本发明专利技术涉及一种燃气轮机燃烧器(100)。燃烧器(100)包括具有中轴线的预燃室(101)和安装到预燃室(101)上的旋流器(103)。旋流器(103)相对于中轴线(102)沿周向方向围绕预燃室(101)。旋流器(103)包括底面(104)，所述底面构成槽缝(201)的一部分，氧化剂/燃料混合物可通过所述槽缝(201)喷射到预燃室(101)中，其中，所述底面(104)位于底部平面(106)内。旋流器还包括燃料喷嘴(107)，该燃料喷嘴(107)布置在所述底面(104)上，使得燃料可按某个燃料喷射方向(108)喷入槽缝(201)中，其中，所述燃料喷射方向(108)的第一分量不平行于所述底部平面(106)的法向(n)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种燃气轮机燃烧器(100)。燃烧器(100)包括具有中轴线的预燃室(101)和安装到预燃室(101)上的旋流器(103)。旋流器(103)相对于中轴线(102)沿周向方向围绕预燃室(101)。旋流器(103)包括底面(104)，所述底面构成槽缝(201)的一部分，氧化剂/燃料混合物可通过所述槽缝(201)喷射到预燃室(101)中，其中，所述底面(104)位于底部平面(106)内。旋流器还包括燃料喷嘴(107)，该燃料喷嘴(107)布置在所述底面(104)上，使得燃料可按某个燃料喷射方向(108)喷入槽缝(201)中，其中，所述燃料喷射方向(108)的第一分量不平行于所述底部平面(106)的法向(n)。【专利说明】将燃料以倾斜的燃料喷射方式喷入旋流器槽缝
本专利技术涉及一种燃气轮机燃烧器以及一种操作该燃烧器的方法。
技术介绍
降低燃气轮机燃烧器内引燃燃烧器面处的温度并减少氮氧化物（NOx)和/或一氧 化碳（C0)等的排放量是一个目标。燃烧室内的温度导致较高的C0和NOx排放量。尤其是， 燃烧器内的燃料与气体（空气）的混合被视为降低温度从而减少排放量的关键问题。 -般来说，燃烧器包括通常以不只一个燃料流的方式（例如主燃料和引燃燃料） 喷射燃料的旋流器。引燃燃料通常由引燃燃烧器沿燃烧器的中轴线的方向喷射，其中，引燃 燃料用于控制燃烧主燃料的燃烧器中的火焰。喷射的引燃燃料在燃烧器中产生预定火焰形 状。主燃料流经由旋流器沿大致正切于燃烧器的中轴线的方向喷入燃烧器。喷入的主燃料 流和引燃燃料流可以是液体燃料或气体燃料。包含氧化剂的基本不可燃气体流首先与烧嘴 中的燃料混合，从而实现燃烧。 由于所喷射气体和燃料的反向扩散，在靠近引燃面的引燃燃烧器中心处，燃烧室 内的气体混合物（例如空气和燃料）中的燃料浓度可能很高。因此，需要降低靠近引燃面 的烧嘴中心处的富含燃料的混合物中的燃料浓度，并使发生火焰点燃的反应区远离引燃燃 烧器面，以降低引燃燃烧器的温度。 W02009/056425 A2披露了一种燃气轮机燃烧器，该燃烧器包括具有燃烧器头、燃 烧器面和径向旋流器的燃烧器。主燃料通过旋流器喷射至燃烧室的中央部分。附接于引燃 面的引燃燃料喷嘴向燃烧室中喷射引燃燃料。引燃燃料以特定的旋流方向和预定喷射角喷 射，以便调节燃烧室内的所需火焰轮廓。 US 5, 267, 442 A披露了一种具有偏心主回路孔口的燃料喷嘴。包括空气旋流器的 燃料喷嘴直接向空气旋流器的预成膜表面喷射燃料。 US 5, 761，906 A披露了一种燃料喷嘴旋流器构造，该旋流器构造包括用于在气体 或液体燃料涡轮机中产生富含燃料的流体袋的保护元件。空气流通过旋流器输送至燃烧室 的中心，在燃烧室中，空气流与旋流器内的喷嘴喷射的燃料混合。而且，保护装置在喷嘴构 造的至少一个区域中使燃料的输送与空气流隔开，从而形成富含燃料的流体袋。
技术实现思路
本专利技术之目的是提供一种具有正确火焰轮廓的燃烧室。 此目的是通过独立的权利要求中所述的一种燃气轮机燃烧器和一种燃烧器操作 方法来实现的。 根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种燃气轮机燃烧器。该燃烧器包括预燃室 和旋流器。预燃室具有中轴线。旋流器安装至预燃室上，其中，旋流器沿相对于中轴线的圆 周方向围绕预燃室。旋流器包括底面，所述底面构成槽缝的一部分，氧化剂/燃料混合物可 通过所述槽缝喷入预燃室。底面位于底部平面上。具体而言，底部平面（例如，底部平面的 至少一个法向分量）相对于中轴线平行于轴向。 旋流器还包括燃料喷嘴，所述燃料喷嘴布置在底面上，使得燃料（具体而言是可 燃气体）能够按预定的燃料喷射方向喷入该槽缝中。燃油喷射方向的第一分量不平行于底 部平面的法向。换句话说，燃料喷嘴不按平行于中轴线的喷射方向喷射燃料。 根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种操作上述燃烧器的方法。