CN101040149B - 用于燃烧低热值燃气的燃烧器和燃烧器的工作方法 - Google Patents

用于燃烧低热值燃气的燃烧器和燃烧器的工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于燃烧低热值燃气(SG)的燃烧器(1)，其具有一沿一燃烧器轴(12)延伸的、用于输送燃烧用空气(10)的空气通道(2)与一设计为可由大体积流量的低热值燃气(SG)通过的燃气通道(26)，其中，所述燃气通道(26)与所述空气通道(2)均通向一混合区(27)。为在所述燃烧器(1)采用合成气工作时只产生少量氮氧化物，所述空气通道(2)内设置有一用于产生涡流状燃烧用空气(10)的涡流发生元件(4)。所述涡流发生元件布置在一在流体技术上与所述混合区(27)紧邻的出口区(28)内。本发明还涉及一种操作合成气燃烧器(1)的方法，其中，在所述合成气(SG)与所述燃烧用空气(10)混合之前，在微观范围内显著提高空气质量流量的涡流度，从而在时间和空间上实现所述合成气与空气的均匀混合。

Description

用于燃烧低热值燃气的燃烧器和燃烧器的工作方法
技术领域
本发明涉及一种用于燃烧低热值燃气的燃烧器，其具有一沿燃烧器轴延伸的、用于输送燃烧用空气的空气通道以及一设计为可供大体积流量的低热值燃气通过的燃气通道，其中，所述燃气通道与所述空气通道均通向一混合区。
此外，本发明还涉及一种操作燃烧器的方法，其中，将化石燃料气化，气化后的化石燃料作为低热值合成气被输送给所述燃烧器，与燃烧用空气混合后产生合成气-空气混合物，并在燃烧空间内进行燃烧。
背景技术
EP 0956475B1中公开了一种用于燃烧例如天然气或油的高热值燃料的燃烧器，这种燃烧器可实现高热值燃料与燃烧用空气很大程度上的均匀混合。为此，环形空气输送通道内部安装有一涡流发生元件，高热值燃料的入口布置在空气通道内部的涡流发生元件的流出侧上。为达到均匀混合的目的，借助多个布置在空气输送通道内的旋流叶片中的进入通道输入燃料。这一混合物随后被送入燃烧室内进行燃烧。
就世界范围内为降低燃烧设备，尤其是燃气轮机的有害物质排放所作的努力而言，近年来已研制出多种氮氧化物(NOX)排放量特别低的燃烧器及其工作方法。但这些燃烧器的重要性更在于，其并非只能用一种燃料进行工作，而是可以选择或组合的方式利用各种不同的燃料(例如油、天然气和/或煤气)进行工作，从而提高工作时的供应稳定性和灵活性。这种燃烧器例如在EP 0276696B1中有所说明。
与主要由碳氢化合物构成的天然气和石油等传统的燃气轮机燃料相比，合成气的可燃成分主要是一氧化碳和氢气。根据气化方法和整套设备方案的不同，合成气的热值比天然气的热值大约小5至10倍。除一氧化碳和氢气外，合成气的主要成分是像氮气和/或水蒸气以及有可能存在的二氧化碳这样的惰性成分。由于热值较低，因此必须通过燃烧器向燃烧室输送大体积流量的燃气。其结果是，为燃烧低热值燃料(例如合成气)，必须提供一单独设计为用于输送大体积流量的低热值燃气的燃气通道。
为使燃气轮机-汽轮机装置能实现用来自气化装置的合成气或一第二燃料或代用燃料进行的选择性工作模式，布置在燃气轮机燃烧室内的燃烧器必须设计为双燃料或多燃料燃烧器，根据需要既可加载合成气，也可加载例如为天然气或燃油的第二种燃料。其中，所用燃料分别通过燃烧器内一具有相应结构设计的燃料通道被输送至燃烧区内。
EP 1277920A1中公开了一种操作燃气轮机的燃烧器的方法和一种操作一具有整合式煤炭气化装置的发电站设备的方法。操作燃烧器的方法是将一化石燃料气化，再将气化后的化石燃料作为合成气送入燃气轮机的燃烧器内进行燃烧。其中，所述合成气被分成第一分流与第二分流，这两个分流彼此分离地被送入燃烧器内进行燃烧。通过这种使用两个合成气分流的工作方式可实现与燃气轮机负载相匹配的分级式合成气工作模式。
除合成气的化学计量燃烧温度外，合成气与燃烧用空气在火焰锋处的混合质量，对于避免温度峰值以及由此降低与热相关的氮氧化物生成量来说有着重要的影响。由于所需合成气的体积流量很大，混合区也会发生相应程度的空间膨胀，因此很难实现燃烧用空气与合成气在空间上的良好混合。此外，仅从环境保护和关于有害物质排放的相关法规考虑，尽可能低的氮氧化物生成量是对燃烧，尤其是发电站燃气轮机装置内的燃烧的一个重要要求。氮氧化物的生成量以与燃烧火焰温度成指数关系的速度随火焰温度的升高而增长。当燃料与空气混合不均匀时，燃烧区内会出现一定的火焰温度分布。根据上述氮氧化物生成量与火焰温度之间的指数关系，这种分布中的最高温度决定着非期望的氮氧化物生成量。
