CN210153864U - 一种双燃料喷嘴 - Google Patents
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Abstract
一种双燃料喷嘴，包括：第一流体通道组件，包括第一流体转接器(101)、第一流体旋流器(102)以及第一流体喷口(103)，其中，第一流体转接器(101)为中空管状结构，中空部分为第一流体通道；第一流体旋流器(102)设于第一流体转接器(101)的一端；第一流体喷口(103)设于第一流体旋流器(102)的外部；第二流体通道组件，设于第一流体通道组件的外部，并与第一流体通道组件之间存在间隙，包括第二流体转接器(201)以及第二流体喷口(202)；气罩组件，包括内气罩(301)以及外气罩(302)，其中，内气罩(301)设于第二流体通道组件的外部；外气罩(302)设于内气罩(301)的外部，内气罩(301)外表面与外气罩(302)内表面形成气体通道。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料优化燃烧技术领域，尤其涉及一种双燃料喷嘴。
背景技术
现今石油资源日益缺乏、环境污染日益紧张，为缓解能源燃料危机和由化石燃料燃烧排放造成的环境污染问题，世界各国致力于研发新能源、代用燃料和低污染燃烧排放系统。目前，双燃料燃烧方式是改进燃烧室燃烧技术的一个具有发展前景的方向。双燃料燃烧方式可有效提高燃气轮机燃料的适用范围，并提高劣质燃料的利用率，同时有效减少污染物的排放。因此，为了提高燃气轮机的燃料适应性，有必要研制出可以使用液体和气体燃料的双燃料喷嘴。对于气体燃料尤其是焦炉煤气，目前相当一部分被直接空排或者空烧，造成能源的浪费和环境污染。焦炉煤气相较于天然气含有大量的氢气，但其热值仅为天然气的一半左右，因此在燃用焦炉煤气时，会出现低负荷时燃烧不稳定、燃烧速度过快且易造成CO从而使得不完全等问题。为了解决以上问题，可以引入双燃料系统，即在点火及低负荷公开下使用液体燃料如煤油或柴油等以保障点火可靠性及燃烧室稳定性，当机组运行到一定负荷且燃烧稳定后，再逐渐切换成中低热值煤气或是继续使用液体燃料燃烧。现有的双燃料喷嘴，由于在原有喷嘴基础上添加了一条或多条燃料通道，造成喷嘴体积过大，结构复杂，而且由于低热值气体富含氢气，氢气流量过大，造成常规的双燃料喷嘴燃烧室燃料和空气掺混特性差，燃烧效率低，因此，需要设计一种具有良好燃烧特性的双燃料喷嘴。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于上述技术问题，本实用新型提供了一种双燃料喷嘴，该喷嘴支持两种燃料混合燃烧，通过多通过设计解决了由于燃烧低热值气体而造成的燃料掺混不均、燃烧效率低的问题。
(二)技术方案
本实用新型提供了一种双燃料喷嘴，包括：第一流体通道组件，包括第一流体转接器101、第一流体旋流器102以及第一流体喷口103，其中，第一流体转接器101为中空管状结构，中空部分为第一流体通道；第一流体旋流器102设于所述第一流体转接器101的一端，以使第一流体产生旋流；第一流体喷口103设于第一流体旋流器102的外部，其端部为圆锥状，圆锥状的顶部设有开口，以使所述第一流体旋流器102产生的旋流的第一流体通过所述开口喷出；第二流体通道组件，其设于所述第一流体通道组件的外部，并与所述第一流体通道组件之间存在间隙，以使第二流体通过，包括第二流体转接器201以及第二流体喷口202，其中，第二流体转接器201内表面与第一流体转接器101以及第一流体喷口103的外表面形成第二流体通道；第二流体喷口202设于第一流体旋流器102、第一流体喷口103以及部分第一流体转接器101的外部，其一端延伸出第一流体喷口103且该端的内表面为喇叭形；气罩组件，包括内气罩301以及外气罩302，其中，内气罩301设于第二流体通道组件的外部；外气罩302设于内气罩301的外部，内气罩301外表面与外气罩302内表面形成气体通道，外气罩302端部为锥形，在锥形面设有多个通孔3021以使气体喷出。
可选地，气罩组件还包括多个翅片结构303，用于连接内气罩301和外气罩302，并将气体通道分成多个部分。
