一种燃气轮机及其喷嘴的制作方法

1.本技术涉及喷嘴技术领域，具体为一种燃气轮机及其喷嘴。


背景技术：

2.焦化企业在炼制焦炭过程中，会生产出大量的廉价副产品焦炉煤气。处理焦炉煤气的传统做法是直接排入大气或者燃放。随着环保要求的提高，部分企业采用燃气轮机以焦炉煤气为燃料进行发电。焦炉煤气的组成成分为氢气和甲烷，以及含有少量的一氧化碳、c2以上不饱和烃、二氧化碳、氮气、氧气等。其中，焦炉煤气中氢气和甲烷的总含量超过90％，而氢气和甲烷均属于燃烧速度较快的可燃性气体，在燃气轮机中，燃烧速度较快的燃料易产生回火而烧蚀喷嘴。若喷嘴因烧蚀而损坏，则容易造成焦炉煤气在燃气轮机全工况范围燃烧不稳定。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种燃气轮机及其喷嘴，以解决现有技术中采用焦炉煤气作为燃料容易烧蚀燃气轮机喷嘴的技术问题。
4.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
5.第一方面，本技术提出一种喷嘴，该喷嘴包括喷头，所述喷头包括喷头本体，所述喷头本体的第一端形成有锥形斜面和喷头端面；所述喷头端面为平面或者凹面；所述锥形斜面设置有多个喷孔；每个喷孔轴心线与所述喷头本体轴心线的距离由喷头端面出发，沿第一方向逐渐增大；第一方向平行于所述喷头本体的轴心线，由所述喷头本体的第二端指向第一端。
6.作为本技术实施例中的另一种实施方式，各个喷孔绕所述喷头本体的轴心线均匀分布；每个喷孔的轴心线与所述喷头本体的轴心线所形成的夹角大于等于40
°
，小于等于50
°
。
7.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述喷头本体的轴心线与喷孔的轴心线为异面直线。
8.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述锥形斜面和/或所述喷头端面设置有耐高温涂层。
9.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述喷嘴还包括：
10.连接块，用于与燃气轮机的燃烧室外壳相连接；
11.出气管，第一端与连接块相连接，第二端与所述喷头的第二端相连接；
12.进气管，第一端与连接块相连接，且所述进气管与所述出气管相连通。
13.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述喷嘴还包括：
14.检修管，所述检修管的第一端与连接块相连接，所述检修管与所述出气管相连通，且所述检修管与所述进气管相连通；
15.封堵件，用于封堵所述检修管的第二端。
16.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述进气管中设置有过滤件。
17.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述过滤件包括：
18.过滤本体；
19.设置于所述过滤本体的至少一个第一过滤流道和至少一个第二过滤流道；第一过滤流道和第二过滤流道绕所述过滤本体的轴心线交替设置；每个第一过滤流道均由所述过滤本体的第一端向第二端延伸；每个第二过滤流道均由所述过滤本体的第二端向第一端延伸；各个第一过滤流道和各个第二过滤流道的长度小于所述过滤本体的长度；
20.相邻的第一过滤流道和第二过滤流道之间至少通过一个连通流道相连通，各个连通流道均设置于所述过滤本体。
21.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述过滤本体的第一端开设有第一过滤凹槽，所述过滤本体的第一端还开设有与第一过滤流道一一对应的第一缺口，所述第一过滤凹槽通过第一缺口与对应的第一过滤流道相连通。
