CN108375081A - 一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃气轮机设备技术领域,具体涉及一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,包括双燃料喷嘴、火焰筒、外壳、双燃料点火器、燃油总管、天然气总管、雾化空气引气管、雾化空气总管、燃油供油支管、天然气供气支管、雾化空气支管、扩压器和定位销;外壳安装有十六个独立燃烧器,每个燃烧器包括一个双燃料喷嘴和一个火焰筒,十六个火焰筒组装成环与涡轮一级导向器搭接;所述燃油供油支管、天然气供气支管、雾化空气支管的另一端分别与双燃料喷嘴所对应接口连接;所述外壳外部安装有两个对称分布的双燃料点火器,双燃料点火器穿过外壳与火焰筒连接。使用方便,操作简单,适应性宽,易于大规模地推广应用。
Description
技术领域:
本发明属于燃气轮机设备技术领域,具体涉及一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室。
背景技术:
双燃料燃气轮机采用同一套燃烧器设备,实现使用两种燃料任意一种均能长期稳定工作。通过在燃气轮机中实施双燃料燃烧技术,可以提高燃气轮机对燃料的适应性,拓宽燃气轮机应用领域;同时增强燃气轮机利用率,提高机组运行经济性。
目前,现有海上平台用燃气轮机几乎全部采用双燃料燃烧技术。以中海油为例,其海上平台及处理厂共有各型燃气轮机机组174台套,全部依赖进口,其中80%以上均为双燃料机组。未来5年,该公司对单机功率20MW级以上的双燃料机组需求量在10台以上。由于缺少国内替代资源,海上平台发电用双燃料燃气轮机逐步形成美国Solar公司、德国Siemens公司和美国GE公司等少数几家国外厂家垄断市场的势态。这些厂家掌握海上平台用双燃料燃气轮机发电机组的设备供货、维修保养、产品定价等话语权,造成设备使用和维护成本居高不下,进度受制于人,一旦产生利益冲突,将直接威胁到海上平台的电力供应,进而对油气生产造成极大影响。
发明内容:
本发明的目的是为解决国内燃气轮机采用一套燃烧器设备,仅能使用单一燃料运行的问题,而提供一种采用一套燃烧器设备,即可使用燃油,又可使用天然气为燃料的双燃料燃烧室,它具备使用方便、操作简单、适应性宽、易于大规模推广应用的特点。
本发明采用的技术方案为:一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,包括双燃料喷嘴、火焰筒、外壳、双燃料点火器、燃油总管、天然气总管、雾化空气引气管、雾化空气总管、燃油供油支管、天然气供气支管、雾化空气支管、扩压器和定位销;所述外壳安装有十六个独立燃烧器,每个燃烧器包括一个双燃料喷嘴和一个火焰筒,每个火焰筒上安装有两个用于固定的定位销,十六个火焰筒组装成环与涡轮一级导向器搭接;所述燃油总管、天然气总管和雾化空气总管通过支板固定于高压压气机承力机匣上,燃油总管通过接头与十六个燃油供油支管连接,天然气总管通过接头与十六个天然气供气支管连接,雾化空气总管通过接头与十六个雾化空气支管连接;所述燃油供油支管、天然气供气支管、雾化空气支管的另一端分别与双燃料喷嘴所对应接口连接;所述外壳外部安装有两个对称分布的双燃料点火器,双燃料点火器穿过外壳与火焰筒连接。
进一步地,所述双燃料燃烧室布置有通过法兰连接的三对半圆形弯管,每对半圆形弯管组装成环,形成了燃油总管、天然气总管和雾化空气总管。
进一步地,所述外壳通过螺栓分别与高压压气机承力机匣和高压涡轮承力机匣连接固定。
进一步地,所述雾化空气引气管上安装有止回阀,雾化空气引气管位于两个火焰筒之间。
进一步地,所述雾化空气总管上安装有用于连接厂站供给压缩空气的引气接头。
进一步地,所述外壳中部且位于两火焰筒之间设有冷却燃料通道引气口。
进一步地,所述十六个火焰筒在外壳内部水平布置。
本发明的有益效果:提供了一种采用一套燃烧器设备,即可使用燃油,又可使用天然气为燃料的双燃料燃烧室,它具备使用方便、操作简单、适应性宽、易于大规模推广应用的特点。主要优点如下:
(1)、双燃料喷嘴供给的燃油受雾化空气通道内压缩空气的高速冲击,可使燃机在低工况运行,供给小流量燃油时,仍具有良好的雾化效果,保证燃烧室燃烧性能;
(2)、当燃烧室采用一种燃料工作时,另一种燃料通道采用压缩空气持续冷却吹扫,可防止喷嘴积碳,提高燃烧室运行寿命及燃烧性能;
(3)、火焰筒水平放置可增大燃烧室内部空间,为双燃料燃烧室运行维护提供更大操作空间;
(4)、雾化空气引气管和冷却燃料通道引气口均位于两火焰筒之间位置,有利于气体流动,保证压缩空气流动的稳定性;
(5)、可应用于以燃油或天然气为燃料燃气轮机的所有领域;同时也可应用于具有特殊要求(如海上平台燃机要求两种燃料均能使用)的燃气轮机领域,其应用领域主要包括军事、能源、电力、交通、环保等方面。
附图说明:
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1中A-A的结构示意图。
具体实施方式:
