[发明专利]燃烧器点火定时

说明书

本发明题为燃烧器点火定时。本发明提供了涡轮机(10)和操作该涡轮机(10)的方法。该涡轮机(10)可包括压缩机(14)、涡轮(18)、位于该压缩机(14)下游和该涡轮(18)上游的多个燃烧器(16)。该涡轮机(10)还可包括多个点火器(17)。操作该涡轮机(10)的方法可包括以第一速度旋转该涡轮机(10)的轴(22)，并且在以第一速度旋转该涡轮机(10)的该轴(22)之后以不同于该第一速度的第二速度旋转该涡轮机(10)的该轴(22)。该方法还可包括在整个时间段内以规则的间隔和/或当旋转速度在该时间段内达到至少一个预定速度阈值时，反复地点燃所述多个点火器(17)中的至少一个点火器(17)。

技术领域

本公开整体涉及用于点燃涡轮机的燃烧器的方法和装置。

背景技术

气体涡轮、飞机发动机和许多其他基于燃烧的系统包括一个或多个燃烧器，该一个或多个燃烧器将工作流体(诸如空气)与燃料混合并点燃燃料-空气混合物以产生高温和高压燃烧气体。例如，商用气体涡轮可以用于发电。用于产生电力的典型气体涡轮以串联流顺序包括压缩机、燃烧区段和涡轮。环境空气可被提供到压缩机，并且压缩机中的旋转叶片和静止叶片渐进地向工作流体(空气)赋予动能，以在高度激励状态下产生压缩的工作流体。经压缩的工作流体离开压缩机并流入燃烧区段中的多个燃烧器中的每一个燃烧器中，其中经压缩的工作流体与燃料在一个或多个燃料喷嘴中混合。燃料空气混合物流入每个燃烧器中的燃烧室，其中混合物被点燃以产生具有高温和高压的燃烧气体。燃烧气体在涡轮中膨胀以做功。例如，涡轮中燃烧气体的膨胀可使连接到发电机的轴旋转以产生电力。

燃烧通常由一个或多个但少于全部的燃烧器中的点火系统引发。点火系统可在一个或多个燃烧器内产生火花或其他点火源，例如激光束或引燃火焰。在一些气体涡轮中，多个燃烧器通常通过每对相邻燃烧器之间的横越火焰管连接或互连。在一个燃烧器(例如，具有点火系统的燃烧器)中引发的燃烧可通过横越火焰管在所有燃烧器中传播。

横越火焰管延伸穿过每个燃烧室的一侧，使得燃烧气体可从一个燃烧器行进到下一个相邻燃烧器的燃烧室。该设计还需要每个横越火焰管穿透燃烧器的衬套，从而在穿透处或穿透处周围形成潜在泄漏和/或湍流源。此外，在相邻燃烧器的侧面之间延伸的横越火焰管必然妨碍每个燃烧器的衬套和流动套筒之间的工作流体的流动。这些障碍物在衬套背面产生低速区域，继而产生热点和衬套变形。此类构型还具有罐到罐的复杂热瞬态，这导致横越火焰管结扎或从其预期位置移位，从而导致停机以进行硬件校正而后允许正确启动。

发明内容

根据本公开的系统和方法的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过该技术的实践来学习。

根据一个实施方案，提供了操作涡轮机的方法。涡轮机包括压缩机、涡轮和在压缩机下游和涡轮上游的多个燃烧器。涡轮机还包括多个点火器。多个点火器中的每个点火器安装在多个燃烧器中的对应的一个燃烧器上并且与对应的一个燃烧器操作地连通，并且多个燃烧器中的每个燃烧器具有安装在其上的对应的点火器。方法包括以第一速度旋转涡轮机的轴，并且在以第一速度旋转涡轮机的轴之后以不同于第一速度的第二速度旋转涡轮机的轴。轴的旋转速度在一时间段内从第一速度改变为第二速度。方法还包括在整个时间段内以规则的间隔重复地点燃多个点火器中的至少一个点火器。

根据另一个实施方案，提供了操作涡轮机的方法。涡轮机包括多个燃烧器和多个点火器。多个点火器中的每个点火器安装在多个燃烧器中的对应的一个燃烧器上并且与对应的一个燃烧器操作地连通，并且多个燃烧器中的每个燃烧器具有安装在其上的对应的点火器。方法包括以第一速度旋转涡轮机的轴，并且在以第一速度旋转涡轮机的轴之后以不同于第一速度的第二速度旋转涡轮机的轴。轴的旋转速度在一时间段内从第一速度改变为第二速度。方法还包括当旋转速度在时间段期间达到至少一个预定速度阈值时，点燃多个点火器中的至少一个点火器。