[发明专利]用于改进燃烧器喷嘴的装置和方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及用于改进燃烧器喷嘴的装置和方法。具体而言，本发明的实施例包括可调节以利用具有不同反应性水平的燃料进行操作的喷嘴。

背景技术

燃烧器广泛地用于商业操作。例如，典型的燃气轮机包括供送压缩的工作流体至至少一个燃烧器的压缩机。燃烧器混合燃料与压缩的工作流体并点燃混合物以产生具有高的温度和压力的燃烧气体。燃烧气体离开燃烧器并流动至涡轮，在其中它们膨胀以做功。

多种燃料可供送至燃烧器以便燃烧。例如，燃烧器可设计成用以操作使用高炉气、焦炉气、天然气，汽化的液化天然气(LNG)、丙烷、氢，或其组合。各种燃料类型通常均具有不同的燃烧反应性。此外，反应性可在相同类型的燃料之间有所变化，这取决于多种因素例如燃料供应者、纯度、温度、稀释剂的添加等。燃料方面的变化可改变燃气轮机中各种构件的操作和/或性能。例如，燃料反应性方面的改变可改变燃烧器的压力、温度和输出。因此，可能希望的是调节燃烧器，且具体地是调节燃烧器中的喷嘴以适应具有不同反应性水平的燃料。

已进行了多种尝试来设计和操作具有不同反应性燃料的燃烧器。例如，燃烧器的操作极限可基于燃料的反应性来调节。然而，此种解决方案可导致降低对于燃烧器或与燃气轮机相关联的其它设备的操作极限。用于利用不同反应性燃料操作燃烧器的另一解决方案是关闭燃烧器并利用具有不同大小的燃料孔口的替代喷嘴替换一个或多个喷嘴。然而，这种方法需要中断由燃气轮机所提供的服务以及库存替代喷嘴。中断由燃气轮机所提供的服务显然会导致计划外和不必要的停歇期，以及库存替代喷嘴会增加对于燃气轮机的操作成本。因此，将希望有一种改进的喷嘴，其可调节以利用不同反应性燃料进行操作。

发明内容

本发明的方面和优点于下文在以下描述中进行了阐述，或可通过该描述而清楚，或可通过实施本发明而懂得。

本发明的一个实施例是燃烧器喷嘴，其包括限定腔的喷嘴本体。喷嘴本体中的孔口提供从腔穿过喷嘴本体的流体连通。邻近孔口的可动阻隔物具有第一位置，在该位置可动阻隔物至少部分地阻塞孔口。

本发明的另一实施例是燃烧器喷嘴，其包括限定腔的喷嘴本体。喷嘴本体中的孔口提供从腔穿过喷嘴本体的流体连通。孔口中的可移除式插入件减少了孔口的有效截面面积。

本发明还包括用于供送燃料至燃烧器的方法。该方法包括使燃料流动经过喷嘴中的孔口，确定燃料的反应性，以及基于燃料的反应性调节孔口的有效截面面积。

研读说明书，本领域普通技术人员将会更好地理解这些实施例的特征和方面等。

附图说明

在包括参看附图的余下说明书中向本领域的普通技术人员更为具体地阐述了本发明包括其最佳模式的完整和能够实施的公开内容，在附图中：

图1是本领域中公知的燃烧器的简化截面图；

图2是根据本发明的一个实施例的喷嘴的简化截面图；

图3是根据本发明的备选实施例的喷嘴的简化截面图；

图4是根据本发明的一个实施例的可移除式插入件的透视图；

图5是根据本发明的第二实施例的可移除式插入件的透视图；以及

图6是根据本发明的第三实施例的可移除式插入件的透视图。零件清单

10 燃烧器

12 壳体

16 端盖

18 主喷嘴

20 副喷嘴

22 衬套

24 上游室

26 下游室

28 喉部(或缩窄部)

30 喷嘴-图2

32 喷嘴本体(32)

34 腔

36 孔口

38 护罩

40 旋流器导叶

42 燃料供应源

44 可动阻隔物

46 远端

48 毂

50 杆

52 螺纹

54 气动或液动供应源

60 喷嘴-图3

62 喷嘴本体(32)

64 腔

66 端口

68 护罩

70 旋流器导叶

72 燃料供应源

74 可移除式插入件-图4

76 光滑内表面

78 螺纹外表面

80 可移除式插入件-图5

82 光滑外表面

84 有来复线(rifled)的内表面

86 可移除式插入件-图6