[發明專利]燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室

有效

• 申請號: 201510035910.8
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104595927B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 李珊珊;方子文;呂煊;王綏德
• 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: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王闖

本發明涉及燃氣輪機技術領域，具體公開了一種燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室，包括機匣、設在所述機匣前端的端蓋、設在所述端蓋上的頭部燃料噴嘴、設在所述機匣內部的導流襯套、設在所述導流襯套中且前端與所述頭部燃料噴嘴連接的火焰筒以及與所述火焰筒的后端連接的過渡段，所述火焰筒上設有多排沿軸向分布的主燃孔，所述火焰筒在各排主燃孔之間設有低熱值燃料噴嘴。本發明能夠達到較低的污染物排放水平，并且有更低的熱聲振蕩風險。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機技術領域，尤其涉及一種燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室。

背景技術

對于煤氣化合成氣、高爐煤氣、焦爐煤氣、化工馳放氣、城市煤氣等低熱值燃料而言，其成分復雜，體積熱值低，如果直接至火炬系統排放會造成較大污染。采用燃氣輪機燃燒為一條較優且環保的利用方法，可以靈活利用該類低熱值燃料氣，轉化為電能或者熱能。

通常對于燃氣輪機燃燒室而言，其燃燒低熱值燃料氣使用噴嘴為采用成熟燃料氣噴嘴進行改造，改造方式為調節燃料孔從而匹配燃料的體積流量。該種情況下，燃燒室適應燃料范圍較窄，通常允許華白數變化范圍為+/-5％，個別新型燃燒室通過對控制調節進行優化，華白數適應范圍為+/-10％。

如圖1所示，為現有技術中的傳統燃氣輪機燃燒室，包括：機匣1、端蓋2、頭部燃料噴嘴3、火焰筒4、導流襯套5和過渡段6，火焰筒4上前半段設置多排主燃孔42，后半段設置摻混孔47，在火焰筒壁上同樣還設置多排冷卻孔48。

該種燃燒室典型的工作原理為：通過噴嘴3進入燃料氣與一定比例的空氣，燃料氣與空氣通過旋流的方式進入燃燒室，具體旋流包括：軸向旋流器、徑向旋流器或者混合旋流器。火焰筒4前段開有若干混合孔，空氣沿徑向進入火焰筒4，與旋流進入的燃料氣及空氣進行摻混，完成燃燒過程。同時，多余的空氣通過火焰筒4后端的摻混孔47進入，一方面是保證火焰筒前端的空氣與燃料以恰當的配比進行燃燒，另外一方面也可以利用這一部分空氣對燃燒室的出口空氣剖面進行調節。

盡管如此，針對不同種類低熱值燃料氣，燃料噴嘴往往需要重新設計，除了熱值以外，燃料中氫含量對于噴嘴的影響也是重新設計噴嘴的重要原因。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室，以達到較低的污染物排放水平，并且有更低的熱聲振蕩風險。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種燃氣輪機低熱值燃料氣燃燒室，包括機匣、設在所述機匣前端的端蓋、設在所述端蓋上的頭部燃料噴嘴、設在所述機匣內部的導流襯套、設在所述導流襯套中且前端與所述頭部燃料噴嘴連接的火焰筒以及與所述火焰筒的后端連接的過渡段；所述火焰筒上設有多排沿軸向分布的主燃孔，所述火焰筒在各排主燃孔之間設有低熱值燃料噴嘴。

優選地，所述火焰筒在同一軸向位置沿周向設有均勻分布的多個低熱值燃料噴嘴。

優選地，所述機匣的外側設有低熱值燃料環腔，所述低熱值燃料環腔分別與位于同一圓周上的多個低熱值燃料噴嘴的外端連接，用于為多個低熱值燃料噴嘴供給燃料。

優選地，所述低熱值燃料噴嘴為1～4排，所述低熱值燃料環腔的數量與所述低熱值燃料噴嘴的排數對應。

優選地，所述低熱值燃料噴嘴為燃料管，所述燃料管的內端設有燃料噴射孔，所述燃料噴射孔的中軸線垂直于所述火焰筒的側壁。

優選地，所述低熱值燃料噴嘴的燃料射流速度為100m/s～150m/s。

優選地，從所述頭部燃料噴嘴進入的燃料為天然氣，天然氣的最大流量帶的負荷滿足燃氣輪機基本負荷的5％～10％，從所述頭部燃料噴嘴進入的空氣量占燃燒室空氣量的7％～15％。