22.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述过滤本体的第二端开设有第二过滤凹槽，所述过滤本体的第二端还开设有与第二过滤流道一一对应的第二缺口，所述第二过滤凹槽通过第二缺口与对应的第二过滤流道相连通。
23.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述第一过滤凹槽和所述第二过滤凹槽的规格一致，且所述第一过滤凹槽和所述第二过滤凹槽中均开设有内螺纹。
24.作为本技术实施例中的另一种实施方式，所述过滤本体的轴心线与每个连通流道轴心线所形成的夹角大于等于30
°
，小于等于90
°
。
25.作为本技术实施例中的另一种实施方式，每个连通流道的第一端用于与第一过滤流道相连通，第二端用于与第二过滤流道相连通；每个连通流道第一端中心点距离过滤本体第一端的距离大于该连通流道第二端中心点距离过滤本体第一端的距离。
26.作为本技术实施例中的另一种实施方式，各个喷孔的孔径小于等于4.0mm。
27.第二方面，本技术提出一种燃气轮机，包括如第一方面中任意一项所述的喷嘴。
28.作为本技术实施例中的另一种实施方式，出气管的轴心线与火焰筒的轴心线重合。
29.作为本技术实施例中的另一种实施方式，喷头本体的外侧形成有支撑环，所述支撑环用于与所述火焰筒形成沿所述火焰筒轴向上的抵触。
30.与现有技术相比，本技术的有益效果是：
31.本技术实施例能够使得喷出的燃料呈喇叭状分布，其能够改善燃料从喷孔喷出后燃烧所产生的温度分布场，避免了喷头所处的温度较高，而被高温烧蚀的现象发生。通过在喷头的第一端设置锥形斜面和喷头端面，实现了锥形斜面上的喷孔能够尽量的靠近喷头端面，也就是说，增加了喷头端面与燃烧高温区的轴向距离，进一步的避免喷头被烧蚀。本技术实施例中的喷头端面为平面或者凹面，进一步的增大喷头端面与燃烧高温区的距离，提升喷头抗烧蚀效果。本技术实施例的喷嘴结构较为简单，其能够承受较大的可燃气体供应压力，也就是说，其能够避免回火现象的产生，提升燃气轮机在使用焦炉煤气时的全工况稳定性。
附图说明
32.图1为本技术实施例所提出的燃气轮机的剖视示意图；
33.图2为本技术实施例所提出的喷嘴的立体图；
34.图3为本技术实施例所提出的喷嘴的俯视图；
35.图4为图3按照a-a线的剖视图；
36.图5为本技术实施例所提出的喷头的立体图；
37.图6为本技术实施例所提出的喷头的主视图；
38.图7为本技术实施例所提出的一种喷头的剖视图；
39.图8为本技术实施例所提出的又一种喷头的剖视图；
40.图9为图3按照b-b线的剖视图；
41.图10为本技术实施例所提出的过滤件的立体图；
42.图11为本技术实施例所提出的过滤件的剖视图；
43.图12为本技术实施例所提出的燃料沿过滤件流动的示意图；
44.图13为本技术实施例所提出的过滤件各个参数示意图。
45.图中：1、喷嘴；110、连接块；120、出气管；130、进气管；140、喷头；141、喷头本体；142、锥形斜面；143、喷孔；144、喷头端面；145、支撑环；146、卡接环；150、检修管；160、封堵件；170、过滤件；171、过滤本体；172、第一缺口；173、第一过滤流道；174、第二过滤流道；175、连通流道；176、第一过滤凹槽；177、第二缺口；178、第二过滤凹槽；2、火焰筒；3、燃烧室外壳；4、燃烧室内壳。
具体实施方式
46.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
48.此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。
49.应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。
