[发明专利]一种贫燃料多孔喷射燃烧系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，特别涉及一种贫燃料多孔喷射燃烧系统。

背景技术

图1为一种典型的燃烧室头部结构，值班喷嘴布置于中心，多个主喷嘴环形均匀布置于值班喷嘴外侧。值班喷嘴采用扩散或预混燃烧模式，值班喷嘴下游设置锥形稳焰板，目的在于增强整个燃烧室头部的稳焰性能，值班喷嘴承担点火以及主要的稳焰功能。从端盖引出多个燃料喷管，分别深入对应主喷嘴中轴线区域，燃料喷管上设置辐射状的燃料喷注装置及旋流器34，喷注燃料并增强掺混。主喷嘴采用这种结构装置时，当量比一般沿主喷嘴中轴线对称分布，主喷嘴设计时，如果靠近值班喷嘴当量比高(如图2a)，则靠近火焰筒壁面区域的当量比增加，导致火焰筒壁面区域超温；如果靠近值班喷嘴的当量比低(如图2b)，值班喷嘴对主喷嘴的点火动作不易实现，导致主喷嘴燃烧不充分；图2c是较为理想的当量比分布，但这种情况往往需要通过增加喷嘴的旋流强度的方式来增强掺混，增加喷嘴旋流强度，会引起喷嘴下游的回流区，进而导致氮氧化物排放增加。

图3为一种主喷嘴出口为圆形的结构，这种结构存在冷却难度较大的问题。图4为一种主喷嘴出口为扇形的结构，该结构冷却范围较少，结构设计方面主喷嘴处还需要设置一个圆扇转接段。

现有技术中，靠近燃烧系统中轴线区域的主喷嘴出口当量比较低，燃烧性能较差，燃烧温度低，无法向外侧点燃，导致靠近火焰筒壁面区域的流动燃烧不充分，污染物浓度较高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：为解决现有燃烧系统喷嘴当量比分布不够合理，向外点燃不易实现，导致外侧燃烧不充分、污染物浓度较高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种贫燃料多孔喷射燃烧系统，包括：位于燃烧系统中心的值班喷嘴、环形均匀布置于值班喷嘴外侧的多个主喷嘴、以及设置在多个主喷嘴外侧的罩帽和导流衬套，多个所述主喷嘴的进出口均为扇形，多个所述主喷嘴内均设有燃料喷注装置，所述燃料喷注装置上均设有燃料喷注孔；环形均匀分布的多个主喷嘴的内侧或外侧设有燃料供给通道，所述燃料供给通道分别与多个所述燃料喷注装置连接，所述燃料供给通道上连接有至少一个燃料喷管。

其中，所述燃料喷注孔包括沿燃烧系统的径向分布在燃料喷注装置两侧的多对小孔，每对小孔的直径相同；沿燃烧系统的径向由内向外，小孔的直径沿逐渐增大。

其中，每个所述燃料喷注装置上均设有N个燃料喷注孔，N个所述燃料喷注孔沿燃烧系统的径向向外，依次记为1、2……N，对应存在N个燃料喷注孔控制的区域1、2……N，每排燃料喷注孔控制区域的当量比为φ₁,φ₂…φ_n；

主喷嘴平均当量比为φaver=(Σi=1NρfUfAfCdfΣi=1NρAirUAirAAirCdAir)/(F/A)stoic,]]>