EP1112462B1 - Verfahren zum betrieb einer gasturbine und gasturbine - Google Patents

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EP1112462B1
EP1112462B1 EP99952383A EP99952383A EP1112462B1 EP 1112462 B1 EP1112462 B1 EP 1112462B1 EP 99952383 A EP99952383 A EP 99952383A EP 99952383 A EP99952383 A EP 99952383A EP 1112462 B1 EP1112462 B1 EP 1112462B1
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burner
pilot
gas turbine
burners
hybrid
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EP99952383A
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Stefan Hoffmann
Michael Kessler
Germann Scheer
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F23R3/343—Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a Gas turbine with a plurality of hybrid burners in one Combustion chamber.
  • the invention also relates to a gas turbine with a plurality of hybrid burners in one combustion chamber, such as described in document US-A-5 450 725.
  • DE 196 37 725 A1 describes a method and a device for burning fuel with air in a combustion chamber described.
  • the combustion chamber will be through at least an air inlet and the air through several burners Fuel supplied.
  • Each burner has a characteristic Phase response, e.g. an associated delay time, accordingly a period of time after which an acoustic pulse in the combustion chamber a thermal pulse during combustion of the fuel supplied through this burner.
  • the supply of the fuel via the burner becomes like this controlled that the delay times of the burners differ significantly are with each other.
  • the delay time of a burner corresponds to a phase difference at the burner location between an acoustic vibration in the combustion chamber and one thermal vibration on the burner.
  • Such combustion vibrations are caused by the interaction between the Acoustics of the combustion chamber and a thermal power release caused by the combustion. These combustion vibrations can lead to high noise pollution or even mechanical damage.
  • the delay time of a Brenners in a combustion chamber is composed of different ones Summands, each on individual components of the system consisting of burner, combustion chamber and flame traceable are. Those related to the burner and the combustion chamber Summands are mainly determined by the geometry of burner and combustion chamber; a traceable to the flame itself Summand is essential due to its properties the combustion itself.
  • the summand itself can be further decompose into a convective delay time, the one Transport time for the transport of the reactants to Flame front, where the combustion begins, characterizes, a heating time, which is the time for heating the Reaction partner to the temperature required for ignition indicates, as well as a reaction kinetic delay, which is determined by the course of the combustion itself.
  • a convective delay time usually outweighs the other two Summands clearly. Different delay times for the Different burners cause that the individual Burning vibrations not emanating from burners reinforce each other more.
  • the object of the invention is to provide a method of operation a burner arrangement in which combustion vibrations be largely suppressed.
  • Another object of the invention is the specification of a gas turbine, particularly with regard to a slight tendency to form combustion vibrations has favorable properties.
  • the object is directed to a method solved by a method for operating a burner arrangement with a plurality of hybrid burners in one combustion chamber, each hybrid burner having a pilot burner and a main burner and each pilot burner has a pilot fuel amount is fed, with at least two of the Pilot burners with a different amount of pilot fuel operated, and being the difference in the pilot fuel amount depending on the output of the burner arrangement is set.
  • a hybrid burner has a pilot burner and a main burner on.
  • the pilot burner preferably works as one Diffusion burner, d. H. Fuel and combustion air mixed and burned in the combustion chamber by diffusion.
  • the main burner is a premix burner, i.e. H. Fuel and combustion air are removed before entering the Combustion chamber mixed and then burned. Ignited usually the fuel mixture of the main burner on the flame of the pilot burner.
  • the burner assembly delivers power.
  • This power output can e.g. B. a power for a boiler or a Power to drive a turbine.
  • High output are achieved by operating the main burners, the pilot burner primarily used to stabilize the Combustion of the main burner are responsible. At low The pilot burner can also only supply power work as a diffusion burner.
  • Such a burner arrangement can come to the formation of a combustion vibration.
  • the Invention is based on the knowledge that a static Supply of a different amount of fuel to the Burners to suppress combustion vibrations not over the entire range of possible output, also called load, the burner arrangement can be carried out.
  • the pilot burner must have a lower output to be supplied with a high amount of fuel to ignite the lean fuel mixture of the main burner stably.
  • pilot fuel quantities supplied depend on the output the burner arrangement can be adjusted a detuning of the burners to each other, adapted to the respective operating status.
  • the supply of different pilot fuel quantities is designed for stabilization the minimum amount of pilot fuel required for combustion.
