燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及燃氣輪機技術領域，尤其涉及一種燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室。
【背景技術】
[0002]對于煤氣化合成氣、高爐煤氣、焦爐煤氣、化工馳放氣、城市煤氣等低熱值燃料而言，其成分復雜，體積熱值低，如果直接至火炬系統排放會造成較大污染。采用燃氣輪機燃燒為一條較優且環保的利用方法，可以靈活利用該類低熱值燃料氣，轉化為電能或者熱能。
[0003]通常對于燃氣輪機燃燒室而言，其燃燒低熱值燃料氣使用噴嘴為采用成熟燃料氣噴嘴進行改造，改造方式為調節燃料孔從而匹配燃料的體積流量。該種情況下，燃燒室適應燃料范圍較窄，通常允許華白數變化范圍為+/_5%，個別新型燃燒室通過對控制調節進行優化，華白數適應范圍為+/_10%。
[0004]如圖1所示，為現有技術中的傳統燃氣輪機燃燒室，包括:機匣1、端蓋2、頭部燃料噴嘴3、火焰筒4、導流襯套5和過渡段6，火焰筒4上前半段設置多排主燃孔42，后半段設置摻混孔47，在火焰筒壁上同樣還設置多排冷卻孔48。
[0005]該種燃燒室典型的工作原理為:通過噴嘴3進入燃料氣與一定比例的空氣，燃料氣與空氣通過旋流的方式進入燃燒室，具體旋流包括:軸向旋流器、徑向旋流器或者混合旋流器。火焰筒4前段開有若干混合孔，空氣沿徑向進入火焰筒4，與旋流進入的燃料氣及空氣進行摻混，完成燃燒過程。同時，多余的空氣通過火焰筒4后端的摻混孔47進入，一方面是保證火焰筒前端的空氣與燃料以恰當的配比進行燃燒，另外一方面也可以利用這一部分空氣對燃燒室的出口空氣剖面進行調節。
[0006]盡管如此，針對不同種類低熱值燃料氣，燃料噴嘴往往需要重新設計，除了熱值以夕卜，燃料中氫含量對于噴嘴的影響也是重新設計噴嘴的重要原因。
【實用新型內容】
[0007](一 )要解決的技術問題
[0008]本實用新型的目的是提供一種燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室，以達到較低的污染物排放水平，并且有更低的熱聲振蕩風險。
[0009]( 二 )技術方案
[0010]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室，包括機匣、設在所述機匣前端的端蓋、設在所述端蓋上的頭部燃料噴嘴、設在所述機匣內部的導流襯套、設在所述導流襯套中且前端與所述頭部燃料噴嘴連接的火焰筒以及與所述火焰筒的后端連接的過渡段；所述火焰筒上設有多排沿軸向分布的主燃孔，所述火焰筒在各排主燃孔之間設有低熱值燃料噴嘴。
[0011]優選地，所述火焰筒在同一軸向位置沿周向設有均勻分布的多個低熱值燃料噴嘴。
[0012]優選地，所述機匣的外側設有低熱值燃料環腔，所述低熱值燃料環腔分別與位于同一圓周上的多個低熱值燃料噴嘴的外端連接，用于為多個低熱值燃料噴嘴供給燃料。
[0013]優選地，所述低熱值燃料噴嘴為I?4排，所述低熱值燃料環腔的數量與所述低熱值燃料噴嘴的排數對應。
[0014]優選地，所述低熱值燃料噴嘴為燃料管，所述燃料管的內端設有燃料噴射孔，所述燃料噴射孔的中軸線垂直于所述火焰筒的側壁。
[0015]優選地，所述低熱值燃料噴嘴的燃料射流速度為100m/S?150m/s。
[0016]優選地，從所述頭部燃料噴嘴進入的燃料為天然氣，天然氣的最大流量帶的負荷滿足燃氣輪機基本負荷的5%?10%，從所述頭部燃料噴嘴進入的空氣量占燃燒室空氣量的?%?15%。
[0017]優選地，所述頭部燃料噴嘴的燃料流道以及空氣流道的旋流角范圍為10°?25。。
[0018]優選地，甩負荷時，直接遮斷低熱值燃料氣供應，調整中心天然氣流量，調節負荷時，通過調節低熱值燃料環腔的燃料供應來對低熱值燃料進行分級從而滿足不同負荷需求。
[0019]優選地，每排主燃孔沿周向均勻分布。
[0020](三)有益效果
[0021]本實用新型的燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室在火焰筒頭部建立一個傳統的天然氣旋流火焰，在下游將低熱值燃料氣在燃燒室不同軸向部位高速引入，進入中心旋流火焰燃燒，中心較長的弱旋流火焰用來點燃并維持低熱值燃料氣，因此低熱值燃料氣本身并不需要自身穩焰機制，貧熄火邊界可以得到拓寬，燃料特性也變得不敏感，因此，同一個燃燒室結構可以適應廣泛的低熱值燃料，無需針對每種燃料的華白數或者氫含量進行特殊的設計，這種燃燒概念能夠適用于多種不同范圍華白數要求、氫含量的低熱值燃料氣，同時，該燃燒室結構也能夠在燃燒前完成充分的摻混，形成分布式火焰，因而火焰筒內部火焰熱釋放均勻，達到較低的污染物排放水平，并且有更低的熱聲振蕩風險，本實用新型還提供了甩負荷以及負荷調節的方案，調整方案簡單易行，也更容易實現低污染物排放的效果。
【附圖說明】
[0022]圖1為現有技術中傳統燃氣輪機燃燒室的結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型實施例的燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室的結構示意圖；
[0024]圖3為本實用新型實施例的燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室的低熱值燃料噴嘴處的局部結構示意圖；
[0025]圖4為本實用新型實施例的燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室的低熱值燃料噴嘴的周向布置圖。
[0026]圖中，1:機匣；2:端蓋；3:頭部燃料噴嘴；4:火焰筒；5:導流襯套；6:過渡段；41:低熱值燃料噴嘴；42:主燃孔；43:低熱值燃料環腔；44:燃料管；45:燃料噴射孔；46:燃料總管；47:摻混孔，48:冷卻孔；49:主燃孔軸線。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。
[0028]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0029]如圖2-4所示，本實施例的燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室包括:機I匣、設在機匣I前端的端蓋2、設在端蓋2上的頭部燃料噴嘴3、設在機匣I內部的導流襯套5、設在導流襯套5中且前端與頭部燃料噴嘴3連接的火焰筒4以及與火焰