一种易于起动的干低排放燃烧器及供燃料方法与流程

本申请属于航空发动机，特别涉及一种易于起动的干低排放燃烧器及供燃料方法。

背景技术：

1、干低排放技术是相对喷水/蒸汽技术而言的，低排放燃烧技术(干低排放燃烧技术是根据热力nox的泽尔多维奇生成原理，通过将主燃烧区的火焰温度约束在1670-1900k这样一个狭窄的范围来实现nox的控制)在工业燃气轮机上具有广阔的应用前景，在降低污染物排放方面具有良好的性能，是燃气轮机领域满足国内国际相关环保法规的主要技术手段。该项技术已经成为国产燃气轮机进入市场、参与国际竞争的主要门槛。研发具有自主知识产权的干式低排放燃烧技术，对于打破国外垄断，推动我国燃气轮机产业发展具有重要意义；

2、现有分级贫预混干低排放燃烧器实现燃料与空气均匀混合,有效的控制贫预混燃烧带来的回火及热声振荡问题。但是干低排放燃烧器与整机联调时起动困难,起动边界窄。

3、1)将干低排放燃烧器移植到整机上，由不同数量的单管燃烧室组成，整机起动时各个单管燃烧室不同步造成起动失败。

4、2)起动阶段预燃级工作，而主燃级大量冷空气包围在燃气表面，造成燃烧器点火困难，进而影响整机起动。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种易于起动的干低排放燃烧器，包括：

2、机匣，形成具有空气来流的空气流道；

3、火焰筒，安装于所述空气流道内，其进口朝向空气来流方向；

4、文氏管，其出口端与火焰筒进口端连接，其进口端与空气流道连通；

5、预混管，安装在所述文氏管内，其进口端与空气流道连通；预混管与文氏管之间形成主燃级燃料通道，所述主燃级燃料通道安装有主燃级旋流器，主燃级旋流器的上游具有主燃级燃料喷嘴；

6、内管，安装在所述预混管内，内管与预混管之间形成预燃预混级燃料通道，所述预燃预混级燃料通道安装有预燃级旋流器，预燃级旋流器的上游具有预燃预混级燃料喷嘴；内管出口处安装有预燃扩散级喷嘴，预燃扩散级喷嘴位于预混管出口的上游；

7、点火器，点火器的发火端置于预燃扩散级喷嘴与预混管出口之间的预混管内，用于点燃预燃扩散级喷嘴喷出的燃料，实现燃烧器起动。

8、优选的是，预燃扩散级喷嘴处还具有用于值班常燃的值班燃料喷嘴。

9、优选的是，主燃级燃料喷嘴与预燃扩散级喷嘴分别具有单独的供燃料管，预燃预混级燃料喷嘴与值班燃料喷嘴具有相同的供燃料管。

10、优选的是，预燃扩散级喷嘴处还具有清吹空气孔，清吹空气孔入口连通空气流道，向预燃扩散级喷嘴下游吹出空气。

11、优选的是，文氏管与预混管的出口位于同一轴向位置，预混管的进口位于文氏管进口的上游。

12、优选的是，预燃预混级燃料喷嘴位于预混管进口处，预燃级旋流器位于预燃扩散级喷嘴位置处。

13、优选的是，预燃扩散级喷嘴、值班燃料喷嘴、清吹空气孔集成在同一喷杆上，预燃扩散级喷嘴包括周向分布在喷杆端面的多个喷孔，值班燃料喷嘴包括设置在喷杆端面的一个喷孔，清吹空气孔包括设置在预燃扩散级喷嘴与值班燃料喷嘴之间的多个气孔。

