[发明专利]一种燃气轮机的燃烧室及其工作方法

说明书

本发明公开了一种燃气轮机的燃烧室及其工作方法，包括燃烧室外壁和燃烧室内壁，所述燃烧室外壁和所述燃烧室内壁之间设有空隙形成燃烧室空气通道；所述燃烧室内壁顶部设有燃烧器，所述燃烧室内壁的侧壁设有第二风口，所述燃烧室内壁上还设置有用于控制第二风口开度的风口挡板。本发明可以在总风量保持不变的情况下，利用移动风口挡板，改变第二风口的面积，相应的增大或者减少二次风量，从而适应环境温度变化对空气密度的影响。即在冬季环境温度低，空气密度大时，增加二次风量；而在夏季环境高，空气密度小时，减少二次风量，从而提高了燃气轮机燃烧稳定性。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气轮机的燃烧室及其工作方法。

背景技术

电站的燃气轮机系统在冬季环境温度较低时，燃烧室内火焰燃烧不稳定，主要表现为燃烧室内路蜂鸣监视系统检测出压力波动大于80mbar的持续时间大于0.4s的报警信号频繁出现。而且环境温度与蜂鸣信号具有一致的相关性，环境温度越高，蜂鸣消失；环境温度越低，蜂鸣越频繁。频繁的蜂鸣报警，不仅能导致过燃料切换回燃油工况或跳机事件，也有可能造成燃烧室隔热瓦裂纹等事故。

通过理论计算分析得知，影响燃机燃烧室燃烧稳定性运行的主要原因有两点，一方面为冬季环境温度降低导致空气的密度提高，在压气机的进口导叶角度不变的情况下，燃烧室进口空气质量流量增加；另一方面为冬季环境温度降低，也导致了燃烧室进口空气温度降低。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种燃气轮机的燃烧室及其工作方法，通过调节燃烧室一次风、二次风的相对比例以适应环境温度的变化，从而提高了燃气轮机燃烧室燃烧稳定性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种燃气轮机的燃烧室，包括燃烧室外壁和燃烧室内壁，所述燃烧室外壁和所述燃烧室内壁之间设有空隙形成燃烧室空气通道；所述燃烧室顶部设有燃烧器，所述燃烧室内壁的侧壁设有第二风口，所述燃烧室内壁上还设置有用于控制第二风口开度的风口挡板。

进一步的，所述燃烧室内壁上还设置有限位挡板，所述限位挡板设置在所述第二风口下方，所述限位挡板用于实现对风口挡板进行限位。

进一步的，所述风口挡板套设在燃烧室内壁上，所述风口挡板可沿燃烧室内壁轴向移动，所述风口挡板通过在燃烧室内壁上的轴向移动实现遮盖或远离所述第二风口。

进一步的，所述第二风口设置有多个，多个第二风口在燃烧室内壁的同一高度上均匀分布。

进一步的，所述燃烧室空气通道的末端连接压气机出口，多个燃烧器环形阵列在燃烧室的顶部，燃烧室的底部连接透平入口。

进一步的，所述风口挡板为环状结构，且该环状结构的宽度能够完全覆盖燃烧室内壁的侧壁设置的第二风口。

进一步的，所述风口挡板与燃烧室内壁之间为间隙配合。

本发明还提供一种燃气轮机的燃烧室的工作方法，当需要减少第二次风量时，通过移动所述风口挡板，减少所述第二风口的开度，当需要增加第二次风量时，通过移动所述风口挡板远离所述第二风口，增加所述第二风口的开度。

进一步的，所述所述风口挡板移动的距离L与环境温度T呈线性关系如下：

L＝a(T_max-T)

式中：a为相关系数，其数值大小可由实验确定，T_max为最高环境温度，T_max为最高环境温度。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：