燃气轮机燃烧器及其运转方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103292355A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103292355103292355A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201310053548.8(22)申请日2013.02.19(30)优先权数据2012-0408662012.02.28JP(71)申请人株式会社日立制作所地址日本东京都(72)发明人小泉浩美吉田正平百百聪(74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司11243代理人张敬强严星铁(51)Int.Cl.F23R3/28(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书7页说明书7页附图6页附图6页(54)发明名称燃气轮机燃烧器及其运转方法(57)摘要本发明提供能够使高炉气体等含有大量CO2的低热量气体稳定地燃烧的燃气轮机燃烧器。以在内周涡旋式喷嘴交替地配置燃气喷孔与空气喷孔，在外侧的外周涡旋式喷嘴配置燃气喷孔的燃烧嘴结构为基本结构。另外，在内周涡旋式喷嘴的半径方向内侧设置火焰稳定用燃气喷孔。通过内周火焰与外周火焰的相互作用，能够使低热量气体稳定燃烧。尤其通过在内周涡旋式喷嘴中交替地配置燃气喷孔与空气喷孔，能够提高维持火焰稳定的内周火焰的温度，强化燃烧稳定性。并且，通过设置火焰温度强化用燃气喷孔，能够提高形成在燃烧嘴的半径方向中心部的循环气体区域（火焰稳定点）的火焰温度，从而能够提供能够使低热量气体稳定地燃烧的燃气轮机燃烧器。CN103292355ACN103295ACN103292355A权利要求书1/1页1.一种燃气轮机燃烧器，其具备：用于使燃料与空气混合并燃烧的燃烧室；以及在上述燃烧室的气流方向上游用于向上述燃烧室内供给燃料与空气并保持火焰的燃烧嘴，该燃气轮机燃烧器的特征在于，上述燃烧嘴具有：第一涡旋式喷嘴，该第一涡旋式喷嘴在其圆周方向上交替地配置喷射燃料的多个燃气喷孔与喷射空气的多个空气喷孔；以及第二涡旋式喷嘴，该第二涡旋式喷嘴设在上述第一涡旋式喷嘴的外周，在上述第二涡旋式喷嘴上只配置有多个喷射燃料的燃气喷孔。2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，在比配置在上述第一涡旋式喷嘴上的上述燃气喷孔及上述空气喷孔靠半径方向内侧配置有喷射燃料的多个火焰稳定强化用燃气喷孔。3.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，具备：设在向上述第一涡旋式喷嘴供给燃料的第一燃料系统上的第一燃料流量调节阀；设在向上述第二涡旋式喷嘴供给燃料的第二燃料系统上的第二燃料流量调节阀；以及控制装置，其根据燃气轮机的着火、负荷条件，控制向上述第一燃料系统及上述第二燃料系统供给的燃料流量。4.根据权利要求2所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，供给到上述火焰稳定强化用燃气喷孔的燃料为使供给到上述第一涡旋式喷嘴的燃料的一部分分支并供给的燃料。5.根据权利要求2所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，以燃料向上述第一涡旋式喷嘴的半径方向内侧喷射的方式对上述火焰稳定强化用燃气喷孔赋予向上述第一涡旋式喷嘴的内侧倾斜的倾斜角。6.根据权利要求2所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，对上述火焰稳定强化用燃气喷孔赋予在上述第一涡旋式喷嘴的圆周方向倾斜的回旋角。7.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，在上述第一涡旋式喷嘴的半径方向中心部配置使液体燃料微粒化并喷射的油喷嘴。8.一种燃气轮机燃烧器的运转方法，该燃气轮机燃烧器具备：用于使燃料与空气混合并燃烧的燃烧室；以及在上述燃烧室的气流方向上游用于向上述燃烧室内供给燃料与空气并保持火焰的燃烧嘴，上述燃烧嘴具有：第一涡旋式喷嘴，该第一涡旋式喷嘴在其圆周方向上交替地配置喷射燃料的多个燃气喷孔与喷射空气的多个空气喷孔；以及第二涡旋式喷嘴，该第二涡旋式喷嘴设在上述第一涡旋式喷嘴的外周，在上述第二涡旋式喷嘴上只配置有多个喷射燃料的燃气喷孔，该燃气轮机燃烧器的运转方法的特征在于，通过以从上述第一涡旋式喷嘴喷射的燃料与空气的流量比接近化学计量混合比条件的方式调整从上述第一涡旋式喷嘴喷射的燃料流量并燃烧，形成内周火焰，通过利用由该内周火焰产生的热量使从上述第二涡旋式喷嘴喷射的燃料燃烧，形成外周火焰。2CN103292355A说明书1/7页燃气轮机燃烧器及其运转方法技术领域[0001]本发明涉及燃气轮机燃烧器，尤其涉及用于使难燃性气体且发热量低的气体稳定地燃烧的燃气轮机燃烧器的燃烧嘴结构。背景技术[0002]一般地，发热量低的燃料与作为燃气轮机的主要燃料的LNG（LiquefiedNaturalGas）相比火焰温度低且燃烧速度慢，因此是难以燃烧的燃料。另外，其特征之一还有燃烧时NOX排出量少。作为这种低热量气体的代表例，列举高炉气体。高炉气体是在制铁工序中从高炉产生的衍生气体，近年来，将该气体作为燃气轮机燃料使