14、优选的是，预燃扩散级喷嘴喷孔轴向具有径向向外倾斜。

15、一种易于起动的干低排放燃烧器供燃料方法，所述的易于起动的干低排放燃烧器，从起动点火到慢车：向预燃扩散级喷嘴供燃料，点火器点火；

16、从慢车到第一工况：向主燃级燃料喷嘴供燃料，并调整预燃扩散级喷嘴与主燃级燃料喷嘴供燃料量比例；

17、从第一工况到第二工况：停止预燃扩散级喷嘴的供燃料，保持主燃级燃料喷嘴供燃料，开始向预燃预混级燃料喷嘴供燃料。

18、优选的是，在预燃扩散级喷嘴位置处设置与预燃预混级燃料喷嘴具有相同供燃料管路的值班燃料喷嘴。

19、本申请的优点包括：1燃料分区分级供应，单独控制，互不干扰；2兼顾小状态燃烧稳定性以及大功率状态下的排放指标，在一定程度上扩大了能达到低排放要求的工况范围；3燃料与空气在预混室内充分混合，有效降低燃烧室污染物排放。预混室出口文氏管收敛段有效控制回火的产生；4点火器布置在主燃级空气通道上游，扩散级喷嘴喷射出的燃料与空气混合后被迅速点燃，避免大量主燃级空气包裹在可燃混气外围，造成起动困难。

技术特征：

1.一种易于起动的干低排放燃烧器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的易于起动的干低排放燃烧器，其特征在于，预燃扩散级喷嘴(5)处还具有用于值班常燃的值班燃料喷嘴(7)。

3.如权利要求2所述的易于起动的干低排放燃烧器，其特征在于，其中，主燃级燃料喷嘴(1)与预燃扩散级喷嘴(5)分别具有单独的供燃料管，预燃预混级燃料喷嘴(11)与值班燃料喷嘴(7)具有相同的供燃料管。

4.如权利要求2所述的易于起动的干低排放燃烧器，其特征在于，其中，预燃扩散级喷嘴(5)处还具有清吹空气孔(6)，清吹空气孔(6)入口连通空气流道，向预燃扩散级喷嘴(5)下游吹出空气。

5.如权利要求2所述的易于起动的干低排放燃烧器，其特征在于，文氏管(8)与预混管(14)的出口位于同一轴向位置，预混管(14)的进口位于文氏管(8)进口的上游。

6.如权利要求2所述的易于起动的干低排放燃烧器，其特征在于，预燃预混级燃料喷嘴(11)位于预混管(14)进口处，预燃级旋流器(9)位于预燃扩散级喷嘴(5)位置处。

7.如权利要求4所述的易于起动的干低排放燃烧器，其特征在于，预燃扩散级喷嘴(5)、值班燃料喷嘴(7)、清吹空气孔(6)集成在同一喷杆上，预燃扩散级喷嘴(5)包括周向分布在喷杆端面的多个喷孔，值班燃料喷嘴(7)包括设置在喷杆端面的一个喷孔，清吹空气孔(6)包括设置在预燃扩散级喷嘴(5)与值班燃料喷嘴(7)之间的多个气孔。

8.如权利要求2所述的易于起动的干低排放燃烧器，其特征在于，预燃扩散级喷嘴(5)喷孔轴向具有径向向外倾斜。

9.一种易于起动的干低排放燃烧器供燃料方法，采用权利要求1-8任意一项所述的易于起动的干低排放燃烧器，其特征在于，

10.一种易于起动的干低排放燃烧器供燃料方法，其特征在于，在预燃扩散级喷嘴(5)位置处设置与预燃预混级燃料喷嘴(11)具有相同供燃料管路的值班燃料喷嘴(7)。

技术总结本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种易于起动的干低排放燃烧器及供燃料方法，包括：火焰筒，安装于机匣内；文氏管，其出口端与火焰筒进口端连接，其进口端与空气流道连通；预混管，安装在所述文氏管内，其进口端与空气流道连通；安装有主燃级旋流器与主燃级燃料喷嘴；内管，安装在所述预混管内，安装有预燃级旋流器与预燃预混级燃料喷嘴；内管出口处安装有预燃扩散级喷嘴，预燃扩散级喷嘴位于预混管出口的上游；点火器的发火端置于预燃扩散级喷嘴与预混管出口之间的预混管内，实现燃烧器便捷起动。技术研发人员：贾春燕,朱涛受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所技术研发日：技术公布日：2024/3/31