一种燃气轮机及其喷嘴的制作方法

本申请涉及喷嘴，具体为一种燃气轮机及其喷嘴。

背景技术：

1、燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质带动涡轮高速旋转，将燃料热能转换为机械功的热力发动机。目前，随着环保意识的不断增加，污染物排放指标是否合格已成为燃气轮机进入市场的准入条件。为了降低氮氧化物(nox)等污染物的排放，现有主流的燃气轮机多采用贫油燃烧技术。而贫油燃烧是指混合气中燃料低于正常化学当量比下进行的清洁燃烧技术,其可以有效降低氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳的排放量。由于贫油燃烧中混合气燃料含量较低，因此贫油燃烧的火焰对流动的扰动极其敏感，燃气轮机启动或者处于低工况时，往往难以点火并进行稳定燃烧。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种燃气轮机及其喷嘴，以解决现有技术中燃气轮机贫油预混燃烧，燃烧不稳定的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、第一方面，本申请提出一种喷嘴，该喷嘴包括端盖；设置于所述端盖的第一燃料喷杆，所述第一燃料喷杆内包括第一流道和第二流道，所述第一燃料喷杆的末端设置有多个第一喷孔，各个第一喷孔均与所述第一流道相连通；设置于所述端盖的多个第二燃料喷杆，各个第二燃料喷杆绕所述第一燃料喷杆均匀分布，每个第二燃料喷杆上均设置有多个第二喷孔，各个第二燃料喷杆的长度小于所述第一燃料喷杆的长度；设置于所述端盖的第一进料管，所述第一进料管与所述第一流道相连通，且所述第一进料管与各个第二燃料喷杆相连通。

4、作为本申请实施例中一个实施方式，所述第一燃料喷杆内还包括第三流道，所述第一燃料喷杆的末端还设置有多个第三喷孔，各个第三喷孔均与所述第三流道相连通；所述端盖上还设置有第二进料管，所述第二进料管与所述第三流道相连通。

5、作为本申请实施例中一个实施方式，每个第三喷孔的轴心线与所述第一燃料喷杆轴心线所形成的夹角范围为大于等于20°，小于等于60°。

6、作为本申请实施例中一个实施方式，还包括：设置于所述端盖的多个第三燃料喷杆，各个第三燃料喷杆绕所述第一燃料喷杆均匀分布，各个第三燃料喷杆的长度均小于所述第一燃料喷杆的长度；每个第三燃料喷杆上均设置有多个第四喷孔；各个第四喷孔绕对应第三燃料喷杆的轴心线均匀分布；设置于所述端盖的第三进料管，所述第三进料管与各个第三燃料喷杆相连通。

7、作为本申请实施例中一个实施方式，沿所述第一燃料喷杆的径向，各个第三燃料喷杆距离所述第一燃料喷杆的距离大于各个第二燃料喷杆距离所述第一燃料喷杆的距离。

8、作为本申请实施例中一个实施方式，所述第一燃料喷杆的末端还包括旋流扇叶，所述旋流扇叶用于使所述第二流道中的空气形成旋流。

9、作为本申请实施例中一个实施方式，每个第二喷孔的轴心线与所述第一燃料喷杆的轴心线垂直；每个第四喷孔的轴心线与所述第一燃料喷杆的轴心线垂直。

10、作为本申请实施例中一个实施方式，所述第一燃料喷杆包括由外而内依次套接的第一燃料管、第二燃料管和第三燃料管；所述第一流道形成于所述第三燃料管内；所述第二流道形成于所述第二燃料管和所述第三燃料管之间；所述第三流道形成于所述第一燃料管和所述第二燃料管之间。

11、作为本申请实施例中一个实施方式，所述第一燃料管包括进气缺口，所述进气缺口用于供燃烧室内部的空气进入所述第二流道。

12、第二方面，本申请提出一种燃气轮机，包括如第一方面中任意一项所述的喷嘴。

13、与现有技术相比，本申请的有益效果是：

14、通过第一燃料喷杆和第二燃料喷杆的设置，从第一燃料喷杆喷出的燃料进行扩散燃烧，从第二燃料喷杆喷出的燃料进行预混燃烧，在整个燃烧过程中，流动的空气只能够对扩散燃烧的火焰造成扰动，而无法对预混燃烧的火焰造成扰动，进而可以有效的避免燃气轮机启动或者处于低工况时，点火困难或者燃烧不稳定的现象发生。

技术特征：

1.一种喷嘴，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述第一燃料喷杆(4)内还包括第三流道(44)，所述第一燃料喷杆(4)的末端还设置有多个第三喷孔(48)，各个第三喷孔(48)均与所述第三流道(44)相连通；所述端盖(1)上还设置有第二进料管(6)，所述第二进料管(6)与所述第三流道(44)相连通。

3.根据权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，每个第三喷孔(48)的轴心线与所述第一燃料喷杆(4)轴心线所形成的夹角范围为大于等于20°，小于等于60°。

4.根据权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的喷嘴，其特征在于，沿所述第一燃料喷杆(4)的径向，各个第三燃料喷杆(2)距离所述第一燃料喷杆(4)的距离大于各个第二燃料喷杆(3)距离所述第一燃料喷杆(4)的距离。

6.根据权利要求4所述的喷嘴，其特征在于，所述第一燃料喷杆(4)的末端还包括旋流扇叶(8)，所述旋流扇叶(8)用于使所述第二流道(45)中的空气形成旋流。

7.根据权利要求4所述的喷嘴，其特征在于，每个第二喷孔(31)的轴心线与所述第一燃料喷杆(4)的轴心线垂直；每个第四喷孔(21)的轴心线与所述第一燃料喷杆(4)的轴心线垂直。

8.根据权利要求4所述的喷嘴，其特征在于，所述第一燃料喷杆(4)包括由外而内依次套接的第一燃料管(41)、第二燃料管(42)和第三燃料管(43)；所述第一流道(46)形成于所述第三燃料管(43)内；所述第二流道(45)形成于所述第二燃料管(42)和所述第三燃料管(43)之间；所述第三流道(44)形成于所述第一燃料管(41)和所述第二燃料管(42)之间。

9.根据权利要求8所述的喷嘴，其特征在于，所述第一燃料管(41)包括进气缺口(47)，所述进气缺口(47)用于供燃烧室(9)内部的空气进入所述第二流道(45)。

10.一种燃气轮机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的喷嘴。

技术总结本申请公开了一种燃气轮机及其喷嘴，涉及喷嘴技术领域。该喷嘴包括端盖；设置于所述端盖的第一燃料喷杆，所述第一燃料喷杆内包括第一流道和第二流道，所述第一燃料喷杆的末端设置有多个第一喷孔，各个第一喷孔均与所述第一流道相连通；设置于所述端盖的多个第二燃料喷杆，各个第二燃料喷杆绕所述第一燃料喷杆均匀分布。本申请通过第一燃料喷杆和第二燃料喷杆的设置，从第一燃料喷杆喷出的燃料进行扩散燃烧，从第二燃料喷杆喷出的燃料进行预混燃烧，在整个燃烧过程中，流动的空气只能够对扩散燃烧的火焰造成扰动，而无法对预混燃烧的火焰造成扰动，进而可以有效的避免燃气轮机启动或者处于低工况时，点火困难或者燃烧不稳定的现象发生。技术研发人员：牟影,李明,李小萌,蒋佳华受保护的技术使用者：中国航发燃气轮机有限公司技术研发日：20230907技术公布日：2024/4/24