[发明专利]一种可抑制燃烧震荡的低氮燃烧系统及其控制方法

权利要求书

1.一种可抑制燃烧震荡的低氮燃烧系统，其特征在于，包括燃料气体流量控制总阀（1）、中央喷嘴燃料控制阀（2）、双联喷嘴燃料控制阀（3）、三联喷嘴燃料控制阀（4）、控制单元（5）、压力脉动传感器（6）、烟气成分分析仪（7）、旋流器叶片外侧节流孔板（8）、旋流器叶片内侧节流孔板（9）、旋流器叶片外侧燃料喷口（10）、旋流器叶片内侧燃料喷口（11）、旋流器叶片（12）、喷嘴组件（13）、燃烧室外壳（14）、火焰筒（15）、信号传输线（16）和燃料气体管路（17）；所述燃料气体管路（17）与喷嘴组件（13）连通，所述燃料气体管路（17）与喷嘴组件（13）之间安装有燃料气体流量控制总阀（1）；所述喷嘴组件（13）包括中央喷嘴（131）、双联喷嘴（132）和三联喷嘴（133），所述燃料气体管路（17）与中央喷嘴（131）之间安装有中央喷嘴燃料控制阀（2），所述燃料气体管路（17）与双联喷嘴（132）之间安装有双联喷嘴燃料控制阀（3），所述燃料气体管路（17）与三联喷嘴（133）之间安装有三联喷嘴燃料控制阀（4）；所述喷嘴组件（13）与火焰筒（15）连通，所述火焰筒（15）的外部设置有燃烧室外壳（14）；所述压力脉动传感器（6）和烟气成分分析仪（7）均与火焰筒（15）连接，且压力脉动传感器（6）和烟气成分分析仪（7）均通过信号传输线（16）与控制单元（5）连接，所述控制单元（5）分别与中央喷嘴燃料控制阀（2）、双联喷嘴燃料控制阀（3）和三联喷嘴燃料控制阀（4）连接；所述喷嘴组件（13）布置有旋流器叶片外侧燃料喷口（10）、旋流器叶片内侧燃料喷口（11）和流器叶片（12），所述旋流器叶片外侧燃料喷口（10）设置在旋流器叶片（12）的外侧，所述旋流器叶片内侧燃料喷口（11）设置在旋流器叶片（12）的内侧，所述旋流器叶片外侧燃料喷口（10）设置有旋流器叶片外侧节流孔板（8），所述旋流器叶片内侧燃料喷口（11）设置有旋流器叶片内侧节流孔板（9）。

2.根据权利要求1所述的可抑制燃烧震荡的低氮燃烧系统，其特征在于，燃烧器具有若干个喷嘴，不同数量的喷嘴分成若干组，每组喷嘴共用一路燃料；所述中央喷嘴燃料控制阀（2）控制中央喷嘴（131）的燃料供应，所述双联喷嘴燃料控制阀（3）控制双联喷嘴（132）的燃料供应，所述三联喷嘴燃料控制阀（4）控制三联喷嘴（133）的燃料供应；同一路燃料控制的喷嘴在圆周方向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的可抑制燃烧震荡的低氮燃烧系统，其特征在于，燃烧器具有若干个喷嘴，所述中央喷嘴（131）的直径最小，所述中央喷嘴（131）的直径是其它燃料喷嘴流通面积的0.4-0.6倍。

4.一种如权利要求1-3中任一项权利要求所述的可抑制燃烧震荡的低氮燃烧系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：天然气通过燃料气体管路（17），流经燃料气体流量控制总阀（1），此阀门用于控制燃料气的总流量，之后天然气经由中央喷嘴燃料控制阀（2）、双联喷嘴燃料控制阀（3）和三联喷嘴燃料控制阀（4）分别进入三组燃烧器中；空气由燃烧室外壳（14）和火焰筒（15）之间的通道经过喷嘴组件（13），与天然气混合后进入火焰筒（15）燃烧；压力脉动传感器（6）和烟气成分分析仪（7）分别采集燃烧过程中燃烧脉动值和排放值，通过信号传输线（16）传输至控制单元（5），一旦燃烧参数发生异常，控制单元（5）便会微调中央喷嘴燃料控制阀（2）、双联喷嘴燃料控制阀（3）和/或三联喷嘴燃料控制阀（4）的开度，来保证燃烧恢复正常。

5.根据权利要求4所述的可抑制燃烧震荡的低氮燃烧系统的控制方法，其特征在于，通过开启不同数量的燃烧喷嘴，实现不同的燃烧模式，用来控制燃烧负荷由低到高变化，在整个燃烧过程中中央喷嘴（131）全程开启用以维持燃烧稳定。

6.根据权利要求4所述的可抑制燃烧震荡的低氮燃烧系统的控制方法，其特征在于，为了抑制燃烧震荡，削弱共振的振幅，控制各燃料控制阀的开度，使得在每种燃烧模式下不同燃料控制阀控制的喷嘴出口附近局部当量比不同；每种燃烧模式下随着气体流量控制燃料气体流量控制总阀（1）开度增加，中央喷嘴燃料控制阀（2）开度逐渐减小，双联喷嘴燃料控制阀（3）或三联喷嘴燃料控制阀（4）开度不断增加。