发明内容
从这一问题出发，本发明的目的是提供一种燃烧器，用于燃烧特别为合成气的低热值燃气，其氮氧化物生成量较低。本发明的另一目的是提供一种操作燃烧器的方法，实施所述方法时燃烧低热值燃气。
根据本发明，上述有关燃烧器的目的通过一种用于燃烧低热值燃气的燃烧器而达成，所述燃烧器具有一沿一燃烧器轴延伸的、用于输送燃烧用空气的空气通道；一个为大体积流量的低热值燃气通过的燃气通道，其中，所述燃气通道与所述空气通道均通向一混合区，其中，所述空气通道具有一在流体技术上与所述混合区紧邻的出口区，所述出口区内设置有一用于产生涡流状燃烧用空气的涡流发生元件。
本发明基于这样一种考虑，即，在已知的用于燃烧低热值燃气的燃烧器中，由于低热值燃气与燃烧用空气在混合区内的混合不充分，因此就未来的有害物质极限值而言，这些燃烧器的氮氧化物生成量过高了。通过在空气通道内安装一涡流发生元件，可使空气质量流量的涡流度在燃烧用空气与低热值燃气混合之前就已得到提高。本发明发现，在此情况下特别重要的一点是只能在微观范围内进行涡流度的提高，即必须避免出现带有明显尾流区的大涡流轨迹，尤其是逆流方向的流动分量，否则就会存在燃烧器内出现反闪现象的危险。为使燃烧器能特别稳定地工作，空气通道具有一在流体技术上与混合区紧密邻接的出口区，其中，涡流发生元件就布置这个出口区内。事实表明，通过将涡流发生元件布置在与混合区邻接的出口区内，可特别有效地形成空气涡流，并使产生的微观范围内的涡流基本毫无阻碍地扩散到邻接的混合区内。借此可使低热值燃气与燃烧用空气在空间和时间上均达到很大程度上的均匀混合，从而达到降低氮氧化物生成量的目的。本发明意外地发现，涡流发生元件在空气通道内的准确定位对混合区内的混合结果特别重要。
本发明的优点主要在于，通过使燃烧用空气具有上述微型涡流，可使燃烧用空气与燃气达到特别良好的混合，与此同时，涡流发生元件所引起的压力损耗也很小。通过在混合区内将低热值燃气与带有涡流的燃烧用空气混合，可显著改善燃气-空气混合物在混合区内的空间均匀性。其中，借助微型涡流在确保能实现特别充分的混合的同时，还可避免出现反闪现象。本发明的另一优点是，将涡流发生元件布置在与混合区邻接的出口区内的布置方式。通过这种布置方式可特别有效地产生涡流。为取得良好的混合结果，应尽量避免在涡流发生元件的尾流区内安装其他元件。
根据优选实施例，涡流发生元件建构为基本不具有会使燃烧用空气的涡流发生回流的区域。通过这种方法可确保燃烧器在燃烧低热值燃气时能稳定工作，尤其是可避免燃烧器内出现反闪现象。
空气通道优选建构为一环形通道，所述环形通道与燃气通道同一圆心地包围燃气通道。
为能在微观范围内尽可能有效地提高燃烧器的涡流度，涡流发生元件应满足结构设计和布置方面的特别要求。为此，根据本发明的一特别优选的设计方案，涡流发生元件具有：
a)一个具有对称轴的第一限制环，
b)一个较大的第二限制环，其中心位于所述对称轴上，
c)一个由两个限制环支撑的连接面，以及
d)大量分别相对于所述连接面的法线倾斜的、平面的致偏元件，所述致偏元件沿所述连接面上的圆布置，这些圆的中心均位于所述对称轴上。
涡流发生元件特别适合用在一环形的空气通道内。设置至少两个圈，优选为三圈。
有关混合比在时间上的波动的研究表明，当涡流发生元件采用上述结构设计时，低热值燃气与燃烧用空气之间的混合比在时间上局部出现的波动非常之小。与此同时，采取这种设计的涡流发生元件只会引起很小的压力损耗，因而几乎不会对燃烧器的效率产生不良影响。
连接面的面积优选小于涡流发生元件上被较大的限制环包围的圆面积的一半。此外，较大的限制环的直径优选约小于1m，特别是50cm至80cm。在此情况下，涡流发生元件适合用在小的流体通道，例如燃烧器的空气通道内。
根据另一优选实施例，沿同一个圆布置的那些致偏元件彼此间具有相同间距。借此可在整个连接面上均匀地产生涡流，从而使得低热值燃气与燃烧用空气，尤其是合成气与燃烧用空气在混合区内达到特别均匀的混合。
另一优选方案是，每个致偏元件均以形成涡流为目的从连接面朝一边缘逐渐变窄。致偏元件大致呈梯形或三角形。通过这种设计方案可形成特别密集的涡流。
