CN114294680B - 一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，包括值班级、主燃级、点火器、两级端盖、火焰筒和火焰筒外机匣。本发明的值班级喷嘴区采用扩散燃烧以防止回火，同时由于值班级喷嘴出口处与周围环境的速度差异会在喷嘴出口处形成回流区，达到稳焰的效果；主燃级单元扇区内的喷嘴相对独立，可根据燃烧室工作负荷进行阵列扩展，单只微预混喷嘴内包含多个与燃料喷孔一一对应的微预混管，其目的是形成单股燃料与空气的掺混，提升掺混效率。相比于传统燃气轮机燃烧室，本申请可实现燃料与空气在微小尺度下的均匀混合，降低燃烧中的火焰峰值温度，且多只微预混喷嘴同时产生小火焰也可实现火焰筒内温度的均匀分布，缩短高温区长度，满足低排放要求。

Description

一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室

技术领域

本发明属于燃气轮机燃烧室技术领域，尤其是涉及一种中心分级燃气轮机微预混燃 烧室。

背景技术

燃气轮机是制造技术与能源技术相结合的高端动力装备，能够应用在航空、船舶、发电等众多领域，直接关系到国家的国防安全、科技进步以及经济发展，受到世界各国 的重视。燃气轮机能够使用气体、液体等多种燃料，具有热效率高、污染排放量小、体 积小、起动快等优点。目前，为了进一步提高燃气轮机的效率，燃气初温以及增压比在 不断提升。然而，由于燃气轮机的氮氧化物排放绝大多数为热力型，根据Zeldovich机 理，随着燃机内温度大幅提升，氮氧化物生成量会呈指数型升高。因此，如何解决提升 燃气轮机燃烧效率所造成的温度升高与降低污染物排放之间的矛盾，是现阶段燃气轮机 研究的重中之重。

目前燃气轮机燃烧室降低氮氧化物主要采用干式低排放(Dry Low Emission/NOx， 简称DLE或DLN)燃烧技术，其基本原理是稀态均相预混燃烧，通过燃料与过量空气在进 入燃烧室之前均匀混合，来避免燃烧室内产生局部高温，并以此来抑制氮氧化物的生成。 但由于传统燃机燃烧室内旋流器的存在，火焰筒内会形成较大面积的中心回流区，燃料 与空气在该区域流动与反应，使得燃烧所形成的燃气温度提高、停留时间变长，导致氮氧化物生成量增加。此外，由于现阶段低碳排放的要求，开发适合氢气以及富氢合成气 燃烧技术将是未来电厂降低温室气体的主要发展方向。与常规燃料相比，氢气的火焰传 播速度较快、点火能量低、着火延迟时间较少，采用传统的燃烧方式会增加回火、自燃 的风险；而且氢气的绝热火焰温度较高，这对于热力型氮氧化物的控制也是一个挑战。 因此，开发出适用于氢气以及富氢燃料的新型低NOx燃烧技术是现阶段燃气轮机燃烧领 域需要解决的关键问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，实现使用燃料含 氢量变化时的稳定燃烧，通过燃料与空气在微预混管内的均匀掺混实现对火焰峰值温度 和高温区域尺寸的控制，同时降低烟气在高温区域的停留时间，以达到降低污染物排放的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，包括值班级、主燃级、点火器、第一级端盖、第二级端盖、火焰筒和火焰筒外机匣，所述值班级和主燃级同心布置，值班级位于燃烧 室中心，主燃级布置于值班级外围，所述点火器设置在燃烧室头部的中心通孔内，所述 第一级端盖和第二级端盖连接，且两级端盖之间设有间隙，所述火焰筒与第二级端盖相 连接，所述火焰筒外机匣安装于火焰筒外部，且与火焰筒同轴设置，火焰筒外壁与火焰 筒外机匣之间形成空气通道，火焰筒内部形成燃烧室燃烧区；

