[發(fā)明專利]燃氣渦輪燃燒系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310286007.X
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103542427A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設計）人: F.M.根恩;N.阿魯里;J.塞爾尼;A.埃羅格魯;E.帕斯夸洛托
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/14;F23R3/34
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;楊炯

技術領域

本發(fā)明涉及根據權利要求1和2所述的燃氣渦輪燃燒系統(tǒng)。本發(fā)明另外涉及用于操作帶有筒形燃燒器的渦輪的方法，該筒形燃燒器包括根據本說明書的多個預混爐。

背景技術

US?6935116?B1公開了一種用于降低污染排放(例如NO_x和CO)同時能夠在較低負載條件下提供穩(wěn)定燃燒的燃氣渦輪燃燒系統(tǒng)。該燃燒系統(tǒng)包括具有中心軸線的殼體，其與發(fā)動機壓縮機流體連通，以及固定至該殼體的端蓋。在優(yōu)選實施例中，端蓋包括繞端蓋以第一陣列布置的多個第一噴射器以及繞端蓋以第二陣列布置的多個第二噴射器，其中第二陣列在第一陣列的徑向外部。第一旋流器(也稱為旋流產生器)位于端蓋附近，其具有定向為大致垂直于殼體中心軸線的多個通道，以用于將旋流大致徑向向內引導至壓縮空氣的第一部分。噴射穿過第一和第二噴射器的燃料在通過圓頂段進入襯套之前與來自第一旋流器的壓縮空氣的第一部分混合。還通過位于尾部噴射器組件的歧管中的多個第三噴射器將額外的燃料引入到壓縮空氣的第二部分。第三噴射器被分成多個周向部段，以允許多種燃料圍繞尾部噴射器組件周向地分級。為了增強在來自第三噴射器的燃料與壓縮空氣的第二部分之間的混合，第二旋流器定位在尾部噴射器組件附近以用于賦予旋流至壓縮空氣的第二部分。該燃料和空氣在進入襯套并與來自第一旋流器區(qū)域的燃料和壓縮空氣的第一部分混合之前在位于襯套的第一部分與圓頂之間的第二通道中混合。在進入襯套后，來自第二通道的預混合物必須經歷流動方向的完全逆轉，這在襯套的前端處導致強再循環(huán)區(qū)。這些再循環(huán)區(qū)通過提供一個區(qū)域而幫助增加燃燒器穩(wěn)定性，在該區(qū)域，熱燃燒氣體的一部分可被夾帶并再循環(huán)以提供連續(xù)的點火至進入的預混合燃料和壓縮空氣。進到第一組、第二組和第三組噴射器中的每組噴射器的燃料流被獨立控制，以允許遍及各種負載條件的燃料分級，以控制在每種負載設定下的NO_x和CO排放。

US?5577378公開了一種燃氣渦輪組，其包括至少一個壓縮機單元、用于產生工作氣體的第一燃燒室，其中，第一燃燒室連接成從壓縮機單元接收壓縮空氣。此外，第一燃燒室是具有多個預混爐的環(huán)形燃燒室。第一渦輪連接成從第一燃燒室接收工作氣體。第二燃燒室連接成從第一渦輪接收排放的工作氣體并將工作氣體傳送至第二渦輪。第二燃燒室包括：環(huán)形管道，其形成沿流動方向從第一渦輪的出口延伸到第二渦輪的入口的燃燒空間；用于將燃料引入第二燃燒室中以用于燃料自燃的裝置。多個渦流產生元件在用于引入燃料的裝置的上游被安裝在第二燃燒室中；并且，單個轉子軸由不多于兩個軸承支撐，該至少一個壓縮機單元，其中第一渦輪和第二渦輪連接在轉子軸上，其中壓縮機單元由至少一個壓縮機構成。環(huán)形燃燒室包括多個單獨的管狀單元，其限定關于轉子軸沿周向設置的燃燒空間。第一渦輪配置為用于使工作氣體部分膨脹，使得從第一渦輪排出的工作氣體具有足以用于第二燃燒室中的燃料自燃的溫度。第二燃燒室中的渦流產生器被成形且定位成各自在流中產生渦流。因此，現(xiàn)有技術的燃燒系統(tǒng)(其利用根據文獻EP?0321809?A1和/或EP?0704657?A1的預混爐)是筒倉或環(huán)形設計類型，其中這些文件形成本說明書的一體部分。

那些預混爐中的一個由組成完整本體的中空部分錐形體構成，其具有切向進氣口槽以及用于氣態(tài)燃料和液體燃料的進給通道，其中，中空部分錐形體的中心軸線具有沿流動方向增加的錐角并在縱向方向上彼此偏置而排布。燃料噴嘴(其燃料噴射位于部分錐形體的彼此偏置中心軸線的連接線的中部)在部分錐形體所形成的錐形內部中被放置在預混爐頭部處。

另一預混爐基本由旋流產生器構成，該旋流產生器基本由組成完整本體的中空部分錐形體構成，其具有切向進氣口槽以及用于氣態(tài)燃料和液體燃料的進給通道。中空部分錐形體的中心軸線具有沿流動方向增加的錐角并在縱向方向上彼此偏置而排布，其中，燃料噴嘴(其燃料噴射位于部分錐形體的彼此偏置中心軸線的連接線的中部)在部分錐形體所形成的錐形內部中被放置在預混爐頭部處。混合路徑設置在所述旋流產生器的下游，其中所述混合路徑包括過渡管道，其沿流動方向在路徑的第一部分內延伸，以用于將形成于所述旋流產生器中的流傳送到所述混合路徑的流的截面(其接合所述過渡管道的下游)中。

與環(huán)形類型的設計相比，技術現(xiàn)狀不提供不受局限的較高服務能力。由于相鄰預混爐的操作干擾，沿周向方向分布的多個預混爐并不給予針對每種預混爐負載和燃料類型調整最佳燃燒的可能性。