[發(fā)明專利]用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的燃料噴嘴組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110306606.4
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102418928A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·D·邁爾斯;N·G·帕薩尼亞;G·A·博亞德曼
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D14/48
• 分類號: F23D14/48;F23D14/70
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本公開大體而言涉及燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，并且更特定而言涉及燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)中的燃料噴嘴組件。

背景技術(shù)

燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)被廣泛地用于諸如發(fā)電這樣的領(lǐng)域中。常規(guī)燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮機、燃燒器和渦輪。在常規(guī)燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)中，從壓縮機壓縮空氣提供至燃燒器。進入燃燒器的空氣與燃料混合并燃燒。熱燃燒氣體從燃燒器流到渦輪以驅(qū)動燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)并發(fā)電。

天然氣通常被用作用于燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的主燃料。天然氣與空氣在燃燒器中或燃燒器附近的燃料噴嘴組件中混合以提供稀薄的預(yù)混合空氣/燃料混合物以用于燃燒。燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)通常還需要第二燃料，其允許該系統(tǒng)在主燃料不可用時繼續(xù)運行。第二燃料通常為液體燃料，例如油。

用于在燃料噴嘴組件中提供第二燃料的典型現(xiàn)有技術(shù)的裝置和設(shè)備將第二燃料供給作為直接噴到火焰區(qū)內(nèi)或火焰區(qū)附近的燃料流。與使用主燃料時得到的相對稀薄的預(yù)混合空氣/燃料混合物相反，此燃料流為相對富含燃料的混合物。因此，燃燒的第二燃料混合物的溫度以及引起的NOx形成率通常不期望地較高。為了降低溫度和NOx水平，通常供給水、蒸汽或其它惰性流體并在燃料被噴到火焰區(qū)中時使其與第二燃料混合。但是，這種系統(tǒng)相對低效，并且昂貴。舉例而言，必須利用單獨的系統(tǒng)來供給水或其它流體。

用于減輕上述現(xiàn)有技術(shù)方案的低效和費用的一種方案是將第二燃料的一部分在點火源的上游噴射到空氣流內(nèi)，從而預(yù)混合第二燃料。但是，這種方案可具有多種缺點。舉例而言，預(yù)混合空氣/第二燃料混合物可相對富集，并且可促進燃料噴嘴內(nèi)的逆燃和攏焰。此外，噴射到空氣流內(nèi)的第二燃料的其中一些可積聚于燃料噴嘴組件內(nèi)的各表面上，并且可在這些表面上造成焦化。焦化是燃料分子在高溫下氧化熱解或分解蒸餾成更小的有機化合物并且進一步成為固體碳顆粒的情形。因此，焦化造成固體碳顆粒沉積在燃料噴嘴組件的各表面上，導(dǎo)致對燃料噴嘴組件中的流的破壞并且進一步損害主燃料的低排放操作。

因此，本領(lǐng)域中將期望一種提供燃料噴嘴組件中的第二燃料的更佳預(yù)混合的設(shè)備。此外，用于在燃料噴嘴組件中預(yù)混合第二燃料的減少相關(guān)聯(lián)的費用并提高相關(guān)聯(lián)的效率的設(shè)備將是有利的。另外，將需要這樣一種在燃料噴嘴組件中預(yù)混合第二燃料的設(shè)備，其防止或減少燃料噴嘴組件中的逆燃、攏焰和焦化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在下文的描述中部分地闡述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明而被教導(dǎo)。

在一個實施例中，公開了一種燃料噴嘴組件。該燃料噴嘴組件包括外燃燒管和內(nèi)燃燒管，在它們之間限定預(yù)混合環(huán)形空間。該燃料噴嘴組件還包括旋流器組件，該旋流器組件包括多個旋流器葉片，其繞內(nèi)燃燒管布置成環(huán)形陣列并構(gòu)造成用以在預(yù)混合環(huán)形空間的上游與主空氣相互作用。該燃料噴嘴組件還包括空氣噴射特征，其構(gòu)造成用以使第二空氣流入旋流器組件下游的預(yù)混合環(huán)形空間內(nèi)，從而使得第二空氣相對于預(yù)混合環(huán)形空間縱向地沿大體上線性的路徑流動并鄰近外燃燒管和內(nèi)燃燒管中的至少一個流動。

參考下文的描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些與其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。附圖被包括到該說明書中并構(gòu)成該說明書的一部分，附圖示出本發(fā)明的實施例并與該描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。

附圖說明

在說明書中闡述了本發(fā)明的完全和充分的公開，包括其對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言的最佳模式，其對附圖進行了參考，在附圖中：

圖1是本公開的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的若干部分的截面圖；

圖2是本公開的燃料噴嘴組件的一實施例的截面圖；

圖3是本公開的燃料噴嘴組件的另一實施例的截面圖；

圖4是如圖3中所示的本公開的空氣噴射特征的一實施例的透視圖；以及

圖5是本公開的空氣噴射特征的另一實施例的透視圖。

項目清單