[发明专利]一种干式低氮燃烧室

说明书

本发明提供一种干式低氮燃烧室，包括机匣、端盖、燃烧喷嘴组件、火焰筒以及主燃料气路；机匣为两端开口的筒形结构，端盖连接于机匣的一端，燃烧喷嘴组件设于机匣内并与端盖连接；火焰筒的头部与燃烧喷嘴组件的另一端连接，火焰筒与机匣同轴设置，以形成气流的环形二股通道；主燃料气路穿过端盖与燃烧喷嘴组件连通，值班燃料通过燃烧喷嘴组件进行喷射进入火焰筒；燃烧喷嘴组件包括中心体和熔断保险，中心体沿轴向设于端盖和火焰筒之间，中心体的端部位于火焰筒的颈部内，熔断保险设于中心体的端部；本发明提供的技术案，提高中心值班喷嘴的稳焰作用，保证中心体的安全，降低热力型NOx的生成，改善燃气轮机的排放性能，可靠性高，稳定性强。

技术领域

本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种干式低氮燃烧室。

背景技术

中小型燃气轮机作为分布式供能的核心单元得到了越来越广泛的应用；为了降低燃气轮机的NOx排放，近几十年来在干式低NOx燃烧技术方面开展大量研发，主要包括稀态预混燃烧技术、富燃－焠熄－稀态燃烧技术、催化燃烧技术和无焰燃烧技术等，其中稀态预混燃烧技术已在工业燃气轮机上得到成功应用，在中小型燃气轮机上多为回流筒型燃烧室结构，特别适于采用径向旋流稳定的预混燃烧方式，此外为了拓展运行工况边界，通常带有扩散燃烧的中心值班喷嘴。

稀态预混燃烧主要是通过控制火焰面温度而控制热力型NOx的生成，与燃料种类、当量比和进气温度有关；稀态预混燃烧过程中容易出现燃烧不稳定问题，主要表现为自点燃、回火和稀态吹熄；中心扩散燃烧的中心值班喷嘴可以极大拓展预混燃烧的稳定边界，一般径向旋流稳定的预混火焰带有中心值班喷嘴；然而，由于径向旋流器的回流区容易向上游移动，进入预混区后对中心值班喷嘴的辐射和对流换热加强，使得中心值班喷嘴的工作环境变差，若中心值班喷嘴的部件因高温损坏脱落，将严重威胁涡轮等后端部件；且现有技术的中心值班喷嘴大多设计的非常短，有的甚至与径向旋流器的顶部端面齐平，这样使得中心值班喷嘴的稳焰作用大大降低。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种干式低氮燃烧室，旨在解决上述燃烧室的中心值班喷嘴的部件因高温易损坏脱落的问题。

本发明提供一种干式低氮燃烧室，包括机匣、端盖、燃烧喷嘴组件、火焰筒以及主燃料气路；机匣为两端开口的筒形结构，端盖连接于机匣的一端，燃烧喷嘴组件设于机匣内；火焰筒的头部与燃烧喷嘴组件的一端连接，火焰筒与机匣同轴设置，以形成气流的环形二股通道；燃烧喷嘴组件的另一端与端盖连接，主燃料气路穿过端盖与燃烧喷嘴组件连通；燃烧喷嘴组件包括中心体和熔断保险，中心体沿轴向设于端盖和火焰筒之间，中心体的端部位于火焰筒的颈部内，熔断保险设于中心体的端部，当中心体温度超过熔断保险的金属熔点时，熔断保险熔断以对预混燃料进行导流作用。

进一步地，燃烧喷嘴组件还包括径向旋流器和预混燃料喷射杆；预混燃料喷射杆正对设于径向旋流器的外端，径向旋流器抵接于火焰筒的端部，以使径向旋流器和火焰筒的颈部与中心体形成预混区。

进一步地，中心体包括中心值班喷嘴、预混燃料回流通道以及预混燃料均压室；预混燃料回流通道设于预混区与中心值班喷嘴之间，预混燃料回流通道的一端与径向旋流器连接；预混燃料均压室设于预混燃料回流通道的前端，主燃料气路与预混燃料均压室连通。

进一步地，中心值班喷嘴包括值班燃料气喷管和轴向旋流器；值班燃料气喷管设于中心体的中部，值班燃料气喷管的一端穿过端盖，值班燃料气喷管的另一端与轴向旋流器连接。

进一步地，熔断保险为熔点是500~600℃的金属。

进一步地，预混燃料回流通道的端部周向均匀设有多个小孔，熔断保险填堵于小孔内。

进一步地，火焰筒的颈部与预混区之间的配合为间隙配合，火焰筒的锥顶和筒壁上设有冷却气膜。