[发明专利]一种燃气轮机的燃烧室及使用其的燃气轮机

说明书

本公开提供了一种燃气轮机的燃烧室及使用其的燃气轮机，该燃烧室包括：燃烧室端部、火焰筒、过渡段、喷嘴机匣、火焰筒机匣和燃烧室机匣。喷嘴机匣嵌套于燃烧室端部外；火焰筒机匣嵌套于火焰筒外；喷嘴机匣、火焰筒机匣和燃烧室机匣自上而下顺次连接；燃烧室端部、火焰筒、过渡段自上而下顺次连接；过渡段固定在燃烧室外机匣上；燃烧室端部包括预混燃料管路、清吹空气管路和扩散燃料管路。本公开的燃烧室采用了分管形燃烧室的总体结构，配置了具有燃料与空气高效混合能力的预混喷嘴和具有双层结构的火焰筒，可替换传统航改燃气轮机紧凑式的扩散燃烧室，有效解决传统航改燃气轮机污染排放高、寿命短和维护不便等问题。

技术领域

本公开涉及燃烧室技术领域，尤其涉及一种燃气轮机的燃烧室及使用其的燃气轮机。

背景技术

航改燃气轮机是用航空发动机直接改装或者以航空发动机为蓝本进行设计制造的燃气轮机产品，用作陆用或船舶动力。航改燃气轮机与航空发动机、重型燃气轮机一起构成了燃气轮机的三大产品序列。航改燃气轮机所处的功率等级(5～40MW)完全覆盖分布式能源的全部应用领域，在分布式冷热电联供、应急电源、移动电站、管道驱动等领域有着广泛的应用。

由于分布式能源是一种新兴的能源布局和利用方式，其对节约资源、提高能源利用效率、降低排放改善环境具有重要意义，国家为推进分布式能源发展出台了系列支持政策。燃气轮机虽然是分布式能源中的关键装备，但目前我国的燃气轮机整体水平与国外还存在较大的差距，严重制约了分布能源的发展。国家为加快燃气轮机的研制和国产化，相继出台了《中国制造2025-能源装备实施方案》和《依托能源工程推进燃气轮机创新发展的若干意见》等文件，支持通过体制机制创新、技术和资源融合促进燃气轮机开发。为航改燃气轮机提供了广泛的应用前景。

但是我国航改燃气轮机的技术水平还不能满足当前的市场需求，其中最重要的问题是航改燃气轮机的污染排放问题。航改燃气轮机燃烧室继承了原型航空发动机燃烧室污染排放严重的问题。航改燃气轮机燃烧室通常采用的是扩散燃烧，其主要的污染排放物是一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_X)和未燃碳氢(UHC)。其中CO和UHC的排放通过技术进步已经符合相关国家标准，目前需要严格控制的排放物是NO_X。NO_X的生成机理包括：热力型、快速型和燃料型，其中热力型机理是生成NO_X的主要机理。国家为燃气轮机的污染排放物制定了严格的环保标准，不符合标准的燃气轮机将不允许运行，因此排放问题成了燃气轮机进入商业市场的准入门槛。

此外，航改燃气轮机还存在燃烧室使用寿命短和维护不便的问题。燃烧室是燃气轮机中通过燃烧实现燃料化学能向热能转化的重要设备，由于工作在高温高压等严酷环境中，燃烧室是燃气轮机中易损，且需经常检查和更换的部件。又由于航改燃气轮机燃烧室继承自航空发动机燃烧室，通常结构紧凑、重量轻，然而地面应用环境中，对结构和重量的要求不多，但对现场维护性、使用寿命等提出了更高要求。

因此，基于航改燃气轮机的技术来源是航空发动机，随应用环境的改变，必须对继承自航空发动机的部件进行地面适应性改造，使其满足地面应用相应的环保标准、使用寿命和维护性等方面的要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种燃气轮机的燃烧室及使用其的燃气轮机，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案