CN110631049B - 燃气轮机柔和燃烧室 - Google Patents

Abstract

一种燃气轮机柔和燃烧室，其包括预混柔和燃烧器、第一导流筒、第二导流筒、二级燃烧室、带值班柔和燃烧器。本发明通过阵列式柔和燃烧器分布，充分利用了燃气轮机柔和燃烧室的空间，增强了烟气回流比例，局部柔和燃烧条件更容易建立，实现了燃烧区全区域的柔和燃烧；通过径向分级方式，满足了宽工况范围调节的要求；通过带值班柔和燃烧器、预混柔和燃烧器、微混喷嘴的轴向位置不同，实现燃烧轴向分级，满足负荷调节要求，提高了燃气轮机柔和燃烧室出口温度均匀性，降低了压力损失，实现柔和燃烧全区域高烟气回流比，达到宽工况低排放、高效稳定运行的要求。

Description

燃气轮机柔和燃烧室

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机柔和燃烧室。

背景技术

随着环境保护要求的不断提高，对于氮氧化物的排放标准日益严苛。燃气轮机作为重要的动力设备，在不断提高燃烧室出口温度以提高燃气轮机效率的同时，还要进一步降低氮氧化物的排放。对于高参数和低排放要求，主流燃烧技术难以满足未来不断提升的要求。先进燃烧技术得到了快速发展，柔和燃烧是最具潜力的技术之一。柔和燃烧需要通过燃烧室流动组织来达到所需的高烟气回流比，单级大尺寸柔和燃烧室难以满足燃烧室全工况、全区域的烟气回流要求。因此，亟需探索更为先进的柔和燃烧室设计方案，以实现柔和燃烧全区域高烟气回流比，达到宽工况低排放、高效稳定运行的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种燃气轮机柔和燃烧室，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为达到上述目的，本发明提供了一种燃气轮机柔和燃烧室，包括：

二级燃烧室；

挡板，设置于所述二级燃烧室头部；

带值班柔和燃烧器，设置于所述二级燃烧室头部的中心位置；

第一导流筒，所述第一导流筒的一端设置有所述带值班柔和燃烧器，所述第一导流筒的另一端与所述挡板连接，用于连通带值班柔和燃烧器与所述二级燃烧室；

若干预混柔和燃烧器，在所述二级燃烧室头部沿径向均匀分布，通过径向阵列分布实现径向分级燃烧；

第二导流筒，所述第二导流筒的一端设置有所述预混柔和燃烧器，所述第二导流筒的另一端与所述挡板连接，用于连通预混柔和燃烧器与所述二级燃烧室；

若干微混喷嘴，设置于所述挡板上，在所述二级燃烧室头部、相邻预混柔和燃烧器间隔处沿径向均匀分布，用于提高燃气轮机柔和燃烧室出口温度均匀性；

其中，所述第一导流筒和第二导流筒长度不同，用于实现带值班柔和燃烧器、预混柔和燃烧器和微混喷嘴轴向分级燃烧。

从上述技术方案可以看出，本发明的燃气轮机柔和燃烧室至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)柔和燃烧器采用高速射流卷吸回流的方式实现了柔和燃烧，使得燃料在燃烧前与烟气发生了强烈的掺混，降低了火焰区的氧浓度和峰值火焰温度，有效降低了柔和燃烧器燃烧区的氮氧化物排放量；径向阵列式柔和燃烧器分布，充分利用了燃气轮机柔和燃烧室的空间，增强了烟气回流比例，使局部柔和燃烧条件更容易建立，实现了燃烧区全区域的柔和燃烧；径向分级方式，满足了宽工况范围调节的要求；带值班柔和燃烧器、预混柔和燃烧器、微混喷嘴的轴向位置不同，可以实现燃烧轴向分级，满足负荷调节要求，降低了压力损失；

