[发明专利]一种压气机出口流量分配智能燃烧调节系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种压气机出口流量分配智能燃烧调节系统及其工作方法，属于燃气轮机燃烧领域。本发明在压气机出气道和燃烧室机匣壁面分别打孔并焊接分流管道实现相互联通，分流管道上设置有分流阀门将压气机出气道空气进行分流；工况变化时，控制终端根据进口压力计算出当前工况所需的燃油流量，利用提前标定的燃油调节规律与分流阀门开度的对应关系，计算出当前工况所需的内/外环分流阀门的开度，将其转化成调节信号，传递给机械装置，通过机械传动改变分流阀门的开度，从而改变经旋流器进入火焰筒头部的空气占比，智能调节各工况下主燃区油气比，实现智能燃烧，拓宽点熄火边界，提高燃烧效率，减少冒烟现象，降低污染物排放。

技术领域

本发明属于燃气轮机燃烧领域，涉及一种压气机出口流量分配智能燃烧调节系统及其工作方法。

背景技术

燃气轮机技术的发展对其燃烧性能、污染物排放量、点熄火边界等方面的要求越来越严苛，智能燃烧调控技术的不断发展为燃气轮机燃烧室提供了新的发展方向。

对于燃气轮机燃烧室而言，其燃油供给量随着运行工况的变化而变化。小状态时，所需的燃油供给量较小；当燃气轮机需要加大推力或功率时，所需的燃油供给量增加。而一般的燃气轮机燃烧室中，扩压器、帽罩、火焰筒等的几何结构是固定的，其几何结构决定了各工况下的空气流量分配比例，因此各工况下通过扩压器、帽罩和旋流器进入火焰筒主燃区的空气占比基本是保持不变的。因此，随着发动机工况的改变，随着燃油流量的变化，导致火焰筒主燃区油气比会出现不同程度的贫油或富油，对燃烧稳定性、燃烧效率以及污染物排放量等产生较大的影响。

发明内容

针对上述的燃气轮机燃烧室在不同工况下由于燃油供给量改变导致的主燃区的油气比出现贫油或富油状态的缺陷，本发明提出了一种压气机出口流量分配智能燃烧调节系统及其工作方法，通过该系统以及工作方法可智能调节火焰筒主燃区的油气比，拓宽发动机点熄火边界，提高燃烧室的燃烧效率，减少冒烟现象，降低污染物排放。

本发明是这样实现的：

一种压气机出口流量分配智能燃烧调节系统及其工作方法，包括依次连接的压气机出气道，扩压器，燃烧室机匣，其特征在于，所述的燃烧室机匣内部设置有火焰筒，所述的火焰筒内部设置有旋流器；火焰筒外环壁面上设置火焰筒外环壁面主燃孔、火焰筒外环壁面掺混孔；火焰筒内环壁面上设置火焰筒内环壁面掺混孔和火焰筒内环壁面主燃孔；

所述的压气机出气道外环壁面开孔并焊接若干外环分流管道，所述的压气机出气道内环壁面开孔并焊接若干内环分流管道；所述的燃烧室机匣外环壁面开孔并焊接若干外环进气管道，所述的燃烧室机匣内环壁面开孔并焊接若干内环进气管道；所述的外环分流管道通过外环分支管接头相联通后，再依次通过外环分流总管、外环分流阀门与外环进气管道连接，所述的内环分流管道通过内环分支管接头相联通后，再依次通过内环分流总管、内环分流阀门与内环进气管道连接；

所述外环进气管道的出口对应火焰筒外环壁面掺混孔，所述内环进气管道的出口对应火焰筒内环壁面掺混孔；所述外环分流管道的空气流量改变扩压器进口的进口流量，所述内环分流管道的空气流量改变扩压器进口的进口流量，从而改变经旋流器进入火焰筒的空气占比，调节火焰筒主燃区的油气比，实现火焰筒主燃区智能燃烧；

所述的系统的工作方法具体如下：

经压气机压缩后的空气经压气机出气道主要进入扩压器，剩余部分分别通过外环分流管道、内环分流管道直接流到燃烧室外环通道和内环通道，再经火焰筒外环壁面掺混孔和火焰筒内环壁面掺混孔直接流入火焰筒掺混段；流经扩压器的进气为三路：一部分进入外环通道，一部分进入内环通道，剩余部分经火焰筒头部旋流器进入主燃区；