燃料供给系统及燃气涡轮组件技术方案

本实用新型专利技术提供一种用在燃气涡轮发动机中的燃料供给系统及燃气涡轮组件。其中，所述燃料供给系统包括燃料喷嘴；工艺燃料源，所述工艺燃料源配置成引导工艺燃料流向所述燃料喷嘴流动；以及二次燃料源，所述二次燃料源配置成引导二次燃料流向所述燃料喷嘴流动。所述二次燃料流与所述工艺燃料流混合以形成热值高于所述工艺燃料的混合启动燃料，并且所述混合启动燃料在所述燃气涡轮发动机的启动期间从所述燃料喷嘴排出。

【技术实现步骤摘要】
燃料供给系统及燃气涡轮组件
技术介绍
本技术总体上涉及涡轮发动机，并且更确切地说，涉及使用包括工艺气体的燃料启动燃气涡轮发动机的系统。至少一些已知的燃气涡轮发动机包括以连续流关系(inaserialflowrelationship)连接在一起的至少一个压缩机、燃烧器和涡轮。更确切地说，压缩机和涡轮通过轴连接以形成高压转子组件。进入涡轮发动机的空气与燃料混合并点燃以形成高能量气体流。所述高能量气体流流动穿过涡轮以可旋转地驱动涡轮，使所述轴可旋转地驱动压缩机。许多现代商用涡轮发动机在稳态条件下操作时使用诸如合成气、焦炉气、高炉煤气、熔融还原炼铁炉(Corex)气或精炼气等工艺气体。然而，由于诸如火焰稳定速度(flameholdingvelocity)等限制，在燃气涡轮发动机的启动期间通常无法使用工艺气体。因此，燃气涡轮发动机通常使用启动燃料，例如天然气和液体燃料进行启动，然后当燃气涡轮发动机接近稳态条件时转到工艺气体。然而，将启动燃料系统集成到已知的燃气涡轮组件中可能提高组件的复杂性和成本。
技术实现思路
一方面，本技术提供一种用在燃气涡轮发动机中的燃料供给系统。所述燃料供给系统包括燃料喷嘴；工艺燃料源，所述工艺燃料源配置成引导工艺燃料流向所述燃料喷嘴流动；以及二次燃料源，所述二次燃料源配置成引导二次燃料流向所述燃料喷嘴流动。所述二次燃料流与所述工艺燃料流混合以形成热值高于所述工艺燃料的混合启动燃料，并且所述混合启动燃料在所述燃气涡轮发动机的启动期间从所述燃料喷嘴排出。除了上述一方面的燃料供给系统之外，本技术还提供基于上述一方面的燃料供给系统的以下技术方案：技术方案1：根据上述一方面的系统，进一步包括燃料供给管线，所述燃料供给管线配置成引导所述混合启动燃料向所述燃料喷嘴流动，其中所述混合启动燃料形成在所述燃料喷嘴上游的所述燃料供给管线中。技术方案2：根据技术方案1的系统，进一步包括沿所述燃料供给管线连接的控制阀组件，所述控制阀组件包括：工艺燃料控制阀；以及启动燃料控制阀，所述启动燃料控制阀沿所述燃料供给管线与所述工艺燃料控制阀并联，其中所述工艺燃料控制阀和所述启动燃料控制阀能够基于所述燃气涡轮发动机的操作条件选择性地进行操作。技术方案3：根据上述一方面的系统，其中所述燃料喷嘴配置成接收所述工艺燃料流和所述二次燃料流，以使所述混合启动燃料在所述燃料喷嘴内形成。技术方案4：根据上述一方面的系统，进一步包括惰性气体源，所述惰性气体源配置成引导惰性气体流向所述燃料喷嘴流动，其中，所述惰性气体流与所述工艺燃料流混合以形成氢含量小于所述工艺燃料的所述混合启动燃料。技术方案5：根据根据技术方案4的系统，其中所述惰性气体源配置成引导所述惰性气体流以一定流速向所述燃料喷嘴流动，以使所述氢含量小于所述混合启动燃料的约5％体积百分比。技术方案6：根据上述一方面的系统，其中所述二次燃料源配置成引导液化石油气流或液化天然气流中的至少一者向所述燃料喷嘴流动。另一方面，本技术提供一种用在燃气涡轮发动机中的燃料供给系统。