用于燃气涡轮发电站的燃烧器(4)的喷燃器单元围绕纵向轴线(B)延伸且包括被供应空气和燃料的内部喷燃器(10)，内部喷燃器(10)围绕纵向轴线(B)延伸且设有至少一个内部旋流器(28)；被供应空气和燃料的外部喷燃器(11)，其围绕内部喷燃器(10)延伸且设有至少一个外部旋流器(45)；被供应空气和燃料的中间喷燃器(12)，其在外部喷燃器(11)和内部喷燃器(10)之间围绕内部喷燃器(10)布置且设有中间旋流器(32)；中间旋流器(32)的出口布置在内部旋流器(26)的出口上游或与内部旋流器(26)的出口沿着被引导向燃烧器(4)的内部的空气和燃料的供应方向(D1)对齐。
【技术实现步骤摘要】
喷燃器单元、包括该单元的燃气涡轮发电站和其运行方法优先权声明本申请要求2017年3月13日提交的意大利专利申请No.102017000027637的优先权，其公开内容通过引用结合在本文中。
本专利技术涉及用于燃气涡轮发电站的喷燃器单元、包括所述喷燃器单元的燃气涡轮发电站和用于运行所述燃气涡轮发电站的方法。
技术介绍
在过去，从气态燃料抽取能量习惯上通过使用扩散喷燃器(也称为非预混合喷燃器)进行，其中，反应剂彼此分开且燃烧反应在燃料和氧化剂之间的界面处进行，在界面处，进行混合和反应两者。使用这些喷燃器产生大量污染排放(特别是NOx)。由于在污染排放方面的越来越严格的规定，燃烧技术发展向使用根据所谓的“贫预混合”技术构造的燃烧室。这个技术涉及使用预混合喷燃器。预混合喷燃器被供应空气-燃料混合物，其具有非常过量的空气，以便产生诸如用以确保均匀温度场和避免可在排气口处产生高的NOx排放的可能的温度峰值的火焰。通过这样做，预混合喷燃器确保更小量的污染排放。但是，这个类型的燃烧室受到火焰不稳定性现象的影响。实际上，预混合喷燃器产生的火焰更可能经历动态不稳定性。在一些条件下，热释放的周期性波动可与燃烧器中的压力波动相关联，因而彼此维持。如果这些波动耦合到燃烧器的机械构件的振动频率，则可对机械构件本身产生严重的损害。火焰不稳定性可为热声性或流体动态性的，且这两个类型可彼此相互作用。热声不稳定性现象通常用术语“嗡嗡叫”来指示。另一方面，流体动态不稳定性现象主要发生在有漩涡流的情况下运行的喷燃器中。这个类型的喷燃器典型的流体动态不稳定性的示例是产生进动(precessing)漩涡核心(PVC)。当前最常用来抑制PVC的方法是提高火焰温度。因为这个温度提高导致更大量的污染排放，所以这个问题的解决方案仍然是未决的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供一种喷燃器单元，其中火焰不稳定性最小化且确保可接受水平的污染排放。根据这些目标，本专利技术涉及一种用于燃气涡轮发电站的燃烧器的喷燃器单元；喷燃器单元围绕纵向轴线延伸且包括：•被供应空气和燃料的内部喷燃器，其围绕纵向轴线延伸且设有至少一个内部旋流器；•被供应空气和燃料的外部喷燃器，其围绕内部喷燃器延伸且设有至少一个外部旋流器；•被供应空气和燃料的中间喷燃器，其在外部喷燃器和内部喷燃器之间围绕内部喷燃器布置且设有中间旋流器；•中间旋流器的出口布置在内部旋流器的出口上游或与内部旋流器的出口在被引导向燃烧器的内部的空气和燃料的供应方向上对齐。本专利技术的进一步目标是提供一种燃气涡轮发电站，其稳定且高效，且同时能够将污染排放水平保持下法律允许的极限之下。根据这些目标，本专利技术涉及一种燃气涡轮发电站，其包括设有至少一个上面限定的喷燃器单元的燃烧器。最后，本专利技术的进一步目标是提供一种用于运行燃气涡轮发电站的方法，其有效且能够在燃烧期间确保稳定性，以及同时确保低污染排放水平。