[發明專利]燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉方法

有效

• 申請號: 201310027279.8
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103225822A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 三浦圭佑;小金澤知己;阿部一幾;齋藤武雄
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/12
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;嚴星鐵

技術領域

本發明涉及燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉方法。

背景技術

從環境保護的觀點，要求燃氣輪機實現進一步低NOx化。

作為用于使燃氣輪機燃燒器實現低NOx化的一個方案，可列舉預混燃燒器，但是該情況下，擔心出現火焰進入預混合器內部的逆火現象。

在日本特開2003-148734號公報中公開了一種燃氣輪機燃燒器：具備向燃燒室供給燃料的燃料噴嘴和位于該燃料噴嘴的下游側且用于供給空氣的空氣孔，由將燃料噴嘴的噴出孔與空氣孔配置在同軸上的燃料燃燒用噴嘴構成，公開了兼備耐逆火性和低NOx燃燒的燃氣輪機燃燒器。

另外，日本特開2011-075172號公報中公開了通過規定空氣孔的出口位置以及出口方向來抑制向空氣孔出口的火焰附著的手段，公開了與通過針對在所述日本特開2003-148734號公報中公開的技術增加使燃料和空氣混合的距離來進一步減少NOx排出量的燃氣輪機燃燒器相關的技術。

專利文獻1：日本特開2003-148734號公報

專利文獻2：日本特開2011-075172號公報

燃汽輪機需要從點燃到額定負荷以寬范圍運轉條件穩定運轉。因此，燃汽輪機的燃燒器廣泛采用配置多個燃燒嘴而成的多火嘴。

所述的日本特開2003-148734號公報以及日本特開2011-075172號公報中公開了多火嘴的構成，但是，這些公知例均沒有針對兼顧燃汽輪機部分負荷條件下降低未燃部分排出量和抑制襯里金屬溫度上升的技術進行任何公開。

發明內容

本發明的目的在于提供一種燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉方法，在搭載有多火嘴的燃汽輪機燃燒器中，在燃氣輪機的全部負荷范圍內確保燃燒穩定性，對燃氣輪機在部分負荷條件下未燃部分的產生和襯里金屬溫度上升同時進行了抑制。

本發明的燃氣輪機燃燒器的特征在于，具備：燃燒室，被供給的燃料和被供給的空氣在燃燒室中混合燃燒，生成燃燒氣體；空氣孔板，其位于所述燃燒室的上游側，形成有供給空氣的多個空氣孔；以及多個燃料噴嘴，其向在所述空氣孔板上形成的多個空氣孔供給燃料，以一個所述空氣孔與一個所述燃料噴嘴成對的方式在所述燃料噴嘴的下游側的位置配設有所述空氣孔，具備多個由成對的多個所述燃料噴嘴與多個所述空氣孔構成的燃燒嘴，這些多個燃燒嘴由配置在燃氣輪機燃燒器的軸中心的中央燃燒嘴和配置在該中央燃燒嘴周圍的多個外側燃燒嘴構成，在所述中央燃燒嘴配設有向該中央燃燒嘴的燃料噴嘴供給燃料的第一燃料供給系統，在所述多個外側燃燒嘴配設有向作為所述外側燃燒嘴中特定外側燃燒嘴內周側區域的外側燃燒嘴內周部的燃料噴嘴供給燃料的第二燃料供給系統，在所述多個外側燃燒嘴配設有向作為所述特定外側燃燒嘴以外的所述外側燃燒嘴內周側區域的外側燃燒嘴內周部的燃料噴嘴供給燃料的第三燃料供給系統，在所述多個外側燃燒嘴配設有向作為所述外側燃燒嘴外周側區域的外側燃燒嘴外周部的燃料噴嘴供給燃料的第四燃料供給系統，在燃氣輪機的低負荷、或者部分負荷的運轉條件下，經過基于所述燃氣輪機的運轉條件選擇出的所述第一至第四燃料供給系統，對配置在所述中央燃燒嘴的燃料噴嘴、或者對所述中央燃燒嘴的燃料噴嘴和配置在作為多個外側燃燒嘴中特定外側燃燒嘴內周側區域的外側燃燒嘴內周部的燃料噴嘴供給燃料。

本發明的燃氣輪機燃燒器的運轉方法的特征在于，是一種上述燃氣輪機燃燒器的運轉方法，在低負荷的燃氣輪機運轉條件下，經過第一燃料供給系統向配置在所述中央燃燒嘴的燃料噴嘴供給燃料并使燃料在所述燃燒室中燃燒，在相比所述低負荷的燃氣輪機負荷有所增加的部分負荷的燃氣輪機運轉條件下，進一步經過第二燃料供給系統向配置在作為所設置的多個外側燃燒嘴中特定外側燃燒嘴內周側區域的外側燃燒嘴內周部的燃料噴嘴供給燃料并使燃料在所述燃燒室中燃燒，在相比所述部分負荷的燃氣輪機負荷進一步增加的部分負荷的燃氣輪機運轉條件下，進一步經過第三燃料供給系統向配置在作為除特定外側燃燒嘴之外的所設置的多個其它所有外側燃燒嘴的內周側區域的外側燃燒嘴內周部的燃料噴嘴供給燃料并使燃料在所述燃燒室中燃燒，在負荷進一步增加的全負荷的燃氣輪機運轉條件下，進一步經過第四燃料供給系統向配置在作為所有外側燃燒嘴外周側區域的外側燃燒嘴外周部的燃料噴嘴供給燃料并使燃料在所述燃燒室中燃燒。

本發明的效果如下。

根據本發明，能夠實現一種燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器運轉方法，在搭載有多火嘴的燃汽輪機燃燒器中，在燃氣輪機的全部負荷范圍內確保燃燒穩定性，對燃氣輪機部分負荷條件下未燃部分的產生和襯里金屬溫度上升同時進行了抑制。

附圖說明