针对目前地面发电燃气轮机燃用气、液等多种燃料的需要，需对燃气轮机供油系统进行结构改造，其中最主要的是燃料喷嘴的变更。喷嘴性能的好坏将直接影响整个燃烧室的性能好坏，如燃烧效率、污染物排放、燃烧稳定性、温度分布等等。本文针对某型应用于化学回热循环的燃气轮机燃烧室，设计一种新型双燃料喷嘴结构，以满足其单独烧油或裂解气、或两种燃料混烧的需要，为工程上地面发电燃机的燃料系统改造提供参考。借鉴以往双燃料喷嘴的设计经验，针对化学回热循环中所用燃烧室，在保证火焰筒几何结构不变、出口总焓不变的前提下，提出一种新的双燃料喷嘴设计方案，其中考虑到启动时只能采用液态油这一实际情况，决定油路采用压力旋流这一机械雾化形式，以满足低工况时的雾化要求。采用VOF方法对离心式喷嘴内部流动过程进行模拟。捕捉到喷嘴内气、液两相界面形状的变化过程，对中心空气涡的形成有更为直观地了解。同时，通过改变旋流室长径比、出口段长径比、旋流室半锥角，以及旋流室与出口段直径比等几种结构参数的大小，得到喷嘴出口处液膜厚度和喷雾锥角的变化规律，为双燃料喷嘴中油路的设计提供借鉴。利用Fluent软件，对使用新设计喷嘴下的燃烧流场进行数值模拟：采用可实现k ε湍流模型，快速反应简化PDF燃烧模型；采用标准壁面函数方法对壁面进行处理；采用SIMPLE算法求解离散方程，同时采用污染物生成模型对NOx排放进行模拟。结合化学回热循环试验台的实际情况，模拟单独烧裂解气、单独烧油、油与裂解气混烧以及烧油时回注水蒸气等四种情况下的燃烧流场。结果表明：四种工况下喷嘴性能表现良好，满足设计要求；与单独烧油时相比，改烧裂解气后全场最高温度降低，出口温度均匀变好，NOx排放量大幅降低；回注水蒸气后全场温度降低，有效地抑制污染物的形成。