所述值班级包括值班级燃料分配腔和多个值班级微混喷嘴，所述值班级燃料分配腔 设置于燃烧室头部中心孔外围，所述值班级燃料分配腔用于向所述值班级微混喷嘴输送 燃料；所述值班级燃料分配腔的前端部设有值班级燃料进口，在第一级端盖上对应值班级燃料分配腔区域设有多个用于安装值班级微混喷嘴的安装定位孔，在第二级端盖上设有与值班级微混喷嘴一一对应的值班级喷嘴空气通道，每个所述值班级微混喷嘴的一端固定于第一级端盖的安装定位孔，另一端插入相对应的值班级喷嘴空气通道中，所述值 班级微混喷嘴包括值班级喷嘴中心微混管，在值班级喷嘴中心微混管的尾端设置若干值 班级喷嘴空气进气孔，来流空气自所述第二级端盖上的值班级喷嘴空气通道末端从值班 级喷嘴空气进气孔射入值班级喷嘴中心微混管中并与值班级喷嘴中心微混管内燃料汇合 于值班级微混喷嘴的出口处喷入火焰筒内进行扩散燃烧；

所述主燃级包括主燃级多孔燃料进气管、主燃级燃料分配腔和多个主燃级微预混喷 嘴；所述主燃级燃料分配腔设置于所述值班级燃料分配腔外围，通过若干隔板将环形的主燃级燃料分配腔均匀分割成多个扇环区域，每个扇环区域配合一个主燃级多孔燃料进气管，在每个主燃级多孔燃料进气管管壁末端均设有若干燃料喷孔，所述主燃级多孔燃 料进气管伸入对应的扇环区域中为所在扇环区域内的主燃级微预混喷嘴提供燃料；

在第一级端盖上对应主燃级燃料分配腔区域设置多个用于安装主燃级微预混喷嘴的 安装定位孔，在第二级端盖上设有与主燃级微预混喷嘴一一对应的多个主燃级喷嘴中心 燃料管，所述主燃级喷嘴中心燃料管与相对应的主燃级微预混喷嘴连通,在围绕每个主燃 级喷嘴中心燃料管均匀布置若干主燃级喷嘴微预混管，主燃级喷嘴中心燃料管与对应的 主燃级喷嘴微预混管通过管壁上的主燃级喷嘴燃料喷孔相连通，主燃级喷嘴中心燃料管 为主燃级喷嘴微预混管输送燃料，来流空气通过两级端盖间的间隙进入主燃级喷嘴微预 混管中，在所述主燃级喷嘴微预混管内形成燃料与空气的混合区，混合后的预混气自主 燃级喷嘴微预混管的末端喷入火焰筒进行预混燃烧。

进一步的，所述第一级端盖和第二级端盖为一体结构件，所述第二级端盖的前端面 为曲面，且曲面曲线的拟合函数为三次多项式。

进一步的，所述值班级喷嘴中心微混管直径为2-20mm，长度为10-200mm；所述值班级微混喷嘴空气进气孔沿值班级喷嘴中心微混管管壁圆周阵列设置数为4-8个；所述 值班级喷嘴空气进气孔形状为椭圆形，所述椭圆形长轴长度为0.5-2.5mm，短轴长度为 0.25-2mm或所述值班级喷嘴空气进气孔形状为矩形，矩形长为0.5-2.5mm，宽为0.25-2 mm。

进一步的，所述值班级微混喷嘴按圆周布置1-4层；所述主燃级微预混喷嘴按照圆周布置2-8层，值班级微混喷嘴的直径与主燃级微预混喷嘴的直径为5-20mm，且相邻 两值班级微预混喷嘴间间距为值班级微混喷嘴的直径的(1.2-4)倍，且相邻两主燃级微 预混喷嘴间间距为主燃级微预混喷嘴的直径的(1.2-4)倍。

进一步的，所述主燃级多孔燃料进气管末端管壁上燃料喷孔的直径为0.1-1mm，围绕管壁阵列2-5层；所述主燃级燃料分配腔用隔板分割成4-12个扇环区域，在每个扇环 区域内均设有多层多孔燃料整流板，所述多孔燃料整流板的孔径为0.1-1mm，多孔燃料 整流板层数设置1-5层，每层多孔燃料整流板上的小孔错开布置，相邻两层的间隔为1-5 mm。

进一步的，所述主燃级喷嘴中心燃料管的直径为1-5mm，主燃级喷嘴燃料喷孔的直径为0.1-1mm，个数为4-12个；主燃级微预混管个数与主燃级喷嘴中心燃料管的管壁上 的主燃级喷嘴燃料喷孔数量相同。

