[发明专利]一种自吸式空气辅助雾化双燃料喷嘴

说明书

本发明属于燃气轮机设备技术领域，具体涉及一种自吸式空气辅助雾化双燃料喷嘴，包括液态燃料旋流雾化组件、空气辅助旋流雾化组件、可拆卸压紧固定组件、防止积碳气冷组件及喷嘴壳体；液态燃料旋流雾化组件包括液态燃料旋流器和液态燃料喷口；空气辅助旋流雾化组件包括雾化空气旋流器和空气喷口；液态燃料旋流器安装于雾化空气旋流器内；可拆卸压紧固定组件包括封盖、垫片和螺塞；防止积碳气冷组件包括隔热内罩、喷嘴壳体前部的翅片和翅片式流道；液态燃料接口的液态燃料入口和雾化空气接口的雾化空气入口内分别安装有气液两用滤芯和可拆卸止动。解决了燃气轮机慢车工况运行时因液态燃料雾化效果不佳造成的燃烧效率过低的问题。

技术领域：

本发明属于燃气轮机设备技术领域，具体涉及一种自吸式空气辅助雾化双燃料喷嘴。

背景技术：

随着我国海洋战略的不断推进，海洋原油勘探和开采力度不断加大，海洋原油产量迅速提高。在开采原油的过程中，常伴有大量的石油伴生气产出，这种伴生气具有易燃易爆不易储存和输运的特点，出于安全考虑自开采之初就会被直接燃用处理，造成了严重能源浪费，国家海洋战略对解决该问题提出了迫切的需求。双燃料燃气轮机就是一种可以有效解决该问题的动力设备，不仅能够为原油开发提供动力，而且可以采用石油伴生气为气态燃料进行工作，在不停机的情况下，实现原液态燃料与石油伴生气之间的无扰动在线切换，提高了燃气轮机对燃料的适应性，有效利用了石油伴生气，解决了原油开发过程中不同状态下的多种燃料需求。

双燃料喷嘴是双燃料燃气轮机最重要的核心部件，随着海洋战略对高功率燃气轮机需求的不断提升，对喷嘴的设计也提出了更高的要求。满足高功率则需要更多的液态燃料量，因此喷嘴喷口的孔径设计较大，这样便带来慢车工况条件下液态燃料雾化效果差，燃烧不均匀，积碳严重，进而影响燃烧效率，造成排气冒黑烟等现象，喷嘴的寿命甚至整台燃气轮机的正常运行都受到严重威胁。目前采用较多的解决办法就是采用双液态燃料路，设计为不同流量，以满足燃气轮机从起动慢车至高工况不同阶段液态燃料量需求，但由此也带来的配套设备增加，附属系统复杂，严重影响燃气轮机体积小、重量轻的先天优势，给双燃料燃气轮机的应用带来了局限性。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可使燃气轮机应用液态燃料在慢车工况及高工况运行过程中均能高效燃烧且兼顾气态燃料使用的自吸式空气辅助雾化双燃料喷嘴，以解决燃气轮机慢车工况运行时因液态燃料雾化效果不佳造成的燃烧效率过低的问题，并以多燃料方式拓宽燃气轮机应用范围。

本发明采用的技术方案为：一种自吸式空气辅助雾化双燃料喷嘴，包括液态燃料旋流雾化组件、空气辅助旋流雾化组件、可拆卸压紧固定组件、防止积碳气冷组件、中部侧罩、上部侧罩、外罩、气态燃料接口、液态燃料接口和雾化空气接口及喷嘴壳体；所述液态燃料旋流雾化组件包括液态燃料旋流器和液态燃料喷口；所述空气辅助旋流雾化组件包括雾化空气旋流器和空气喷口；所述液态燃料旋流器安装于雾化空气旋流器内；所述可拆卸压紧固定组件包括封盖、垫片和螺塞；所述防止积碳气冷组件包括隔热内罩、喷嘴壳体前部的翅片和翅片式流道；所述液态燃料接口的液态燃料入口和雾化空气接口的雾化空气入口内分别安装有气液两用滤芯和可拆卸止动环。

进一步地，所述外罩与隔热內罩焊接，外罩上设有10个气态燃料出口，气态燃料出口的轴线方向与液态燃料喷口的轴线方向的夹角为30°；所述气态燃料出口每2个为1组，每组的2个气态燃料出口成12.5°角，且围绕液态燃料喷口的中心轴周向均布。

进一步地，所述液态燃料旋流器通过插接嵌套于雾化空气旋流器的内腔，二者通过可拆卸压紧固定组件按额定力矩的方式固定于喷嘴壳体内；所述可拆卸压紧固定组件的螺塞采用双头直螺纹的连接方式，其一端与喷嘴壳体固定，以挤压方式压紧并固定液态燃料旋流器和雾化空气旋流器，另一端与垫片和封盖按额定力矩的方式连接至喷嘴壳体的端面，共同组成液态燃料旋流通道和辅助旋流雾化空气通道；所述液态燃料旋流器与雾化空气旋流器的内壁形成了第二液态燃料通道。