CN205825110U - 燃气轮机的低污染筒形燃烧室 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃气轮机的低污染筒形燃烧室，包括燃烧筒，燃烧筒的外圈设置有机匣；燃烧筒的内腔作为燃烧室腔体，机匣与燃烧筒之间形成环形轴向流道；机匣的顶部固定设置有一径向旋流器，径向旋流器的出口连接旋流管，旋流管的底部出口端连接旋流杯，旋流杯连接燃烧筒的顶部；燃烧筒的下部沿周向开设有多个掺混孔，掺混孔将环形轴向流道与燃烧室腔体连通。本实用新型通过逆流空气进气方式，使部分空气能够与燃烧产物混合，以保证出口温度的均匀性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃气轮机的零部件，具体涉及一种燃气轮机的低污染筒形燃烧室。
背景技术
压气机、燃烧室和涡轮是燃气轮机的三大部件。空气经过压气机的压缩后进入燃烧室与燃料预混后燃烧进入涡轮，使得燃料热值充分转换成涡轮的动力，从而通过轴做功。燃烧室分为筒形燃烧室和环形燃烧室。
根据火电厂大气污染物排放的最新国家标准GB13223-2011，以天然气为燃料的燃气轮机机组氮氧化物的排放限值为50mg/Nm3，约为30ppmV。这与西方发达国家相比，仍然有一定的差距，例如美国加利福利亚州对于天然气燃气轮机机组要求氮氧化物排放浓度限值为10ppmV。针对低污染物排放要求，以天然气为燃料的燃气轮机，一般采用贫燃预混方式来控制氮氧化物和一氧化碳的生成。然而，在实际工作中，贫燃预混的燃烧方式往往会因为热量分布不均匀，从而引起燃烧不稳定现象的产生，所以如何在预混和燃烧稳定性方面达到平衡是燃烧室设计的关键。
同时，为了提高涡轮寿命，国外学者对于燃气轮机出口温度均匀性有严格的要求，最高温度与平均温度的差值，与平均温度与燃烧室进口温度的比值要在0.1～0.15之间。针对这一要求，掺混孔的结构尤为重要，掺混孔的孔径影响掺混空气量、空气射入角度及摄入距离。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种燃气轮机的低污染筒形燃烧室，它可以保证超低污染排放、燃烧稳定以及出口均匀性良好。
为解决上述技术问题，本实用新型燃气轮机的低污染筒形燃烧室的技术解决方案为：
包括燃烧筒1，燃烧筒1的外圈设置有机匣2；燃烧筒1的内腔作为燃烧室腔体10，机匣2与燃烧筒1之间形成环形轴向流道20；机匣2的顶部固定设置有一径向旋流器5，径向旋流器5的出口连接旋流管4，旋流管的底部出口端连接旋流杯3，旋流杯3连接燃烧筒1的顶部；燃烧筒1的下部沿周向开设有多个掺混孔1-1，掺混孔1-1将环形轴向流道20与燃烧室腔体10连通。
所述旋流杯3为上小下大的锥形。
所述径向旋流器5沿周向分布有多个燃料喷管6。
所述燃料喷管6沿轴向设置。
所述环形轴向流道20的底端作为空气进口A；燃烧筒1的底端作为燃烧室出口B。
本实用新型可以达到的技术效果是：
本实用新型通过逆流空气进气方式，使部分空气能够与燃烧产物混合，以保证出口温度的均匀性。
本实用新型能够避免出现局部高温和燃烧不稳定的现象，同时排放物浓度能够实现氮氧化物浓度低于10ppmV。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1是本实用新型燃气轮机的低污染筒形燃烧室的示意图，图中的箭头为空气流向。
图中附图标记说明：
1为燃烧筒， 2为机匣，
3为旋流杯， 4为旋流管，
5为径向旋流器， 6为燃料喷管，
10为燃烧室腔体， 20为环形轴向流道，
A为空气进口， B为燃烧室出口。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型燃气轮机的低污染筒形燃烧室，包括纵向设置的燃烧筒1，燃烧筒1的外圈设置有机匣2；燃烧筒1的内腔作为燃烧室腔体10，机匣2与燃烧筒1之间形成环形轴向流道20，环形轴向流道20的底端作为空气进口A；
机匣2的顶部作为燃烧室头部设置有端盖，端盖上固定设置有一径向旋流器5，径向旋流器5的出口连接旋流管4，旋流管的底部出口端连接旋流杯3，旋流杯3连接燃烧筒1的顶部；
旋流杯3为上小下大的锥形，以便于流体在此区域流动，降低压力损失；
径向旋流器5沿周向分布有多个燃料喷管6；燃料喷管6沿轴向设置；
燃烧筒1的下部沿周向开设有多个掺混孔1-1，掺混孔1-1将环形轴向流道20与燃烧室腔体10连通；
燃烧筒1的底端作为燃烧室出口B。
本实用新型的工作原理如下：
压缩空气从空气进口A进入环形轴向流道20后由下向上流动，一部分空气经掺混孔1-1进入燃烧室腔体10；另一部分空气向上流动至燃烧室头部，通过径向旋流器5与燃料喷管6喷出的燃料预混，在旋流管4处点燃后在旋流杯3内进行燃烧；燃烧产物与从掺混孔1-1进入的空气混合以降低排放温度，最后从燃烧室出口B排出后进入涡轮进行做功。
本实用新型适用于1.2MW级固定式发电用燃气轮机。
Claims (5)
1.一种燃气轮机的低污染筒形燃烧室，其特征在于：包括燃烧筒(1)，燃烧筒(1)的外圈设置有机匣(2)；燃烧筒(1)的内腔作为燃烧室腔体(10)，机匣(2)与燃烧筒(1)之间形成环形轴向流道(20)；
机匣(2)的顶部固定设置有一径向旋流器(5)，径向旋流器(5)的出口连接旋流管(4)，旋流管的底部出口端连接旋流杯(3)，旋流杯(3)连接燃烧筒(1)的顶部；
燃烧筒(1)的下部沿周向开设有多个掺混孔(1-1)，掺混孔(1-1)将环形轴向流道(20)与燃烧室腔体(10)连通。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机的低污染筒形燃烧室，其特征在于：所述旋流杯(3)为上小下大的锥形。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机的低污染筒形燃烧室，其特征在于：所述径向旋流器(5)沿周向分布有多个燃料喷管(6)。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机的低污染筒形燃烧室，其特征在于：所述燃料喷管(6)沿轴向设置。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机的低污染筒形燃烧室，其特征在于：所述环形轴向流道(20)的底端作为空气进口(A)；燃烧筒(1)的底端作为燃烧室出口(B)。
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