(2)带值班柔和燃烧器中心设置有值班喷嘴，通过空气旋流器在柔和燃烧器头部形成强烈的回流区，增强了燃烧的稳定性；

(3)燃料供给采用四燃料路设计，可以实现燃料调节的灵活性；

(4)每个柔和燃烧器都配有一个导流筒，可以用于柔和燃烧器的壁面冷却，实现本燃气轮机柔和燃烧室的安全高效运行；

(5)由于冷却空气和柔和燃烧器出口的高温烟气进行进一步混合，可以提高本燃气轮机柔和燃烧室出口烟气温度的均匀性。

附图说明

图1为本发明实施例的燃气轮机柔和燃烧室的结构示意图；

图2为图1所示的燃气轮机柔和燃烧室的右视图；

图3为图1所示的二级燃烧室的结构示意图；

图4为图1所示的带值班柔和燃烧器的右视图；

图5为图1所示的预混喷嘴的结构示意图。

上述附图中，附图标记含义如下：

100-燃气轮机柔和燃烧室；

110-燃烧室前端盖； 120-燃烧室前机匣段；

121-燃烧室后机匣段； 130-预混柔和燃烧器；

140-第一导流筒； 141-第二导流筒；

142-连接件； 150-二级燃烧室；

151-微混喷嘴燃料腔； 152-微混喷嘴；

153-冷却空气腔； 154-二级燃烧室火焰筒；

155-挡板； 156-气膜冷却小孔；

157-燃料孔； 160-带值班柔和燃烧器；

161-预混喷嘴； 162-值班喷嘴；

170-燃料分配件； 171-预混燃料管；

172-燃料环形挡板； 173-中心空腔；

174-环腔； 175-燃料分配板；

180-燃料管； 181-第一燃料管；

182-第二燃料管； 183-第三燃料管；

184-第四燃料管；

θ₂-锥罩半张角； θ₃-燃料小孔角度；

H₁-锥罩的高度；

L₁-第二导流筒长度； L₂-燃料孔距喷嘴出口距离；

L₃-第一导流筒长度； L₄-二级燃烧室火焰筒长度；

R₁-值班喷嘴空气管半径； R₂-锥罩出口半径；

R₃-预混喷嘴所处圆周的半径； R₄-柔和燃烧器半径；

R₅-导流筒半径； D₁-预混喷嘴的空气管内径；

D₂-预混喷嘴燃料管内径； D₃-二级燃烧室火焰筒内径；

D₄-燃烧室后机匣段内径； D₅-燃料小孔内径。

具体实施方式

本发明通过充分利用单个柔和燃烧器(柔和燃烧器由带值班柔和燃烧器和预混柔和燃烧器组成)的高速射流卷吸回流的特点，并结合阵列式排布方式，使烟气、空气和燃料的掺混更加均匀，局部柔和燃烧条件更加容易建立，在燃烧室内部形成了全区域的低压损回流，且柔和燃烧器高温烟气、冷却空气、微混喷嘴预混燃料在二级燃烧室进一步混合燃烧，提高了燃气轮机柔和燃烧室出口温度均匀性。预混柔和燃烧器、带值班柔和燃烧器、微混喷嘴轴向位置不同，实现了燃料轴向分级，分层燃烧，有利于氮氧化物排放的控制。采用旋流值班喷嘴，保证了燃气轮机柔和燃烧室的燃烧稳定性和燃尽效率，同时，阵列式径向分级方式可以实现较宽负荷范围调节的要求。因此，本发明在保证燃烧效率和燃烧稳定性的前提下，可以实现全区域的柔和燃烧，达到在更宽工况范围内极低的氮氧化物排放。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要事先说明的是，本发明实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。

在本发明的一个示例性实施例中，如图1至图5所示，本发明提供了一种燃气轮机柔和燃烧室100，包括：燃烧室前端盖110、燃烧室前机匣段120、燃烧室后机匣段121、预混柔和燃烧器130、导流筒(即包括第一导流筒140和第二导流筒141)、二级燃烧室150、带值班柔和燃烧器160、燃料分配件170和燃料管180。

