一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室制造技术

一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室，包括由内至外依次设置的燃烧室、空气层和缸套层；其中，燃烧室的底端设置在灰渣收集器顶端的环形卡槽内，燃烧室的顶端由下至上依次设置有燃烧室进风口和燃料进口通道，燃烧室内设置有若干层孔状炉排；空气层的底端设置有空气层进风口，且空气层出风口与燃烧室进风口相连通；缸套层的两端通过轴承与空气层相连，在缸套层的侧壁上设置有缸套层进风口和缸套层出风口，在空气层外壁的周向上设置有风扇叶片；压气机的出风口分别与空气层进风口和缸套层进风口相连通；经燃烧室燃烧后的燃气经过燃气通道进入燃气轮机做功，同时燃气轮机带动同轴的压气机工作。本发明专利技术可广泛利用于秸秆等生物质能燃烧利用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室
本专利技术涉及一种燃气轮机燃烧室，具体涉及一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室。
技术介绍
在煤、石油、天然气等化石燃料日益稀缺的今天，燃料价格不断升高，新型能源已经成为能源领域的风向标，太阳能、地热能、氢能等新型能源已经投入大量研究，而其中生物质能作为21世纪新能源研究热点，它具有成本低的特点，但是类似于秸杆等生物质能在农村基本上都是直接焚烧，造成很严重的空气污染，而且白白浪费了一种潜在重要的能源供给。秸杆等生物质能在燃烧室中应用主要缺点在于结渣严重，易于堵塞燃烧室，影响了其在能源领域的进一步发展。 近年来，燃气轮机在航空、航海、军事方面应用逐渐广泛，它很能决定一个国家的国力，现在燃气轮机燃烧室燃料都采用液体和气体燃料，不能采用固体燃料；秸杆等生物质燃料在燃气轮机燃烧室中的应用势必是一个新的创新点，减少燃烧成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室，其能够很好的解决生物质燃料的结渣较严重的问题。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案: 一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室，包括由内至外依次设置的燃烧室、空气层和缸套层；其中，燃烧室的底端设置在灰渣收集器顶端的环形卡槽内，并且燃烧室的底端能够在环形卡槽内自由旋转，燃烧室的顶端由下至上依次设置有燃烧室进风口和燃料进口通道，燃烧室内设置有若干层孔状炉排； 空气层与燃烧室之间通过若干空气管刚性连接，空气层的底端设置有空气层进风口，空气层的顶端设置有空气层出风口，且空气层出风口与燃烧室进风口相连通； 缸套层的两端通过轴承与空气层相连，在缸套层的侧壁上设置有缸套层进风口和缸套层出风口，在空气层外壁的周向上设置有风扇叶片，且风扇叶片位于缸套层进风口和缸套层出风口之间； 压气机的出风口分别与空气层进风口和缸套层进风口相连通；经燃烧室燃烧后的燃气经过燃气通道进入燃气轮机做功，同时燃气轮机带动同轴的压气机工作。 本专利技术进一步的改进在于:燃烧室内从上至下依次设置有第一层孔状炉排、第二层孔状炉排和第三层孔状炉排，且第一层孔状炉排、第二层孔状炉排和第三层孔状炉排分别位于燃烧室的上部、中部和尾部。 本专利技术进一步的改进在于:第一层孔状炉排上的卸渣孔大于第二层孔状炉排上的卸渣孔，第二层孔状炉排上的卸渣孔大于第三层孔状炉排上的卸渣孔。 本专利技术进一步的改进在于:燃料进口通道内设置有旋转阀门。 本专利技术进一步的改进在于:每个空气管上开设有空气管进气口，空气管出气口与燃烧室的炉膛侧相连通。 本专利技术进一步的改进在于:空气管进气口的开口方向朝向空气层进风口的一侧。 本专利技术进一步的改进在于:若干空气管均匀布置在燃烧室上部和中部的周向上，且空气管的朝向为倾斜向上。 本专利技术进一步的改进在于:燃气通道内设置有燃气过滤网。 