根据这些目标，本专利技术涉及一种用于运行燃气涡轮发电站的方法；发电站包括压缩机、燃气涡轮和设有至少一个喷燃器单元的燃烧器；喷燃器单元包括：•内部喷燃器，其被供应来自压缩机的排气口的空气且设有至少一个内部旋流器；•外部喷燃器，其被供应来自压缩机的排气口的空气且设有至少一个外部旋流器；•中间喷燃器，其被供应来自压缩机的排气口的空气且设有一个中间旋流器；方法包括以独立方式将燃料供应到内部喷燃器、外部喷燃器和中间喷燃器。附图说明在参照附图而精读本专利技术的非限制性实施例的以下描述时，本专利技术的进一步特征和优点将被最好地理解，其中：–图1为根据本专利技术的燃气涡轮发电站的示意图；–图2为根据本专利技术的喷燃器单元的示意性截面图，其中移除了一些部件以更清楚；–图3为图1的发电站的细节的示意图。具体实施方式在图1中，标号1指示发电站，其包括沿着轴线A延伸的燃气涡轮2、压缩机3、燃烧器4、构造成将燃料供应到燃烧器4的燃料供应单元6和发电机7，发电机7将燃气涡轮2提供的机械功率转化为发出的电功率。燃烧器4优选为环形且包括多个座部8，座部各自设计成由喷燃器单元9接合(这在图2-3中更好地看到)。座部8沿着燃烧器4的周缘附近的圆形路径布置。在本文描述和论述的非限制性实施例中，存在二十四个座部8和喷燃器单元9。参照图2，各个喷燃器单元9沿着轴线B延伸且包括内部喷燃器10、围绕内部喷燃器10延伸的外部喷燃器11和在外部喷燃器11和内部喷燃器10之间围绕内部喷燃器10布置的中间喷燃器12。内部喷燃器10沿着轴线B延伸或围绕轴线B延伸，以便产生空闲的空心空间，使得其可容纳可能的辅助装置。在本文描述和论述的非限制性实施例中，喷燃器单元9进一步包括沿着轴线B布置的辅助装置14，且内部喷燃器10围绕辅助装置14延伸。在本文描述和论述的非限制性实施例中，辅助装置14被供应来自压缩机3的空气。未显示在本文中的变型涉及使用辅助装置，其设有至少一个额外的供应，用于辅助燃料，诸如例如天然气或柴油燃料。内部喷燃器10、外部喷燃器11和中间喷燃器12由燃料供应单元6供应。参照图3，燃料供应单元6构造成使得内部喷燃器10、外部喷燃器11和中间喷燃器12以独立方式被供应燃料。换句话说，供应到内部喷燃器10的燃料的量可独立于供应到外部喷燃器11和中间喷燃器12的燃料的量而调节，且反之亦然。优选，燃料供应单元6包括：至少一个第一歧管15，其构造成将燃料供应到燃烧器4的喷燃器单元9的内部喷燃器10(示意性显示在图3中)；第二歧管16，其构造成将燃料供应到燃烧器4的喷燃器单元9的外部喷燃器11(示意性显示在图3中)；和第三歧管17，其构造成将燃料供应到燃烧器4的喷燃器单元9的中间喷燃器12(示意性显示在图3中)。第一歧管15、第二歧管16和第三歧管17通过相应的供应管线连接到同一罐20，供应管线设有相应的调节阀21a,21b,21c。通过这样做，供应到歧管15,16,17的燃料的量可以独立方式调节。优选，调节阀21a,21b,21c连接到控制系统(未显示在附图中)。优选，罐20中的燃料为天然气。参照图2，内部喷燃器10、外部喷燃器11和中间喷燃器12被供应来自压缩机3的空气和来自燃料供应单元6的燃料。空气和燃料沿着被引导向燃烧器4的内部的供应方向D1供应。内部喷燃器10包括内部空气供应通道24和内部燃料供应通道25(其在图2中部分可见)。内部空气供应通道24为围绕轴线B且围绕辅助装置14延伸的环形通道，且被供应来自压缩机3的排气口的空气。特别地，内部空气供应通道24与壳体(未显示)的内部连通，壳体被供应来自压缩机3的空气。内部空气供应通道24的大小设置成供应给定空气流率。优选，沿着内部空气供应通道24，布置辅助调节装置24a，其为可选的且通常用来进一步调节流入内部喷燃器10的流率。