[实用新型]预混燃烧方式的燃烧室

说明书

技术领域

本实用新型涉及预混燃烧技术领域，具体而言，涉及一种预混燃烧方式的燃烧室。

背景技术

由于环境保护的要求越来越严格，在近年来的燃气轮机燃烧器中越来越多地使用预混燃烧的方式来降低氮氧化物(NO_x)的排放。

图1显示了一种相关技术中采用的预混燃烧方式的燃烧室头部结构。值班喷嘴1布置在中心，多个主喷嘴2均匀地布置在值班喷嘴1周围。主喷嘴2均采用预混燃烧模式以减少污染物排放。值班喷嘴1采用扩散燃烧模式或者预混燃烧模式，在扩张段11内形成稳定的火焰，作为主喷嘴2生成预混火焰的火种使用，由此维持预混燃烧。预混火焰的温度一般在1800K以上，扩张火焰一般在2200K以上。由于火焰存在于扩张段11内，需要对喷嘴的扩张段进行热防护。为了保证值班喷嘴1的寿命，除了在扩张段11内壁面喷涂隔热涂层外，往往还需要使用冷气进行冷却。

为了减少NO_x的排放，先进的预混燃烧室用燃料预先混合了最大数量的空气，所以只有很少的空气可以用来冷却。另一方面，冷却气与燃烧室的压差也是影响冷却效率的重要因素。冷却气的压力越高，冷却效率越高。图2是对图1的局部放大，在该燃烧室头部结构中，从头部进入的空气，一部分通过漏气孔61和间隙21流出，用来防回火；另一部分通过衬套12上的气孔121进入到衬套12与扩张段11形成的通道中，用来冷却扩张段11。对于该冷却方案，一方面空气在绕过罩帽3进入到头部结构中，以及在罩帽3内部无规则流动的过程中都有较大的压力损失；另一方面由于不能准确控制冷却气的进出口面积，从而不能有效地控制冷却气的流量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，如何实现对燃烧室头部冷却气的有效控制，并提高冷却效率。

为此目的，本实用新型提出了一种预混燃烧方式的燃烧室，包括：值班喷嘴，包括直段和扩张段，所述扩张段的外侧套设有衬套；多个主喷嘴，设置在所述值班喷嘴周围；罩帽，套设在所述多个主喷嘴之外；挡板，设置在所述直段与所述罩帽之间，包括对所述多个主喷嘴进行限位的多个预留孔；多个导流管，设置在所述衬套与所述罩帽之间，位于所述挡板靠近所述扩张段的一侧，所述导流管靠近所述扩张段的一侧管壁上设置有至少一个出气孔，其中，所述罩帽与所述导流管的连接处设置有可调进气孔，所述衬套与所述导流管的连接处设置有导气孔。

优选地，由所述可调进气孔流入所述导流管的气体一部分通过所述出气孔流入所述多个主喷嘴与所述罩帽的间隙，并从所述间隙流出所述燃烧室，另一部分通过所述导气孔流入所述衬套与所述扩张段之间，并从所述衬套与所述扩张段末端构成的冷却气出口流出所述燃烧室。

优选地，所述至少一个出气孔的总面积为所述进气孔面积的20％至40％。

优选地，所述冷却气出口的面积大于所述进气孔的面积与所述至少一个出气孔的总面积之差。

优选地，所述导流管的中心线到所述值班喷嘴出口的距离，大于所述扩张段轴向长度的50％。

优选地，所述挡板与所述导流管的距离在0至10毫米之间。

优选地，所述衬套与所述值班喷嘴和所述主喷嘴的出口截面的轴向距离在0至20毫米之间。

优选地，所述挡板与所述罩帽、所述值班喷嘴、所述主喷嘴和所述衬套的连接处均为密封连接。

优选地，所述导流管与所述罩帽和所述衬套的连接处为密封过渡，且为密封连接。

优选地，所述导流管包括直管和/或变截面管道。

通过上述技术方案，可以控制可调进气孔的面积来方便有效地调节冷却气的流量及分布，而且导流管规范了冷却气的流动，使得流阻大大减小，从而提高了冷却效率。此外，导流管的引入同时提供了支撑，提高了燃烧室结构整体的稳定性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了相关技术中预混燃烧方式的燃烧室头部结构示意图；

图2示出了相关技术中预混燃烧方式的燃烧室结构的局部放大示意图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的预混燃烧方式的燃烧室结构示意图；

图4示出了根据本实用新型一个实施例的预混燃烧方式的燃烧室结构局部放大示意图；

图5示出了根据本实用新型一个实施例的预混燃烧方式的燃烧室出口结构示意图；

图6示出了根据本实用新型一个实施例的预混燃烧方式的燃烧室剖面示意图。

附图标号说明：