一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构

摘要

本发明涉及一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，由位于中心的预燃级和外围的主燃级构成；预燃级和主燃级均包括气体燃料和燃油供给装置，能实现气体燃料和燃油实时切换和稳定燃烧。预燃级和主燃级对于气体燃料和燃油均采用贫燃预混燃烧，能满足地面燃机对不同燃料低污染物排放的要求；另外该头部气体燃料和燃油喷射位置、喷射量设计保证了气体燃料‑空气分布与燃油‑空气分布的相似，确保使用任一种燃料都不会发生振荡燃烧。本发明双燃料双旋流预混头部方案能适应不同燃料的低污染燃烧，可以实现燃机的一机多用，改善燃机的经济性和市场竞争力。

权利要求

1.一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于采用双旋流中心分级方案，包括预燃级(1)和主燃级(22)；所述主燃级(22)包括主燃级旋流器(30)、集气环(25)、集油环(26)和主燃级预混腔(33)；主燃级旋流器(30)的叶片构成主燃级旋流空气进口(29)，中空的集气环(25)和中空的集油环(26)置于主燃级旋流器(30)的主燃级外壁(34)，主燃级内壁(31)、主燃级外壁(34)的平直段以及主燃级收敛段(35)构成主燃级预混腔(33)；集气环(25)上设有主燃级气体燃料进口(24)，与主燃级外壁(34)与主燃级预混腔(33)之间的主燃级气体燃料喷孔(27)连通，构成主燃级气体燃料通道；集油环(26)上设有主燃级燃油进口(23)，与主燃级外壁(34)与主燃级预混腔(33)之间的主燃级燃油喷孔(28)连通，构成主燃级燃油通道；设在主燃级内壁(31)与主燃级预混腔(33)连通的主燃级非旋空气进口(32)构成主燃级非旋空气通道；主燃级外壁(34)上设有沿周向均布的主燃级切向进气孔(36)；

所述预燃级(1)包括预燃级旋流器(11)、燃油离心喷嘴(8)和预燃级预混腔(19)、预燃级燃油管(3)和预燃级气体燃料管(4)；预燃级旋流器(11)置于预燃级外壁(15)之内，其叶片构成预燃级旋流空气进口(10)；预燃级气体燃料管(4)置于旋流器的预燃级旋流器内壁(6)，预燃级气体燃料管(4)的出口端面为带斜面的预燃级中心凸台(7)，斜面的、沿周向均布的预燃级气体燃料喷孔(9)与另一端的预燃级气体燃料进口(5)构成预燃级气体燃料进口通道；预燃级燃油管(3)位于预燃级气体燃料管(4)内，燃油离心喷嘴(8)位于预燃级中心凸台(7)内，通过焊接固定在预燃级燃油管(3)内壁上；预燃级中心凸台(7)中心的通孔，与燃油离心喷嘴(8)和设在预燃级燃油管(3)上的预燃级燃油进口(2)构成预燃级燃油通道；

预燃级中心凸台(7)与预燃级旋流器(11)叶片之间设有预燃级旋流器出口挡板(14)，与预燃级旋流空气进口(10)形成旋流空气通道；预燃级预混腔(19)由预燃级外壁(15)的平直段和延伸的预燃级收敛段(17)构成，预燃级非旋空气进口(20)沿周向均匀分布在预燃级收敛段(17)的侧壁上，预燃级切向进气孔(16)沿周向设在预燃级外壁(15)的平直段；预燃级收敛段(17)连接预燃级出口扩张段(18)，头部冷却孔(21)设在预燃级出口扩张段上；

预燃级(1)嵌入主燃级旋流器(30)的主燃级内壁(31)，预燃级气体燃料管(4)与集气环平齐，预燃级燃油管(3)高出预燃级气体燃料管(4)与集气环的平齐面；预燃级出口扩张段(18)与主燃级外壁(34)端面相平齐。

2.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述预燃级旋流器(11)叶片数为8-20，旋流角为30°-55°。

3.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述预燃级气体燃料喷孔(9)与预燃级旋流器(11)叶片数相等或为预燃级旋流器(11)叶片数的半数。

4.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述预燃级气体燃料喷孔(9)的喷射方向与预燃级旋流器出口挡板(14)平行，夹角β取40°-50°，β为所述预燃级气体燃料喷孔(9)中心轴和水平方向的夹角。

5.根据权利要求4所述双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述燃油离心喷嘴(8)雾化锥角的半角等于夹角β。