本专利技术进一步的改进在于:燃烧室的两端采用的是渐缩式结构。 本专利技术进一步的改进在于:工作时，通过外部动力机组带动压气机旋转至该燃气轮机燃烧室独立运行后脱开，从压气机出来的高速气流分别经空气层进风口、缸套层进风口进入空气层和缸套层，进入缸套层的高速气流经过风扇叶片带动整个燃烧室围绕缸套层上的轴承旋转，进入空气层的空气主流通过燃烧室进风口进入燃烧室，经过搅碎处理过的秸杆物质燃料从燃料进口通道进入燃烧室，进入燃烧室的燃料和空气主流边旋转边混合，再由燃烧室内部的火焰筒点燃开始燃烧，落到孔状炉排上的灰渣由于燃烧室旋转而振动到下一级，最后进入到灰渣收集器，经燃烧室燃烧后的燃气进入到燃气轮机，燃气带动燃气轮机做功，同时燃气轮机带动同轴的压气机工作。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于: 本专利技术利用秸杆等生物质燃料作为燃气轮机燃料，能够降低秸杆不科学燃烧带来的大气污染问题；燃烧室内分为三层燃料燃烧区，分级燃烧，燃料能够充分燃烧；将秸杆等生物质燃料转换为热气流以推动燃气轮机工作；空气层提供燃烧所需的空气，空气层末端有主进气口，用作上部燃烧室主要燃烧，空气层内部有很多小空气管作为辅进气口并作为空气层与燃烧室的刚性连接，这样能达到给每一层燃烧室充分提供空气的好处。空气层的第二个好处是从下到上进气，能对燃烧室的壁面降温，能够有效减少秸杆等生物质燃料的结渣并对准备进入燃烧室的空气本身进行预热，能够提高燃烧效率；空气层还能起到保温的效果，使得燃烧后的燃气保持一个很高的温度，起到第三重的效果；缸套层设计成带风扇叶片的通道，使得整个空气层、燃烧室一起旋转，旋转的动力来源于压气机，旋转不仅能够对燃烧室壁面、也能够有效地对炉排上的灰渣振荡，更容易脱落到灰渣收集器中，并且使得进入燃烧室的空气有一个相对的周向速度，这样可以吹燃烧室壁面，更进一步可以减少结渣的概率；旋转还能使得秸杆等生物质燃料以及空气同时旋转燃烧，燃烧时间更长，更容易燃尽，类似于旋风炉，炉内可以保持很高的温度，并且燃烧温度越高，秸杆等生物质燃料产生的灰渣量更少，剩余灰分排出时仍然处于熔化的液体状态，更容易与燃气分离，且更方便收集；高温焚烧后的秸杆灰渣中扔含有较高的有效养分，特别是速效钾的含量比较高，秸杆产生的灰渣在农业上可以进一步进行利用。 【附图说明】 图1为本专利技术一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室的结构示意图。 图2为本专利技术中灰渣收集器的正视图。 图3为本专利技术中灰渣收集器的俯视图。 图4为本专利技术中空气管的示意图。 图中:1_燃烧室，2.1-第一层孔状炉排，2.2-第二层孔状炉排，2.3_第三层孔状炉排，3-空气层，4-缸套层，5-灰渣收集器，5.1-环形卡槽，6-燃烧室进风口，7-燃料进口通道，7.1-旋转阀门，8-空气层进风口，9-空气管，9.1-空气管进气口，10-风扇叶片，11-缸套层进风口，12-缸套层出风口，13-轴承，14-燃气通道，14.1-燃气过滤网，15-燃气轮机，16-压气机。 【具体实施方式】 以下结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。 如图1所示，本专利技术一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室室，包括由内至外依次设置的燃烧室1、空气层3和缸套层4 ;其中，燃烧室I的底端设置在灰渣收集器5顶端的环形卡槽5.1内，并且燃烧室I的底端能够在环形卡槽5.1内自由旋转,燃烧室I的顶端由下至上依次设置有燃烧室进风口 6和燃料进口通道7，燃料进口通道7内设置有旋转阀门7.1，燃烧室I内设置有若干层孔状炉排。 空气层3与燃烧室I之间通过若干空气管9刚性连接，每个空气管9上开设有空气管进气口 9.1，空气管出气口与燃烧室I的侧壁相连通，且空气管进气口 9.1的开口方向朝向空气层进风口 8的一侧；空气层3的底端设置有空气层进风口 8，空气层3的顶端设置有空气层出风口，且空气层出风口与燃烧室进风口 6相连通。 