CN209310031U - 一种低热值燃气轮机烧嘴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低热值燃气轮机烧嘴装置，包括烧嘴主体和扩展锥喷嘴，扩展锥喷嘴呈垂直设置在烧嘴主体的顶部中间位置，且扩展锥喷嘴的底端与烧嘴主体顶部边缘紧密贴合并固定，烧嘴主体的侧面设有外螺纹，外螺纹与烧嘴主体紧密贴合并固定，烧嘴主体的内部设有等距分布的旋流叶片，旋流叶片环绕设置在烧嘴主体的内侧壁，并与烧嘴主体焊接，烧嘴主体的侧面设有均匀分布的稀释孔，稀释孔环绕设置在烧嘴主体的顶部边缘位置，稀释孔直径为8mm，在烧嘴结构改造方面，通过减少稀释孔直径来影响横向射流的径向混合，具有可避免烧嘴过热烧损问题，烧嘴使用寿命长，增强燃气轮机运行稳定性等优点。

Description

一种低热值燃气轮机烧嘴装置

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机烧嘴装置技术领域，具体讲是一种低热值燃气轮机烧嘴装置。

背景技术

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。

经过检索发现，专利号CN205897221U的实用新型公开了“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。可避免烧嘴过热烧损的问题，提高烧嘴寿命，增强燃气轮机运行稳定性。

然而，经过分析发现，现有的低热值燃气轮机烧嘴装置存在以下不足；其一：无法避免烧嘴过热烧损问题，其二：烧嘴使用寿命短；其三：无法增强燃气轮机运行稳定性。

实用新型内容

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种低热值燃气轮机烧嘴装置，具有可避免烧嘴过热烧损问题，烧嘴使用寿命长，增强燃气轮机运行稳定性等优点。

本实用新型是这样实现的，构造一种低热值燃气轮机烧嘴装置，包括烧嘴主体和扩展锥喷嘴，扩展锥喷嘴呈垂直设置在烧嘴主体的顶部中间位置，且扩展锥喷嘴的底端与烧嘴主体顶部边缘紧密贴合并固定，烧嘴主体的侧面设有外螺纹，外螺纹与烧嘴主体紧密贴合并固定，烧嘴主体的内部设有等距分布的旋流叶片，旋流叶片环绕设置在烧嘴主体的内侧壁，并与烧嘴主体焊接，烧嘴主体的侧面设有均匀分布的稀释孔，稀释孔环绕设置在烧嘴主体的顶部边缘位置。

进一步的，稀释孔直径为8mm，在烧嘴结构改造方面，通过减少稀释孔直径来影响横向射流的径向混合，从而提高燃烧稳定性和避免局部过热。

进一步的，外螺纹为左旋螺纹，材质为16Mo3，通过设置的外螺纹将烧嘴装置与燃气轮机连接，便于连接且密封性极强。

进一步的，旋流叶片个数为15个，材质为Q245R，扩展锥喷嘴的材质为GH80A，出口直径为136mm，过热部位主要集中于稀释孔附近，采用GH80A材质是以镍-铬为基体，添加铝、钛形成γ相弥散强化氏高温合金，在650-800℃具有良好的抗蠕变性能。

本实用新型通过改进在此提供一种低热值燃气轮机烧嘴装置，与现有低热值燃气轮机烧嘴装置相比，具有如下优点：具有可避免烧嘴过热烧损问题，烧嘴使用寿命长，增强燃气轮机运行稳定性等优点，具体体现为：

优点1：稀释孔直径为8mm，在烧嘴结构改造方面，通过减少稀释孔直径来影响横向射流的径向混合，从而提高燃烧稳定性和避免局部过热。

优点2：外螺纹为左旋螺纹，材质为16Mo3，通过设置的外螺纹将烧嘴装置与燃气轮机连接，便于连接且密封性极强。

优点3：旋流叶片个数为15个，材质为Q245R，扩展锥喷嘴的材质为GH80A，出口直径为136mm，过热部位主要集中于稀释孔附近，采用GH80A材质是以镍-铬为基体，添加铝、钛形成γ相弥散强化氏高温合金，在650-800℃具有良好的抗蠕变性能。

附图说明

图1是本实用新型低热值燃气轮机烧嘴装置结构示意图。

图中所示序号：烧嘴主体1、旋流叶片2、外螺纹3、稀释孔4和扩展锥喷嘴5。

具体实施方式

下面将结合附图1对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同时，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电性连接；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。

本实用新型通过改进在此提供一种低热值燃气轮机烧嘴装置，如图1所示，可以按照如下方式予以实施；包括烧嘴主体1和扩展锥喷嘴5，扩展锥喷嘴5呈垂直设置在烧嘴主体1 的顶部中间位置，且扩展锥喷嘴5的底端与烧嘴主体1顶部边缘紧密贴合并固定，烧嘴主体 1的侧面设有外螺纹3，外螺纹3与烧嘴主体1紧密贴合并固定，烧嘴主体1的内部设有等距分布的旋流叶片2，旋流叶片2环绕设置在烧嘴主体1的内侧壁，并与烧嘴主体1焊接，烧嘴主体1的侧面设有均匀分布的稀释孔4，稀释孔4环绕设置在烧嘴主体1的顶部边缘位置。

