CN204313310U - 燃气轮机燃料喷嘴的进气结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，提供了一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构。该喷嘴包括相互连通的中心空气通道和燃料腔，中心空气通道用于向燃料腔内通入空气；中心空气通道的一端设有喷嘴悬挂法兰，喷嘴悬挂法兰上设有用于向中心空气通道内通入空气的空气入口通道；喷嘴悬挂法兰外活动套设有调节套筒，调节套筒用于通过轴向移动限定空气入口通道的敞口大小。通过调整空气入口通道的敞口大小，可以调节进入中心空气通道的空气的流量，从而防止喷嘴出口处产生回火，提高了喷嘴的可靠性；此外还可实现燃气轮机的无级变速。

Description

燃气轮机燃料喷嘴的进气结构

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，特别涉及一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构的进气结构。

背景技术

传统的燃气轮机燃烧室采用扩散燃烧技术，由于燃烧室内的局部高温，导致其污染物排放，尤其是氮氧化物排放较高。采用预混燃烧的燃烧室用于燃气轮机的发电技术，属于清洁能源技术之一，可以在满足发电负荷要求的同时，有效地降低污染物的排放。这其中燃气轮机燃烧室喷嘴的设计对于组织燃烧、降低污染物排放尤为重要。

在预混燃料喷嘴的现有技术中，喷嘴后方容易出现回火，因此需要有轻吹空气对喷嘴后方进行保护。但是轻吹空气的流量往往在不同环境和气候下会有差别，轻吹空气流量偏低会导致回火的产生，导致头部被烧毁，严重影响燃气轮机的安全性和可靠性。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种能够保证燃料与空气具有良好的预混效果的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供了一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，包括相互连通的中心空气通道和燃料腔，所述中心空气通道用于向所述燃料腔内通入空气；所述中心空气通道的一端设有喷嘴悬挂法兰，所述喷嘴悬挂法兰上设有用于向所述中心空气通道内通入空气的空气入口通道；所述喷嘴悬挂法兰外活动套设有调节套筒，所述调节套筒上设有调节孔，所述调节孔用于通过所述调节套筒的转动限定所述空气入口通道的敞口大小。

优选的，所述空气入口通道为沿所述喷嘴悬挂法兰的周向分布的多个；所述调节孔为沿所述调节套筒的周向分布的多个，多个所述调节孔分别与多个所述空气入口通道对应设置。

优选的，所述调节孔分为不同截面积大小的多种，不同截面积大小的多种所述调节孔依次循环分布。

优选的，所述空气入口通道分为不同截面积大小的多种，不同截面积大小的多种所述空气入口通道依次循环分布。

优选的，所述喷嘴悬挂法兰包括连接端和颈部，所述空气入口通道设置在所述颈部。

优选的，所述调节套筒与所述喷嘴悬挂法兰螺纹配合连接。

优选的，所述调节套筒通过步进电机带动旋转。

优选的，所述空气入口通道垂直于所述中心空气通道的中心轴线。

优选的，所述空气入口通道的截面为矩形。

优选的，所述空气入口通道为在所述喷嘴悬挂法兰的周向上均匀分布的多个。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，包括相互连通的中心空气通道和燃料腔，中心空气通道用于向燃料腔内通入空气；中心空气通道的一端设有喷嘴悬挂法兰，喷嘴悬挂法兰上设有用于向中心空气通道内通入空气的空气入口通道；喷嘴悬挂法兰外活动套设有调节套筒，调节套筒用于通过轴向移动限定空气入口通道的敞口大小。通过调整空气入口通道的敞口大小，可以调节进入中心空气通道的空气的流量，从而防止喷嘴出口处产生回火，提高了喷嘴的可靠性；此外还可实现燃气轮机的无级变速。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构的剖视图；

图2是本实用新型实施例一的调节套筒的示意图；

图3是本实用新型实施例一的一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构的三维视图。

图4是本实用新型实施例二的一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构的剖视图；

图5是本实用新型实施例二的喷嘴悬挂法兰的示意图；

图6是本实用新型实施例二的一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构的三维视图。

附图标记：

1、中心空气通道；2、燃料腔；3、空气入口通道；4、内管；5、外管；6、喷嘴悬挂法兰；7、调节套筒；8、调节孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

结合图1至图3所示，本实用新型实施例提供的一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，包括内管4和外管5，内管4插设到外管5中并相对固定连接，内管4限定成中心空气通道1，内管4和外管5之间限定成燃料腔2，中心空气通道1和燃料腔2相互连通，中心空气通道1用于向燃料腔2内通入空气，使预混入空气的燃料更加容易实现充分燃烧。

中心空气通道1的一端设有喷嘴悬挂法兰6，喷嘴悬挂法兰6用于对内管4起到固定的作用，本实施例的喷嘴悬挂法兰6上设有用于向中心空气通道1内通入空气的空气入口通道3；喷嘴悬挂法兰6外活动套设有调节套筒7，调节套筒7优选与喷嘴悬挂法兰6的侧壁螺纹配合连接，所述调节套筒7上设有调节孔8，调节孔8用于通过调节套筒7的转动限定空气入口通道3的敞口大小，这样当调节套筒7转动时，调节孔8与空气入口通道3逐渐发生重叠，实现对通过气流的大小实现调节的作用；空气入口通道3的截面优选为矩形，调节孔8的截面也优选为矩形，使空气入口通道3的敞口面积均匀变化。

