一種多噴口噴嘴及設(shè)有該噴嘴的燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及動(dòng)力裝備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多噴口噴嘴及設(shè)有該噴嘴的燃?xì)廨啓C(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著能源緊缺及全世界對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的重視，各國(guó)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室提出更高的要求，不僅要求燃燒室能夠燃用更多種類的燃料，同時(shí)要求污染物的排放更低和燃燒效率更高。除了天然氣，要求燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室能夠燃用一些低品質(zhì)的氣態(tài)燃料，這些低品質(zhì)的氣態(tài)燃料主要是由煤化工制造的合成氣；此外，要求燃?xì)廨啓C(jī)在50%及以上負(fù)荷區(qū)間，燃燒室排放能維持在較低水平，同時(shí)保持較高的燃燒效率。
[0003]合成氣的熱值較低且沃泊指數(shù)較低，此外，具有基于摩爾分?jǐn)?shù)較大的氫氣含量；由于氫氣具有燃燒速度快的特性，即特征化學(xué)時(shí)間非常短，使得合成氣具有較高的燃料反應(yīng)性。合成氣由于沃泊指數(shù)低和燃料反應(yīng)性高，采用預(yù)混燃燒模式時(shí)容易產(chǎn)生自燃、回火問(wèn)題，導(dǎo)致預(yù)混裝置燒蝕損壞，因此難以采用常規(guī)的預(yù)混DLN燃燒系統(tǒng)，已知的合成氣燃燒系統(tǒng)一般采用基于擴(kuò)散燃燒模式的燃燒器，避免預(yù)混燃燒帶來(lái)的自燃、回火風(fēng)險(xiǎn)。擴(kuò)散燃燒模式的火焰溫度峰值較高，這將大大增加NOx的排放，雖然采用向燃燒區(qū)噴射稀釋劑的方法降低峰值溫度，但降低NOx的效果是有限的，且隨著對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)NOx排放的規(guī)定越來(lái)越嚴(yán)格，這種采用擴(kuò)散燃燒模式同時(shí)向燃燒區(qū)噴射稀釋劑的方法難以滿足更低的NOx排放指標(biāo)，同時(shí)系統(tǒng)和設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行成本較高。
[0004]在專利CN101424406A中，采用了一種預(yù)混燃燒模式的DLN燃燒器，將合成氣分成單獨(dú)的兩級(jí)，每一級(jí)燃料的沃泊指數(shù)和燃料反應(yīng)性進(jìn)行人為調(diào)整，調(diào)整到一定范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)值，該預(yù)設(shè)值確保合成氣燃料不會(huì)在預(yù)混裝置內(nèi)發(fā)生自燃回火。上述方法仍然存在自燃回火的風(fēng)險(xiǎn)，由于合成氣在沃泊指數(shù)和燃料反應(yīng)性調(diào)整中不可能調(diào)整的完全均勻，有可能存在沃泊指數(shù)和燃料反應(yīng)性較高的區(qū)域，在預(yù)混裝置中存在自燃、回火的風(fēng)險(xiǎn)；此外，對(duì)合成氣進(jìn)行分級(jí)并對(duì)兩級(jí)燃料進(jìn)行沃泊指數(shù)和燃料反應(yīng)性的人為調(diào)整，增加了系統(tǒng)操作的復(fù)雜性和設(shè)備的復(fù)雜性。
[0005]因此，針對(duì)以上不足，需要一種能夠可靠地燃燒合成氣、污染排放低、燃燒效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修更換容易的多噴口噴嘴及設(shè)有該噴嘴的燃?xì)廨啓C(jī)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)噴嘴燃燒合成氣時(shí)污染物排放超標(biāo)，且存在回火的風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]( 二)技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種多噴口噴嘴，包括噴嘴本體，在所述噴嘴本體內(nèi)設(shè)置有多組環(huán)狀的第一助燃空氣通道，多組所述第一助燃空氣通道沿所述噴嘴本體的徑向分布，每一組所述第一助燃空氣通道的一個(gè)端面上設(shè)置有多個(gè)第一助燃空氣噴口，在相鄰的兩組第一助燃空氣通道之間設(shè)置有呈環(huán)狀分布的燃料通道，所述燃料通道的截面形狀為扇環(huán)形。