进一步的，所述主燃级微预混管为直管或螺旋管；所述主燃级微预混管长度为5-100 mm；所述主燃级微预混管截面形状为圆形，圆形的主燃级微预混管的直径为1-10mm，或所述主燃级微预混管截面形状为椭圆形，椭圆形的主燃级微预混管的长轴为1-10mm，短 轴为0.5-5mm，或所述主燃级微预混管截面形状为正多边形，正多边形的主燃级微预混 管的边长为1-10mm；或所述主燃级微预混管截面形状为扇环形，扇环形的主燃级微预混 管的外径为2.5-20mm，内径为1.5-10mm。

进一步的，所述主燃级喷嘴燃料喷孔围绕管壁圆形阵列设置2-5层数，相邻两层间距为1-2mm，每列燃料喷孔与一个主燃级微微预混管相连通。

进一步的，所述值班级微混喷嘴的长度与主燃级微预混喷嘴总长度相同。

进一步的，所述主燃级微预混喷嘴总长度为10-200mm。

相对于现有技术，本发明所述的一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室具有以下优势：

(1)值班级微混喷嘴采用扩散燃烧的燃烧方式，同时由于喷嘴尺寸较小以致出口处 流速较高，可以降低氢气以及富氢燃料燃烧时的回火风险；此外，采用值班级采用扩散燃烧也便于点火的进行和火焰的稳定传播；

(2)由于多个值班级微混喷嘴与主燃级微预混喷嘴阵列式分布，每只喷嘴出口均会 产生相对独立的小火焰，因此可以避免火焰筒内高温区域的产生，燃烧室出口温度分布会更加均匀；

(3)单只主燃级微预混喷嘴内设置多只微预混管，可以实现从喷嘴中心燃料管管壁 上单个喷口喷出的单股燃料气与其所对应单股空气在微预混管内进行一对一模式的掺混，避免了多个燃料喷孔喷射出的多股燃料与空气在一个预混管内掺混时的相互影响， 较现有微预混燃烧技术实现了更加微小尺度下的掺混，可提高掺混效率，并可以进一步 降低燃烧过程中火焰的峰值温度，提升微预混喷嘴出口预混气的速度，降低氢气及富氢 燃料的回火风险，缩短烟气停留时间，从而更大程度地减少热力型氮氧化物的生成，而 且多喷嘴形成的小火焰尺寸较小，对缩短燃烧室火焰筒长度也起到积极作用；

(4)燃料分配腔以及第二级端盖前端面的曲面设计可以实现值班级与主燃级喷嘴内 燃料与空气均匀分配，对于改善燃烧室内温度分布的均匀性有很大作用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施 例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室的结构示意图；

图2为本发明实施例燃料分配腔结构示意图；

图3为本发明实施例燃料分配腔出口面结构示意图；

图4为本发明实施例燃气轮机微预混燃烧室A处放大示意图；

图5为本发明实施例燃气轮机微预混燃烧室B处放大示意图；

图6为本发明实施例主燃级微预混喷嘴方案二的三维示意图；

图7为本发明实施例主燃级微预混喷嘴方案三的三维示意图；

图8为本发明实施例第一级端盖的结构示意图；

图9为本发明实施例两级端盖沿图8的C-C向剖视图；

图10为本发明实施例第二级端盖沿图9的D向结构示意图；

图11为本发明实施例第二级端盖沿图9的E向(值班级与主燃级喷嘴出口面)结构示意图。

附图标记说明：

1、主燃级多孔燃料进气管；2、值班级燃料进口；3、主燃级燃料分配腔；4、隔板； 5、多孔燃料整流板；6、值班级燃料分配腔；7、主燃级微预混喷嘴；8、主燃级喷嘴中 心燃料管；9、主燃级喷嘴燃料喷孔；10、主燃级喷嘴微预混管；11、值班级微混喷嘴； 12、值班级喷嘴中心微混管；13、值班级喷嘴空气通道；14、值班级喷嘴空气进气孔； 15、点火器；16、第一级端盖；17、第二级端盖；18、火焰筒；19、空气通道；20、火 焰筒外机匣；21、主燃级喷嘴区；22、值班级喷嘴区。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互 组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图11所示，一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，该燃烧室适用的气体燃料 内各组分体积分数变化范围为H₂：100％-25％，CO：25％-75％的富氢合成气以及天然气；

