一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种燃气轮机燃烧室喷嘴，特别涉及一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴，属于燃气轮机技术领域。
【背景技术】
[0002]一种特定的干式低NOx排放的燃烧系统包括多个燃烧室以环形阵列围绕涡轮转子轴线设置，每个燃烧室将空气与燃料在燃烧之前进行混合，然后点燃混合物，从而产生高温高压的燃烧气体。用于各种燃烧室的燃料喷射系统由多个燃料喷嘴组成，该燃料喷嘴安装在该燃烧室上游端的端盖上。如果燃料与空气在燃烧之前没有混合均匀，就会在燃烧室中形成局部热点。局部热点可能会增加NOx的排放量，并会增大燃烧室内的火焰回火到喷嘴中或火焰附着在喷嘴的几率，从而损坏喷嘴。
[0003]众所周知，燃气轮机系统的热效率通常随燃气温度的升高而提高。现在已有多种技术可用来提高运行温度，并减少NOx的排放量，以及回火和火焰附着的几率。通过不断的改进喷嘴的设计可使燃料和空气在燃烧之前混合更均匀，从而减少或防止回火或火焰附着。通过增加喷嘴的数量可一定程度上增加混合的均匀度，但由于喷嘴设置在外围，空气从喷嘴外流向中心处会存在一个半径方向的速度分量，该速度分量会影响空气在空气旋流器内的流动，导致空气与燃料混合不均匀。混合不均匀会增大NOx排放，影响火焰稳定性并导致回火/火焰附着。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴，使其能够主动调整进入外围喷嘴的空气量，有助于外围喷嘴和中心喷嘴的空气分配，改善空气与燃料的混合效果，从而增强燃烧稳定性。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴，所述喷嘴包括悬挂法兰、外管、内管和空气旋流器；内管和外管之间形成燃料气通道，内管内部为空气通道；所述的空气旋流器设置在外管的外部，并与燃料气通道相连；其特征在于:所述引流结构设置在悬挂法兰和空气旋流器之间，该引流结构包括第一空气引流板、第二空气引流板和引流板安装板；第一空气引流板和第二空气引流板的迎风面呈弧形状；第一空气引流板和第二空气引流板的一侧分别嵌套在外管上，且相对于外管的轴线对称布置；第一空气引流板和第二空气引流板的一端通过引流板安装板安装在空气旋流器上，第一空气引流板和第二空气引流板的另一端悬空放置。
[0007]本实用新型的技术特征还在于:所述喷嘴还包括支架，所述第一空气引流板和第二空气引流板的一端通过支架固定在引流板安装板上，引流板安装板固定在空气旋流器外部靠近燃烧室中心线的一侧。
[0008]本实用新型的另一技术特征是:所述的第一空气引流板和第二空气引流板的背风面均设置有加强筋。
[0009]述技术方案中，所述的第一空气引流板和第二空气引流板的悬空放置的一端通过定位销和定位销孔连接在一起。
[0010]本实用新型具有以下优点及突出性的技术效果:①能够主动调整进入外围喷嘴的空气量，有助于外围喷嘴和中心喷嘴的空气分配；②可有效降低空气的径向速度，在空气进入空气旋流器之前有较均匀的轴向速度分布，有效改善了空气与燃料的均匀混合。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型提供的带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴的实施例的结构示意图(剖视图)。
[0012]图2为图1所示的实施例的三维结构示意图。
[0013]图3为图2的三维剖视图。
[0014]图4为图1所示的第一空气引流板的三维结构示意图。
[0015]图5为图1所示的第二空气引流板的三维结构示意图。
[0016]图中:1_外管；2_悬挂法兰；3_第一空气引流板；4_第二空气引流板；5_引流板安装板；6_支架；7_加强筋；8_定位销；9_定位销孔；10_空气旋流器；11_杯套；12_燃料喷射柱；13_燃料喷射孔；14_内管；15-波纹管。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用于限制本实用新型的范围。
