[實用新型]一種適用于雙氣體燃料的燃燒器

有效

• 申請號: 201721225797.0
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN207279696U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 張波;史紹平;閆姝;陳新明;穆延非;劉鑫;秦曄
• 申請（專利權）人: 中國華能集團公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F23R3/36
• 分類號: F23R3/36
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本實用新型涉及燃氣輪機技術領域，特別涉及一種適用于雙氣體燃料的燃燒器。

背景技術

整體煤氣化聯合循環(IGCC)是一種集成煤氣化凈化及燃氣蒸汽聯合循環系統的先進高效環保的發電系統，其有兩大部分組成，即煤氣化及凈化系統，以及燃氣蒸汽聯合循環系統。煤氣化及凈化系統利用煤的氣化產生以CO和H₂為主要組分的合成氣并除去其中夾帶的H₂S，NH₃以及粉塵，燃氣蒸汽聯合循環系統則以上述凈化的合成氣為燃料產生電力。由于合成氣熱值較低，且其中含有大量H₂，為了避免在燃燒器內部出現自燃和回火現象，采用合成氣燃料的燃氣輪機通常采用即混即燒的擴散燃燒方式。采用擴散燃燒方式時，合成氣、空氣從不同管道進入燃燒室內部，容易出現局部混合不均的現象，同時合成氣中H₂，CO絕熱火焰傳播速度相差可達數倍，兩種作用疊加，導致火焰前鋒很難穩定在同一位置，出現火焰的熱聲耦合震蕩現象，表現在燃氣輪機燃燒室的震動較大。另外，IGCC系統是一個緊密耦合的系統，體現為煤氣化及凈化系統生產的合成氣全部用于燃氣蒸汽聯合循環系統，同時燃氣蒸汽聯合循環系統唯一的燃料為煤氣化及凈化系統生產的合成氣。因此，如果需要提高IGCC系統出力，則必須先提高煤氣化系統負荷，再提高燃氣蒸汽聯合循環系統負荷，如果需要減少IGCC系統出力，則必須先減少煤氣化系統負荷，再減少燃氣蒸汽聯合循環系統負荷，整個流程比較漫長，IGCC系統負荷的調節速率受制于其中調節速率最慢的子系統，即以氣化爐為核心設備的煤氣化系統。對于采用了液態排渣的氣流床氣化爐而言，為了保證順利排渣，負荷的增減一般采用多次小幅度的方式，同時還要密切關注氣化工藝參數的變化，導致氣化爐負荷變動速率較慢，制約燃氣輪機負荷快速調節能力的發揮，進而拖慢IGCC系統整體負荷調節速率。

發明內容

針對上述兩方面問題，即IGCC系統中采用合成氣燃料的燃氣輪機燃燒不穩定現象，以及緊密耦合的IGCC系統負荷變動速率較慢的問題；本實用新型提出一種適用于雙氣體燃料的燃燒器，該燃氣輪機燃燒器同時燃用以CH₄為主要組分的天然氣和以CO，H₂為主要組分的合成氣。

實用新型為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為:

一種適用于雙氣體燃料的燃燒器，包括圓筒形的燃燒室10及若干布置在燃燒室10頂部用于引入天然氣、合成氣進入燃燒室的復合燒嘴；

所述燃燒室10外部有與燃燒室10成同心圓排列的承壓外殼12，二者之間的空間，在側面形成壓縮空氣21的豎向通道13，在頂面形成環形的壓縮空氣水平通道15，燃燒室10的上部壁面設置有隔熱材料層14用以保護燃燒室10內壁，燃燒室10下部采用縮口設計，縮口段不設置隔熱材料；燃燒室10頂部還均勻布置有大量小孔用于噴射壓縮空氣21用于冷卻燃燒室10頂部區域；

所述復合燒嘴主要由主要壓縮空氣通道41、主要燃料通道42、輔助燃料通道43、輔助壓縮空氣通道44以及主要壓縮空氣通道流量測量裝置51、輔助壓縮空氣通道流量測量裝置52組成；主要燃料通道42及輔助燃料通道43均為圓柱形，成同心布置，輔助燃料通道43在內，主要燃料通道42在外，兩者之間的空隙作為輔助壓縮空氣通道44；在主要燃料通道42內部布置有若干與輔助壓縮空氣通道44相切的通道聯通輔助壓縮空氣通道44與環形壓縮空氣水平通道15；主要壓縮空氣通道流量測量裝置51布置于主要壓縮空氣通道41入口，輔助壓縮空氣通道流量測量裝置52布置于輔助壓縮空氣通道44入口，即所述主要燃料通道42內部與輔助壓縮空氣通道44相連的通道入口；正常工況下，合成氣22經主要燃料通道42，天然氣23經輔助燃料通道43，壓縮空氣21分別經主要壓縮空氣通道41，輔助壓縮空氣通道44進入燃燒室10。

所述主要壓縮空氣通道41、主要燃料通道42、輔助燃料通道43和輔助壓縮空氣通道44進入燃燒室10的端部均設置有旋流器，用以增強燃料與空氣之間的混合。

所述復合燒嘴在燃燒室10頂部布置方式為八個分隔開的復合燒嘴成圓周對稱排列。

所述合成氣22來自IGCC系統中的煤氣化及凈化系統，天然氣23來自天然氣儲罐或者管道。