以下分别对本实施例燃气轮机柔和燃烧室的各个组成部分进行详细描述。

如图1所示，燃气轮机柔和燃烧室100，采用逆流式布置方式，即压气机出来的空气经燃烧室后机匣段121和二级燃烧室150组成的环形通道进入，分为四部分进入筒型的二级燃烧室150，包括：二级燃烧室150头部冷却空气、柔和燃烧器壁面冷却空气、柔和燃烧器燃烧空气、微混喷嘴152燃烧空气。根据面积比来分配空气量，其中经导流筒用于柔和燃烧器壁面冷却和二级燃烧室150头部冷却的空气量占总空气量的20％。

其中，带值班柔和燃烧器160，设置于二级燃烧室150头部的中心位置；第一导流筒140的一端设置有带值班柔和燃烧器160，第一导流筒140的另一端与挡板155连接，用于连通带值班柔和燃烧器160与二级燃烧室150；若干预混柔和燃烧器130，在二级燃烧室150头部沿径向均匀分布，通过径向阵列分布实现径向分级燃烧；第二导流筒141的一端设置有预混柔和燃烧器130，第二导流筒141的另一端与挡板155连接，用于连通预混柔和燃烧器130与二级燃烧室150。其中，第一导流筒140与带值班柔和燃烧器160之间、第二导流筒141与预混柔和燃烧器130之间分别通过间隔设置的若干连接件142连接。

更具体的，如图1和图2所示，二级燃烧室150的头部设置挡板155，挡板155均匀分布N个阶梯型圆孔，用于固定第一导流筒140和第二导流筒141。带值班柔和燃烧器160数目为1，预混柔和燃烧器130数目为N₁。柔和燃烧器通过导流筒与二级燃烧室150头部的挡板155相连，带值班柔和燃烧器160在二级燃烧室150的挡板155中心，预混柔和燃烧器130在二级燃烧室150头部沿径向均匀分布，柔和燃烧器通过导流筒与二级燃烧室150采用铆接。每个柔和燃烧器配有一个同轴心导流筒，且导流筒的数量由柔和燃烧器的个数来决定，数目为N，且满足N＝1+N₁。

其中，本发明通过充分利用单个柔和燃烧器的高速射流卷吸回流的特点，并结合沿径向阵列式排布方式，充分利用了燃气轮机柔和燃烧室100的空间，增强了烟气回流比例，使烟气、空气和燃料的掺混更加均匀，局部柔和燃烧条件更加容易建立，实现了燃烧区全区域的柔和燃烧。

另外，燃气轮机柔和燃烧室100还包括若干微混喷嘴152，设置于挡板155上，在二级燃烧室150头部、相邻预混柔和燃烧器130间隔处沿径向均匀分布，用于提高燃气轮机柔和燃烧室100出口温度均匀性；其中，第一导流筒140和第二导流筒141长度不同，用于实现带值班柔和燃烧器160、预混柔和燃烧器130和微混喷嘴152轴向分级燃烧。作为优选的，第一导流筒140的长度为L₃，第二导流筒141的长度为L₁，第一导流筒140和第二导流筒141的长度满足L₁＝2L₃。

其中，轴向分级燃烧使柔和燃烧器高温烟气、冷却空气、微混喷嘴预混燃料在二级燃烧室150进一步混合燃烧，提高了燃气轮机柔和燃烧室100出口温度均匀性。通过预混柔和燃烧器130、带值班柔和燃烧器160、微混喷嘴152轴向位置不同，实现了燃料轴向分级，分层燃烧，有利于氮氧化物排放的控制。

如图1所示，预混燃料供给通过燃料分配件170来实现。燃烧室前机匣段120、燃烧室后机匣段121和燃料分配件170通过螺栓连接固定。

其中，燃烧室后机闸段121，套置于二级燃烧室150外，在燃烧室后机闸段121和二级燃烧室150之间形成环形空气流道，用于向二级燃烧室150的头部输送空气；燃烧室前机闸段120，与燃烧室后机闸段121固定连接；燃烧室前端盖110，设置于燃烧室前机闸段120端部。

