[發明專利]一種燃燒室、燃氣輪機及燃燒控制方法

有效

• 申請號: 202211075964.3
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115325569B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 夏家興;肖俊峰;王峰;王瑋;李曉豐;高松;胡孟起;夏林;連小龍;王一豐
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38;F23R3/58;F23R3/28
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 安曉紅

本發明涉及燃氣輪機技術領域，具體涉及一種燃燒室、燃氣輪機及燃燒控制方法，燃燒室包括：筒體，具有提供燃燒空間的腔體；燃燒室頭段與筒體連接，包括：至少一個噴嘴組件和至少一個擴散組件；噴嘴組件和擴散組件間隔套設設置；燃氣輪機包括燃燒室；本申請采用上述方案，擴散組件產生的擴散氣體流速低于從噴嘴組件噴出的預混氣流速，加之兩者邊界層間強烈的剪切作用，使噴嘴組件噴出的預混氣流速降低，燃燒火焰更加穩定；進而提高燃氣輪機的運行效率和穩定性。燃燒控制方法包括：經擴散組件輸送至筒體的燃料燃燒穩定后，再經噴嘴組件向筒體內輸送燃料，使其燃燒；上述方法確保燃燒始終處于穩定狀態，避免超溫及異常壓力脈動。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機技術領域，具體涉及一種燃燒室、燃氣輪機及燃燒控制方法。

背景技術

目前，燃氣輪機已廣泛應用于能源、電力和船舶等各個行業。氫能因其清潔環保和可持續利用等優點得到快速發展，目前已廣泛應用于交通和化工等領域?，F有的天然氣摻氫燃燒技術，是在天然氣中摻入一定比例的氫氣，在混合均勻后，輸送至燃氣輪機的燃燒室，進行燃燒。天然氣摻氫燃燒技術能夠保證燃氣輪機聯合循環機組的發電效率，同時降低碳排放。

氫氣熱值高，并且燃燒產物只有水，尤其適用于燃氣輪機燃燒。燃氣輪機的燃燒方式包括：預混燃燒和擴散燃燒。但是，氫氣預混燃燒時燃燒速度快，易回火；擴散燃燒導致燃燒區局部溫度過高，造成氮氧化物排放增多、燃燒室出口溫度分布均勻性較差。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中氫氣預混燃燒時易回火、燃燒不穩定的缺陷。

為了實現上述目的，本發明提供一種燃燒室，包括：

筒體，具有提供燃燒空間的腔體；

燃燒室頭段，與所述筒體連接，包括：至少一個噴嘴組件和至少一個擴散組件；噴嘴組件和擴散組件間隔套設設置。

可選地，所述噴嘴組件包括：

噴嘴本體，用于向所述筒體輸送預混燃料，所述噴嘴本體的噴嘴為環縫，且環縫寬度小于氫氣的淬熄距離；

預混氣供給件，與所述噴嘴本體連接，用于向所述噴嘴本體輸送預混燃料。

可選地，所述噴嘴組件還包括固定板，所述固定板上設有多個條形通道，所述固定板設于所述預混氣供給件中，以將所述預混氣供給件分為一個主供氣腔和對應設置的多個支供氣腔，多個支供氣腔與多個所述條形通道一一對應設置。

可選地，所述擴散組件包括：

空氣供給通道，與所述筒體的內部連通，且在所述空氣供給通道靠近筒體的一端設有旋流器；

氫氣供給通道，與空氣供給通道套設設置，所述氫氣供給通道與所述筒體的內部連通，且在所述氫氣供給通道靠近筒體的一端設有氫氣供給孔。

可選地，相鄰空氣供給通道中的旋流器的旋向相反。

可選地，所述氫氣供給孔與所述氫氣供給通道的軸向呈角度布置，所述氫氣供給孔向燃燒室的軸向傾斜，所述氫氣供給孔軸向與氫氣供給通道軸向的角度范圍為30～60度。

可選地，在所述筒體的外壁上設有多個冷卻孔。

可選地，在所述筒體上遠離燃燒室頭段的一端設有多個摻混孔。

本發明還提供一種燃氣輪機，包括所述的燃燒室。

本發明還提供一種燃燒控制方法，利用所述的燃燒室進行燃燒，包括：經擴散組件輸送至筒體的燃料燃燒穩定后，再經噴嘴組件向筒體內輸送燃料，使其燃燒。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：