燃?xì)廨啓C燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C燃燒室技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種燃?xì)廨啓C燃燒室頭部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于工業(yè)重型燃?xì)廨啓C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技術(shù)等級)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)部熱力過程密切相關(guān)。燃?xì)廨啓C燃燒室的基本功能為在有限空間內(nèi)高強度的通過組織燃料與空氣流動并發(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苿油钙阶龉?。其核心為湍流混合過程與化學(xué)反應(yīng)動力過程的交互作用。現(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)對于控制燃燒室氮氧化物排放作用有限。比較國際上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，這說明了目前燃燒室設(shè)計結(jié)構(gòu)針對未來更高參數(shù)燃燒室時，其潛力有限，面臨著不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一 )要解決的技術(shù)問題
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效降低氮氧化物排放的燃?xì)廨啓C燃燒室頭部結(jié)構(gòu)。
[0005]( 二)技術(shù)方案
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種燃?xì)廨啓C燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，包括頭部端板、設(shè)置在所述頭部端板的中心噴嘴以及環(huán)繞在所述中心噴嘴周圍的多個射流噴嘴圈；任意相鄰兩個所述射流噴嘴圈之間設(shè)有一個旋流噴嘴圈；每個所述旋流噴嘴圈包括多個間隔排布的旋流噴嘴模塊；所述中心噴嘴也為一個旋流噴嘴模塊；每圈所述射流噴嘴圈包括一個環(huán)形射流噴嘴或者多個間隔排列的射流噴嘴模塊。
[0007]其中，所述旋流噴嘴模塊包括旋流筒、旋流燃料管和多個旋流葉片，所述旋流燃料管設(shè)置在所述旋流筒的中心；多個所述旋流葉片安裝在所述旋流燃料管上；每個所述旋流葉片設(shè)有多個燃料旋流孔，所述燃料旋流孔與旋流燃料管連通。
[0008]其中，多個所述旋流葉片沿所述旋流燃料管的周向均勻排布。
[0009]其中，所述射流噴嘴圈的中心與所述中心噴嘴的中心相重合。
[0010]進(jìn)一步的，所述射流噴嘴模塊包括射流燃料管和射流筒，所述射流筒的一端與所述射流燃料管連接，另一端設(shè)有出口端板；所述射流筒中設(shè)有入口擋板，所述入口擋板將所述射流筒分隔成前腔室和后腔室，所述前腔室的側(cè)壁設(shè)有空氣入口 ；所述出口端板設(shè)有空氣射流孔和燃料射流孔，所述燃料射流孔通過小射流導(dǎo)管與后腔室連通。
[0011]其中，所述射流筒的橫截面為矩形、圓形、扇形或者橢圓形。
[0012]其中，所述空氣入口、空氣射流孔和燃料射流孔均為多個。
[0013]其中，所述空氣射流孔和燃料射流孔的直徑均為I?1.5mm。
[0014]進(jìn)一步的，所述環(huán)形射流噴嘴包括內(nèi)射流圓筒、外射流圓筒和射流燃料管，所述內(nèi)射流圓筒和外射流圓筒同心設(shè)置；所述內(nèi)射流圓筒與外射流圓筒之間構(gòu)成射流腔；所述射流腔設(shè)有前擋板、中擋板和后擋板，形成前腔室和后腔室；所述射流燃料管與所述后腔室連通；所述前腔室的側(cè)壁上設(shè)有空氣入口 ；所述前擋板設(shè)有空氣射流孔和燃料射流孔，所述燃料射流孔通過小射流導(dǎo)管與后腔室連通。
[0015](三)有益效果