它包括值班级、主燃级、点火器15、第一级端盖16、第二级端盖17、火焰筒18和 火焰筒外机匣20，所述值班级和主燃级同心布置，值班级位于燃烧室中心，主燃级布置 于值班级外围，所述点火器15设置在燃烧室头部的中心通孔内并固定在两级端盖上，所 述第一级端盖16和第二级端盖17连接，且两级端盖之间设有间隙，所述火焰筒18与第 二级端盖17相连接，火焰筒18为渐缩型圆柱形壁面，所述火焰筒外机匣20安装于火焰 筒18外部，且与火焰筒18同轴设置，火焰筒18外壁与火焰筒外机匣20之间形成空气 通道19，空气沿空气通道19逆向流入值班级与主燃级的各只喷嘴中，火焰筒18为渐缩 型圆柱形壁面，火焰筒18内部形成燃烧室燃烧区；

所述值班级包括值班级燃料分配腔6和多个值班级微混喷嘴11，所述值班级燃料分 配腔6设置于燃烧室头部中心孔外围，所述值班级燃料分配腔6用于向所述值班级微混喷嘴11输送燃料；所述值班级燃料分配腔6的前端部设有值班级燃料进口2，在第一级 端盖16上对应值班级燃料分配腔6区域设有多个用于安装值班级微混喷嘴的安装定位 孔，在第二级端盖17上设有与值班级微混喷嘴11一一对应的值班级喷嘴空气通道13， 每个所述值班级微混喷嘴11的一端固定于第一级端盖16的安装定位孔，另一端插入相 对应的值班级喷嘴空气通道13中，所述值班级微混喷嘴11包括值班级喷嘴中心微混管 12，在值班级喷嘴中心微混管12的尾端设置若干值班级喷嘴空气进气孔14，来流空气自 所述第二级端盖17上的值班级喷嘴空气通道13末端从值班级喷嘴空气进气孔14射入值 班级喷嘴中心微混管12中并与值班级喷嘴中心微混管12内燃料汇合于值班级微混喷嘴 11的出口处喷入火焰筒18内进行扩散燃烧；

所述主燃级包括主燃级多孔燃料进气管1、主燃级燃料分配腔3和多个主燃级微预混 喷嘴7；所述主燃级燃料分配腔3设置于所述值班级燃料分配腔6外围，通过若干隔板4将环形的主燃级燃料分配腔3均匀分割成多个扇环区域，每个扇环区域配合一个主燃级 多孔燃料进气管1，在每个主燃级多孔燃料进气管1管壁末端均设有若干燃料喷孔，所述 主燃级多孔燃料进气管1伸入对应的扇环区域中为所在扇环区域内的主燃级微预混喷嘴 7提供燃料；

在第一级端盖16上对应主燃级燃料分配腔3区域设置多个用于安装主燃级微预混喷 嘴7的安装定位孔，在第二级端盖17上设有与主燃级微预混喷嘴一一对应的多个主燃级喷嘴中心燃料管8，所述主燃级喷嘴中心燃料管8与相对应的主燃级微预混喷嘴连通,在 围绕每个主燃级喷嘴中心燃料管8均匀布置若干主燃级喷嘴微预混管10，主燃级喷嘴中 心燃料管8与对应的主燃级喷嘴微预混管10通过管壁上的主燃级喷嘴燃料喷孔9相连通， 主燃级喷嘴中心燃料管8为主燃级喷嘴微预混管10输送燃料，来流空气通过两级端盖间 的间隙进入主燃级喷嘴微预混管10中，在所述主燃级喷嘴微预混管10内形成燃料与空 气的混合区，混合后的预混气自主燃级喷嘴微预混管10的末端喷入火焰筒18进行预混 燃烧。

所述第一级端盖16和第二级端盖17为一体结构件，所述第二级端盖17的前端面为曲面，且曲面曲线的拟合函数为三次多项式，其目的是为了让各喷嘴内空气分配均匀。 其中，第二级端盖17曲面的拟合曲线为y＝ax³+bx²+cx+d，a、b、c、d均为实数。

第二级端盖17内圈设有一个值班级喷嘴区22以及多个主燃级喷嘴区21，主燃级喷嘴区21的个数为4-12个，多个主燃级喷嘴区21布置在值班级喷嘴区22周围。

所述值班级喷嘴中心微混管12直径为2-20mm，长度为10-200mm；所述值班级微 混喷嘴空气进气孔14沿值班级喷嘴中心微混管12管壁圆周阵列设置数为4-8个；所述 值班级喷嘴空气进气孔14形状为椭圆形，所述椭圆形长轴长度为0.5-2.5mm，短轴长度 为0.25-2mm或所述值班级喷嘴空气进气孔14形状为矩形，矩形长为0.5-2.5mm，宽为 0.25-2mm。