燃料分配件170由燃料分配板175、预混燃料管171和燃料环形挡板172组成，其中，燃料分配板175，设置于燃烧室后机闸段121和燃烧室前机闸段120之间，通过燃料分配板175、燃烧室前端盖110和燃烧室前机闸段120形成燃料分配腔。预混燃料管171(即包括第一预混燃料管与第二预混燃料管)数量与预混喷嘴161(即包括第一预混喷嘴和第二预混喷嘴)数量相同，且位置一一对应。燃料环形挡板172将燃烧室前端盖110、燃烧室前机匣段120、燃料分配板175围成的分配腔一分为二，中心空腔173用于带值班柔和燃烧器预混喷嘴(即第一预混喷嘴)的燃料(即第一预混燃料)供给，外接第二燃料管182；周围的环腔174用于预混柔和燃烧器130的燃料(即第二预混燃料)供给，外接第三燃料管183。值班燃料通过第一燃料管181供给，用于微混喷嘴152的微混喷嘴预混燃料通过第四燃料管184供给。

在本实施例中，如图3所示，二级燃烧室150包括：微混喷嘴燃料腔151、微混喷嘴152、冷却空气腔153和二级燃烧室火焰筒154，这几部分主要通过三层挡板来实现。

其中，挡板155包括沿二级燃烧室150轴向间隔设置的三层，三层挡板将二级燃烧室150头部分隔为两个腔室，包括微混喷嘴燃料腔151和冷却空气腔153；

微混喷嘴燃料腔151，设置于靠近二级燃烧室150端部的位置，用于对微混喷嘴152输送微混喷嘴预混燃料；

冷却空气腔153，设置于微混喷嘴燃料腔151的远离二级燃烧室150端部的一侧。

更具体的，如图2和图3所示，二级燃烧室150头部不仅均匀分布N个阶梯型圆孔，且满足N＝N₁+1，用于定位固定预混柔和燃烧器130、导流筒和带值班柔和燃烧器160。而且二级燃烧室150头部还均布微混喷嘴152和气膜冷却小孔156；

其中，气膜冷却小孔156，设置在冷却空气腔153与二级燃烧室150燃烧区之间的挡板上，用于对二级燃烧室150端部进行冷却。

微混喷嘴152，设置于挡板155上，在二级燃烧室150头部、相邻预混柔和燃烧器130间隔处沿径向均匀分布，用于提高燃气轮机柔和燃烧室100出口温度均匀性；更具体地，微混喷嘴152，贯穿三层挡板，在对应微混喷嘴燃料腔151的微混喷嘴152管壁上设置燃料孔157，用于将微混喷嘴燃料腔151内的微混喷嘴预混燃料进入微混喷嘴152内，与空气混合，向二级燃烧室150内喷射混合后的微混喷嘴预混燃料和空气。另外，微混喷嘴燃料腔151外接第四燃料管184。

在本实施例的优选方案中，二级燃烧室火焰筒154的内径为D₃，长度为L₄，且满足1.5D₃≤L₄≤1.8D₃。

在本实施例中，带值班柔和燃烧器160，包括一个值班喷嘴组件和若干第一预混喷嘴组件；值班喷嘴组件，设置于第一导流筒140端部中心，包括值班喷嘴162、空气旋流器和锥罩；值班喷嘴162，包括值班空气管和第一燃料管181，第一燃料管181的出口伸入到值班空气管内，用于将值班燃料与空气混合；若干第一预混喷嘴组件，在第一导流筒140端部沿径向均匀分布；包括第一预混喷嘴，第一预混喷嘴包括第一预混燃料管和第一预混空气管。

