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一種噴射器及設(shè)有該噴射器的燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法

文檔序號(hào):9992804閱讀:416來源:國(guó)知局
一種噴射器及設(shè)有該噴射器的燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及動(dòng)力裝備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種噴射器及設(shè)有該噴射器的燃?xì)廨啓C(jī)
【背景技術(shù)】
[0002]目前,隨著能源緊缺及全世界對(duì)環(huán)境保護(hù)問題的重視,各國(guó)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室提出更高的要求,不僅要求燃燒室能夠燃用更多種類的燃料,同時(shí)要求污染物的排放更低和燃燒效率更高。除了天然氣,要求燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室能夠燃用一些低品質(zhì)的氣態(tài)燃料,這些低品質(zhì)的氣態(tài)燃料主要是由煤化工制造的合成氣;此外,要求燃?xì)廨啓C(jī)在50%及以上負(fù)荷區(qū)間,燃燒室排放能維持在較低水平,同時(shí)保持較高的燃燒效率。
[0003]合成氣的熱值較低且沃泊指數(shù)較低,此外,具有基于摩爾分?jǐn)?shù)較大的氫氣含量;由于氫氣具有燃燒速度快的特性,即特征化學(xué)時(shí)間非常短,使得合成氣具有較高的燃料反應(yīng)性。合成氣由于沃泊指數(shù)低和燃料反應(yīng)性高,采用預(yù)混燃燒模式時(shí)容易產(chǎn)生自燃、回火問題,導(dǎo)致預(yù)混裝置燒蝕損壞,因此難以采用常規(guī)的預(yù)混DLN燃燒系統(tǒng),已知的合成氣燃燒系統(tǒng)一般采用基于擴(kuò)散燃燒模式的燃燒器,避免預(yù)混燃燒帶來的自燃、回火風(fēng)險(xiǎn)。擴(kuò)散燃燒模式的火焰溫度峰值較高,這將大大增加NOx的排放,雖然采用向燃燒區(qū)噴射稀釋劑的方法降低峰值溫度,但降低NOx的效果是有限的,且隨著對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)NOx排放的規(guī)定越來越嚴(yán)格,這種采用擴(kuò)散燃燒模式同時(shí)向燃燒區(qū)噴射稀釋劑的方法難以滿足更低的NOx排放指標(biāo),同時(shí)系統(tǒng)和設(shè)備復(fù)雜,運(yùn)行成本較高。
[0004]在專利CN101424406A中,采用了一種預(yù)混燃燒模式的DLN燃燒器,將合成氣分成單獨(dú)的兩級(jí),每一級(jí)燃料的沃泊指數(shù)和燃料反應(yīng)性進(jìn)行人為調(diào)整,調(diào)整到一定范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)值,該預(yù)設(shè)值確保合成氣燃料不會(huì)在預(yù)混裝置內(nèi)發(fā)生自燃回火。上述方法仍然存在自燃回火的風(fēng)險(xiǎn),由于合成氣在沃泊指數(shù)和燃料反應(yīng)性調(diào)整中不可能調(diào)整的完全均勻,有可能存在沃泊指數(shù)和燃料反應(yīng)性較高的區(qū)域,在預(yù)混裝置中存在自燃、回火的風(fēng)險(xiǎn);此外,對(duì)合成氣進(jìn)行分級(jí)并對(duì)兩級(jí)燃料進(jìn)行沃泊指數(shù)和燃料反應(yīng)性的人為調(diào)整,增加了系統(tǒng)操作的復(fù)雜性和設(shè)備的復(fù)雜性。
[0005]因此,針對(duì)以上不足,需要一種能夠可靠地燃燒合成氣、污染排放低、燃燒效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修更換容易的多噴口噴嘴及設(shè)有該噴嘴的燃?xì)廨啓C(jī)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006](一 )要解決的技術(shù)問題
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)噴嘴燃燒合成氣時(shí)污染物排放超標(biāo),且存在回火的風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]( 二)技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提供了一種噴射器,包括噴射器本體,所述噴射器本體內(nèi)設(shè)置有收縮段和擴(kuò)張段,噴射器本體、收縮壁和擴(kuò)張壁之間構(gòu)成集氣腔,所述收縮段上設(shè)置有與集氣腔連通的第一燃料噴口。
[0010]其中,所述擴(kuò)張段上設(shè)置有與集氣腔連通的第二燃料噴口。
[0011 ] 其中,所述收縮段與所述擴(kuò)張段的連接處平滑過渡。