[0018]如图1和图2所示，预混合燃料喷嘴包括外管1、悬挂法兰2、内管14、空气旋流器10、杯套11、燃料喷射柱12、燃料喷射孔13和波纹管15 ;内管14和外管I之间形成燃料气通道，内管14内部为空气通道，空气旋流器设置在外管I的外部，并与燃料气通道相连通。空气经过空气旋流器10产生旋流，燃料气从悬挂法兰2进入燃料气通道，通过燃料喷射柱12上的燃料喷射孔13喷出，在杯套11与外管I之间的区域内与旋流空气发生混合，在下游产生火焰进行燃烧。引流结构设置在所述空气旋流器10上游处，即设置在悬挂法兰2和空气旋流器10之间，该引流结构包括第一空气引流板3、第二空气引流板4和引流板安装板5 ;第一空气引流板3和第二空气引流板4的迎风面呈弧形状；第一空气引流板3和第二空气引流板4的一侧为半圆弧，分别嵌套在外管I上，且相对于外管I的轴线对称布置。第一空气引流板3和第二空气引流板4的一端通过引流板安装板5安装在空气旋流器10上，本实施例中，引流结构还包括支架6，第一空气引流板3和第二空气引流板4的一端通过支架6固定在引流板安装板5上，引流板安装板5固定在空气旋流器外部靠近燃烧室中心线的一侧。第一空气引流板3和第二空气引流板4的另一端悬空放置。第一空气引流板3和第二空气引流板4的悬空放置的一端通过定位销8和定位销孔9连接在一起，防止第一空气引流板与第二空气引流板错开，并可方便拆装；两个空气引流板另一端通过螺栓或其它方式固定在空气旋流器上。
[0019]如图4、图5所示，第一空气引流板3和第二空气引流板4的背风面设置有加强筋7，可显著增大第一空气引流板3和第二空气引流板4的刚度，防止工作过程中发生共振，增强其可靠性。
[0020]本实用新型的工作原理如下:空气从燃料喷嘴外部向上游方向流动，遇到燃烧室端部的端盖后向燃烧室中心线流动，部分空气进入燃料喷嘴，在第一空气引流板3和第二空气引流板4的作用下，能够主动调整进入外围喷嘴的空气量，有助于外围喷嘴和中心喷嘴的空气分配；可以有效降低空气的径向速度，使空气在轴向上有较均匀的速度分布，从而改善空气与燃料的混合。
【主权项】
1.一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴，所述喷嘴包括悬挂法兰(2)、外管(1)、内管(14)和空气旋流器(10);内管(14)和外管(I)之间形成燃料气通道，内管(14)内部为空气通道；所述的空气旋流器(10)设置在外管(I)的外部，并与燃料气通道相连；其特征在于:所述引流结构设置在悬挂法兰(2)和空气旋流器(10)之间，该引流结构包括第一空气引流板(3)、第二空气引流板(4)和引流板安装板(5);第一空气引流板(3)和第二空气引流板(4)的迎风面呈弧形状；第一空气引流板(3)和第二空气引流板(4)的一侧分别嵌套在外管(I)上，且相对于外管(I)的轴线对称布置；第一空气引流板(3)和第二空气引流板(4)的一端通过引流板安装板(5)安装在空气旋流器上，第一空气引流板(3)和第二空气引流板(4)的另一端悬空放置。
2.如权利要求1所述的一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴，其特征在于，所述喷嘴还包括支架(6)，所述第一空气引流板(3)和第二空气引流板(4)的一端通过支架(6)固定在引流板安装板(5)上，引流板安装板(5)固定在空气旋流器外部靠近燃烧室中心线的一侧。
3.如权利要求1所述的一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴，其特征在于，所述的第一空气引流板(3)和第二空气引流板(4)的背风面均设置有加强筋(7)。
4.如权利要求1、2或3所述的一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴，其特征在于，所述的第一空气引流板(3)和第二空气引流板(4)的悬空放置的一端通过定位销(8)和定位销孔(9)连接在一起。
【专利摘要】一种带有引流结构的燃烧室预混合燃料喷嘴，属于燃气轮机技术领域。该喷嘴含有悬挂法兰、外管、内管、空气旋流器和引流结构；引流结构设置在悬挂法兰和空气旋流器之间，该结构包括第一空气引流板、第二空气引流板和引流板安装板；第一空气引流板和第二空气引流板的迎风面呈弧形状；第一空气引流板和第二空气引流板的一侧分别嵌套在外管上，且相对于外管的轴线对称布置。第一空气引流板和第二空气引流板的一端通过引流板安装板安装在空气旋流器上，其另一端悬空放置。该引流结构可有效降低空气旋流器入口的空气径向速度，改善该处空气轴向速度分布，有助于改善燃料和空气的混合，从而有效降低NOx排放，防止回火和火焰附着的发生。
【IPC分类】F23R3-02
【公开号】CN204513456
【申请号】CN201520108470
【发明人】刘小龙, 查筱晨, 张珊珊, 张龙
【申请人】北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年2月13日