6.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述的预燃级非旋空气进口(20)均匀分布在预燃级收敛段(17)处的预燃级外壁(15)上，数目为6-

16。

7.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述主燃级旋流器(30)叶片数为8-16个，主燃级旋流器(30)叶片与主燃级旋流器(30)端面的夹角为

45°-60°。

8.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述主燃级气体燃料喷孔(27)和主燃级燃油喷孔(28)均位于两个主燃级旋流器(30)叶片之间，喷孔数均与主燃级旋流器(30)叶片数相等。

9.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述主燃级非旋空气进口(32)沿周向均匀分布于主燃级外壁(34)上，个数为8-16。

10.根据权利要求1所述双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述主燃级收敛段(35)和预燃级收敛段(17)的收敛角相等，收敛角α为40°-50°。

说明书

一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构

技术领域

[0001] 本发明属于地面燃气轮机工业用燃气轮机和舰船用燃气轮机低污染燃烧室领域，涉及一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，既能用于气体燃料或燃油单独工作，也能用于气体燃料和燃油的混合工作。

背景技术

[0002] 双燃地面燃机燃烧室的设计研发是地面燃机燃烧室的一个重要发展方向。与单燃地面燃机燃烧室相比，其具有以下两个方面的优点：一方面可以在维修一种燃料管路时，使用另一种燃料进行工作，保证燃机不间断工作，提高地面燃机的工作效率；另一方面能够实现燃机一机多用和系列化发展，合理使用各类能源，节约能源，改善燃机的经济性和市场竞争力。

[0003] 与单燃地面燃机燃烧室相比，双燃低污染燃烧室设计研发有其鲜明的特点。一方面是污染物排放问题：双燃低污染燃烧室对不同燃料具有不同的污染物排放要求，即低污染要求意味着在气体燃料工作时，要满足气体燃料的污染物排放要求；以燃油工作时，要满足燃油的污染物排放要求；在气体燃料和燃油混合工作时也要满足污染物排放要求。另一方面是贫燃预混技术问题：对双燃低污染燃烧室，要确保在气体燃料工作时没有自燃和回火，同时确保在燃油工作时也没有自燃和回火；更重要的是如果气体燃料工作时，没有严重的振荡燃烧，必须在燃油工作时也没有严重的振荡燃烧，这就要求在用燃油时其燃料-空气比分布、燃烧释热分布、火焰形状与用气体燃料时的燃料-空气比分布、释热分布、火焰形状要十分相近。

[0004] 目前国内关于双燃低污染燃烧室的文献和专利并不多，但其低污染燃烧技术仍可采用单燃低污染燃烧室的技术理念。国内有很多关于低污染燃烧室的申请专利：专利201410643105.9公开了一种主燃级贫预混的分层部分预混低污染燃烧室，值班级采用扩散燃烧，主燃级采用贫油预混燃烧，在大工况时，值班级和主燃级同时工作，主燃区处于贫油状态，能够显著降低NOx的排放；201510674145.4公开了一种低污染燃烧室，其中预燃级采用旋流稳定的扩散燃烧与旋流预混燃烧相结合的方式，可在小状态下稳定燃烧的同时降低污染物；主燃级采用预混预蒸发的燃烧方式，可在大状态下实现均匀燃烧以降低NOx排放。

发明内容

[0005] 要解决的技术问题

[0006] 为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，运用贫燃预混低污染燃烧技术，保证在以气体燃料或燃油工作时既能达到燃烧室污染物排放的标准，又能避免发生自燃、回火以及振荡燃烧的情况。

[0007] 技术方案

[0008] 一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，其特征在于采用双旋流中心分级方案，包括预燃级1和主燃级22；所述主燃级22包括主燃级旋流器30、集气环25、集油环26和主燃级预混腔33；主燃级旋流器30的叶片构成主燃级旋流空气进口29，中空的集气环25和中空的集油环26置于主燃级旋流器30的主燃级外壁34，主燃级内壁31、主燃级外壁34的平直段以及主燃级收敛段35构成主燃级预混腔33；集气环25上设有主燃级气体燃料进口24，与主燃级外壁34与主燃级预混腔33之间的主燃级气体燃料喷孔27连通，构成主燃级气体燃料通道；集油环26上设有主燃级燃油进口23，与主燃级外壁34与主燃级预混腔33之间的主燃级燃油喷孔28连通，构成主燃级燃油通道；设在主燃级内壁31与主燃级预混腔33连通的主燃级非旋空气进口32构成主燃级非旋空气通道；主燃级外壁34上设有沿周向均布的主燃级切向进气孔36；

