擴(kuò)散燃燒室聲學(xué)火焰筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于富氫燃料的擴(kuò)散燃燒室聲學(xué)火焰筒。
【背景技術(shù)】
[0002]對于重型燃?xì)廨啓C(jī)而言，隨著參數(shù)等級的提高，燃燒室內(nèi)平均溫度也在升高，所以燃燒室熱聲振蕩的風(fēng)險(xiǎn)增加。熱聲振蕩的本質(zhì)為燃燒室內(nèi)部熱釋放波動(dòng)與壓力波動(dòng)的耦合，熱聲振蕩一方面會(huì)導(dǎo)致燃燒污染物的增加，增加回火風(fēng)險(xiǎn)，另一方面會(huì)對燃燒室結(jié)構(gòu)造成破壞，導(dǎo)致燃燒室壽命降低。
[0003]熱聲振蕩的控制與預(yù)測是重型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的難題。熱聲振蕩控制的方法包括主動(dòng)控制與被動(dòng)控制。主動(dòng)控制手段包括調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)部燃料分配從而改變?nèi)紵覂?nèi)部熱釋放分布，主要通過對燃料控制閥施加與燃燒室振蕩頻率相位相反的動(dòng)態(tài)調(diào)整從而抑制燃燒室內(nèi)部的振蕩。被動(dòng)控制則通過布置亥姆霍茲諧振腔來衰減相關(guān)振幅。
[0004]通常而言，認(rèn)為貧預(yù)混燃燒室更容易發(fā)生熱聲振蕩，而傳統(tǒng)燃燒室由于火焰筒上存在的較多冷卻孔可以對熱能向聲能的轉(zhuǎn)化起到耗散作用而相對不容易發(fā)生熱聲振蕩。然而當(dāng)燃燒室燃用富氫燃料時(shí)，燃燒室內(nèi)的火焰特性發(fā)生較大改變。然而近些年來，若干工業(yè)應(yīng)用燃用富氫燃料的擴(kuò)散燃燒室也發(fā)生了熱聲振蕩，造成了很大經(jīng)濟(jì)損失。造成這一現(xiàn)象的原因主要包括兩方面:(I)燃?xì)廨啓C(jī)參數(shù)提高造成燃燒室內(nèi)部平均溫度的升高以及熱釋放強(qiáng)度的增加，相應(yīng)的熱釋放波動(dòng)會(huì)造成更大影響；(2)富氫燃料的活性高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤瑢τ谌紵覂?nèi)部壓力波動(dòng)更為敏感。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中:在公開號為CN101922711A的專利中，通用電氣公司公開了一種用于減輕燃?xì)廨啓C(jī)中動(dòng)態(tài)變化的共振器組件，該共振器組件分別連接到燃燒器上，通過選擇性布置和調(diào)整多個(gè)共振器以抑制從多個(gè)連續(xù)地布置的燃燒器中排出流體的一個(gè)或多個(gè)不同相和同相的動(dòng)態(tài)相互作用；在公開號為CN102003286A的專利中，通用電氣化公司提出了一種聲學(xué)上加強(qiáng)的燃?xì)鉁u輪燃燒器供應(yīng)策略，在該方法中，通過在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的上游的流體噴射系統(tǒng)上布置可變幾何形狀的諧振器和相應(yīng)的控制器來衰減或阻尼燃燒器中的壓力振蕩；在公開號為CN101263343A的專利中，西門子公司實(shí)用新型了一種在燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)阻尼熱聲振蕩的方法和裝置，在該專利中，將諧振器安裝在燃燒室的機(jī)匣上，諧振器與燃燒室通過兩條管路連通，可有效消除/避免某一頻段的熱聲振蕩問題；在公開號為CN101061353A的專利中，西門子公司實(shí)用新型了一種燃燒室，該燃燒室具有至少一個(gè)燃燒室壁和至少一個(gè)諧振器裝置，諧振器裝置布置于燃燒室壁面，通過這些諧振器阻尼燃燒脈動(dòng)的某些頻率；在公開號CN1551965A的專利中，阿爾斯通公司實(shí)用新型了一種減小燃?xì)廨啓C(jī)裝置中燃燒脈動(dòng)的減振裝置，該減振裝置具有成雙壁形式的燃燒室壁并且以一外壁面部分和一內(nèi)壁面部分氣密封閉出一中間室，通過這種結(jié)構(gòu)改進(jìn)來阻尼在燃燒室內(nèi)形成的某些頻率的脈動(dòng)；在公開號為CN1615416A的專利中，阿爾斯通公司實(shí)用新型了一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)，為了衰減該燃燒室內(nèi)的熱聲振動(dòng)，安置了至少一個(gè)亥姆霍茲減振器，該亥姆霍茲減振器的減振容積通過通道與燃燒室連接，同時(shí)該亥姆霍茲減振器的減振頻率可調(diào)
-K-T。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006](一 )要解決的技術(shù)問題
