一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴的制作方法

本发明涉及的是一种喷嘴，具体地说是燃气轮机燃料喷嘴。

背景技术：

1、随着工业现代化及能源种类多元化的快速发展，燃气轮机在船舶推进、石油化工、火力发电、航空航天、分布式能源等领域得到了广泛应用。近年来，由于煤炭、石油等化石能源的大量开采，导致环境污染问题日趋严峻，催生了市场对低排放燃气轮机的需求。低排放燃气轮机多数使用气体燃料，由于气体燃料燃烧产物主要为水和二氧化碳，属于清洁燃料。燃烧室作为燃气轮机的三大部件之一，其性能也直接决定着整机的性能。通常低排放燃烧室设计通过降低主燃区温度来减少氮氧类污染物的生成，常用的方式有给主燃区注蒸汽或者增加空气流量来降低燃烧温度，但这导致了燃烧室低工况易熄火、变工况燃烧稳定性差、容易出现振荡燃烧和燃烧效率低等问题，严重影响了燃气轮机运行的可靠性、经济型和排放性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供解决燃气轮机低工况燃烧不稳定，高工况氮氧化物排放高等问题，拓宽燃气轮机安全高效环保运行范围的一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、本发明一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴，其特征是：包括喷嘴壳体、ⅰ级旋流器、ⅱ级旋流器、压紧件、ⅰ通道入口装置、ⅱ通道入口装置，喷嘴壳体里分别设置ⅰ通道和ⅱ通道，ⅰ通道的入口安装ⅰ通道入口装置，ⅰ通道的出口安装ⅰ级旋流器，ⅰ级旋流器的外部安装ⅱ级旋流器，ⅱ通道的入口安装ⅱ通道入口装置，ⅱ通道的出口通过导管连通ⅱ级旋流器，ⅰ级旋流器的出口为ⅰ通道预混气出口，ⅱ级旋流器的出口为ⅱ通道预混气出口，ⅰ通道预混气出口与ⅱ通道预混气出口通过安装压紧件隔开。

4、本发明还可以包括：

5、1、ⅰ通道入口装置里安装ⅰ节流孔板。

6、2、ⅱ通道入口装置里安装ⅱ节流孔板。

7、3、ⅰ级旋流器和ⅱ级旋流器之间设置冷却环，冷却环上设置冷气孔。

8、4、ⅰ级旋流器与压紧件形成拉法尔喷管通道。

9、5、ⅰ级旋流器采用塔式旋流器，ⅱ级旋流器采用径流式旋流器，二者装配不同结构参数的叶片。

10、本发明的优势在于：ⅰ级旋流器叶片采用了塔式旋流器结构，它兼有径流式旋流器与轴流式旋流器特性的优点，通过改变旋流器叶片安装角及倾角，可同时满足流量及旋流特性的要求。两个旋流器同时工作时，实现了喷嘴对气体燃料与空气的均匀掺混，保证了燃烧区温度均匀，并且旋流器结构在有限空间内，流入旋流器叶片的空气流量增加，可有效降低主燃区的燃烧温度，从而达到降低污染物排放的目的。

技术特征：

1.一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴，其特征是：包括喷嘴壳体、ⅰ级旋流器、ⅱ级旋流器、压紧件、ⅰ通道入口装置、ⅱ通道入口装置，喷嘴壳体里分别设置ⅰ通道和ⅱ通道，ⅰ通道的入口安装ⅰ通道入口装置，ⅰ通道的出口安装ⅰ级旋流器，ⅰ级旋流器的外部安装ⅱ级旋流器，ⅱ通道的入口安装ⅱ通道入口装置，ⅱ通道的出口通过导管连通ⅱ级旋流器，ⅰ级旋流器的出口为ⅰ通道预混气出口，ⅱ级旋流器的出口为ⅱ通道预混气出口，ⅰ通道预混气出口与ⅱ通道预混气出口通过安装压紧件隔开。

2.根据权利要求1所述的一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴，其特征是：ⅰ通道入口装置里安装ⅰ节流孔板。

3.根据权利要求1所述的一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴，其特征是：ⅱ通道入口装置里安装ⅱ节流孔板。

4.根据权利要求1所述的一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴，其特征是：ⅰ级旋流器和ⅱ级旋流器之间设置冷却环，冷却环上设置冷气孔。

5.根据权利要求1所述的一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴，其特征是：ⅰ级旋流器与压紧件形成拉法尔喷管通道。

6.根据权利要求1所述的一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴，其特征是：ⅰ级旋流器采用塔式旋流器，ⅱ级旋流器采用径流式旋流器，二者装配不同结构参数的叶片。

技术总结本发明的目的在于提供一种带有塔式旋流器的气体燃料低排放喷嘴，属于燃气轮机领域。本发明包括Ⅰ通道入口、Ⅱ通道入口、节流孔板、导管、Ⅰ级旋流器、Ⅱ级旋流器、喷嘴壳体、套圈、压紧件、冷却环。Ⅰ级旋流器为塔式旋流器，它通过改变旋流器叶片安装角及倾角，可同时满足流量及旋流特性的要求。Ⅱ级旋流器采用径流式旋流器，相比轴流式旋流器压力损失较小，可使旋流器预混空气在较大幅度内调整。气体燃料流经该喷嘴旋流器叶片孔与空气均匀且按比例掺混，可避免燃烧区产生局部高温，同时保证燃烧室可满足燃气轮机变工况、低排放的运行需求，具有重要应用价值。技术研发人员：张国强,冉军辉,曹天泽,李雅军,李名家,任艳平,齐秀龙,赵铁铮,王俊,刘世铮,武萍受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所技术研发日：技术公布日：2024/4/17