[0012]其中,所述第一燃料噴口與所述第二燃料噴口均包括有多個(gè)。
[0013]其中,所述第一燃料噴口為直孔或斜孔;所述第二燃料噴口為直孔或斜孔。
[0014]其中,多個(gè)所述第一燃料噴口總的幾何面積是多個(gè)所述第二燃料噴口總的幾何面積的1-5倍。
[0015]其中,所述噴射器本體上靠近擴(kuò)張段一側(cè)設(shè)置有多個(gè)冷卻空氣噴口。
[0016]其中,所述冷卻空氣噴口均勻設(shè)置在所述噴射器本體上。
[0017]其中,所述冷卻空氣噴口為斜孔或直孔。
[0018]本實(shí)用新型還提供了一種燃?xì)廨啓C(jī),包括有如上述任一項(xiàng)所述的噴射器。
[0019](三)有益效果
[0020]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型提供的噴射器,從收縮段上第一燃料噴孔內(nèi)噴射出的燃料能夠與從上游進(jìn)入的空氣流進(jìn)行預(yù)先混合,燃料與空氣有一定程度的摻混后再進(jìn)入燃燒區(qū)參與燃燒,使得燃料與空氣接觸的更加充分,降低了燃燒區(qū)的火焰最高溫度,可以減少NOx的生成量;而且,噴射器的收縮段使氣流加速有利于燃料與空氣的混合,同時(shí)由于燃料與空氣混合的氣流流速增大,能夠減少發(fā)生自燃、回火問題,噴射器擴(kuò)張段內(nèi)及噴射器出口處可以形成混合氣流低速區(qū),燃料能夠在低速區(qū)穩(wěn)定的燃燒,有助于火焰的穩(wěn)定;另外該噴射器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn),并且不受燃燒室其他部件的限制,沒有匹配等問題。
【附圖說明】
[0021]本實(shí)用新型上述和/或附加方面的優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
[0022]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例所述的噴射器的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0023]圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例所述的噴射器在燃燒室端壁上的安裝示意圖;
[0024]圖3是圖1中的噴射器的工作原理圖。
[0025]其中,圖3中箭頭的方向表示氣體的流動(dòng)方向。
[0026]其中圖1至圖3中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
[0027]1、噴射器本體,11、收縮段,111、第一燃料噴口,12、擴(kuò)張段,121、第二燃料噴口,13、集氣腔,14、冷卻空氣噴口,15、噴射器內(nèi)低速區(qū),2、燃燒室端壁,3、噴射器出口低速區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]在本實(shí)用新型的描述中,需要說明的是,術(shù)語(yǔ)“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(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外,術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0029]在本實(shí)用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。此外,在本實(shí)用新型的描述中,除非另有說明,“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上
[0030]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0031]如圖1和圖3所示,本實(shí)用新型提供了一種噴射器,主要用于使用合成氣作為燃料的燃?xì)廨啓C(jī),其中噴射器包括噴射器本體1,所述噴射器本體I內(nèi)設(shè)置有收縮段11和擴(kuò)張段12,噴射器本體1、收縮壁和擴(kuò)張壁之間構(gòu)成集氣腔13,所述收縮段11上設(shè)置有與集氣腔13連通的第一燃料噴口 111。本實(shí)用新型提供的噴射器,其上設(shè)置有收縮段11和擴(kuò)張段12,所述收縮段11和所述擴(kuò)張段12均為長(zhǎng)度逐漸縮短板,其中所述收縮段11與所述擴(kuò)張段12的短邊相連接,這樣在通入空氣流量相同的情況下,由于能夠通過空氣的通道的面積減小,相應(yīng)地流速就會(huì)增加,這樣在上游進(jìn)入的空氣與收縮段11上第一燃料噴孔內(nèi)噴射出的燃料進(jìn)行預(yù)先混合,燃料與空氣有一定程度的摻混后再進(jìn)入燃燒區(qū)參與燃燒,使得燃料與空氣接觸的更加充分,降低了燃燒區(qū)的火焰最高溫度,可以減少NOx的生成量;而且,噴射器的收縮段11使氣流加速有利于燃料與空氣的混合,同時(shí)由于燃料與空氣混合的氣流流速增大,能夠避免燃料回流而出現(xiàn)自
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