燃气轮机燃烧器制造技术

本发明专利技术提供一种稀薄燃烧方式的燃气轮机燃烧器，抑制燃烧振动的产生，提高构造可靠性。该燃气轮机燃烧器具备：筒状的衬管，其形成燃烧室；以及喷烧器，其具备气孔板及多个燃料喷嘴，上述气孔板配置于上述衬管的入口，且具备将压缩空气向上述燃烧室引导的多个气孔，上述多个燃料喷嘴隔着上述气孔板配置于与上述燃烧室相反的侧，且朝向分别对应的气孔喷射燃料，上述气孔和上述燃料喷嘴构成同心圆状的多个环状列，其中，在上述多个燃料喷嘴的燃料流路分别设置节流孔，并且将上述多个燃料喷嘴区分成多个喷嘴组，使上述节流孔的轴向位置在每一上述喷嘴组改变。

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机燃烧器
本专利技术涉及一种燃气轮机燃烧器。
技术介绍
在火力发电厂中，为了削减成为全球变暖的原因的二氧化碳(CO2)的排出量，要求发电效率的提高。对于燃气轮机发电厂的发电效率的提高，由燃气轮机燃烧器生成的燃烧气体的高温化是有效的。但是，燃烧气体的高温化伴随着抑制作为环境污染物质的氮氧化物(NOx)的排出量的技术课题。燃气轮机燃烧器的燃烧方式一般大致分为扩散燃烧方式和预混合燃烧方式。扩散燃烧方式是将燃料直接喷射到燃烧室，在燃烧室内将燃料和空气混合的方式，难以产生火焰向燃烧室的上游的逆流或在燃料供给流路内的自燃，燃烧稳定性优越。另一方面，在混合成燃料的完全燃烧所需的空气的比例(计量混合比)的区域形成火焰，火焰局部成为高温。在局部高温区域产生大量NOx，因此需要喷射水或蒸汽、氮等惰性介质来削减NOx排出量。其结果，需要供给惰性介质的辅机的动力，发电效率降低。另一方的预混合燃烧方式是将燃料和空气预先混合后供给到燃烧室的方式，能够使燃料稀薄燃烧，因此NOx排出量少。另一方面，在将燃烧气体高温化时，如果提高燃烧用空气温度且提高预混合器内的燃料浓度，则火焰向燃烧室的上游逆流的风险增加。因此，担心燃烧器的构造物的烧坏。因此，已知一种通过提高燃料的分散性防止局部的高温火焰的形成来实现NOx排出量的减少和火焰的逆流的防止的稀薄燃烧方式的燃烧器(专利文献1等)。在该方式的燃烧器中，例如具备具有多个气孔的气孔板和多个燃料喷嘴，从各燃料喷嘴朝向对应的气孔喷射燃料，向燃烧室供给由燃料流和将其包围的空气流构成的同轴射流。在这种燃烧器中，为了控制燃料流量、减少偏差，也有在燃料喷嘴的燃料流路的中途设置节流孔的结构(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003－148734号公报专利文献2：日本特开2016－035336号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在如专利文献1、2那样的稀薄燃烧方式的燃烧器中，燃烧振动的抑制成为课题。燃烧振动是由于在燃烧室内由火焰而引起的发热和压力加强变动而产生的一种共鸣现象。如果产生该燃烧振动，则有时以特定的频率产生振幅大的压力振动，存在燃气轮机构造物产生皲裂、破损，构造可靠性降低的问题。本专利技术的目的在于提供一种能够抑制燃烧振动的产生，提高构造可靠性的稀薄燃烧方式的燃气轮机燃烧器。用于解决课题的方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种燃气轮机燃烧器，其具备：筒状的衬管，其形成燃烧室；以及喷烧器，其具备气孔板及多个燃料喷嘴，上述气孔板配置于上述衬管的入口，且具备将压缩空气引导至上述燃烧室的多个气孔，上述多个燃料喷嘴隔着上述气孔板配置于与上述燃烧室相反的侧，且朝向分别对应的气孔喷射燃料，上述气孔和上述燃料喷嘴构成同心圆状的多个环状列，其中，上述多个燃料喷嘴分别在燃料流路具备节流孔，并且被区分成多个喷嘴组，上述节流孔的轴向位置在每一上述喷嘴组不同。专利技术效果根据本专利技术，能够在稀薄燃烧方式的燃气轮机燃烧器中抑制燃烧振动的产生，提高构造可靠性。附图说明图1是具备本专利技术的第一实施方式的燃气轮机燃烧器的燃气轮机发电厂的概略结构图。图2是表示本专利技术的第一实施方式的燃气轮机燃烧器具备的喷烧器的主要部分结构的图，是包括喷烧器的中心轴的剖视图。图3是从燃烧室观察本专利技术的第一实施方式的燃气轮机燃烧器具备的喷烧器的图。图4是现有的喷烧器的构造图。图5是燃烧振动的产生机制的说明图。图6是表示现有的喷烧器的燃烧室内的压力变动分布及燃料流量变动分布的图。图7是表示第一实施方式的喷烧器的燃烧室内的压力变动分布及燃料流量变动分布的图。图8是表示本专利技术的第二实施方式的燃气轮机燃烧器具备的喷烧器的主要部分构成的图，是包括喷烧器的中心轴的剖视图。