[发明专利]燃烧器和无焰燃烧控制方法

说明书

本发明公开了一种燃烧器和无焰燃烧控制方法，所述燃烧器包括：火焰筒，所述火焰筒内具有一次火焰区和二次火焰区；主喷嘴，所述主喷嘴用于向所述一次火焰区喷射燃料；次级喷嘴，所述次级喷嘴用于向所述二次火焰区喷射燃料；无焰燃烧级喷嘴，所述无焰燃烧级喷嘴用于向所述一次火焰区喷射燃料且所述无焰燃烧级喷嘴的喷射位置位于所述主喷嘴的喷射位置前面。本发明可以降低DLN系列燃烧器在先导模式和贫‑贫模式的工作过程中的污染物排放，提升燃气轮机整体运行性能。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，具体地涉及一种燃气轮机的燃烧器和无焰燃烧控制方法。

背景技术

燃料和压缩空气的混合物在燃气轮机的燃烧器内燃烧，产生高温烟气推动透平做功。随着环境保护要求的日益严格，燃气轮机的燃烧器的发展主要围绕如何降低燃烧污染物排放进行。目前，干式低NOx(DLN)燃烧器不断发展和进步。DLN系列燃烧器的工作过程分为先导模式(点火至19％负荷)、贫-贫模式(19～40％负荷)、过渡模式(40％负荷)以及预混模式(40～100％负荷)。然而，目前的DLN系列燃烧器在部分负荷下的运行水平不佳，污染物排放不能满足环保要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明一方面提出一种燃气轮机的燃烧器，该燃气轮机的燃烧器可以降低DLN系列燃烧器在先导模式和贫-贫模式的工作过程中的污染物排放，提升燃气轮机整体运行性能。

本发明另一方面还提出一种燃气轮机的燃烧器的无焰燃烧控制方法。

根据本发明一方面的实施例的燃气轮机燃烧器包括：火焰筒，所述火焰筒内具有一次火焰区和二次火焰区；主喷嘴，所述主喷嘴用于向所述一次火焰区喷射燃料；次级喷嘴，所述次级喷嘴用于向所述二次火焰区喷射燃料；无焰燃烧级喷嘴，所述无焰燃烧级喷嘴用于从所述一次火焰区的侧面向所述一次火焰区喷射燃料且所述无焰燃烧级喷嘴的喷射位置位于所述主喷嘴的喷射位置前面。

根据本发明的燃气轮机的燃烧器，通过增设无焰燃烧级喷嘴，可以降低DLN系列燃烧器在先导模式和贫-贫模式的工作过程中的污染物排放，提升燃气轮机整体运行性能。

在一些实施例中，所述无焰燃烧级喷嘴在所述火焰筒的径向上位于所述主喷嘴外侧，所述无焰燃烧级喷嘴的喷出端穿过所述火焰筒的外壁伸入所述一次火焰区。

在一些实施例中，所述无焰燃烧级喷嘴为射流式喷嘴。

在一些实施例中，所述无焰燃烧级喷嘴为多个，多个所述无焰级燃烧喷嘴围绕所述次级喷嘴均匀间隔布置。

在一些实施例中，所述火焰筒内设有文丘里管，所述文丘里管将所述火焰筒分为所述一次火焰区和所述二次火焰区。

在一些实施例中，所述文丘里管上设有发散冷却孔。

在一些实施例中，所述发散冷却孔的直径为0.7mm～1.2mm。

在一些实施例中，所述文丘里管为双层，所述文丘里管的内层和外层之间形成环状的冷却空气通道。

在一些实施例中，所述主喷嘴内设有旋流器，所述旋流器的旋流角度为15°～20°。

在一些实施例中，所述主喷嘴为多个，多个所述主喷嘴围绕所述次级喷嘴均匀间隔布置。

在一些实施例中，所述燃气轮机燃烧器还包括燃料分配盖板，所述燃料分配盖板上设有向所述主喷嘴供应燃料的主燃料通道。

在一些实施例中，所述燃料分配盖板上还设有用以向所述无焰燃烧级喷嘴供应燃料的无焰燃烧燃料通道。

根据本发明另一方面的燃气轮机的燃烧器的无焰燃烧控制方法，所述燃气轮机燃烧器包括火焰筒，所述火焰筒内具有一次火焰区和位于所述一次火焰区前面的二次火焰区，所述无焰燃烧控制方法包括：