沿同一个圆布置的那些致偏元件优选为同向倾斜。布置在相邻的两个圆上的那些致偏元件之间优选为反向倾斜。在燃烧用空气与燃气由于涡流而实现局部良好的充分混合的同时，致偏元件的这种布置方式有助于在空气流动的较大区域内实现混合的均匀化。这一点的重要性主要体现在，在低热值燃气和燃烧用空气流入混合区时，可确保在微观范围内产生的涡流，从而在燃烧器工作时实现合成气与燃烧用空气的均匀混合。
根据一特别优选的设计方案，燃烧器建构为空气通道内布置有多个位于涡流发生元件上游的旋流叶片。借此，在下游的涡流发生元件导致微观范围内的燃烧用空气流的涡流度的提高之前，所述旋流叶片预先使得在空气通道内的燃烧用空气流具有了旋流。另外，还可将涡流发生元件与旋流叶片结合使用，涡流发生元件对低热值燃气与燃烧用空气在混合区内的混合均匀性具有如上文所述的有利影响，而旋流叶片最终会对低热值燃气的燃烧稳定性产生有利影响。其中，可将至少一个旋流叶片建构为空心叶片，需要时，可通过所述空心叶片将一特别为天然气的高热值燃料送入空气通道。当燃烧器例如处于天然气工作模式时，通过这种附加设计方案可利用建构为空心叶片的旋流叶片均匀喷入高热值燃料，从而在取得上述优点的同时，对燃料-空气混合物产生进一步均匀化的效果。
燃烧器可建构为一适用于燃气轮机装置的预混燃烧器或混合式燃烧器，具有一特别为环形通道的空气输送通道。燃烧器具有至少三个特别与所述空气输送通道同一圆心布置的、用于输送流体介质的其他环形通道，其中，所述通道中的两个通道用于为一引燃器提供流体介质，借助所述引燃器可产生一用于维持燃烧的引燃火焰。
本发明有关方法的目的通过一种操作燃烧器的方法而达成，其中，将一化石燃料气化，气化后的化石燃料作为低热值合成气被输送给所述燃烧器，与燃烧用空气混合后产生合成气-空气混合物，并在燃烧空间内进行燃烧，其中，在合成气与燃烧用空气混合之前提高空气质量流量的涡流度。在此过程中，特别会产生微型涡流。
所述操作燃烧器的方法的优点源于如上文所述的本发明燃烧器的优点，其用于燃烧特别是合成气的低热值燃气。
所述方法优选用于操作燃气轮机的燃烧器。
此外，本发明也优选用于操作发电站设备，其借助整合式气化装置将一化石燃料气化成一特别为煤气的合成气。
附图说明
下面借助实施例对本发明作进一步说明，其中(附图为示意图形式，而非按比例进行图示)：
图1为一具有整合式气化装置的发电站设备；
图2为本发明的燃烧器的纵剖面图；
图3为一涡流发生元件的俯视图；以及
图4为一涡流发生元件的侧视图。
各附图中的相同参考符号具有相同含义。
具体实施方式
图1所示的发电站设备24包括一燃气轮机装置25与一连接在燃气轮机装置25前面的、用于气化一化石燃料B的气化装置23。燃气轮机装置25包括一压缩机14、一燃烧室16以及一连接在燃烧室16后面的涡轮机18。压缩机14和涡轮机18通过一共用的转子轴15相耦合。连接在涡轮机18后面的一发电机19通过一发电机轴22耦合在所述涡轮机上。燃烧室16包括一燃烧空间17与一伸入燃烧空间17之内的、用于燃烧一低热值燃气SG的燃烧器1，通过在气化装置23内气化化石燃料B而获得所述低热值燃气。
燃气轮机18工作时，将空气10吸入压缩机14，并在此处对空气进行高度压缩。压缩空气10随后作为燃烧用空气10被输送给燃烧器1，并与低热值燃气SG混合。由此形成的燃气-空气混合物在燃烧空间17中进行燃烧，从而产生温度很高的燃烧气体。高温燃烧气体被输送给涡轮机18，并在此处减压做功，从而带动压缩机侧的转子轴15和发电机轴22，使其进入旋转状态。通过这种方法产生的电力由发电机19输出至一配电网。经部分冷却和减压后的燃烧气体以废气形式从涡轮机18的流出侧被排出。这部分废气20内存在有害物质，特别是在燃烧空间17内的高温环境下形成的氮氧化物。
导致氮氧化物排放量升高的原因还在于，由燃气和空气组成的混合物混合得不够均匀，或者其混合流场发生了时间或空间变化。这通常会导致低热值燃气SG与燃烧用空气10发生不良混合，其结果是燃烧过程中氮氧化物生成率的显著升高。
对此，本发明的解决方案可显著改善合成气SG与燃烧用空气10在火焰锋处的混合质量，从而确保燃烧器1用合成气工作时只产生少量有害物质，其中可避免出现温度峰值，从而使与热相关的氮氧化物生成量低于传统的合成气燃烧器。