  • the burner arrangement is thus stable on the one hand at low temperatures Loads can be operated and, on the other hand, combustion vibrations by supplying different amounts of pilot fuel to at least two of the pilot burners by means of this caused different delay times of the pilot burner effectively suppressable.
  • the difference in the pilot fuel quantity preferably increases with increasing output. This increases the output power a bigger difference in the amount of pilot fuel adjustable without affecting the stability of the combustion. Since it is just at higher output rates too disturbing combustion vibrations, here is an operation the pilot burner with different pilot fuel quantities regarding the suppression of combustion vibrations particularly advantageous.
  • a large part is preferred at maximum load of the gas turbine the hybrid burner with one to two percent of a maximum Pilot fuel amount and the rest of the hybrid burners at five operated up to 15 percent of the maximum pilot fuel quantity.
  • a gas turbine with an annular combustion chamber This can be a stationary gas turbine or an aircraft engine.
  • the object is directed to a gas turbine solved by a gas turbine with a plurality of hybrid burners in a combustion chamber, each hybrid burner has a pilot burner and a main burner and wherein a pilot fuel quantity can be supplied to each pilot burner, a control unit for load-dependent control of the feed at least different amounts of pilot fuel two of the pilot burners are provided.
  • FIG. 1 shows a gas turbine directed along an axis 3 1.
  • axis 3 are arranged one behind the other Compressor 5, an annular combustion chamber 7 and a turbine 9.
  • annular combustion chamber 7 Along a circumference of the annular combustion chamber 7 are a large number arranged by hybrid burners 11.
  • hybrid burners 11 For each hybrid burner 11 leads a fuel supply line 13 for pilot fuel.
  • a control unit is part of the fuel supply lines 13 15 switched.
  • the control unit 15 could also be used in all of the Fuel supply lines 13 may be switched.
  • To the control unit 15 also carries a signal line 17.
  • the gas turbine 1 can with different output powers or loads are operated.
  • Via the signal line 17 a signal is fed to the control unit 15, which is the size of a current output power of the Gas turbine 1 reproduces.
  • the control unit 15 does not necessarily need to go directly to the fuel supply lines 13 to be connected. You could also use valves control which is arranged in the fuel supply lines 13 are.
  • the control unit 15 makes at least two the hybrid burner 11 a different amount of pilot fuel delivered. Because of this different amount of pilot fuel 11 different results for these hybrid burners Delays.
  • the delay times indicate a phase difference between an acoustic Vibration in the combustion chamber 7 and a vibration one thermal power release on the respective hybrid burner 11. Due to the different delay times these phases are changed so that combustion vibrations, which emanate from the individual hybrid burners 11, weaken each other, or at least not each other strengthen. This will suppress training a combustion vibration reached.
  • a hybrid burner is shown schematically in a longitudinal section in FIG 11 shown.
  • the hybrid burner 11 has a central one Pilot burner 21 on.
  • the pilot burner 21 is about a fuel supply line 13 a pilot fuel amount 23 and combustion air 24 is supplied via an air duct 22.
  • the pilot burner 21 is concentric of an annular channel Main burner 25 surround. In this is a premixed Fuel air flow 27 performed, which is on a Pilot flame 29 of the pilot burner 21 ignites.
  • a control unit 15 is connected in the fuel supply line 13, . This controls depending on a signal from a signal line 17 the amount of pilot fuel supplied in the fuel supply line 13 23. This regulation depends on the output of a service not shown here Gas turbine in which the hybrid burner 11 is installed.
  • a small part of the hybrid burners is compared with one the remaining hybrid burners 11 increased amount of pilot fuel operated. This causes efficient suppression of combustion vibrations.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine mit einer Mehrzahl von Hybridbrennern in einer Brennkammer. Die Erfindung betrifft außerdem eine Gasturbine mit einer Mehrzahl von Hybridbrennern in einer Brennkammer, wie zum Beispiel in Dokument US-A-5 450 725 beschrieben.
Das Prinzip eines Hybridbrenners ist beschrieben in dem Artikel "Progress in Nox and CO Emission Reduction of Gas Turbines", H. Maghon, P. Behrenbrink; W. Termuehlen und G. Gärtner, ASME/IEEE Power Generation Conference, Boston, October 1990.
