[發明專利]一種能夠進行擴散和預混燃燒雙模式轉換的燃氣輪機燃燒器

有效

• 申請號: 202010148590.8
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN113357671B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 彭志勝;臧鵬;屠瑤;遲鴻偉;傅燕妮;衡思江;張宇明;任占洋;隋永楓
• 申請（專利權）人: 杭州汽輪動力集團有限公司;浙江燃創透平機械股份有限公司;杭州汽輪機股份有限公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/42
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 徐家升

本發明公開了一種能夠進行擴散和預混燃燒雙模式轉換的燃氣輪機燃燒器，包括外殼和燃料供給源，外殼的上端周向對稱連接有主燃料噴嘴，主燃料噴嘴的上端通過管道連接有燃料供給源連接，主燃料噴嘴之間的外殼上連接有管座，管座上開設有值班燃料腔室，管座的下表面安裝有可調轉換裝置殼體。本能夠進行擴散和預混燃燒雙模式轉換的燃氣輪機燃燒器，能夠使得值班噴嘴的燃燒狀態可以在擴散燃燒與預混燃燒或者擴散燃燒與部分預混燃燒之間進行切換，并且實現切換的方式非常簡單，只需旋轉可調轉換裝置芯體到指定的位置即可，而常規的方案要想實現燃燒狀態的切換則需要設置多路燃料管路，并且各路管路需要設置單獨閥門進行控制。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機燃燒器技術領域，具體為能夠進行擴散和預混燃燒雙模式轉換的燃氣輪機燃燒器。

背景技術

隨著近年來國內外對燃氣輪機的氮氧化物(NOX)排放要求越來越嚴格，貧燃預混燃燒方法(干式低排放(Dry Low Emission)燃燒方法)受到更多的關注，該燃燒方法是先將燃料預先與空氣進行混合，然后再將混合氣進行燃燒，通過控制混合氣中燃料的當量比來控制最終的燃燒溫度，從而抑制對環境有害的NOX的排放量。

預混燃燒雖然有低污染排放的優勢但是也面臨著燃燒不穩定容易產生熱聲振蕩的缺點，特別在燃氣輪機低負荷工況容易導致熄火等問題。所以需要擴散燃燒和預混燃燒相配合，在起動或者低負荷工況時采用擴散燃燒確保燃燒穩定，當負荷升高時主要采用預混燃燒方式減少NOX排放。目前常見的方式是將擴散燃燒噴嘴和預混燃燒噴嘴分別布置相應的燃料管路和控制閥門，再根據燃氣輪機的狀態來調節對應閥門的開度，這樣的設計需要多個控制閥相互配合，并且噴嘴通道很難實現燃料氣和空氣兩者間的切換，控制起來也相對比較困難。

為了解決該問題，急需發明簡單可靠的燃燒器能夠方便地實現對燃燒狀態的調整。

發明內容

本發明的目的在于提供能夠進行擴散和預混燃燒雙模式轉換的燃氣輪機燃燒器，具有燃燒狀態容易切換的優點，解決了現有技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：能夠進行擴散和預混燃燒雙模式轉換的燃氣輪機燃燒器，包括外殼和燃料供給源，外殼的上端周向對稱連接有主燃料噴嘴，主燃料噴嘴的上端通過管道連接有燃料供給源連接，主燃料噴嘴之間的外殼上連接有管座，管座上開設有值班燃料腔室，管座的下表面安裝有可調轉換裝置殼體，可調轉換裝置殼體的內部安裝有可調轉換裝置芯體，可調轉換裝置芯體的上端活動連接有連桿，連桿貫穿管座，可調轉換裝置芯體與可調轉換裝置殼體之間連接有密封環，可調轉換裝置殼體的下端連接有值班擴散噴嘴，可調轉換裝置殼體下端的外側通過多孔調壓板連接有內筒，內筒的下表面通過主燃旋流器連接有外筒，外筒的下端連接有火焰筒，所述值班擴散噴嘴的下端通過值班旋流器與內筒連接，值班擴散噴嘴上端的開設有預混噴桿環腔，值班擴散噴嘴的內部開設有擴散噴射孔腔室，擴散噴射孔腔室下端的周向開設有擴散燃料噴射孔，預混噴桿環腔的外側周向連接有值班預混噴桿，值班預混噴桿上開設有預混噴桿噴射孔；

所述值班擴散噴嘴和內筒之間設置有預混合氣通道。

優選的，所述主燃料噴嘴的上端通過主燃料管路與燃料供給源連接，值班燃料腔室的輸入端通過值班燃料管路與燃料供給源連接，且主燃料管路和值班燃料管路上分別安裝有主燃料調節閥和值班燃料調節閥。

優選的，所述可調轉換裝置芯體的上端開設有芯體擴散燃料環形入口，可調轉換裝置芯體的中心開設有芯體擴散燃料通道，可調轉換裝置芯體的一側開設有芯體預混燃料通道，可調轉換裝置芯體另一側的下端開設有芯體預混噴桿空氣通道。

優選的，所述可調轉換裝置殼體靠近芯體預混噴桿空氣通道兩端的位置分別開設有殼體預混噴桿空氣入孔和殼體預混噴桿空氣出孔，可調轉換裝置殼體靠近芯體擴散燃料通道的一端開設有殼體擴散燃料出孔。

優選的，所述火焰筒內設置有值班火焰區和主火焰區，主火焰區在值班火焰區的周向外側，火焰筒和外殼之間設置有燃燒用空氣流路。