用于在燃?xì)鉁u輪的連續(xù)燃燒系統(tǒng)中混合稀釋空氣的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在燃?xì)鉁u輪的連續(xù)燃燒系統(tǒng)中混合稀釋空氣的方法。本發(fā)明涉及用于在燃?xì)鉁u輪的連續(xù)燃燒系統(tǒng)中使稀釋空氣與熱主流混合的方法，其中，燃?xì)鉁u輪基本上包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、連接在壓縮機(jī)下游的第一燃燒器，并且第一燃燒器的熱氣體進(jìn)入至少一個(gè)中間渦輪，或者直接地或間接地進(jìn)入至少一個(gè)第二燃燒器。第二燃燒器的熱氣體進(jìn)入另外的渦輪，或者直接地或間接地進(jìn)入能量回收件，其中，至少一個(gè)燃燒器在具有罐形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行。至少一個(gè)稀釋空氣噴射引入到第一燃燒器中，并且其中，稀釋空氣噴射的方向被定向成逆著或沿著第一燃燒器內(nèi)部的原始旋流的方向。
【專利說明】用于在燃?xì)鉁u輪的連續(xù)燃燒系統(tǒng)中混合稀釋空氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在燃?xì)鉁u輪的連續(xù)燃燒系統(tǒng)中混合稀釋空氣的方法。本發(fā)明另外涉及用于實(shí)施前述方法的稀釋空氣噴射器。此外，本發(fā)明涉及以可靠且均勻的方式在燃?xì)鉁u輪中或在用于罐形以及環(huán)形燃燒器設(shè)計(jì)的"CPSC〃(恒壓連續(xù)燃燒)中使稀釋空氣與熱主流混合。
【背景技術(shù)】
[0002]首先，允許本發(fā)明的更好理解的一些大體考慮:
為了保護(hù)環(huán)境，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的CO排放物需要減少。這些排放物已知為在燃燒室中不存在足夠的時(shí)間來確保CO至CO2的氧化和/或該氧化由于與燃燒器中的冷區(qū)接觸而局部驟冷時(shí)出現(xiàn)。由于點(diǎn)燃溫度在部分負(fù)載條件CO下較低，并且CO至CO2的氧化變得較慢，因此在這些條件下CO排放物通常傾向于增大。
[0003]CO排放物的減少進(jìn)而可有助于(be invested in)降低燃?xì)鉂欇喌耐C(jī)點(diǎn)處的燃?xì)鉁u輪負(fù)載。這由于減少的CO2排放物而減小了環(huán)境影響，并且由于發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)期間的較少燃料消耗而降低了電力總成本。最終，CO排放物減少由于節(jié)省了 CO催化劑而有助于降低原始成本。在該情況下，可避免(或至少減少)CO催化劑。同時(shí)，將消除(或至少減少)由于催化劑而出現(xiàn)的損失，并且由此，發(fā)電廠的總效率提高。
[0004]根據(jù)US2012/0017601A1，該現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)為操作燃?xì)鉁u輪的方法，其使第二燃燒器的操作噴燃器的空氣比λ保持低于部分負(fù)載操作期間的最大空氣比λ_。該方法基本上特征在于三個(gè)新要素以及補(bǔ)充措施，該補(bǔ)充措施可單獨(dú)地或組合地實(shí)施。
[0005]在該情況下，最大空氣比λ max取決于CO排放物極限，其將在噴燃器和燃燒器的設(shè)計(jì)以及在操作條件(就是說，尤其是噴燃器入口溫度)下被觀察。
[0006]第一要素為可變壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉排的操作原理的變化，這允許第二燃燒器僅在較高部分負(fù)載下投入操作。從空載操作開始，可變壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉排已經(jīng)開啟，同時(shí)僅第一燃燒器操作。這允許在第二燃燒器必須投入操作之前加載至較高相對負(fù)載。如果可變壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉排開啟，并且高壓渦輪的熱氣體溫度或渦輪入口溫度達(dá)到極限，則第二燃燒器供應(yīng)有燃料。
[0007]另外，可變壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉排快速地閉合。在沒有對抗措施的情況下，可變壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉排在高壓渦輪的恒定渦輪入口溫度TIT下閉合將導(dǎo)致相關(guān)功率的顯著減小。
[0008]為了避免該功率減小，可增大引入到第二燃燒器中的燃料質(zhì)量流。第二燃燒器投入操作所處的最低負(fù)載以及流入第二燃燒器中的最低燃料因此顯著地增大。
[0009]因此，第二燃燒器的最低熱氣體溫度也增大，這降低了空氣比λ，并且因此減少了CO排放物。
[0010]用于降低空氣比λ的第二要素是通過在部分負(fù)載操作期間增大高壓渦輪的渦輪排氣溫度TATl和/或低壓渦輪的渦輪排氣溫度ΤΑΤ2的操作原理的變化。該增大允許開啟可變壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉排來轉(zhuǎn)移至較高負(fù)載點(diǎn)。[0011]常規(guī)地，第二渦輪的最高渦輪排氣溫度確定用于滿負(fù)載情況，并且燃?xì)鉁u輪和可能的下游廢熱鍋爐根據(jù)該溫度設(shè)計(jì)。這導(dǎo)致在部分負(fù)載操作期間在可變壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉排閉合的情況下第二渦輪的最高熱氣體溫度不被TIT2 (第二渦輪的渦輪入口溫度)限制，但被TAT2(第二渦輪的渦輪排氣溫度)限制。由于在部分負(fù)載下，在可變壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉的至少一排閉合的情況下，質(zhì)量流和因此橫跨渦輪的壓力比減小，故渦輪入口溫度與渦輪排氣溫度的比率也減小。
[0012]對應(yīng)地，關(guān)于恒定的TAT2，TIT2也減小，并且在大多數(shù)情況下，處于顯著低于滿負(fù)載值。典型地在10°C至30°C的大小范圍內(nèi)的超過滿負(fù)載極限的TAT2的提出的稍微增大公認(rèn)地導(dǎo)致TIT2的增大，但是這保持在滿負(fù)載值以下，并且實(shí)際上可在沒有使用壽命損失的情況下實(shí)現(xiàn)，或者在沒有顯著的使用壽命損失的情況下實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)的修改或材料的選擇不變成必要的，或者可典型地受限于排出氣體側(cè)。為了增大TIT2，熱氣體溫度增大，這通過增大燃料質(zhì)量流和減小與其相關(guān)的空氣比λ而實(shí)現(xiàn)。CO排放物對應(yīng)地減少。
[0013]在操作中減小噴燃器的空氣比λ的另外的可能性為停用單獨(dú)的噴燃器和在恒定ΤΙΤ2下重新分配燃料。
[0014]為了使ΤΙΤ2保持平均恒定，操作中的噴燃器必須與停用的噴燃器的數(shù)量成比例地較熱地操作。為此，燃料供給增加，并且因此局部空氣比λ減小。
[0015]對于為了 CO排放物而優(yōu)化的操作而言，在具有分離線的燃?xì)鉁u輪中，鄰近分離線的噴燃器(例如，用于第二燃燒器)典型地首先停用。在該情況下，殼體典型地沿其分成上半部和下半部的平面被稱為分離線。相應(yīng)的殼體半部沿分離線例如通過凸緣連接。
[0016]接著，其相鄰的噴燃器隨后停用，或者鄰近在燃燒器的相對側(cè)的分隔平面的噴燃器停用，并且按交替的順序，從分隔平面開始在燃燒器的兩側(cè)交替的相鄰噴燃器停用。
[0017]鄰近分離線的噴燃器優(yōu)選為首先停用，這是因?yàn)槿細(xì)鉁u輪的分離線典型地不是絕對防漏的，并且在大多數(shù)情況下，泄漏流導(dǎo)致可燃?xì)怏w的稍微冷卻和稀釋(見以下提到的考慮)，并且因此導(dǎo)致局部增加的CO排放物。由于停用鄰近分隔平面的噴燃器，故避免了這些局部CO排放物。
[0018]將借助于分級(jí)來避免的燃燒不穩(wěn)定性典型地在低負(fù)載下不再出現(xiàn)，或者為可忽視的小的，或者在部分負(fù)載燃燒下出現(xiàn)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，因此提出了不借助于固定限流器而是借助于至少一個(gè)控制閥來執(zhí)行限制。該至少一個(gè)控制閥在低負(fù)載下開啟，以使所有啟用的噴燃器事實(shí)上可與低空氣比λ相同地操作。在高負(fù)載下，至少一個(gè)控制閥節(jié)流以便實(shí)現(xiàn)分級(jí)。
[0019]提及用于CO排放物的優(yōu)化操作的前述方面，并且關(guān)于當(dāng)前的處理，來自再熱燃燒器的冷卻空氣和來自預(yù)混燃燒器的任何剩余空氣，或來自倉室的新鮮空氣可作為稀釋空氣供應(yīng)至主熱氣體流。
[0020]解決該問題的現(xiàn)有解決方案在于噴射沒有旋渦的二次介質(zhì)。另外的噴燃器沿相反的方向產(chǎn)生旋渦，以最小化主流的旋渦。
[0021]因此，技術(shù)問題在于快速且良好地混合熱氣體產(chǎn)物與新鮮的稀釋空氣，以在再熱噴燃器上游獲得均勻的入口溫度和流場。另外，控制主流的旋渦是強(qiáng)制性的。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0022]本發(fā)明基于提出一種通過噴射具有旋渦的稀釋空氣而改進(jìn)稀釋空氣和第一級(jí)燃燒器的熱燃燒產(chǎn)物的混合的方法的目的。
[0023]另外，通過沿主旋流的方向噴射以擴(kuò)大現(xiàn)有旋流，或者逆著主旋流的方向噴射以整體地或分階段地或分級(jí)地抑制現(xiàn)有旋流，控制現(xiàn)有主旋渦是可以的。
[0024]另外，本發(fā)明作為實(shí)例基于恒壓連續(xù)燃燒系統(tǒng)的構(gòu)思。在該構(gòu)思中，來自預(yù)混燃燒器的熱燃燒產(chǎn)物通過稀釋空氣引入而冷卻，并且隨后進(jìn)入再熱燃燒器。
[0025]稀釋空氣負(fù)責(zé)使預(yù)混和再熱冷卻空氣與來自預(yù)混燃燒器的熱燃燒產(chǎn)物混合。出于性能的原因，來自這種稀釋空氣的主要要求為再熱噴燃器的入口處的均勻溫度分布，以及低壓降。
[0026]因此，在以上識(shí)別的燃?xì)鉁u輪燃燒器中，主流通常展示旋流型式。在環(huán)形燃燒室中，這可由于所有噴燃器都沿相同的方向生成旋流。在罐形燃燒器中，通常多于一個(gè)噴燃器噴嘴用于將燃料和空氣噴射到燃燒室中。這也可導(dǎo)致平均流的主旋渦。
[0027]如果在該旋流的下游噴射空氣或燃料以及還有稀釋空氣，則挑戰(zhàn)在于盡可能快地獲得與熱氣體的良好混合。這對在再熱噴燃器的入口處實(shí)現(xiàn)均勻的溫度和流分布而言是關(guān)鍵的。
[0028]在該意義上，本發(fā)明涉及以可靠且均勻的方式在用于罐形以及環(huán)形燃燒器設(shè)計(jì)的恒壓連續(xù)燃燒系統(tǒng)中使稀釋空氣與熱主流混合。
[0029]詳細(xì)地，本發(fā)明在下面描述用于另外通過噴射具有旋渦的稀釋空氣而使稀釋空氣與第一燃燒器內(nèi)部的熱燃燒產(chǎn)物混合的程序，此外，通過沿主旋流的方向噴射并最終擴(kuò)大現(xiàn)有主旋流或者分階段地抑制現(xiàn)有主旋流而控制現(xiàn)有主旋流。
[0030]在圖1至3中尤其是在圖1中示出這些燃?xì)鉁u輪的普通草圖。
[0031 ] 其中，壓縮機(jī)后面是燃燒器區(qū)段，其可由許多罐體組成。在這些罐體內(nèi)，第一燃燒器后面是第二燃燒器。稀釋空氣可噴射在這兩個(gè)燃燒器之間或中間，以便控制第二燃燒器的入口溫度和因此其中噴射的燃料的自發(fā)點(diǎn)火時(shí)間。最后，熱燃燒氣體供給到渦輪中。
[0032]當(dāng)環(huán)形的第一和/或第二燃燒室具有或包括至每個(gè)噴燃器的沿流動(dòng)方向的獨(dú)立罐體或分離的流動(dòng)燃燒區(qū)域時(shí)，也給出了罐形構(gòu)架，該流動(dòng)燃燒區(qū)域與相鄰的燃燒區(qū)域或噴燃器彼此壁隔離。
[0033]本發(fā)明的基本思想基于兩個(gè)基本構(gòu)思:
1.燃?xì)鉁u輪裝備有兩個(gè)串聯(lián)的燃燒器，其中，逆著主旋流的方向噴射稀釋空氣。
[0034]2.燃?xì)鉁u輪裝備有兩個(gè)串聯(lián)的燃燒器，其中，沿著主旋流的方向噴射稀釋空氣。
[0035]通過噴射具有限定旋渦的稀釋空氣，可實(shí)現(xiàn)下列目的:
1.加強(qiáng)稀釋空氣和來自第一噴燃器的熱氣體之間的混合。
[0036]2.通過逆著主旋流方向噴射稀釋空氣而抑制主流的整體或部分旋渦。
[0037]3.通過沿著主旋流方向的方向噴射稀釋空氣而擴(kuò)大主流的旋渦。
[0038]與本發(fā)明相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)如下:
更好且更快地混合稀釋空氣和來自第一燃燒器的熱氣體。
[0039]結(jié)合再熱燃燒器的入口輪廓控制主流的旋渦。
[0040]所有燃?xì)鉁u輪構(gòu)思的可能應(yīng)用包括使主流產(chǎn)生旋渦的特征，以及在第一噴燃器下游噴射空氣。[0041]為了確保該最終目的，還必要的是，測量燃?xì)鉁u輪的各個(gè)構(gòu)件的幾何形狀和/或流動(dòng)系數(shù)，并且具有高流率的構(gòu)件和具有低流率的構(gòu)件在燃燒器罐體或環(huán)形燃燒室內(nèi)部組
口 ο
[0042]燃?xì)鉁u輪基本上包括至少一個(gè)壓縮機(jī)，在下游連接于壓縮機(jī)的第一燃燒器。第一燃燒器的熱氣體進(jìn)入至少一個(gè)中間渦輪，或者直接地或間接地進(jìn)入第二燃燒器。第二燃燒器的熱氣體進(jìn)入另外的渦輪，或者直接地或間接地進(jìn)入能量回收件，例如，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器。
[0043]與本發(fā)明相關(guān)的另外的優(yōu)點(diǎn)如下:
減小的總?cè)紵鲏航?，因此提高了熱力學(xué)效率。
[0044]稀釋空氣的噴射的簡單設(shè)計(jì)。
[0045]在再熱噴燃器入口處的均勻溫度分布，因此相同的燃燒過程可作用于燃燒器中的脈動(dòng)，并且可作用于再熱噴燃器的CO產(chǎn)生的超過比例的增加。
[0046]不具有局部回流或過熱的可靠操作。
[0047]基于這些發(fā)現(xiàn)，可期望該構(gòu)思為發(fā)動(dòng)機(jī)工作，該發(fā)動(dòng)機(jī)在罐形構(gòu)架(但不是唯一的)中的連續(xù)燃燒(具有或不具有高壓渦輪)下運(yùn)行。
[0048]提及連續(xù)燃燒，燃燒器的組合可配置如下:
至少一個(gè)燃燒器構(gòu)造為具有至少一個(gè)操作渦輪的罐形構(gòu)架。
[0049]第一燃燒器和第二燃燒器兩者構(gòu)造為具有至少一個(gè)操作渦輪的連續(xù)罐形-罐形構(gòu)架。
[0050]第一燃燒器構(gòu)造為環(huán)形燃燒室，而第二燃燒器構(gòu)成(built-on)為具有至少一個(gè)操作渦輪的罐形構(gòu)造。
[0051]第一燃燒器構(gòu)造為罐形構(gòu)架，而第二燃燒器構(gòu)造為具有至少一個(gè)操作渦輪的環(huán)形
燃燒室。
[0052]第一燃燒器和第二燃燒器兩者構(gòu)造為具有至少一個(gè)操作渦輪的環(huán)形燃燒室。
[0053]第一燃燒器和第二燃燒器兩者構(gòu)造為具有中間操作渦輪的環(huán)形燃燒室。
[0054]因此，就用于罐形構(gòu)架的具有旋流的稀釋空氣的噴射而言，單獨(dú)的罐體之間的相互作用最小或不存在。因此，對于罐體的變型而言，描述的構(gòu)思將甚至比對于環(huán)形發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)架而言更有效。
[0055]除了該方法之外，用于實(shí)施該方法的燃?xì)鉁u輪為本發(fā)明的主題。取決于稀釋空氣的噴射的構(gòu)思，燃?xì)鉁u輪的設(shè)計(jì)必須修改，并且/或者燃料分配系統(tǒng)和/或冷卻空氣系統(tǒng)必須修改，以便取決于使用的稀釋空氣來確保可行性，用于降低局部燃燒器壓降。燃?xì)鉁u輪的所有構(gòu)件都位于可容許的公差的范圍內(nèi)。這些公差導(dǎo)致用于每個(gè)構(gòu)件和使用的稀釋空氣噴射的構(gòu)思的稍微不同的幾何形狀和特征。
[0056]這尤其還導(dǎo)致操作期間的不同壓力損失和流率。公差選定成使得它們實(shí)際上在正常操作期間不具有對操作行為的影響，尤其是在高部分負(fù)載和滿負(fù)載下。為此，以與操作稀釋空氣旋渦有關(guān)的現(xiàn)有流率來測量各種稀釋空氣噴射的幾何形狀和/或流動(dòng)系數(shù)。
[0057]與本發(fā)明相關(guān)的附加優(yōu)點(diǎn)如下:
CO排放物尤其在較低部分負(fù)載條件下減少。因此，燃?xì)鉁u輪可在這種時(shí)段內(nèi)在較低值下停機(jī)。[0058]由此，發(fā)電廠操作者可節(jié)省燃料，并且因此降低電力的總成本。
[0059]由于減少的CO排放物、較低的停機(jī)點(diǎn)(因此較少的燃料消耗和CO2產(chǎn)生)或兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)的組合而產(chǎn)生的環(huán)境益處。
[0060]排除昂貴的CO催化劑的可能性。因此，原始成本降低。
[0061]當(dāng)使用包括隨后的操作燃燒器之間的稀釋空氣旋渦的設(shè)備時(shí)，另外的優(yōu)點(diǎn)出現(xiàn): 由于增大了源自于第一燃燒器的CO氧化的體積，故進(jìn)一步減少了 CO(具有以上描述的
所有優(yōu)點(diǎn))。
[0062]不同罐形燃燒器之間的周向溫度梯度減小。因此，改進(jìn)了渦輪入口輪廓，并且提高了渦輪部件的壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0063]在圖1至3(l、2、2a、2b、3、3a、3b)中基于示例性實(shí)施例示意性地示出本發(fā)明。
[0064]在附圖中:
圖1示出裝備有形成連續(xù)燃燒的兩個(gè)串聯(lián)的燃燒器的燃?xì)鉁u輪；
圖1a示出關(guān)于圖1的罐形燃燒器的截面；
圖1b示出關(guān)于圖1的環(huán)形燃燒器的截面；
圖2示出裝備有兩個(gè)串聯(lián)的燃燒器和稀釋空氣噴射的燃?xì)鉁u輪；
圖2a示出關(guān)于圖2的罐形燃燒器的截面；
圖2b示出關(guān)于圖2的環(huán)形燃燒器的截面；
圖3示出裝備有兩個(gè)串聯(lián)的燃燒器和稀釋空氣噴射的燃?xì)鉁u輪；
圖3a示出關(guān)于圖3的罐形燃燒器的截面；
圖3b示出關(guān)于圖3的環(huán)形燃燒器的截面。
【具體實(shí)施方式】
[0065]圖1、2和3示出燃?xì)鉁u輪組100、200、300的一部分，S卩，被稱為“CPSC”系統(tǒng)(恒
壓連續(xù)燃燒)的包括連續(xù)燃燒的部分。
[0066]壓縮空氣從壓縮機(jī)系統(tǒng)(未示出)流出，進(jìn)入預(yù)混噴燃器101，預(yù)混噴燃器101可利用燃料操作。熱氣體的初始生成在第一燃燒室102中發(fā)生，第一燃燒室102設(shè)計(jì)為罐形燃燒器(見圖la、2a、3a)或環(huán)形燃燒室(見圖lb、2b、3b)。接著，熱氣體的之后生成在第二燃燒室104中發(fā)生，第二燃燒室104設(shè)計(jì)為罐形燃燒器(見圖la、2a、3a)或環(huán)形燃燒室(見圖lb、2b、3b)。典型地，燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)(未示出)，該發(fā)電機(jī)在燃?xì)鉁u輪的冷端處(就是說，在壓縮機(jī)處)聯(lián)接于燃?xì)鉁u輪的軸。
[0067]因此，圖1、2和3示出用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的、具有連續(xù)燃燒的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。燃?xì)鉂欇喯到y(tǒng)包括壓縮機(jī)(未不出)、第一燃燒器102、具有再熱噴燃器的第二燃燒器104以及在第二燃燒器下游的渦輪(106，未示出)。
[0068]圖1示出具有預(yù)混噴燃器101的第一燃燒室102，如例如由EP0321809A1或EP0704657A1公開的。該公布形成本描述的組成部分。在第一燃燒室102 (其被指定為罐形燃燒器或環(huán)形燃燒室)中產(chǎn)生的熱氣體103流到第二燃燒室104。第二燃燒室104基本上具有罐形導(dǎo)管(見圖1a)或環(huán)形導(dǎo)管(見圖1b)的形式，流通過該罐形導(dǎo)管或環(huán)形導(dǎo)管產(chǎn)生，并且優(yōu)選地在其中噴射氣態(tài)燃料(未示出)。噴射燃料的自燃從至少850攝氏度的來自第一燃燒室102的排氣的溫度開始發(fā)生。
[0069]第二燃燒室104像如例如由EP0620362A1公開的噴燃器105那樣，具有大致在預(yù)混區(qū)域的端部處的許多燃料噴槍，該燃料噴槍分布在周邊上面，并且呈現(xiàn)噴射燃料的功能。燃?xì)鉁u輪組的整個(gè)構(gòu)造(除了發(fā)電機(jī)之外)都安裝在單個(gè)公共轉(zhuǎn)子軸上。
[0070]罐形構(gòu)架包括繞著渦輪軸的圓周以環(huán)形陣列布置的多個(gè)罐體(見圖1a)，這實(shí)現(xiàn)每個(gè)罐體的單獨(dú)的燃燒操作，并且將在燃燒過程期間在單獨(dú)罐體之間沒有有害的相互作用。
[0071]如果設(shè)置了用于罐體的燃燒或環(huán)形構(gòu)思的預(yù)混噴燃器101，則這些預(yù)混噴燃器應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為由根據(jù)文獻(xiàn)EP0321809A1和/或EP0704657A2的燃燒過程和目的形成，其中，這些文獻(xiàn)形成本描述的組成部分。
[0072]特別地，所述預(yù)混噴燃器101可利用各種液態(tài)和/或氣態(tài)燃料操作。因此，可容易地提供單獨(dú)罐體內(nèi)的不同燃料。這還意味著預(yù)混噴燃器還可利用不同燃料同時(shí)地操作。
[0073]第二或隨后的罐形燃燒器或環(huán)形燃燒器優(yōu)選為由EP0620362A1或DE10312971A1執(zhí)行，其中，這些文獻(xiàn)形成本描述的組成部分。
[0074]另外，下列提到的文獻(xiàn)也形成本描述的組成部分:
EP0321809A1和BI，其涉及噴燃器，該噴燃器由構(gòu)成完整體的中空部分錐體構(gòu)成，該中空部分錐體具有切向空氣入口槽口和用于氣態(tài)和液態(tài)燃料的供給通道，其中，中空部分錐體的中心軸線具有沿流動(dòng)方向增大的錐角，并且沿縱向方向以相互偏移延展。燃料噴嘴放置在由部分錐體形成的錐形內(nèi)部中的噴燃器頭部處，該燃料噴嘴的燃料噴射位于部分錐體的相互偏移的中心軸線的連接線的中間。
[0075]EP0704657A2和BI，其涉及用于熱發(fā)生器的噴燃器布置，該噴燃器布置大致由用于燃燒空氣流的大致根據(jù)EP0321809A1和B的渦流發(fā)生器和用于燃料的噴射的器件，以及設(shè)置在所述渦流發(fā)生器下游的混合路徑組成，其中，所述混合路徑包括處理管道，其在路徑的第一部分內(nèi)沿流動(dòng)方向延伸用于將形成在所述渦流發(fā)生器中的流動(dòng)傳送到所述混合路徑的流動(dòng)的截面中，其連結(jié)在所述過渡管道下游。
[0076]此外，提出了用于利用燃料的自動(dòng)點(diǎn)火來在燃?xì)鉁u輪再熱燃燒器內(nèi)使用的燃料噴射器，以便在給定的停留時(shí)間內(nèi)改進(jìn)燃料空氣混合。該噴射器的具體實(shí)施例設(shè)想成:
振蕩的氣態(tài)燃料正交于氧化劑流在交叉流動(dòng)構(gòu)造的意義上噴射。
[0077]振蕩的氣態(tài)燃料平行于氧化劑流在直列構(gòu)造的意義上噴射。
[0078]振蕩的氣態(tài)燃料以與氧化劑流的0°至90°之間的傾斜角噴射。
[0079]EP0646705A1和BI，其涉及在具有連續(xù)燃燒的燃?xì)鉁u輪組中建立部分負(fù)載操作的方法。
[0080]EP0646704A1和BI，其涉及用于控制裝備有兩個(gè)燃燒器室的燃?xì)鉁u輪發(fā)電廠的方法。
[0081]EP0718470A2和BI，其涉及在提供部分負(fù)載操作時(shí)操作裝備有兩個(gè)燃燒器室的燃?xì)鉁u輪組的方法。
[0082]包括也形成本描述的組成部分的以上識(shí)別的文獻(xiàn)的一個(gè)或更多個(gè)改進(jìn)的其它有關(guān)公布文獻(xiàn)。[0083]提及連續(xù)燃燒，燃燒器的組合可配置如下:
至少一個(gè)燃燒器構(gòu)造為具有至少一個(gè)操作渦輪的罐形構(gòu)架。
[0084]第一燃燒器和第二燃燒器兩者構(gòu)造為具有至少一個(gè)操作渦輪的連續(xù)罐形-罐形構(gòu)架。
[0085]第一燃燒器構(gòu)造為環(huán)形燃燒室，而第二燃燒器構(gòu)成(built-on)為具有至少一個(gè)操作渦輪的罐形構(gòu)造。
[0086]第一燃燒器構(gòu)造為罐形構(gòu)架，而第二燃燒器構(gòu)造為具有至少一個(gè)操作渦輪的環(huán)形
燃燒室。
[0087]第一燃燒器和第二燃燒器兩者構(gòu)造為具有至少一個(gè)操作渦輪的環(huán)形燃燒室。
[0088]第一燃燒器和第二燃燒器兩者構(gòu)造為具有中間操作渦輪的環(huán)形燃燒室。
[0089]在涉及罐形燃燒器120或環(huán)形燃燒室130的兩種情況下，方位主流121、131在每個(gè)系統(tǒng)中為統(tǒng)一的。
[0090]圖2示出根據(jù)圖1的燃?xì)鉁u輪，其具有第一燃燒室并且具有在第二噴燃器系統(tǒng)105下游的第二燃燒室104，該第一燃燒室裝備有在第一噴燃器系統(tǒng)101下游且在第二噴燃器系統(tǒng)105上游的適當(dāng)位置處的至少一個(gè)稀釋空氣噴射201。在沿著第一燃燒室102的不同位置處的更多稀釋空氣噴射是可以的。此外，可調(diào)整單個(gè)噴射空氣沿著第一燃燒室102的方向和強(qiáng)度。
[0091]圖2a示出罐形燃燒器220，其具有切向空氣入口槽口 222，切向空氣入口槽口 222形成被定向成逆著來自第一噴燃器101的操作的原始主旋流221的主方向的旋流223。該影響的結(jié)果在于如下事實(shí)，來自第一噴燃器的現(xiàn)有旋流強(qiáng)度可減小或完全被抑制，這取決于選定的稀釋空氣噴射222的強(qiáng)度。圖2a示出產(chǎn)生的減小的主旋流224。
[0092]圖2b示出環(huán)形燃燒室230，其具有切向空氣入口槽口 232，切向空氣入口槽口 232形成被定向成逆著來自第一噴燃器101的操作的原始旋流231的主方向的旋流233。該影響的結(jié)果在于如下事實(shí)，來自第一噴燃器的現(xiàn)有旋流強(qiáng)度可減小或完全被抑制，這取決于選定的稀釋空氣噴射232的強(qiáng)度。圖2b示出產(chǎn)生的減小的主旋流234。
[0093]圖3示出根據(jù)圖2的燃?xì)鉁u輪，其具有第一燃燒室并且具有在第二噴燃器系統(tǒng)105下游的第二燃燒室104，該第一燃燒室裝備有在第一噴燃器系統(tǒng)101下游且在第二噴燃器系統(tǒng)105上游的適當(dāng)位置處的稀釋空氣噴射301。在沿著第一燃燒室102的不同位置處的更多稀釋空氣噴射是可以的。此外，可調(diào)整單個(gè)噴射空氣沿著第一燃燒室102的方向和強(qiáng)度。
[0094]圖3a示出罐形燃燒器320，其具有切向空氣入口槽口 322，切向空氣入口槽口 322形成沿著來自第一噴燃器101的操作的原始主旋流321的方向的旋流323。該供給的結(jié)果在于如下事實(shí)，來自第一噴燃器的現(xiàn)有旋流強(qiáng)度可放大，這取決于選定的稀釋空氣噴射322的強(qiáng)度。圖2a示出產(chǎn)生的放大的主旋流324。
[0095]圖3b示出環(huán)形燃燒室330，其具有切向空氣入口槽口 332，切向空氣入口槽口 332形成被定向成逆著來自第一噴燃器101的操作的原始旋流331的主方向的旋流333。該影響的結(jié)果在于如下事實(shí)，來自第一噴燃器的現(xiàn)有旋流強(qiáng)度可放大，這取決于選定的稀釋空氣噴射332的強(qiáng)度。圖3b示出產(chǎn)生的放大的主旋流334。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在燃?xì)鉁u輪的連續(xù)燃燒系統(tǒng)中使稀釋空氣與熱主流混合的方法，其中，所述燃?xì)鉁u輪基本上包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、連接在所述壓縮機(jī)下游的第一燃燒器，并且所述第一燃燒器的熱氣體進(jìn)入至少一個(gè)中間渦輪，或者直接地或間接地進(jìn)入至少一個(gè)第二燃燒器，其中，所述第二燃燒器的熱氣體進(jìn)入另外的渦輪，或者直接地或間接地進(jìn)入能量回收件，其中，至少一個(gè)燃燒器在具有罐形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行，并且其中，至少一個(gè)稀釋空氣噴射引入到所述第一燃燒器中，并且其中，通過所述稀釋空氣噴射產(chǎn)生的旋流被定向成逆著或沿著所述第一燃燒器內(nèi)部的原始旋流的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燃燒器和所述第二燃燒器在具有罐形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燃燒器在具有環(huán)形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行，而所述第二燃燒器在具有罐形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燃燒器在具有罐形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行，而所述第二燃燒器在具有環(huán)形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)燃燒器在具有環(huán)形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行。
6.一種用于實(shí)施用于在燃?xì)鉁u輪的連續(xù)燃燒系統(tǒng)中使稀釋空氣與熱主流混合的方法的稀釋空氣噴射器，其中，所述燃?xì)鉁u輪基本上包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、連接在所述壓縮機(jī)下游的第一燃燒器，并且所述第一燃燒器的熱氣體進(jìn)入至少一個(gè)中間渦輪，或者直接地或間接地進(jìn)入至少一個(gè)第二燃燒器，其中，所述第二燃燒器的熱氣體進(jìn)入另外的渦輪，或者直接地或間接地進(jìn)入能量回收件，其中 ，至少一個(gè)燃燒器在具有罐形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行，并且其中，所述第一燃燒器包括切向空氣入口槽口，其形成被定向成逆著或沿著所述第一燃燒器內(nèi)部的原始主旋流的方向的旋流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的稀釋空氣噴射器，其特征在于，所述第一燃燒器在具有環(huán)形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行，而所述第二燃燒器在具有罐形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的稀釋空氣噴射器，其特征在于，所述第一燃燒器在具有罐形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行，而所述第二燃燒器在具有環(huán)形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的稀釋空氣噴射器，其特征在于，至少一個(gè)燃燒器在具有環(huán)形構(gòu)架的熱量燃燒路徑下運(yùn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的一項(xiàng)所述的稀釋空氣噴射器，其特征在于，所述第一燃燒器包括至少一個(gè)噴射器，其中，沿著所述第一燃燒室噴射的空氣的方向和/或強(qiáng)度經(jīng)受調(diào)難iF.0
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10中的一項(xiàng)所述的稀釋空氣噴射器，其特征在于，所述噴射器包括用于調(diào)整選定的稀釋空氣噴射的強(qiáng)度或用于附加的支持稀釋空氣的器件。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求6至11中的一項(xiàng)所述的燃燒器，其特征在于，至少一個(gè)燃燒器包括由構(gòu)成完整體的中空部分錐體組成的噴燃器，所述中空部分錐體具有切向空氣入口槽口和用于氣態(tài)燃料和液態(tài)燃料的供給通道，其中，所述中空部分錐體的中心軸線具有沿流動(dòng)方向增大的錐角，并且沿縱向方向以相互偏移延展，其中，燃料噴嘴放置在由所述部分錐體形成的錐形內(nèi)部中的噴燃器頭部處，所述燃料噴嘴的燃料噴射位于所述部分錐體的相互偏移的中心軸線的連接線的中間。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求6至11中的一項(xiàng)所述的燃燒器，其特征在于，至少一個(gè)燃燒器包括用于燃燒空氣流的噴燃器和用于燃料的噴射的器件，其大致由渦流發(fā)生器組成，其大致由構(gòu)成完整體的中空部分錐體以及設(shè)置在所述渦流發(fā)生器下游的混合路徑組成，所述中空部分錐體具有切向空氣入口槽口和用于氣態(tài)燃料和液態(tài)燃料的供給通道，其中，所述中空部分錐體的中心軸線具有沿流動(dòng)方向增大的錐角，并且沿縱向方向以相互偏移延展，其中，燃料噴嘴放置在由所述部分錐體形成的錐形內(nèi)部中的噴燃器頭部處，所述燃料噴嘴的燃料噴射位于所述部分錐體的相互偏移的中心軸線的連接線的中間，其中，所述混合路徑包括處理管道，其在所述路徑的第一部分內(nèi)沿流動(dòng)方向延伸用于將所述渦流發(fā)生器中形成的流動(dòng)傳送到所述混合路 徑的流動(dòng)的截面中，其連結(jié)在所述過渡管道下游。
【文檔編號(hào)】F23R3/02GK103629660SQ201310371579
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】M.R.博希恩 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司