所述值班级微混喷嘴11按圆周布置1-4层；所述主燃级微预混喷嘴7按照圆周布置2-8层，值班级微混喷嘴11的直径与主燃级微预混喷嘴7的直径为5-20mm，两者可以 相同也可以不同，且相邻两值班级微预混喷嘴间间距为值班级微混喷嘴11的直径的 (1.2-4)倍，且相邻两主燃级微预混喷嘴间间距为主燃级微预混喷嘴7的直径的(1.2-4) 倍。

所述主燃级多孔燃料进气管1末端管壁上燃料喷孔的直径为0.1-1mm，围绕管壁阵列2-5层；所述主燃级燃料分配腔3用隔板4分割成4-12个扇环区域，在每个扇环区域 内均设有多层多孔燃料整流板5，用于将燃料均匀分配到对应扇环区域内的主燃级微预混 喷嘴7内；所述多孔燃料整流板5孔径为0.1-1mm，多孔燃料整流板层数设置1-5层， 每层多孔燃料整流板上的小孔错开布置，相邻两层的间隔为1-5mm。

本申请提供三种主燃级微预混喷嘴的结构图，第一种，如图5所示，主燃级喷嘴中心燃料管8直径为1-5mm，管壁上的主燃级喷嘴燃料喷孔9直径为0.1-1mm，个数为4-12 个。主燃级喷嘴微预混管10截面形状为圆形，椭圆形，正多边形或者扇环形；所述圆形 直径为1-10mm，椭圆形长轴为1-10mm、短轴为0.5-5mm，正多边形边长为1-10mm， 扇环形外径为2.5-20mm，内径为1.5-10mm，微预混管个数与主燃级喷嘴中心燃料管8 壁上的主燃级喷嘴燃料喷孔9数量相同，微预混管长度为5-100mm。

第二种，如图6所示，主燃级微预混喷嘴7中的主燃级喷嘴微预混管10为螺旋状圆管或螺旋状椭圆管，围绕主燃级喷嘴中心燃料管8圆周形阵列，圆管直径为1-10mm，椭 圆管长轴为1-10mm，短轴为0.5-5mm，与主燃级喷嘴中心燃料管8管壁上的主燃级喷 嘴燃料喷孔9相连通，个数与喷孔个数相同为4-12个，喷孔直径为0.1-1mm，中心燃料 管直径为1-5mm，其余结构参数与第一种相同。

第三种，如图7所示，主燃级微预混喷嘴中心燃料管8管壁上的燃料喷孔按圆周阵列2-5层，孔径为0.1-1mm，每层阵列4-12个，每列燃料喷孔与一个主燃级喷嘴微预混 管10相连通。此外，该方案下微预混喷嘴的其余结构参数与第一种相同。

所述值班级微混喷嘴11的长度与主燃级微预混喷嘴7总长度相同。所述主燃级微预 混喷嘴7总长度为10-200mm。

本申请的工作过程：

气体燃料从气源流出分别进入主燃级多孔燃料进气管1与值班级燃料进口2中；其中，主燃级多孔燃料进气管1内的燃料进入主燃级燃料分配腔3，主燃级燃料分配腔3 被隔板4分割成多个扇形区域，每个扇区都有一根主燃级多孔燃料进气管1为其单独供 应燃料，并经过多孔燃料整流板5使其均匀分配到各自扇区内的主燃级微预混喷嘴7中 的主燃级喷嘴中心燃料管8内，通过管壁上的主燃级喷嘴燃料喷孔9径向射入其周围阵 列的主燃级喷嘴微预混管10内，并与沿第一级端盖16与第二级端盖17之间间隙进入的 空气进行掺混，由于主燃级喷嘴微预混管10尺寸较小，均为毫米级别，主燃级微预混喷 嘴7出口可燃混合气速度较高，可有效降低回火风险，并且主燃级喷嘴微预混管10的尺 寸较小更加有利于燃料与空气的均匀掺混，降低火焰峰值温度，实现燃烧室低排放要求；

