[发明专利]具有逆流喷射装置的燃气轮机燃烧器

说明书

背景技术

希望在这一部分向读者介绍可能与下面描述和/或要求的本发明的各方面相关的技术的各个方面。相信这一讨论有助于向读者提供背景信息，从而使读者对本发明的各个方面有更好的理解。因此，阅读这些说明时应了解，它们只是就此而论，而不认为是对现有技术的认可。

燃烧机，例如燃气轮机，会产生各种污染排放物。例如，污染排放物通常包括碳氧化物(COx)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)和颗粒物质(PM)。在美国和其他地方这些污染排放物受到严格控制。燃气轮机排出的NOx可以通过预混燃料和空气来减少。遗憾的是，预混会产生难于使其停止的不稳定火焰，并且现今最好的预混系统也不能达到NOx的排放指标。另一种方法是通过喷射氨进行的NOx选择性催化还原(SCR)。遗憾的是，SCR方法的成本相对较高。

因此，需要一种减少燃气轮机燃烧器的污染物排放，例如NOx排放的改进技术。

发明内容

下面阐述与原始要求的发明范围相应的一些方面。应了解，介绍这些方面仅仅为了向读者提供本发明可能采取的一些形式的简要概括，并不希望这些方面限制本发明的范围。当然，本发明可以包含可能在下面没有阐述的多种方面。

根据一些实施例，系统包括逆流喷射装置。该逆流喷射装置包括具有通向燃料和空气喷射孔的燃料和空气通道的燃料-空气喷射装置，其中燃料和空气喷射孔设置在偏离中心的位置以及相对于大体纵向的燃气轮机流动轴成大体逆流的方向上。

根据另一些实施例，系统包括具有燃烧室衬套的燃气轮机燃烧器。燃烧室衬套包括具有压缩空气进口的外壳、具有燃烧出口的内壳、在内壳和外壳之间并沿着它们延伸的空气循环通道以及由滞流区延伸到燃烧出口的大体纵向的流动轴。燃气轮机燃烧器还包括相对于大体纵向的流动轴，以大体偏离中心的逆流构造设置在滞流区下游的燃烧室衬套内的逆流喷射装置。逆流喷射装置包括一个或多个穿过燃烧室衬套延伸到多个燃料喷射孔的燃料通道，以及一个或多个由空气循环通道穿过内壳延伸到多个空气喷射孔的空气通道。

根据另一些实施例，方法包括在偏离中心的位置以及在相对于大体纵向的燃气轮机燃烧器流动轴成大体逆流的方向，喷射燃料和空气。

上述特征的各种细化存在于本发明的不同方面。更多的特征也可以结合到这些不同方面中。这些细化和附加的特征可以单独或以任何组合形式存在。例如，与一个或多个所示实施例相关的下述各种特征可以单独或以任何组合形式结合到本发明的任何上述方面中。其次，上述简要概括仅仅意在让读者熟悉本发明的一些方面和范围，而不限制所要求的主题。

附图说明

通过参考附图来阅读下面的详细说明书时，将对本发明的这些和其他特征、方面和优点有更好的理解，其中所有附图中的相同标记表示相同的部件，其中：

图1是根据本技术的一些实施例的，具有与负荷连接的燃气轮机的典型系统的结构图；

图2是图1所示燃气轮机的典型燃烧器的纵向简图，进一步描述了根据本技术的一些实施例的，具有多个沿燃烧器实心内壳成圆周布置的燃料-空气喷射凸角的逆流喷射装置；

图3是图2所示燃烧器实施例的横向简图，进一步描述了布置在沿实心内壳圆周的多个径向位置的多个燃料-空气喷射凸角；

图4是图1和2所示燃烧器的替代实施例的纵向简图，进一步描述了具有沿燃烧器实心内壳成圆周布置的径向排列的齐平燃料-空气喷射区域；

图5是图1和2所示燃烧器的替代实施例的纵向简图，进一步描述了具有沿燃烧器实心内壳成圆周布置的径向排列的向内悬臂式燃料-空气喷射元件，其中每一个向内悬臂式燃料-空气喷射元件具有多个定位成大体纵向且相对于燃烧器纵向流动轴成逆流的同轴燃料-空气口；

图6是图5所示燃烧器的实施例的横向简图，进一步描述了设置在沿实心内壳圆周的多个径向位置上的径向排列的向内悬臂式燃料-空气喷射元件；

图7是一个图5所示向内悬臂式燃料-空气喷射元件的实施例的横剖面视图，进一步描述了大体纵向且相对于燃烧器纵向流动轴成逆流的燃料和空气同轴流；

图8是图5所示燃烧器的替代实施例的纵向简图，其中每一个向内悬臂式燃料-空气喷射元件进一步包括多个定位成大体横向且相对于燃烧器纵向流动轴成逆流的同轴燃料-空气口。

图9是图8所示燃烧器的实施例的横向简图，进一步描述了设置在沿实心内壳圆周的多个径向位置上的径向排列的向内悬臂式燃料-空气喷射元件；