更具体的，如图1所示，值班燃料通过第一燃料管181供给。

如图4所示，带值班柔和燃烧器160有1个，通过第一导流筒140铆接于二级燃烧室头部，包括：M个第一预混喷嘴和一个值班喷嘴162，其中，M个第一预混喷嘴沿周向均匀分布在带值班柔和燃烧器160头部挡板之上，且满足M≥3；其目的为保证值班喷嘴周围的柔和燃烧更均匀。

另外，M个第一预混喷嘴所处圆周半径R₃满足：R₄/2≤R₃≤5R₄/6，其中R₄为带值班柔和燃烧器内径。其目的为实现预混燃烧方式。

如图4所示，预混喷嘴入射方向与二级燃烧室150轴向平行，预混空气管(包括第一预混空气管和第二预混空气管)内径为D₁，预混燃料管171内径为D₂，预混燃料管171头部均布多个燃料孔，燃料、空气在预混空气管内混合，并高速射流进入燃烧区。如图1所示，预混燃料管出口与预混喷嘴出口的间距L₂需视实际燃烧室的尺寸而定，其目的在于可以实现扩散、部分预混、预混燃烧方式的改变。

在本实施例中，在值班空气管的入口端设置有空气旋流器，空气旋流器用于将空气旋流喷射与值班燃料混合；

如图1所示，值班喷嘴的空气旋流器采用轴向旋流器，且旋流角θ₁满足30°≤θ₁≤60°。

其目的是使空气形成旋流，与值班燃料接触更充分，形成扩散燃烧，保证了燃气轮机柔和燃烧室的燃烧稳定性和燃尽效率。

在值班喷嘴的出口端设置帷罩，R₂为锥罩出口半径，R₁为值班空气管半径，根据实际情况调整；H₁为锥罩的高度，其锥罩的半张角为θ₂，满足30°≤θ₂≤45°。

在本实施例中，第一预混燃料管，其头部均布多个预混燃料孔，第一预混燃料管头部伸入到第一预混空气管内，用于第一预混燃料和空气在第一预混空气管内混合；第一预混空气管，其头部设置第一预混喷嘴出口，用于将混合后的第一预混燃料和空气高速射流；

其中，如图1和图4所示，带值班柔和燃烧器160的半径为R₄，第一导流筒140的长度为L₃，满足R₄≤L₃≤1.5R₄。

另外，预混柔和燃烧器130包括第二预混喷嘴组件，若干第二预混喷嘴组件在第二导流筒141部沿径向均匀分布。更具体的，第二预混喷嘴组件包括第二预混喷嘴，第二预混喷嘴包括第二预混燃料管和第二预混空气管；第二预混喷嘴与第一预混喷嘴结构相同。

如图5所示，预混喷嘴161的燃料路末端开4个燃料小孔，燃料小孔内径为D₅，燃料小孔出口与预混喷嘴出口的间距需视实际燃烧室的尺寸而定，其目的在于可以实现扩散、部分预混、预混燃烧方式。

在该实施例中，设置预混喷嘴161射流速度为80m/s～160m/s，预混燃料孔流速为100m/s～200m/s，值班喷嘴162的环形通道出口速度60m/s～120m/s，微混喷嘴152出口速度40m/s～60m/s；预混喷嘴161高速引射高温烟气，并与空气和燃料高效掺混后发生燃烧。在柔和燃烧器形成温度1200℃～1600℃、氧浓度5％～10％的条件，实现了以高温、低氧为特征的柔和燃烧；二级燃烧室头部靠近燃烧区侧的挡板的气膜冷却小孔156流速为20m/s～40m/s，冷却空气与柔和燃烧器出口的高温烟气通过高速射流卷吸掺混，混合后的温度为1400℃。

至此，本发明实施例的燃气轮机柔和燃烧室的组成介绍完毕。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：值班旋流喷嘴还可以采用其他构造如直流喷嘴等，只是与旋流喷嘴相比，燃料、空气的接触不够充分。

