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某重型燃气轮机燃料喷嘴组流量试验研究

来源:热力发电  作者: 刘凯 张宝诚 蔡九菊 马洪安

  燃料喷嘴组是燃气轮机(燃机)燃烧室关键部件之一,其流量特性不仅决定燃机功率,而且直接影响燃烧室温度分布、燃烧效率、污染物排放量等燃机性能。某重型燃机设计功率110 MW,尖峰负荷125 MW,可燃用天然气和柴油两燃料,总空气流量为356 kg/s,燃烧室出口温度为1 210℃,设计工况下天然气流量为33 600 m3/h(标准状态),其燃烧室为环管型,共20个火焰筒,每个火焰筒装有一个燃料喷嘴组。本文主要叙述SH-1型气体流量试验器的研制,以及喷嘴组各流路燃料气流量试验及单管燃烧试验结果。试验表明,燃料喷嘴组达到设计要求,燃烧室出口温度分布系数小于10%,沿叶高径向温度分布合理。

  1 燃料喷嘴组的流路

  图1为某重型燃机燃烧室采用的燃料喷嘴组。燃料径向分3级喷射,第1级外环8个喷嘴,每个喷嘴由流路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成,流路Ⅲ为气路,喷射孔尺寸为d12,流路Ⅰ、Ⅱ为油路;第2级中环斜向安装的8个喷杆为气路,每个喷杆开有10个d1.1射流孔,用流路Ⅴ表示;第3级喷嘴组前端罩筒斜面上开有30个d1的孔,为气路,用流路Ⅳ表示。

 

2 气体流量试验器

  喷嘴组结构复杂,流量测量精度要求高,不能依照一般加力总管的流量分布试验方法进行,要靠控制单个喷嘴精度及喷嘴组试验来保证喷嘴组的流量分布要求[1]。因此,自行开发研制了SH-1型气体流量试验器(图2),包括进气系统、测量系统、操作系统、显示系统以及数据采集系统。试验器外形尺寸1 200 mm×800 mm×1 380 mm。

  2.1 进气系统

  进气管路向试验器引入试验空气,调整进气压力、温度。进气管路设置有快速加温器、冷却器。进气温度可在-30~40℃之间调节。

  为了实现进气压力稳定,在试验器进口设置自力式压力调节阀。在测量中随压力波动可自动调节调节阀开度,以保持设定压力。实际应用表明,该阀反应灵敏、稳定性好,在较大压力波动下仍能保持设定的工作压力。

  2.2 测量系统[2,3]

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标签:责任编辑:admin  时间:2021-02-05  点击:

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