可选地，翅片结构303的数量与外气罩302上通孔3021数量相同，且每一通孔3021设于两翅片结构303之间。
可选地，外气罩302上通孔3021数量为6个。
可选地，翅片结构303内部设有防积碳通道3031，且防积碳通道3031贯通内气罩301和外气罩302。
可选地，防积碳通道3031的轴线与外气罩302的轴线的夹角为42°。
可选地，防积碳通道3031为截面为圆形或椭圆形。
可选地，外气罩302的通孔3021的轴线与外气罩302的轴线的夹角为30°。
可选地，第一流体旋流器102上设有多条第一旋流槽1021，第一流体通过第一旋流槽1021后产生旋流。
可选地，第一流体喷口103外表面设有多条第二旋流槽1031，第二流体通过多条第二旋流槽1031后产生旋流。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种双燃料喷嘴，至少具有如下技术效果：
(1)采用多通道设计，支持气体燃料和液态燃料的同时燃烧，拓宽了燃料适应性，尤其可以燃烧低热值燃料，如焦炉煤气等；
(2)防积碳通道3031可以在不增加喷嘴直径的条件下，去除喷嘴表面积碳，延长喷嘴使用寿命；
(3)可以在第一流体喷口103向燃烧区喷入氮气，氮气的加入可以有效降低扩散火焰的温度峰值，减少火焰热力型NOx生成速率，降低污染物排放。
附图说明
图1示意性示出了本公开实施例的双燃料喷嘴的结构示意图；
图2A示意性示出了本公开实施例的第一流体旋流器102的结构示意图；
图2B示意性示出了本公开实施例的图2A的C向视图；
图3示意性示出了本公开实施例的第一流体喷口103的结构示意图；
图4A示意性示出了本公开实施例的气罩组件的结构示意图；
图4B示意性示出了本公开实施例的图4A中的A向视图；
图4C示意性示出了本公开实施例的图4A中的B向视图。
具体实施方式
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。
一种双燃料喷嘴，包括第一流体通道组件、第二流体通道组件以及气罩组件，参见图1，其中：第一流体通道组件，包括第一流体转接器101、第一流体旋流器102以及第一流体喷口103，其中，第一流体转接器101为中空管状结构，中空部分为第一流体通道；第一流体旋流器102设于第一流体转接器101的一端，以使第一流体产生旋流；第一流体喷口103设于第一流体旋流器102的外部，其端部为圆锥状，圆锥状的顶部设有开口，以使第一流体旋流器102产生的旋流的第一流体通过开口喷出；第二流体通道组件，其设于第一流体通道组件的外部，并与第一流体通道组件之间存在间隙，以使第二流体通过，包括第二流体转接器201以及第二流体喷口202，其中，第二流体转接器201内表面与第一流体转接器101以及第一流体喷口103的外表面形成第二流体通道；第二流体喷口202设于第一流体旋流器102、第一流体喷口103以及部分第一流体转接器101的外部，其一端延伸出第一流体喷口103且该端的内表面为喇叭形；气罩组件，包括内气罩301以及外气罩302，其中，内气罩301设于第二流体通道组件的外部；外气罩302设于内气罩301的外部，内气罩301外表面与外气罩302内表面形成气体通道，外气罩302端部为锥形，在锥形面设有多个通孔3021以使气体喷出。以下将以燃烧焦炉煤气为实施例对该双燃料喷嘴进行详细介绍。
第一流体通道组件，包括第一流体转接器101、第一流体旋流器102以及第一流体喷口103，其中，第一流体转接器101为中空管状结构，中空部分为第一流体通道；第一流体旋流器102设于第一流体转接器101的一端，以使第一流体产生旋流；第一流体喷口103设于第一流体旋流器102的外部，其端部为圆锥状，圆锥状的顶部设有开口，以使第一流体旋流器102产生的旋流的第一流体通过开口喷出；
具体的，第一流体通道组件，包括第一流体转接器101、第一流体旋流器102以及第一流体喷口103，第一流体旋流器102焊接于第一流体转接器101的一端，第一流体转接器101为中空管状结构，中空部分为第一流体通道，该第一流体可以为燃油，还可以为氮气，用于降低扩散火焰的温度峰值，减少火焰热力型NOx生成速率，降低污染物排放。第一流体旋流器102上设有多条第一旋流槽1021，如图2A和2B所示，第一流体通过第一旋流槽1021后产生旋流，本实用新型实施例中第一旋流槽1021通道数优选为2条。
