[發明專利]用于燃氣輪機火焰筒的調頻裝置及燃氣輪機火焰筒

有效

• 申請號: 201410852456.0
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104566477B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 謝法
• 申請（專利權）人: 北京華清燃氣輪機與煤氣化聯合循環工程技術有限公司
• 主分類號: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

本發明涉及燃氣輪機技術領域，公開了一種用于燃氣輪機火焰筒的調頻裝置，其包括裝置本體，所述裝置本體設有腔室，所述腔室的底部設有氣體流通的開口，所述腔室內設有彈性元件和位于所述彈性元件下方的隔板，所述彈性元件的一端與所述腔室的頂壁連接，其另一端與所述隔板連接，所述隔板的側邊與所述腔室的側壁之間留有間隙；本發明還提供一種燃氣輪機火焰筒，其包括火焰筒壁，所述火焰筒壁上設有多個如上述技術方案的用于燃氣輪機火焰筒的調頻裝置，所述調頻裝置的腔室與所述火焰筒壁相連通，以方便燃燒氣體流的流通。本發明能夠實現對調頻裝置內的諧振頻率進行無級調節以自動阻尼或抑制火焰筒內某一特定頻段內的熱聲振蕩。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機技術領域，特別是涉及一種用于燃氣輪機火焰筒的調頻裝置及燃氣輪機火焰筒。

背景技術

燃氣輪機正朝著大功率、高效率、低排放、燃料多樣化及長壽命方向發展。其發展趨勢集中體現在：提高壓氣機壓比和透平入口初溫以提高燃氣輪機整機性能；拓寬燃燒室的燃料適應性以實現多種能源高效、低碳利用；采用先進的燃燒技術使污染物排放降低以滿足環保要求；采用先進設計技術使部件及整機效率不斷提高；研制新型高溫材料和采用先進冷卻技術以提高熱端部件的性能和可靠性。

燃氣輪機主要由壓氣機、燃燒室和透平三大核心部件組成。燃燒室主要起到提供動力和控制污染物排放的功能。其中，污染排放指標，特別是NO_x(氮氧化物)的排放指標成為考核燃燒室綜合性能的關鍵指標之一。NO_x的生成主要與最高火焰溫度和火焰在燃燒室的停留時間有關。為了保證燃料空氣混合物在燃燒室內燃燒充分，必須保證有足夠的停留時間，因此降低NO_x的主要方法就是控制燃燒的最高火焰溫度。目前幾大燃機廠商大都采用貧預混燃燒技術來降低燃燒的最高火焰溫度，進而降低NO_x的排放。熱聲振蕩是貧預混燃燒面臨的一個巨大挑戰和急需解決的問題，因為如果壓力脈動幅值超過一定的閾值后會對燃燒室部件或其他部件以及燃機本身造成嚴重的損壞。

現有技術中，對熱聲振蕩的避免或抑制手段主要有：1)改進燃燒室部件的設計；2)在燃燒室部件上布置諧振器；3)燃機投入運行后的燃燒動態調整等。其中，在燃燒室上布置諧振器主要用于抑制或避免燃燒室內的高頻和中頻振動，現有公開專利中已有該方面的一些技術。在專利號為CN101922711A的專利中，通用電氣公司公開了一種用于減輕燃氣輪機中動態變化的共振器組件，該共振器組件分別連接到燃燒器上，通過選擇性布置和調整多個共振器，以抑制從多個連續布置的燃燒器中排出流體的一個或多個不同向和同向的動態相互作用。在專利號為CN102003286A的專利中，通用電氣化公司提出了一種聲學上加強的燃氣渦輪燃燒器供應策略，在該方法中，通過在燃氣輪機燃燒器的上游的流體噴射系統上布置可變幾何形狀的諧振器和相應的控制器來衰減或阻尼燃燒器中的壓力振蕩。該方法雖然可有效衰減流體路徑和燃燒器中的壓力振蕩，但需要額外增加控制器來實現諧振器的變幾何調節。在專利號CN1551965的專利中，阿爾斯通公司發明了一種減小燃氣輪機裝置中燃燒脈動的減振裝置，該減振裝置具有成雙壁形式的燃燒室壁并且以一外壁面部分和一內壁面部分氣密封閉出一中間室，通過這種結構改進來阻尼在燃燒室內形成的某些頻率的脈動。在專利號為CN1615416的專利中，阿爾斯通公司發明了一種新型的燃氣輪機燃燒室結構，為了衰減該燃燒室內的熱聲振動，安置了至少一個亥姆霍茲減振器，該亥姆霍茲減振器的減振容積通過通道與燃燒室連接，同時該亥姆霍茲減振器的減振頻率可調節，但該減振裝置同樣需要額外增加亥姆霍茲減振器的調頻機構從而使燃燒室的結構變得復雜。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何實現對調頻裝置內的諧振頻率進行無級調節以自動阻尼或抑制火焰筒內某一特定頻段內的熱聲振蕩。

(二)技術方案