一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室雙燃料噴嘴，尤其涉及使用雙燃料的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)中，采用傳統(tǒng)燃煤技術(shù)的火力發(fā)電占據(jù)了絕大部分份額。但是這種傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)存在發(fā)電效率低，污染物排放高(尤其是NOx排放)，耗費淡水資源多等缺點。以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)作為清潔能源技術(shù)之一，可以在滿足發(fā)電負(fù)荷要求的同時，有效的降低污染物的排放，這其中燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴的設(shè)計對于組織燃燒、降低污染物排放尤為重要。
[0003]燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中，燃料和空氣通過噴嘴實現(xiàn)預(yù)混合和速度型的改變，在噴嘴出口達(dá)到合理的速度分布，并匹配合理的燃料空氣混合比例，進(jìn)入燃燒室組織燃燒，形成穩(wěn)定的流場和燃燒場。中心體供油雙燃料噴嘴要求在不同的負(fù)荷下采用不同的燃料進(jìn)行燃燒，保證火焰穩(wěn)定和良好的燃燒性能。當(dāng)前，對燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴的設(shè)計形式，例如專利CN102261673A，采用噴嘴中心安裝離心式燃油噴嘴，霧化空氣對燃油進(jìn)入燃燒室燃燒前進(jìn)行霧化保證良好的燃燒性能。
[0004]但是，離心式燃油噴嘴在某些負(fù)荷條件下的燃油分布效果相比預(yù)膜式噴嘴不夠理想，離心式燃油噴嘴燃油的分布以噴嘴中心區(qū)域為中心向四周擴(kuò)散，需要配合霧化空氣使燃油在燃燒前達(dá)到適合的液滴大小和分布，增加了向噴嘴中心引氣的難度。因此，仍然需要設(shè)計合理的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室雙燃料噴嘴，從而有效的組織燃燒和控制污染物排放。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，使空氣旋流裝置和雙燃料供應(yīng)相互配合，從而在噴嘴下游形成穩(wěn)定火焰的回流區(qū)，保證穩(wěn)定的燃燒場，實現(xiàn)良好的出口溫度分布。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，該噴嘴包括中心錐體和雙層氣流通道，該雙層氣流通道分為內(nèi)層氣流通道和外層氣流通道；中心錐體內(nèi)部布置有環(huán)形燃料氣通道和中心燃油通道，內(nèi)層氣流通道和外層氣流通道分別布置有內(nèi)層空氣旋流裝置和外層空氣旋流裝置，內(nèi)、外層空氣旋流裝置位于同一軸向位置，且每個葉片的前端設(shè)有徑向燃料氣中空通道，徑向燃料氣中空通道與中心環(huán)形燃料氣通道連通；徑向燃料氣中空通道的壁面上開有燃料氣噴射直孔，其特征在于:中心錐體下游段的內(nèi)部設(shè)有燃油環(huán)形直通道，且在中心錐體下游段的壁面上沿軸向至少布置兩排燃油噴射孔，燃油環(huán)形直通道與所述的中心燃油通道和燃油噴射孔相連通。
[0008]本實用新型的技術(shù)特征還在于:所述的燃油環(huán)形直通道的徑向高度優(yōu)選為0.1?1.5mm。所述的燃油噴射孔的直徑優(yōu)選為0.1?0.5mm。每排燃油噴射孔在周向均勾分布，且相鄰兩排燃油噴射孔的軸向間距為燃油噴射孔直徑的2?10倍。燃油噴射孔的開孔方向與中心錐體的中心線夾角為O?45度。
[0009]上述技術(shù)方案中，燃料氣噴射直孔的直徑為0.1?1mm。內(nèi)層空氣旋流裝置采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)，葉片沿內(nèi)層空氣通道均勻布置，旋流角度為O?5度，葉片個數(shù)在6?8之間。外層空氣旋流裝置采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)，葉片沿外層空氣通道均勻布置，旋流角度為5?45度，葉片個數(shù)同內(nèi)層空氣旋流裝置相同。