第二流体通道组件，其设于第一流体通道组件的外部，并与第一流体通道组件之间存在间隙，以使第二流体通过，包括第二流体转接器201以及第二流体喷口202，其中，第二流体转接器201内表面与第一流体转接器101以及第一流体喷口103的外表面形成第二流体通道；第二流体喷口202设于第一流体旋流器102、第一流体喷口103以及部分第一流体转接器101的外部，其一端延伸出第一流体喷口103且该端的内表面为喇叭形；
具体的，第二流体通道组件设于第一流体通道组件的外部，并与第一流体通道组件之间存在间隙，以使第二流体通过，第二流体可以为液体或气体，包括第二流体转接器201以及第二流体喷口202，其中，第二流体转接器201内表面与第一流体转接器101以及第一流体喷口103的外表面形成第二流体通道；第二流体喷口202设于第一流体旋流器102、第一流体喷口103以及部分第一流体转接器101的外部，其一端延伸出第一流体喷口103且该端的内表面为渐扩的喇叭形，使第一流体喷口103喷出的燃油或气体通过该喇叭形；第一流体喷口103外表面设有多条第二旋流槽1031，如图3所示，第二流体通过多条第二旋流槽1031后产生旋流，本实用新型实施例中第二旋流槽1031通道数优选为4条。
气罩组件，包括内气罩301以及外气罩302，其中，内气罩301设于第二流体通道组件的外部；外气罩302设于内气罩301的外部，内气罩301外表面与外气罩302内表面形成气体通道，外气罩302端部为锥形，在锥形面均匀设有多个通孔3021以使气体喷出。
具体的，参见图4A～4C，气罩组件，还包括多个翅片结构303，用于连接内气罩301和外气罩302，并将气体通道分成多个部分。翅片结构303的数量与外气罩302上通孔3021(参见图4B和图4C)数量相同，且每一通孔3021设于两翅片结构303之间。本实用新型实施例中，翅片结构303的数量与外气罩302上通孔3021数量优选为6个。该翅片结构303内部设有防积碳通道3031，且防积碳通道3031贯通内气罩301和外气罩302，可以通过该防积碳通道3031扫除第二流体喷口202外部的积碳，防止堵塞。该防积碳通道3031的轴线与外气罩302轴线的夹角为42°，该防积碳通道3031为截面为优选为圆形或椭圆形。外气罩302端部为锥形，在锥形面均匀设有多个通孔3021以使气体喷出，通孔3021的轴线与外气罩302的轴线的夹角为30°。
其工作流程为：增加副油路供油压力，并使用副油路燃料进行点火，并升负荷。在达到一定负荷后，供入主油路燃料，使用主副油路同时供油，提高负荷至满状态。该工作方式不通入气体燃料。
其工作流程可以为：增加第一流体通道内的供油压力，并使用燃料油进行点火，并升负荷，在达到一定负荷后，供入第二流体作为燃料，使用第一流体通道与第二流体通道同时供油，提高负荷至满状态。该工作方式不通入气体燃料。
其工作流程还可以为：增加第一流体通道内的供油压力，并使用燃料油进行点火，并升负荷，在达到一定负荷后，供入第二流体燃料，使用第一流体通道与第二流体通道同时供油，并继续升负荷，在达到一定负荷后，通入气体燃料，并降低第一流体通道与第二流体通道燃料量，使用气体燃料提高负荷；同时，在第二流体液体燃料降低为0时，在第二流体通道内供入气体燃料；第一流体液体燃料降低为0时，供入氮气。故最后状态为：第二流体通道和气体燃料通道通入气体燃料，第一流体通道通入氮气，以降低污染。
综上所述，本实用新型指出双燃料双油路燃烧，增加了燃烧适应性。尤其是该双燃料喷嘴能满足燃气轮机分别或者同时使用焦炉煤气和柴油运行的要求，并且能够通过在中心第一流体通道吹扫氮气，降低污染物排放；同时，借由防积碳通道3031可以有效防止积碳堵塞。
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，所应理解的是，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 (10)
1.一种双燃料喷嘴，其特征在于，包括：