稀释孔4直径为8mm，在烧嘴结构改造方面，通过减少稀释孔直径来影响横向射流的径向混合，从而提高燃烧稳定性和避免局部过热。

外螺纹3为左旋螺纹，材质为16Mo3，通过设置的外螺纹3将烧嘴装置与燃气轮机连接，便于连接且密封性极强。

旋流叶片2个数为15个，材质为Q245R，扩展锥喷嘴5的材质为GH80A，出口直径为136mm，过热部位主要集中于稀释孔4附近，采用GH80A材质是以镍-铬为基体，添加铝、钛形成γ相弥散强化氏高温合金，在650-800℃具有良好的抗蠕变性能。

一种低热值燃气轮机烧嘴装置的工作原理：首先，工作人员将该种低热值燃气轮机烧嘴装置通过外螺纹3与燃气轮机连接，燃气从烧嘴主体1底部经过扩展锥喷嘴5喷出，在燃气轮机的内燃室内燃烧，这里要说明的是，该种低热值燃气轮机烧嘴装置带有旋流叶片2，外部稀释孔4及扩展锥形喷口的燃烧喷嘴，这种结构的扩展锥喷嘴5与外混喷嘴相比，能够显著提高合成气与空气的混合效果，缩短火焰长度，防止沉淀物的生成并燃烧稳定，在烧嘴结构改造方面，通过减少稀释孔4直径来影响横向射流的径向混合，从而提高燃烧稳定性和避免局部过热；同时，增加烧嘴出口直径来补偿轴向动量的减少，在提高烧嘴材质方面，采用了更加耐高温的材质，来提高烧嘴的使用寿命。

实施例

燃气轮机烧嘴与燃烧器其它组件相互协调匹配，才能满足整机工作性能，这就要求燃气轮机旋流器的扩展锥喷口，螺纹接口和各旋流叶片内弧面所在圆柱面之间有较高的同轴度；为了确保合成气通过旋流器后能轴向均匀分布，就要严格控制各个旋流片的周向分布；旋流器整体结构为异种材质焊接组件，其工作在高温高压环境当中，所以对其焊缝质量也提出较高要求。

旋流片加工。在燃气轮机烧嘴旋流器的加工过程当中，旋流片的加工是一个比较难的环节。因为旋流片实体是由多个曲面构成，同时对旋流片的表面质量还有很高的要求。遂采用了五轴联动数控机床系统来解决旋流片加工问题。

同轴度控制。为保证旋流器的扩展锥喷口和螺纹接口的同轴度，采用了“粗加工-焊接-精加工”的加工步骤来实现。

焊接质量控制。根据材料特性，采取手工钨极氩弧焊，便于观察熔池的熔敷情况，消除背面内凹缺陷及控制热输入。同时注意以下几点细节：机加工方法加工焊接坡口，坡口表面彻底净化；采用小电流多层焊，控制焊接层间温度，不大于150℃；气体保护要严密。

综上；本实用新型低热值燃气轮机烧嘴装置，与现有低热值燃气轮机烧嘴装置相比具有可避免烧嘴过热烧损问题，烧嘴使用寿命长，增强燃气轮机运行稳定性等优点。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种低热值燃气轮机烧嘴装置，包括烧嘴主体(1)和扩展锥喷嘴(5)，其特征在于：所述扩展锥喷嘴(5)呈垂直设置在烧嘴主体(1)的顶部中间位置，且所述扩展锥喷嘴(5)的底端与烧嘴主体(1)顶部边缘紧密贴合并固定，所述烧嘴主体(1)的侧面设有外螺纹(3)，所述外螺纹(3)与烧嘴主体(1)紧密贴合并固定，所述烧嘴主体(1)的内部设有等距分布的旋流叶片(2)，所述旋流叶片(2)环绕设置在烧嘴主体(1)的内侧壁，并与烧嘴主体(1)焊接，所述烧嘴主体(1)的侧面设有均匀分布的稀释孔(4)，所述稀释孔(4)环绕设置在烧嘴主体(1)的顶部边缘位置。

2.根据权利要求1所述一种低热值燃气轮机烧嘴装置，其特征在于：所述稀释孔(4)直径为8mm。

3.根据权利要求1所述一种低热值燃气轮机烧嘴装置，其特征在于：所述外螺纹(3)为左旋螺纹，材质为16Mo3。

4.根据权利要求1所述一种低热值燃气轮机烧嘴装置，其特征在于：所述旋流叶片(2)个数为15个，材质为Q245R，所述扩展锥喷嘴(5)的材质为GH80A，出口直径为136mm。