CN105423341B - 有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室 - Google Patents
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Abstract
一种有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室，涉及燃气轮机燃烧室，包括点火器、外壳、火焰筒及预混段，燃烧室由十六个独立点火器组成，独立点火器包括一个外壳、一个火焰筒、一个值班喷嘴及二个空气调节阀，外壳上安装有导流板、旁通管及空气调节阀，所述的旁通管一端安装于外壳上，旁通管另一端安装于火焰筒尾部，所述的空气调节阀与旁通管连接，且空气调节阀位于外壳外部，所述的值班喷嘴、火焰筒位于外壳内部，火焰筒上设有环管与旋流器，环管与预混段连接，火焰筒上安装有值班喷嘴，火焰筒与导流板形成的冷却带，可有效冷却火焰筒壁面温度，提高燃烧室使用寿命；本装置可应用于电力、石化等以天然气为燃料的工业燃气轮机上。
Description
技术领域：
本发明涉及燃气轮机燃烧室，具体涉及一种有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室。
背景技术：
燃气轮机自上世纪四十年代初问世以来，因其具有功率大、效率高、体积小、起动快、运转平稳、操纵简单、维护保养方便、工作可靠等一系列优点，在短短半个多世纪中已取得了突飞猛进的发展，在世界各国的电力、石化、交通、冶金、军事等诸多领域得到了日益广泛的应用。燃气轮机技术水平的高低现已成为一个国家科技水平和军事实力的重要标志之一。随着能源种类的多样化、燃气轮机的广泛应用以及环境污染的日益恶化，人们的环保观念日益增强，世界各国不断推出越来越严格的污染物排放标准。工业燃气轮机对污染物，尤其是对NOx及CO的排放要求更加严格，低排放已经成为先进燃气轮机的重要性能指标之一。为实现燃气轮机低排放控制，燃烧室一般采用贫燃预混燃烧技术，但会直接导致燃烧区温度较低，使燃烧稳定性就变差，容易发生熄火的危险。贫燃预混燃烧技术面临的最大问题就是燃烧稳定性下降、预混腔的回火以及负荷的变化或燃料热值及成分的变化出现熄火。为解决此类问题，可在燃烧室内引入值班火焰，可以有效提高火焰的稳定性，因此研究有值班火焰的预混式低排放燃烧室具有重要的应用价值。
发明内容：
本发明是为解决常规燃烧室污染物排放量高或低排放燃烧室易贫燃熄火、可靠性差的问题，而提供一种有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室，它使用方便、操作简单、易于大规模推广应用。
本发明采用的技术方案为：一种有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室，包括点火器、外壳、火焰筒及预混段，燃烧室由十六个独立点火器组成，独立点火器包括一个外壳、一个火焰筒、一个值班喷嘴及二个空气调节阀，外壳上安装有导流板、旁通管及空气调节阀，所述的旁通管一端安装于外壳上，旁通管另一端安装于火焰筒尾部，所述的空气调节阀与旁通管连接，且空气调节阀位于外壳外部，所述的值班喷嘴、火焰筒位于外壳内部，火焰筒上设有环管与旋流器，环管与预混段连接，火焰筒上安装有值班喷嘴，火焰筒与导流板之间形成冷却带，导流板与外壳之间形成环腔C，外壳上安装导流板部位周向分布有减振孔，整个燃烧室安装有两个点火器，两个相邻点火器之间采用联焰管连接。
所述的预混段上设有四个主燃气出口且四个主燃气出口均匀分布在预混段上。
所述的环管与主燃气进口连接。
本发明的有益效果是：1、燃烧室采用十六个独立点火器的分体结构，便于实现对每个独立点火器的维护与更换；
2、燃烧室采用带有值班喷嘴，通过引入值班火焰，可以有效提高火焰的稳定性；
3、导流板与外壳之间形成谐振腔，外壳上安装导流板部位周向分布有减振孔，有效降低点火器压力脉动，提高燃烧室运行寿命及燃烧性能；
4、燃烧室采用两次预混结合，实现燃气与空气先混合后燃烧，保证燃烧室燃烧性能；
5、常规燃烧室空气调节阀一般布置在燃烧室内部，为高温部件，其可靠性差，且维护较为困难，此装置空气调节阀位于燃烧室外部，为非高温部件，有效的提高燃烧室工作可靠性且便于维护与更换；
6、燃烧室利用空气调节阀调节进入燃烧区域空气量，可有效实现污染物低排放的目的；
7、火焰筒与导流板形成的冷却带，可有效冷却火焰筒壁面温度，提高燃烧室使用寿命；