50.需要清楚的是，本技术的主要应用场景为扩散燃烧场景。具体的，扩散燃烧是指可燃气体从喷口、管口、容器泄漏口或者本技术下文中所提出的喷孔143喷出,可燃气体在喷孔143处与空气中的氧气一边进行扩散混合，一边发生燃烧反应的现象。在工业生产和日常生活中，许多燃烧过程都属于扩散燃烧，例如：家用煤气的燃烧和汽车发动机的燃烧等等。
51.具体的，在扩散燃烧中,若可燃气体离开喷孔143的速度等于燃烧速度,则在喷孔
143的外部能够形成稳定的燃烧,我们称之为正常燃烧。若可燃气体离开喷孔143的速度小于燃烧速度,则燃烧火焰根部位于喷孔143内,此时的燃烧不稳定，常常会伴有爆燃声和噪音,破坏了燃烧的动平衡条件。在喷孔143内发生的燃烧，我们称之为回火。回火不仅破坏了可燃气体燃烧的稳定性,而且极易损坏燃烧器具。
52.需要清楚的是，在扩散燃烧的应用场景中，燃气轮机的工况主要取决于可燃气体的喷出量。若想要燃气轮机处于高工况，则需要可燃气体的喷出量多，也即可燃气体的喷出速度高，若想要燃气轮机处于低工况，则需要可燃气体的喷出量少，也即可燃气体的喷出速度低。由此可知，在以焦炉煤气为燃料的应用场景中，若燃气轮机处于低工况，轻则容易造成火焰根部距离喷头140太近，而烧蚀喷头140；重则容易造成回火，而损坏喷头140。
53.为了解决上述的技术问题，本技术提出一种喷嘴，如图1至图4所示，该喷嘴1包括喷头140，如图5至图8所示，喷头140包括喷头本体141，喷头本体141的第一端形成有锥形斜面142和喷头端面144。
54.由前文可知，对于燃烧速度较快的燃料来说，其燃烧火焰的根部容易靠近喷头140，而燃烧火焰的根部越靠近喷头140则越容易造成喷头140被烧蚀，降低喷头140的使用寿命。在本技术一个具体的实施例中，为了避免喷头140的喷头端面144靠近燃烧火焰的根部，如图5至图7所示，可以将喷头端面144设计为平面。基于同样的理由，在本技术的另一个实施例中，如图8所示，也可以将喷头端面144设计为凹面。
55.具体的，在本技术的实施例中如图5至图8所示，锥形斜面142设置有多个喷孔143。每个喷孔143轴心线与喷头本体141轴心线的距离，由喷头端面144出发，沿第一方向逐渐增大。如图7所示，在本技术的实施例中，将平行于喷头本体141的轴心线，由喷头本体141的第二端指向第一端这一方向定义为第一方向(也即图7中的g方向)。喷孔143轴心线与喷头本体141轴心线的距离如图7中的距离n所示。由喷头端面144出发，沿第一方向每个喷孔143轴心线与喷头本体141轴心线的距离逐渐增大，则是指距离n逐渐增大。也就是说，每个喷孔143均沿第一方向背离喷头本体141的轴心线。
56.需要清楚的是，燃料从喷孔143喷出时，燃料的运动方向是平行于喷孔143的轴心线的，如图7所示，在本技术的实施例中，燃料从喷孔143喷出后，逐渐远离喷头本体141的轴心线。换句话说，燃料从喷头本体141喷出后，呈喇叭状喷散，相对于燃料聚集在喷头端面144附近进行燃烧，呈喇叭状喷散的燃料，在进行燃烧时，能够降低喷头端面144附近的燃烧温度，进而避免喷头端面144发生烧蚀。
57.如图1所示，现有技术中燃气轮机包括喷嘴1、火焰筒2、燃烧室外壳3和燃烧室内壳4。火焰筒2位于燃烧室外壳3和燃烧室内壳4之间形成的空间内，喷嘴1延伸至火焰筒2内。若从喷嘴1喷射出的燃料倾斜角度太大，则易使得燃料在火焰筒2的内壁附近进行燃烧，烧蚀火焰筒2的内壁。
58.在本技术的一个实施例中，为了避免烧蚀火焰筒2的内壁，如图5至图8所示，各个喷孔143绕喷头本体141的轴心线均匀分布。每个喷孔143的轴心线与喷头本体141的轴心线所形成的夹角(也即图7中的角c)大于等于40
°
，小于等于50
°
。具体的，角c可以为40
°
、41
°
、42
°
、43
°
、44
°
、45
°
、46
°
、47
°
、48
