一种喷嘴及设有该喷嘴的燃气轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及动力装备技术领域，尤其涉及一种喷嘴及设有该喷嘴的燃气轮机。
【背景技术】
[0002]目前，随着能源紧缺及全世界对环境保护问题的重视，各国对燃气轮机燃烧室提出更高的要求，不仅要求燃烧室能够燃用更多种类的燃料，同时要求污染物的排放更低和燃烧效率更高。除了天然气，要求燃气轮机燃烧室能够燃用一些低品质的气态燃料，这些低品质的气态燃料主要是由煤化工制造的合成气；此外，要求燃气轮机在50%及以上负荷区间，燃烧室排放能维持在较低水平，同时保持较高的燃烧效率。
[0003]合成气的热值较低且沃泊指数较低，此外，具有基于摩尔分数较大的氢气含量；由于氢气具有燃烧速度快的特性，即特征化学时间非常短，使得合成气具有较高的燃料反应性。合成气由于沃泊指数低和燃料反应性高，采用预混燃烧模式时容易产生自燃、回火问题，导致预混装置烧蚀损坏，因此难以采用常规的预混DLN燃烧系统，已知的合成气燃烧系统一般采用基于扩散燃烧模式的燃烧器，避免预混燃烧带来的自燃、回火风险。扩散燃烧模式的火焰温度峰值较高，这将大大增加NOx的排放，虽然采用向燃烧区喷射稀释剂的方法降低峰值温度，但降低NOx的效果是有限的，且随着对燃气轮机NOx排放的规定越来越严格，这种采用扩散燃烧模式同时向燃烧区喷射稀释剂的方法难以满足更低的NOx排放指标，同时系统和设备复杂，运行成本较高。
[0004]在专利CN101424406A中，采用了一种预混燃烧模式的DLN燃烧器，将合成气分成单独的两级，每一级燃料的沃泊指数和燃料反应性进行人为调整，调整到一定范围内的预设值，该预设值确保合成气燃料不会在预混装置内发生自燃回火。上述方法仍然存在自燃回火的风险，由于合成气在沃泊指数和燃料反应性调整中不可能调整的完全均匀，有可能存在沃泊指数和燃料反应性较高的区域，在预混装置中存在自燃、回火的风险；此外，对合成气进行分级并对两级燃料进行沃泊指数和燃料反应性的人为调整，增加了系统操作的复杂性和设备的复杂性。
[0005]因此，针对以上不足，需要一种能够可靠地燃烧合成气、污染排放低、燃烧效率高、结构简单、维修更换容易的喷嘴及设有该喷嘴的燃气轮机。
【实用新型内容】
[0006](一 )要解决的技术问题
[0007]本实用新型要解决的技术问题是:传统的燃气轮机喷嘴燃烧合成气时污染物排放超标，且存在回火的风险。
[0008]( 二)技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种喷嘴，包括复合喷射器，所述复合喷射器内设置有第一冷却介质通道，在所述冷却介质通道的外侧同轴设置有环状的第一燃料通道，所述第一燃料通道的外侧依次同轴设有一级进气装置、二级进气装置和安装部，所述一级进气装置和所述二级进气装置之间构成一级进气通道，所述二级进气装置与所述安装部之间构成二级进气通道，在所述第一燃料通道的外壁面上设置有多个旋转导流叶片，所述旋转导流叶片内设置有与第一燃料通道连通的第二燃料通道，所述旋转导流叶片上设置有与第二燃料通道连通的导流叶片燃料孔，所述旋转导流叶片的外端轴向投影落入二级进气通道内。
[0010]其中，所述旋转导流叶片内还设置有与第一冷却介质通道连通的第二冷却介质通道，所述旋转导流叶片上设置有与第二冷却介质通道连通的导流叶片冷却孔。
[0011]其中，所述一级进气装置和二级进气装置上分别设置有一级进气口和二级进气口，所述一级进气口与二级进气口的轴线与所述第一冷却介质通道的轴线垂直。
[0012]其中，所述一级进气口和所述二级进气口的截面形状为矩形、圆形、椭圆形。
[0013]其中，所述第一冷却介质通道的一个端面上设置有多个第一冷却孔。
[0014]其中，多个所述第一冷却孔均匀分布。
[0015]其中，所述安装部上设置有多个第二冷却孔。
[0016]其中，所述第一冷却孔和所述第二冷却孔为斜孔或直孔。
[0017]其中，所述旋转导流叶片的偏转角度在25° -60°之间。
[0018]本实用新型还提供了一种燃气轮机，包括有上述任一项所述的的喷嘴。
[0019](三)有益效果
[0020]本实用新型的上述技术方案具有如下优点:本实用新型提供的一种喷嘴，从若干个旋转导流叶片上设置的导流叶片燃料孔喷射出的合成气燃料能够与一级进气通道和二级进气通道喷射的空气在旋流通道内进行部分预先混合，使合成气燃料与空气有一定程度的掺混后再进入燃烧区参与燃烧，降低了燃烧区的火焰最高温度，可以减少NOx的生成量；而且，旋转导流叶片的导流叶片外径在二级进气通道的二级进气通道内径、二级进气通道外径之间，旋转导流叶片小于一级进气通道的一级进气通道内径，在喷嘴出口处形成了外径射流区间和内径射流区间，使旋流的内外层为高速射流，防止了从壁面边界层造成的自燃、回火问题；该喷嘴结构简单，容易实现，并且不受燃烧室其他部件的限制，没有匹配等问题。
【附图说明】
[0021]本实用新型上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0022]图1为本实用新型一个实施例所述的喷嘴的结构示意图；
[0023]图2为本实用新型一个实施例所述的喷嘴的正视图；
[0024]图3为本实用新型一个实施例所述的喷嘴的后视图；
[0025]图4为本实用新型一个实施例所述的喷嘴的立体图。
[0026]其中图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0027]1、复合喷射器，11、一级进气装置，111、一级进气通道，112、一级进气口，12、二级进气装置，121、二级进气通道，122、二级进气口，13、安装部，131、第二冷却孔，14、第一冷却介质通道，141、第一冷却孔，15、第一燃料通道，16、旋转导流叶片，161、第二燃料通道，162、导流叶片燃料孔，164、导流叶片冷却孔，17、旋流通道。
【具体实施方式】
[0028]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上
[0030]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]如图1至图4所示，本实用新型提供了一种喷嘴，包括复合喷射器1，所述复合喷射器I内设置有第一冷却介质通道14，在所述冷却介质通道的外侧同轴设置有环状的第一燃料通道15，所述第一燃料通道15的外侧依次同轴设有一级进气装置11、二级进气装置12和安装部13，所述一级进气装置11和所述二级进气装置12之间构成一级进气通道111，所述二级进气装置12与所述安装部13之间构成二级进气通道121，在所述第一燃料通道15的外壁面上设置有多个旋转导流叶片16，所述旋转导流叶片16内设置有与第一燃料通道15连通的第二燃料通道161，所述旋转导流叶片上设置有与第二燃料通道161连通的导流叶片燃料孔162，所述旋转导流叶片16的外端轴向投影落入二级进气通道121内。本实用新型提供的喷嘴，从若干个旋转导流叶片16上设置的导