一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，尤其涉及使用天然氣燃料的燃?xì)廨啓C(jī)低污染燃燒室噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)中，采用傳統(tǒng)燃煤技術(shù)的火力發(fā)電占據(jù)了絕大部分份額。但是這種傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)存在發(fā)電效率低，污染物排放高(尤其是NOx排放)，耗費(fèi)淡水資源多等缺點(diǎn)。以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)作為清潔能源技術(shù)之一，可以在滿足發(fā)電負(fù)荷要求的同時(shí)，有效的降低污染物的排放，這其中燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴的設(shè)計(jì)對(duì)于組織燃燒、降低污染物排放尤為重要。
[0003]燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中，燃料氣和空氣通過噴嘴實(shí)現(xiàn)預(yù)混合和速度型的改變，在噴嘴出口達(dá)到合理的速度分布，并匹配合理的燃料空氣混合比例，進(jìn)入燃燒室組織燃燒，形成穩(wěn)定的流場和燃燒場。當(dāng)前，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴的設(shè)計(jì)形式，例如專利CN 100567823C，采用底部帶缺口的空氣旋流葉片，提高空氣通道內(nèi)周側(cè)的速度，匹配噴嘴出口速度型和燃料空氣混合比例。
[0004]但是，由于空氣旋流葉片底部存在缺口，通道內(nèi)周側(cè)的氣流偏轉(zhuǎn)角度小，旋流強(qiáng)度弱，導(dǎo)致這一側(cè)燃料和空氣的摻混效果變差；同時(shí)燃料氣在空心葉片兩側(cè)開孔噴注，燃料氣和空氣的摻混距離較短，并增加了葉片加工的難度，影響燃燒的組織和污染物的生成。因此，仍然需要更加合理有效的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴形式來組織燃燒和控制污染物排放。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，該技術(shù)方案通過向中心錐體內(nèi)部引入空氣，對(duì)中心錐體附面層進(jìn)行清吹，以減少中心錐體下游的低速區(qū)，實(shí)現(xiàn)合理調(diào)整中心錐體下游的速度分布，保證燃燒的可靠性；同時(shí)保證噴嘴內(nèi)的燃料空氣摻混均勻以及良好的出口溫度分布。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，該噴嘴包括中心錐體和與該中心錐體同軸布置的外圍環(huán)形空氣通道，外圍環(huán)形空氣通道布置有軸向旋流裝置，該軸向旋流裝置固定在中心錐體上，并采用中空葉片結(jié)構(gòu)，葉片兩側(cè)開有燃料噴射孔，在中心錐體內(nèi)設(shè)置有環(huán)形中心燃料通道，燃料噴射孔與環(huán)形中心燃料通道相連通，其特征在于:在環(huán)形中心燃料通道內(nèi)設(shè)有中心清吹空氣通道，該中心清吹空氣通道貫穿整個(gè)中心錐體，在中心錐體下游端的壁面開有清吹斜孔和清吹直孔。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述的清吹斜孔中心線與噴嘴中心軸線的夾角優(yōu)選為5?45度。
[0009]優(yōu)選地，所述的清吹斜孔沿軸向方向布置有1?10排，每兩排清吹斜孔的軸向間距為3?10mm ;所述的清吹斜孔孔徑為Φ0.5πιπι?Φ2mm ;所述的清吹直孔孔徑為Φ0.5mm ?Φ2πιιη0
[0010]優(yōu)選地，所述的軸向旋流裝置采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)，葉片沿環(huán)形空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)在4?10之間。
[0011]優(yōu)選地，所述的燃料噴射孔孔徑大小為0.1mm?Φ0.5mm。所述的外圍環(huán)形空氣通道沿軸向在軸向旋流裝置之后有一噴嘴收縮段。
[0012]該實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:①本實(shí)用新型的清吹斜孔將中心清吹空氣引入環(huán)形空氣通道內(nèi)周側(cè)，增強(qiáng)內(nèi)周側(cè)空氣軸向速度，利于形成合理的噴嘴出口速度分配；同時(shí)，調(diào)整清吹斜孔的出口角度可以調(diào)整燃料在內(nèi)周側(cè)的摻混效果，利于形成合理的燃料分布。②本實(shí)用新型的清吹直孔將中心清吹空氣引入中心錐體下游低速區(qū)，有效地減小了低速區(qū)的范圍，合理調(diào)整中心錐體下游的速度分布，提高了噴嘴設(shè)計(jì)的安全性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0014]圖2為圖1的三維剖視圖。
[0015]圖中符號(hào)說明如下:1-中心錐體；2_外圍環(huán)形空氣通道；3_環(huán)形中心燃料通道；4-中心清吹空氣通道；5_清吹斜孔；6_清吹直孔；7_軸向旋流裝置；8_燃料噴射孔；9_噴嘴收縮段。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理、結(jié)構(gòu)和【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0017]圖1、圖2為本實(shí)用新型提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴的結(jié)構(gòu)原理示意圖，該噴嘴包括中心錐體1和與該中心錐體同軸布置的外圍環(huán)形空氣通道2，外圍環(huán)形空氣通道2內(nèi)布置有軸向旋流裝置7，該軸向旋流裝置固定在中心錐體1上，并采用中空葉片結(jié)構(gòu)，葉片沿環(huán)形空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)優(yōu)選在4?10之間；葉片兩側(cè)開有燃料噴射孔8 ;在中心錐體內(nèi)設(shè)置有環(huán)形中心燃料通道3，燃料噴射孔8與環(huán)形中心燃料通道3連通。