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、焦化企业在炼制焦炭过程中，会生产出大量的廉价副产品焦炉煤气。处理焦炉煤气的传统做法是直接排入大气或者燃放。随着环保要求的提高，部分企业采用燃气轮机以焦炉煤气为燃料进行发电。焦炉煤气的组成成分为氢气和甲烷，以及含有少量的一氧化碳、c2以上不饱和烃、二氧化碳、氮气、氧气等。其中，焦炉煤气中氢气和甲烷的总含量超过90％，而氢气和甲烷均属于燃烧速度较快的可燃性气体，在燃气轮机中，燃烧速度较快的燃料易产生回火而烧蚀喷嘴。若喷嘴因烧蚀而损坏，则容易造成焦炉煤气在燃气轮机全工况范围燃烧不稳定。

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，以解决现有技术中采用焦炉煤气作为燃料容易烧蚀燃气轮机喷嘴的技术问题。

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，该喷嘴包括喷头，所述喷头包括喷头本体，所述喷头本体的第一端形成有锥形斜面和喷头端面；所述喷头端面为平面或者凹面；所述锥形斜面设置有多个喷孔；每个喷孔轴心线与所述喷头本体轴心线的距离由喷头端面出发，沿第一方向逐渐增大；第一方向平行于所述喷头本体的轴心线，由所述喷头本体的第二端指向第一端。

4、作为本申请实施例中的另一种实施方式，各个喷孔绕所述喷头本体的轴心线均匀分布；每个喷孔的轴心线与所述喷头本体的轴心线所形成的夹角大于等于40°，小于等于50°。

5、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述喷头本体的轴心线与喷孔的轴心线为异面直线。

6、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述锥形斜面和/或所述喷头端面设置有耐高温涂层。

7、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述喷嘴还包括：

8、连接块，用于与燃气轮机的燃烧室外壳相连接；

9、出气管，第一端与连接块相连接，第二端与所述喷头的第二端相连接；

10、进气管，第一端与连接块相连接，且所述进气管与所述出气管相连通。

11、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述喷嘴还包括：

12、检修管，所述检修管的第一端与连接块相连接，所述检修管与所述出气管相连通，且所述检修管与所述进气管相连通；

13、封堵件，用于封堵所述检修管的第二端。

14、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述进气管中设置有过滤件。

15、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述过滤件包括：

16、过滤本体；

17、设置于所述过滤本体的至少一个第一过滤流道和至少一个第二过滤流道；第一过滤流道和第二过滤流道绕所述过滤本体的轴心线交替设置；每个第一过滤流道均由所述过滤本体的第一端向第二端延伸；每个第二过滤流道均由所述过滤本体的第二端向第一端延伸；各个第一过滤流道和各个第二过滤流道的长度小于所述过滤本体的长度；

18、相邻的第一过滤流道和第二过滤流道之间至少通过一个连通流道相连通，各个连通流道均设置于所述过滤本体。

19、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述过滤本体的第一端开设有第一过滤凹槽，所述过滤本体的第一端还开设有与第一过滤流道一一对应的第一缺口，所述第一过滤凹槽通过第一缺口与对应的第一过滤流道相连通。

20、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述过滤本体的第二端开设有第二过滤凹槽，所述过滤本体的第二端还开设有与第二过滤流道一一对应的第二缺口，所述第二过滤凹槽通过第二缺口与对应的第二过滤流道相连通。

21、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述第一过滤凹槽和所述第二过滤凹槽的规格一致，且所述第一过滤凹槽和所述第二过滤凹槽中均开设有内螺纹。

22、作为本申请实施例中的另一种实施方式，所述过滤本体的轴心线与每个连通流道轴心线所形成的夹角大于等于30°，小于等于90°。

23、作为本申请实施例中的另一种实施方式，每个连通流道的第一端用于与第一过滤流道相连通，第二端用于与第二过滤流道相连通；每个连通流道第一端中心点距离过滤本体第一端的距离大于该连通流道第二端中心点距离过滤本体第一端的距离。

