[发明专利]燃气涡轮机燃烧器火焰稳定器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及燃气涡轮机燃烧器。更具体地，本发明涉及布 置于燃气涡轮机燃烧器的燃料喷嘴处的火焰稳定器，籍此燃烧器能够 使用更贫乏的预混燃料气体混合物运行，而导致更低的一氧化氮排 放。

背景技术

典型地，燃气涡轮机燃烧器具有主燃料喷嘴和辅助燃料喷嘴。此 类燃烧器具有四种运行模式，即主模式，贫燃-贫燃模式(lean-lean)， 辅助模式，和预混模式。主模式用于仅将燃料输送至主喷嘴时燃烧器 的点火。在贫燃-贫燃模式，辅助喷嘴也被点燃，且燃料被输送至主喷 嘴和辅助喷嘴。在辅助模式，燃料仅被输送至辅助喷嘴，从而在主喷 嘴处熄灭火焰。而在预混模式，燃料被输送至主喷嘴和辅助喷嘴，但 是火焰仅存在于辅助喷嘴区域，且预混的燃料气体混合物被优化以获 得包括降低的一氧化氮排放在内的理想性能。

为了寻求降低燃烧器的一氧化氮排放，燃烧器常工作在贫燃条件 下。然而，在贫燃条件下工作有贫燃熄火的危险。当工作在贫燃条件 下并发生变化如流扰动时，就会产生贫燃熄火。如上所讨论的，熄火 导致燃烧室转回贫燃-贫燃模式或甚至停机，并相应导致重转换至预混 模式或要求重新点火。为了避免贫燃熄火，许多燃烧器运行在较为富 燃的条件下，但是这些条件导致更高的火焰温度和更大的一氧化氮排 放。

政府的排放法规对于燃气涡轮机的污染排放，如一氧化氮越来越 关注。

美国专利No.6,026,644公开了具有促使形成所需火焰形状的湍 流促进器的凹陷锥形喷嘴。所公开的火焰形状更为稳定，使得其不易 受到流扰动的影响，从而允许更贫燃的运行。

发明内容

提出了一种燃气涡轮机燃烧器，其包含预混室和燃烧室。预混室 包括用于进气的至少一个开口。布置至少一个主燃料喷嘴来将燃料排 入预混室。从主喷嘴排出的燃料和预混室内的进气混合以提供燃料气 体混合物。燃烧室定位在预混室的下游。辅助燃料喷嘴布置成临近该 燃烧室，以在燃烧室处排放燃料。稳定器布置于辅助燃料喷嘴处，以 便当辅助燃料喷嘴处的燃料被点燃时定位成靠近火焰。稳定器由具有 从燃烧器中产生的热流中吸取热量、并保持足以维持火焰点燃的温度 的能力的材料构成。

还提出了一种用在燃气涡轮机燃烧器中的燃料喷嘴，其包括燃料 喷嘴和布置于燃料喷嘴处的火焰稳定器，以便当燃料喷嘴被点燃时定 位成靠近火焰。稳定器由具有从燃烧器中产生的热流中吸取热量、并 保持足以维持火焰点燃的温度的能力的材料构成。

提出了一种稳定燃气涡轮机燃烧器中的火焰的方法。该方法包括 在燃气涡轮机燃烧器的燃烧室处排放燃料，和当燃烧室的燃料被点燃 时将稳定器定位于火焰的附近。稳定器吸收燃烧器中产生的热流的热 量、并保持足以维持火焰点燃的温度。

附图说明

图1为本发明的一个示范性实施例的燃气涡轮机燃烧器系统的简 化横截面视图；和

图2为图1的燃气涡轮机燃烧器系统的火焰稳定器的横截面视 图。

部件清单

10    燃气涡轮机燃烧器

12    燃烧室

14    主燃料喷嘴

16    辅助燃料喷嘴

18    预混室

20    文丘里管

22    燃烧器中心线

24    壁

26    燃烧衬里

28    上壁

30    下壁

32    火焰稳定器

34    伸长的部件

35    表面

36    支架

38    开口

39    表面

46    向外伸出的肩部

48    螺纹部件

50    进口

54    燃料

56    流控制器

60    收缩壁

62    扩张壁

具体实施方式