[实用新型]一种燃气轮机的预混装置及燃烧室

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，特别涉及一种燃气轮机的预混装置及燃烧室。

背景技术

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是典型的高新技术密集型产品。作为高科技的载体，燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平，是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一，具有十分突出的战略地位。燃气轮机的三大部件为燃烧室、压气机和涡轮，燃烧室的性能会直接影响燃气轮机的总体性能。燃气轮机燃烧产物中含有NOx(氮氧化物)，NOx主要包含NO和NO₂。NO是一种无色无臭的气体，大气中的NO浓度如果达到了一定的程度，就会与血液中的血色素结合，造成血液缺氧从而引起中枢神经麻痹。NO₂是一种红色有毒气体，对人体呼吸器官有刺激作用，容易引起肺气肿和肺癌，NO₂还能破坏臭氧形成臭氧空洞。

现有燃气轮机中，燃烧室内燃料燃烧时的温度对NOx的影响非常大，NOx的产量和生成速度随着燃烧温度的升高呈指数增长。目前低NOx排放燃烧室主要采用燃油分级和贫油预混预蒸发相结合的技术，燃烧分为主燃级和预燃级，这两级的燃料需要分别控制进料，导致预混过程较为复杂且不太稳定，一旦分别控制的预燃级和主燃级收到干扰会导致燃料和空气在预混模内混合的不够均匀充分，不能形成稳定燃烧。

实用新型内容

本实用新型提供了一种燃气轮机的预混装置及燃烧室，以改善燃烧室的燃料和空气预混结构，使其混合更均匀，燃烧更为稳定，从而减少NOx生成量，并简化燃烧室结构。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种燃气轮机预混装置，包括依次同轴串联的燃料进料管口、旋流器和预混出料管口，其中，所述燃料进料管口内径大于所述预混出料管口内径，所述旋流器与燃料进料管口连接的侧壁中心部位具有预燃级燃料喷孔，所述旋流器与燃料进料管口连接的侧板上间隔开有多个主燃级燃料喷孔，所述主燃级燃料喷孔与所述预燃级燃料喷孔的距离小于燃料进料管口内径，且所述主燃级燃料喷孔与所述预燃级燃料喷孔的距离大于预混出料管口内径。

优选的，所述多个主燃级燃料喷孔呈圆环状围绕所述预燃级燃料喷孔设置。

优选的，所述多个主燃级燃料喷孔为12～22个。

优选的，每个主燃级燃料喷孔孔径为1mm～2mm。

优选的，所述预燃级燃料喷孔孔径为2.5mm～5mm。

优选的，所述旋流器包括旋流器叶片、第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板对盒设置于所述旋流器叶片两侧，且所述旋流器对应所述旋流器叶片的周侧具有旋流器进气口。

本实用新型实施例提供的燃气轮机预混装置，主燃级和预燃级的燃料从一个燃料进料管口进入，不用分别控制进料，简化了燃烧过程中的燃料控制系统；并且减少了外界因素对主燃级和预燃级的干扰，使得燃烧更为稳定，减少NOx生成量。

一种燃气轮机燃烧室，包括轮机机匣、火焰筒和如上所述的燃气轮机预混装置，其中，所述轮机机匣以间隙配合的方式包覆于串联的燃气轮机预混装置和火焰筒外侧。

优选的，所述轮机机匣侧壁至少开有一个进气槽，所述火焰筒筒壁上具有多个掺混孔，且所述多个掺混孔对应所述进气槽设置。

优选的，所述火焰筒的中段筒壁上具有主燃孔。

优选的，所述火焰筒筒壁具有环绕阵列排布的冷却孔。

本实用新型实施例提供的燃气轮机燃烧室采用上述的预混装置，混合后混合气体经预混出料管口进入火焰筒燃烧。主燃级和预燃级共用一个燃料进料管口，从而简化了燃烧过程中的燃料控制系统；并且减少了外界因素对主燃级和预燃级的干扰，使得燃烧更为稳定，减少NOx生成量，并简化了燃烧室结构。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的燃气轮机预混装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的燃气轮机预混装置的侧剖结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的燃气轮机燃烧室的结构示意图。

附图标记：

1A-燃气轮机预混装置

1-燃料进料管口

2-旋流器

21-预燃级燃料喷孔

22-主燃级燃料喷孔

23-旋流器叶片

24-第一侧板

25-第二侧板

26-旋流器进气口

3-预混出料管口

4-轮机机匣

41-进气槽

5-火焰筒