本发明涉及微型燃气轮机喷嘴领域，具体涉及一种具备两种燃烧模式的燃气轮机喷嘴。
背景技术：
1、微型燃气轮机发电是目前最成熟、最有商业竞争力的分布式发电设备，具有燃料适应性好、可靠性高、环境友好、使用方便等优势。燃气轮机核心部件之一为燃烧室，而喷嘴控制着整个燃烧室内部的燃烧过程，是调节燃料和空气两者流动与燃烧性能的重要部件，在整个机组运行过程中扮演着重要角色。
2、作为分布式发电设备，微型燃气轮机除了使用方便外，还要适用于多种负荷工况，因此微型燃气轮机本身需要具备调节负荷的能力。目前，微型燃气轮机多使用预混燃烧来降低燃烧火焰温度，从而降低nox的排放。但是预混燃烧存在稳燃区域较小，低负荷时燃烧不稳定的情况。为解决这一现象，制造商提出在燃烧室中添加扩散燃烧模式，扩散燃烧具有在低负荷下能够燃烧稳定的优点。但是在原有燃烧室中添加新的喷嘴空间会对整个燃烧室的布局和制造工艺造成影响，同时也会改变燃烧室内的流场，影响燃烧结果。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足，解决微型燃气轮机在添加扩散燃烧模式下，不改变燃烧室内原有布局，降低改造喷嘴对原有燃烧室的影响，简化燃气轮机负荷变化的控制方式，将扩散燃烧与预混燃烧集成在同一喷嘴上，本发明提供了一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴。
2、本发明的技术方案为：
3、一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，包括：扩散燃料通道、预混燃料通道、气体预混通道三部分，且相互连为一体；该喷嘴具备扩散燃烧与预混燃烧两种燃烧模式，燃烧所需的空气来自于气体预混通道的两种侧边开孔，分别为预混空气孔和预混旋流槽，当气体燃料通过扩散燃料通道与空气接触后，经过点火可形成扩散燃烧火焰；当气体燃料通过预混燃通道，燃料在气体预混通道与空气充分混合，形成旋流预混燃气，经过点火可形成预混燃烧火焰。
4、进一步地，所述预混燃料通道包括：预混燃料进口、预混燃料通道、喷嘴固定通道、预混燃料出口装置；所述气体预混通道包括：预混空气孔、预混旋流槽、气体预混通道。
5、进一步地，所述扩散燃料通道由预混燃料通道和预混燃料出口装置两者进行固定，且扩散燃料通道与气体预混通道同轴心；所述预混燃料进口、预混燃料通道、喷嘴固定通道、预混燃料出口装置依次连接，各部件中空部分构成燃料通道；所述预混燃料出口装置外径与气体预混通道内径重合。
6、进一步地，所述扩散燃料通道总长是喷嘴整体总长的0.93-0.94倍，其目的在于气体预混通道将扩散燃料通道包含在内，且两者出口具有一定距离，确保气体预混通道内空气与扩散燃料通道出口的气体燃料充分接触，避免不完全燃烧现象发生。
7、进一步地，所述扩散燃料通道与预混燃料进口直径相同；所述气体预混通道的直径为扩散燃料通道的5倍。
8、进一步地，所述预混燃料出口装置前端为具有0.1至0.25曲率的中空锥形体，后段为中空圆柱体，当燃料与空气形成的预混气体撞击到预混燃料出口装置后，会被具有曲面的锥形体改变流动方向，预混气最终沿曲面向气体预混通道出口流动。
9、进一步地，所述的预混燃料出口装置，在中空锥形体曲率为0.1处设立12个细小通孔，细小通孔总面积为预混燃料进口面积的0.2倍，自喷嘴固定通道的气体燃料进行细小通孔后流速会显著增大，方便后续与空气进行充分混合；
10、进一步地，所述预混燃气的空气主要来源于预混空气孔和预混旋流槽，其中预混空气孔为4个垂直圆形孔，预混旋流槽为15个倾斜度为45°的圆角矩形孔；
11、进一步地，预混空气孔总面积为预混旋流槽1.28-1.33倍，预混空气孔出口空气为预混主体，与燃料充分接触进行初步混合，预混旋流槽出口空气具备一定旋流度，带动预混燃气进行旋流，经过旋流的预混燃气具有更好的混合效果，并缩短火焰长度；
12、进一步地，用标准均方根s作为判断预混均匀度的标准，所述喷嘴出口的预混标准均方根s应小于0.05，才能视为燃料与空气已混合均匀，具体计算方式如下：
13、
14、c为浓度，n为计算所选取的数据点数。
15、本发明的有益效果在于：
