A fuel injector for injecting fuel with different energy densities in a gas turbine is provided. The first fuel supply channel (18) and the second fuel supply channel (20) can be coaxially arranged in the fuel delivery structure (12). The first set of blades (22) includes a radial passage (24), which is connected to the first channel (18) to receive the first fuel. The channel (24) branch leads to the channel (26), each of which has holes (28), and the orifice (28) jets the first fuel in the absence of jet flow in the cross flow (26). The second set of blades (32) includes radial channels (34), which are connected to the second channel (20) to receive the second fuel. The channel (34) branch leads to the channel (36), each of which has holes (38), and the hole (38) is arranged to spray second fuel in the absence of jet flow in the cross flow (36). This arrangement can effectively reduce the backfire that may otherwise be encountered in fuels with relatively high flame speeds.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括用于在燃气涡轮机中喷射替代燃料的串列叶片的燃料喷射器关于联邦资助的开发的声明本专利技术的开发部分受到美国能源部授予的合同号DE-FC26-05NT42644支持。因此,美国政府在本专利技术中可具有特定权利。
所公开的实施例总体上涉及用于燃气涡轮机的燃料喷射器,并且更具体而言,涉及包括用于喷射替代燃料的串列叶片的燃料喷射器,所述替代燃料例如可以包括具有不同能量密度的燃料。
技术介绍
经济考虑已推动了能够使用替代燃料的燃气涡轮机的开发,例如除了使用诸如天然气和液体燃料(例如,油)之类的燃料外,还可涉及合成气体(例如,合成气(syngas))。这些合成气体通常因例如煤、石油焦或生物燃料之类的固体原料的气化过程而产生。这些过程可导致如下燃料,即:所述燃料具有基本上不同的燃料性质,例如组分、热值和密度等,包括相对较高的氢含量和在沃泊指数(WobbeIndex,WI)上具有显著变化的气流。沃泊指数一般被用于比较包括不同组分的燃料的燃烧能量输出。例如,如果两种燃料具有相同的沃泊指数,则在大致相同的例如压力和阀设置之类的操作条件下,能量输出将几乎相同。使用具有不同燃料性质的燃料可构成各种挑战。例如,随着燃料的热值下降,将需要较大的流动面积以将燃料输送和喷射到涡轮机中并提供相同的热值。因此,已知为喷射器流构造不同的通道以适应燃料中的沃泊指数变化。另一个挑战在于,与天然气相比,具有高氢含量的燃料可导致相对较高的火焰速度,并且由此产生的高火焰速度可导致涡轮发动机的燃烧器中的回火(flashback)。参见美国专利8,661,779和8,511,087,其作为涉及叶片的现有技 ...
【技术保护点】
一种用于燃气涡轮机的燃料喷射器,包括:沿所述燃料喷射器的中心轴线设置的燃料输送管结构;同轴地布置在所述燃料输送管结构中的第一燃料供应通道和第二燃料供应通道;第一组叶片,其在每个叶片中包括径向通道,所述径向通道与所述第一燃料供应通道流体连通以接收第一燃料,其中,所述径向通道被构造成分支通向一组轴向通道,所述一组轴向通道各自具有布置成沿气流的方向喷射所述第一燃料的孔;以及第二组叶片,其在每个叶片中包括径向通道,所述径向通道与所述第二燃料供应通道流体连通以接收第二燃料,其中,所述径向通道被构造成分支通向一组轴向通道,所述一组轴向通道各自具有布置成沿所述气流的方向喷射所述第二燃料的孔,其中,所述第一燃料和所述第二燃料包括具有不同能量密度的燃料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于燃气涡轮机的燃料喷射器,包括:沿所述燃料喷射器的中心轴线设置的燃料输送管结构;同轴地布置在所述燃料输送管结构中的第一燃料供应通道和第二燃料供应通道;第一组叶片,其在每个叶片中包括径向通道,所述径向通道与所述第一燃料供应通道流体连通以接收第一燃料,其中,所述径向通道被构造成分支通向一组轴向通道,所述一组轴向通道各自具有布置成沿气流的方向喷射所述第一燃料的孔;以及第二组叶片,其在每个叶片中包括径向通道,所述径向通道与所述第二燃料供应通道流体连通以接收第二燃料,其中,所述径向通道被构造成分支通向一组轴向通道,所述一组轴向通道各自具有布置成沿所述气流的方向喷射所述第二燃料的孔,其中,所述第一燃料和所述第二燃料包括具有不同能量密度的燃料。2.如权利要求1所述的燃料喷射器,其特征在于,所述第二组叶片相对于所述第一组叶片设置在下游。3.如权利要求2所述的燃料喷射器,其特征在于,所述第二组叶片相对于所述第一组叶片沿周向交错,使得所述第二组叶片中没有叶片直接处于所述第一组叶片中的相应叶片之后。4.如前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器,其特征在于,所述第二组叶片中的相应叶片包括具有相应的扭转角的旋流叶片。5.如权利要求4所述的燃料喷射器,其特征在于,所述相应的扭转角包括多达大约20度的角度。6.如权利要求4所述的燃料喷射器,其特征在于,所述第一组叶片中的相应叶片包括非旋流叶片。7.如前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器,其特征在于,所述燃料输送管结构包括同轴设置的内管和外管,其中,所述内管包括所述第二燃料供应通道,并且其中,所述第一燃料供应通道被环状地设置在所述内管和所述外管之间。8.如前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器,其特征在于,所述燃料输送管结构被护罩包围,并且此外,其中,所述第一组叶片和所述第二组叶片分别被布置在所述燃料输送管结构和所述护罩之间。9.一种包括权利要求1所述的燃料喷射器的燃气涡轮机。10.一种用于燃气涡轮机的燃料喷射器,包括:沿所述燃料喷射器的中心轴线设置的燃料输送管结构;同轴地布置在所述燃料输送管结构中的第一燃料供应通道和第二燃料供应...
【专利技术属性】
技术研发人员:W·R·拉斯特,J·W·哈德斯,R·H·巴特利,M·加维里亚,
申请(专利权)人:西门子能源公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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