[发明专利]用于操作燃烧室的方法及燃烧室

说明书

技术领域

本公开内容涉及一种用于操作燃烧室的方法及燃烧室。

具体而言，该燃烧室为燃气涡轮的燃烧室。

背景技术

燃气涡轮包括压缩机、燃烧室和用以使燃烧室中生成的热气体膨胀的涡轮。

此外，燃气涡轮可具有涡轮下游的第二燃烧室和第二燃烧室下游的第二涡轮。

燃烧室和第二燃烧室(在提供时)供有来自于压缩机的空气以及燃料；燃料燃烧来生成热气体。

当燃料为天然气时，其成分和特性可随时间较大变化。例如，氮(不活泼成分，由于其不参与燃烧过程)的量可随时间较大地变化。

由于提供到燃烧室中的总能量(即，喷射到燃烧室中的燃料的更低发热值)限定了燃气涡轮的负载，故如果燃气涡轮的负载保持恒定或大致恒定，则喷射到燃烧室中的燃料质量流可在燃料的特性变化时也较大地变化。

当燃料喷射到燃烧室中时，由燃料成分的变化引起的燃料质量流的该较大变化可引起穿透到燃烧室中的燃料射流的变化，且因此引起贫混合、较大排放如NOx排放和降低的效率。

发明内容

本公开内容的一个方面包括提供在燃料成分变化时也允许正确的燃料射流穿透的方法及燃气涡轮。

本公开内容的另一个方面包括提供一种在燃料成分随时间变化的情况下也允许正确的混合、减少的排放和有效操作的方法及燃气涡轮。

这些及其它方面通过提供根据所附权利要求的方法和燃气涡轮来获得。

附图说明

其它特征和优点将从通过附图中的非限制性示例的方式示出的方法和燃气涡轮的优选但非排他的实施例的描述中更清楚，在附图中：

图1和图2示出了燃气涡轮的不同实施例；

图3和图4示出了燃烧室的不同实施例；

图5示出了穿过图4的线V-V的截面。

零件清单

1 燃气涡轮

2 压缩机

3 燃烧室

4 涡轮

5 燃烧室

6 涡轮

10 本体

11 导管

14 燃料供应导管

15 载体空气供应导管

17 调整系统

19 喷嘴

20 孔口

21 通路

24 喷枪

25 传感器

27 节流阀

28 控制单元

29 轴线

A 载体空气

F 燃料

M 混合物。

具体实施方式

在下文中，首先描述了燃气涡轮的两个示例。

图1示出了具有压缩机2、燃烧室3和涡轮4的燃气涡轮1。

压缩机2压缩空气，空气供应至燃烧室3，在该处，空气与燃料如天然气相混合；该混合物燃烧来生成在涡轮4中膨胀的热气体。

图2示出了一个示例，其中燃气涡轮1具有在涡轮4下游的第二燃烧室5和第二涡轮6。

在第二燃烧室5中，燃料如天然气喷射到在涡轮4中部分地膨胀的排出气体中，以生成热气体，热气体在涡轮6中膨胀。

燃烧室3和5可具有相同或类似的特性，或可具有不同特性。在下文中，对燃烧室5进行了具体参照，相同的考虑适用于燃烧室3，这与燃烧室3和5具有相同、类似或不同的特性的事实无关。

燃烧室5包括本体10，本体10限定例如矩形、正方形或梯形的导管11。此外，燃烧室5具有用于将燃料如天然气供应至本体10中的燃料供应导管14，以及用于将空气供应到本体10中的载体空气供应导管15。

载体空气为限制燃料射流且增加其动量来加强穿透的空气质量流。这还保护了燃料免受过快的热气体夹带和自动点火的延迟。

燃烧室5还包括用于根据燃料的特性来调整供应到本体10中的载体空气质量流的调整系统17。

燃料供应导管14和载体空气供应导管15连接到至少一个公共喷嘴19上；换言之，穿过燃料供应导管14和空气供应导管15两者的流经过喷嘴19而喷射到本体10中。通常，燃料供应导管14具有面对喷嘴19的中心部分的开口20，且空气供应导管15具有喷嘴19的边界外的围绕孔口20的通路21。

有利的是，调整系统17布置成保持经过公共喷嘴19而喷射的燃料和载体空气的动量大致恒定，优选的是在燃气涡轮的负载大致恒定时。

在优选实施例中，提供了喷枪24；喷枪24突出至本体10中，且具有公共喷嘴19。可提供一个或多个此类公共喷嘴19。喷枪24收纳燃料供应导管14和载体空气供应导管15，且燃料供应导管14和载体空气供应导管15连接到公共喷嘴19上。