用于涡轮机的燃烧器部分和运行涡轮机的方法技术

本发明专利技术涉及用于涡轮机的燃烧器部分和运行涡轮机的方法。涡轮机燃烧器部分(20)包括燃烧室(46)。中心喷射喷嘴(62)布置在燃烧室内且包括中心喷嘴入口(65)和中心喷嘴出口(66)。外预混合喷射喷嘴定位在中心喷射喷嘴的径向外侧，且包括外喷嘴入口(84)和布置在中心喷嘴出口上游的外喷嘴出口(85)。后稀薄喷射器定位在中心喷嘴和外预混合喷嘴的下游。燃烧器部分包括布置在外喷嘴出口下游的第一燃烧区(94)，布置在中心喷嘴出口下游的第二燃烧区(97)，以及布置在中心喷嘴出口的更下游的第三燃烧区(125)。选择性地操作中心喷射喷嘴，外预混合喷射喷嘴和后稀薄喷射器，以在第一、第二和第三燃烧区中建立燃烧火焰前锋。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的主题涉及涡轮机的领域，且更具体而言，涉及用于涡轮机的燃烧器部分。
技术介绍
大体上，燃气涡轮机燃烧释放热能以形成高温气流的燃料/空气混合物。高温气流通过热气路径被引导到涡轮部分。涡轮部分将来自高温气流的热能转换成使涡轮轴旋转的机械能。涡轮部分可用于各种各样的应用，诸如用于为泵或发电机提供动力。涡轮机效率随着燃烧气流温度升高而升高。不幸的是，较高的气流温度会产生较高水平的氮氧化物(NOx)，其是一种受联邦与州法规两者管制的排放。因此，在于高效的范·围中运行燃气涡轮、同时还确保NOx输出保持低于联邦与州强制水平之间存在小心的平衡作用。一种实现低NOx水平的方法是确保燃料与空气在燃烧之前的良好混合，并且提供导致燃料/空气混合物的更完全燃烧的环境。
技术实现思路
根据示例性实施例的一方面，涡轮机燃烧器部分包括具有燃烧器出口的燃烧器本体和布置在燃烧器本体内的燃烧衬套。燃烧衬套限定了燃烧室。中心喷射喷嘴布置在燃烧室内。中心喷射喷嘴具有中心喷嘴入口和中心喷嘴出口。外预混合喷射喷嘴定位在中心喷射喷嘴的径向外侧。外预混合喷射喷嘴包括外喷嘴入口和布置在中心喷嘴出口上游的外喷嘴出口。后稀薄喷射器定位在中心喷嘴和外预混合喷嘴的下游。燃烧器部分包括布置在外喷嘴出口下游以及中心喷嘴出口上游的第一燃烧区，布置在中心喷嘴出口下游的第二燃烧区，以及布置在中心喷嘴出口的更下游的第三燃烧区。选择性地操作中心喷射喷嘴、外预混合喷射喷嘴以及后稀薄喷射器，以基于涡轮机的期望的运行模式在第一、第二以及第三燃烧区中建立燃烧火焰前锋。根据示例性实施例的另一个方面，一种运行涡轮机的方法包括以部分负载模式运行涡轮机，其中从外预混合喷射喷嘴传送的第一可燃混合物在第一燃烧区中燃烧，形成第一燃烧反应。第一燃烧区在中心喷射喷嘴周围延伸。流体传送通过中心喷射喷嘴而进入第二燃烧区。传送通过中心喷射喷嘴的流体绕过第一燃烧区中的第一燃烧反应。流体传送到布置在第一和第二燃烧区下游的第三燃烧区。传送进入第三燃烧区的流体绕过第一燃烧区和第二燃烧区中的燃烧反应。根据示例性实施例的又一个方面，涡轮机包括压缩机部分，操作性地连接到涡轮部分的涡轮部分，以及流体地连接到涡轮部分的燃烧器部分。燃烧器部分包括具有燃烧器出口的燃烧器本体和布置在燃烧器本体中的燃烧衬套。燃烧衬套限定了燃烧室。中心喷射喷嘴布置在燃烧室中。中心喷射喷嘴具有中心喷嘴入口和中心喷嘴出口。外预混合喷射喷嘴定位在中心喷射喷嘴的径向外侧。外预混合喷射喷嘴包括外喷嘴入口和布置在中心喷嘴出口上游的外喷嘴出口。后稀薄喷射器定位在中心喷嘴出口下游。燃烧器部分包括布置在外喷嘴出口下游和中心喷嘴出口上游的第一燃烧区，布置在中心喷嘴出口下游的第二燃烧区，以及布置在中心喷嘴出口更下游的第三燃烧区。选择性地操作中心喷射喷嘴、外预混合喷射喷嘴以及后稀薄喷射器，以基于涡轮机的期望的运行模式在第一、第二和第三燃烧区中建立燃烧火焰前锋。根据结合附图得到的以下描述，这些以及其它优点和特征将变得更加显而易见。附图说明在说明书结论部分处的权利要求书中特别地指出且明确地要求保护被视为本专利技术的主题。根据结合附图得到的以下详细描述，本专利技术的前述以及其它特征和优点显而易见，在附图中 图I是根据一个示例性实施例的、包括通过过渡件联接到涡轮部分的燃烧器部分的涡轮机的部分截面 图2是显示为处于基本负载运行模式的图I的燃烧器部分和过渡件的截面图；· 图3是显示为处于部分负载运行模式的图I的燃烧器部分的截面 图4是显示为处于过渡运行模式的第一部分的图3的燃烧器部分的截面 图5是显示为处于过渡运行模式的第二部分的图4的燃烧器部分的截面图；且图6是显示为处于基本负载运行模式的图I的燃烧器部分和过渡件的另一个示例性实施例的截面图。以参照附图的实例的方式，详细描述阐述了本专利技术的实施例，以及优点和特征。