燃气轮机结构-燃烧室.docx

第三章燃气轮机
概述
燃烧室功用及重要性
,将燃料化学能转换为热能,加
热压气机压缩的空气,用于涡轮膨胀做功。
,燃机的性能、可靠性、寿命
皆与它有密切关系。
燃烧室的工作条件
①燃烧室在高温、大负荷下工作
②燃烧室在变工况下工作
③燃烧室在具有腐蚀性的环境下工作
④燃烧室内的燃烧过程是一个极其复杂的物理化学过程
⑤燃烧室中的燃烧在高速气流及贫油混合气情况下进行
(“空气分股”、“减速扩压”、“反向回流”)
(3)燃烧室的设计要求
不同工况下,燃烧室工作应稳定
燃烧要安全
燃烧室具有最小的流体阻力
燃烧室出口温度场应能满足涡轮的要求
在任何使用条件下,燃烧室都应该迅速、可靠地启动点火,且联焰性好
工作寿命长
燃烧室的尺寸和质量要小
排气污染应能满足国家标准要求
检视、装拆和维修应当方便


的结构概述
分管燃烧室

管形火焰筒的外围包有一个单独的壳体,构成一个分管,沿燃气轮机周围6-16
个这样的分管,各分管用传焰管连通,以传播火焰和均衡压力。
:
装拆、维修、检修方便
因各个分管的工质流量不大,调试容易,实验结果比较接近实际
情况
:
装拆、维修、检修方便
因各个分管的工质流量不大,调试容易,实验结果比较接近实际
情况

(2)环管燃烧室
1 .结构特点:
若干个火焰筒均匀排列安装在同一个壳体内,相邻火焰燃烧区
之间用传焰管连通。
:
适合与轴流式压气机配合,布局紧凑、尺寸小、刚性小;
气流转弯小,流体阻力小,热散失亦小;
调试比较容易,加工制造的工作量比分管小。
:
燃烧室出口温度场沿周向不够均匀;
燃烧室的流体损失较大;
耗费的材料、工时较多;
质量较重。
环形燃烧室
:
内、外壳体与环管燃烧室类似,但火焰筒却有很大差别。在内外壳
体之间的环形腔中,布置了一个呈环形的火焰筒,即火焰筒内外壁
构成环形主燃区。
:
回流环形燃烧室;
直流环形燃烧室:全环形燃烧室、带有单独头部的环形燃烧室。
:
环形火焰筒制造简单,长度短,质量轻;
与轴流式压气机、涡轮配合方便,压力损失最;
节约火焰筒冷却空气量约1/3;
空间利用率最高,联焰性好。
:
调试时需要大型气源;
火焰筒刚性差;
燃料分布不均匀,组织燃烧困难;
装拆维修困难。


(1)燃烧室基本构件的结构:
扩压器、燃烧室壳体、火焰筒、燃料喷嘴、点火装置
扩压器:
功用:降低从压气机流出的气流速度,以利于燃烧的组织。
分类:一级扩压器、二级扩压器、突然扩张式扩压器。
一级扩压器:压力均匀增加;总压损失小;流场均匀

二级扩压器:总损失不致很大,可缩短扩压器长度
突然扩张式扩压器: 长度很短,较少受到压气机出口流场的干
扰,总压损失偏大
(3)燃烧室壳体:
:
燃烧室壳体构成二股气流通道;在环管和环形燃烧室中,燃烧室壳体
由内外壳体组成,他们又是燃机的主要承力件。
:
燃烧室内套很多采用由钣料冲压焊接的加强肋予以加强。为减轻质量,
在加强肋的辐板上可沿周向开许多减轻孔,在孔口处翻边加强。
:
(a)搭接滚焊形式,用的比较普通;
(b)对接熔焊形式;
(c)搭接熔焊形式;它可以获得比滚焊更好的气密性;
(d)形式结构比较合理,因为焊缝远离安装边,可有效地减少焊接热影响
区对安装边造成的挠曲变形。
(4)火焰筒:
组成:涡流器、火焰筒筒体、燃气导管等组成。
涡流器:
①:功用:使高温燃气在火焰筒头部形成低速回流区,保证点火、
稳定燃烧和完全燃烧。
②:分类:无片式涡流器、叶片式涡流器(轴流式、径流式)。
叶片式涡流器
无片式涡流器利用喇叭形碗形、双锥形等非线性流体等产生低速回流区。
火焰筒筒体:
筒壁的冷却方式有气膜式(如下图)和散热片式(已淘汰)
(a)(b)为波形板气膜冷却结构;(c)为鱼鳞状缝隙膜冷却结构;(d)为双边冷却环;(e)为单边冷却环;(f)冷却环与缩腰小孔冷却气膜结构
传焰管:
在分管和连管燃烧室中应装有传焰管,用来传递燃烧区之间的火焰并均衡火焰筒间的压力
燃料喷嘴:
功用:将燃料雾化,加速混合气的形成,保证稳定燃烧和提高燃烧效
率。
2. 分类:离心喷嘴、气动喷嘴、蒸发喷嘴、甩油喷嘴。
3. 离心式喷嘴:
燃料以一定的压力切向进入内腔,如上图。在