[0016]本發(fā)明提供的燃?xì)廨啓C燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，燃燒室頭部設(shè)置多個旋流噴嘴圈及射流噴嘴圈，燃燒時形成分布式火焰，得到一個抬升的整體均勻火焰，使燃燒室燃燒模式處于分布火焰區(qū)，有效降低整個燃燒室的污染物排放。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例1的正視示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例1的剖視圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實施例1的射流噴嘴模塊的剖視圖；
[0021]圖5為本發(fā)明實施例1的另一種實施方式的正視示意圖；
[0022]圖6為本發(fā)明實施例2的正視示意圖；
[0023]圖7為本發(fā)明實施例2的剖視圖。
[0024]圖中，1:頭部端板；10:中心噴嘴；20:射流噴嘴圈；30:旋流噴嘴圈；11:旋流噴嘴模塊；12:射流噴嘴模塊；110:旋流筒；111:旋流燃料管；112:旋流葉片；113:燃料旋流孔；120:射流筒；121:空氣入口 ；122:射流燃料管；123:入口擋板；124:小射流導(dǎo)管；125:出口端板；126:燃料射流孔；127:空氣射流孔；128:后腔室；129:前腔室；13:環(huán)形射流模塊;130:內(nèi)射流圓筒；131:射流燃料管；132:前擋板；133:中擋板；134:后擋板；135:空氣入口 ；136:后腔室；137:前腔室；138:小射流導(dǎo)管；139:外射流圓筒；1321:空氣射流孔；1322:燃料射流孔。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0026]實施例1:
[0027]參照圖1至4所示，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，包括頭部端板1、中心噴嘴10、射流噴嘴圈20和旋流噴嘴圈30。頭部端板I設(shè)有多個燃料進(jìn)氣通道，中心噴嘴10、射流噴嘴圈20和旋流噴嘴圈30均安裝在頭部端板I上，且與燃料進(jìn)氣通道連通，外部供燃料設(shè)備通過燃料進(jìn)氣通道提供燃料。射流噴嘴圈20為多個，多個射流噴嘴圈20環(huán)繞在中心噴嘴10周圍，且射流噴嘴圈20的中心與中心噴嘴10的中心相重合。即多個射流噴嘴圈20同心設(shè)置，中心噴嘴10設(shè)置在最內(nèi)圈射流噴嘴圈20的中心位置。任意相鄰兩個射流噴嘴圈20之間設(shè)有一個旋流噴嘴圈30，使得射流噴嘴圈20和旋流噴嘴圈30交錯排布在頭部端板I上，且最外圈的噴嘴圈為射流噴嘴圈20。每個旋流噴嘴圈30包括多個間隔排布的旋流噴嘴模塊11。中心噴嘴10也為一個旋流噴嘴模塊11。本實施例中，射流噴嘴圈20包括多個間隔排布的射流噴嘴模塊12。
[0028]進(jìn)一步的，旋流噴嘴模塊11包括旋流筒110、旋流燃料管111和多個旋流葉片112，旋流燃料管111從旋流筒110的后端插入，且設(shè)置在旋流筒110的中心；旋流燃料管111的前端封閉，后端用于安裝在頭部端板I上。多個旋流葉片112安裝在旋流燃料管111上，優(yōu)選的，旋流葉片112安裝在旋流燃料管111與旋流筒110的內(nèi)壁之間。每個旋流葉片112設(shè)有多個燃料旋流孔113，燃料旋流孔113與旋流燃料管111連通。本實施例中，旋流葉片112為8個，8個旋流葉片112沿旋流燃料管111的周向均勻排布。優(yōu)選的，為了控制旋流筒110中的空氣流量，在旋流筒110的后端設(shè)有整流板或限流孔板。
[0029]進(jìn)一步的，每個射流噴嘴模塊12包括射流燃料管122和射流筒120。射流筒120的橫截面為圓形。射流筒120的一端與射流燃料管122的一端連接，另一端設(shè)有出口端板125。射流燃料管122后端與頭部端板I連接。本發(fā)明所使用的燃料為天然氣或者天然氣摻氫燃料。射流筒120中設(shè)有入口擋板123。入口擋板123將射流筒120分隔成前腔室129和后腔室128，前腔室129的側(cè)壁設(shè)有空氣入口 121 ;出口端板125設(shè)有空氣射流孔127和燃料射流孔126，燃料射流孔126通過小射流導(dǎo)管124與后腔室128連通。燃料從射流燃料管122向后腔室128供入，并通過小射流導(dǎo)管124從燃料射流孔126射出，空氣從空氣入口 121進(jìn)入前腔室129，并從空氣射流孔127射出。燃料噴射與空氣噴射在每個射流噴嘴模塊中分開，需要在離噴嘴頭