一種適用于燃?xì)廨啓C(jī)低污染燃燒室的低旋流多噴嘴燃燒器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種適用于燃?xì)廨啓C(jī)低污染燃燒室的低旋流多噴嘴燃燒器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室廣泛采用旋流穩(wěn)定燃燒技術(shù)。傳統(tǒng)的高旋流燃燒器利用旋流產(chǎn)生的回流區(qū)加快高溫燃燒產(chǎn)物與新鮮反應(yīng)物的混合，從而穩(wěn)定火焰。但是存在高溫反應(yīng)物在燃燒室內(nèi)的滯留時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致NOx排放較高的問題。低旋流燃燒指的是以較低的旋流數(shù)(旋流數(shù)一般在0.4到0.55之間)維持火焰穩(wěn)定燃燒，與高旋流燃燒相比，低旋流流場(chǎng)不存在劇烈的回流區(qū)，流線在噴嘴出口處擴(kuò)張，導(dǎo)致氣流速度降低，火焰就穩(wěn)定在火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊扔诋?dāng)?shù)貧饬魉俣鹊奈恢?。?jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)專利W02012141982A1對(duì)應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的低旋流單噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01410073564.8，專利名稱:一種低旋流燃燒室噴嘴以和中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01410073523.9，專利名:一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室低旋流噴嘴闡述了應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)具有不同預(yù)混結(jié)構(gòu)的低旋流單噴嘴。
[0003]不過，在實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中通常采用噴嘴相互緊靠的環(huán)形或管形多噴嘴布置結(jié)構(gòu)。多噴嘴結(jié)構(gòu)既可以增加燃燒室的熱負(fù)荷及負(fù)荷調(diào)節(jié)比，又可以確保一個(gè)噴嘴熄火時(shí)，相鄰的噴嘴能夠?qū)⑺匦曼c(diǎn)燃，維持火焰穩(wěn)定。除此之外，多噴嘴燃燒系統(tǒng)可以降低燃燒室的磨損，延長(zhǎng)檢修間隔時(shí)間及減少運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，多噴嘴燃燒系統(tǒng)在抑制燃燒噪聲和熱聲耦合振蕩方面具有優(yōu)越的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)廨啓C(jī)預(yù)混低旋流多噴嘴燃燒器的布置結(jié)構(gòu)，該多噴嘴布置結(jié)構(gòu)能夠抑制燃燒噪聲和熱聲耦合振蕩，提高噴嘴工作的穩(wěn)定性及負(fù)荷調(diào)節(jié)比，并且降低污染物排放。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0006]一種適用于燃?xì)廨啓C(jī)低污染燃燒室的低旋流多噴嘴燃燒器結(jié)構(gòu)，所述多噴嘴燃燒器由七個(gè)相同結(jié)構(gòu)的低旋流噴嘴組成，包括外側(cè)低旋流噴嘴和中心低旋流噴嘴，所述六個(gè)外側(cè)噴嘴等距、周向均勻布置于中心低旋流噴嘴四周，所述低旋流噴嘴包括低旋流噴嘴外壁、低旋流噴嘴入口和低旋流噴嘴出口，所述低旋流噴嘴入口和低旋流噴嘴出口分別位于所述低旋流噴嘴外壁的兩端，所述低旋流噴嘴外壁和低旋流旋流器構(gòu)成了環(huán)形旋流流道和中心流道，所述環(huán)形旋流流道內(nèi)安裝有葉片式軸向旋流器，所述旋流器中心流道內(nèi)安裝開有小孔的多孔板，多孔板的作用在于調(diào)節(jié)通過中心流道和環(huán)形旋流流道預(yù)混氣的流量，同時(shí)在中心流道內(nèi)產(chǎn)生適當(dāng)強(qiáng)度的湍流，增加噴嘴出口處預(yù)混火焰的傳播速度，防止脫火，所述低旋流旋流器安裝在噴嘴出口上游h處的低旋流噴嘴外壁內(nèi)，為了提高火焰的穩(wěn)定性，所述噴嘴出口一端安裝有錐段穩(wěn)焰罩。
[0007]優(yōu)選的，所述的外側(cè)低旋流噴嘴和中心低旋流噴嘴的中心軸線相互平行，所述外側(cè)噴嘴和中心低旋流噴嘴的旋向一致，所述外側(cè)噴嘴的旋向相同。
