燃料喷射系统及其调试方法与流程

本技术涉及燃料燃烧，具体而言，是涉及一种燃料喷射系统及其调试方法。

背景技术：

1、当前，新一轮科技变革正在孕育兴起，燃料燃烧低碳化、电气化、数字化和智能化技术将会得到深度融合，其中，提高燃料燃烧效率和燃烧污染物的排放问题是燃料燃烧面临的最严峻挑战，而燃料喷射系统与燃料燃烧效率和燃烧污染物的排放有着密不可分的关系。若可燃射流在燃烧室内形成的温度场分布不均匀，存在局部高温区和低温区，容易促使碳氧化物、氮氧化物和其他有机污染物的形成，造成严重的环境污染问题。

2、目前，多种适用于高效低污染物排放的喷射技术已被广泛采用，如大速差射流技术、偏置射流技术和反吹射流技术等。为了进一步提高燃料燃烧效率，降低污染物排放，提高燃料燃烧稳定性，有必要对燃料的喷射系统及其调试方法进行进一步优化。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种燃料喷射系统及其调试方法，旨在解决现有技术中燃料燃烧效率及燃烧稳定性亟待优化的技术问题。

2、为达此目的，本技术采用的技术方案是：

3、提供一种燃料喷射系统，包括燃烧室和位于所述燃烧室外并固定连接在所述燃烧室的喷射端面上的下述部件：喷料件，其喷料口与所述燃烧室连通以向所述燃烧室内喷入燃料；旋流风组件，其旋流风喷口与所述燃烧室连通以向所述燃烧室内喷入一次风旋转射流；所述旋流风喷口呈环状并环设于所述喷料口的外周，所述旋流风喷口、所述喷料口均与所述燃烧室的所述喷射端面基本齐平；直流风组件，包括用于向所述燃烧室内喷入二次风直流射流的二次风管，所述二次风管具有位于所述燃烧室内且具有相对的第一端和第二端的延伸段，所述延伸段的所述第一端与所述燃烧室的所述喷射端面连接，所述延伸段的所述第二端布设于所述旋流风喷口的周边，所述延伸段由所述第一端向所述燃烧室内部并朝向所述旋流风喷口的圆心处倾斜延伸至所述第二端。

4、进一步地，所述燃烧室内于所述喷料口处形成可燃物射流，所述可燃物射流的中心线沿第一方向延伸；所述一次风旋转射流具有沿所述第一方向延伸的第一轴向射流分量和沿第二方向延伸的第一径向射流分量，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述二次风直流射流具有沿所述第一方向延伸的第二轴向射流分量和沿第三方向延伸的第二径向射流分量，所述第三方向与所述第二方向相反；所述第一径向射流分量与所述第二径向射流分量相互作用形成剪切射流；所述剪切射流、所述第一轴向射流分量及所述第二轴向射流分量相互作用以使所述可燃物射流成为螺旋状，并在燃料点火的情况下使得所述燃烧室于所述喷料口附近形成对应螺旋状的旋转火焰。

5、进一步地，所述旋转火焰的旋转轴线沿与所述第一方向相垂直的方向延伸。

6、进一步地，所述旋转火焰具有沿其旋转轴线的延伸方向延伸的长度方向，所述旋转火焰在所述长度方向上具有邻近所述喷料口的中间部和分别位于所述中间部的两侧的两个边缘部，所述旋转火焰的所述中间部的径向尺寸大于两个所述边缘部的径向尺寸。

7、进一步地，所述燃烧室大致呈圆柱状，其喷射端面为位于所述燃烧室的一端的圆形端面；所述喷料件的所述喷料口呈圆形，所述旋流风组件包括一次风管和旋流发生件，所述旋流风喷口位于所述一次风管的一端且呈圆形，所述一次风管套设在所述喷料管的外周且通过所述旋流风喷口与所述燃烧室连通；所述燃烧室的所述喷射端面、所述喷料口以及所述旋流风喷口大致为同心圆；所述一次风管与所述喷料管之间形成环形通道，所述旋流发生件位于所述环形通道内且用于使流经所述环形通道的一次风形成为所述一次风旋转射流。

8、进一步地，所述燃烧室的内直径尺寸为280mm～320mm，所述喷料口的内直径尺寸为85mm～95mm，所述喷料口的外直径尺寸为95mm～105mm，所述旋流风喷口的内直径尺寸为145mm～155mm，所述旋流风喷口的外直径尺寸为155mm～165mm，所述一次风的流量为5m3/h～12m3/h；所述可燃物射流为可燃气体射流，通过所述喷料口的可燃气体的流量为0.08m3/h～0.12m3/h。

9、进一步地，所述燃烧室的内直径尺寸为300mm，所述喷料口的内直径尺寸为90mm，所述喷料口的外直径尺寸为100mm，所述旋流风喷口的内直径尺寸为150mm，所述旋流风喷口的外直径尺寸为160mm，所述一次风的流量为7.6m3/h；通过所述喷料口的可燃气体的流量为0.1m3/h。