根据所述方 法，燃料按某个燃油喷射方向喷射到槽缝中，其中，该燃油喷射方向的第一分量不平行于底 部平面的法向。 燃烧器可为环形燃烧器或罐形燃烧器。燃烧室可具有圆柱或椭圆形状。燃烧室可 包括主燃烧室和具有旋流器段的预燃室。预燃室的中轴线可以是预燃室的对称线。在旋流 器段，旋流器安装至预燃室上，并围绕预燃室的中轴线。 旋流器包括槽缝，由燃料和氧化剂构成的氧化剂/燃料混合物可按多个旋流器喷 射流的形式通过槽缝喷射到燃烧室中。旋流器可以是径向旋流器。燃料被燃料喷嘴喷射到 相应的槽缝中。 流过旋流器的槽缝的氧化剂/燃料混合物在随相应的喷射流进入预燃室时通常 沿相对于中轴线正切的方向流入。而且，在预燃室中，氧化剂/燃料混合物的一个分量方向 平行于预燃室内的中轴线的轴向，直到氧化剂/燃料混合物进入主燃烧室。 包括燃烧器面的引燃燃烧器可附接至预燃室的旋流器段。引燃燃料喷嘴布置在引 燃燃烧器面上，用于向预燃室喷射引燃燃料。引燃燃料通常沿预燃室的中轴线的轴向喷射。 而且，燃烧器面可位于底部平面上。 氧化剂通过旋流器的槽缝注入。燃料喷嘴向槽缝中喷射燃料，从而产生氧化剂/ 燃料混合物。 氧化剂例如可以是空气或压缩空气。由燃料喷嘴喷射的燃料可以是气态（即，燃 气）或液态（即，液体燃料）。 旋流器适合于向预燃室中喷射氧化剂/燃料混合物，即，氧化剂（例如（压缩）空 气）和燃料。燃料可喷射到旋流器的槽缝中，从而产生氧化剂/燃料混合物，即，所述的氧 化剂/燃料混合物。氧化剂/燃料混合物通过旋流器进入预燃室。而且，引燃燃料由引燃 燃料喷嘴喷射，其中，引燃燃料通常沿轴向方向流动。引燃燃料沿轴向导引由旋流器喷射的 氧化剂/燃料混合物。在燃烧室的中央区域，发生氧化剂/燃料混合物的回流（这种回流 是维持连续燃烧所需的），从而氧化剂/燃料混合物的燃烧产物回流到靠近引燃烧燃烧器 面的中央部分。因此，形成所谓的氧化剂/燃料混合物再循环泡，其中，被中央回流导回燃 烧器面的点燃氧化剂/燃料混合物在引燃燃烧器面的中央部分产生高温。 在常规方法中，被燃料喷嘴喷入旋流器槽缝的燃料沿平行于中轴线的轴向的燃料 喷射方向喷射。 在本专利技术的方法中，燃料喷嘴喷射燃料的方向的第一分量不平行于底部平面的法 向，更确切地说，不平行于预燃室的中轴线。 换言之，在燃料喷嘴把燃料喷入旋流器槽缝时，燃料喷射方向的至少一个第一分 量不平行于中轴线。因此，燃料在进入燃烧室时更靠近喷射位置的底部平面，因此，与分别 平行于底部平面的法向和预燃室中轴线的轴向的燃料喷射方向相比，燃料更靠近引燃燃烧 器面。 所以，采用更靠近引燃燃烧器面的燃料喷射方向，能够减小富气（氧化剂/燃料） 混合物存在并发生反应的反应区（例如在引燃燃烧器面的中心附近的反应区），即，能够减 小反应区的直径。所以，可减小承受高温的引燃燃烧器面的中央部分。 因此，通过以更扁平的方式从旋流器喷射氧化剂/燃料混合物（S卩，具有不平行于 底部平面的法向的第一分量，或者具有平行于底面的分量），能够改善引燃燃烧器的燃烧器 面的中央区域中的氧化剂/燃料混合分数分布。尤其是能降低引燃燃烧器面处的引燃喷嘴 端头处的温度。而且，能够确保引燃燃烧器面的中央区本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃气轮机燃烧器(100)，包括：具有中轴线(102)的预燃室(101)和安装到预燃室(101)上的旋流器(103)，其中，旋流器(103)相对于中轴线(102)沿周向方向围绕预燃室(101)；旋流器(103)包括底面(104)，所述底面构成槽缝(201)的一部分，氧化剂/燃料混合物可通过所述槽缝喷入预燃室(101)；所述底面(104)位于底部平面(106)内；旋流器(103)还包括燃料喷嘴(107)，所述燃料喷嘴布置在所述底面(104)上，使得燃料能够按某个燃料喷射方向(108)喷入槽缝(201)中；燃料喷射方向(108)的第一分量不平行于所述底部平面(106)的法向(n)；燃料喷嘴(107)包括喷管(401)；喷管(401)相对于所述底面(104)布置为使燃料可按所述燃料喷射方向(108)喷入槽缝(201)；以及燃料喷嘴(107)布置到所述底面(104)上，从而使所述底部平面(106)和所述燃料喷射方向(108)之间的喷射角(9)在20°和70°之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S萨达西武尼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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