[发明专利]燃烧室用喷嘴和燃气轮机

说明书

本发明公开了一种燃烧室用喷嘴和燃气轮机，包括喷嘴本体，喷嘴本体具有第一端部、第二端部和位于第一端部和第二端部之间的中间段，喷嘴本体内设有值班燃料通道、冷却通道、主燃料通道和预混通道，值班燃料通道的进口、冷却通道的进口、主燃料通道的进口均设在喷嘴本体的第一端部，冷却通道的出口和预混通道的出口设在喷嘴本体的第二端部，主燃料通道的出口设在喷嘴本体的中间段，预混通道设在喷嘴本体的第二端部内，预混通道具有与冷却通道连通的进口，值班燃料通道的出口与预混通道连通。本发明的燃烧室用喷嘴实现了燃料和清吹空气的预混合，并能够形成火焰温度较低的预混值班火焰，从而降低了热力型氮氧化物的生成，降低了污染物排放。

技术领域

本发明涉及燃气轮机的喷嘴技术领域，具体地，涉及一种燃烧室用喷嘴和具有该喷嘴的燃气轮机。

背景技术

燃气轮机主要包括压气机、燃烧室、透平三大部件，燃烧室内设有火焰筒，火焰筒的进口端设有喷嘴，燃料和压气机产生的气体可以经由喷嘴导入火焰筒内，燃料和气体会在火焰筒内燃烧，生成的热燃气会被输送至透平处做功。

相关技术中，为了保证燃烧的稳定性，喷嘴包括主喷嘴和值班喷嘴，值班喷嘴设在主喷嘴的头部，值班喷嘴用于提供扩散火焰以提高燃烧的稳定性，但是，燃烧过程中会产生较多的氮氧化物，使得燃气轮机的氮氧化物的排放容易超标。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

相关技术中，扩散火焰的温度较高，较高的火焰温度会造成热力型氮氧化物的大量生成，从而造成了燃气轮机的氮氧化物排放超标的情况。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明实施例提出一种燃烧室用喷嘴，该燃烧室用喷嘴能够实现燃料和清吹空气的预混合，并能够形成火焰温度较低的预混值班火焰，从而降低了热力型氮氧化物的生成，降低了污染物排放。

本发明实施例还提出一种应用上述燃烧室用喷嘴的燃气轮机。

根据本发明实施例的燃烧室用喷嘴包括喷嘴本体，所述喷嘴本体具有第一端部、第二端部和位于所述第一端部和第二端部之间的中间段，所述喷嘴本体内设有值班燃料通道、冷却通道、主燃料通道和预混通道，所述值班燃料通道的进口、所述冷却通道的进口、所述主燃料通道的进口均设在所述喷嘴本体的第一端部，所述冷却通道的出口和所述预混通道的出口设在所述喷嘴本体的第二端部，所述主燃料通道的出口设在所述喷嘴本体的中间段，所述预混通道设在所述喷嘴本体的第二端部内，所述预混通道具有与所述冷却通道连通的进口，所述值班燃料通道的出口与所述预混通道连通。

根据本发明实施例的燃烧室用喷嘴，实现了燃料和清吹空气的预混合，并能够形成火焰温度较低的预混值班火焰，从而降低了热力型氮氧化物的生成，降低了污染物排放。

在一些实施例中，所述冷却通道环绕在所述值班燃料通道的外周侧，所述主燃料通道环绕在所述冷却通道的外周侧，所述喷嘴本体的第二端部内还设有与所述冷却通道连通的冷却腔，所述冷却腔具有冷却腔出口，所述值班燃料通道与所述冷却腔沿所述喷嘴本体的轴向排列。

在一些实施例中，所述喷嘴本体包括外筒、第一管、第二管和值班喷头，所述第一管设在所述外筒内且所述第一管的内腔构成所述值班燃料通道，所述第二管设在所述外筒内且套设在所述第一管的外周侧，所述冷却通道包括形成在所述第一管与所述第二管之间的第一冷却通道段和形成在所述第一管与所述外筒之间的第二冷却通道段，所述预混通道与所述第二冷却通道段连通，所述主燃料通道形成在所述第二管和所述外筒之间，所述值班喷头设在所述外筒的第二端部，所述值班喷头的外周壁与所述外筒的内周壁密封相连，所述预混通道和所述冷却腔均设在所述值班喷头内。

在一些实施例中，所述冷却通道的出口包括第一出口和第二出口，所述第一出口与所述预混通道连通，所述第二出口设在所述值班喷头的外端面上。