特别地，辅助调节装置24a为内部空气供应通道24的通路部分的收窄部且通过联接到限定内部空气供应通道24的壁的内部表面上的环限定且在轴线B附近。根据未显示在本文中的变型，辅助调节装置24a由联接到限定内部空气供应通道24的壁的内部表面上的环限定且在远离轴线B处。沿着内部空气供应通道24，布置内部旋流器26，其设有多个叶片27。在本文描述和论述的非限制性实施例中，内部旋流器26布置在内部空气供应通道24的出口处。优选，内部旋流器2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于燃气涡轮发电站的燃烧器(4)的喷燃器单元；所述喷燃器单元(9)围绕纵向轴线(B)延伸且包括：• 被供应空气和燃料的内部喷燃器(10)，其围绕所述纵向轴线(B)延伸且设有至少一个内部旋流器(28)；• 被供应空气和燃料的外部喷燃器(11)，其围绕所述内部喷燃器(10)延伸且设有至少一个外部旋流器(45)；• 被供应空气和燃料的中间喷燃器(12)，其在所述外部喷燃器(11)和所述内部喷燃器(10)之间围绕所述内部喷燃器(10)布置且设有中间旋流器(32)；•所述中间旋流器(32)的出口布置在所述内部旋流器(26)的出口上游或与所述内部旋流器(26)的出口在被引导向所述燃烧器(4)的内部的空气和燃料的供应方向(D1)上对齐。
【技术特征摘要】
2017.03.13 IT 1020170000276371.一种用于燃气涡轮发电站的燃烧器(4)的喷燃器单元；所述喷燃器单元(9)围绕纵向轴线(B)延伸且包括：•被供应空气和燃料的内部喷燃器(10)，其围绕所述纵向轴线(B)延伸且设有至少一个内部旋流器(28)；•被供应空气和燃料的外部喷燃器(11)，其围绕所述内部喷燃器(10)延伸且设有至少一个外部旋流器(45)；•被供应空气和燃料的中间喷燃器(12)，其在所述外部喷燃器(11)和所述内部喷燃器(10)之间围绕所述内部喷燃器(10)布置且设有中间旋流器(32)；•所述中间旋流器(32)的出口布置在所述内部旋流器(26)的出口上游或与所述内部旋流器(26)的出口在被引导向所述燃烧器(4)的内部的空气和燃料的供应方向(D1)上对齐。2.根据权利要求1所述的喷燃器单元，其特征在于，所述外部旋流器(45)的出口布置在所述中间旋流器(32)的出口上游。3.根据权利要求2所述的喷燃器单元，其特征在于，所述燃料为天然气。4.根据权利要求1所述的喷燃器单元，其特征在于，所述中间旋流器(32)设有多个叶片(33)。5.根据权利要求4所述的喷燃器单元，其特征在于，所述叶片(33)具有后曳角度，其范围在55°和70°之间。6.根据权利要求4所述的喷燃器单元，其特征在于，所述叶片(33)的出口处的流的最小轴向速度大约等于60m/s。7.根据权利要求4所述的喷燃器单元，其特征在于，所述中间旋流器(32)处的压降小于或等于117kPa。8.根据权利要求4所述的喷燃器单元，其特征在于，所述中间旋流器(32)包括6个到12个叶片(33)。9.一种燃气涡轮发电站，其包括设有至少一个根据权利要求1所述的喷燃器单元(9)的燃烧器(4)。10.根据权利要求9所述的发电站，其特征在于，包括燃料供应单元(6)，其设有：至少一个第一歧管(15)，其构造成将燃料供应到所述燃烧器(4)的至...
【专利技术属性】
技术研发人员：A奇亚里奥尼，R里奥，
申请(专利权)人：安萨尔多能源公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT
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