一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置的制作方法

本实用新型属于燃气轮机燃烧室领域，具体涉及一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置。

背景技术：

随着国家对能源和环境污染等问题的密切关注，燃气轮机发电因其启动快、环境污染小、能源利用率高等优点逐渐引起了人们的广泛关注。相对火力发电而言，燃气轮机发电以天然气为燃料，对环境的污染力度更小。这一点不仅满足国家对清洁能源的利用，还满足环境污染等相关政策。燃气轮机发电具有极强的适配性，能配合电网调峰，使用范围广泛。随着燃气轮机发电在电力领域应用的普适性，对燃气轮机发电设备的要求也逐渐提高。

燃气轮机设备包括：压气机、燃烧室和涡轮。燃烧室被称为燃气轮机的“心脏”，是其必不可少的部件之一，在这里燃料中的化学能通过燃烧化学反应转变为热能，形成高温的燃烧产物，以此推动涡轮做功。

因燃烧室中温度较高，会产生大量热力型nox对环境造成污染。一般为增加燃料和空气的混合均匀性，燃烧室入口会使用旋流器来达到此目的。但旋流会使预混气体在燃烧室入口段和火焰筒凸台处产生高温回流区，回流区积聚大量热量，导致热力型nox的排放量增加。尤其火焰筒凸台处产生的角回流区是整个燃烧室中温度最高的区域，也是热力型nox生成量最多的地方，对环境和人体造成危害。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置。

本实用新型提供了一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置，具有这样的特征，包括：机匣；火焰筒，设置在机匣中，与机匣形成环形腔体；燃料通道，包括设置在机匣上的燃料喷嘴以及与燃料喷嘴连接的输入管道，用于输入燃料；值班燃料通道，一端与输入管道连接，另一端位于火焰筒的头部中间位置；两条燃料入口通道，一端与输入管道连接，另一端位于火焰筒的头部，并设置在值班燃料通道的两侧；径向旋流器，沿周向设置在燃料入口通道的出口处；轴向旋流器，沿环向设置在值班燃料通道的外侧；凸台，位于火焰筒的入口突扩结构末端；多孔柱体，纵向固定在凸台上；以及扩压通道，设置在机匣的头部，用于通入高速气流，其中，火焰筒的壁面上还设有掺混孔，多孔柱体的侧壁面和上下表面均设有多个空心孔隙，该空心孔隙用于避免气流流经时发生回流，从而避免凸台处形成高温回流区，同时用于改变流经气流的方向。在本实用新型提供的分散凸台处高温回流区的燃烧室装置中，还可以具有这样的特征：其中，径向旋流器的叶片角度大于等于60°。

在本实用新型提供的分散凸台处高温回流区的燃烧室装置中，还可以具有这样的特征：其中，多孔柱体的材料为高温合金材料或陶瓷材料。

在本实用新型提供的分散凸台处高温回流区的燃烧室装置中，还可以具有这样的特征：其中，多孔柱体的数量和大小根据凸台处产生的角回流区的大小进行调整。

在本实用新型提供的分散凸台处高温回流区的燃烧室装置中，还可以具有这样的特征：其中，多孔柱体上空心孔隙的数量根据凸台处需要固定的多孔柱体的大小进行调整。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型所涉及的一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置，因为在火焰筒的入口突扩结构末端的凸台上固定设置有多孔柱体，且多孔柱体的侧壁面和上下表面均设有多个空心孔隙，所以，能够利用气流流经多孔柱体的空心孔隙时不会产生回流且不会形成高温回流区的优点，来避免火焰筒的凸台处过多热量的积聚，降低凸台处的局部高温，以此减少凸台处热力型nox的生成；同时能够利用气流流经空心孔隙时气流方向的改变，将火焰筒凸台处产生的热量引流至火焰筒下游，增加火焰筒下游的火焰稳定性，避免火焰筒中灭火情况的发生；因为从扩压通道中出来的高速气流一部分将以冷却气体的形式进入火焰筒与机匣形成的环形腔体，冷却气体再从火焰筒壁面上的掺混孔中进入火焰筒，从而有效降低火焰筒的壁面温度，能够防止火焰筒壁面烧蚀。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例中多孔柱体的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例中主燃区的组成示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本实用新型作具体阐述。

图1是本实用新型的实施例中一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置的结构示意图。

如图1所示，本实施例的一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置100，具有机匣1、火焰筒2、燃料通道3、值班燃料通道4、燃料入口通道5、径向旋流器6、轴向旋流器7、凸台8、多孔柱体9以及扩压通道10。