在環(huán)形中心燃料通道3內(nèi)設(shè)有中心清吹空氣通道4，該中心清吹空氣通道4貫穿整個(gè)中心錐體，在中心錐體1的下游端的壁面開有清吹斜孔5和清吹直孔6。清吹斜孔5沿軸向方向布置有1?10排，每兩排清吹斜孔5的軸向間距優(yōu)選為3?10mm。清吹斜孔5中心線同噴嘴中心軸線的夾角優(yōu)選為5?45度。清吹斜孔5孔徑優(yōu)選為Φ0.5_?Φ2_。清吹直孔6孔徑優(yōu)選為Φ0.5mm?C>2mm。燃料噴射孔8孔徑大小優(yōu)選為Φ0.1mm?Φ0.5mm,燃料噴射孔8高度可調(diào)。外圍環(huán)形空氣通道2沿軸向在軸向旋流裝置7之后有一噴嘴收縮段9。清吹空氣從中心清吹空氣通道4引入，在中心錐體1表面不同軸向位置向下游方向開有清吹斜孔5將空氣引出，同時(shí)，清吹空氣也從中心錐體1的清吹直孔6引出。
[0018]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0019]天然氣燃料從環(huán)形中心燃料通道3進(jìn)入噴嘴，通過中心錐體1壁面開孔進(jìn)入軸向旋流裝置7中，從葉片兩側(cè)的燃料噴射孔8噴出；空氣分兩級(jí)進(jìn)入噴嘴，大部分通過外圍環(huán)形空氣通道2直接進(jìn)入，在軸向旋流裝置7前端同燃料噴射孔8噴出的燃料氣摻混。混合氣經(jīng)軸向旋流裝置7產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，經(jīng)噴嘴收縮段9混合氣加速。另一小部分空氣通過中心清吹空氣通道4進(jìn)入中心錐體1內(nèi)部，從中心錐體1圓弧面的清吹斜孔5及清吹直孔6噴出，同主流混合氣摻混，至噴嘴出口。提高中心錐體1表面及尾跡區(qū)的軸向速度，形成匹配的噴嘴出口速度分布和燃料空氣摻混效果，保證燃燒的穩(wěn)定性和良好的出口溫度分布。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，該噴嘴包括中心錐體(1)和與該中心錐體(1)同軸布置的外圍環(huán)形空氣通道(2)，外圍環(huán)形空氣通道(2)布置有軸向旋流裝置(7)，該軸向旋流裝置(7)固定在中心錐體(1)上，并采用中空葉片結(jié)構(gòu)，葉片兩側(cè)開有燃料噴射孔(8)，在中心錐體內(nèi)設(shè)置有環(huán)形中心燃料通道(3)，燃料噴射孔(8)與環(huán)形中心燃料通道(3)連通，其特征在于:在環(huán)形中心燃料通道(3)內(nèi)設(shè)有中心清吹空氣通道(4)，該中心清吹空氣通道(4)貫穿整個(gè)中心錐體(1)，在中心錐體(1)下游端的壁面開有清吹斜孔(5)和清吹直孔⑶。2.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，其特征在于:清吹斜孔(5)中心線同噴嘴中心軸線的夾角為5?45度。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，其特征在于:清吹斜孔(5)沿軸向方向布置有1?10排，每兩排清吹斜孔(5)的軸向間距為3?10mm。4.如權(quán)利要求3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，其特征在于:清吹斜孔(5)孔徑為Φ0.5mm?C>2mm05.如權(quán)利要求1或2所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，其特征在于:清吹直孔(6)孔徑為Φ0.5mm?C>2mm06.如權(quán)利要求1或2所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，其特征在于:軸向旋流裝置(7)采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)，葉片沿環(huán)形空氣通道均勻布置，葉片個(gè)數(shù)在4?10之間。7.如權(quán)利要求1或2所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，其特征在于:燃料噴射孔⑶孔徑大小為Φ0.1mm?Φ0.5mm。8.如權(quán)利要求1或2所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，其特征在于:夕卜圍環(huán)形空氣通道(2)沿軸向在軸向旋流裝置(7)之后有一噴嘴收縮段(9)。
【專利摘要】一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心進(jìn)氣旋流噴嘴，該噴嘴包括中心錐體、外圍環(huán)形空氣通道、軸向旋流裝置、環(huán)形中心燃料通道和中心清吹空氣通道；環(huán)形中心燃料通道設(shè)置在中心錐體內(nèi)，中心清吹空氣通道布置在環(huán)形中心燃料通道內(nèi)；所述中心清吹空氣通道貫穿整個(gè)中心椎體，在中心椎體下游端的壁面上開有清吹斜孔和清吹直孔。本實(shí)用新型通過向中心錐體內(nèi)部引入空氣，對(duì)中心錐體附面層進(jìn)行清吹，減少了中心錐體下游的低速區(qū)，保證了燃燒的可靠性。該技術(shù)方案能夠通過調(diào)整清吹空氣流量大小和氣流方向，保證空氣通道內(nèi)周側(cè)的氣流軸向速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了噴嘴出口速度合理分布、燃料空氣摻混均勻以及良好的出口溫度分布。
【IPC分類】F23R3/38
【公開號(hào)】CN205048478
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420766673
【發(fā)明人】張龍, 張珊珊, 查筱晨, 劉小龍
【申請(qǐng)人】北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月8日