[0010]其中，在同一環(huán)徑上相鄰兩個(gè)燃料通道之間還設(shè)置有第二助燃空氣通道。
[0011]其中，所述噴嘴本體的中部設(shè)置有冷卻氣通道，所述冷卻通道與所述第一助燃空氣通道同軸。
[0012]其中，所述冷卻氣通道的一個(gè)端面上設(shè)置有多個(gè)冷卻孔。
[0013]其中，所述冷卻孔均勻分布。
[0014]其中，所述冷卻孔的截面形狀為圓形。
[0015]其中，所述噴嘴本體上遠(yuǎn)離所述第一助燃空氣噴口的一端設(shè)置有燃料進(jìn)氣管，所述燃料進(jìn)氣管與所述燃料通道連通。
[0016]其中，所述第一助燃空氣噴口為斜孔，且所述斜孔沿所述噴嘴本體的切線方向噴氣。
[0017]其中，所述第二助燃空氣通道的截面形狀為矩形、圓形或橢圓形。
[0018]本實(shí)用新型還提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)，包括有上述任一項(xiàng)所述的多噴口噴嘴。
[0019](三)有益效果
[0020]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型提供的多噴口噴嘴，包括環(huán)狀的第一助燃空氣通道和截面形狀為扇環(huán)形并呈環(huán)狀分布的燃料通道，其中第一助燃空氣和燃料通道在噴嘴本體內(nèi)沿噴嘴本體的徑向方向上交替設(shè)置，這樣合成氣燃料從若干周向分布的扇形的燃料通道噴射出來(lái)，空氣從燃料噴射通道周圍的若干空氣第一助燃空氣噴口，形成旋流，每股合成氣射流的周圍均被空氣旋流包圍，增大了燃料與空氣的接觸面積，改善了燃料與空氣的摻混效果，能夠降低燃燒區(qū)的火焰最高溫度，進(jìn)而減少NOx的生成量；并且該多噴口噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，并且不受燃燒室其他部件的限制，沒(méi)有匹配等問(wèn)題，適用性更好。
【附圖說(shuō)明】
[0021]本實(shí)用新型上述和/或附加方面的優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例噴嘴的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例噴嘴的后視圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例噴嘴的三維示意圖。
[0025]其中，圖1和圖3中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
[0026]1、噴嘴本體，11、第一助燃空氣通道，111、第一助燃空氣噴口，12、燃料通道，121、燃料噴口，13、第二助燃空氣通道，131、第二助燃空氣噴口，14、冷卻氣通道，141、冷卻孔，15、燃料進(jìn)氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0028]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)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(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上
[0029]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0030]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種多噴口噴嘴，包括噴嘴本體1，在所述噴嘴本體I內(nèi)設(shè)置有多組環(huán)狀的第一助燃空氣通道11，多組所述第一助燃空氣通道11沿所述噴嘴本體I的徑向分布，每一組所述第一助燃空氣通道11的一個(gè)端面上設(shè)置有多個(gè)第一助燃空氣噴口 111，在相鄰的兩組第一助燃空氣通道11之間設(shè)置有呈環(huán)狀分布的燃料通道12，所述燃料通道12的截面形狀為扇環(huán)形。本實(shí)用新型提供的多噴口噴嘴，包括環(huán)狀的第一助燃空氣通道11和截面形狀為扇環(huán)形并呈環(huán)狀分布的燃料通道12，其中第一助燃空氣和燃料通道12在噴嘴本體I內(nèi)沿噴嘴本體I的徑向方向上交替設(shè)置，這樣合成氣燃料從若干周向分布的扇形的燃料通道12噴射出來(lái)，空氣從燃料噴射通道周圍的若干空氣第一助燃空氣噴口 111，形成旋流，每股合成氣射流的周圍均被空氣旋流包圍，增大了燃料與空氣的接觸面積，改善了燃料與空氣的摻混效果，能夠降低燃燒區(qū)的火焰最高溫度，進(jìn)而減少NOx的生成量；并且該多噴口噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容