机匣1。

火焰筒2设置在机匣1中，与机匣1形成环形腔体。

火焰筒2的壁面设有掺混孔21。

燃料通道3具体由机匣1上的燃料喷嘴31以及与燃料喷嘴31连接的输入管道32组成，用于输入燃料。

值班燃料通道4一端与输入管道32连接，另一端位于火焰筒2头部的中间位置。

两条燃料入口通道5的一端与输入管道32连接，另一端位于火焰筒2的头部，并设置在值班燃料通道4的两侧。

径向旋流器6沿周向设置在燃料入口通道5的出口处。

径向旋流器6的叶片角度大于等于60°。

轴向旋流器7沿环向设置在值班燃料通道4的外侧，用于稳定燃烧。

凸台8位于在火焰筒2的入口突扩结构末端。

多孔柱体9纵向固定在凸台8处。

多孔柱体9的材料为高温合金材料或陶瓷材料。

多孔柱体9的数量和大小根据凸台8处产生的角回流区的大小进行调整。

图2是本实用新型的实施例中多孔柱体的结构示意图。

如图2所示，多孔柱体9的侧壁面和上下表面均设有多个空心孔隙，该空心孔隙用于避免气流流经时发生回流，从而避免凸台8处形成高温回流区，同时用于改变流经气流的方向。

多孔柱体9上空心孔隙的数量根据凸台8处需要固定的多孔柱体9的大小进行调整。

扩压通道10设置在机匣1的头部，用于通入高速气流。

本实施例的一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置100的工作原理如下：

高速气流通过扩压通道10进入燃烧室内，一部分高速气流以冷却气体的形式进入机匣1和火焰筒2形成的环形腔体中，冷却气体再通过掺混孔21逐渐进入火焰筒2内，从而降低火焰筒2的壁面温度，防止火焰筒2壁面烧蚀；另一部分高速气流在径向旋流器6的作用下进入火焰筒2中，为火焰筒2内燃烧需要的预混气提供气体。

燃料通过燃料喷嘴31进入，一部分以值班燃料的形式通过值班燃料通道4进入火焰筒2，在火焰筒2的主燃区22入口处形成稳定的点火源，防止火焰筒2内熄火；另一部分在径向旋流器6的作用下经燃料入口通道5进入火焰筒2，为火焰筒2内燃烧需要的预混气提供燃料。

进入火焰筒2的高速气流和燃料在径向旋流器6的作用下混合为预混气，预混气在火焰筒2中发生化学燃烧反应，预混气在火焰筒2中经旋流燃烧形成主燃区22，径向旋流器6可以加快预混气在主燃区22入口处边界层的流动速度，避免发生回火；轴向旋流器7可以促进燃烧室入口处点火源的形成，稳定燃烧，不易熄火。

图3是本实用新型的实施例中主燃区的组成示意图。

如图3所示，主燃区22在径向旋流器6、轴向旋流器7和凸台8的作用下，主要分为角回流区221和中心回流区222两部分，其中角回流区221范围较小，是主燃区22中温度最高的区域，此处热力型nox的生成速率最大。

本实施例中，通过在凸台8处固定多孔柱体9，利用气流流经多孔柱体9侧壁面和上下表面空心孔隙时不产生回流、不会形成高温回流区的优点，避免凸台8处过多热量的积聚，降低该区域的局部温度，以此减少该区域内热力型nox的生成。

同时利用气流流经多孔柱体9侧壁面和上下表面的空心孔隙时流动方向的变化，将凸台8处积聚的热量引流至火焰筒2下游壁面处，来保持稳定燃烧，防止灭火。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的一种分散凸台处高温回流区的燃烧室装置，因为在火焰筒的入口突扩结构末端的凸台上固定设置有多孔柱体，且多孔柱体的侧壁面和上下表面均设有多个空心孔隙，所以，能够利用气流流经多孔柱体的空心孔隙时不会产生回流且不会形成高温回流区的优点，来避免火焰筒的凸台处过多热量的积聚，降低凸台处的局部高温，以此减少凸台处热力型nox的生成；同时能够利用气流流经空心孔隙时气流方向的改变，将火焰筒凸台处产生的热量引流至火焰筒下游，增加火焰筒下游的火焰稳定性，避免火焰筒中灭火情况的发生；因为从扩压通道中出来的高速气流一部分将以冷却气体的形式进入火焰筒与机匣形成的环形腔体，冷却气体再从火焰筒壁面上的掺混孔中进入火焰筒，从而有效降低火焰筒的壁面温度，能够防止火焰筒壁面烧蚀。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

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