[发明专利]一种地面燃机燃烧室的旋流叶片

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机领域，具体而言，涉及一种地面燃机燃烧室的旋流叶片。

背景技术

燃气轮机是现代工业成果的结晶，燃烧室是燃气轮机的重要部件，燃烧室的主要 功能是使燃料的化学能转化为热能。随着地面燃气轮机技术的发展，现代地面燃气轮 机追求超低污染排放，同时向着高温升的方向发展，燃气轮机总体性能的提升对主燃 烧室设计提出了更高要求。

图1是现有的一般干式低氮氧化物排放燃烧室的结构示意图，燃烧筒设于燃烧室 内，燃烧筒的进气端设有端板，端板上固定有值班旋流器和围绕值班旋流器的8个主 旋流器。主旋流器由旋流筒5和叶片2组成，值班级旋流器由旋流筒6和叶片7组成， 叶片2、7围绕中部的中心孔设置。主燃级喷管1从主旋流器叶片2中部的中心孔穿入 主旋流筒中，值班级喷管3从值班旋流器叶片7中部的中心孔穿入值班旋流筒中。主 旋流筒内燃料从喷孔4中垂直轴向喷出，与经过旋流叶片2的空气相掺混，形成预混 的燃料-空气。

外侧主燃级采用预混燃烧模式，其燃料占比为90％以上，其燃烧状况的好坏直接 关系到整个燃烧室的燃烧状况。目前一般的地面燃机燃烧室的主燃级头部空气经过微 角度的旋流叶片旋流后，再与垂直于流向喷出的甲烷气体相掺混，形成燃料和空气的 混合物。燃料和空气的混合均匀度不能被保证，而燃料的混合均匀度直接影响着下游 燃烧室的燃烧状况与污染的排放。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种地面燃机燃烧室的旋流叶片，该旋流叶片可 以提高主旋流器内的燃料的预混均匀性，有效改善燃烧室内主燃烧区域的燃烧均匀性， 避免局部高温区的出现，大大降低NOx的排放量。要用于地面燃机燃烧室的头部主燃 级旋流器内，

本发明通过如下技术手段解决上述技术问题：一种地面燃机燃烧室的旋流叶片， 所述旋流叶片的横截面为一种头大尾尖的翼型，迎风面的叶片表面采用凹痕结构，凹 痕促使湍流转捩发生，湍流边界层不易发生流动分离现象，从而使叶片背后的低压区 减小，减少阻力的同时加强了气流与燃料的掺混。

本发明的旋流叶片横截面为一种的翼型，迎风一侧表面具有一层覆盖层，该覆盖 层具有大量由大量点阵成员规定的轮廓为圆形或者正六边形的凹槽，位于其内的凸台 也相应的为圆形或者正六边形。

作为本发明的优选实施方式：旋流叶片迎风一侧表面覆盖层具有大量由大量点阵 成员规定的圆形凹槽和环形凸台，每一个圆形凹槽中具有在其内的二级圆形凸台。

所述旋流叶片的安装角度为3～5°。

所述大量点阵成员覆盖旋流叶片的整个迎风表面前端的70％，且两两凹槽或者凸 台的中心距离为0.7mm。

所述点阵成员的圆形凹槽的直径为0.8mm，圆形凸台的外直径为0.5mm，内直径 为0.3mm。

所述旋流叶片表面覆盖层的厚度介于0.1mm～0.2mm。

采用本发明可以取得以下有益效果：

1)本发明通过改变地面燃机燃烧室主燃级旋流叶片的表面结构，利用表面凹槽与 凸台对气流的扰动，使得转捩提前发生，减小了叶片后的低压区，降低了流动阻力。

2)本发明叶片迎风表面的凹槽与凸台的设计，加强了空气流的湍流度，极大的增 强了空气与燃料的混合均匀度，大大改善了燃烧条件，降低了NOx的排放。

附图说明

图1：现有的一般干式低氮氧化物排放燃烧室；

图2：本发明的实例三维外观图；

图3：本发明的叶片凸面正视图；

图4：本发明的另一种表面结构的三维视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述：

如图2所示，本实施例的一种地面燃机燃烧室的旋流叶片，本发明的旋流叶片2 横截面为一种的翼型，迎风一侧表面具有一层覆盖层，该覆盖层具有大量由大量点阵 成员规定的轮廓为圆形凹槽9，位于其内的凸台也相应的为圆形8，所述旋流叶片表面 覆盖层的厚度介于0.2～0.3mm。