8、本发明可应用于电力、石化等以天然气为燃料的工业燃气轮机上。
附图说明：
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明A-A剖视图。
具体实施方式：
参照各图，一种有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室，包括点火器、外壳、火焰筒及预混段，燃烧室由十六个独立点火器组成，独立点火器包括一个外壳4、一个火焰筒5、一个值班喷嘴1及二个空气调节阀7，外壳4上安装有导流板8、旁通管6及空气调节阀7，所述的旁通管6一端安装于外壳4上，旁通管6另一端安装于火焰筒5尾部，所述的空气调节阀7与旁通管6连接，且空气调节阀7位于外壳4外部，所述的值班喷嘴1、火焰筒5位于外壳4内部，火焰筒5上设有环管10与旋流器3，环管10与预混段2连接，火焰筒5上安装有值班喷嘴1，火焰筒5与导流板8之间形成冷却带，导流板8与外壳4之间形成环腔C14，外壳4上安装导流板8部位周向分布有减振孔17，整个燃烧室安装有两个点火器19，两个相邻点火器之间采用联焰管20连接。所述的预混段2上设有四个主燃气出口18且四个主燃气出口18均匀分布在预混段2上。所述的环管10与主燃气进口12连接。
本发明的工作原理：空气从空气入口16进入，流经火焰筒5与导流板8形成的冷却带，进入环腔B13后流经预混段2，在预混段2处，燃气从主燃气进口12进入环管10后，从预混段2上主燃气出口18小孔流出，此时，空气与燃气完成初步预混后，进入环腔A21，再流经旋流器3进行二次预混，最后预混后的混合气进入燃烧室主燃烧区15域进行燃烧；值班燃气11经值班喷嘴1内部通道进入值班燃烧区域，通过扩散方式进行燃烧，提高燃烧稳定性；为实现燃烧室低排放的目的，利用位于外壳4外部的空气调节阀7将由空气入口16进入的部分空气经旁通管6分流至点火器火焰筒5尾部，不参与燃烧，即利用空气调节阀7调节进入主燃烧区域15的空气量，火焰筒5与导流板8形成的冷却带，用于冷却火焰筒5壁面温度。燃烧室采用十六个独立点火器的分体结构，便于实现对每个独立点火器的维护与更换；燃烧室采用带有值班喷嘴1，通过引入值班火焰，可以有效提高火焰的稳定性；导流板8与外壳4之间形成谐振腔，外壳4上安装导流板8部位周向分布有减振孔17，有效降低点火器压力脉动，提高燃烧室运行寿命及燃烧性能；燃烧室采用两次预混结合，实现燃气与空气先混合后燃烧，保证燃烧室燃烧性能；常规燃烧室空气调节阀7一般布置在燃烧室内部，为高温部件，其可靠性差，且维护较为困难，此装置空气调节阀7位于燃烧室外部，为非高温部件，有效的提高燃烧室工作可靠性且便于维护与更换；燃烧室利用空气调节阀7调节进入燃烧区域空气量，可有效实现污染物低排放的目的；火焰筒5与导流板8形成的冷却带，可有效冷却火焰筒5壁面温度，提高燃烧室使用寿命；本装置可应用于电力、石化等以天然气为燃料的工业燃气轮机上。
Claims (3)
1.一种有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室，包括点火器、外壳、火焰筒及预混段，其特征在于：燃烧室由十六个独立点火器组成，独立点火器包括一个外壳（4）、一个火焰筒（5）、一个值班喷嘴（1）及二个空气调节阀（7），外壳（4）上安装有导流板（8）、旁通管（6）及空气调节阀（7），所述的旁通管（6）一端安装于外壳（4）上，旁通管（6）另一端安装于火焰筒（5）尾部，所述的空气调节阀（7）与旁通管（6）连接，且空气调节阀（7）位于外壳（4）外部，所述的值班喷嘴（1）、火焰筒（5）位于外壳（4）内部，火焰筒（5）上设有环管（10）与旋流器（3），环管（10）与预混段（2）连接，火焰筒（5）上安装有值班喷嘴（1），火焰筒（5）与导流板（8）之间形成冷却带，导流板（8）与外壳（4）之间形成环腔C（14），外壳（4）上安装导流板（8）部位周向分布有减振孔（17），整个燃烧室安装有两个点火器（19），两个相邻点火器之间采用联焰管（20）连接。
2.根据权利要求1所述的有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室，其特征在于：所述的预混段（2）上设有四个主燃气出口（18）且四个主燃气出口（18）均匀分布在预混段（2）上。
3.根据权利要求1所述的有值班火焰的预混式低排放燃气轮机燃烧室，其特征在于：所述的环管（10）与主燃气进口（12）连接。
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