专利名称：一种多头部双燃料组合式喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械领域，特别提供了一种多头部双燃料组合式喷嘴。
技术背景燃气轮机燃烧室使用气体燃料，如天然气、焦炉煤气等工作时， 一般 需要使用液体燃料，如柴油等作为备份燃料，保证气体燃料缺乏或突然中 断时，燃气轮机仍能正常工作，提高燃气轮机的利用率和可靠起动，因此， 目前燃气轮机燃烧室上安装的喷嘴一般为既能使用气体燃料也能使用液体 燃料的双燃料喷嘴。目前燃气轮机燃烧室的喷嘴与火焰筒安装主要有以下 两种结构形式，第一种结构形式是一个火焰筒对应一个双燃料喷嘴，第二 种结构形式是一个火焰筒对应多个双燃料喷嘴，每个喷嘴与喷嘴安装盖板 通过螺栓连接在一起。第一种结构形式的喷嘴结构简单，方便安装维修，但由于只有一个喷 嘴，燃料集中在火焰筒中心区域，火焰相对较长，燃烧室出口温度场品质 较差。使用备份的液体燃料工作时，液体燃料调整范围较窄。燃烧室使用 液体燃料在低负荷工况下工作时，由于燃料流量较小，供油压力较低，离 心式压力雾化喷嘴的雾化效果不佳，使得燃烧室的燃烧效率下降甚至发生 熄火现象。第二种结构形式采用多个双燃料喷嘴工作，燃料在火焰筒内分 布均匀，有利于縮短火焰长度，改善燃烧室出口温度场品质。使用备份的 液体燃料工作时，通过采取喷嘴分组供应燃料等措施，即低负荷工况工作时，只有部分喷嘴参与工作，这样能够在燃料供应总量不变的情况下，提 高供油压力，改善液体喷嘴的雾化效果，提高燃烧室燃烧效率，改善燃烧 室熄火性能，有效克服了单喷嘴的不足。但多个双燃料喷嘴通过螺栓与喷 嘴盖板连接，结构复杂，存在安装维护不便的问题。发明内容本发明的目的是解决目前燃气轮机燃烧室使用单喷嘴工作时低负荷工 况下喷嘴雾化效果不好，燃烧效率较低以及采用多个双燃料喷嘴工作时结 构复杂，安装维护不便等方面的问题，特别提供一种多头部双燃料组合式 喷嘴。本发明提供了一种多头部双燃料组合式喷嘴，其特征在于所述多头 部双燃料组合式喷嘴包含有头部喷嘴1、中心喷嘴组2、喷嘴安装边3、中 心液体燃料喷嘴安装边4、喷嘴壳体5;喷嘴壳体5包含有头部喷嘴壳体6、 中心喷嘴壳体7;中心喷嘴组2包含有气体燃料喷嘴8、值班喷嘴9、中心液体燃料喷嘴10;其中中心液体燃料喷嘴10为双油路离心式雾化喷嘴，中心液体燃料喷嘴10通过中心液体燃料喷嘴安装边4与中心喷嘴壳体7连接； 中心喷嘴壳体7穿过中心喷嘴组2的中心，由中心喷嘴组2的右侧端面伸 出；头部喷嘴1是一个独立的双燃料喷嘴，包括第I路燃料通道11、第II 路燃料通道12、第III路燃料通道13三个燃料通道，其中两个为液体燃料通 道， 一个为气体燃料通道。所述多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的数量范围为3 24个。所述多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的周向分布的直径范围为120mm 3000讓。所述多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴壳体6与中心喷嘴壳体7焊 接组合在一起，形成喷嘴壳体5。多头部双燃料组合式喷嘴结构见图1所示，中心液体燃料喷嘴10为双 油路离心式雾化喷嘴，通过安装边上的螺栓与喷嘴组相连接，共同组成完 整的多头部组合式双燃料喷嘴。中心液体燃料喷嘴10的壳体穿过喷嘴组的 中心，由喷嘴组2的右侧端面伸出，构成整个喷嘴组中心喷嘴的液体燃料 供应部分。每个头部喷嘴均是一个独立的双燃料喷嘴，包括三个燃料通道，其中第i、 n路为液体燃料通道，第m路为气体燃料通道；头部喷嘴壳体6以焊接形式与喷嘴组的中心壳体，即中心喷嘴壳体7焊接在一起，组成一体式 喷嘴壳体，见图2所示。组合式双燃料喷嘴组共包括7个气体和液体燃料通道，其中液体燃料 通道有4个，即头部喷嘴的第I、 II路，中心喷嘴的主、副油路，气体燃料 通道有3个。外围的头部喷嘴用于向燃烧室火焰筒的外侧供应燃料，燃气轮机器起 动和低负荷工况下运行时，保证燃烧完全，提高燃烧效率，改善低状态燃 烧室熄火特性。为了提高燃气轮机使用液体燃料起动时，头部喷嘴液体燃料的雾化效 果，将头部喷嘴分组供应燃油，燃油总流量不变的情况下，供油压力提高， 雾化效果得到改善。