°
、49
°
和50
°
中的任意一个度数，也可以是上述相邻两个度数之间的任意度数。
59.需要清楚的是，燃料在呈旋流喷射时，能够提高燃烧稳定性和改善温度场。在本申
请的一个实施例中，为了使得燃料能够旋流喷射，喷头本体141的轴心线与喷孔143的轴心线为异面直线。
60.需要清楚的是，为了避免喷头140被烧蚀。在本技术的一个实施例中，可以在锥形斜面142和/或喷头端面144设置有耐高温涂层。具体的，耐高温涂层可以为耐高温陶瓷涂层或者耐高温金属涂层等。由于此为成熟现有技术，因此不做过多赘述。
61.需要清楚的是，可燃气体的喷出量大小，等于可燃气体的喷出速度乘以喷孔143的横截面积。由前文可知，燃气轮机的工况较小时，则需求的可燃气体喷出量较小。为了保证燃气轮机在工况较小情形下，可燃气体也具有较高的喷出速度，则可以减小喷孔143的孔径。在本技术一个具体的实施例中，喷孔143的孔径小于等于4.0mm，具体的，该孔径可以是4.0mm、3.9mm、3.8mm、3.7mm、3.6mm和3.5mm中的任意一个孔径，也可以是上述相邻两个孔径之间的任意孔径。
62.容易理解的是，可燃气体喷出速度与可燃气体的压力呈正比例关系。也就是说，若减小喷孔143的孔径，且为了保证可燃气体喷出量不变，则需要增大燃气轮机的可燃气体供应压力。需要清楚的是，对于结构较为复杂的喷头来说，较大的可燃气体供应压力易损坏喷头中的零部件，例如：某些喷嘴中含有网格式过滤网，或者某些喷嘴中设置了较为复杂的流道等。本技术的实施例中喷头140的结构较为简单，相对于结构复杂的喷头来说，其能够承受较大的可燃气体供应压力(现有技术中喷头所能够承受的可燃气体供应压力为2.0mpa至3.0mpa，而本技术实施例中的喷头140所能够承受的可燃气体供应压力为3.5mpa至4.0mpa)。采用本技术实施例所提供的喷头可以通过适当提高可燃气体供应压力的方法，来适度提高可燃气体喷射速度，避免回火现象的产生。
63.由前文可知，本技术实施例所提出的喷嘴主要应用于燃气轮机。为了使得该喷嘴适用于燃气轮机，如图1至图4所示，该喷嘴还包括连接块110、出气管120和进气管130。
64.具体的，连接块110用于与燃气轮机的燃烧室外壳3相连接。出气管120的第一端与连接块110相连接，出气管120的第二端与喷头140的第二端相连接。进气管130的第一端与连接块110相连接，且进气管130与出气管120相连通。需要清楚的是，连接块110的主要作用是将喷嘴1整体固定在燃气轮机的燃烧室外壳3上，因此，在本技术的实施例中连接块110可以是任意形状构造的结构。例如：连接块110可以是如图2至图4所示的长方形块状，当然，在本技术的其他实施例中，连接块110也可以是圆形块状、三角形块状或者六边形块状等。连接块110与燃气轮机的燃烧室外壳3的连接方式也可以是多样的，例如：如图1所示的螺接，当然，在本技术的其他实施例中，连接块110也可以与燃气轮机的燃烧室外壳3焊接或者铆接等。
65.需要清楚的是，在本技术的实施例中，进气管130位于燃烧室外壳3的外部，主要用于与输送燃料的管道相连接。在本技术的实施例中，进气管130可以采用任意结构与输送燃料的管道相连接，例如：如图2和图3所示，在进气管130的外部开设有外螺纹，进气管130通过外螺纹与输送燃料的管道螺纹连接。当然，在本技术的其他实施例中，进气管130也可以通过快速卡接结构与输送燃料的管道相连接，例如：燃气管道快速接头或者管箍等。出气管120延伸至燃烧室外壳3的内部，主要用于向火焰筒2中输送燃料。需要注意的是，在本技术的实施例中，喷嘴不但起到输送燃料的作用，而且喷嘴还需要起到支撑火焰筒2的作用。为了使得喷嘴2具有较好的力学强度，在本技术的一个实施例中，连接块110、出气管120和进
气管130为一体成型结构。
