[发明专利]一种燃气轮机气体燃料干式低氮燃烧装置

摘要

本发明公开了一种燃气轮机气体燃料干式低氮燃烧装置，该燃烧装置包括沿圆周向均匀排列的多个结构相同的圆管形燃烧单元；每个所述燃烧单元包括：燃烧室端盖、燃烧室小机匣、燃料喷嘴、排气缸、火焰筒钢筒、多个隔热瓦、顶盖、空气导流衬套、燃气导管外壳、空气导管、多个扰流环、燃气导管内壳、燃气出口。本发明燃烧装置在燃气轮机运转时可以实现：气体燃料和空气在燃烧前均匀混合形成稀预混气，避免混合过程中可能发生的自燃和回火，从而稳定地低氮燃烧；在整个燃气轮机工作范围内燃烧加热均匀，降低火焰扰动；燃烧边界加强隔热散热和对燃烧噪声的吸收。

主权项

一种燃气轮机气体燃料干式低氮燃烧装置，其特征在于，该燃烧装置包括沿圆周向均匀排列的多个结构相同的圆管形燃烧单元；每个所述燃烧单元包括：燃烧室端盖（14）、燃烧室小机匣（41）、燃料喷嘴（15）、排气缸（10）、火焰筒钢筒（16）、多个隔热瓦（18）、顶盖（17）、空气导流衬套（19）、燃气导管外壳（20）、空气导管（21）、多个扰流环（22）、燃气导管内壳（23）、燃气出口（12），其中：所述燃烧室端盖（14）位于所述燃烧单元的一端，用于作为气体燃料的入口；所述燃气出口（12）位于所述燃烧单元的另一端，并与透平机的燃气入口相通，用于将气体燃料与空气燃烧后产生的燃气输入到所述透平机中；所述燃烧室端盖（14）、燃烧室小机匣（41）、空气导流衬套（19）、燃气导管外壳（20）依次连接，且所述燃烧室小机匣（41）与排气缸（10）的一端通过法兰连接，所述燃气导管外壳（20）与所述燃气出口（12）的外周连接；位于所述燃烧单元内部的火焰筒钢筒（16）与所述燃烧室小机匣（41）之间形成有第一环形通道，所述火焰筒钢筒（16）与空气导流衬套（19）之间形成有第二环形通道，所述燃气导管外壳（20）与位于燃烧单元内部的燃气导管内壳（23）之间形成有第三环形通道，上述三个环形通道相通；所述多个隔热瓦（18）依次分排吊装在火焰筒钢筒（16）的内壁面上，与火焰筒钢筒（16）一同组成火焰筒；所述燃料喷嘴（15）的外表面通过顶盖（17）与所述火焰筒靠近所述燃烧室端盖（14）的一端的内表面连接；所述火焰筒的另一端与燃气导管内壳（23）的一端连接，燃气导管内壳（23）的另一端与所述燃气出口（12）连接；多个扰流环（22）固定在所述燃气导管内壳（23）的外表面上；所述空气导管（21）一端固接在所述燃气导管外壳（20）上，另一端插接于扰流环（22）上，并与所述第三环形通道相通；所述燃气导管内壳（23）和所述燃气导管外壳（20）之间焊接有多个带有波纹缓冲结构的连接柱；所述排气缸（10）的另一端与压气机（9）的出口相通，所述排气缸（10）的内部空间与空气导管（21）相通，所述压气机（9）的排气流经空气导管（21）、第三环形通道、第二环形通道、第一环形通道、燃料喷嘴（15）、火焰筒内部以及燃气导管内壳（23）的内部，输入到所述燃气出口（12）；所述燃烧单元工作时，气体燃料从燃烧室端盖（14）引入并分配到带有列阵预混器的燃料喷嘴（15）的燃料通道中；同时空气从压气机（9）进入排气缸（10），从与排气缸（10）相通的空气导管（21）流入第三环形通道中的扰流环（22），对燃气导管内壳（23）的外壁面形成冲击冷却后流向第二环形通道，对火焰筒钢筒（16）的外壁面进行冲刷冷却后，大部分空气流入燃烧室端盖（14）、火焰筒钢筒（16）、火焰筒顶盖（17）围成的空间后经由燃料喷嘴（15）的空气通道，在燃料喷嘴（15）内部与燃料混合后流入火焰筒内部，少量空气经由隔热瓦（18）与火焰筒钢筒（16）之间的缝隙流入火焰筒内部，燃料和空气的混合气体在火焰筒内部建立火焰并燃烧，燃烧产生的高温燃气流向燃气导管内壳（23），被燃气导管内壳（23）引入燃气出口（12）进入透平机。