[0010]該實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:①本實用新型的燃油通過在中心錐體下游段開設(shè)的燃油環(huán)形直通道和燃油噴射孔進(jìn)入氣流通道，配合內(nèi)、外層空氣旋流裝置為燃油進(jìn)入燃燒區(qū)后達(dá)到合適的液滴大小和分布提供條件。②本實用新型的燃油、燃料氣雙燃料供應(yīng)，配合內(nèi)、外層空氣旋流裝置，能滿足不同負(fù)荷條件下對燃料種類和燃料分布的要求。③通過調(diào)節(jié)燃油噴射孔與中心錐體中心軸線的夾角、燃油噴射孔孔徑、燃油環(huán)形直通道徑向高度等變量，可以為內(nèi)、外層空氣旋流裝置的設(shè)計拓寬設(shè)計空間，達(dá)到更好的摻混效果。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為圖1的結(jié)構(gòu)三維剖視圖。
[0013]圖3為圖2的三維剖視圖。
[0014]圖4為中心錐體下游段的斷面圖。
[0015]圖中符號說明如下:1-中心錐體；2_雙層氣流通道；3_環(huán)形燃料氣通道；4_中心燃油通道；5_內(nèi)層氣流通道；6_外層氣流通道；7_內(nèi)層空氣旋流裝置；8_外層空氣旋流裝置；9_中間隔板；10_燃料氣噴射直孔；11_燃油環(huán)形直通道；12_燃油噴射孔。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型的原理、結(jié)構(gòu)和【具體實施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0017]圖1為本實用新型提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴的結(jié)構(gòu)原理示意圖，該噴嘴包括中心錐體I和雙層氣流通道2，該雙層氣流通道由中間隔板9被分為內(nèi)層氣流通道5和外層氣流通道6 ;中心錐體I內(nèi)部布置有環(huán)形燃料氣通道3和中心燃油通道4，內(nèi)層氣流通道5和外層氣流通道6分別布置有內(nèi)層空氣旋流裝置7和外層空氣旋流裝置8，內(nèi)、外層空氣旋流裝置位于同一軸向位置，且每個葉片的前端設(shè)有徑向燃料氣中空通道，徑向燃料氣中空通道與中心環(huán)形燃料氣通道3連通；徑向燃料氣中空通道的壁面上開有燃料氣噴射直孔10 ;中心錐體I下游段的內(nèi)部設(shè)有燃油環(huán)形直通道11，且在中心錐體I下游段的壁面上沿軸向至少布置兩排燃油噴射孔12，燃油環(huán)形直通道11與所述的中心燃油通道4和燃油噴射孔相連通。進(jìn)入氣流通道的燃料氣和燃油，同內(nèi)外兩層的旋流空氣發(fā)生劇烈的摻混作用，燃油達(dá)到適合的液滴大小和分布，到達(dá)噴嘴出口時，兩種燃料均可達(dá)到適合的燃料分布和匹配的速度分布。
[0018]本實用新型的技術(shù)方案中，所述的燃油環(huán)形直通道的徑向高度優(yōu)選為0.1?1.5mm。所述的燃油噴射孔的直徑優(yōu)選為0.1?0.5mm。每排燃油噴射孔在周向應(yīng)均勾分布，且相鄰兩排燃油噴射孔的軸向間距為燃油噴射孔直徑的2?10倍。燃油噴射孔的開孔方向與中心錐體的中心線夾角為O?45度。
[0019]本實用新型的技術(shù)方案中，燃料氣噴射直孔的直徑為0.1?1_。內(nèi)層空氣旋流裝置采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)，葉片沿內(nèi)層空氣通道均勻布置，旋流角度為O?5度，葉片個數(shù)在6?8之間。外層空氣旋流裝置采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)，葉片沿外層空氣通道均勻布置，旋流角度為5?45度，葉片個數(shù)同內(nèi)層空氣旋流裝置相同。
[0020]本實用新型的工作原理如下:
[0021]燃料氣通過環(huán)形燃料氣通道3進(jìn)入噴嘴，經(jīng)過中心錐體I壁面的燃料氣孔進(jìn)入內(nèi)、外層空氣旋流裝置的葉片中空通道，通過葉片壁面開設(shè)的燃料氣噴射直孔10噴入雙層氣流通道2中。燃油通過中心燃油通道4進(jìn)入噴嘴，一部分燃油經(jīng)中心錐體下游內(nèi)部開設(shè)的燃油環(huán)形直通道11噴入氣流通道；另一部分燃油經(jīng)中心體下游壁面上的燃油噴射孔12噴入氣流通道?？諝夥謨杉夁M(jìn)入噴嘴，外層空氣經(jīng)過外層氣流通道6的外層空氣旋流裝置8同噴入的燃料氣進(jìn)行摻混并形成強(qiáng)旋流；內(nèi)層空氣經(jīng)過內(nèi)層氣流通道5的內(nèi)層空氣旋流裝置7同噴入的燃料氣進(jìn)行摻混并形成弱旋流。兩層空氣在中間隔板9后匯合，并同燃油環(huán)形直通道11和燃油噴射孔12噴出的燃油進(jìn)行霧化和摻混，形成匹配燃料氣和燃油兩種燃料的噴嘴出口速度分布和燃料空氣摻混效果，保證燃燒的穩(wěn)定性和良好的出口溫度分布。