66.需要清楚的是，在本技术的实施例中出气管120的第二端与喷头140的第二端的连接方式也可以是各种各样的，例如：出气管120和喷头140可以螺接，也可以焊接，或者一体成型等。
67.如图4所示，为了便于对出气管120和喷头140进行拆卸和检修，在本技术的一个具体的实施例中出气管120和喷头140螺接。为了防止螺接的出气管120和喷头140在高压的作用下而发生松动，在出气管120和喷头140还设置有卡接环146，可以通过卡箍(图中未示出)，配合卡接环146防止出气管120和喷头140产生松动。需要清楚的是，在本技术的实施例中，卡接环146可以为圆环状，也可以如图5和图6所示，由多个环形凸起所组成的环状结构。
68.在本技术的一个实施例中，为了便于对出气管120和进气管130进行检修和维护。喷嘴还包括检修管150和封堵件160，如图2至图4所示，检修管150的第一端与连接块110相连接，检修管150既与出气管120相连通，也与进气管130相连通。从而通过检修管150的第二端可以观察出气管120和进气管130内部的使用情况。在本实施例中，封堵件160用于封堵检修管150的第二端，若需要进行观察，则取下封堵件160，否则，在检修管150的第二端安装上封堵件160。
69.需要清楚的是，在本技术的实施例中，封堵件160可以是任意能够对管道进行封堵的零部件，例如：如图4所示，封堵件160可以为螺堵。当然，在本技术的其他实施例中，封堵件160可以为盲板、封头或者堵头等。
70.需要清楚的是，在燃料供应的过程中，可能会存在异常的颗粒物，为了防止这些颗粒物堵塞喷孔143，而使得燃烧不稳定。在本技术的一个实施例中，进气管130中设置有过滤件170，过滤件170主要用于对燃料进行过滤。容易理解的是，在本技术的实施例中，过滤件170可以是任意具有过滤功能的零部件，例如：网格式过滤网或者陶瓷泡沫式过滤网。
71.由前文可知，在本技术的实施例中，为了保证可燃气体(也即燃料)的喷出速度，需要缩小喷孔143的孔径，并且增大可燃气体的供应压力。较大的供应压力易损坏网格式过滤网或者泡沫式过滤网，致使喷孔143被堵塞。为此，在本技术的一个实施例中，如图9至图12所示，过滤件170包括过滤本体171。在过滤本体171上，设置有至少一个第一过滤流道173和至少一个第二过滤流道174，第一过滤流道173和第二过滤流道174绕过滤本体171的轴心线交替设置。在本技术一个具体的实施例中，如图10所示，第一过滤流道173和第二过滤流道174的数量均为3个。
72.需要清楚的是，在本技术的实施例中，每个第一过滤流道173均由过滤本体171的第一端向第二端延伸；每个第二过滤流道174均由过滤本体171的第二端向第一端延伸。如图10至图13所示，在本实施例中，第一过滤流道173均由过滤本体171的第一端向第二端延伸是指，第一过滤流道173以过滤本体171的第一端为起始点向第二端延伸；第二过滤流道174均由过滤本体171的第二端向第一端延伸是指，第二过滤流道174以过滤本体171的第二端为起始点向第二端延伸。如图13所示，第一过滤流道173和第二过滤流道174的长度为h，过滤本体171的长度为h，h小于h。也就是说，各个第一过滤流道173和各个第二过滤流道174的长度小于过滤本体171的长度。换句话说，将该过滤件170放入进气管130中，则燃料无法通过第一过滤流道173或者第二过滤流道174，由进气管130的第二端到达第一端。
73.在本实施例中，为了使得过滤件170具有输送燃料并且对燃料进行过滤的功能，如
图10至图13所示，相邻的第一过滤流道173和第二过滤流道174之间还至少需要通过一个连通流道175相连通，各个连通流道175均设置于过滤本体171。如图12所示，位于进气管130第二端的燃料会先进入第一过滤流道173，再通过连通流道175进入第二过滤流道174，最后通过第二过滤流道174到达进气管130的第一端。在此过程中，可以通过连通流道175对燃料进行过滤。需要清楚的是，在本技术的一个实施例中，如图10至13所示，连通流道175可以设置在过滤本体171的外表面，在本技术的其他实施例中，连通流道175可以设置在过滤本体171的内部，只需要其能够起到过滤作用即可。