24、作为本申请实施例中的另一种实施方式，各个喷孔的孔径小于等于4.0mm。

25、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。

26、作为本申请实施例中的另一种实施方式，出气管的轴心线与火焰筒的轴心线重合。

27、作为本申请实施例中的另一种实施方式，喷头本体的外侧形成有支撑环，所述支撑环用于与所述火焰筒形成沿所述火焰筒轴向上的抵触。

28、与现有技术相比，本申请的有益效果是：

29、本申请实施例能够使得喷出的燃料呈喇叭状分布，其能够改善燃料从喷孔喷出后燃烧所产生的温度分布场，避免了喷头所处的温度较高，而被高温烧蚀的现象发生。通过在喷头的第一端设置锥形斜面和喷头端面，实现了锥形斜面上的喷孔能够尽量的靠近喷头端面，也就是说，增加了喷头端面与燃烧高温区的轴向距离，进一步的避免喷头被烧蚀。本申请实施例中的喷头端面为平面或者凹面，进一步的增大喷头端面与燃烧高温区的距离，提升喷头抗烧蚀效果。本申请实施例的喷嘴结构较为简单，其能够承受较大的可燃气体供应压力，也就是说，其能够避免回火现象的产生，提升燃气轮机在使用焦炉煤气时的全工况稳定性。

技术特征：

1.一种喷嘴，包括喷头(140)，其特征在于，所述喷头(140)包括喷头本体(141)，所述喷头本体(141)的第一端形成有锥形斜面(142)和喷头端面(144)；所述喷头端面(144)为平面或者凹面；所述锥形斜面(142)设置有多个喷孔(143)；每个喷孔(143)轴心线与所述喷头本体(141)轴心线的距离由喷头端面(144)出发，沿第一方向逐渐增大；第一方向平行于所述喷头本体(141)的轴心线，由所述喷头本体(141)的第二端指向第一端。

2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，各个喷孔(143)绕所述喷头本体(141)的轴心线均匀分布；每个喷孔(143)的轴心线与所述喷头本体(141)的轴心线所形成的夹角大于等于40°，小于等于50°。

3.根据权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，所述喷头本体(141)的轴心线与喷孔(143)的轴心线为异面直线。

4.根据权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，所述锥形斜面(142)和/或所述喷头端面(144)设置有耐高温涂层。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴还包括：

6.根据权利要求5所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴还包括：

7.根据权利要求5所述的喷嘴，其特征在于，所述进气管(130)中设置有过滤件(170)。

8.一种燃气轮机，其特征在于，包括如权利要求1至7中任意一项所述的喷嘴。

9.根据权利要求8所述的燃气轮机，其特征在于，出气管(120)的轴心线与火焰筒(2)的轴心线重合。

10.根据权利要求9所述的燃气轮机，其特征在于，喷头本体(141)的外侧形成有支撑环(145)，所述支撑环(145)用于与所述火焰筒(2)形成沿所述火焰筒(2)轴向上的抵触。

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。该喷嘴包括喷头，所述喷头包括喷头本体，所述喷头本体的第一端形成有锥形斜面和喷头端面；所述喷头端面为平面或者凹面；所述锥形斜面设置有多个喷孔；每个喷孔轴心线与所述喷头本体轴心线的距离由喷头端面出发，沿第一方向逐渐增大；第一方向平行于所述喷头本体的轴心线，由所述喷头本体的第二端指向第一端。本申请能够使得喷出的燃料呈喇叭状分布，其能够改善燃料从喷孔喷出后燃烧所产生的温度分布场，避免了喷头所处的温度较高，而被高温烧蚀的现象发生。通过在喷头的第一端设置锥形斜面和喷头端面，实现了锥形斜面上的喷孔能够尽量的靠近喷头端面，进一步的避免喷头被烧蚀。

技术研发人员：李涛,杜晓东,于杰,宫浩严,李进,沈军,黄汉林,薛弘祥
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：
技术公布日：2024/1/15