【主權(quán)項】
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，該噴嘴包括中心錐體(I)和雙層氣流通道(2)，該雙層氣流通道分為內(nèi)層氣流通道(5)和外層氣流通道￠);中心錐體(I)內(nèi)部布置有環(huán)形燃料氣通道(3)和中心燃油通道(4)，內(nèi)層氣流通道(5)和外層氣流通道(6)分別布置有內(nèi)層空氣旋流裝置(7)和外層空氣旋流裝置(8)，內(nèi)、外層空氣旋流裝置位于同一軸向位置，且每個葉片的前端設(shè)有徑向燃料氣中空通道，徑向燃料氣中空通道與中心環(huán)形燃料氣通道(3)連通；徑向燃料氣中空通道的壁面上開有燃料氣噴射直孔(10)，其特征在于:中心錐體⑴下游段的內(nèi)部設(shè)有燃油環(huán)形直通道(11)，且在中心錐體⑴下游段的壁面上沿軸向至少布置兩排燃油噴射孔(12)，燃油環(huán)形直通道(11)與所述的中心燃油通道(4)和燃油噴射孔相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，其特征在于:燃油環(huán)形直通道(11)的徑向高度為0.1?1.5mm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，其特征在于:所述的燃油噴射孔的直徑為0.1?0.5mm。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，其特征在于:每排燃油噴射孔在周向均勻分布，且相鄰兩排燃油噴射孔的軸向間距為燃油噴射孔(12)直徑的2?10倍。
5.如權(quán)利要求1任一權(quán)利要求所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，其特征在于:燃油噴射孔(12)開孔方向與中心錐體的中心線夾角為O?45度。
6.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，其特征在于:燃料氣噴射直孔(10)的直徑為0.1?Imm0
7.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，其特征在于:內(nèi)層空氣旋流裝置(7)采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)，葉片沿內(nèi)層空氣通道(5)均勻布置，旋流角度為O?5度，葉片個數(shù)在6?8之間。
8.如權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，其特征在于:夕卜層空氣旋流裝置(8)采用軸向葉片式結(jié)構(gòu)，葉片沿外層空氣通道(6)均勻布置，旋流角度為5?45度，葉片個數(shù)同內(nèi)層空氣旋流裝置(7)相同。
【專利摘要】一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中心體供油雙燃料噴嘴，涉及使用雙燃料的燃燒室噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計。該雙燃料噴嘴包括中心錐體和雙層氣流通道；中心錐體內(nèi)部布置有環(huán)形燃料氣通道和中心燃油通道，內(nèi)層氣流通道和外層氣流通道分別布置有內(nèi)層空氣旋流裝置和外層空氣旋流裝置，并在中心錐體下游段的內(nèi)部設(shè)有燃油環(huán)形直通道，且在中心錐體下游段的壁面上沿軸向至少布置兩排燃油噴射孔，燃油環(huán)形直通道與中心燃油通道和燃油噴射孔相連通。該技術(shù)方案通過調(diào)節(jié)燃油噴射孔孔徑、燃油環(huán)形直通道徑向高度以及燃油噴射孔與中心錐體中心軸線的夾角等參數(shù)，能滿足不同負(fù)荷條件下對燃料種類和燃料分布的要求，實現(xiàn)雙燃料供應(yīng)，保證了穩(wěn)定的燃燒場和良好的出口溫度分布。
【IPC分類】F23R3-14, F23R3-28
【公開號】CN204513458
【申請?zhí)枴緾N201520095352
【發(fā)明人】張龍, 張珊珊, 查筱晨, 劉小龍
【申請人】北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年2月10日