[发明专利]一种分级燃烧的中心区燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及干低排放燃烧室领域，具体涉及一种分级燃烧的中心区燃烧器。

背景技术

众所周知，涡轮的进口温度将会影响燃气涡轮发动机的效率，因此随着燃气涡轮发动机功率、效率要求的不断提高，涡轮进口温度要求也逐渐升高，导致涡轮热负荷增加以及燃烧室NOx排放的增加。

近年来，国家对空气污染的控制更加重视，国家法规对燃气轮机的NOx排放限制也愈加严格。控制燃气轮机的NOx排放关键在于控制燃烧区的火焰温度，干低排放燃烧技术采用贫预混燃烧方式降低火焰温度，该技术已逐渐成熟且在燃机市场上被广泛应用。工程研究表明，实现贫预混燃烧的关键难题之一是预混均匀度，预混均匀度直接影响整个燃烧区的火焰温度分布，从而影响NOx排放。

中国专利CN101639220A涉及用于涡轮机燃烧器的中心体罩及方法，在该专利中，该装置包括中心体、外部紊流器构件等，外部紊流器与中心体间隔开形成冷却空气通道。但冷却空气会对下游的中心回流区的稳定燃烧产生影响，且该部分空气难以与燃料完全掺混，导致预混空气量降低，使燃烧室更难满足高出口温度的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种分级燃烧的中心区燃烧器，以解决目前燃烧室难以满足高出口温度要求的问题。

本发明的技术方案是：

一种分级燃烧的中心区燃烧器，包括中心体组件和喷嘴组件，所述中心体组件具有中心筒体、中心体外壁与一级旋流器，所述中心筒体具有中心旋流器、内筒体前壁与内筒体后壁，所述内筒体前壁附连到所述中心旋流器的下游端，所述内筒体后壁附连到所述中心旋流器的上游端，所述一级旋流器附连在内筒体前壁的下游端；

所述喷嘴组件具有喷嘴壳体与燃料喷杆，所述喷嘴壳体具有燃料通路；

所述喷嘴壳体与所述中心筒体之间形成主燃料通道，所述中心体外壁与中心筒体间隔设置，两者之间形成副燃料通道；

所述燃料喷杆具有主燃料喷射孔与副燃料喷射孔，所述中心筒体上开设有与所述副燃料喷射孔一一对应的副燃料通孔。

可选地，所述中心体外壁和所述中心筒体同轴放置。

可选地，所述燃料喷杆数量为2～8个。

可选地，所述燃料喷杆周向均布在喷嘴壳体外侧。

可选地，所述副燃料喷射孔与所述中心筒体轴向成70～90度角。

可选地，所述喷嘴壳体与所述燃料喷杆通过焊接固连。

可选地，所述喷嘴壳体还具有值班燃料通路和值班燃料喷孔。

本发明的有益效果：

本发明的中心区燃烧器能够优化高火焰温度下燃烧室的排放性能；由于增加副燃料通路，因此解决了冷却空气对下游中心回流区的冲击作用，防止中心区燃烧不稳定以及燃烧效率降低；同时将部分燃料分配至副燃料通路，可以有效地改善中心区燃料与空气的预混均匀度，从而使得中心燃烧区的火焰温度分布更加均匀，降低NOx排放。

附图说明

图1是现有技术中心区燃烧器的截面的简化视图；

图2是本发明中心区燃烧器的截面的简化视图；

图3是图2中的副燃料喷射孔处的截面的细节视图。

附图标记：

中心区燃烧器40；

中心体组件41；

喷嘴组件42；

中心筒体43；

中心体外壁44；

一级旋流器45；

中心旋流器46；

内筒体前壁47；

内筒体后壁48；

副燃料通孔49；

副燃料通道50；

冷却空气通道19；

喷嘴壳体51；

燃料喷杆52；

燃料通路53；

燃料喷射孔24；

主燃料喷射孔54；

副燃料喷射孔55；

主燃料通道56；

值班燃料通路57；

值班燃料喷孔58。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。