值班级燃料进口2内的燃料进入值班级燃料分配腔6，通过值班级燃料分配腔6均匀 分配到各值班级喷嘴中心微混管12内，并与由微混管尾端的值班级空气进气孔14进入的空气一起喷出，由于值班级微混喷嘴7中的燃料与空气只是在值班级喷嘴中心微混管 12尾端接触，并未发生掺混，故值班级喷嘴采用扩散燃烧的燃烧方式，该燃烧方式可以 避免氢气及富氢燃料的回火，并且可以改善发动机起动以及低工作负荷下点火、提高稳 定燃烧；

本发明提供的一种低氮氧化物排放的中心分级燃气轮机微预混燃烧室，与现有微预 混燃烧室相比，本发明将单只微预混喷嘴内的微预混通道更加细化，形成单股燃料喷孔与单股空气流的一对一掺混，可有效的提高燃料与空气的掺混效率，进一步的缩短微预 混喷嘴中预混通道的长度，降低燃烧过程中的峰值火焰温度；此外，微预混喷嘴中微预 混管经过细化以后，使得喷嘴出口横截面积减小，提升燃料/空气混合气在出口位置的速 度，抑制富氢燃料的回火，降低高温烟气停留时间，从而实现达到降低氮氧化物排放的 目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神 和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，其特征在于：包括值班级、主燃级、点火器(15)、第一级端盖(16)、第二级端盖(17)、火焰筒(18)和火焰筒外机匣(20)，所述值班级和主燃级同心布置，值班级位于燃烧室中心，主燃级布置于值班级外围，所述点火器(15)设置在燃烧室头部的中心通孔内，所述第一级端盖(16)和第二级端盖(17)连接，且两级端盖之间设有间隙，所述火焰筒(18)与第二级端盖(17)相连接，所述火焰筒外机匣(20)安装于火焰筒(18)外部，且与火焰筒(18)同轴设置，火焰筒(18)外壁与火焰筒外机匣(20)之间形成空气通道(19)，火焰筒(18)内部形成燃烧室燃烧区；

所述值班级包括值班级燃料分配腔(6)和多个值班级微混喷嘴(11)，所述值班级燃料分配腔(6)设置于燃烧室头部中心孔外围，所述值班级燃料分配腔(6)用于向所述值班级微混喷嘴(11)输送燃料；所述值班级燃料分配腔(6)的前端部设有值班级燃料进口(2)，在第一级端盖(16)上对应值班级燃料分配腔(6)区域设有多个用于安装值班级微混喷嘴(11)的安装定位孔，在第二级端盖(17)上设有与值班级微混喷嘴(11)一一对应的值班级喷嘴空气通道(13)，每个所述值班级微混喷嘴(11)的一端固定于第一级端盖(16)的安装定位孔，另一端插入相对应的值班级喷嘴空气通道(13)中，所述值班级微混喷嘴(11)包括值班级喷嘴中心微混管(12)，在值班级喷嘴中心微混管(12)的尾端设置若干值班级喷嘴空气进气孔(14)，来流空气自所述第二级端盖(17)上的值班级喷嘴空气通道(13)末端从值班级喷嘴空气进气孔(14)射入值班级喷嘴中心微混管(12)中并与值班级喷嘴中心微混管(12)内燃料汇合于值班级微混喷嘴(11)的出口处喷入火焰筒(18)内进行扩散燃烧；

所述主燃级包括主燃级多孔燃料进气管(1)、主燃级燃料分配腔(3)和多个主燃级微预混喷嘴(7)；所述主燃级燃料分配腔(3)设置于所述值班级燃料分配腔(6)外围，通过若干隔板(4)将环形的主燃级燃料分配腔(3)均匀分割成多个扇环区域，每个扇环区域配合一个主燃级多孔燃料进气管(1)，在每个主燃级多孔燃料进气管(1)管壁末端均设有若干燃料喷孔，所述主燃级多孔燃料进气管(1)伸入对应的扇环区域中为所在扇环区域内的主燃级微预混喷嘴(7)提供燃料；