74.在本技术的实施例中，连通流道175可以是任意形状和构造的，例如：连通流道175的横截面可以为半圆形或者三角形等。连通流道175的直径可以根据需求进行设置，假设在本技术的一个实施例中，喷孔143的直径为3.9mm，为了防止异常的颗粒物堵塞喷孔143，在本实施例中连通流道175的横截面可以为半圆形，该半圆形的直径设置为2.0mm。当然，在本技术的其他实施例中，半圆形的直径可以设置为小于3.9mm的任意直径。但是，需要清楚的是，若连通流道175的直径越大，则喷孔143越容易堵塞，若连通流道175的直径越小，则连通流道175越容易堵塞，而导致燃料供给不足。
75.为了防止连通流道175数量太少，其中一个连通流道175被堵塞后则会导致燃料供给不足。在本技术的一个具体的实施例中，连通流道175的数量可以设置为三个。
76.为了防止燃料中混有直径较大的颗粒物，而堵塞连通流道175致使燃料供给不足。在本技术的一个实施例中，如图10至13所示，过滤本体171的第一端开设有第一过滤凹槽176，过滤本体171的第一端还开设有与第一过滤流道173一一对应的第一缺口172，第一过滤凹槽176通过第一缺口172与对应的第一过滤流道173相连通。
77.具体的，如图12所示，路线d为燃料在过滤件170的流通路径。燃料在到达过滤本体171的第一端后，会通过第一缺口172进入第一过滤流道173。需要清楚的是，燃料在由第一缺口172进入第一过滤流道173的过程中会发生转向，若颗粒物直径较大，也就是说颗粒物的惯性较大，则该颗粒物难以发生转向而被滞留在第一过滤凹槽176。进而能够有效的防止直径较大的颗粒物堵塞连通流道175。
78.为了使得过滤件170以任意方向安装至进气管130中均能够起到上文中提出的各种作用。在本技术的一个具体的实施例中，过滤本体171的第二端开设有第二过滤凹槽178，过滤本体171的第二端还开设有与第二过滤流道174一一对应的第二缺口177，第二过滤凹槽178通过第二缺口177与对应的第二过滤流道174相连通。需要清楚的是，第二缺口177的规格可以与第一缺口172的规格一致，第二过滤凹槽178的规格可以与第一过滤凹槽176的规格一致，第一过滤凹槽176和第二过滤凹槽178的规格可以一致。
79.需要清楚的是，为了使得燃料能够按照如图12所示的路线d流动。在本技术的一个具体的实施例中，过滤本体171与进气管130过盈配合，也就是说，过滤本体171的外壁与进气管130的内壁之间所形成的间隙为0。当然，在本技术的其他实施例中，为了便于对过滤本体171进行拆装，过滤本体171与进气管130可以形成间隙配合。在本技术的实施例中，间隙配合是指过滤本体171的外壁与进气管130的内壁之间具有间隙，该间隙可以为小于0.2mm的任意间隙。
80.若过滤本体171与进气管130过盈配合，或者过滤本体171与进气管130为间隙配合，但是在长期的使用过程中间隙被堵塞，而导致很难拆卸出过滤本体171。在本技术的一
个具体的实施例中，为了便于对过滤本体171进行拆卸，第一过滤凹槽176和第二过滤凹槽178中均开设有内螺纹(图中未示出)。若要拆卸过滤本体171，则可以采用螺栓等拆卸工具与过滤本体171中的第一过滤凹槽176或者第二过滤凹槽178进行螺接，从而拔出过滤本体171。
81.需要清楚的是，连通流道175的轴心线与过滤本体171的轴心线形成异面直线。如图13所示，过滤本体171的轴心线与每个连通流道175轴心线所形成的夹角为角e。如图10和图11所示，角e可以等于90
°
