燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室旋射流混合噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室旋射流混合噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于工業(yè)重型燃?xì)廨啓C(jī)而言，數(shù)十年間發(fā)展目標(biāo)始終為更高的燃燒室出口平均溫度(標(biāo)定燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)等級(jí))以及更低污染物排放；上述技術(shù)指標(biāo)與燃燒室緊密相關(guān)且自身互相矛盾，更高的燃燒室出口平均溫度意味著更多燃料參與燃燒過(guò)程，燃燒室內(nèi)平均溫度更高，而作為燃燒室主要污染物的氮氧化物與燃燒室內(nèi)部熱力過(guò)程密切相關(guān)。燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的基本功能為在有限空間內(nèi)高強(qiáng)度的通過(guò)組織燃料與空氣流動(dòng)并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將燃料中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)庵袩崮軓亩苿?dòng)透平做功。其核心為湍流混合過(guò)程與化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力過(guò)程的交互作用?，F(xiàn)有燃燒室采用旋流預(yù)混結(jié)構(gòu)，隨著燃燒室平均出口溫度的進(jìn)一步升高，該種燃燒室頭部結(jié)構(gòu)對(duì)于控制燃燒室氮氧化物排放作用有限。比較國(guó)際上20世紀(jì)90年代與現(xiàn)在最新的燃燒室產(chǎn)品可知，其出口平均溫度增加約200°C，雖然燃燒室經(jīng)過(guò)一系列優(yōu)化與改進(jìn)，然而其氮氧化物的排放水平持平甚至略有升高，這說(shuō)明了目前燃燒室設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)針對(duì)未來(lái)更高參數(shù)燃燒室時(shí)，其潛力有限，面臨著不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室旋射流混合噴嘴，減少旋流穩(wěn)定火焰氣流占整個(gè)噴嘴的份額，增加射流混合物的比例，改變傳統(tǒng)預(yù)混燃燒特性，形成局部不斷“熄滅-再燃”的分布式火焰，降低火焰峰值溫度，抑制氮氧化物生成。
[0005]( 二)技術(shù)方案
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室旋射流混合噴嘴，包括:射流噴嘴組件和旋流噴嘴組件，所述射流噴嘴組件包括射流筒和射流燃料管，所述射流筒與所述旋流噴嘴組件同心設(shè)置，且位于所述旋流噴嘴組件的外側(cè)；所述射流筒與旋流噴嘴組件之間設(shè)有前擋板、后擋板和中擋板，形成前腔室和后腔室；所述前擋板設(shè)有第一射流孔和第二射流孔，所述第一射流孔通過(guò)射流導(dǎo)管與后腔室連通；所述射流燃料管與所述后腔室連接，且所述前腔室的外側(cè)壁設(shè)有空氣入口，或者所述射流燃料管與所述前腔室連接，且所述后腔室的外側(cè)壁設(shè)有空氣入口。
[0007]其中，所述第一射流孔和第二射流孔的直徑為I?1.5mm。
[0008]其中，所述空氣入口、第一射流孔和第二射流孔均為多個(gè)。
[0009]其中，所述旋流噴嘴組件包括旋流筒、旋流燃料管和多個(gè)旋流葉片，所述旋流燃料管設(shè)置在所述旋流筒的中心；多個(gè)所述旋流葉片安裝在所述旋流燃料管上；每個(gè)所述旋流葉片設(shè)有多個(gè)旋流燃料噴射孔，所述旋流燃料噴射孔與旋流燃料管連通。
[0010]其中，該燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室旋射流混合噴嘴還設(shè)有噴嘴底座，所述噴嘴底座設(shè)有旋流進(jìn)氣通道和射流進(jìn)氣通道；所述旋流燃料管和射流燃料管分別安裝在所述噴嘴底座上。
[0011]其中，所述旋流筒的后端設(shè)有整流板或限流孔板。
[0012]其中，多個(gè)所述旋流葉片沿所述旋流燃料管的周向均勻排布。
[0013]其中，所述旋流葉片安裝在所述旋流燃料管與旋流筒的內(nèi)壁之間。
[0014](三)有益效果
