[发明专利]一种燃用中低热值燃料气的燃烧室燃烧组织方法及喷嘴

权利要求书

1.一种燃用中低热值燃料气的燃烧室喷嘴，其特征在于：该喷嘴包括中低热值燃料气进气管（14）、中心空气内管（17）、燃料气外管（16）和喷嘴射流出口；所述的中心空气内管（17）外壁与燃料气外管（16）内壁之间形成燃料环腔（111），所述的喷嘴射流出口包括由外向内依次设置在喷嘴顶部的外侧空气射流出口（11）、燃料气射流出口（13）和中心空气射流出口（12）；

沿喷嘴中心线设置中心空气进气管（15），该中心空气进气管（15）与中心空气内管（17）相连形成中心空气通道（121），中心空气通道（121）与所述的中心空气射流出口（12）连通；

在喷嘴头部外侧设有外侧旋流空气管（18），在外侧旋流空气管（18）内设有外侧径向空气旋流器（110），该外侧径向空气旋流器（110）与外侧空气射流出口（11）相连通；

中低热值燃料气进气管（14）采用切向进气管，切向进气管经所述的燃料环腔（111）与燃料气射流出口（13）相连通。

2.如权利要求1所述的一种燃用中低热值燃料气的燃烧室喷嘴，其特征在于：所述的外侧空气射流出口（11）、燃料气射流出口（13）以及中心空气射流出口（12）三者位于同一平面上。

3.如权利要求1所述的一种燃用中低热值燃料气的燃烧室喷嘴，其特征在于：所述外侧径向空气旋流器（110）的数目为12～20个，流量系数为0.6～0.8。

4.采用如权利要求1所述喷嘴的一种燃用中低热值燃料气的燃烧室燃烧组织方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

1）压气机出口空气的一部分分别通过火焰筒上的掺混孔（22）、主燃孔(21)、头部帽罩和气膜冷却孔逆流进入火焰筒，另一部分空气通过喷嘴进入火焰筒（2）；

2）进入喷嘴的另一部分压缩空气分为两路，其中一路中心空气（32）从中心空气管（15）注入后，沿中心空气通道（121）并通过中心空气射流出口（12）直接射入火焰筒；另一路通过位于喷嘴头部外侧的外侧旋流空气管（18）进入，经外侧径向空气旋流器（110）后形成旋流空气（31D），由外侧空气射流出口（11）进入火焰筒；

3）中低热值燃料气(33)由中低热值燃料气进气管(14)进入，以切向旋流形式进入燃料环腔（111）后，由燃料气射流出口（13）进入火焰筒；中低热值燃料气与旋流空气（31D）的旋流方向相反进入火焰筒，在火焰筒中形成富燃料值班火焰，通过剪切作用增强与空气掺混，形成龙卷风形态火焰。

5.根据权利要求4所述的一种燃用中低热值燃料气的燃烧室燃烧组织方法，其特征在于：旋流空气（31D）的旋流数范围为0.4～0.6；中低热值燃料气(33)的旋流数范围为0.25～0.55。

6.根据权利要求4或5所述的一种燃用中低热值燃料气的燃烧室燃烧组织方法，其特征在于：旋流空气（31D）与中心空气（32）的质量比为4.5～9。

7.根据权利要求4或5所述的一种燃用中低热值燃料气的燃烧室燃烧组织方法，其特征在于：中心空气（32）以30m/s～50m/s射流速度射入火焰筒。

8.根据权利要求7所述的一种燃用中低热值燃料气的燃烧室燃烧组织方法，其特征在于：中低热值燃料气（33）以110m/s～160m/s的射流速度进入火焰筒。