下面借助图2对本发明的构思进行说明，图2显示的是本发明的一用于燃烧低热值燃气SG的燃烧器1。燃烧器1大致呈以轴线12为基准的旋转对称结构。一沿轴线12定向的、具有一燃料输送通道8的引燃器9被一具有同一圆心的环形空气输送通道7包围。燃料输送通道8设计用于输送高热值燃料，例如天然气或燃油。
燃气通道26设计成可允许大体积流量的低热值燃气SG通过。从燃气SG的流动方向上看，燃气通道26在下游部分被一具有同一圆心的环形空气输送通道2包围。环形空气输送通道2内安装有由多个旋流叶片5构成的旋流叶片环(以示意图形式显示)，其中，这些旋流叶片5中的一个旋流叶片可建构为空心叶片5a。需要时，所述旋流叶片5可相应具有由多个开口构成的入口，用于输送高热值燃料。空气通道2中安装有一位于旋流叶片环5下游的涡流发生元件4(以示意图形式显示)。燃气通道26和空气通道2均通向一共同的混合区27，低热值燃气SG在此与燃烧用空气10充分混合。空气通道2中的涡流发生元件4使燃烧用空气10产生涡流，借此可使混合区27内产生良好的混合效果，从而确保燃烧器1用合成气工作时只产生少量有害物质。对混合结果特别有利的是，如图2所示空气通道2具有一在流体技术上与混合区27紧密邻接的出口区28，涡流发生元件4即布置在所述出口区内。其中，涡流发生元件4基本上没有任何区域允许燃烧用空气10的涡流发生回流。借此可防止可燃的燃气-空气混合物值得注意地回流至涡流发生元件4，进而在涡流发生元件4上没有建立稳定的燃烧，避免引起涡流发生元件的损坏。由此，使燃烧器1在保持低氮氧化物生成量的情况下持续利用合成气SG进行工作。
借助于引燃器9，燃烧器1还可用作使用高热值燃料的扩散式燃烧器。作为替代方案，燃烧器1也可用作预混燃烧器；也就是说，先将高热值燃料与燃烧用空气10混合，然后再将其用于燃烧。在此情况下，引燃器9用于维持一引燃火焰，当燃料与空气的比例发生可能的改变时，所述引燃火焰也能在预混燃烧器工作过程中使燃烧保持稳定。
当燃烧器1使用合成气进行工作时，低热值合成气SG总是先与燃烧用空气10一起被顺流输送至混合区27，并在此处充分混合后，在一图中未作详细图示的燃烧区内进行燃烧。
如上文所述，由于低热值燃气SG的体积流量很大并由此引起的混合区27的几何膨胀，迄今为止很难确保有关气体在时间和空间上达到均匀混合，以降低燃烧中生成的氮氧化物。借助本发明的燃烧器1可实现燃烧用空气10与燃气SG之间特别均匀的混合。这一点通过空气通道内的涡流发生元件4而实现，即，燃烧用空气10直接在混合区27的上游转化为一涡流。这取决于微观范围内的涡流度的提高，即，必须避免出现带有明显尾流区的大涡流轨迹，尤其是逆流指向的流动分量，否则就会存在燃烧器1内出现反闪现象的危险。这一要求对涡流发生元件4的结构设计有着直接影响。图3以俯视图形式显示涡流发生元件4的一个可行且特别有利的设计。其中，涡流发生元件4不必占据空气通道2的整个通道高度。
借助图3所示的涡流发生元件4可实现燃烧用空气10与合成气SG在空间和时间上特别均匀的混合。与此同时，涡流发生元件4引起的压力损耗很小，因而几乎不会对合成气燃烧器1的效率产生不良影响。
下面对图3所示的涡流发生元件4的俯视图和图4以相同参考符号所示的涡流发生元件4的侧视图进行详细说明：
均匀分布在限制环圆周上的大量连接片54从一内限制环52延伸至一外限制环53。外限制环53的中心位于内限制环52的对称轴59上，连接片54垂直于内限制环52。内限制环52与外限制环53之间连接面56呈现为一个截锥体的侧表面。每个连接片54上布置有复数个指向所述截锥内部的、梯形的、平面的致偏元件51。每个致偏元件51的宽边51a均与连接片54相连。致偏元件沿三个以对称轴59为圆心的同心圆55a、55b、55c彼此等间距布置。致偏元件51朝连接面56的一法线倾斜，其中，在同一个圆55a、55b、或55c上布置的那些致偏元件51为同向倾斜，在相邻的两个圆55a、55b、55c上的致偏元件51之间则为反向倾斜。
当燃烧用空气10以垂直朝连接面56进入所述截锥内部，流过涡流发生元件4时，致偏元件51的窄边51b上会形成涡流57。燃烧用空气10由此而形成了一直持续至混合区27的微型涡流。一定体积流量的低热值燃气SG与来自空气通道2的涡流状燃烧用空气10分别进入混合区27，由于燃烧用空气10中存在所述微型涡流而实现了两者充分而均匀的混合。此外，致偏元件51的倾斜还会使燃烧用空气10除主流外还具有二次流58，在燃烧用空气与燃气由于涡流而实现局部良好的充分混合的同时，所述二次流有助于在混合区27的整个横截面范围内(参见图2)实现燃气-空气混合物的均匀化。在合成气工作模式下涡流发生元件4只对进入空气通道2的空气流动产生影响，这种设计的效果是，涡流引起的压力损耗特别小。