In der DE 196 37 725 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verbrennung von Brennstoff mit Luft in einer Brennkammer beschrieben. Der Brennkammer werden durch zumindest einen Lufteinlaß die Luft und durch mehrere Brenner der Brennstoff zugeführt. Dabei hat jeder Brenner einen charakteristischen Phasengang, z.B. eine zugehörige Verzugszeit, entsprechend einer Zeitdauer, nach der ein akustischer Impuls in der Brennkammer einen thermischen Impuls bei der Verbrennung des über diesen Brenner zugeführten Brennstoffes hervorruft. Die Zuführung des Brennstoffes über die Brenner wird derart gesteuert, daß die Verzugszeiten der Brenner wesentlich verschieden untereinander sind. Die Verzugszeit eines Brenners entspricht einem Phasenunterschied am Ort des Brenners zwischen einer akustischen Schwingung in der Brennkammer und einer thermischen Schwingung am Brenner. Solche Verbrennungsschwingungen werden durch die Wechselwirkung zwischen der Akustik der Brennkammer und einer thermischen Leistungsfreisetzung bei der Verbrennung hervorgerufen. Diese Verbrennungsschwingungen können zu hohen Lärmbelastungen oder gar zu mechanischen Beschädigungen führen. Bei einer Anordnung mit mehreren Brennern in einer Brennkammer können sich von den einzelnen Brennern ausgehende Verbrennungsschwingungen gegenseitig verstärken. Dadurch, daß den Brennern unterschiedlich große Brennstoffmengen zugeführt werden, werden die Verzugszeiten für die Brenner unterschiedlich. Die Verzugszeit eines Brenners in einer Brennkammer setzt sich zusammen aus verschiedenen Summanden, die jeweils auf einzelnen Komponenten des Systems aus Brenner, Brennkammer und Flamme zurückführbar sind. Die auf den Brenner und die Brennkammer beziehbaren Summanden bestimmen sich hauptsächlich durch die Geometrie von Brenner und Brennkammer; ein auf die Flamme selbst zurückführbarer Summand ist wesentlich durch die Eigenschaften der Verbrennung selbst bestimmt. Der Summand selbst läßt sich weiter zerlegen in eine konvektive Verzugszeit, die eine Transportzeit für den Transport der Reaktionspartner zur Flammenfront, wo die Verbrennung einsetzt, charakterisiert, eine Aufheizungszeit, welche die Zeit für die Aufheizung der Reaktionspartner auf die zur Zündung erforderliche Temperatur angibt, sowie eine reaktionskinetische Verzugszeit, welche durch den Ablauf der Verbrennung selbst bestimmt ist. In der Regel überwiegt die konvektive Verzugszeit die beiden anderen Summanden deutlich. Unterschiedliche Verzugszeiten bei den verschiedenen Brennern führen dazu, daß sich die von den einzelnen Brennern ausgehenden Verbrennungsschwingungen nicht mehr gegenseitig verstärken.
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zum Betrieb einer Brenneranordnung, bei dem Verbrennungsschwingungen weitgehend unterdrückt werden. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Gasturbine, die insbesondere hinsichtlich einer geringen Neigung zur Ausbildung von Verbrennungsschwingungen günstige Eigenschaften aufweist.
Erfindungsgemäß wird die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Brenneranordnung mit einer Mehrzahl von Hybridbrennern in einer Brennkammer, wobei jeder Hybridbrenner einen Pilotbrenner und einen Hauptbrenner aufweist und wobei jedem Pilotbrenner eine Pilotbrennstoffmenge zugeleitet wird, wobei mindestens zwei der Pilotbrenner mit einer unterschiedlichen Pilotbrennstoffmenge betrieben werden, und wobei der Unterschied in der Pilotbrennstoffmenge abhängig von einer Abgabeleistung der Brenneranordnung eingestellt wird.
Ein Hybridbrenner weist einen Pilotbrenner und einen Hauptbrenner auf. Der Pilotbrenner arbeitet vorzugsweise als ein Diffusionsbrenner, d. h. Brennstoff und Verbrennungsluft werden in der Brennkammer durch Diffusion gemischt und verbrannt. Der Hauptbrenner ist ein Vormischbrenner, d. h. Brennstoff und Verbrennungsluft werden vor Eintritt in die Brennkammer vermischt und anschließend verbrannt. Dabei entzündet sich in der Regel das Brennstoffgemisch des Hauptbrenners an der Flamme des Pilotbrenners.