。当然，在本技术的其他实施例中，角e可以为其他任意角度。例如：角e可以大于等于30
°
，小于90
°
，具体的，角e可以为30
°
、35
°
、40
°
、45
°
、50
°
、55
°
、60
°
、65
°
、70
°
、75
°
、80
°
和85
°
中的任意一个角度，当然，角e也可以为上述相邻两个角度的任意角度。相对于角e等于90
°
，角e等于其他度数时，意味着连通流道175呈倾斜状，倾斜状的连通流道175长度更长，相对于长度较短的流道，长度较长的流道所能够取得的过滤效果更好。
82.为了使得本技术实施例的过滤件170具有较好的过滤效果，如图13所示，每个连通流道175的第一端用于与第一过滤流道173相连通，第二端用于与第二过滤流道174相连通；每个连通流道175第一端中心点距离过滤本体171第一端的距离(也即图13中的距离m)大于该连通流道175第二端中心点距离过滤本体171第一端的距离(也即图13中的距离m)。如图12所示，在使用本实施例中的过滤件170时，优先将过滤件170竖直放置，也就是说，在进行设计时，使得进气管130竖直设置。具体的，如图12中的路线d所示，燃气由第一过滤流道173通过连通流道175向第二过滤流道174流动过程中，需要进行急转弯，而部分较重的颗粒物会在惯性和重力的作用下滞留在第一过滤流道173中，使得过滤件170的过滤效果提升。
83.具体的，在本技术的实施例中，中心点可以是连通流道175第一端和连通流道175第二端中任意相同概念的点，例如：若连通流道175第一端和第二端横截面均为半圆形，则中心点可以是半圆形的圆心、重心或者质心等。
84.需要清楚的是，如图1至图7所示，在本技术一个具体的实施例中，喷头的角c取45
°
，喷孔143的个数为12个，每个喷孔143的孔径均为3.9mm。经过实验验证，该喷头在燃气轮机上累计运行15000小时，发电量为3亿度后，仍然未被烧蚀，可以继续使用。
85.本技术实施例所提出的喷嘴，喷出的燃料呈喇叭状分布，其能够改善燃料从喷孔喷出后燃烧所产生的温度分布场，避免了喷头所处的温度较高，而被高温烧蚀的现象发生。通过在喷头的第一端设置锥形斜面和喷头端面，实现了锥形斜面上的喷孔能够尽量的靠近喷头端面，也就是说，增加了喷头端面与燃烧高温区的轴向距离，进一步的避免喷头被烧蚀。本技术实施例中的喷头端面为平面或者凹面，进一步的增大喷头端面与燃烧高温区的距离，提升喷头抗烧蚀效果。本技术实施例的喷嘴结构较为简单，其能够承受较大的可燃气体供应压力，也就是说，其能够避免回火现象的产生，提升燃气轮机在使用焦炉煤气时的全工况稳定性。
86.在介绍完本技术所提出的喷嘴的实施例之后，下面介绍本技术所提出的燃气轮机的实施例。
87.具体的，本技术提出一种燃气轮机的实施例，该燃气轮机包括如上述实施例中所提出的任意一项喷嘴。
88.如图1所示，喷嘴1在使用的过程中需要承受来自于火焰筒2工作过程中产生的轴向气动作用力，为了避免喷嘴1受到沿其径向上的应力而损坏，在本技术的一个实施例中，
出气管120的轴心线与火焰筒2的轴心线重合。
89.如图5至图8所示，为了喷嘴1能够与火焰筒2产生足够大的轴向支撑力，喷头本体141的外侧形成有支撑环145，支撑环145用于与火焰筒2形成沿火焰筒2轴向上的抵触。
90.本技术实施例所提出的燃气轮机，喷出的燃料呈喇叭状分布，其能够改善燃料从喷孔喷出后燃烧所产生的温度分布场，避免了喷头所处的温度较高，而被高温烧蚀的现象发生。通过在喷头的第一端设置锥形斜面和喷头端面，实现了锥形斜面上的喷孔能够尽量的靠近喷头端面，也就是说，增加了喷头端面与燃烧高温区的轴向距离，进一步的避免喷头被烧蚀。本技术实施例中的喷头端面为平面或者凹面，进一步的增大喷头端面与燃烧高温区的距离，提升喷头抗烧蚀效果。本技术实施例的喷嘴结构较为简单，其能够承受较大的可燃气体供应压力，也就是说，其能够避免回火现象的产生，提升燃气轮机在使用焦炉煤气时的全工况稳定性。