综上所述，本发明提供的燃气轮机柔和燃烧室100，充分利用单个柔和燃烧器的高速射流卷吸回流的特点，并结合阵列式排布方式，烟气、空气和燃料的掺混更加均匀，单个柔和燃烧器局部柔和燃烧条件更加容易建立，且柔和燃烧器高温烟气、冷却空气、微混喷嘴预混燃料在二级燃烧室150进一步混合燃烧，进而在整个燃气轮机柔和燃烧室100内部形成了全区域柔和燃烧，提高了燃气轮机柔和燃烧室100出口温度均匀性。预混柔和燃烧器130、带值班柔和燃烧器160、微混喷嘴152轴向位置不同，实现了燃料轴向分级，分层燃烧。单个柔和燃烧器内喷嘴高速卷吸回流，柔和燃烧器中心形成内回流区。预混燃料与高温烟气发生掺混形成高温低氧的混合物，火焰燃烧强度降低，反应区弥散，从而实现柔和燃烧。在每个柔和燃烧器内都实现柔和燃烧，有效的实现了全区域高回流比的效果。同时，经导流筒用于柔和燃烧器冷却的空气和直接用于二级燃烧室冷却的空气高速射流进入二级燃烧室150，与柔和燃烧器出口的高温烟气、微混喷嘴预混燃料、二级燃烧室头部冷却空气掺混且进一步燃烧，提高了二级燃烧室150温度的均匀度，并降低了高温烟气的温度。带值班柔和燃烧器160通过中心旋流值班喷嘴，有效地在燃烧器中心形成低速回流区，达到了提高燃烧稳定性的效果。径向分级和轴向分级的方式，实现了宽负荷范围调节的要求。因此，通过阵列式柔和燃烧器全区域的柔和燃烧和二级燃烧室150的低温度环境，大大抑制了燃烧区氮氧化物的形成。值班喷嘴162使得燃烧室的稳定性和燃烧效率得以保证。在低负荷工况条件下，该燃烧室还可以通过减少甚至关闭部分柔和燃烧器燃料供给来实现快速、灵活的负荷响应，并保持较低的污染物排放和较高的燃烧效率和燃烧室稳定性。

还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值；上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，包括：

二级燃烧室；

挡板，设置于所述二级燃烧室头部；

带值班柔和燃烧器，设置于所述二级燃烧室头部的中心位置；

第一导流筒，所述第一导流筒的一端设置有所述带值班柔和燃烧器，所述第一导流筒的另一端与所述挡板连接，用于连通带值班柔和燃烧器与所述二级燃烧室；

若干预混柔和燃烧器，在所述二级燃烧室头部沿径向均匀分布，通过径向阵列分布实现径向分级燃烧；

第二导流筒，所述第二导流筒的一端设置有所述预混柔和燃烧器，所述第二导流筒的另一端与所述挡板连接，用于连通预混柔和燃烧器与所述二级燃烧室；

所述预混柔和燃烧器包括多个第二预混喷嘴组件，所述多个第二预混喷嘴组件在第二导流筒端部沿径向均匀分布；

若干微混喷嘴，设置于所述挡板上，在所述二级燃烧室头部、相邻预混柔和燃烧器间隔处沿径向均匀分布，用于提高燃气轮机柔和燃烧室出口温度均匀性；

其中，所述第一导流筒和第二导流筒长度不同，用于实现带值班柔和燃烧器、预混柔和燃烧器和微混喷嘴轴向分级燃烧。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述带值班柔和燃烧器，包括一个值班喷嘴组件和若干第一预混喷嘴组件；

所述值班喷嘴组件，设置于第一导流筒端部中心，包括值班喷嘴、空气旋流器和锥罩；

所述值班喷嘴，包括值班空气管和第一燃料管，所述第一燃料管的出口伸入到所述值班空气管内，用于将值班燃料与空气混合；

所述空气旋流器设置在所述值班空气管的入口端，用于将空气旋流喷射与值班燃料混合；

所述若干第一预混喷嘴组件，在第一导流筒端部沿径向均匀分布；包括第一预混喷嘴，所述第一预混喷嘴包括第一预混燃料管和第一预混空气管；

所述第一预混燃料管，其头部均布多个预混燃料孔，所述第一预混燃料管头部伸入到第一预混空气管内，用于第一预混燃料和空气在第一预混空气管内混合；

所述第一预混空气管，其头部设置第一预混喷嘴出口，用于将混合后的第一预混燃料和空气高速射流。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述空气旋流器采用轴向旋流器，且旋流角θ₁满足30°≤θ₁≤60°。