为了能够向头部喷嘴分组供应液体燃料，在喷嘴中心壳体的分流器内设了两个燃料通道隔板，实现外围头部喷嘴的第I、 II路均 分成两个独立的通道，实现向部分头部喷嘴的油路分别供油。为了提高外围头部喷嘴的液体燃料雾化效果，将头部喷嘴分组供油，可根据实际需要确定，分组数量范围为0 4个。组合式双燃料喷嘴可带有 中心喷嘴也可不带中心喷嘴，根据设计要求确定。多头部双燃料组合式喷嘴包括多个头部喷嘴，燃气轮机起动过程中， 部分喷嘴分组工作，有效改善了液体燃料喷嘴的雾化效果，提高了燃烧室 燃烧效率，改善低工况下的熄火性能，具备了传统多喷嘴方案的优点。将多头部双燃料组合式喷嘴中的头部喷嘴壳体及位于中心的喷嘴壳体 通过焊接方式，组成整体组合式喷嘴壳体，与传统多喷嘴方案相比，结构 更简化，安装维护更加方便。本发明的优点该喷嘴能够应用在工业用燃气轮机燃烧室上，满足燃 烧室使用气体、液体两种燃料工作的需要；能够适用的燃料范围较广，通 过适当修改燃料通道尺寸，能够使用天然气等高热值燃料和焦炉煤气等中 热值气体燃料工作；喷嘴也能使用柴油、煤油灯液体燃料工作；采用外围 头部喷嘴并分组供油的设计方法，提高了燃气轮机起动状态、低负荷工况 下的燃油雾化效果，提高燃烧效率，改善燃烧室出口温度场品质；喷嘴壳 体通过焊接组合在一起，与传统的多喷嘴方案相比，结构简单，安装维护 方便；该喷嘴能够应用在环形、环管型、单管型燃烧室上，应用范围广； 使用该喷嘴的燃烧室出口温度场品质更好， 一氧化碳排放量更低。
图1为多头部组合式双燃料喷嘴结构图； 图2为头部喷嘴放大图； 图3为多头部组合式双燃料喷嘴右视图； 图4为多头部组合式双燃料喷嘴立体图。
具体实施方式
实施例1一种多头部双燃料组合式喷嘴，本实施例多头部双燃料组合式喷嘴包 含有头部喷嘴l、中心喷嘴组2、喷嘴安装边3、中心液体燃料喷嘴安装边 4、喷嘴壳体5;喷嘴壳体5包含有头部喷嘴壳体6、中心喷嘴壳体7;中心 喷嘴组2包含有气体燃料喷嘴8、值班喷嘴9、中心液体燃料喷嘴10;其中 中心液体燃料喷嘴10为双油路离心式雾化喷嘴，中心液体燃料喷嘴10通 过中心液体燃料喷嘴安装边4与中心喷嘴壳体7连接；中心喷嘴壳体7穿 过中心喷嘴组2的中心，由中心喷嘴组2的右侧端面伸出；头部喷嘴1是 一个独立的双燃料喷嘴，包括第I路11燃料通道、第II路燃料通道12、第 III路燃料通道13三个燃料通道，其中两个为液体燃料通道， 一个为气体燃 料通道。本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的数量为8个。 本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的周向分布的直径为 220mm。本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴壳体6与中心喷嘴壳体7焊接组合在一起，形成喷嘴壳体5。 实施例2一种多头部双燃料组合式喷嘴，本实施例多头部双燃料组合式喷嘴包 含有头部喷嘴l、中心喷嘴组2、喷嘴安装边3、中心液体燃料喷嘴安装边 4、喷嘴壳体5;喷嘴壳体5包含有头部喷嘴壳体6、中心喷嘴壳体7;中心 喷嘴组2包含有气体燃料喷嘴8、值班喷嘴9、中心液体燃料喷嘴10;其中 中心液体燃料喷嘴10为双油路离心式雾化喷嘴，中心液体燃料喷嘴10通 过中心液体燃料喷嘴安装边4与中心喷嘴壳体7连接；中心喷嘴壳体7穿 过中心喷嘴组2的中心，由中心喷嘴组2的右侧端面伸出；头部喷嘴1是 一个独立的双燃料喷嘴，包括第I路11燃料通道、第II路燃料通道12、第 m路燃料通道13三个燃料通道，其中两个为液体燃料通道， 一个为气体燃 料通道。本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的数量为8个。 本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的周向分布的直径为 400讓。本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴壳体6与中心喷嘴壳体7 焊接组合在一起，形成喷嘴壳体5。