[发明专利]燃气轮机柔和燃烧室

说明书

一种燃气轮机柔和燃烧室，其包括预混柔和燃烧器、第一导流筒、第二导流筒、二级燃烧室、带值班柔和燃烧器。本发明通过阵列式柔和燃烧器分布，充分利用了燃气轮机柔和燃烧室的空间，增强了烟气回流比例，局部柔和燃烧条件更容易建立，实现了燃烧区全区域的柔和燃烧；通过径向分级方式，满足了宽工况范围调节的要求；通过带值班柔和燃烧器、预混柔和燃烧器、微混喷嘴的轴向位置不同，实现燃烧轴向分级，满足负荷调节要求，提高了燃气轮机柔和燃烧室出口温度均匀性，降低了压力损失，实现柔和燃烧全区域高烟气回流比，达到宽工况低排放、高效稳定运行的要求。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机柔和燃烧室。

背景技术

随着环境保护要求的不断提高，对于氮氧化物的排放标准日益严苛。燃气轮机作为重要的动力设备，在不断提高燃烧室出口温度以提高燃气轮机效率的同时，还要进一步降低氮氧化物的排放。对于高参数和低排放要求，主流燃烧技术难以满足未来不断提升的要求。先进燃烧技术得到了快速发展，柔和燃烧是最具潜力的技术之一。柔和燃烧需要通过燃烧室流动组织来达到所需的高烟气回流比，单级大尺寸柔和燃烧室难以满足燃烧室全工况、全区域的烟气回流要求。因此，亟需探索更为先进的柔和燃烧室设计方案，以实现柔和燃烧全区域高烟气回流比，达到宽工况低排放、高效稳定运行的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种燃气轮机柔和燃烧室，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为达到上述目的，本发明提供了一种燃气轮机柔和燃烧室，包括：

二级燃烧室；

挡板，设置于所述二级燃烧室头部；

带值班柔和燃烧器，设置于所述二级燃烧室头部的中心位置；

第一导流筒，所述第一导流筒的一端设置有所述带值班柔和燃烧器，所述第一导流筒的另一端与所述挡板连接，用于连通带值班柔和燃烧器与所述二级燃烧室；

若干预混柔和燃烧器，在所述二级燃烧室头部沿径向均匀分布，通过径向阵列分布实现径向分级燃烧；

第二导流筒，所述第二导流筒的一端设置有所述预混柔和燃烧器，所述第二导流筒的另一端与所述挡板连接，用于连通预混柔和燃烧器与所述二级燃烧室；

若干微混喷嘴，设置于所述挡板上，在所述二级燃烧室头部、相邻预混柔和燃烧器间隔处沿径向均匀分布，用于提高燃气轮机柔和燃烧室出口温度均匀性；

其中，所述第一导流筒和第二导流筒长度不同，用于实现带值班柔和燃烧器、预混柔和燃烧器和微混喷嘴轴向分级燃烧。

从上述技术方案可以看出，本发明的燃气轮机柔和燃烧室至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)柔和燃烧器采用高速射流卷吸回流的方式实现了柔和燃烧，使得燃料在燃烧前与烟气发生了强烈的掺混，降低了火焰区的氧浓度和峰值火焰温度，有效降低了柔和燃烧器燃烧区的氮氧化物排放量；径向阵列式柔和燃烧器分布，充分利用了燃气轮机柔和燃烧室的空间，增强了烟气回流比例，使局部柔和燃烧条件更容易建立，实现了燃烧区全区域的柔和燃烧；径向分级方式，满足了宽工况范围调节的要求；带值班柔和燃烧器、预混柔和燃烧器、微混喷嘴的轴向位置不同，可以实现燃烧轴向分级，满足负荷调节要求，降低了压力损失；

(2)带值班柔和燃烧器中心设置有值班喷嘴，通过空气旋流器在柔和燃烧器头部形成强烈的回流区，增强了燃烧的稳定性；

(3)燃料供给采用四燃料路设计，可以实现燃料调节的灵活性；

(4)每个柔和燃烧器都配有一个导流筒，可以用于柔和燃烧器的壁面冷却，实现本燃气轮机柔和燃烧室的安全高效运行；