图9是从燃烧室观察本专利技术的第二实施方式的燃气轮机燃烧器具备的喷烧器的图。图10是具备本专利技术的第三实施方式的燃气轮机燃烧器的燃气轮机发电厂的概略结构图。图11是从燃烧室观察本专利技术的第三实施方式的燃气轮机燃烧器具备的喷烧器的图。图中：3—燃气轮机燃烧器，5—燃烧室，8—喷烧器，12—衬管，20—气孔板，21－23—燃料喷嘴，25、26—燃料腔，31—先导喷烧器(喷烧器)，32—主喷烧器(喷烧器)，51－53—气孔，71－73—节流孔，A2—压缩空气，X1－X3—区域。具体实施方式以下使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。(第一实施方式)－燃气轮机发电厂－图1是具备本专利技术的第一实施方式的燃气轮机燃烧器的燃气轮机发电厂的概略结构图。图2是表示本专利技术的第一实施方式的燃气轮机燃烧器具备的喷烧器的主要部分结构的图，是包括喷烧器的中心轴的剖视图。图3是从燃烧室观察本专利技术的第一实施方式的燃气轮机燃烧器具备的喷烧器的图。燃气轮机发电厂1包括空气压缩机2、燃气轮机燃烧器(以下简称为燃烧器)3、涡轮机4以及发电机6而构成。空气压缩机2将空气A1吸入并压缩，并将压缩空气A2供给至燃烧器3。燃烧器3将压缩空气A2和气体燃料F混合，并使其燃烧，产生燃烧气体G1。涡轮机4被由燃烧器3产生的燃烧气体G1驱动，对涡轮机4进行了驱动的燃烧气体G1作为废气G2放出。发电机6被涡轮机4的旋转动力驱动而发电。此外，燃气轮机仅在起动开始时被起动用马达7驱动。－燃气轮机燃烧器－燃烧器3安装于燃气轮机的外壳(未图示)，包括衬管(内筒)12、气流套筒(外筒)10、喷烧器8以及燃料系统200而构成。衬管12是圆筒状的部件，在内部形成燃烧室5。气流套筒10是内径大于衬管12且包围衬管12的外周的圆筒状的部件，且在与衬管12之间形成圆筒状的空气流路9。气流套筒10的与涡轮机4相反的侧(图1中的左侧)的端部由端盖13堵塞。来自空气压缩机2的压缩空气A2在由气流套筒10形成于衬管12的外周的空气流路9中沿远离涡轮机4的方向流通，衬管12的外周面被流通于空气流路9的压缩空气A2对流冷却。此外，在衬管12的壁面形成有多个孔，流通于空气流路9的压缩空气A2的一部分A3穿过这些孔流入燃烧室5，对衬管12的内周面进行薄膜冷却。另外，通过空气流路9到达喷烧器8的压缩空气A2与从燃料系统200供给至喷烧器8的气体燃料F一起喷出到燃烧室5并燃烧。在燃烧室5中，压缩空气A2与气体燃料F的混合气燃烧，生成燃烧气体G1，燃烧气体G1经由燃烧器尾筒(未图示)供给至涡轮机4。如图1所示，喷烧器8在衬管12的入口(与涡轮机4相反的侧的端部开口)仅配置有一个，且具备气孔板20、燃料喷嘴21－23以及燃料分配器(燃料集箱)24。气孔板20是与衬管12同轴的圆形的板，配置于衬管12的入口(与涡轮机4相反的侧的端部开口)。在该气孔板20具备向燃烧室5引导压缩空气A2的多个气孔51－53。多个气孔51－53构成以衬管12的中心轴O为中心的同心圆状的多个环状列。属于第一列(最内周)的环状列的气孔是气孔51本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机燃烧器，其具备：/n筒状的衬管，其形成燃烧室；以及/n喷烧器，其具备气孔板及多个燃料喷嘴，上述气孔板配置于上述衬管的入口，且具备将压缩空气引导至上述燃烧室的多个气孔，上述多个燃料喷嘴隔着上述气孔板配置于与上述燃烧室相反的侧，且朝向分别对应的气孔喷射燃料，/n上述气孔和上述燃料喷嘴构成同心圆状的多个环状列，/n上述燃气轮机燃烧器的特征在于，/n上述多个燃料喷嘴分别在燃料流路具备节流孔，并且被区分成多个喷嘴组，/n上述节流孔的轴向位置在每一上述喷嘴组不同。/n

【技术特征摘要】
20191001 JP 2019-1811231.一种燃气轮机燃烧器，其具备：
筒状的衬管，其形成燃烧室；以及
喷烧器，其具备气孔板及多个燃料喷嘴，上述气孔板配置于上述衬管的入口，且具备将压缩空气引导至上述燃烧室的多个气孔，上述多个燃料喷嘴隔着上述气孔板配置于与上述燃烧室相反的侧，且朝向分别对应的气孔喷射燃料，
上述气孔和上述燃料喷嘴构成同心圆状的多个环状列，
上述燃气轮机燃烧器的特征在于，
上述多个燃料喷嘴分别在燃料流路具备节流孔，并且被区分成多个喷嘴组，
上述节流孔的轴向位置在每一上述喷嘴组不同。


2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井智广，吉田正平，平田义隆，穐山恭大，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP