用于点燃流体燃料的点火设备的燃烧器装置及其运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于点燃流体燃料的点火设备的燃烧器装置，其具有一燃烧器毂（１８），至少一个空气供给通道（３，４）和用于各种燃料类型的至少一个燃料供给通道（９，１２，１３，１６），其中，所述至少一个燃料供给通道（９，１２，１３，１６）至少局部构造在所述燃烧器毂（１８）中，其中，在至少一个燃料供给通道（１２）中设有一分流器（４０），该分流器与所述燃烧供给通道（１２）的壁（２１）有间隔，使得在所述燃烧供给通道（１２）的壁（２１）和所述分流器（４０）之间形成一属于流经所述燃料供给通道（１２）的燃料的流动路径的间隙（３８）。此外，本发明专利技术涉及一种用于运行这种燃烧器装置的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于点燃流体燃料的点火设备的燃烧器装置以及运行这种具有 在各独立权利要求的前序部分所述特征的燃烧器装置的方法。
技术介绍
鉴于全世界都在力图降低燃烧装置、尤其是燃气透平的污染物排放，在近年来开 发了具有特别小的氮氧化物(NOx)排放的燃烧器。在此有价值的是，这种燃烧器不仅分别 能用一种燃料运行，而且可以选择地或组合地以尽可能不同的燃料(如石油、天然气和/或 煤气)运行，以便提高运行的供给安全性和灵活性。这种燃烧器例如在EP 0276696B1中描 述。在设计用于所有可能的各种运行条件和运行燃料的燃烧器时的问题在于，在运行 中分别需要的各种燃料的体积是不同的，因此难以对所有的运行燃料使用相同的供给系统 和相同的喷入口。因此在现有技术中公知的是为液态和气态的介质使用不同的供给系统。但在根据选择使用具有完全不同的比燃烧值的两种气态燃料(例如天然气和煤 气)时产生另一个问题。在使用这两种燃料时的各种相对的体积比和在其燃烧时的不同化 学过程需要修改或扩展已知的系统。已知的是，为了减少污染物排放而在一定的运行状态下喷入额外的惰性物质，尤 其是水或水蒸气，由此降低燃烧温度并因此减小NOx的污染物排放。还由WO 89/08803A1 公知的是，例如在使用重油作为燃料时还应向喷入的物质混入添加剂，以避免后面的燃气 透平的部件的损坏。由EP 0276696B1公开了一种用于与煤气和/或油预混和运行的混和燃烧器，该燃 烧器尤其用于燃气轮机设备中。该燃烧器由中心的引燃器系统组成，该引燃器系统可以用 煤气和/或燃油作为扩散燃烧器或单独的预混和燃烧器运行。此外可以设计喷入惰性物 质。引燃器系统由主燃烧器系统包围，该主燃烧器系统具有空气供给环形通道系统，该空 气供给环形通道系统带有位于其中的、带有多个用于与煤气预混和运行的叶片的涡流叶片 组。此外，在主燃烧器系统中在涡流叶片组的区域中存在用于燃油的喷入嘴，该涡流叶片组 实现主空气流与燃油的预混和。德国专利DE4212810B4和源自于该专利的EP0580683B1记载了本专利技术最接近的现 有技术。在此前提是，在用低燃烧值的燃气燃烧时不需要特别的措施来降低污染物排放，因 为在这种气体燃烧时不会出现非常高的火焰温度，并因此实际上保持NOx的形成是微不足 道的。因此足以创造另一种简单的供给系统，然而其中必须注意的是，该系统不能不利地影 响其它系统，并且在其它系统运行时也不能降低运行安全性。因此重要的是，其它的环形通 道在流入侧在用于其它燃料的喷嘴上方汇入。通过这种方式，在燃烧器通过喷嘴供应其它 类型的燃料时，能点燃的混和物不会到达其它环形通道。在这种燃烧器中挑战是由于不均勻的热分布而在金属壳体(所谓的燃烧器毂)的 壁中产生的机械应力，在所述燃烧器毂中燃气和燃油能量介质的环形供给通道相对紧密地并排布置。燃气环形腔关于流入的空气的流动方向在输入侧在所谓的涡流叶片组的上游向 主燃烧器供给，该涡流叶片组使得空气流和燃气形成混合的涡流，或者经过涡流叶片组。此 外，存在一燃油供给器，该燃油供给器通常比燃气供给器布置得更接近燃烧器出口。燃油供 给器包括燃油环形腔以及通向该环形腔的燃油供给通道，该燃油供给通道布置在位于燃气 环形腔和弓I燃器之间的燃烧器毂壁中。因为燃气相比燃油具有更小的密度，所以其要求更大的横截面，因此燃气供给器 的尺寸明显大于燃油供给器的尺寸。因此，带有燃气供给器的燃烧器毂的部分具有比燃油 供给器更大的、朝向空气通道的外表面。空气供给以经过压气机的预压缩空气进行，从而使 所供给的空气由于压缩而具有已经高于400°C的温度。因此，带有气体供给器的燃烧器毂部 分的区域被迅速加热到超过400°C的温度并保持在该运行温度上。反之，通向燃油环形腔的 燃油供给器远离热的空气供给通道，因此燃油供给通道中的燃油几乎不被加热并因此仅具 有约50°C的温度。因为，燃烧器毂一方面在燃气环形腔的区域内被强烈地加热，而另一方面相邻的 燃油供给通道明显较冷，所以在连续运行时和清洗燃烧器毂时，燃气环形腔和燃油供给通 道之间的壁都处于大的温度梯度下。如果燃烧器毂，也就是燃油通道用水清洗，那么燃气通 道保持热，而燃油通道强烈地冷却。由于燃烧器毂内的空间有限，因而各通道紧密相邻并产 生了高的温度/热量梯度。由于温度梯度产生了热应力，该热应力明显缩短了这种燃烧器 毂的寿命。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题是降低在燃烧器装置的运行时和清洗燃烧器毂 时由所述的热在燃烧器毂中造成的应力。用于点燃流体燃料的点燃设备的、按本专利技术的燃烧器装置包括一燃烧器毂、至少 一个空气供给通道和用于各种燃料类型的至少一个燃料供给通道。至少一个燃料供给通道 至少局部构造在燃烧器毂内，因此燃烧器毂的材料形成燃烧供给通道的壁。按照本专利技术，在 至少一个燃料供给通道中设置一分流器(Str0mungsteiler)，该分流器与燃烧供给通道的壁 相隔，使得在燃料供给通道的壁和分流器之间形成一属于流经所述燃料供给通道的燃料的 流动路径的间隙。在按本专利技术的燃烧器装置中，间隙形成属于流动路径的区域，在该区域中流过可 调节的连续的燃料流。该燃料流防止在间隙形成沉积，并从而防止燃料自其流出的喷嘴堵 塞。此外，该区域中的流动使热的结构与冷的结构脱耦，并因此是一热保护件。由于减小的 热传递，与没有分流器的燃烧器装置相比热造成的应力得以减小。在按本专利技术的燃烧器装置中，分流器由流量器件组成，尤其是带有通流孔的管以 及一带有相应通流孔的盘形件组成。优选在分流器的中心设置一中心孔作为通流孔。大部 分燃料流经该中心孔。此外，盘形件沿流动方向看设置在流量器件的被首先到达的端部。在一种优选的构造中，盘形件的直径大于流量器件的直径。在此，盘形件可以卡在 燃料供给通道的壁中。但也可以在燃料供给通道的壁上设置定位器件，例如定位突起。分流器在盘形件内优选具有至少一个孔。此外，盘形件具有多个孔，这些孔基本上均勻地分布在周长上。优选小部分的冷的燃料流通过这些孔导入间隙中，其中，热的支撑结 构因此与流入的冷的燃料脱离热耦合。因此，减小了该区域中的热过渡。按照本专利技术的另一方面，所述技术问题通过一种运行这种燃烧器装置的方法解 决，其中，在运行中，燃料通过燃料供给通道导入，其中大部分燃料流经分流器的通流孔，而 小部分的燃料流过分流器的间隙，因此在很大程度上防止了间隙中的沉积。因此，较小部分的流动被引导通过间隙，并因此防止在间隙内形成沉积，也就是说 首先在燃烧器毂的支撑结构的壁上。因此喷嘴的堵塞得以防止。通过较少的流获得了热屏蔽的功能，因为热的支撑结构与流入的冷的燃料、尤其 是冷的燃油脱离热耦合。用于供应喷嘴的主要流流经分流器的通流孔，其中，该通流孔优选 设计为大的、处于分流器中心的中心孔。因此，不再形成高的温度和应力梯度。结果，如所 希望的那样显著地提高了寿命。附图说明本专利技术的其它特征、特性和优点由以下参照附图对实施形式的说明得出。在附图 中示出图1是由EP 0580683B1公开的燃烧器装置，图2是已知的燃烧器装置的局部横截面视图，图3是按本专利技术的、带有两个集成的、可相互独立地控制的燃气级的涡流叶片的 原理图，图4是带有两个集成的、可相互独立地控制的燃气级和一个燃油通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于用来点燃流体燃料的点火设备的燃烧器装置，其具有燃烧器毂（１８），至少一个空气供给通道（３，４）和用于各种燃料类型的至少一个燃料供给通道（９，１２，１３，１６），其中，所述至少一个燃料供给通道（９，１２，１３，１６）至少部分构造在所述燃烧器毂（１８）中，其特征在于，在至少一个燃料供给通道（１２）中设有分流器（４０），该分流器与所述燃烧供给通道（１２）的壁（２１）有间隔，使得在所述燃烧供给通道（１２）的壁（２１）和所述分流器（４０）之间形成一属于流经所述燃料供给通道（１２）的燃料的流动路径的间隙（３８）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯贝彻，托拜厄斯克雷格，乌尔里克沃兹，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]