一級(jí)軸向燃料旋流裝置7均采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)或軸向葉柵式結(jié)構(gòu)，葉片沿環(huán)形空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)或葉柵通道個(gè)數(shù)在6?12之間。
[0025]外圍徑向環(huán)形空氣通道2的進(jìn)口布置的第一級(jí)徑向空氣旋流裝置6采用徑向葉片式結(jié)構(gòu)或徑向葉柵式結(jié)構(gòu)，葉片沿徑向空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)或葉柵通道個(gè)數(shù)在6?12之間。
[0026]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0027]合成氣燃料沿徑向方向進(jìn)入外圍徑向燃料通道1，通過軸向出口布置的第一級(jí)軸向燃料旋流裝置7產(chǎn)生旋流到達(dá)噴嘴出口?？諝庖徊糠诌M(jìn)入外圍徑向環(huán)形空氣通道2，在第一級(jí)徑向空氣旋流裝置6產(chǎn)生旋流后，旋流沿軸向方向至噴嘴出口?？諝饬硪徊糠謴妮S向進(jìn)入噴嘴內(nèi)部。當(dāng)使用中心軸向燃料通道3和中心軸向環(huán)形空氣通道4時(shí)，合成氣進(jìn)入中心軸向燃料通道3，空氣進(jìn)入中心軸向環(huán)形空氣通道4，經(jīng)過第一級(jí)軸向空氣旋流裝置5產(chǎn)生旋流至噴嘴出口 ；當(dāng)拆除中心軸向燃料通道3和中心軸向環(huán)形空氣通道4時(shí)，空氣沿軸向進(jìn)入整個(gè)中心軸向空氣通道10 ；在噴嘴出口，兩級(jí)空氣旋流和一級(jí)或兩級(jí)燃料旋流進(jìn)行混合，形成匹配的噴嘴出口速度分布和燃料空氣摻混效果，保證燃燒的穩(wěn)定性和良好的出口溫度分布。
[0028]該技術(shù)方案中，燃料氣徑向進(jìn)入，經(jīng)過一級(jí)軸向燃料氣旋流裝置，改變速度分布?？諝庖徊糠謴膰娮焱鈬鷱较蜻M(jìn)入，經(jīng)過徑向空氣旋流裝置產(chǎn)生旋流；另一部分通過噴嘴中心通道進(jìn)入，經(jīng)過軸向空氣旋流裝置產(chǎn)生旋流，在噴嘴出口與燃料旋流發(fā)生摻混，匹配噴嘴出口速度分布和燃料空氣的摻混效果。由于該技術(shù)方案的中心噴嘴可拆卸，使用時(shí)，通過直接安裝標(biāo)準(zhǔn)燃料噴嘴，可實(shí)現(xiàn)從中心通道噴注燃料，匹配中心軸向旋流裝置的出口空氣旋流，形成合理的速度、摻混分布；不使用時(shí)，中心噴嘴的安裝空間方便使用內(nèi)窺鏡等光學(xué)設(shè)備對(duì)噴嘴內(nèi)部進(jìn)行檢查，為燃料回火和噴嘴燒蝕提供有效的判斷依據(jù)，為空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。徑向注入燃料氣的設(shè)計(jì)使空氣進(jìn)入到噴嘴中心更容易實(shí)現(xiàn)。通過以上方式，可以在保證有效的組織燃燒和控制污染物排放的同時(shí)，為更換噴嘴組件提供便利，可以單獨(dú)更換中心部件或外圍部件，節(jié)約維修成本。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴，該噴嘴含有外圍徑向燃料通道(I)、外圍徑向環(huán)形空氣通道(2)、環(huán)形軸向燃料通道(8)、中心軸向環(huán)形空氣通道(4)和中心軸向燃料通道(3);所述的外圍徑向環(huán)形空氣通道(2)的進(jìn)口布置有第一級(jí)徑向空氣旋流裝置(6)，中心軸向環(huán)形空氣通道(4)內(nèi)布置有第一級(jí)軸向空氣旋流裝置(5)，環(huán)形軸向燃料通道(8)內(nèi)布置有第一級(jí)軸向燃料旋流裝置(J)，其特征在于:所述的中心軸向環(huán)形空氣通道(4)和中心軸向燃料通道(3)組成一體化可拆卸結(jié)構(gòu)，其中，所述的中心軸向燃料通道(3)的前端固定在中心通道安裝法蘭(11)上，所述的第一級(jí)軸向空氣旋流裝置(5)的下部與中心軸向燃料通道(3)外壁固定在一起；中心軸向環(huán)形空氣通道(4)的外壁與環(huán)形軸向燃料通道(8)的內(nèi)壁之間采用滑動(dòng)配合。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴，其特征在于:中心軸向燃料通道(3)前端開有燃料噴射孔(9);所述燃料噴射孔的孔徑為Φ0.1?Imm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴，其特征在于:中心軸向燃料通道(3)采用標(biāo)準(zhǔn)燃油噴嘴。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴，其特征在于:所述中心軸向環(huán)形空氣通道(4)布置的第一級(jí)軸向空氣旋流裝置(5)采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)或軸向葉柵式結(jié)構(gòu)，葉片沿環(huán)形空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)或葉柵通道個(gè)數(shù)在6?12之間。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴，其特征在于:所述外圍徑向環(huán)形空氣通道(2)的進(jìn)口布置的第一級(jí)徑向空氣旋流裝置(6)采用徑向葉片式結(jié)構(gòu)或徑向葉柵式結(jié)構(gòu)，葉片沿徑向空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)或葉柵通道個(gè)數(shù)在6?12之間。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)徑向可拆卸型燃燒室噴嘴，其特征在于:所述環(huán)形軸向燃料通道(8)內(nèi)布置的第一級(jí)軸向燃料旋流裝置(7)采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)或軸向葉柵式結(jié)構(gòu)，葉片沿環(huán)形空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)或葉柵通道個(gè)數(shù)在6?12之間。
【文檔編號(hào)】F23R3/58GK204254679SQ201420631441
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】查筱晨, 張龍, 張珊珊, 劉小龍 申請(qǐng)人:北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司