[0009] 所述预燃级1包括预燃级旋流器11、燃油离心喷嘴8和预燃级预混腔19、预燃级燃油管3和预燃级气体燃料管4；预燃级旋流器11置于预燃级外壁15之内，其叶片构成预燃级旋流空气进口10；预燃级气体燃料管4置于旋流器的预燃级旋流器内壁6，预燃级气体燃料管4的出口端面为带斜面的预燃级中心凸台7，斜面的、沿周向均布的预燃级气体燃料喷孔9与另一端的预燃级气体燃料进口5构成预燃级气体燃料进口通道；预燃级燃油管3位于预燃级气体燃料管4内，燃油离心喷嘴8位于预燃级中心凸台7内，通过焊接固定在预燃级燃油管3内壁上；中心凸台7中心的通孔，与燃油离心喷嘴8和设在预燃级燃油管3上的预燃级燃油进口2构成预燃级燃油通道；预燃级中心凸台(7)与预燃级旋流器(11)叶片之间设有预燃级旋流器出口挡板14，与预燃级旋流空气进口10形成旋流空气通道；预燃级预混腔19由预燃级外壁15的平直段和延伸的预燃级收敛段17构成，预燃级非旋空气进口20沿周向均匀分布在预燃级收敛段17的侧壁上，预燃级切向进气孔16沿周向设在预燃级外壁15的平直段；预燃级收敛段17连接预燃级出口扩张段18，头部冷却孔21设在预燃级出口扩张段上；

[0010] 预燃级1嵌入主燃级旋流器30的主燃级内壁31，预燃级气体燃料管4与集气环平齐，预燃级燃油管3高出该平面；预燃级出口扩张段18与主燃级外壁34端面相平齐。

[0011] 所述预燃级旋流器11叶片数为8-20，旋流角为30°-55°。

[0012] 所述预燃级气体燃料喷孔9与预燃级旋流器11叶片数相等或为预燃级旋流器11叶片数的半数。

[0013] 所述预燃级气体燃料喷孔9的喷射方向与预燃级旋流器出口挡板14平行，夹角β取40°-50°。

[0014] 所述燃油离心喷嘴8雾化锥角的半角等于夹角β。

[0015] 所述的预燃级非旋空气进口20均匀分布在预燃级收敛段17处的预燃级外壁15上，数目为6-16。

[0016] 所述主燃级旋流器30叶片数为8-16个，角度为45°-60°。

[0017] 所述主燃级气体燃料喷孔27和主燃级燃油喷孔28均位于两个主燃级旋流器30叶片之间，喷孔数均与主燃级旋流器30叶片数相等。

[0018] 所述主燃级非旋空气进口32沿周向均匀分布于主燃级外壁34上，个数为8-16。

[0019] 所述主燃级收敛段35和预燃级收敛段17的收敛角相等，收敛角α为40°-50°。

[0020] 工作时：燃油离心喷嘴8喷出的燃油或预燃级气体燃料喷孔9喷出的气体燃料先与预燃级旋流空气进口10流入的旋流空气在预燃级预混腔19发生初始雾化或混合，再与预燃级非旋空气进口20流入的非旋空气进行二次雾化或混合，形成均匀的燃料-空气混合物，随后再由预燃级收敛段17加速流出；主燃级气体燃料喷孔27喷出的气体燃料或主燃级燃油喷孔28喷出的燃油先与主燃级旋流空气进口29流入的旋流空气进行初步雾化混合，随后在主燃级预混腔33中与主燃级非旋空气进口32流入的非旋空气进行二次混合，形成均匀的燃料-空气混合物，然后经主燃级收敛段35加速流出；主燃级22和预燃级1在其各自的预混腔内均进行初次混合和二次混合，能提高燃料-空气的混合均匀度，实现燃烧室的低污染排放。

[0021] 由于预燃级1的空气包括预燃级旋流空气进口10流入的旋流空气和预燃级非旋空气进口20流入的非旋空气，通过控制预燃级旋流空气进口10的面积以及预燃级非旋空气进口20的面积和个数，使得非旋空气量与旋流空气量的比例为1/4-1/2。

[0022] 通过控制主燃级非旋空气进口的面积和个数以及主燃级旋流空气进口的面积，使得主燃级非旋空气进口32流入的非旋空气量和主燃级旋流空气进口29流入的旋流空气量的比例为1/4-1/2。