Die Brenneranordnung gibt eine Leistung ab. Diese Abgabeleistung kann z. B. eine Leistung für einen Heizkessel oder eine Leistung für den Antrieb einer Turbine sein. Hohe Abgabeleistungen werden durch den Betrieb der Hauptbrenner erreicht, wobei die Pilotbrenner in erster Linie zur Stabilisierung der Verbrennung des Hauptbrenners verantwortlich sind. Bei niedrigen Abgabeleistungen kann auch ausschließlich der Pilotbrenner als Diffusionsbrenner arbeiten.
Wie oben beschrieben, kann es bei einer solchen Brenneranordnung zur Ausbildung einer Verbrennungsschwingung kommen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine statische Zuführung einer unterschiedlichen Brennstoffmenge zu den Brennern zu einer Unterdrückung von Verbrennungsschwingungen nicht über den ganzen Bereich der möglichen Abgabeleistung, auch Last genannt, der Brenneranordnung durchführbar ist. Bei niederen Abgabeleistungen müssen die Pilotbrenner in der Regel mit einer hohen Brennstoffmenge versorgt werden, um ein mageres Brennstoffgemisch des Hauptbrenners stabil zu zünden. Indem nun bei mindestens zwei der Pilotbrenner die jeweils zugeführten Pilotbrennstoffmengen abhängig von der Abgabeleistung der Brenneranordnung eingestellt werden, ergibt sich eine Verstimmung der Brenner untereinander, angepaßt an den jeweiligen Betriebszustand. Die Zufuhr unterschiedlicher Pilotbrennstoffmengen ist abgestimmt auf die zur Stabilisierung der Verbrennung erforderliche Mindestpilotbrennstoffmenge. Die Brenneranordnung ist somit einerseits stabil bei niederen Lasten betreibbar und andererseits sind Verbrennungsschwingungen durch die Zufuhr unterschiedlicher Pilotbrennstoffmengen zu mindestens zwei der Pilotbrenner mittels der dadurch bewirkten unterschiedlichen Verzugszeiten der Pilotbrenner wirksam unterdrückbar.
Bevorzugt steigt der Unterschied in der Pilotbrennstoffmenge mit steigender Abgabeleistung an. Damit wird bei erhöhter Abgabeleistung ein größerer Unterschied in der Pilotbrennstoffmenge einstellbar, ohne die Stabilität der Verbrennung zu beeinträchtigen. Da es gerade bei höheren Abgabeleistungen zu störenden Verbrennungsschwingungen kommt, ist hier ein Betrieb der Pilotbrenner mit unterschiedlicher Pilotbrennstoffmenge hinsichtlich der Unterdrückung von Verbrennungschwingungen besonders vorteilhaft.
Bevorzugt wird bei Maximallast der Gasturbine ein Großteil der Hybridbrenner mit ein bis zwei Prozent einer maximalen Pilotbrennstoffmenge und der Rest der Hybridbrenner mit fünf bis 15 Prozent der maximalen Pilotbrennstoffmenge betrieben.
Bevorzugtermaßen werden bei Abgabeleistungen oder Lasten oberhalb von 60% der Maximalabgabeleistung der Brenneranordnung eine erste Anzahl der Hybridbrenner mit einer ersten Pilotbrennstoffmenge und eine zweite Anzahl der Hybridbrenner mit einer zweiten Pilotbrennstoffmenge betrieben, wobei die erste Anzahl mehr als 4 mal so groß wie die zweite Anzahl und die zweite Pilotbrennstoffmenge mehr als 2 mal so groß wie die erste Pilotbrennstoffmenge ist. Bei Abgabeleistungen oberhalb von 60% der Maximalabgabeleistung der Brenneranordnung reicht es aus, eine vergleichsweise geringe Anzahl der Hybridbrenner mit einer geringeren Pilotbrennstoffmenge zu betreiben, als die übrigen Hybridbrenner. Auf diese Weise wird eine Leistungsfreisetzung aus den Pilotbrennern kaum reduziert und trotzdem eine Verbrennungsschwingung wirksam unterdrückt. Vorzugsweise wird das Verfahren in einer Gasturbine mit einer Ringbrennkammer, angewendet. Dies kann eine stationäre Gasturbine oder ein Flugtriebwerk sein. Bei den großen Abgabeleistungen einer Gasturbine kann es zu sehr starken Verbrennungsschwingungen kommen. Gerade bei einer Ringbrennkammer sind solche Verbrennungsschwingungen praktisch nicht vorhersagbar und müssen durch zusätzliche Maßnahmen bekämpft werden. Die lastabhängig unterschiedliche Einstellung der Pilotbrennstoffmengen bietet hier ein einfaches und effizientes Mittel zur Unterdrückung von Verbrennungsschwingungen.