参照图1和图2,一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,包括双燃料喷嘴6、火焰筒8、外壳9、双燃料点火器12、燃油总管2、天然气总管3、雾化空气引气管4、雾化空气总管1、燃油供油支管19、天然气供气支管17、雾化空气支管18和定位销7;双燃料燃烧室由十六个独立燃烧器组成,每个燃烧器包括一个双燃料喷嘴6和一个火焰筒8,每个火焰筒8上安装有两个定位销7用于固定,十六个火焰筒组装成环与涡轮一级导向器11搭接;双燃料燃烧室布置有通过法兰连接的三对半圆形弯管,每对半圆形弯管组装成环,形成燃油总管2、天然气总管3和雾化空气总管1,利用支板20固定于高压压气机承力机匣14上,每根总管上有十六个接头与对应的十六个燃油供油支管19、天然气供气支管17、雾化空气支管18连接,支管另一端与双燃料喷嘴6对应的燃油、天然气和雾化空气通道接口连接;十六个燃烧器共用一个外壳9,位于燃烧器外部,利用螺栓分别与高压压气机承力机匣14和高压涡轮承力机匣15连接固定,外壳9前端且位于两火焰筒之间位置,安装有雾化空气引气管4安装有单向止回阀5,雾化空气引气管4用于将燃烧室内压缩空气引入雾化空气总管1,雾化空气总管1上另安装有一个引气接头,用于连接厂站供给的压缩空气;外壳中部且位于两火焰筒之间位置,设有冷却燃料通道引气口13,用于将燃烧室内压缩空气分别引入天然气总管3和燃油总管2;外壳外部安装有两个对称分布的双燃料点火器12,双燃料点火器12穿过外壳9与火焰筒8连接,并利用外壳上的安装凸台固定。
压缩空气从扩压器16进入,逆向流动至外壳9与火焰筒8形成的空间,后进入火焰筒8内与来自双燃料喷嘴6的燃油或天然气燃料混合燃烧,燃烧后的燃气流入高压涡轮。
当燃气轮机以燃油为燃料时,在起动阶段,雾化空气总管1内的压缩空气由外部气源提供,当燃气轮机进入慢车后,切断外部气源供给,此时,来自燃气轮机自身的压缩空气沿雾化空气引气管4、流经止回阀5、雾化空气总管1、雾化空气支管18,进入双燃料喷嘴6雾化空气通道;从双燃料喷嘴雾化空气通道流出的压缩空气可对供给的燃油进行高速冲击,辅助燃油雾化,保证燃烧室燃烧性能。
当燃气轮机使用燃油作为燃料时,采用燃气轮机自身引气,从外壳9上的引气口13流出,流经天然气总管3、天然气支管17,进入双燃料喷嘴6,持续吹扫天然气通道;当燃气轮机使用天然气作为燃料时,采用燃气轮机自身引气,从外壳9上的引气口13流出,流经流经燃油总管2、燃油供油支管19,进入双燃料喷嘴6,持续吹扫燃油通道。压缩空气持续吹扫冷却,可防止喷嘴积碳,提高燃烧室运行寿命及燃烧性能。
Claims (7)
1.一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,其特征在于:包括双燃料喷嘴(6)、火焰筒(8)、外壳(9)、双燃料点火器(12)、燃油总管(2)、天然气总管(3)、雾化空气引气管(4)、雾化空气总管(1)、燃油供油支管(19)、天然气供气支管(17)、雾化空气支管(18)、扩压器(16)和定位销(7);所述外壳(9)安装有十六个独立燃烧器,每个燃烧器包括一个双燃料喷嘴(6)和一个火焰筒(8),每个火焰筒(8)上安装有两个用于固定的定位销(7),十六个火焰筒(8)组装成环与涡轮一级导向器(11)搭接;所述燃油总管(2)、天然气总管(3)和雾化空气总管(1)通过支板(20)固定于高压压气机承力机匣(14)上,燃油总管(2)通过接头与十六个燃油供油支管(19)连接,天然气总管(3)通过接头与十六个天然气供气支管(17)连接,雾化空气总管(1)通过接头与十六个雾化空气支管(18)连接;所述燃油供油支管(19)、天然气供气支管(17)、雾化空气支管(18)的另一端分别与双燃料喷嘴(6)所对应接口连接;所述外壳(9)外部安装有两个对称分布的双燃料点火器(12),双燃料点火器(12)穿过外壳(9)与火焰筒(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,其特征在于:所述双燃料燃烧室布置有通过法兰连接的三对半圆形弯管,每对半圆形弯管组装成环,形成了燃油总管(2)、天然气总管(3)和雾化空气总管(1)。
3.根据权利要求1所述的一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,其特征在于:所述外壳(9)通过螺栓分别与高压压气机承力机匣(14)和高压涡轮承力机匣(15)连接固定。
4.根据权利要求1所述的一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,其特征在于:所述雾化空气引气管(4)上安装有止回阀(5),雾化空气引气管(4)位于两个火焰筒(8)之间。
5.根据权利要求1所述的一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,其特征在于:所述雾化空气总管(1)上安装有用于连接厂站供给压缩空气的引气接头。
6.根据权利要求1所述的一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,其特征在于:所述外壳(9)中部且位于两火焰筒之间设有冷却燃料通道引气口(13)。
7.根据权利要求1所述的一种以燃油和天然气为燃料的双燃料环管型燃烧室,其特征在于:所述十六个火焰筒(8)在外壳(9)内部水平布置。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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