[實用新型]燃氣輪機低排放燃燒室空氣調節裝置

有效

• 申請號: 201420729931.0
• 申請日: 2014-11-29
• 公開（公告）號: CN204372987U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 冉軍輝;李名家;張晨曦;吳艷;李雅軍;張筱;師蓓蓓;洪亮;王永貴;武萍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱廣瀚燃氣輪機有限公司
• 主分類號: F23R3/26
• 分類號: F23R3/26
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

技術領域：

本實用新型涉燃機工程領域，具體地說是燃氣輪機低排放燃燒室空氣調節裝置。

背景技術：

在燃氣輪機技術的發展過程中，燃燒室污染物排放問題在很長時間一直未引起人們的重視，自上世紀八十年代以來，隨著人們環保意識的日益增強，以及世界各國排放標準的制訂和不斷提高，對燃氣輪機燃燒室的污染物排放提出了日益嚴格的限量規定，美國環保局要求燃氣輪機排放物中NOx不能超過25ppmvd，歐洲要求把NOx控制到40ppmvd以下，我國GB13223-2011中規定，燃氣輪機在燃油時NOx最高排放量不超過60ppmvd，燃氣時不超過25ppmvd；

由于燃氣輪機排放污染物的形成機理受工作條件的影響各不相同，在早期的低排放技術中，僅僅采取折衷的方法，即通過增加燃料添加劑、調整空氣流量分配和改進燃油噴嘴設計等措施，既保證低工況下高的燃燒效率，以求降低CO和UHC，又保證高負荷狀態下減少冒煙和NOx，因此，常規燃燒室低排放技術難于全面降低排氣中的各種污染物，特別是NOx排放量很難達到標準要求；

為此，針對燃氣輪機各種排放物形成機理及工況參數，從燃燒室結構設計開始，國外一直以來積極探索更有效以控制NOx為中心的新型低排放燃燒技術，其中包括分級燃燒技術、變幾何燃燒技術、貧燃預混燃燒技術、催化燃燒技術等多種新概念燃燒室，2014年哈爾濱廣瀚燃氣輪機有限公司采用空氣調節裝置完成了抑制燃氣輪機燃燒室污染物生成的低排放燃燒技術的研制工作，有效的抑制了NOx的生成，使其排放量已降至25ppmvd以下。

實用新型內容：

本實用新型的目的是為解決常規燃氣輪機燃燒室中的燃料與空氣比例不合理，導致污染物排放高的問題，同時也解決了對低排放燃氣輪機燃燒室，低污染排放工況范圍窄的問題，提供了一種適用范圍廣、控制簡易的燃氣輪機低排放燃燒室空氣調節裝置，調節進入燃燒室空氣流量，改善燃燒室內燃燒區域的燃料與空氣比例，實現燃氣輪機燃燒室在寬工況范圍內低污染的目的。

本實用新型的技術方案是：燃氣輪機低排放燃燒室空氣調節裝置，包括殼體，殼體右側有上下相通的通腔，通腔下部為空氣入口，通腔上部為燃燒室側空氣出口，通腔左側為環腔，環腔由殼體和上下兩個封蓋組成，環腔兩側各開有若干渦輪側空氣出口，環腔和通腔之間設有擋板閥，擋板閥的位置取決于：擋板閥可將環腔與通腔之間的空間封閉，擋板閥另一個位置時，通腔上下關閉，空氣入口與渦輪側空氣出口相通，通腔外側，殼體的夾層有冷卻空氣入口，殼體的夾層結構環繞通腔和環腔后在環腔外側底部設有冷卻空氣出口。

本實用新型具有如下有益效果：本實用新型采用擋板閥調節進入主燃區的空氣量，即調節主燃區燃料與空氣比例，有效抑制污染物的生成；擋板閥為兩位開關，即只具備打開與關閉功能，可簡化調節裝置在燃燒室運行時的控制程序，提高燃氣輪機可靠性；在燃機運行過程中，冷卻氣入口與冷卻氣出口始終保證空氣流動，降低燃機壁面溫度，提高燃機運行壽命；本發明是一種適用范圍廣、控制簡易的燃氣輪機低排放燃燒室空氣調節裝置，實現在寬工況范圍下，均可實現低污染、低排放的目的。

附圖說明：

圖1是本實用新型的結構示意圖；

附圖2是本實用新型工作示意圖；

附圖3是附圖1的A-A剖面圖。

圖中1-通腔；2-擋板閥；3-封蓋；4-空氣入口；5-渦輪側空氣出口；6-燃燒室側空氣出口；7-冷卻氣入口；8-冷卻氣出口；9-環腔；10-殼體。

具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

由圖1結合圖2～圖3所示，燃氣輪機低排放燃燒室空氣調節裝置，包括殼體10，殼體10右側有上下相通的通腔1，通腔1下部為空氣入口4，通腔1上部為燃燒室側空氣出口6，通腔1左側為環腔9，環腔9由殼體10和上下兩個封蓋3組成，環腔9兩側各開有若干渦輪側空氣出口5，環腔9和通腔1之間設有擋板閥2，擋板閥2的位置取決于：擋板閥2可將環腔9與通腔1之間的空間封閉，擋板閥2另一個位置時，通腔1上下關閉，空氣入口4與渦輪側空氣出口5相通，通腔1外側，殼體10的夾層有冷卻空氣入口7，殼體10的夾層結構環繞通腔1和環腔9后在環腔9外側底部設有冷卻空氣出口8。

擋板閥2為兩位開關，即具備打開與關閉功能，可簡化調節裝置在燃燒室運行時控制系統程序，提高燃氣輪機可靠性；擋板閥2處于開位時，空氣從與燃燒室主燃區相通的空氣出口流出，與渦輪相通的空氣出口無空氣流出；擋板閥2處于關位時，空氣從與渦輪相通的空氣出口流出，與燃燒室主燃區相通的空氣出口無空氣流出；一般根據燃氣輪機功率大小，選用幾個或幾十個空氣調節裝置組裝成環，安裝于燃氣輪機燃燒室空氣入口處；當燃氣輪機起動時，擋板閥2處于關位，進入的空氣流入殼體內環腔，再從與渦輪相通的空氣出口流出，而與燃燒室主燃區相通的空氣出口通道無空氣流出；隨著燃氣輪機功率的升高，打開偶數個對稱位置的空氣調節裝置中的擋板閥，進入的空氣從與燃燒室主燃區相通的空氣出口通道流出，增加主燃區用于燃燒的空氣量，而與渦輪相通的空氣出口通道無空氣流出；在燃機運行過程中，冷卻氣入口與冷卻氣出口始終保證空氣流動，降低燃機壁面溫度。