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種擴(kuò)散燃燒室聲學(xué)火焰筒，以有效調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)部的頻率，對熱聲振湯進(jìn)彳T抑制。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種擴(kuò)散燃燒室聲學(xué)火焰筒，包括頭部噴嘴孔和火焰筒筒體，所述頭部噴嘴孔設(shè)在所述火焰筒筒體的前端，所述頭部噴嘴孔用于安裝噴嘴，所述火焰筒筒體的后端開口用于連接過渡段，所述火焰筒筒體用于限制反應(yīng)物流動(dòng)，所述火焰筒筒體上設(shè)有冷卻結(jié)構(gòu)和主燃孔，還包括燃燒室罩帽和諧振器，所述燃燒室罩帽設(shè)在所述頭部噴嘴孔與所述火焰筒筒體之間，所述燃燒室罩帽上設(shè)有多個(gè)發(fā)散冷卻孔，所述諧振器為多個(gè)，多個(gè)諧振器均設(shè)在所述燃燒室罩帽上且與所述火焰筒筒體內(nèi)部的工質(zhì)氣密連接。
[0010]優(yōu)選地，所述發(fā)散冷卻孔的直徑為0.5mm?1.5mm。
[0011]優(yōu)選地，所述發(fā)散冷卻孔的中軸線與所述燃燒室罩帽的法向的夾角為45°?60。。
[0012]優(yōu)選地，多個(gè)諧振腔的徑向位置相同且沿周向均勻分布。
[0013]或者，多個(gè)諧振腔的徑向位置相同且在周向錯(cuò)開主燃孔的位置。
[0014]或者，多個(gè)諧振腔有兩種徑向位置且兩種徑向位置的諧振腔在周向交錯(cuò)布置。
[0015]或者，多個(gè)諧振腔有兩種徑向位置且兩種徑向位置的諧振腔在周向交錯(cuò)布置并錯(cuò)開主燃孔的位置。
[0016]優(yōu)選地，所述諧振腔為亥姆霍茲諧振腔。
[0017]或者，所述諧振腔為四分之一波長諧振腔。
[0018]優(yōu)選地，所述諧振腔的抑制頻率范圍至少包括抑制頻率范圍500Hz?1000Hz、抑制頻率范圍100Hz?2000Hz和抑制頻率范圍2000Hz?3000Hz。
[0019](三)有益效果
[0020]本實(shí)用新型的擴(kuò)散燃燒室聲學(xué)火焰筒該火焰筒具有發(fā)散冷卻罩帽，且在發(fā)散冷卻罩帽上增加了一系列諧振腔，可以有效調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)部的頻率，對熱聲振蕩進(jìn)行抑制；首先，通過布置在特定位置的諧振腔來對燃燒室內(nèi)部不同位置、不同頻率的熱聲振蕩進(jìn)行抑制，可以針對不同燃料，不同出口聲學(xué)條件所導(dǎo)致燃燒室內(nèi)部動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行抑制；其次，針對傳統(tǒng)燃燒室頭部罩帽結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，出于加工工藝條件的限制，傳統(tǒng)燃燒室的罩帽結(jié)構(gòu)往往消耗較多冷卻空氣且冷卻效率不高，這一方面會(huì)縮減燃燒室內(nèi)部參與燃燒的空氣量從而間接提高火焰溫度導(dǎo)致更高污染物排放水平，另外一方面會(huì)導(dǎo)致一氧化碳排放控制難度增加，而本實(shí)用新型采用發(fā)散冷卻罩帽節(jié)約了燃燒室頭部的冷氣量，提高了冷卻效率，節(jié)省下的冷卻空氣可以優(yōu)化燃燒室內(nèi)部火焰，有利于降低污染物排放。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的擴(kuò)撒燃燒室聲學(xué)火焰筒的主視圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的擴(kuò)撒燃燒室聲學(xué)火焰筒的左視圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的擴(kuò)撒燃燒室聲學(xué)火焰筒的左視圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3的擴(kuò)撒燃燒室聲學(xué)火焰筒的左視圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例4的擴(kuò)撒燃燒室聲學(xué)火焰筒的左視圖。
[0026]圖中，1:頭部噴嘴孔；2:火焰筒筒體；3:發(fā)散冷卻罩帽；4:諧振腔；21:冷卻結(jié)構(gòu)；
22:主燃孔；23:主燃孔軸線；31:發(fā)散冷卻孔。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不能用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0028]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指