[发明专利]一种多级旋流微型燃气轮机燃烧器

说明书

一种多级旋流微型燃气轮机燃烧器，属于燃气轮机燃烧技术领域。本发明解决了现有的双油路离心式雾化喷嘴存在的冷启动困难、易发生无法着火的情况以及燃烧效率低的问题。一种多级旋流微型燃气轮机燃烧器，它包括同轴布置的点火塞、雾化网、基准件、主油路隔板及外壳，其中所述点火塞为变直径圆柱段，基准件套装在点火塞上，基准件的中部与点火塞之间形成环腔，基准件的外表面加工有若干轴向导流叶片。采用多级旋流孔结构将全部空气分为根部风和两级旋流风来加强醇基燃料与空气的分级混合，使得醇基燃料与空气混合均匀，有利于燃烧过程的稳定、出口温度分布均匀及NOx排放降低。

技术领域

本发明涉及一种多级旋流微型燃气轮机燃烧器，属于燃气轮机燃烧技术领域。

背景技术

近年来由于全球经济的迅速发展，各个国家对能源的需求也与日俱增。为了解决当前的能源危机，智能电网、分布式能源的概念应运而生。微型燃气轮机(Micro-Turbine)作为新能源技术的核心设备，其技术的成熟对推动智能电网、分布式能源系统的发展起着至关重要的作用。微型燃气轮机具备轻便、燃料种类范围广、污染极低、安全可靠等优点，对21世纪人们的生活生产均产生了很大的影响。但由于国际石油市场价格不稳定，且我国缺乏足够的石油资源来支持长远发展，故寻找燃气轮机替代能源成为了我国势在必行的重要任务。醇基燃料由于其高效、清洁、经济且来源广泛而受到人们的推崇。醇基燃料相比较常规的燃油有着诸多的优点，例如粘度低而容易雾化、燃点高而安全性提高，排放量低而减少环境污染等等，并且已有试验和研究表明，醇基燃料在燃气轮机上的应用是完全具有可行性的。

雾化喷嘴是微型燃气轮机的一个关键设备，其燃料雾化质量直接影响到燃烧室的着火、混合、燃烧和燃尽；雾化分散效果越好，雾化粒度越均匀，越有利于颗粒的混合、着火和燃烧。因此为了提高燃气轮机燃烧室的燃烧效率，良好的喷嘴结构必不可少。双油路离心式雾化喷嘴是单路压力雾化喷嘴的改进型，它的突出优点是油量调节范围大，并可保证低工况下依然能够获得较好的雾化质量，因此双路喷嘴在燃气轮机上获得广泛应用。但若将传统的双油路喷嘴和醇基燃料直接应用到微型燃气轮机上，将可能带来以下的问题：

1.双油路离心式雾化喷嘴的主油路刚开始工作时的供油压力很小，无法满足微型燃气轮机机组在启动工况下的雾化性能，从而会导致燃烧效率不理想。

2.因醇基燃料相对于常用的燃油，其汽化潜热很大，造成汽化时吸收的热量多，导致燃烧区温度低，燃烧效率差。传统的双油路在无任何预热措施或改进的情况下，可能会出现雾化效果差，冷启动困难等问题。

3.由于雾化喷嘴喷孔前端燃料浓度较高，让其充分燃烧的氧气含量不足，从而可能会导致燃烧效率低，燃烧室产生排气冒烟等现象。

4.由于雾化喷嘴燃烧时空气一次性给入，会增大液体燃料的着火热，导致无法着火或淌油、析碳等问题。

因此，有必要对雾化喷嘴的各个方面进行更进一步的的改进，使得微型燃气轮机在有效的应用醇基燃料或其他液体燃料的同时使其燃烧室在各种工况下都能获得良好的雾化效果，从而使整个燃烧室能够满足高效低污染燃烧技术的要求。

发明内容

本发明是为了解决现有的双油路离心式雾化喷嘴存在的冷启动困难、易发生无法着火的情况以及燃烧效率低的问题，进而提供了一种多级旋流微型燃气轮机燃烧器。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种多级旋流微型燃气轮机燃烧器，它包括同轴布置的点火塞、雾化网、基准件、主油路隔板及外壳，其中所述点火塞为变直径圆柱段，基准件套装在点火塞上，基准件的中部与点火塞之间形成环腔，基准件的外表面加工有若干轴向导流叶片；

所述雾化网为空心圆柱形结构，其设置在基准件与点火塞之间的环腔内，雾化网的内表面与点火塞之间存在环向间隙，