[發明專利]用于操作燃燒室的方法及燃燒室

有效

• 申請號: 201410141873.4
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN104100999A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: M.N.波亞帕克卡姆;K.斯耶德;K.克納普;T.溫德
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F23R3/26
• 分類號: F23R3/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴志軍

技術領域

本公開內容涉及一種用于操作燃燒室的方法及燃燒室。

具體而言，該燃燒室為燃氣渦輪的燃燒室。

背景技術

燃氣渦輪包括壓縮機、燃燒室和用以使燃燒室中生成的熱氣體膨脹的渦輪。

此外，燃氣渦輪可具有渦輪下游的第二燃燒室和第二燃燒室下游的第二渦輪。

燃燒室和第二燃燒室(在提供時)供有來自于壓縮機的空氣以及燃料；燃料燃燒來生成熱氣體。

當燃料為天然氣時，其成分和特性可隨時間較大變化。例如，氮(不活潑成分，由于其不參與燃燒過程)的量可隨時間較大地變化。

由于提供到燃燒室中的總能量(即，噴射到燃燒室中的燃料的更低發熱值)限定了燃氣渦輪的負載，故如果燃氣渦輪的負載保持恒定或大致恒定，則噴射到燃燒室中的燃料質量流可在燃料的特性變化時也較大地變化。

當燃料噴射到燃燒室中時，由燃料成分的變化引起的燃料質量流的該較大變化可引起穿透到燃燒室中的燃料射流的變化，且因此引起貧混合、較大排放如NOx排放和降低的效率。

發明內容

本公開內容的一個方面包括提供在燃料成分變化時也允許正確的燃料射流穿透的方法及燃氣渦輪。

本公開內容的另一個方面包括提供一種在燃料成分隨時間變化的情況下也允許正確的混合、減少的排放和有效操作的方法及燃氣渦輪。

這些及其它方面通過提供根據所附權利要求的方法和燃氣渦輪來獲得。

附圖說明

其它特征和優點將從通過附圖中的非限制性示例的方式示出的方法和燃氣渦輪的優選但非排他的實施例的描述中更清楚，在附圖中：

圖1和圖2示出了燃氣渦輪的不同實施例；

圖3和圖4示出了燃燒室的不同實施例；

圖5示出了穿過圖4的線V-V的截面。

零件清單

1?燃氣渦輪

2?壓縮機

3?燃燒室

4?渦輪

5?燃燒室

6?渦輪

10?本體

11?導管

14?燃料供應導管

15?載體空氣供應導管

17?調整系統

19?噴嘴

20?孔口

21?通路

24?噴槍

25?傳感器

27?節流閥

28?控制單元

29?軸線

A?載體空氣

F?燃料

M?混合物。

具體實施方式

在下文中，首先描述了燃氣渦輪的兩個示例。

圖1示出了具有壓縮機2、燃燒室3和渦輪4的燃氣渦輪1。

壓縮機2壓縮空氣，空氣供應至燃燒室3，在該處，空氣與燃料如天然氣相混合；該混合物燃燒來生成在渦輪4中膨脹的熱氣體。

圖2示出了一個示例，其中燃氣渦輪1具有在渦輪4下游的第二燃燒室5和第二渦輪6。

在第二燃燒室5中，燃料如天然氣噴射到在渦輪4中部分地膨脹的排出氣體中，以生成熱氣體，熱氣體在渦輪6中膨脹。

燃燒室3和5可具有相同或類似的特性，或可具有不同特性。在下文中，對燃燒室5進行了具體參照，相同的考慮適用于燃燒室3，這與燃燒室3和5具有相同、類似或不同的特性的事實無關。

燃燒室5包括本體10，本體10限定例如矩形、正方形或梯形的導管11。此外，燃燒室5具有用于將燃料如天然氣供應至本體10中的燃料供應導管14，以及用于將空氣供應到本體10中的載體空氣供應導管15。

載體空氣為限制燃料射流且增加其動量來加強穿透的空氣質量流。這還保護了燃料免受過快的熱氣體夾帶和自動點火的延遲。

燃燒室5還包括用于根據燃料的特性來調整供應到本體10中的載體空氣質量流的調整系統17。

燃料供應導管14和載體空氣供應導管15連接到至少一個公共噴嘴19上；換言之，穿過燃料供應導管14和空氣供應導管15兩者的流經過噴嘴19而噴射到本體10中。通常，燃料供應導管14具有面對噴嘴19的中心部分的開口20，且空氣供應導管15具有噴嘴19的邊界外的圍繞孔口20的通路21。

有利的是，調整系統17布置成保持經過公共噴嘴19而噴射的燃料和載體空氣的動量大致恒定，優選的是在燃氣渦輪的負載大致恒定時。

在優選實施例中，提供了噴槍24；噴槍24突出至本體10中，且具有公共噴嘴19。可提供一個或多個此類公共噴嘴19。噴槍24收納燃料供應導管14和載體空氣供應導管15，且燃料供應導管14和載體空氣供應導管15連接到公共噴嘴19上。