16、1、本发明的具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，当气体燃料通过扩散燃料通道时，在通道出口与空气接触后，经过点火可形成扩散燃烧火焰，适用于低负荷燃烧；当气体燃料通过预混燃通道时，燃料在气体预混通道会与空气充分混合，形成旋流预混燃气，经过点火可形成预混燃烧火焰，适用于中高负荷燃烧。
17、2、本发明的微型燃气轮机喷嘴将扩散燃烧通道与预混燃烧通道集成为一个喷嘴，节省了燃烧室的使用空间也简化了燃烧室布局，同时扩散燃烧通道的设计对预混燃气的预混效果基本不造成有效的影响。
18、3、本发明的微型燃气轮机喷嘴，喷嘴出口预混燃气的预混标准均方根s小于0.05，满足预混均匀度的要求，同时预混燃气具有旋流特征，能有效降低火焰长度。
1.一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于，包括：扩散燃料通道、预混燃料通道、气体预混通道三部分，且相互连为一体；该喷嘴具备扩散燃烧与预混燃烧两种燃烧模式，燃烧所需的空气来自于所述气体预混通道的两种侧边开孔，分别为预混空气孔和预混旋流槽，当气体燃料通过所述扩散燃料通道与空气接触后，经过点火可形成扩散燃烧火焰；当气体燃料通过所述预混燃通道，燃料在所述气体预混通道与空气充分混合，形成旋流预混燃气，经过点火可形成预混燃烧火焰。
2.根据权利要求1所述的一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于，所述预混燃料通道包括：预混燃料进口、预混燃料通道、喷嘴固定通道、预混燃料出口装置；所述气体预混通道包括：所述预混空气孔、所述预混旋流槽和气体预混通道。
3.根据权利要求2所述的一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于：所述扩散燃料通道由所述预混燃料通道和所述预混燃料出口装置两者进行固定，且扩散燃料通道与所述气体预混通道同轴心；所述预混燃料进口、预混燃料通道、喷嘴固定通道、预混燃料出口装置依次连接，各部件中空部分构成燃料通道；所述预混燃料出口装置外径与所述气体预混通道内径重合。
4.根据权利要求3所述的一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于：所述扩散燃料通道总长是喷嘴整体总长的0.93-0.94倍，所述气体预混通道将扩散燃料通道包含在内，且两者出口具有一定距离，确保气体预混通道内空气与扩散燃料通道出口的气体燃料充分接触，避免不完全燃烧现象发生。
5.根据权利要求2所述的一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于：所述扩散燃料通道与预混燃料进口直径相同；所述气体预混通道的直径为扩散燃料通道的5倍。
6.根据权利要求2所述的一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于：所述预混燃料出口装置前端为具有0.1至0.25曲率的中空锥形体，后段为中空圆柱体。
7.根据权利要求6所述的一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于：其特征在于：在所述中空锥形体曲率为0.1处设立12个细小通孔，细小通孔总面积为预混燃料进口面积的0.2倍。
8.根据权利要求1或2所述的一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于：所述预混空气孔为4个垂直圆形孔，所述预混旋流槽为15个倾斜度为45°的圆角矩形孔。
9.根据权利要求8所述的一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于：预混空气孔总面积为预混旋流槽1.28-1.33倍，预混空气孔出口空气为预混主体，与燃料充分接触进行初步混合，预混旋流槽出口空气具备一定旋流度，带动预混燃气进行旋流，经过旋流的预混燃气具有更好的混合效果，并缩短火焰长度。
10.根据权利要求1所述的一种具备两种燃烧模式的微型燃气轮机喷嘴，其特征在于：用标准均方根s作为判断预混均匀度的标准，所述喷嘴出口的预混标准均方根s应小于0.05，才能视为燃料与空气已混合均匀，具体计算方式如下：
