一种可引射流体的大角度扩张段燃烧器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃烧装置领域，特别是涉及一种可引射流体的大角度扩张段燃烧器。
【背景技术】
[0002]燃气轮机由于单机体积小和输出功率大等特点，广泛应用于电力、航空、石油化工等行业。由于能源危机和环境恶化，急需发展高效清洁燃烧室，要求燃烧室具有点火可靠、燃烧稳定、效率高及低排放等特性。当前我国环境污染问题十分严重，发展燃气轮机清洁燃烧技术十分迫切。燃气轮机厂商已经开发了多种清洁燃烧技术，如贫预混燃烧技术、稀相预混预蒸发技术、贫油直喷技术以及催化燃烧技术等，这些技术虽然可以有效降低污染物的排放，但都面临燃烧不稳定的问题。如美国通用公司开发的一种用于液体燃料燃烧的径向分级燃烧技术，可以有效降低一氧化氮排放。但是，由于主火焰稳定在剪切层的低速边沿，剪切层低速区域附近会产生周期性的涡脱落，在稳定点附近易产生振荡，在非设计工况运行时易发生燃烧不稳定现象。
[0003]与燃气轮机燃烧器类似，其它各类工业燃烧器也面临着稳定燃烧与降低污染物排放的矛盾。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明的目的在于提供一种可引射流体的大角度扩张段燃烧器，能够稳定燃烧并降低污染物排放。
[0006](二)技术方案
[0007]根据本发明的第一方面，提供一种可引射流体的大角度扩张段燃烧器，包括:
[0008]燃烧器扩张段，用于进行稳定燃烧；
[0009]引射喷嘴，其设于所述燃烧器的入口，用于引射燃烧器出口附近的流体；
[0010]火焰稳定性监测装置，其位于燃烧器扩张段附近，用于监测火焰的稳定性；
[0011]控制器，用于基于火焰稳定性监测装置监测到的火焰的稳定性，发出控制信号；以及
[0012]驱动器，用于基于控制器发出的控制信号驱动引射喷嘴上下运动。
[0013]优选地，所述燃烧器扩张段的内壁上设有多个扩张段吸孔，所述燃烧器还包括多根引流管，所述多根引流管的引流管入口与所述多个扩张段吸孔连通，所述多根引流管的引流管出口开设于所述燃烧器的入口的腔体的壁上。
[0014]优选地，当引射喷嘴运动到上限的位置时，引射喷嘴的出口外边缘与燃烧器的入口的腔体内壁接触，此时引流体量为零;当引射喷嘴运动到下限的位置时，引射喷嘴的出口截面与引流管出口上边缘处于同一水平面，此时弓I流体量最大。
[0015]优选地，引流管数量为1-100个。
[0016]优选地，引流管直径为0.1mm-10mm。
[0017]优选地，扩张段吸孔形状为圆形、三角形、正方形、长方形、多边形中的至少之一。
[0018]优选地，当扩张段吸孔形状为圆形时，扩张段吸孔直径为0.lmm-lOmm;当扩张段吸孔形状为三角形、正方形、长方形、多边形中的至少之一时，扩张段吸孔边长为0.lmm-lOmm。
[0019]优选地，引射喷嘴的进口流体是空气、燃气、空气与燃气混合物、空气与燃油混合物、空气与煤粉混合物之一。
[0020]优选地，所述燃烧器扩张段扩张角度为30度至170度。
[0021]优选地，所述驱动器包括:
[0022]螺杆，用于带动引射喷嘴的上下运动；以及
[0023]步进电机，用于基于控制器发出的控制信号驱动螺杆。
[0024](三)有益效果
[0025]本发明的有益效果是:
[0026](1)本发明通过引射燃烧器扩张段附近的流体可以形成回流区，可以使流体吸附在扩张段表面上、抑制大扩张角度扩张段上的流动分离、防止火焰被吹熄，增强燃烧稳定性、减小燃烧室轴向尺寸；
[0027](2)本发明通过引射燃烧器出口流体可以预热参与燃烧的反应物，提高燃烧效率；
[0028](3)本发明通过引射燃烧器出口流体可以使未充分燃烧的物质再次参与燃烧，提高燃烧效率；