10、进一步地，所述二次风管的数量为四个，所述燃烧室的所述喷射端面上形成有四个安装通孔，四个所述安装通孔分别供四个所述二次风管一一对应伸入所述燃烧室内；四个所述安装通孔彼此间隔且等间距地围设在所述旋流风喷口的外周，四个所述安装通孔的中心点与所述旋流风喷口的圆心间的距离均相等。

11、进一步地，四个所述安装通孔布置在所述燃烧室的所述喷射端面的周向边缘；四个所述二次风管于所述燃烧室内的外端面均与所述喷射端面相平行。

12、进一步地，四个所述二次风管的内直径尺寸、各自对应的延伸段的长度和倾斜角，以及内部的二次风的流量值均一致。

13、进一步地，所述二次风管的内直径尺寸为6mm～15mm，所述安装通孔至所述旋流风喷口的圆心处的距离为143mm～145mm，所述二次风管的所述延伸段的长度投影在所述第一方向上的高度值为12mm～18mm；所述二次风管的延伸段的中心线与所述第一方向的夹角为0°～90°，所述二次风的流量为3m3/h～6m3/h。

14、进一步地，所述二次风管的内直径尺寸为10mm，所述安装通孔至所述旋流风喷口的圆心处的距离为143mm～145mm，所述二次风管的所述延伸段的长度投影在所述第一方向上的高度值为15mm；所述二次风管的延伸段的中心线与所述第一方向的夹角为60°，所述二次风的流量为4.6m3/h。

15、进一步地，所述旋流发生件为环状的旋流叶片，所述旋流叶片套设在所述喷料管上且二者间隙配合。

16、进一步地，所述旋流叶片的内直径尺寸为95mm～105mm，所述旋流叶片的外直径尺寸为155mm～165mm，所述旋流叶片的角度为45°～60°，所述旋流叶片与所述燃烧室的所述喷射端面之间的距离为50mm～150mm。

17、进一步地，所述旋流叶片的内直径尺寸为100mm，所述旋流叶片的外直径尺寸为150mm，所述旋流叶片的角度为60°，所述旋流叶片与所述燃烧室的所述喷射端面之间的距离为100mm。

18、本技术提供的燃料喷射系统的有益效果在于：与现有技术对比，本技术提出的一种燃料喷射系统，包括燃烧室和位于燃烧室外并固定连接在燃烧室的喷射端面上的喷料件、旋流风组件以及直流风组件；通过将旋流风组件的旋流风喷口、喷料件的喷料口均与燃烧室的喷射端面基本齐平设置，且二次风管由燃烧室的喷射端面伸入燃烧室内，并布设于旋流风喷口的周边，使得一次风旋转射流和二次风直流射流在喷射处存在高度差，同时，二次风管如此布置可以使得一次风旋转射流和二次风直流射流具有在径向方向相反的射流分量，结合上述的高度差设置，使得燃烧室的入口附近形成剪切射流，轴向的射流分量与剪切射流相互作用即可形成快速旋流，以在燃烧室的入口附近形成回流区，卷吸火焰周围未燃尽燃料，从而显著提升燃料的燃烧稳定性和燃烧效率。

19、本技术第二方面提供一种燃料喷射系统调试方法，基于上述任一种燃料喷射系统且在其可燃物射流点火的情况下，包括：s1.调整所述二次风管的延伸段的倾斜角，观察所述燃烧室中火焰的稳定性；s2.在所述燃烧室中火焰趋于稳定的情况下，调整所述二次风管的内直径尺寸，观察所述燃烧室中火焰的燃烧剧烈程度；s3.在所述燃烧室中火焰燃烧趋于剧烈的情况下，调整用于形成所述一次风旋转射流的一次风的流量，观察所述燃烧室中火焰的大小变化趋势；s4.在所述燃烧室中火焰变大或不变的情况下，调整所述二次风管内的二次风的流量，观察所述燃烧室中火焰的形状；s5.在所述燃烧室中火焰形成所述旋转火焰的情况下，停止调试。

20、进一步地，在s1与s2之间，所述方法还包括：在所述燃烧室中火焰趋于抖动的情况下，返回s1；在s2与s3之间，所述方法还包括：在所述燃烧室中火焰燃烧趋于平缓的情况下，返回s2；在s3与s4之间，所述方法还包括：在所述燃烧室中火焰变小的情况下，返回s3；在s4与s5之间，所述方法还包括：在所述燃烧室中火焰未形成所述旋转火焰的情况下，返回s4。

21、本技术提供的燃料喷射系统调试方法的有益效果在于：与现有技术对比，本技术提出的一种燃料喷射系统调试方法，能够基于上述的燃料喷射系统，通过对相关参数经过逐步调整，在燃烧室的入口附近调试出旋转火焰；该旋转火焰可用以卷吸更多下游未完全燃烧的燃料，进而强化燃烧，使得燃烧更加稳定，燃料在旋转火焰的作用下充分燃烧，燃烧效率更高。

22、有关本技术的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。