因此，本发明的燃烧器1特别适用于发电站设备24，借助整合式气化装置将化石燃料气化成合成气SG(例如煤气)，其中，燃烧器1布置在一燃气轮机装置25的一燃烧室16内。

Claims (8)

1.用于燃烧低热值燃气(SG)的燃烧器(1)，包括：一个沿一燃烧器轴(12)延伸的、用于输送燃烧用空气(10)的空气通道(2)；一个为大体积流量的低热值燃气(SG)通过的燃气通道(26)，其中，所述燃气通道(26)与所述空气通道(2)均通向一混合区(27)，
其特征在于，
所述空气通道(2)具有一个在流体技术上与所述混合区(27)紧邻的出口区(28)，其中，所述出口区内设置有一用于产生微型涡流状燃烧用空气(10)的涡流发生元件(4)，其中，在所述涡流发生元件(4)的上游，所述空气通道(2)内布置有复数个旋流叶片(5)。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，
所述空气通道(2)建构为一环形通道，所述环形通道与所述燃气通道(26)同一圆心地包围所述燃气通道(26)。
3.根据上述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，
所述涡流发生元件(4)具有
a)一个具有对称轴(59)的第一限制环(52)，
b)一个较大的第二限制环(53)，其中心位于所述对称轴(59)上，
c)一个由所述两个限制环(52，53)支撑的连接面(56)，以及
d)大量分别相对于所述连接面(56)的法线倾斜的、平面的致偏元件(51)，所述致偏元件沿所述连接面(56)上的圆(55a，55b，55c)布置，所述各圆的中心均位于所述对称轴(59)上。
4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，
所述涡流发生元件(4)的连接面(56)的面积小于被所述较大的限制环(53)包围的圆面积的一半。
5.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，
沿同一个圆(55a，55b，55c)布置的所述涡流发生元件(4)的那些致偏元件(51)彼此间具有相同间距。
6.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，
所述涡流发生元件(4)的每个致偏元件(51)均以形成涡流为目的从所述连接面(56)朝一边缘(51b)逐渐变窄，其中，所述致偏元件大致呈梯形或三角形。
7.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，
所述涡流发生元件(4)中布置在同一个圆(55a，55b，55c)上的那些致偏元件(51)朝相同方向倾斜。
8.根据权利要求7所述的燃烧器(1)，其特征在于，
布置在所述涡流发生元件(4)上相邻的两个圆(55a，55b，55c)上的那些致偏元件(51)朝相反方向倾斜。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2161502A1 (de) 2008-09-05 2010-03-10 Siemens Aktiengesellschaft Vormischbrenner zur Verbrennung eines niederkalorischen sowie hochkalorischen Brennstoffes
JP5312599B2 (ja) 2008-09-29 2013-10-09 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 燃料ノズル
EP2169308A1 (de) * 2008-09-29 2010-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzufuhr und Verfahren zur Brennstoffeindüsung
