燃烧室的原理和结构 燃烧室是燃气轮机中 一 个不可缺少的重 要部件。燃烧室可以在近乎等压的条件 下，把燃料中的化学能有效地释放出 来，使之转化成为高温燃气的热能，为 其在燃气透平中的膨胀作功准备好条 件。燃气轮机燃烧室是一种通常用高温 合金材料制作的燃烧设备。在整台燃气 轮机中，它位于压气机与燃气透平之 间。

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燃烧室功能：

①使燃料与由压气机送来的一部分压缩空 气在其中进行有效的燃烧； ②使由压气机送来的另一部分压缩空气与 燃烧后形成的燃烧产物均匀地掺混，使其 温度降低到燃气透平进口的初温水平，以 便送到燃气透平中去作功； ③控制NOx的生成，使透平的排气符合环 保标准的要求。

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~~ 压气机送来的压缩空气，逆流进入导流筒与火焰筒之间的~~ 环形腔，因受火焰管结构形状的制约，将分流成几个部 分，逐渐流入火焰筒，以适应空气流量与燃料流量的比值 比理论燃烧条件下的配比关系大很多的特点。其中一部分 空气称为 “ 一次空气 ” ，它分别由喷嘴的顶盖与空气旋流 器，雾化空气切向槽孔，以及开在火焰筒前段的三排一次 射流孔，进到火焰筒前端的燃烧反应区内。在那儿与由燃 料喷嘴喷射出来的燃料进行混合和燃烧，转化成为 1500 ～ 2000 ℃的高温燃气。这部分空气大约占进入燃烧室的总空 气量的 25% 。另一部分称为 “ 冷却空气 ” ，它通过许多排开 在火焰管壁面上的冷却射流孔，逐渐进入火焰筒的内壁部 位，并沿着内壁的表面流动。这段空气在火焰管内壁表面 形成一层薄膜，冷却高温的火焰筒壁，使它免遭火焰烧 坏。此外，剩下来的空气则称为 “ 二次空气 ” 或 “ 掺混空 气 ” ，它由开在火焰管后段的混合射流孔，喷射到由燃烧 区流来的 1500 ～ 2000 ℃ 的高温燃气中去，使其温度比较 均匀地降低到透平前燃气初温设计值。

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燃烧室性能指标：

①燃烧稳定性好。在任何运行工况下都不会发生熄火，或 强烈的火焰脉动，以及振荡燃烧现象； ②燃烧效率高。通常，在满负荷工况下要求大达到99%左 右，其它工况下不宜低于90%；

③燃烧火焰短，不致伸入燃气透平； ④出口温度场均匀，或者按设计所要求的温度场规律分 布； ⑤流阻损失小。相对总压降大约为3%～6%； ⑥结构紧凑、轻巧、单位时间内能在单位体积的燃烧空间 内燃尽更多的燃料； ⑦点火性能好；

⑧高温元件冷却良好，严防烧坏或发生翘曲变形，火焰管 的最高壁温一般不超过800℃、最好能控制在700～750℃； ⑨火焰筒应有数千到上万小时的使用寿命； ⑩排气中污染物的含量符合环境保护条例的规定。

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燃烧室的工作特点

1、燃烧室是一个在连续的、高速气流中及贫 油混合气情况下进行的燃烧过程； 2、燃烧室在高温、大负荷下工作； 3、燃烧室在变工况下工作； 4、燃烧室需要具备燃用多种燃料的能力； 5、燃烧室内的燃烧过程是 一 个极其复杂的物 理化学过程。

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燃料的燃烧方式 预混燃烧 气体的燃烧方式 { 扩散燃烧

液体的燃烧方式：雾化燃烧

雾化

蒸发 扩散混合

燃烧

掺冷

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1、壳体 燃烧室壳体构成二股气流的通道，是燃气轮机 的主要承力件，在设计上必须保证壳体具有足够的 强度、刚性。在环管和环型燃烧室中，燃烧室壳体 由内、外壳体组成。为了减低燃烧区对外的热辐 射，达到提高燃烧区的温度和降低外壳的温度的目 的，有时在外壳内还村有一层遮热衬套。

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2、扩压器 扩压器是由燃烧室内、外壳和火焰街头 部构成的 一 个扩压通道，用它来降低速度， 提高压力，保证燃烧的顺利进行和减少压力 损失，在扩压器中需把压气机的出口流速降 低3～5倍。

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3、 火焰筒 火焰筒是燃烧室的核心构件。火焰筒筒体的结 构应保证合理进气与燃料混合，形成回流区，便于 点火和稳定燃烧。筒体壁面上设置一次空气和二次 空气射流孔。火焰筒受高温燃气辐射和对流换热的 影响，应注意筒壁的冷却问题和火焰简各组成部分 之间的热变形协调问题。

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