[0023] 通过控制预燃级旋流空气进口10面积、预燃级非旋空气进口20面积和个数以及主燃级旋流空气进口面积、主燃级非旋空气进口面积和个数，使得预燃级空气量与主燃级空气量之比取值范围为1/3～1/2。

[0024] 在预燃级出口扩张段18上存在头部冷却孔21，用来保护头部结构。

[0025] 有益效果

[0026] 本发明提出的一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室头部结构，由位于中心的预燃级和外围的主燃级构成；预燃级和主燃级均包括气体燃料和燃油供给装置，能实现气体燃料和燃油实时切换和稳定燃烧。预燃级和主燃级对于气体燃料和燃油均采用贫燃预混燃烧，能满足地面燃机对不同燃料低污染物排放的要求；另外该头部气体燃料和燃油喷射位置、喷射量设计保证了气体燃料-空气分布与燃油-空气分布的相似，确保使用任一种燃料都不会发生振荡燃烧。本发明双燃料双旋流预混头部方案能适应不同燃料的低污染燃烧，可以实现燃机的一机多用，改善燃机的经济性和市场竞争力。

[0027] 本发明与现有技术相比所具有的优点如下：

[0028] 头部结构采用双旋流，由位于中心的预燃级和外围的主燃级构成；预燃级和主燃级均包括气体燃料和燃油供给装置，能实现气体燃料和燃油实时切换和稳定燃烧。预燃级和主燃级对于气体燃料和燃油均采用贫燃预混燃烧，能满足地面燃机对不同燃料低污染物排放的要求；另外该头部气体燃料和燃油喷射位置、喷射量设计保证了两种燃料的燃料-空气分布、释热分布以及火焰形状的相似，从而确保使用任一种燃料都不会发生振荡燃烧。另外本发明还采用出口收敛加速和外壁切向进气孔来降低发生自燃回火的风险。

附图说明

[0029] 图1本发明实施例头部方案剖视图

[0030] 图2本发明实施例预燃级结构示意图

[0031] 图3本发明实施例预燃级剖视图

[0032] 图4本发明实施例主燃级结构示意图

[0033] 图5本发明实施例主燃级剖视图

[0034] 图中：1-预燃级，2-预燃级燃油进口，3-预燃级燃油管，4-预燃级气体燃料管，5-预燃级气体燃料进口，6-预燃级旋流器内壁，7-预燃级中心凸台，8-燃油离心喷嘴，9-预燃级气体燃料喷孔，10-预燃级旋流空气进口，11-预燃级旋流器，12-预燃级旋流出口收敛段，13-支撑肋，14-预燃级旋流器出口挡板，15-预燃级外壁，16-预燃级切向进气孔，17-预燃级收敛段，18-预燃级出口扩张段，19-预燃级预混腔，20-预燃级非旋空气进口，21-头部冷却孔，22-主燃级，23-主燃级燃油进口，24-主燃级气体燃料进口；25-集气环，26-集油环，27-主燃级气体燃料喷孔，28-主燃级燃油喷孔，29-主燃级旋流空气进口，30-主燃级旋流器，
31-主燃级内壁，32-主燃级非旋空气进口，33-主燃级预混腔，34-主燃级外壁，35-主燃级收敛段，36-主燃级切向进气孔