部件列表 2润轮机系统 4压缩机部分 6涡轮部分 8压缩机壳体 10 涡轮壳体 16 压缩机/涡轮轴 20 燃烧器部分 24 过渡件 34 燃烧器本体 36前端 37喷射器喷嘴壳体 38端罩 40 燃烧器出口 43 燃烧器衬套 46 燃烧室 50 文丘里管 52 文丘里管喉口 62 中心喷射喷嘴 65第一端或中心喷嘴入口66第二端或中心喷嘴出口 68中心喷嘴壳体 69中心体 80外喷射喷嘴 81外喷射喷嘴 84外喷嘴入口 85外喷嘴出口 88外喷射喷嘴壳体 89中心体 94 第一燃烧区 97 第二燃烧区 104冲击套筒 106过渡件本体 109流路 111过渡件出口 113第一后稀薄喷射器(LLI) 114第二后稀薄喷射器(LLI) 125第三燃烧区。具体实施例方式本申请中所使用的用语“轴向”和“轴向地”指基本平行于喷射喷嘴的中心纵向轴线延伸的方向和定向。本申请中所使用的用语“径向”和“径向地”指基本正交于喷射喷嘴的中心纵向轴线延伸的方向和定向。本申请中所使用的用语“上游”和“下游”指关于喷射喷嘴的中心纵向轴线相对于轴向流动方向的方向和定向。参照图1，根据一个示例性实施例构造的涡轮机系统大体以2标示。涡轮机系统2包括压缩机部分4和涡轮部分6。压缩机部分4包括压缩机壳体8，且涡轮部分6包括涡轮壳体10。压缩机部分4通过公共的压缩机/涡轮轴或转子16连结到涡轮部分6。压缩机部分4还通过多个周向地隔开的燃烧器部分连结到涡轮部分6，多个周向地隔开的燃烧器部分中的一个以20标示。燃烧器部分20通过过渡件24流体地连接到涡轮部分6。如图2中最佳地示出，燃烧器部分20包括具有前端36的燃烧器本体34，喷射器喷嘴壳体37安装在前端36上。端罩38安装在喷射器喷嘴壳体37上。前端36延伸到燃烧器出口 40。在所不的不例性实施例中，燃烧器部分20包括布置在燃烧器本体34的内表面(没有单独标记)内且与该内表面隔开的燃烧器衬套43。燃烧器衬套43限定了燃烧室46。进一步根据所示的示例性实施例，燃烧器部分20包括在燃烧器衬套43上提供的文丘里管50。文丘里管50包括操作来使传送通过燃烧室46的可燃混合物稳定的文丘里管喉口 52。在这一点上，应当理解，燃烧器部分20还可形成为没有文丘里管，如图6中所示。还显示了燃烧器部分20包括基本沿着燃烧室46的中心线延伸的中心喷射喷嘴62。中心喷射喷嘴62包括从喷射喷嘴壳体37延伸到第二端或者中心喷嘴出口 66的第一端或者中心喷嘴入口 65。中心喷射喷嘴62包括中心喷嘴壳体68，中心体69在中心喷嘴壳体68内延伸。中心喷射喷嘴62通过端罩38中的端口(未单独标记)接收燃料和空气。这样，中心喷射喷嘴62构成了预混合喷射喷嘴或混合燃料与空气以形成可燃混合物的喷射喷嘴。当然，应当理解，可燃混合物可包括其它成分，诸如各种稀释剂。燃烧器部分20还包括多个外预混合喷射喷嘴，其中两个以80和81标示，它们在中心喷射喷嘴62的径向外侧设置在环形阵列中。用语“预混合喷射喷嘴”应理解为表示其中燃料和空气混合以便具有大于50%的混合度或均匀性的喷射喷嘴。根据示例性实施例的一方面，预混合喷射喷嘴80和81具有大于80%的混合度。因为各个外预混合喷射喷嘴80，81类似地形成，在理解了预混合喷射喷嘴81包括对应的结构的情况下，详细描述将参照预混合喷射喷嘴8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机燃烧器部分(20)，包括：具有燃烧器出口(40)的燃烧器本体(34)；布置在所述燃烧器本体(34)内的燃烧衬套，所述燃烧衬套限定了燃烧室(46)；布置在所述燃烧室(46)内的中心喷射喷嘴(62)，所述中心喷射喷嘴(62)具有中心喷嘴入口(65)和中心喷嘴出口(66)；定位在所述中心喷射喷嘴(62)的径向外侧的至少一个外预混合喷射喷嘴，所述至少一个外预混合喷射喷嘴包括外喷嘴入口(84)和布置在所述中心喷嘴出口(66)上游的外喷嘴出口(85)；以及定位在所述中心喷射喷嘴(62)和所述至少一个外预混合喷射喷嘴下游的至少一个后稀薄喷射器；所述燃烧器部分(20)包括布置在所述外喷嘴出口(85)下游和所述中心喷嘴出口(66)上游的第一燃烧区(94)，布置在所述中心喷嘴出口(66)下游的第二燃烧区(97)，以及布置在所述第一燃烧区和第二燃烧区(97)下游的第三燃烧区(125)，所述中心喷射喷嘴(62)、至少一个外预混合喷射喷嘴以及至少一个后稀薄喷射器选择性地被操作，以基于涡轮机的期望的运行模式在所述第一、第二和第三燃烧区(125)中建立燃烧火焰前锋。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J奇特诺，DA利森科，SA梅什科夫，VA米特罗法诺夫，A瓦利夫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：