第一流体通道组件，包括第一流体转接器(101)、第一流体旋流器(102)以及第一流体喷口(103)，其中，第一流体转接器(101)为中空管状结构，所述中空管状结构的中空部分为第一流体通道；第一流体旋流器(102)设于所述第一流体转接器(101)的一端，以使第一流体产生旋流；第一流体喷口(103)设于所述第一流体旋流器(102)的外部，其端部为圆锥状，圆锥状的顶部设有开口，以使所述第一流体旋流器(102)产生的旋流的第一流体通过所述开口喷出；
第二流体通道组件，其设于所述第一流体通道组件的外部，并与所述第一流体通道组件之间存在间隙，以使第二流体通过，包括第二流体转接器(201)以及第二流体喷口(202)，其中，第二流体转接器(201)内表面与第一流体转接器(101)以及第一流体喷口(103)的外表面形成第二流体通道；第二流体喷口(202)设于所述第一流体旋流器(102)、第一流体喷口(103)以及部分第一流体转接器(101)的外部，其一端延伸出所述第一流体喷口(103)且该端的内表面为喇叭形；
气罩组件，包括内气罩(301)以及外气罩(302)，其中，内气罩(301)设于第二流体通道组件的外部；外气罩(302)设于内气罩(301)的外部，所述内气罩(301)外表面与所述外气罩(302)内表面形成气体通道，所述外气罩(302)端部为锥形，在所述锥形面设有多个通孔(3021)以使所述气体喷出。
2.根据权利要求1所述的双燃料喷嘴，其特征在于，所述气罩组件还包括多个翅片结构(303)，用于连接所述内气罩(301)和外气罩(302)，并将所述气体通道分成多个部分。
3.根据权利要求2所述的双燃料喷嘴，其特征在于，所述翅片结构(303)的数量与所述外气罩(302)上通孔(3021)数量相同，且每一所述通孔(3021)设于两翅片结构(303)之间。
4.根据权利要求3所述的双燃料喷嘴，其特征在于，所述外气罩(302)上通孔(3021)数量为6个。
5.根据权利要求2或3所述的双燃料喷嘴，其特征在于，所述翅片结构(303)内部设有防积碳通道(3031)，且所述防积碳通道(3031)贯通所述内气罩(301)和外气罩(302)。
6.根据权利要求5所述的双燃料喷嘴，其特征在于，所述防积碳通道(3031)的轴线与所述外气罩(302)的轴线的夹角为42°。
7.根据权利要求6所述的双燃料喷嘴，其特征在于，所述防积碳通道(3031)为截面为圆形或椭圆形。
8.根据权利要求1所述的双燃料喷嘴，其特征在于，所述外气罩(302)的通孔(3021)的轴线与所述外气罩(302)的轴线的夹角为30°。
9.根据权利要求1所述的双燃料喷嘴，其特征在于，第一流体旋流器(102)上设有多条第一旋流槽(1021)，所述第一流体通过所述第一旋流槽(1021)后产生旋流。
10.根据权利要求1所述的双燃料喷嘴，其特征在于，第一流体喷口(103)外表面设有多条第二旋流槽(1031)，所述第二流体通过所述多条第二旋流槽(1031)后产生旋流。
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| CN210153864U true CN210153864U (zh) | 2020-03-17 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112050253A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-08 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种多重隔热燃油喷嘴 |
| CN116928698A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-10-24 | 中国航发燃气轮机有限公司 | 一种喷嘴头、双燃料喷嘴及燃烧室 |
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2019
- 2019-06-19 CN CN201920923723.7U patent/CN210153864U/zh active Active
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