4.根据权利要求2所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述锥罩设置在所述值班喷嘴的出口端，所述锥罩的半张角为θ₂，满足30°≤θ₂≤45°。

5.根据权利要求2所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述第一预混喷嘴个数总和大于等于3。

6.根据权利要求2所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，第一预混喷嘴所处圆周半径为R₃，带值班柔和燃烧器的半径为R₄；二者满足：R₄/2≤R₃≤5R₄/6。

7.根据权利要求2所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述第二预混喷嘴组件包括第二预混喷嘴，所述第二预混喷嘴包括第二预混燃料管和第二预混空气管；所述第二预混喷嘴与所述第一预混喷嘴结构相同。

8.根据权利要求1所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述挡板包括沿二级燃烧室轴向间隔设置的三层，三层挡板将二级燃烧室头部分隔为两个腔室，包括微混喷嘴燃料腔和冷却空气腔；

微混喷嘴燃料腔，设置于靠近二级燃烧室端部的位置，用于对微混喷嘴输送微混喷嘴预混燃料；

冷却空气腔，设置于微混喷嘴燃料腔的远离二级燃烧室端部的一侧，在冷却空气腔对应位置的二级燃烧室的筒壁上设置气膜冷却孔，用于供冷却空气腔内的空气对外流通，对二级燃烧室端部进行冷却。

9.根据权利要求8所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述微混喷嘴贯穿三层挡板，所述微混喷嘴的管壁上对应微混喷嘴燃料腔的位置设置有燃料孔，所述微混喷嘴燃料腔内的微混喷嘴预混燃料通过所述燃料孔进入微混喷嘴内与空气混合，通过所述微混喷嘴向二级燃烧室内喷射混合后的微混喷嘴预混燃料和空气。

10.根据权利要求1所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述燃气轮机柔和燃烧室还包括燃烧室前端盖、燃烧室前机闸段、燃烧室后机闸段、燃料分配件和燃料环形挡板；

所述燃烧室后机闸段，套置于二级燃烧室外，在燃烧室后机闸段和二级燃烧室之间形成环形空气流道，用于向二级燃烧室的头部输送空气；

所述燃烧室前机闸段，与所述燃烧室后机闸段固定连接；

所述燃烧室前端盖，设置于所述燃烧室前机闸段端部；

所述燃料分配板，设置于燃烧室后机闸段和燃烧室前机闸段之间，通过燃料分配板、燃烧室前端盖和燃烧室前机闸段形成燃料分配腔；

燃料环形挡板，设置于所述燃料分配腔内，通过所述燃料环形挡板将燃料分配腔内分隔形成中心空腔和环腔，所述环腔用于向预混柔和燃烧器输送第二预混燃料，所述中心空腔用于向带值班柔和燃烧器输送第一预混燃料。

11.根据权利要求1所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述二级燃烧室的内径为D₃，所述二级燃烧室的长度为L₄，且满足1.5D₃≤L₄≤1.8D₃。

12.根据权利要求1所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述第一导流筒的长度为L₃，所述第二导流筒的长度为L₁，所述第一导流筒和第二导流筒的长度满足L₁＝2L₃。

13.根据权利要求12所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述带值班柔和燃烧器的半径为R₄，所述第一导流筒的长度为L₃，满足R₄≤L₃≤1.5R₄。

14.根据权利要求1所述的燃气轮机柔和燃烧室，其特征在于，所述第一导流筒与带值班柔和燃烧器之间、所述第二导流筒与预混柔和燃烧器之间分别通过间隔设置的若干连接件连接。

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