[0015]本發(fā)明提供的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室旋射流混合噴嘴，旋流噴嘴組件和射流噴嘴組件同心設(shè)置，且旋流噴嘴組件設(shè)置在射流噴嘴組件的中心，旋流噴嘴組件用于創(chuàng)建旋流火焰，為射流噴嘴組件提供點(diǎn)火能量穩(wěn)定火焰；而射流噴嘴組件提供高速射流空氣燃料混合物，在噴嘴下游卷吸進(jìn)入旋流火焰中，被旋流火焰中的煙氣稀釋?zhuān)纬删植坎粩唷跋?再燃”的分布式火焰，降低了火焰的峰值溫度，有效抑制氮氧化物生成，降低污染物排放。另外，射流噴嘴組件噴射的空氣速度大，空氣與燃料需要在下游一段距離內(nèi)進(jìn)行摻混才能形成可燃混合物，使燃燒發(fā)生區(qū)遠(yuǎn)離噴嘴表面，降低了高速射流噴嘴組塊下游處的冷卻面積，大大減少了回火發(fā)生的可能性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的剖視圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的剖視圖。
[0019]圖中，1:噴嘴底座；2:旋流噴嘴組件；3:射流噴嘴組件；11:旋流進(jìn)氣通道；12:射流進(jìn)氣通道；20:旋流筒；21:旋流燃料管；22:旋流葉片；23:旋流燃料噴射孔；24:限流孔板;30:射流筒；31:空氣入口 ；32:射流燃料管；33:前腔室；34:后腔室；35:中擋板；36:射流導(dǎo)管；37:前擋板；38:第一噴射孔；39:第二噴射孔；40:后擋板。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]參照?qǐng)D1和2所示，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室旋射流混合噴嘴，包括:噴嘴底座1、旋流噴嘴組件2和射流噴嘴組件3。
[0023]噴嘴底座I設(shè)有旋流進(jìn)氣通道11和射流進(jìn)氣通道12，分別用于向旋流噴嘴組件2和射流噴嘴組件3提供燃料。
[0024]旋流噴嘴組件2包括旋流筒20、旋流燃料管21以及多個(gè)旋流葉片22。旋流筒20為一個(gè)前端和后端均為開(kāi)口的金屬圓筒，旋流燃料管21的前端從旋流筒20的后端插入旋流筒20中，設(shè)置在旋流筒20的中心。旋流燃料管21的前端封閉，后端用于安裝在噴嘴底座I上，與旋流進(jìn)氣通道11連通。多個(gè)旋流葉片22安裝在旋流燃料管21上，且設(shè)置在旋流燃料管21與旋流筒20的內(nèi)壁之間。每個(gè)旋流葉片22設(shè)有多個(gè)旋流燃料噴射孔23，旋流燃料噴射孔23與旋流燃料管21連通，燃?xì)庥尚鬟M(jìn)氣通道11進(jìn)入旋流燃料管21，然后從旋流燃料噴射孔23噴出。射流噴嘴組件3包括射流筒30和射流燃料管32，射流筒30與旋流噴嘴組件2同心設(shè)置，且位于旋流噴嘴組件2的外側(cè)，射流筒30也為一個(gè)前端和后端均通透的金屬圓筒。如圖2所示，射流筒30與旋流筒20同心設(shè)置，且位于旋流筒20的外偵牝旋流筒20和射流筒30之間形成一個(gè)環(huán)形空腔。射流筒30與旋流筒20之間設(shè)有前擋板37、后擋板40和中擋板35。前擋板37和中擋板35之間的空腔形成前腔室34，中擋板35和后擋板40之間的空腔形成后腔室33。在前擋板37設(shè)有第一射流孔38和第二射流孔39，第一射流孔38通過(guò)射流導(dǎo)管36與后腔室33連通。射流燃料管32的一端與后腔室33連接，另一端安裝在噴嘴底座I上，與射流進(jìn)氣通道12連通，外部供燃?xì)庠O(shè)備通過(guò)射流進(jìn)氣通道12向射流燃料管32供應(yīng)燃料氣，燃料氣流經(jīng)后腔室33，進(jìn)入射流導(dǎo)管36，繼而從第一射流孔38射出。前腔室34的外側(cè)壁設(shè)有空氣入口 31，燃燒室的空氣通過(guò)空氣入口 31流入前腔室34，并從前擋板37的第二射流孔39射出。
[0025]使用本實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室旋射流混合噴嘴，旋流噴嘴組件2創(chuàng)建旋流火焰，為射流噴嘴組件3提供點(diǎn)火能量穩(wěn)定火焰；而射流噴嘴組件3提供高速射流空氣燃料混合物，在噴嘴下游卷吸進(jìn)入旋流火焰中，被旋流火焰中的煙氣稀釋?zhuān)纬删植坎粩唷跋?再燃”的分布式火焰，降低了火焰的峰值溫度，有效抑制氮氧化物生成，降低污染物排放。另外，射流噴嘴組件3噴射的空氣速度大，空氣與燃料需要在下游一段距離內(nèi)進(jìn)行摻混才能形成可燃混合物，使燃燒發(fā)生區(qū)遠(yuǎn)離噴嘴表面，降低了高速射流噴嘴組塊3前端壁面處的冷卻面積，大大減少了回火發(fā)生的可能性。
[0026]優(yōu)選的，旋流葉片22為8個(gè)，8個(gè)旋流葉片22沿旋流燃料管21的周向均勻排布，8個(gè)旋流葉片22設(shè)置在旋流燃料管21的同一周向截面上。
[0027]進(jìn)一步的，第一射流孔38和第二射流孔39的直徑均為I?1.5mm。
[0028]優(yōu)選的，空氣入口 31、第一射流孔38和第二射流孔39均為多個(gè)，每個(gè)第一射流孔38通過(guò)一個(gè)射流導(dǎo)管36與后腔室33連通。<