91.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种喷嘴，包括喷头(140)，其特征在于，所述喷头(140)包括喷头本体(141)，所述喷头本体(141)的第一端形成有锥形斜面(142)和喷头端面(144)；所述喷头端面(144)为平面或者凹面；所述锥形斜面(142)设置有多个喷孔(143)；每个喷孔(143)轴心线与所述喷头本体(141)轴心线的距离由喷头端面(144)出发，沿第一方向逐渐增大；第一方向平行于所述喷头本体(141)的轴心线，由所述喷头本体(141)的第二端指向第一端。2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，各个喷孔(143)绕所述喷头本体(141)的轴心线均匀分布；每个喷孔(143)的轴心线与所述喷头本体(141)的轴心线所形成的夹角大于等于40
°
，小于等于50
°
。3.根据权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，所述喷头本体(141)的轴心线与喷孔(143)的轴心线为异面直线。4.根据权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，所述锥形斜面(142)和/或所述喷头端面(144)设置有耐高温涂层。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴还包括：连接块(110)，用于与燃气轮机的燃烧室外壳(3)相连接；出气管(120)，第一端与连接块(110)相连接，第二端与所述喷头(140)的第二端相连接；进气管(130)，第一端与连接块(110)相连接，且所述进气管(130)与所述出气管(120)相连通。6.根据权利要求5所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴还包括：检修管(150)，所述检修管(150)的第一端与连接块(110)相连接，所述检修管(150)与所述出气管(120)相连通，且所述检修管(150)与所述进气管(130)相连通；封堵件(160)，用于封堵所述检修管(150)的第二端。7.根据权利要求5所述的喷嘴，其特征在于，所述进气管(130)中设置有过滤件(170)。8.一种燃气轮机，其特征在于，包括如权利要求1至7中任意一项所述的喷嘴。9.根据权利要求8所述的燃气轮机，其特征在于，出气管(120)的轴心线与火焰筒(2)的轴心线重合。10.根据权利要求9所述的燃气轮机，其特征在于，喷头本体(141)的外侧形成有支撑环(145)，所述支撑环(145)用于与所述火焰筒(2)形成沿所述火焰筒(2)轴向上的抵触。

技术总结
本申请公开了一种燃气轮机及其喷嘴，涉及喷嘴技术领域。该喷嘴包括喷头，所述喷头包括喷头本体，所述喷头本体的第一端形成有锥形斜面和喷头端面；所述喷头端面为平面或者凹面；所述锥形斜面设置有多个喷孔；每个喷孔轴心线与所述喷头本体轴心线的距离由喷头端面出发，沿第一方向逐渐增大；第一方向平行于所述喷头本体的轴心线，由所述喷头本体的第二端指向第一端。本申请能够使得喷出的燃料呈喇叭状分布，其能够改善燃料从喷孔喷出后燃烧所产生的温度分布场，避免了喷头所处的温度较高，而被高温烧蚀的现象发生。通过在喷头的第一端设置锥形斜面和喷头端面，实现了锥形斜面上的喷孔能够尽量的靠近喷头端面，进一步的避免喷头被烧蚀。烧蚀。烧蚀。


技术研发人员：李涛 杜晓东 于杰 宫浩严 李进 沈军 黄汉林 薛弘祥
受保护的技术使用者：中国航发燃气轮机有限公司
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/10/7