[發明專利]燃料柔性燃燒器系統和方法

有效

• 申請號: 201010533904.2
• 申請日: 2010-10-22
• 公開（公告）號: CN102168851A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: A·R·卡恩;W·S·齊明斯基
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F23D14/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本申請大體上涉及燃氣渦輪發動機，并且更具體而言，涉及可適應一系列的不同類型燃料的燃料柔性燃燒器系統和方法。

背景技術

干式低NO_x(DLN)燃氣渦輪發動機的現行設計一般使燃料流和空氣流在反應區或燃燒區的上游預混合。這種預混合往往會降低燃燒溫度并產生不希望的排放物，比如氧化氮(NO_x)等。這種排放物受制于美國的聯邦管制和州管制，并且在海外受制于類似的管制。

現行的DLN燃氣渦輪機一般用天然氣來進行操作，盡管需要提供燃料靈活性，使得燃氣渦輪發動機也可用高反應性燃料(比如合成氣等)來進行操作。然而，在預混合噴嘴中使用這種高反應性燃料可導致攏焰(flame?holding)和可能的噴嘴損傷。因此這種高反應性燃料的使用受到限制。

因此有對渦輪機燃燒器系統和方法的需要，以適應從低反應性燃料(比如天然氣)到使用反應性更高的燃料的一系列的燃料。該燃燒器應當能夠適應這種高反應性燃料，而不限制耐用性或效率。

發明內容

本申請因此提供了一種燃燒器。該燃燒器可包括若干個噴嘴、其中具有低反應性燃料的第一燃料源、其中具有高反應性燃料的第二燃料源，以及用于改變傳輸至噴嘴的低反應性燃料流量和高反應性燃料流量的初級閥(primary?valve)。

本申請還提供了一種用低反應性燃料和高反應性燃料來操作燃燒器的方法。該方法可包括下面的步驟：將低反應性燃料流引至次級噴嘴；將低反應性燃料流引至若干個初級噴嘴；改變引至次級噴嘴和初級噴嘴的低反應性燃料的流量；將高反應性燃料流引至初級噴嘴；以及改變引至初級噴嘴的低反應性燃料的流量和高反應性燃料的流量。

本申請還提供了一種燃燒器。該燃燒器可包括若干個初級噴嘴、次級噴嘴、其中具有低反應性燃料的第一燃料源、用于改變傳輸至初級噴嘴和次級噴嘴的低反應性燃料流量的次級閥(secondary?valve)、其中具有高反應性燃料的第二燃料源，以及用于改變傳輸至初級噴嘴的低反應性燃料流量和高反應性燃料流量的初級閥。

對本領域中普通技術人員而言，在結合附圖和所附權利要求書而閱讀下面的詳細描述之后，本申請的這些和其它特征和改進將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是燃氣渦輪發動機的示意圖。

圖2是可如本文中所述的燃燒器的示意圖。

圖3是在主操作模式下的燃燒器的示意圖。

圖4是在貧燃-貧燃操作模式(lean-lean?mode)下的燃燒器的示意圖。

圖5是在傳輸操作模式下的燃燒器的示意圖。

圖6是具有燃料凸柱(fuel?peg)和傳輸通道的次級噴嘴的端部的平面圖。

圖7是在預混合操作模式下的燃燒器的示意圖。

圖8是燃料噴射系統的示意圖。

圖9是如本文所述的柔性燃料噴射系統的示意圖。

圖10是在混合操作模式下的燃燒器的示意圖。

零部件清單