一种采用气动主级分级的低污染燃烧室

摘要

一种采用气动主级分级的低污染燃烧室，由分流式扩压器、燃烧室外机匣、燃烧室内机匣、燃油喷嘴杆、火焰筒头部、火焰筒外壁和火焰筒内壁组成。火焰筒头部主要由预燃级、主燃级、隔离段、头部挡溅盘和头部端壁组成。预燃级利用由预燃级旋流器组件进入燃烧室的旋流空气产生的低速回流区稳定火焰。主燃级燃油在主燃级分级点前状态在主燃级内环通道的气流作用下雾化；在主燃级分级点后状态打在在主燃级内环的内侧，在主燃级内环通道和主燃级外环通道的气流的作用下形成预膜蒸发模式。使主燃级分级点前状态主级空气燃油预混气在主燃区内能够得到充足的停留时间，主燃级分级点后状态主级空气燃油预混气大部分不进入低速回流区稳定火焰，保证燃烧室各个工作状态下的充分燃烧和污染排放量的降低。

主权项

一种采用气动主级分级的低污染燃烧室，其特征在于：所述燃烧室为单环腔结构，采用分级燃烧方式，所述燃烧室由分流式扩压器(1)、燃烧室外机匣(2)、燃烧室内机匣(4)、燃油喷嘴杆(6)、火焰筒头部(7)、火焰筒外壁(3)和火焰筒内壁(5)组成；所述火焰筒头部(7)由火焰筒头部主要由预燃级(10)、主燃级(9)、隔离段(13)、头部挡溅盘(12)和头部端壁(11)组成；燃烧用气量全部由预燃级(10)和主燃级(9)供入；所述预燃级(10)采用旋流稳定的扩散火焰燃烧组织方式，所述预燃级(10)包括预燃级旋流器组件(24)和预燃级喷嘴(38)；由预燃级旋流器组件(24)进入的旋流空气产生的低速回流区稳定火焰(23)，预燃级旋流器组件(24)与隔离段(13)螺纹连接，预燃级喷嘴(38)位于预燃级旋流器组件(24)内，并与预燃级旋流器组件(24)同轴；所述主燃级(9)采用气动分级的径向喷射供油的预混预蒸发燃烧组织方式，主燃级(9)包括燃油喷嘴分配环(36)、主燃级供油堵环(37)、主燃级内旋流器(39)、主燃级外旋流器(40)、主燃级外环(42)和主燃级内环(43)；主燃级供油堵环(37)与燃油喷嘴分配环(36)内壁焊接连接，形成了主级供油通道(33)，燃油喷嘴分配环(36)环面上开有一排径向的主燃级喷嘴(35)，主燃级喷嘴(35)与主燃级供油通道(33)相连，主燃级内旋流器(39)焊接在燃油喷嘴分配环(36)外侧，主燃级内环(43)焊接在主燃级内旋流器(39)外侧，主燃级内环(43)与燃油喷嘴分配环(36)之间形成了主燃级内环通道(46)，主燃级外旋流器(40)焊接在主燃级内环(43)外侧，主燃级外环(42)焊接在主燃级外旋流器(40)外侧，主燃级外环(42)与主燃级内环(43)之间形成主燃级外环通道(48)，主燃级外环(42)与燃油喷嘴分配环(36)之间形成预混预蒸发环管(47)，主燃级外环(42)上开有主燃级外环切向进气槽(41)，燃油喷嘴分配环(36)与隔离段(13)通过螺纹连接，使得主燃级(9)与预燃级(10)相互连接；主燃级(9)所需的燃油由主燃级喷嘴(35)喷出后，主燃级分级点前状态时首先在主燃级内环通道(46)的气流作用下雾化形成主燃级分级点前状态油气混合气(26)，然后流入预混预蒸发环管(47)中蒸发，并与空气进一步掺混，在预混预蒸发环管(47)的出口处形成均匀的油气混合气进入火焰筒外壁(3)和火焰筒内壁(5)内部，在预燃级(10)的低速回流区稳定火焰(23)的引燃下进行燃烧形成主燃级分级点前状态主燃级火焰(25)，大部分与低速回流区稳定火焰(23)混合，使主燃级分级点前状态油气混合气(26)能够得到充足的停留时间，从而达到提高主燃级分级点前状态的燃烧效率，降低主燃级分级点前状态的污染排放量的目的；在主燃级分级点后状态除了一部分燃油在主燃级内环通道(46)形成油气混合气外，大部分燃油打在主燃级内环(43)的内侧，在主燃级内环通道(46)和主燃级外环通道(48)的气流的作用下形成预膜蒸发模式，在预混预蒸发环管(47)中蒸发，并与空气进一步掺混，在预混预蒸发环管(47)的出口处形成均匀的主燃级分级点后状态油气混合气(29)进入火焰筒外壁(3)和火焰筒内壁(5)内部，在预燃级(10)的低速回流区稳定火焰(23)的引燃下进行燃烧形成主燃级分级点后状态主燃级火焰(22)，大部分不进入低速回流区稳定火焰(23)，从而保证主燃级分级点后状态油气混合气(29)尽快通过主燃区从而达到降低污染排放，特别是NOx排放的目的；燃油喷嘴杆(6)内部开有主燃级油路(30)和预燃级油路(31)，燃油喷嘴杆(6)与燃油喷嘴分配环(36)焊接，主燃级油路(30)和预燃级油路(31)分别与燃油喷嘴分配环(36)内部的主燃级供油通道(33)和预燃级供油通道(34)相通，相主燃级喷嘴(35)和预燃级喷嘴(38)供油，预燃级喷嘴(38)通过螺纹连接在燃油喷嘴分配环(36)上，燃油喷嘴杆(6)与燃烧室外机匣(2)相连。头部挡溅盘(12)和头部端壁(11)焊接，头部端壁(11)与火焰筒外壁(3)和火焰筒内壁(5)通过螺栓连接，头部端壁(11)与主燃级外环(42)通过径向和轴向定位连接。