根据环境因素的改变，调节对空气入口通道3的空气进入量；调节套筒7优选通过步进电机带动旋转，电机可通过控制系统调节，空气系统设有能够感应环境变化的传感器，如温度传感器，湿度传感器，风速传感器等，根据环境的变化调节空气入口通道3的敞口大小。

空气入口通道3为沿喷嘴悬挂法兰6的周向分布的多个；调节孔8为沿调节套筒7的周向分布的多个，多个调节孔8分别与多个空气入口通道3对应设置，每个调节孔8至少对应调节一个空气入口通道3，这样多个调节孔8能够同时对整周上的多个空气入口通道3形成调节，不仅增加了进气量，而且还能够使从各个不同径向上进入的空气形成对流，最终可增加空气与燃料的混合效果。

另外，调节孔8可分为不同截面积大小的多种，不同截面积大小的多种调节孔8依次循环分布，例如，调节孔8分为三种不同宽度的矩形形状的调节孔8，三个具有不同宽度的调节孔8按宽度大小依次排列为一组，多组调节孔8在调节套筒7的周向上均匀分布，这样，每一组调节孔8所对应的三个空气入口通道3组成一个进气区域，这个区域内的进气量呈阶梯状分布，多个进气区域进入的空气通过对冲产生多个涡流，最终使空气与燃气实现更佳混合效果。

喷嘴悬挂法兰6包括连接端和颈部，连接端的直径大于颈部的直径，空气入口通道3优选设置在颈部。燃气轮机运作时，受气压影响，喷嘴悬挂法兰6外围的空气由连接端的一端流向颈部的一端，由于连接端与颈部具有直径差，空气流经此处产生向内的涡流，从而使空气更容易从空气入口通道3进入到中心空气通道1中；另外，空气入口通道3优选为与中心空气通道1的中心轴线垂直，使外围的涡流空气更容易进入到空气入口通道3中。

运作过程：

在燃气轮机运行过程中，根据外部环境的改变，通过控制系统控制步进电机，步进电机控制调节套筒7转动，调节套筒7上的各个调节孔8对各个空气入口通道3的敞口面积进行调整，增加或减小进入到中心空气通道1的空气流量；过程中，还可通过选取不同截面积大小的各个调节孔8分别与空气入口通道3相对应，从而做到不同量级的空气入口的快速切换，由于各种调节孔8的大小为一个定量，所以快速调节的效果可以预期，操作简便。调节进入中心空气通道1的空气的流量，可有效防止喷嘴出口处产生回火，提高了喷嘴的可靠性；对空气流量的无级调整，也可实现燃气轮机的无级变速，最终实现燃料的充分燃烧。

实施例二

本实施例二提供的一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，与实施例一的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：

结合图4至图6所示，空气入口通道3分为不同截面积大小的多种，不同截面积大小的多种空气入口通道3依次循环分布。例如空气入口通道3的截面积分为大、中、小三种，三个不同大小的空气入口通道3为一组，多组空气入口通道3在喷嘴悬挂法兰6的周向上均匀排布；每一组空气入口通道3对应一个调节孔8；操作时，通过旋转调节套筒7，使各调节孔8与各组空气入口通道3中的一种相对应，若需要调整进气量时，可将调节套筒7旋转一定的角度，使各个调节孔8与各组空气入口通道3中的另一个相对应，从而实现进气量级的快速切换。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，包括相互连通的中心空气通道(1)和燃料腔(2)，所述中心空气通道(1)用于向所述燃料腔(2)内通入空气；所述中心空气通道(1)的一端设有喷嘴悬挂法兰(6)，所述喷嘴悬挂法兰(6)上设有用于向所述中心空气通道(1)内通入空气的空气入口通道(3)；所述喷嘴悬挂法兰(6)外活动套设有调节套筒(7)，所述调节套筒(7)上设有调节孔(8)，所述调节孔(8)用于通过所述调节套筒(7)的转动限定所述空气入口通道(3)的敞口大小。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，所述空气入口通道(3)为沿所述喷嘴悬挂法兰(6)的周向分布的多个；所述调节孔(8)为沿所述调节套筒(7)的周向分布的多个，多个所述调节孔(8)分别与多个所述空气入口通道(3)对应设置。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，所述调节孔(8)分为不同截面积大小的多种，不同截面积大小的多种所述调节孔(8)依次循环分布。

4.根据权利要求2所述的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，所述空气入口通道(3)分为不同截面积大小的多种，不同截面积大小的多种所述空气入口通道(3)依次循环分布。

5.根据权利要求1所述的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，所述喷嘴悬挂法兰(6)包括连接端和颈部，所述空气入口通道(3)设置在所述颈部。

6.根据权利要求1所述的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，所述调节套筒(7)与所述喷嘴悬挂法兰(6)螺纹配合连接。

7.根据权利要求3所述的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，所述调节套筒(7)通过步进电机带动旋转。

8.根据权利要求1所述的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，所述空气入口通道(3)垂直于所述中心空气通道(1)的中心轴线。

9.根据权利要求1所述的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，所述空气入口通道(3)的截面为矩形。

10.根据权利要求1-5任一项所述的燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，其特征在于，所述空气入口通道(3)为在所述喷嘴悬挂法兰(6)的周向上均匀分布的多个。