EP2169307A1 (de) 2008-09-29 2010-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffdüse
EP2312215A1 (de) * 2008-10-01 2011-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Brenner und Verfahren zum Betrieb eines Brenners
CN101581449B (zh) * 2009-06-25 2010-12-29 上海应用技术学院 一种生物质气天然气混烧低NOx烧嘴及其应用
DE102009038845A1 (de) * 2009-08-26 2011-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Drallschaufel, Brenner und Gasturbine
CN103134078B (zh) 2011-11-25 2015-03-25 中国科学院工程热物理研究所 一种阵列驻涡燃料-空气预混器
JP5889754B2 (ja) * 2012-09-05 2016-03-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器
EP2948715B1 (en) * 2013-01-24 2019-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Burner system having turbulence elements
FR3011911B1 (fr) 2013-10-14 2015-11-20 Cogebio Bruleur de gaz pauvre
DE102014207428A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Brenner mit Drallschaufel
DE102018114870B3 (de) 2018-06-20 2019-11-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Brennersystem und Verfahren zur Erzeugung von Heißgas in einer Gasturbinenanlage
CN109237514B (zh) * 2018-08-08 2024-02-23 中国华能集团有限公司 一种用于燃气轮机的双管路气体燃料燃烧器
CN109489069A (zh) * 2018-11-28 2019-03-19 中国华能集团有限公司 一种燃气轮机多种气体燃料混烧燃烧器结构及使用方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4171946A (en) * 1976-02-27 1979-10-23 Pietro Fascione Burner for combustible fluids
GB2123945A (en) * 1982-07-14 1984-02-08 Mitsui Shipbuilding Eng Method of burning low calorific gas and burner for low calorific gas
US4833878A (en) * 1987-04-09 1989-05-30 Solar Turbines Incorporated Wide range gaseous fuel combustion system for gas turbine engines
CN1016092B (zh) * 1988-03-04 1992-04-01 北方工程工业Plc 粉状燃料燃烧器
CN2107591U (zh) * 1991-11-07 1992-06-17 鞍山钢铁公司 自动火焰可调烧嘴
DE4409918A1 (de) * 1994-03-23 1995-09-28 Abb Management Ag Brenner zum Betrieb einer Brennkammer
