CN205897221U - 一种富氢燃气轮机烧嘴结构 - Google Patents
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Abstract
一种富氢燃气轮机烧嘴结构,包括中部的液体燃料通道,液体燃料通道与其外侧设有的烧嘴内壁之间形成燃气通道,烧嘴内壁和其外侧设有的烧嘴外壁之间形成空气通道,空气通道内安装有空气通道导流片式旋流器,燃气通道内安装有燃气通道导流片旋流器,空气通道导流片式旋流器、燃气通道导流片旋流器下面烧嘴内壁上开有稳焰孔,在空气通道内,紧靠着稳焰孔的上部烧嘴内壁上连接有遮焰环,遮焰环不仅能够改善燃烧特性,减少燃机哼鸣,大幅降低了稳焰孔附近和烧嘴内壁的温度,安全大幅提高,延长烧嘴的使用寿命,节约电厂运行成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及富氢燃气轮机技术领域,具体涉及一种富氢燃气轮机烧嘴结构。
背景技术
目前,富氢燃气轮机燃烧室的烧嘴一般为旋流式烧嘴,在烧嘴头部开有稳焰孔,燃烧形式为部分预混燃烧,实际运行中烧嘴稳焰孔附近温度可达1800℃,容易造成烧损,极大地缩短了烧嘴的使用寿命;另外,频繁的更换烧嘴不仅增加了燃气轮机维护的费用,还会造成非常规停机,进一步增加了运维成本。因此,当前亟需研发一种长期安全可靠运行的烧嘴。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种富氢燃气轮机烧嘴结构,能够长期安全可靠运行,延长了烧嘴的使用寿命,降低了成本。
为了达到上述目的,本实用新型采取的技术方案为:
一种富氢燃气轮机烧嘴结构,包括中部的液体燃料通道6,液体燃料通道6与其外侧设有的烧嘴内壁7之间形成燃气通道5,烧嘴内壁7和其外侧设有的烧嘴外壁8之间形成空气通道4,空气通道4内安装有空气通道导流片式旋流器2,燃气通道5内安装有燃气通道导流片旋流器3,空气通道导流片式旋流器2、燃气通道导流片旋流器3下面烧嘴内壁7上开有稳焰孔1,在空气通道4内,紧靠着稳焰孔1的上部烧嘴内壁7上连接有遮焰环9。
所述的遮焰环9与烧嘴内壁7间的角度Θ为5°~60°。
所述的遮焰环9的长度a是稳焰孔1直径的1~5倍。
所述的遮焰环9的长度a为12mm~20mm,厚度b为2mm~10mm。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型和现有烧嘴相比,仅增加遮焰环9,易于生产实施;遮焰环9不仅能够改善燃烧特性,减少燃机哼鸣,大幅降低了稳焰孔1附近和烧嘴内壁7的温度,安全大幅提高,延长烧嘴的使用寿命,节约电厂运行成本。
附图说明
图1是桶形燃烧室10的示意图。
图2是本实用新型烧嘴的结构示意图,其中图2-1为本实用新型的截面示意图;图2-2为图2-1的俯视图,图2-3为图2-1的A部放大图。
图3为烧嘴内壁面温度CFD模拟结果,左图为本实用新型烧嘴模拟结果,右图为现有烧嘴模拟结果。
图4为烧嘴稳焰孔壁面温度CFD模拟结果,左图为本实用新型烧嘴模拟结果,右图为现有烧嘴模拟结果。
图5为现有烧嘴与本实用新型烧嘴增加遮焰环设计的温度的比较。
图6为烧嘴的高温区CFD模拟结果,左图为现有烧嘴模拟结果,右图为本实用新型烧嘴模拟结果。
图7为烧嘴高温区示意图,左图为本实用新型烧嘴模示意图,右图为现有烧嘴示意图。
具体实施方式
以下使用附图对本实用新型作详细说明。