在第一级端盖(16)上对应主燃级燃料分配腔(3)区域设置多个用于安装主燃级微预混喷嘴(7)的安装定位孔，在第二级端盖(17)上设有与主燃级微预混喷嘴(7)一一对应的多个主燃级喷嘴中心燃料管(8)，所述主燃级喷嘴中心燃料管(8)与相对应的主燃级微预混喷嘴连通,在围绕每个主燃级喷嘴中心燃料管(8)均匀布置若干主燃级喷嘴微预混管(10)，主燃级喷嘴中心燃料管(8)与对应的主燃级喷嘴微预混管(10)通过管壁上的主燃级喷嘴燃料喷孔(9)相连通，主燃级喷嘴中心燃料管(8)为主燃级喷嘴微预混管(10)输送燃料，来流空气通过两级端盖间的间隙进入主燃级喷嘴微预混管(10)中，在所述主燃级喷嘴微预混管(10)内形成燃料与空气的混合区，混合后的预混气自主燃级喷嘴微预混管(10)的末端喷入火焰筒(18)进行预混燃烧；

所述第一级端盖(16)和第二级端盖(17)为一体结构件，所述第二级端盖(17)的前端面为曲面，且曲面曲线的拟合函数为三次多项式；

所述主燃级多孔燃料进气管(1)末端管壁上燃料喷孔的直径为0.1-1mm，围绕管壁阵列2-5层；所述主燃级燃料分配腔(3)用隔板(4)分割成4-12个扇环区域，在每个扇环区域内均设有多层多孔燃料整流板(5)，所述多孔燃料整流板(5)孔径为0.1-1mm，多孔燃料整流板层数设置1-5层，每层多孔燃料整流板上的小孔错开布置，相邻两层的间隔为1-5mm。

2.根据权利要求1所述的一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，其特征在于：所述值班级喷嘴中心微混管(12)直径为2-20mm，长度为10-200mm；所述值班级微混喷嘴空气进气孔(14)沿值班级喷嘴中心微混管(12)管壁圆周阵列设置数为4-8个；所述值班级喷嘴空气进气孔(14)形状为椭圆形，所述椭圆形长轴长度为0.5-2.5mm，短轴长度为0.25-2mm或所述值班级喷嘴空气进气孔(14)形状为矩形，矩形长为0.5-2.5mm，宽为0.25-2mm。

3.根据权利要求1所述的一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，其特征在于：所述值班级微混喷嘴(11)按圆周布置1-4层；所述主燃级微预混喷嘴(7)按照圆周布置2-8层；值班级微混喷嘴(11)的直径与主燃级微预混喷嘴(7)的直径为5-20mm，且相邻两值班级微预混喷嘴间间距为值班级微混喷嘴(11)的直径的(1.2-4)倍，且相邻两主燃级微预混喷嘴间间距为主燃级微预混喷嘴(7)的直径的(1.2-4)倍。

4.根据权利要求1所述的一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，其特征在于：所述主燃级喷嘴中心燃料管(8)的直径为1-5mm，主燃级喷嘴燃料喷孔(9)的直径为0.1-1mm，个数为4-12个；主燃级微预混管(10)个数与主燃级喷嘴中心燃料管(8)的管壁上的主燃级喷嘴燃料喷孔(9)数量相同。

5.根据权利要求1所述的一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，其特征在于：所述主燃级微预混管(10)为直管或螺旋管；所述主燃级微预混管(10)长度为5-100mm；所述主燃级微预混管(10)截面形状为圆形，圆形的主燃级微预混管(10)的直径为1-10mm，或所述主燃级微预混管(10)截面形状为椭圆形，椭圆形的主燃级微预混管(10)的长轴为1-10mm，短轴为0.5-5mm，或所述主燃级微预混管(10)截面形状为正多边形，正多边形的主燃级微预混管(10)的边长为1-10mm；或所述主燃级微预混管(10)截面形状为扇环形，扇环形的主燃级微预混管(10)的外径为2.5-20mm，内径为1.5-10mm。

6.根据权利要求1所述的一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，其特征在于：所述主燃级喷嘴燃料喷孔(9)围绕管壁圆形阵列设置2-5层数，相邻两层间距为1-2mm，每层阵列4-12个，每列燃料喷孔与一个主燃级微微预混管相连通。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，其特征在于：所述值班级微混喷嘴(11)的长度与主燃级微预混喷嘴(7)总长度相同。

8.根据权利要求7所述的一种中心分级燃气轮机微预混燃烧室，其特征在于：所述主燃级微预混喷嘴(7)总长度为10-200mm。

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