具体实施方式

[0035] 现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

[0036] 本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种双燃料燃气轮机低污染燃烧室的双旋流贫燃预混头部方案，由位于中心的预燃级和外围的主燃级两部分组成。预燃级主要包括预燃级气体燃料进口、预燃级气体燃料管、预燃级燃油进口、预燃级燃油管、预燃级旋流空气进口、预燃级旋流器、预燃级气体燃料喷孔、燃油离心喷嘴、预燃级预混腔、预燃级非旋空气进口、预燃级收敛段；所述的燃油离心喷嘴位于预燃级中心凸台内，通过焊接固定在预燃级燃油管内壁上；所述的预燃级气体燃料喷孔位于燃油离心喷嘴外围，喷孔沿周向均匀分布在预燃级中心凸台上，且预燃级气体燃料管通过焊接与预燃级内壁连在一起；所述的预燃级非旋空气进口均匀分布在预燃级收敛段处的预燃级外壁上；空气从预燃级旋流空气进口流入经过旋流器产生旋转运动，随后经预燃级旋流器出口收敛段加速流入预燃级预混腔中，在预混腔中先与预燃级气体燃料喷孔喷出的气体燃料或燃油离心喷嘴喷出的燃油进行初步雾化和混合，然后再与预燃级非旋空气进口流入的非旋空气进行二次雾化和混合，最后混合均匀的燃料-空气混合物经预燃级收敛段加速流向下游。主燃级主要包括主燃级燃油进口、集油环、主燃级气体燃料进口、集气环、主燃级燃油喷孔、主燃级气体燃料喷口、主燃级旋流空气进口、主燃级旋流器、主燃级非旋空气进口、主燃级预混腔和主燃级收敛段；所述的主燃级与预燃级靠其间的支撑肋相连；所述的集油环和集气环位于主燃级外壁外侧，其上分别开有主燃级燃油进口和主燃级气体燃料进口，另外在集油环和集气环内开有主燃级燃油喷孔、主燃级气体燃料喷口，并且喷孔均位于两个主燃级旋流器叶片之间；所述的主燃级非旋空气进口开在主燃级内壁上，位于主燃级旋流器下游；空气从主燃级旋流空气进口流入经过旋流器产生旋转运动，随后在预混腔中先与主燃级气体燃料喷孔喷出的气体燃料或主燃级燃油喷孔喷出的燃油进行初步雾化和混合，然后再与主燃级非旋空气进口流入的非旋空气进行二次雾化和混合，最后混合均匀的燃料-空气混合物经主燃级收敛段加速流向下游。

[0037] 优选的，所述的预燃级旋流器叶片数为8-20，旋流角为30°-55°。

[0038] 优选的，所述的预燃级气体燃料喷孔沿周向均匀分布于预燃级中心凸台上，喷孔数与预燃级旋流器叶片数相等或为预燃级旋流器叶片数的半数；预燃级气体燃料喷孔的喷射方向与预燃级旋流器出口挡板平行，夹角β取40°-50°；燃油离心喷嘴雾化锥角的半角与β相等。

[0039] 优选的，所述的预燃级非旋空气进口均匀分布在预燃级收敛段处的预燃级外壁上，个数为6-16。

[0040] 优选的，所述的预燃级非旋空气量与旋流空气量的比例为1/4～1/2。

[0041] 优选的，所述的主燃级旋流器叶片数为8-16个，角度为45°-60°。

[0042] 优选的，所述的主燃级气体燃料喷孔和主燃级燃油喷孔均位于两个主燃级旋流器叶片之间，喷孔数均与主燃级旋流器叶片数相等，喷射方向均由主燃级外壁沿径向向内喷射。

[0043] 优选的，所述的主燃级非旋空气进口沿周向均匀分布于主燃级外壁上，个数为8-16。

[0044] 优选的，所述的主燃级非旋空气量与旋流空气量的比例为1/4～1/2。

[0045] 优选的，所述的预燃级空气量与主燃级空气量之比取值范围为1/3～1/2。

[0046] 优选的，所述的主燃级和预燃级均有供混合气体加速防止回火的收敛段，且主燃级收敛和预燃级收敛段的收敛角相等，α为40°-50°。

[0047] 优选的，所述的在预燃级外壁和主燃级外壁上分别有防止自燃的预燃级切向进气孔和主燃级切向进气孔。

[0048] 优选的，所述的头部冷却孔位于预燃级出口扩张段，保护头部结构。

[0049] 具体如下：

[0050] 图1是头部方案剖面图，头部方案包括位于中心的预燃级1和外围的主燃级22，预燃级1和主燃级22既通过之间的支撑肋13相连，又通过预燃级出口扩张段18与主燃级内壁31焊接相连。主燃级22和预燃级1均采用旋流进气和非旋空气的进气方式，且主燃级和预燃级均有气体燃料和燃油喷入，且均为贫燃预混。