US6148603A (en) * 1995-12-29 2000-11-21 Asea Brown Boveri Ag Method of operating a gas-turbine-powered generating set using low-calorific-value fuel
EP0956475B1 (de) * 1996-12-20 2001-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Brenner für fluidische brennstoffe
EP1277920A1 (de) * 2001-07-19 2003-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Brenners einer Gasturbine sowie Kraftwerksanlage

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3860569D1 (de) 1987-01-26 1990-10-18 Siemens Ag Hybridbrenner fuer vormischbetrieb mit gas und/oder oel, insbesondere fuer gasturbinenanlagen.
RU2079049C1 (ru) * 1991-04-25 1997-05-10 Сименс А.Г. Устройство горелки

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4171946A (en) * 1976-02-27 1979-10-23 Pietro Fascione Burner for combustible fluids
GB2123945A (en) * 1982-07-14 1984-02-08 Mitsui Shipbuilding Eng Method of burning low calorific gas and burner for low calorific gas
US4833878A (en) * 1987-04-09 1989-05-30 Solar Turbines Incorporated Wide range gaseous fuel combustion system for gas turbine engines
CN1016092B (zh) * 1988-03-04 1992-04-01 北方工程工业Plc 粉状燃料燃烧器
CN2107591U (zh) * 1991-11-07 1992-06-17 鞍山钢铁公司 自动火焰可调烧嘴
DE4409918A1 (de) * 1994-03-23 1995-09-28 Abb Management Ag Brenner zum Betrieb einer Brennkammer
US6148603A (en) * 1995-12-29 2000-11-21 Asea Brown Boveri Ag Method of operating a gas-turbine-powered generating set using low-calorific-value fuel
EP0956475B1 (de) * 1996-12-20 2001-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Brenner für fluidische brennstoffe
EP1277920A1 (de) * 2001-07-19 2003-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Brenners einer Gasturbine sowie Kraftwerksanlage

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
附图1，附图2，附图3.
附图1，附图2.
附图1.

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EP1645807A1 (de) 2006-04-12
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