[实用新型]用于调整燃气轮机燃烧的系统

说明书

本实用新型提供一种用于调整燃气轮机燃烧的系统。方法包括如下步骤：采集燃气轮机的运行数据，控制器根据运行数据计算出旋流叶片的设计安装角度θ_i，θ_i＝θ₀+θ(x)，θ₀为旋流叶片的初始设计安装角度，x为燃气轮机的运行数据；旋流叶片通过铰接轴与燃烧室本体铰接；控制器控制运动执行机构动作，运动执行机构带动旋流叶片绕铰接轴旋转，直至旋流叶片的实际安装角度达到设计安装角度。系统包括安装在燃烧室本体上的旋流叶片、与旋流叶片相连接的运动执行机构、与运动执行机构通信连接的控制器、及与控制器通信连接的传感器，传感器用于检测燃气轮机的运行状态，旋流叶片通过铰接轴与燃烧室本体铰接，运动执行机构能带动旋流叶片绕铰接轴旋转。

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种用于调整燃气轮机燃烧的系统。

背景技术

在燃气轮机中，需要一个独立部件，燃烧室专门进行工质(包含燃油或燃气)的化学反应。鉴于燃气轮机燃烧室内气流速度较高，同时要保证单位体积下的热强度，就需要采取一定的措施，即设置火焰稳定机构，通常情况下，燃烧器中均会设置旋流设备为气流提供垂直于主流方向的切向速度，在燃烧室内部形成负压区，对与气流进行卷吸，增加燃料工质的行程、延长反应时间，为工质的充分反应提供基础。鉴于在全世界范围内针对燃气轮机排放(NOx)的要求逐步严苛，燃烧室内部空、燃的混合模态基本属于贫预混状态，此模式下容易发生燃烧不稳定、回火、熄火等问题，为燃烧调整提出极大挑战。

目前，燃气轮机燃烧系统运行状态最基本的调节手段是改变燃烧室的燃料供应量和空气供应量。例如基于燃气轮机负荷变化，对进入燃烧室的燃料流量进行调节，从而调整相应的单位体积的热强度。如三菱日立电力系统株式会社就燃料调节的模态变化申请了众多专利(如CN 104169651 B和CN 103225822 B)。

同时，众多理论研究及试验证明(林宇震，许全宏，刘高恩.燃气轮机燃烧室)，在燃料及空气配比保持一定的情况下，改变燃烧器旋流强度将一定程度影响出口的流场组织以及燃料分布情况，进而影响火焰形态，燃烧排放以及燃烧稳定性。

通常的，燃气轮机燃烧器中旋流叶片的旋流角度均在设计值中保持固定，这意味着在设计工况下，燃烧器出口火焰为可预见的最优解，但在工况发生变化时，无法进行二次调整。燃气轮机燃烧系统则需要面临由于工况偏离导致的燃烧稳定性变差，排放增加等问题。

为解决上述问题，可使用旋流分级布置(包括轴向分级和径向分级两种)，解决在不同工况下的燃烧模式调整的变化问题。如GE的DLN系列，西门子的ULN燃烧系统。但受限于几何尺寸以及结构要求，分级布置的方案可调模式有限，同时由于模式切换导致燃烧模态的阶梯状变化容易引发燃烧稳定性下降、排放提高等问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于调整燃气轮机燃烧的方法，该方法能提高燃气轮机燃烧稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于调整燃气轮机燃烧的方法，包括如下步骤：

采集燃气轮机的运行数据，控制器根据运行数据计算出旋流叶片的设计安装角度θ_i，θ_i＝θ₀+θ(x)，θ₀为旋流叶片的初始设计安装角度，x为燃气轮机的运行数据；所述旋流叶片通过铰接轴与燃烧室本体铰接；

控制器控制运动执行机构动作，运动执行机构带动旋流叶片绕铰接轴旋转，直至旋流叶片的实际安装角度达到设计安装角度。

进一步地，传感器采集燃气轮机的运行数据x、并将运行数据x反馈给控制器。