所述燃料供给系统包括燃料喷嘴；工艺燃料源，所述工艺燃料源配置成引导工艺燃料流向所述燃料喷嘴流动；以及惰性气体源，所述惰性气体源配置成引导惰性气体流向所述燃料喷嘴流动，其中所述惰性气体流与所述工艺燃料流混合以形成氢含量小于所述工艺燃料的混合启动燃料，并且所述混合启动燃料在所述燃气涡轮发动机的启动期间从所述燃料喷嘴排出。除了上述另一方面的燃料供给系统之外，本技术还提供基于上述另一方面的燃料供给系统的以下技术方案：技术方案7：根据上述另一方面的系统，其中，所述惰性气体源配置成引导所述惰性气体流以一定流速向所述燃料喷嘴流动，以使所述氢含量小于所述混合启动燃料的约5％体积百分数。技术方案8：根据上述另一方面的系统，其中，所述惰性气体源配置成引导所述惰性气体流以一定流速向所述燃料喷嘴流动，以使所述混合启动燃料的热值低于所述工艺燃料。技术方案9：根据上述另一方面的系统，进一步包括燃料供给管线，所述燃料供给管线配置成引导所述混合启动燃料向所述燃料喷嘴流动，其中所述混合启动燃料形成在所述燃料喷嘴上游的所述燃料供给管线中。技术方案10：根据技术方案9的系统，进一步包括沿所述燃料供给管线连接的控制阀组件，所述控制阀组件包括：工艺燃料控制阀；以及启动燃料控制阀，所述启动燃料控制阀沿所述燃料供给管线与所述工艺燃料控制阀并联，其中所述工艺燃料控制阀和所述启动燃料控制阀能够基于所述燃气涡轮发动机的操作条件选择性地进行操作。技术方案11：根据上述另一方面的系统，其中所述燃料喷嘴配置成接收所述工艺燃料流和所述惰性气体流，以使所述混合启动燃料在所述燃料喷嘴内形成。技术方案12：根据上述另一方面的系统，其中所述惰性气体源配置成引导氮气流或二氧化碳流中的至少一者向所述燃料喷嘴流动。又一方面，本技术提供一种燃气涡轮组件。所述组件包括燃烧器，所述燃烧器包括至少一个燃料喷嘴和燃料供给系统，所述燃料供给系统配置成向所述燃烧器供给燃料。所述燃料供给系统包括：工艺燃料源，所述工艺燃料源配置成引导工艺燃料流向所述至少一个燃料喷嘴流动；以及二次燃料源，所述二次燃料源配置成引导二次燃料流向所述至少一个燃料喷嘴流动。所述二次燃料流与所述工艺燃料流混合以形成热值高于所述工艺燃料的混合启动燃料，并且所述混合启动燃料在所述燃气涡轮组件的启动期间从所述至少一个燃料喷嘴排出。除了上述又一方面的燃气涡轮组件之外，本技术还提供基于上述又一方面的燃气涡轮组件的以下技术方案：技术方案13：根据上述又一方面的组件，其中所述至少一个燃料喷嘴配置成接收所述工艺燃料流和所述二次燃料流，以使所述混合启动燃料在所述至少一个燃料喷嘴内形成。技术方案14：根据上述又一方面的组件，进一步包括燃料供给管线，所述燃料供给管线配置成引导所述混合启动燃料向所述至少一个燃料喷嘴流动，其中所述混合启动燃料形成在所述至少一个燃料喷嘴上游的所述燃料供给管线中。技术方案15：根据技术方案14的组件，进一步包括沿所述燃料供给管线连接的控制阀组件，所述控制阀组件包括：工艺燃料控制阀；以及启动燃料控制阀，所述启动燃料控制阀沿所述燃料供给管线与所述工艺燃料控制阀并联，其中所述工艺燃料控制阀和所述启动燃料控制阀能够基于所述燃气涡轮组件的操作条件选择性地进行操作。技术方案16：根据上述又一方面的组件，进一步包括惰性气体源，所述惰性气体源配置成引导惰性气体流向所述至少一个燃料喷嘴流动，其中所述惰性气体流与所述工艺燃料流混合以形成氢含量小于所述工艺燃料的所述混合启动燃料。技术方案17：根据技术方案16的组件，其中所述惰性气体源配置成引导所述惰性气体流以一定流速向所述至少一个燃料喷嘴流动，以使所述氢含量小于所述混合启动燃料的约5％体积百分数。附图说明图1为示例性燃气涡轮组件的示意图；图2为可以与图1所示的燃气涡轮组件一起使用的示例性燃料供给系统的示意图；以及图3为可以与图1所示的燃气涡轮组件一起使用的替代燃料供给系统的示意图。