[0051] 图2和图3分别是头部方案预燃级1的结构示意图和剖面图。如图2-3所示，预燃级1包括预燃级燃油进口2、预燃级燃油管3、预燃级气体燃料管4、预燃级气体燃料进口5、预燃级旋流器内壁6、预燃级中心凸台7、燃油离心喷嘴8、预燃级气体燃料喷孔9、预燃级旋流空气进口10、预燃级旋流器11、预燃级旋流出口收敛段12、支撑肋13、预燃级旋流器出口挡板14、预燃级外壁15、预燃级切向进气孔16、预燃级收敛段17、预燃级出口扩张段18、预燃级预混腔19、预燃级非旋空气进口20、头部冷却孔21。所述的预燃级旋流器叶片数为8-20，旋流角为30°-55°；所述的燃油离心喷嘴8位于预燃级中心凸台7内侧，通过焊接固定在预燃级燃油管3内壁上；所述的预燃级气体燃料喷孔9位于燃油离心喷嘴外围，喷孔沿周向均匀分布在预燃级中心凸台7上，且预燃级气体燃料管4通过焊接与预燃级旋流器内壁6连在一起；其中预燃级气体燃料喷孔9数与预燃级旋流器11叶片数相等或为预燃级旋流器11叶片数的半数，预燃级气体燃料喷孔9的喷射方向与预燃级旋流器出口挡板14平行，夹角β取40°-50°，另外所述的燃油离心喷嘴8雾化锥角的半角与β相等。所述的预燃级非旋空气进口20均匀分布在预燃级收敛段17处的预燃级外壁15上，个数为6-16，流向为径向。空气从预燃级旋流空气进口10流入经过预燃级旋流器11产生旋转运动，随后经预燃级旋流器出口收敛段12加速流入预燃级预混腔19中，在预混腔中先与预燃级气体燃料喷孔9喷出的气体燃料或燃油离心喷嘴8喷出的燃油进行初步雾化和混合，然后再与预燃级非旋空气进口20流入的非旋空气进行二次雾化和混合，最后混合均匀的燃料-空气混合物经预燃级收敛段17加速流向下游以防止回火，其混合气流中预燃级非旋空气量与旋流空气量的比例为1/4～1/2。另外预燃级外壁15上开有防止自燃的预燃级切向进气孔16。

[0052] 图4和图5分别是头部结构主燃级19的结构示意图和剖面图。如图4-5所示主燃级22包括主燃级燃油进口23、主燃级气体燃料进口24、集气环25、集油环26、主燃级气体燃料喷孔27、主燃级燃油喷孔28、主燃级旋流空气进口29、主燃级旋流器30、主燃级内壁31、主燃级非旋空气进口32、主燃级预混腔33、主燃级外壁34、主燃级收敛段35、主燃级切向进气孔
36。所述的主燃级旋流器30叶片数为8-16个，角度为45°-60°。所述的集油环26和集气环25位于主燃级外壁34外侧，其上分别开有主燃级燃油进口23和主燃级气体燃料进口24，另外在集油环26和集气环25内开有主燃级燃油喷孔28、主燃级气体燃料喷口27，并且喷孔均位于两个主燃级旋流器30叶片之间，因此主燃级燃油喷孔28数、主燃级气体燃料喷口27数均与与主燃级旋流器30叶片数相等。所述的主燃级非旋空气进口32开在主燃级内壁31上，位于主燃级旋流器30下游，进口个数为8-16。空气从主燃级旋流空气进口29流入经过主燃级旋流器30产生旋转运动，在主燃级旋流器通道内就先与主燃级气体燃料喷孔27喷出的气体燃料或主燃级燃油喷孔28喷出的燃油进行初步雾化和混合，然后再在主燃级预混腔33内与主燃级非旋空气进口32流入的非旋空气进行二次雾化和混合，最后混合均匀的燃料-空气混合物经主燃级收敛段35加速流向下游，其混合气流中非旋空气量与旋流空气量的比例为
1/4～1/2。

[0053] 本发明的工作过程如下：

[0054] 在预燃级中，空气从预燃级旋流空气进口10流入经过预燃级旋流器11产生旋转运动，随后经预燃级旋流器出口收敛段12加速流入预燃级预混腔19中；同时预燃级气体燃料从预燃级气体燃料进口5流入预燃级气体燃料管4，紧接着由预燃级气体燃料喷孔9喷到预燃级预混腔19中，或者预燃级燃油从预燃级燃油进口3进入预燃级燃油管3中，随后由燃油离心喷嘴喷到预燃级预混腔19中；在预混腔中预燃级旋流空气先与预燃级气体燃料或预燃级燃油进行初步雾化和混合，然后再与预燃级非旋空气进口20流入的非旋空气进行二次雾化和混合，最后混合均匀的燃料-空气混合物经预燃级收敛段17加速流向下游。在主燃级中，集气环25中的气体燃料由主燃级气体燃料喷孔27或集油环26中的燃油由主燃级燃油喷孔喷到主燃级旋流器通道内，在旋流通道内气体燃料或燃油就会与主燃级旋流空气进口29流入的旋流空气进行初步雾化和混合，然后再在主燃级预混腔33内与主燃级非旋空气进口32流入的非旋空气进行二次雾化和混合，最后混合均匀的燃料-空气混合物经主燃级收敛段35加速流向下游。