CN104456624A - 燃气轮机燃料喷嘴的进气结构 - Google Patents

Abstract

本发明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。该燃料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。通过轴向调整调节套筒，可以调节进入中心空气通道的空气的流量，从而保证燃料与空气具有良好的预混效果，防止喷嘴出口处产生回火，提高了喷嘴的可靠性；此外，通过调节套筒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

本发明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。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明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，本发明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，所述调节套筒用于通过轴向移动限定所述空气入口通道的敞口大小。

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的侧壁螺纹配合连接。

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，其特征在于，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

本发明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。通过轴向调整调节套筒，可以调节进入中心空气通道的空气的流量，从而保证燃料与空气具有良好的预混效果，防止喷嘴出口处产生回火，提高了喷嘴的可靠性；此外，通过调节套筒还可实现燃气轮机的无级变速。

附图说明

图1是本发明实施例的一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构的剖视图；

图2是图1中A处的放大视图；

图3是本发明实施例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。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明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发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

结合图1和图3所示，本发明实施例提供的一种燃气轮机燃料喷嘴的进气结构，该燃料喷嘴包括内管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，预混入空气的燃料更加容易实现充分燃烧，可有效防止喷嘴出口处产生回火，提高了喷嘴的可靠性。

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用于对燃料喷嘴起到固定的作用，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，空气入口通道3优选为在喷嘴悬挂法兰6的周向上均匀分布的多个，即增加进气量，又使进入的气流均衡，利于后续与燃料的预混合；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；调节套筒7通过旋转实现轴向移动，进而通过轴向移动限定空气入口通道3的敞口大小；空气入口通道3的截面优选为矩形，矩形靠近调节套筒7的一边平行于调节套筒7的端面，由此，使调节套筒7的轴向移动距离与空气入口通道3的敞口面积线性相关，即在调节套筒7轴向移动的过程中，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，通过调节套筒7调节空气的进入量，而调节套筒7优选通过步进电机带动旋转，电机可通过控制系统调节，控制系统设有能够感应环境变化的传感器，如设定温度，湿度，风速等感应条件，控制系统根据感应条件的变化调节空气入口通道3的敞口大小。

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，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，调节套筒7通过与喷嘴悬挂法兰6的螺纹配合改变轴向位置，对空气入口通道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，从而可保证燃料与空气具有良好的预混效果，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。

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

Claims (7)

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)用于通过轴向移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。

3.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。

4.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)由步进电机带动旋转。

5.根据权利要求1所述的楼板支撑结构，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。

6.根据权利要求1所述的楼板支撑结构，其特征在于，所述空气入口通道(3)的截面为矩形。

7.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)为多个，多个所述空气入口通道(3)在所述喷嘴悬挂法兰(6)的周向上均匀分布。