具体实施方式本技术的实施例涉及使用包括工艺气体的燃料启动燃气涡轮发动机的系统。在所述示例性实施例中，诸如液化石油气或液化天然气等高热值气体与工艺燃料混合，以使混合工艺燃料满足燃气涡轮发动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在燃气涡轮发动机中的燃料供给系统，所述燃料供给系统包括：燃料喷嘴；工艺燃料源，所述工艺燃料源配置成引导工艺燃料流向所述燃料喷嘴流动；以及二次燃料源，所述二次燃料源配置成引导二次燃料流向所述燃料喷嘴流动，其中所述二次燃料流与所述工艺燃料流混合以形成热值高于所述工艺燃料的混合启动燃料，并且其中所述混合启动燃料在所述燃气涡轮发动机的启动期间从所述燃料喷嘴排出。

【技术特征摘要】
2016.04.15 US 15/1301571.一种用在燃气涡轮发动机中的燃料供给系统，所述燃料供给系统包括：燃料喷嘴；工艺燃料源，所述工艺燃料源配置成引导工艺燃料流向所述燃料喷嘴流动；以及二次燃料源，所述二次燃料源配置成引导二次燃料流向所述燃料喷嘴流动，其中所述二次燃料流与所述工艺燃料流混合以形成热值高于所述工艺燃料的混合启动燃料，并且其中所述混合启动燃料在所述燃气涡轮发动机的启动期间从所述燃料喷嘴排出。2.根据权利要求1所述的燃料供给系统，进一步包括燃料供给管线，所述燃料供给管线配置成引导所述混合启动燃料向所述燃料喷嘴流动，其中所述混合启动燃料形成在所述燃料喷嘴上游的所述燃料供给管线中。3.根据权利要求2所述的燃料供给系统，进一步包括沿所述燃料供给管线连接的控制阀组件，所述控制阀组件包括：工艺燃料控制阀；以及启动燃料控制阀，所述启动燃料控制阀沿所述燃料供给管线与所述工艺燃料控制阀并联，其中所述工艺燃料控制阀和所述启动燃料控制阀能够基于所述燃气涡轮发动机的操作条件选择性地进行操作。4.根据权利要求1所述的燃料供给系统，其中所述燃料喷嘴配置成接收所述工艺燃料流和所述二次燃料流，以使所述混合启动燃料在所述燃料喷嘴内形成。5.根据权利要求1所述的燃料供给系统，进一步包括惰性气体源，所述惰性气体源配置成引导惰性气体流向所述燃料喷嘴流动，其中，所述惰性气体流与所述工艺燃料流混合以形成氢含量小于所述工艺燃料的所述混合启动燃料。6.根据权利要求5所述的燃料供给系统，其中所述惰性气体源配置成引导所述惰性气体流以一定流速向所述燃料喷嘴流动，以使所述氢含量小于所述混合启动燃料的5％体积百分比。7.根据权利要求1所述的燃料供给系统，其中所述二次燃料源配置成引导液化石油气流或液化天然气流中的至少一者向所述燃料喷嘴流动。8.一种用在燃气涡轮发动机中的燃料供给系统，所述燃料供给系统包括：燃料喷嘴；工艺燃料源，所述工艺燃料源配置成引导工艺燃料流向所述燃料喷嘴流动；以及惰性气体源，所述惰性气体源配置成引导惰性气体流向所述燃料喷嘴流动，其中所述惰性气体流与所述工艺燃料流混合以形成氢含量小于所述工艺燃料的所述混合启动燃料，并且其中所述混合启动燃料在所述燃气涡轮发动机的启动期间从所述燃料喷嘴排出。9.根据权利要求8所述的燃料供给系统，其中，所述惰性气体源配置成引导所述惰性气体流以一定流速向所述燃料喷嘴流动，以使所述氢含量小于所述混合启动燃料的5％体积百分数。10.根据权利要求8所述的燃料供给系统，其中，所述惰性气体源配置成引导所述惰性气体流以一定流速向所述燃料喷嘴流动，以使所述混合启动燃料的热值低于所述工艺燃料。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：KK萨思亚库马，K卡利斯瓦兰，NS萨加，V尚穆加姆，J纳塔拉，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国,US