[发明专利]值班燃料喷嘴头、燃料喷嘴以及燃气轮机

说明书

本发明提出了一种值班燃料喷嘴头、燃料喷嘴和燃气轮机。本发明提出的值班燃料喷嘴头设置有间隔设置的多个第一值班燃料喷孔，每个第一值班燃料喷孔与值班燃料腔室相连通，值班燃料腔室中的值班燃料从而能够从第一值班燃料喷孔中喷射出，在燃气轮机较低负荷运行时，能够起到稳定火焰、降低CO和UHC排放的作用，在燃料轮机较高负荷或基本负荷时，能够起到稳定火焰、分散热释放、降低NO_X的排放量的作用，从而使燃气轮机能够满足污染物排放要求。此外，还可以通过调节不同负荷下的值班燃料的喷射流量以调整燃气轮机燃烧室的热声振荡特性。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种值班燃料喷嘴头、燃料喷嘴以及燃气轮机。

背景技术

燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质带动叶轮高速旋转，将燃料热能转换为机械功的热力发动机。目前，随着环保标准的逐步提高，对燃气轮机的污染物排放的限制越来越严格。为了降低氮氧化物(NO_X)等污染物的排放，现有主流重型燃气轮机多采用贫预混燃烧技术。预混燃烧即在燃烧之前，燃料和空气预先混合，贫预混燃烧的优点是NO_X排放较低，但在燃机部分负荷时，由于预混通道气流速度高，而当量比较低，燃烧温度低，火焰稳定性不好，并且会带来热声振荡问题，影响部件寿命。所以传统的做法是在喷嘴上布置值班喷嘴头，值班喷嘴头喷射值班燃料，以形成扩散火焰或部分预混火焰。扩散火焰稳定性好，但是扩散火焰燃烧温度高、热释放较为集中，在低负荷运行时，产生了大量的CO和UHC(未燃尽的碳氢化合物),而在燃气轮机基本负荷或较高负荷运行时，NO_X排放较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种值班燃料喷嘴头，这种值班燃料喷嘴头的NO_X、CO和UHC排放量低、火焰稳定、热释放分散。

本发明的实施例还提出一种NO_X、CO和UHC排放量低、火焰稳定、热释放分散的燃料喷嘴，以及包括这种燃料喷嘴的燃气轮机。

根据本发明实施例的值班燃料喷嘴头，包括：壳体，所述壳体内限定出空气流通腔，所述壳体的周壁内限定出至少一个值班燃料腔室；值班燃料通道，至少一部分所述值班燃料通道位于所述空气流通腔内，所述值班燃料通道与每个所述值班燃料腔室连通以便向所述值班燃料腔室中通入值班燃料；和喷头，所述喷头与所述壳体相连，所述喷头上设有多个第一值班燃料喷孔和多个空气喷孔，多个所述第一值班燃料喷孔间隔设置，每个第一值班燃料喷孔均与所述值班燃料腔室相连通以便所述值班燃料腔室中的值班燃料能够通过所述第一值班燃料喷孔喷出，每个所述空气喷孔与所述空气流通腔连通以便所述空气流通腔中的空气能够通过所述空气喷孔喷出。

根据本发明实施例提供的燃料喷嘴的值班燃料喷嘴头上设置有间隔设置的多个第一值班燃料喷孔，每个第一值班燃料喷孔与值班燃料腔室相连通，值班燃料腔室中的值班燃料从而能够从第一值班燃料喷孔中喷射出，由于多个第一值班燃料喷孔分散设置，因此值班燃料的喷射实现分散喷射，从而避免值班燃料集中喷射的情况下，导致的燃料扩散速度慢，喷口附近当量比高，扩散火焰燃料温度高，热释放较为集中，从而导致NO_X的排放量较高的问题。

本发明实施例提供的燃料喷嘴的值班燃料喷嘴头通过使值班燃料分散喷射，在燃气轮机较低负荷运行时，能够起到稳定火焰、降低CO和UHC排放的作用，在燃料轮机较高负荷或基本负荷时，能够起到稳定火焰、分散热释放、降低NO_X的排放量的作用，从而使燃气轮机能够满足污染物排放要求。此外，还可以通过调节不同负荷下的第一值班燃料喷孔处的值班燃料的喷射流量以调整燃气轮机燃烧室的热声振荡特性。

由此，包括本发明实施例提供的燃料喷嘴的燃气轮机具有NO_X排放量低、CO和UHC排放量低、火焰稳定、热释放分散的优点。

在一些实施例中，多个所述第一值班燃料喷孔位于同一圆周上。