[发明专利]燃气轮机中的燃烧控制系统

说明书

本发明一般涉及在连续型燃料燃烧系统中用于控制燃烧过程的一种系统和方法。更明确地说，本发明涉及一种改进的系统，它在燃气轮机系统中用来调节空气/燃料的比例。

按照本发明的受让人-西层电气公司制造的燃气轮机系统，在世界各地发电厂普遍使用。

常规燃气轮机燃烧系统10示于图1。在此常规系统中，压缩机风扇14将空气送进气室16。另外，系统10包括多个燃烧箱18，每个箱有一个燃烧室20，燃烧室20依次被分成主、辅燃烧室。每个箱18依靠已知的结构和控制机构与燃料供应管22和若干固定的喷嘴24相连。燃料供应管22用于将燃料送到燃烧室20，固定喷嘴24用于将加压燃料导入燃烧室20。

为提高系统10的效率，在燃烧过程中，尽可能保持清洁且无污染燃烧，涡轮机系统10含有系统28，用来调节送到燃烧室20的空气/燃料混合物。同时，在图1中可看到，每个箱18包括转换件46，它在燃烧室20与涡轮机进气区48之间限定了一转换管道44。在图1中，涡轮机进气区48的特征在于静固定叶片11。同样，在图1中也可看出，蝴蝶阀42用来允许加压空气从气室16流入转换件46，正好位于燃烧室20的下游。当蝴蝶阀42打开，加压空气进入气室16。这样，进入燃烧室20的进口24的空气总量会减少。因此，通过打开蝴蝶阀42，燃烧室20内空气/燃料比例会降低。相反，通过关闭蝴蝶阀42，燃烧室20内空气/燃料比例会增加。

在常规系统10中提供机构控制连杆40来打开和关闭蝴蝶阀42。从图1中可看出，在壳体12外面加旋转环30在支承32上运动。将每一蝴蝶阀42联接到穿过壳体12上的孔的控制杆31上。一个连接杆34被固定到外滑环30上。第二个连接杆38固定到控制杆31的顶端。连接杆34、36通过球状支点36联接在一起。因此，当旋转环30在一个方向或其它方向移动时，将引起各垫圈38的控制杆31在一个方向或其它方向变成所希望的长度来控制操作各蝴蝶阀42。

虽然如图1所示调节系统可有效的工作，但是系统造价高，制造时间长。制造这样一个系统需要在壳体上穿很多孔，又要配置控制联杆来控制各蝴蝶阀。很明显，需要这样一个空气/燃料调节系统，结构简单，价格低廉。

因此，本发明的一个目的就是，为燃气轮机提供一个有效的调节系统，比公知的调节系统制造时间短，价格低廉，结构简单。

为了达到本发明的上述目的和其它目的，一种改进的燃烧系统，其结构和布置适用于发电的涡轮机或同类设备，包括：至少一个燃烧室20;燃料供应装置22，用于向所述至少一个燃烧室供应燃料;空气供应装置26，用于将空气从加压空气源送到所述至少一个燃烧室20;监测器110，用来监测所述燃烧系统性能参数;壳体60，其进口与所述空气供应装置联接，出口与所述至少一个燃烧室联接，使所述空气供应装置与至少一个燃烧室流体连通;流体致动活塞68装在所述壳体内，可在第一位置和第二位置间运动。在第一位置，所述活塞完全中断所述流体通路，在第二位置，其中活塞不影响所述流体流通;控制器108，与所述流体致动活塞流体连通，用于响应从所述监测器获得的信息，控制所述流体致动活塞在所述壳体中的位置。

图1是常规燃气轮机系统局部的横截面图。

图2是根据本发明第一实施例的燃气轮机系统的局部横截面图。

图3是图2所示系统实施例的一个部件具体方案的局部横截面图。

图4是图3所示部件在第二个工作位置下的局部横截面图。

图5是图3、图4所示部件第二个实施例的局部横截面图。

图6是图5所示部件在第二个工作位置下的局部横截面图。

图7是图2-4所示本发明实施例控制系统示意框图。

现在参照附图，其中与所有附图（尤其是图2）中表示相应结构的参考标号一样，根据本发明的第一个优选实施例构成的改进型燃气轮机系统50与图1所示常规系统的区别在于，它采用的改进型燃烧系统52没有控制连杆40，而用安装在壳体56内部的气压致动阀58代替。从图2中可看出，壳体56上没有象常规燃气轮机系统10中的壳体12那样，有若干的孔容纳机械连杆。