[实用新型]一种燃气轮机预混合喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机预混合喷嘴，具体的是一种能够减小温差，且增加寿命的燃气轮机预混合喷嘴。

背景技术

随着环境污染的日益严重，环保法规的要求与执行也越来越严格。空气中N₂与O₂起化学反应而生成NO_x的起始温度约为1650°，当燃烧室温度高于1650°时，就会有NO_x产生。对于传统的扩散燃烧燃烧室，扩散燃烧方式的火焰面温度总是等于化学当量比为1的理论燃烧温度，它不因燃料与空气总掺混比的浓或稀而异，尽管该理论燃烧温度因燃料组分不同而稍有不同，但总是高于1650°，因而传统扩散燃烧燃烧室的NO_x排放量总是很高的。现代干式低污染燃烧室采用预混燃烧的方式，可以有效地降低污染物排放。干式低污染燃烧室设计的基本原理是：使燃料与空气预先混合为均相的、稀释的可燃混合物，并使其以火焰传播的方式燃烧，以把火焰温度控制在1650°以下，从而降低NO_x的生成量。

在混合之前，燃料与空气通过不同的通道引入到混合通道。燃料与空气的引入是在喷嘴中完成的。F级燃气轮机供应高燃烧室的空气的温度一般为400℃左右，燃料由辅机系统供应，一般在50～200℃之间。燃料与空气之间的温差会导致喷嘴较高的热应力，尤其是在几何形状变化比较大的区域，例如叶片上径向燃料通道与中心体轴向燃料通道的交接处。较高的热应力会导致喷嘴寿命的降低，甚至引起燃料泄漏等重大事故。但是，增加燃料的供应温度会大大增加辅机系统的建设成本，且会增加燃料运输过程中的安全隐患。因而，如何在燃料温度较低的情况下降低热应力是燃气轮机预混合喷嘴设计的一个重大问题。

鉴于上述现有技术的缺陷，需要提供一种能够减小温差，且增加寿命的燃气轮机预混合喷嘴。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是现有的燃气轮机预混合喷嘴的燃料与空气之间的温差会导致喷嘴较高的热应力，尤其是在几何形状变化比较大的区域，例如叶片上径向燃料通道与中心体轴向燃料通道的交接处。较高的热应力会导致喷嘴寿命的降低，甚至引起燃料泄漏等重大事故。但是，增加燃料的供应温度会大大增加辅机系统的建设成本，且会增加燃料运输过程中的安全隐患的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃气轮机预混合喷嘴，包括法兰、旋流器及中心体；所述中心体一端穿过所述旋流器，另一端与所述法兰连接，所述法兰上设置有燃料进口，所述中心体内设置有与所述燃料进口连通的轴向燃料通道，所述中心体穿过所述旋流器的一端设置有空气出口，所述轴向燃料通道内设置有与所述空气出口连通的空气通道，所述旋流器上设置有旋流叶片，所述旋流叶片上设置有与所述轴向燃料通道连通的径向燃料通道，所述径向燃料通道上设置有燃料出口，所述中心体外壁上设置有空气进口，所述中心体内设置有多个一端与所述空气进口连通，另一端与所述轴向空气通道连通的换热器。

其中，所述换热器沿所述中心体的轴线周向均布。

其中，所述换热器设置于所述法兰与所述旋流器之间，所述换热器沿所述中心体的轴线与所述径向燃料通道的距离为30-80mm。

其中，所述换热器与所述中心体外壁以及所述轴向空气通道外壁均为密封连接。

其中，所述空气进口总流通面积大于所述空气出口的流通面积。

其中，所述换热器包括径向空气通道及设置于所述空气通道上的换热肋片。

其中，所述径向空气通道的总流通面积大于所述空气出口的流通面积。

其中，所述换热肋片的高为1～4mm，宽为1～3mm，相邻的两个所述换热肋片之间的间距为1～4mm。

(三)有益效果