实施例3一种多头部双燃料组合式喷嘴，本实施例多头部双燃料组合式喷嘴包 含有头部喷嘴l、中心喷嘴组2、喷嘴安装边3、中心液体燃料喷嘴安装边4、喷嘴壳体5;喷嘴壳体5包含有头部喷嘴壳体6、中心喷嘴壳体7;中心 喷嘴组2包含有气体燃料喷嘴8、值班喷嘴9、中心液体燃料喷嘴10;其中 中心液体燃料喷嘴10为双油路离心式雾化喷嘴，中心液体燃料喷嘴10通 过中心液体燃料喷嘴安装边4与中心喷嘴壳体7连接；中心喷嘴壳体7穿 过中心喷嘴组2的中心，由中心喷嘴组2的右侧端面伸出；头部喷嘴1是 一个独立的双燃料喷嘴，包括第I路燃料通道ll、第II路燃料通道12、第 m路燃料通道13三个燃料通道，其中两个为液体燃料通道， 一个为气体燃 料通道。本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的数量为6个。 本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的周向分布的直径为 220mm。本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴壳体6与中心喷嘴壳体7 焊接组合在一起，形成喷嘴壳体5。实施例4一种多头部双燃料组合式喷嘴，本实施例多头部双燃料组合式喷嘴包 含有头部喷嘴l、中心喷嘴组2、喷嘴安装边3、中心液体燃料喷嘴安装边 4、喷嘴壳体5;喷嘴壳体5包含有头部喷嘴壳体6、中心喷嘴壳体7;中心 喷嘴组2包含有气体燃料喷嘴8、值班喷嘴9、中心液体燃料喷嘴10;其中 中心液体燃料喷嘴10为双油路离心式雾化喷嘴，中心液体燃料喷嘴10通 过中心液体燃料喷嘴安装边4与中心喷嘴壳体7连接；中心喷嘴壳体7穿 过中心喷嘴组2的中心，由中心喷嘴组2的右侧端面伸出；头部喷嘴1是一个独立的双燃料喷嘴，包括第I路燃料通道ll、第II路燃料通道12、第m路燃料通道13三个燃料通道，其中两个为液体燃料通道， 一个为气体燃 料通道。本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的数量为6个。 本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴1的周向分布的直径范 围为400mm。本实施例多头部双燃料组合式喷嘴，头部喷嘴壳体6与中心喷嘴壳体7 焊接组合在一起，形成喷嘴壳体5。
权利要求
1、一种多头部双燃料组合式喷嘴，其特征在于所述多头部双燃料组合式喷嘴包含有头部喷嘴1、中心喷嘴组2、喷嘴安装边3、中心液体燃料喷嘴安装边4、喷嘴壳体5；喷嘴壳体5包含有头部喷嘴壳体6、中心喷嘴壳体7；中心喷嘴组2包含有气体燃料喷嘴8、值班喷嘴9、中心液体燃料喷嘴10；其中中心液体燃料喷嘴10为双油路离心式雾化喷嘴，中心液体燃料喷嘴10通过中心液体燃料喷嘴安装边4与中心喷嘴壳体7连接；中心喷嘴壳体7穿过中心喷嘴组2的中心，由中心喷嘴组2的右侧端面伸出；头部喷嘴1是一个独立的双燃料喷嘴，包括第I路燃料通道11、第II路燃料通道12、第III路燃料通道13三个燃料通道，其中两个为液体燃料通道，一个为气体燃料通道。
2、 按照权利要求1所述多头部双燃料组合式喷嘴，其特征在于头部 喷嘴l的数量范围为3 24个。
3.
4、 按照权利要求1所述多头部双燃料组合式喷嘴，其特征在于头部 喷嘴1的周向分布的直径范围为120mm 3000mm。
5、 按照权利要求1所述多头部双燃料组合式喷嘴，其特征在于头部 喷嘴壳体6与中心喷嘴壳体7焊接组合在一起，形成喷嘴壳体5。
全文摘要
一种多头部双燃料组合式喷嘴，其特征在于所述多头部双燃料组合式喷嘴包含有头部喷嘴1、中心喷嘴组2、喷嘴安装边3、中心液体燃料喷嘴安装边4、喷嘴壳体5；喷嘴壳体5包含有头部喷嘴壳体6、中心喷嘴壳体7；中心喷嘴组2包含有气体燃料喷嘴8、值班喷嘴9、中心液体燃料喷嘴10；本发明，改变了传统机械结构，提高燃烧室燃烧效率，改善燃烧室熄火性能。可以应用于使用液体燃料、气体燃料工作的燃气轮机燃烧室。
文档编号F23D17/00GK101319784SQ20071001156
公开日2008年12月10日 申请日期2007年6月6日 优先权日2007年6月6日
发明者尹家录, 李孝堂, 戈 金, 顾铭企 申请人:中国航空工业第一集团公司沈阳发动机设计研究所