[发明专利]一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构

摘要

本发明涉及一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，由位于中心的预燃级和外围的主燃级构成；预燃级和主燃级均包括气体燃料和燃油供给装置，能实现气体燃料和燃油实时切换和稳定燃烧。预燃级和主燃级对于气体燃料和燃油均采用贫燃预混燃烧，能满足地面燃机对不同燃料低污染物排放的要求；另外该头部气体燃料和燃油喷射位置、喷射量设计保证了气体燃料‑空气分布与燃油‑空气分布的相似，确保使用任一种燃料都不会发生振荡燃烧。本发明双燃料双旋流预混头部方案能适应不同燃料的低污染燃烧，可以实现燃机的一机多用，改善燃机的经济性和市场竞争力。

主权项

1.一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于采用双旋流中心分级方案，包括预燃级(1)和主燃级(22)；所述主燃级(22)包括主燃级旋流器(30)、集气环(25)、集油环(26)和主燃级预混腔(33)；主燃级旋流器(30)的叶片构成主燃级旋流空气进口(29)，中空的集气环(25)和中空的集油环(26)置于主燃级旋流器(30)的主燃级外壁(34)，主燃级内壁(31)、主燃级外壁(34)的平直段以及主燃级收敛段(35)构成主燃级预混腔(33)；集气环(25)上设有主燃级气体燃料进口(24)，与主燃级外壁(34)与主燃级预混腔(33)之间的主燃级气体燃料喷孔(27)连通，构成主燃级气体燃料通道；集油环(26)上设有主燃级燃油进口(23)，与主燃级外壁(34)与主燃级预混腔(33)之间的主燃级燃油喷孔(28)连通，构成主燃级燃油通道；设在主燃级内壁(31)与主燃级预混腔(33)连通的主燃级非旋空气进口(32)构成主燃级非旋空气通道；主燃级外壁(34)上设有沿周向均布的主燃级切向进气孔(36)；所述预燃级(1)包括预燃级旋流器(11)、燃油离心喷嘴(8)和预燃级预混腔(19)、预燃级燃油管(3)和预燃级气体燃料管(4)；预燃级旋流器(11)置于预燃级外壁(15)之内，其叶片构成预燃级旋流空气进口(10)；预燃级气体燃料管(4)置于旋流器的预燃级旋流器内壁(6)，预燃级气体燃料管(4)的出口端面为带斜面的预燃级中心凸台(7)，斜面的、沿周向均布的预燃级气体燃料喷孔(9)与另一端的预燃级气体燃料进口(5)构成预燃级气体燃料进口通道；预燃级燃油管(3)位于预燃级气体燃料管(4)内，燃油离心喷嘴(8)位于预燃级中心凸台(7)内，通过焊接固定在预燃级燃油管(3)内壁上；预燃级中心凸台(7)中心的通孔，与燃油离心喷嘴(8)和设在预燃级燃油管(3)上的预燃级燃油进口(2)构成预燃级燃油通道；预燃级中心凸台(7)与预燃级旋流器(11)叶片之间设有预燃级旋流器出口挡板(14)，与预燃级旋流空气进口(10)形成旋流空气通道；预燃级预混腔(19)由预燃级外壁(15)的平直段和延伸的预燃级收敛段(17)构成，预燃级非旋空气进口(20)沿周向均匀分布在预燃级收敛段(17)的侧壁上，预燃级切向进气孔(16)沿周向设在预燃级外壁(15)的平直段；预燃级收敛段(17)连接预燃级出口扩张段(18)，头部冷却孔(21)设在预燃级出口扩张段上；预燃级(1)嵌入主燃级旋流器(30)的主燃级内壁(31)，预燃级气体燃料管(4)与集气环平齐，预燃级燃油管(3)高出预燃级气体燃料管(4)与集气环的平齐面；预燃级出口扩张段(18)与主燃级外壁(34)端面相平齐。