缸套层4的两端通过轴承13与空气层3相连，在缸套层4的侧壁上设置有缸套层进风口 11和缸套层出风口 12，在空气层3外壁的周向上设置有风扇叶片10，且风扇叶片10位于缸套层进风口 11和缸套层出风口 12之间。 压气机16的出风口分别与空气层进风口 8和缸套层进风口 11相连通；经燃烧室I燃烧后的燃气经过燃气通道14进入燃气轮机15做功，同时燃气轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室，其特征在于：包括由内至外依次设置的燃烧室(1)、空气层(3)和缸套层(4)；其中，燃烧室(1)的底端设置在灰渣收集器(5)顶端的环形卡槽(5.1)内，并且燃烧室(1)的底端能够在环形卡槽(5.1)内自由旋转，燃烧室(1)的顶端由下至上依次设置有燃烧室进风口(6)和燃料进口通道(7)，燃烧室(1)内设置有若干层孔状炉排；空气层(3)与燃烧室(1)之间通过若干空气管(9)刚性连接，空气层(3)的底端设置有空气层进风口(8)，空气层(3)的顶端设置有空气层出风口，且空气层出风口与燃烧室进风口(6)相连通；缸套层(4)的两端通过轴承(13)与空气层(3)相连，在缸套层(4)的侧壁上设置有缸套层进风口(11)和缸套层出风口(12)，在空气层(3)外壁的周向上设置有风扇叶片(10)，且风扇叶片(10)位于缸套层进风口(11)和缸套层出风口(12)之间；压气机(16)的出风口分别与空气层进风口(8)和缸套层进风口(11)相连通；经燃烧室(1)燃烧后的燃气经过燃气通道(14)进入燃气轮机(15)做功，同时燃气轮机(15)带动同轴的压气机(16)工作。

【技术特征摘要】
1.一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室，其特征在于:包括由内至外依次设置的燃烧室(I)、空气层(3)和缸套层(4);其中，燃烧室(I)的底端设置在灰渣收集器(5)顶端的环形卡槽(5.1)内，并且燃烧室(I)的底端能够在环形卡槽(5.1)内自由旋转,燃烧室(I)的顶端由下至上依次设置有燃烧室进风口(6)和燃料进口通道(7)，燃烧室(I)内设置有若干层孔状炉排； 空气层(3)与燃烧室(I)之间通过若干空气管(9)刚性连接，空气层(3)的底端设置有空气层进风口(8)，空气层(3)的顶端设置有空气层出风口，且空气层出风口与燃烧室进风口(6)相连通； 缸套层(4)的两端通过轴承(13)与空气层(3)相连，在缸套层(4)的侧壁上设置有缸套层进风口(11)和缸套层出风口(12)，在空气层(3)外壁的周向上设置有风扇叶片(10)，且风扇叶片(10)位于缸套层进风口(11)和缸套层出风口(12)之间； 压气机(16)的出风口分别与空气层进风口(8)和缸套层进风口(11)相连通；经燃烧室(I)燃烧后的燃气经过燃气通道(14)进入燃气轮机(15)做功，同时燃气轮机(15)带动同轴的压气机(16)工作。2.根据权利要求1所述的一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室，其特征在于:燃烧室(I)内从上至下依次设置有第一层孔状炉排(2.1)、第二层孔状炉排(2.2)和第三层孔状炉排(2.3)，且第一层孔状炉排(2.1)、第二层孔状炉排(2.2)和第三层孔状炉排(2.3)分别位于燃烧室(I)的上部、中部和尾部。3.根据权利要求2所述的一种利用生物质燃料的防结渣燃气轮机燃烧室，其特征在于:第一层孔状炉排(2.1)上的卸渣孔大于第二层孔状炉排(2.2)上的卸渣孔，第二层孔状炉排(2.2)上的卸渣孔大于第三层孔状炉排(2.3)上的卸渣孔。4.根据权利要求1所述的一种利用生物质燃料的防结渣燃气...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荻，郭帅，谢永慧，申仲旸，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61