[發(fā)明專利]一種可抑制燃燒震蕩的低氮燃燒系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810799761.6
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108800130A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 丁陽;石永鋒;郝建剛;李明;張夢可;劉志敏;徐婷婷
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/46;F23D14/48;F23N5/26
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

1.一種可抑制燃燒震蕩的低氮燃燒系統(tǒng)，其特征在于，包括燃料氣體流量控制總閥（1）、中央噴嘴燃料控制閥（2）、雙聯(lián)噴嘴燃料控制閥（3）、三聯(lián)噴嘴燃料控制閥（4）、控制單元（5）、壓力脈動傳感器（6）、煙氣成分分析儀（7）、旋流器葉片外側節(jié)流孔板（8）、旋流器葉片內側節(jié)流孔板（9）、旋流器葉片外側燃料噴口（10）、旋流器葉片內側燃料噴口（11）、旋流器葉片（12）、噴嘴組件（13）、燃燒室外殼（14）、火焰筒（15）、信號傳輸線（16）和燃料氣體管路（17）；所述燃料氣體管路（17）與噴嘴組件（13）連通，所述燃料氣體管路（17）與噴嘴組件（13）之間安裝有燃料氣體流量控制總閥（1）；所述噴嘴組件（13）包括中央噴嘴（131）、雙聯(lián)噴嘴（132）和三聯(lián)噴嘴（133），所述燃料氣體管路（17）與中央噴嘴（131）之間安裝有中央噴嘴燃料控制閥（2），所述燃料氣體管路（17）與雙聯(lián)噴嘴（132）之間安裝有雙聯(lián)噴嘴燃料控制閥（3），所述燃料氣體管路（17）與三聯(lián)噴嘴（133）之間安裝有三聯(lián)噴嘴燃料控制閥（4）；所述噴嘴組件（13）與火焰筒（15）連通，所述火焰筒（15）的外部設置有燃燒室外殼（14）；所述壓力脈動傳感器（6）和煙氣成分分析儀（7）均與火焰筒（15）連接，且壓力脈動傳感器（6）和煙氣成分分析儀（7）均通過信號傳輸線（16）與控制單元（5）連接，所述控制單元（5）分別與中央噴嘴燃料控制閥（2）、雙聯(lián)噴嘴燃料控制閥（3）和三聯(lián)噴嘴燃料控制閥（4）連接；所述噴嘴組件（13）布置有旋流器葉片外側燃料噴口（10）、旋流器葉片內側燃料噴口（11）和流器葉片（12），所述旋流器葉片外側燃料噴口（10）設置在旋流器葉片（12）的外側，所述旋流器葉片內側燃料噴口（11）設置在旋流器葉片（12）的內側，所述旋流器葉片外側燃料噴口（10）設置有旋流器葉片外側節(jié)流孔板（8），所述旋流器葉片內側燃料噴口（11）設置有旋流器葉片內側節(jié)流孔板（9）。

2.根據權利要求1所述的可抑制燃燒震蕩的低氮燃燒系統(tǒng)，其特征在于，燃燒器具有若干個噴嘴，不同數量的噴嘴分成若干組，每組噴嘴共用一路燃料；所述中央噴嘴燃料控制閥（2）控制中央噴嘴（131）的燃料供應，所述雙聯(lián)噴嘴燃料控制閥（3）控制雙聯(lián)噴嘴（132）的燃料供應，所述三聯(lián)噴嘴燃料控制閥（4）控制三聯(lián)噴嘴（133）的燃料供應；同一路燃料控制的噴嘴在圓周方向均勻分布。

3.根據權利要求1所述的可抑制燃燒震蕩的低氮燃燒系統(tǒng)，其特征在于，燃燒器具有若干個噴嘴，所述中央噴嘴（131）的直徑最小，所述中央噴嘴（131）的直徑是其它燃料噴嘴流通面積的0.4-0.6倍。

4.一種如權利要求1-3中任一項權利要求所述的可抑制燃燒震蕩的低氮燃燒系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：天然氣通過燃料氣體管路（17），流經燃料氣體流量控制總閥（1），此閥門用于控制燃料氣的總流量，之后天然氣經由中央噴嘴燃料控制閥（2）、雙聯(lián)噴嘴燃料控制閥（3）和三聯(lián)噴嘴燃料控制閥（4）分別進入三組燃燒器中；空氣由燃燒室外殼（14）和火焰筒（15）之間的通道經過噴嘴組件（13），與天然氣混合后進入火焰筒（15）燃燒；壓力脈動傳感器（6）和煙氣成分分析儀（7）分別采集燃燒過程中燃燒脈動值和排放值，通過信號傳輸線（16）傳輸至控制單元（5），一旦燃燒參數發(fā)生異常，控制單元（5）便會微調中央噴嘴燃料控制閥（2）、雙聯(lián)噴嘴燃料控制閥（3）和/或三聯(lián)噴嘴燃料控制閥（4）的開度，來保證燃燒恢復正常。

5.根據權利要求4所述的可抑制燃燒震蕩的低氮燃燒系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，通過開啟不同數量的燃燒噴嘴，實現不同的燃燒模式，用來控制燃燒負荷由低到高變化，在整個燃燒過程中中央噴嘴（131）全程開啟用以維持燃燒穩(wěn)定。

6.根據權利要求4所述的可抑制燃燒震蕩的低氮燃燒系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，為了抑制燃燒震蕩，削弱共振的振幅，控制各燃料控制閥的開度，使得在每種燃燒模式下不同燃料控制閥控制的噴嘴出口附近局部當量比不同；每種燃燒模式下隨著氣體流量控制燃料氣體流量控制總閥（1）開度增加，中央噴嘴燃料控制閥（2）開度逐漸減小，雙聯(lián)噴嘴燃料控制閥（3）或三聯(lián)噴嘴燃料控制閥（4）開度不斷增加。