[0029](4)本发明通过引射燃烧器出口流体可以稀释参与燃烧的反应物，降低燃烧污染物排放；
[0030](5)本发明通过监测燃烧状态，在单片机控制下自动调整引射流体量，可以实现对燃烧的自动调控。
【附图说明】
[0031]图1为根据本发明实施例的一种可引射流体的大角度扩张段燃烧器的结构示意图。
[0032]图2为图1所示燃烧器的三维轮廓图(内部结构不可视)。
[0033]图3为图1所示燃烧器的三维结构图(内部结构可视)。
[0034]图4为图1所示燃烧器的流体流动示意图。
[0035]图5为图1所示燃烧器无法引射流体的示意图。
[0036]图6为图1所示燃烧器引射最大量流体示意图。
[0037]附图标号说明
[0038]1-扩张段;2-引流管;3-引射喷嘴;4-反应物入口 ；5_扩张段吸孔;6-引流管入口 ；7_引射喷嘴出口； 8-引流管出口； 9-法兰安装孔；10-火焰稳定性监测装置；11-控制器；12-步进电机;13-螺杆。
【具体实施方式】
[0039]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。在本发明的附图中，相同的标号表示相同的部件。
[0040]在根据本发明的可引射流体的大角度扩张段燃烧器中，利用参与燃烧反应的流体引射燃烧器扩张段附近的流体，在控控制器(例如单片机)控制下，根据燃烧状态自动控制引射气体量，可以使流体吸附在扩张段表面上、抑制大扩张角度扩张段上的流动分离、预热燃烧反应物、促进燃烧区流体掺混、改善燃烧状态、增强燃烧稳定性、缩短火焰长度，达到拓宽燃烧器稳定运行范围、提高燃烧效率、减小燃烧器尺寸和降低污染物排放的效果。在提高燃烧效率和降低污染物排放的同时，增强燃烧稳定性。
[0041]图1为根据本发明实施例的一种可引射流体的大角度扩张段燃烧器的结构示意图。
[0042]图2为图1所示燃烧器的三维轮廓图(内部结构不可视)。
[0043]图3为图1所示燃烧器的三维结构图(内部结构可视)。
[0044]图4为图1所示燃烧器的流体流动示意图。
[0045]图5为图1所示燃烧器无法引射流体的示意图。
[0046]图6为图1所示燃烧器引射最大量流体示意图。
[0047]如图1-6所示，根据本发明的一个实施例的一种可引射流体的大角度扩张段燃烧器，包括:
[0048]燃烧器扩张段1，用于进行稳定燃烧；
[0049]引射喷嘴3，其设于所述燃烧器的入口，用于引射燃烧器出口附近的流体；
[0050]火焰稳定性监测装置10，其位于燃烧器扩张段1附近，用于监测火焰的稳定性；
[0051]控制器11，用于基于火焰稳定性监测装置10监测到的火焰的稳定性，发出控制信号；以及
[0052]驱动器12、13，用于基于控制器11发出的控制信号驱动引射喷嘴3上下运动。
[0053]优选地，所述燃烧器扩张段1的内壁上设有多个扩张段吸孔5，所述燃烧器还包括多根引流管2，所述多根引流管2的引流管入口 6与所述多个扩张段吸孔5连通，所述多根引流管2的引流管出口 8开设于所述燃烧器的入口的腔体的壁上。
[0054]优选地，如图5所示，当引射喷嘴3运动到上限的位置时，引射喷嘴3的出口7外边缘与燃烧器的入口的腔体内壁接触，此时引流体量为零。优选地，如图6所示，当引射喷嘴运动至IJ下限的位置时，引射喷嘴3的出口 7截面与引流管出口 8上边缘处于同一水平面，此时引流体量最大。
[0055]优选地，引流管2数量为1 -100个。优选地，引流管2直径为0.1mm- 10mm。
[0056]优选地，扩张段吸孔5形状为圆形、三角形、正方形、长方形、多边形中的至少之一。优选地，当扩张段吸孔5形状为圆形时，扩张段吸孔5直径为0.lmm-lOmm;当扩张段吸孔5形状为三角形、正方形、长方形、多边形中的至少之一时，扩张段吸孔5边长为0.lmm-lOmm。
[0057 ]优选地，引射