[0008]優(yōu)選的，所述的外側(cè)低旋流噴嘴和中心低旋流噴嘴旋向相同。
[0009]優(yōu)選的，所述的中心低旋流噴嘴與外側(cè)低旋流噴嘴的間距L為1.5d-2.5d，其中d為低旋流噴嘴直徑。
[0010]優(yōu)選的，為了避免噴嘴出口處氣體高速射流引起的漩渦對(duì)燃燒的不利影響，所述的七個(gè)低旋流噴嘴伸入燃燒室一段距離H，所述H為0.5d-2do
[0011]優(yōu)選的，所述的多噴嘴燃燒器的直徑dl為5d_8d。
[0012]優(yōu)選的，所述的軸向旋流器由6-10片旋流葉片組成。
[0013]優(yōu)選的，所述的多孔板的阻塞比為35% -75%。
[0014]優(yōu)選的，所述的低旋流旋流器與噴嘴出口的距離h為ld-1.5d。
[0015]優(yōu)選的，所述的穩(wěn)焰罩的張角α的范圍為25° -45°，所述的穩(wěn)焰罩長(zhǎng)度Iitl的范圍為 0.4d-0.7d。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]由于采用了多噴嘴結(jié)構(gòu)，在相同熱負(fù)荷下相比于單噴嘴燃燒器，降低了通過噴嘴的氣流速度，這樣可以降低噴嘴與燃燒室的磨損。通過調(diào)節(jié)噴嘴之間的距離，控制噴嘴間的相互耦合干涉作用，達(dá)到抑制噪聲和熱聲振蕩的目的。
[0018]在實(shí)際運(yùn)行過程中，根據(jù)實(shí)際情況，可以通過打開和關(guān)閉噴嘴實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行和部分負(fù)荷運(yùn)行。具體的運(yùn)行模式為:滿負(fù)荷運(yùn)行(七個(gè)噴嘴全部工作)，四噴嘴運(yùn)行(l、2a、2c和2f開啟或l、2b、2d和2e開啟)、單噴嘴運(yùn)行(中心噴嘴I開啟)三種運(yùn)行模式。這樣在保證噴嘴氣流速度基本不變的情況下，通過選擇性開啟或關(guān)閉噴嘴實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)。提高了噴嘴的負(fù)荷調(diào)節(jié)比，拓寬了噴嘴的工作范圍。
[0019]由于相鄰噴嘴的相互作用，在相鄰噴嘴的唇口處存在次回流區(qū)，一部分反應(yīng)物在次回流區(qū)內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生局部高溫區(qū)，這個(gè)高溫區(qū)如同一個(gè)持續(xù)的熱源，提高了噴嘴火焰的燃燒穩(wěn)定。
[0020]由于噴嘴工作的貧預(yù)混狀態(tài)，工作的當(dāng)量比在0.6-0.8附近，此時(shí)火焰溫度較低，降低了熱力型NOx的生成。又由于噴嘴出口氣流的旋流強(qiáng)度較低，在噴嘴的下游回流區(qū)較弱，或基本不形成回流區(qū)，縮短了高溫反應(yīng)物在燃燒室內(nèi)的滯留時(shí)間，減小了 NOx的形成，降低燃燒污染物的排放。同時(shí)，多噴嘴的布置有利于改善燃燒室的出口溫度分布的均勻度。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中多噴嘴低旋流燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中多噴嘴低旋流燃燒器布置示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中單個(gè)低旋流噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中單個(gè)低旋流噴嘴剖視圖。
[0025]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中多噴嘴燃燒器中相鄰噴嘴流線分布圖。
[0026]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中多噴嘴燃燒器燃燒室布置示意圖，(a)是多噴嘴管形燃燒室布置，(b)是多噴嘴環(huán)管形燃燒室布置。
[0027]圖中:1-中心低旋流噴嘴；10-燃燒器頭部筒形壁面；2a/2b/2c/2d/2e/2f-外側(cè)低旋流噴嘴；3_低旋流噴嘴入口 ；4_低旋流噴嘴外壁；5_低旋流噴嘴出口 ；60_低旋流旋流器；62_軸向旋流器；63_多孔板；64_環(huán)形旋流流道；65_旋流器中心流道；7_燃燒器頭部端蓋；70_錐段穩(wěn)焰罩；8_懸浮預(yù)混火焰；90_次回流區(qū)；91_相鄰噴嘴出口流線。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
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