一种富氢燃气轮机烧嘴结构,安装在桶形燃烧室10上,参照图1,桶形燃烧室10的顶端安装有8个烧嘴,空气和燃料通过烧嘴进入燃烧室10,在燃烧室10内部充分燃烧,生成高温做功的工质。
参照图2,一种富氢燃气轮机烧嘴结构,包括中部的液体燃料通道6,液体燃料通道6与其外侧设有的烧嘴内壁7之间形成燃气通道5,烧嘴内壁7和其外侧设有的烧嘴外壁8之间形成空气通道4,空气通道4内安装有空气通道导流片式旋流器2,燃气通道5内安装有燃气通道导流片旋流器3,空气通道导流片式旋流器2、燃气通道导流片旋流器3下面烧嘴内壁7上开有稳焰孔1,稳焰孔1的作用是产生稳定燃烧的火苗,促进主燃区的稳定燃烧,但是由于稳焰孔1的存在,不仅使得烧嘴内壁7的结构强度降低,而且稳焰孔1附近容易产生高温造成烧损,在空气通道4内,紧靠着稳焰孔1的上部烧嘴内壁7上连接有遮焰环9。
所述的遮焰环9与烧嘴内壁7间的角度Θ为5°~60°。
所述的遮焰环9的长度a是稳焰孔1直径的1~5倍。
所述的遮焰环9的长度a为12mm~20mm,厚度b为2mm~10mm。
参照图3,图3为烧嘴内壁面温度CFD模拟结果,图3左图为增加遮焰环9设计的烧嘴,烧嘴内壁7最高温度为1388K,未达到烧嘴材料的热熔点,烧嘴处于安全的运行环境中;右图现有烧嘴烧嘴内壁7最高温度为2010K,温度过高,长期使用有烧损的可能。
参照图4,图4为烧嘴稳焰孔壁面温度CFD模拟结果,如4左图为增加遮焰环9设计的烧嘴,稳焰孔1内仅有燃气流过,并没有燃烧,所以温度仅有527K;右图为现有烧嘴,由于烧嘴内部,燃气与空气相遇,燃烧起来,温度为1089K。
参照图5,图5为本实用新型和现有烧嘴温度的比较,遮焰环9推迟了燃气和空气的接触时间,因而降低了稳焰孔1壁面的温度,增加了遮焰环9的烧嘴,稳焰孔1壁面温度和稳焰孔1温度分别比原烧嘴低421K、1281.5K。
参照图6和图7,可以看出本实用新型和现有烧嘴的火焰的位置。现有烧嘴的火焰位置在烧嘴内壁7及稳焰孔1壁面近,有烧损烧嘴的危险;而增加了遮焰环9后,遮焰环9改变了燃气和空气的流动状况,高温区远离的烧嘴内壁7,烧嘴不易烧损,安全性大幅增加。同时为烧嘴增加了稳焰环9,燃气通过稳焰孔1,渗入空气通道的流量不变,稳焰火苗的燃烧仍然能够正常进行。所以烧嘴增加遮焰环9,能够使降低烧嘴内壁7的温度,延长使用寿命,同时能够保证稳焰火苗的正常稳定的燃烧。
Claims (4)
1.一种富氢燃气轮机烧嘴结构,包括中部的液体燃料通道(6),液体燃料通道(6)与其外侧设有的烧嘴内壁(7)之间形成燃气通道(5),烧嘴内壁(7)和其外侧设有的烧嘴外壁(8)之间形成空气通道(4),空气通道(4)内安装有空气通道导流片式旋流器(2),燃气通道(5)内安装有燃气通道导流片旋流器(3),空气通道导流片式旋流器(2)、燃气通道导流片旋流器(3)下面烧嘴内壁(7)上开有稳焰孔(1),其特征在于:在空气通道(4)内,紧靠着稳焰孔(1)的上部烧嘴内壁(7)上连接有遮焰环(9)。
2.根据权利要求1所述的一种富氢燃气轮机烧嘴结构,其特征在于:所述的遮焰环(9)与烧嘴内壁(7)间的角度Θ为5°~60°。
3.根据权利要求1所述的一种富氢燃气轮机烧嘴结构,其特征在于:所述的遮焰环(9)的长度a是稳焰孔(1)直径的1~5倍。
4.根据权利要求1所述的一种富氢燃气轮机烧嘴结构,其特征在于:所述的遮焰环(9)的长度a为12mm~20mm,厚度b为2mm~10mm。
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