Erfindungsgemäß wird die auf eine Gasturbine gerichtete Aufgabe gelöst durch eine Gasturbine mit einer Mehrzahl von Hybridbrennern in einer Brennkammer, wobei jeder Hybridbrenner einen Pilotbrenner und einen Hauptbrenner aufweist und wobei jedem Pilotbrenner eine Pilotbrennstoffmenge zuleitbar ist, wobei eine Steuereinheit zur lastabhängigen Steuerung der Zufuhr unterschiedlich großer Pilotbrennstoffmengen zu mindestens zwei der Pilotbrenner vorgesehen ist.
Vorteile einer solchen Gasturbine ergeben sich entsprechend den Ausführungen zu den Vorteilen des Verfahrens zum Betrieb einer Gasturbine.
Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:
  • FIG 1 eine Gasturbine mit einer Ringbrennkammer und
  • FIG 2 einen Längsschnitt durch einen Hybridbrenner.
    • FIG 1 zeigt eine entlang einer Achse 3 gerichtete Gasturbine 1. Entlang der Achse 3 hintereinander angeordnet sind ein Verdichter 5, eine Ringbrennkammer 7 und eine Turbine 9. Entlang eines Umfanges der Ringbrennkammer 7 sind eine Vielzahl von Hybridbrennern 11 angeordnet. Zu jedem Hybridbrenner 11 führt eine Brennstoffzuleitung 13 für Pilotbrennstoff. In einen Teil der Brennstoffzuleitungen 13 ist eine Steuereinheit 15 geschaltet. Die Steuereinheit 15 könnte auch in alle der Brennstoffzufuhrleitungen 13 geschaltet sein. Zur Steuereinheit 15 führt weiterhin eine Signalleitung 17.
    Die Gasturbine 1 kann bei unterschiedlichen Abgabeleistungen oder Lasten betrieben werden. Die Leistungsfreisetzung aus einer Verbrennung von Brennstoff und Verbrennungsluft führt zu einer abgegebenen Leistung der Gasturbine 1. Über die Signalleitung 17 wird der Steuereinheit 15 ein Signal zugeführt, welches die Größe einer momentanen Abgabeleistung der Gasturbine 1 wiedergibt. Aufgrund dieses Signales regelt die Steuereinheit 15 die Pilotbrennstoffmenge in den angeschlossenen Brennstoffzufuhrleitungen 13. Die Steuereinheit 15 braucht nicht notwendigerweise direkt mit den Brennstoffzufuhrleitungen 13 verbunden zu sein. Sie könnte auch Ventile ansteuern, welche in den Brennstoffzufuhrleitungen 13 angeordnet sind. Durch die Steuereinheit 15 wird mindestens zwei der Hybridbrenner 11 eine unterschiedliche Pilotbrennstoffmenge zugestellt. Durch diese unterschiedliche Pilotbrennstoffmenge ergeben sich für diese Hybridbrenner 11 unterschiedliche Verzugszeiten. Die Verzugszeiten kennzeichnen dabei einen Phasenunterschied zwischen einer akustischen Schwingung in der Brennkammer 7 und einer Schwingung einer thermischen Leistungsfreisetzung am jeweiligen Hybridbrenner 11. Durch die unterschiedlichen Verzugszeiten werden diese Phasenlagen so geändert, daß sich Verbrennungsschwingungen, welche von den einzelnen Hybridbrennern 11 ausgehen, sich gegenseitig schwächen, zumindest aber nicht gegenseitig verstärken. Hierdurch wird eine Unterdrückung der Ausbildung einer Verbrennungsschwingung erreicht.
    In FIG 2 ist in einem Längsschnitt schematisch ein Hybridbrenner 11 dargestellt. Der Hybridbrenner 11 weist einen zentralen Pilotbrenner 21 auf. Dem Pilotbrenner 21 wird über eine Brennstoffzufuhrleitung 13 eine Pilotbrennstoffmenge 23 und über einen Luftkanal 22 Verbrennungsluft 24 zugeführt. Der Pilotbrenner 21 ist konzentrisch von einem ringkanalförmigen Hauptbrenner 25 umgeben. In diesem wird ein vorgemischter Brennstoff-Luftstrom 27 geführt, welcher sich an einer Pilotflamme 29 des Pilotbrenners 21 entzündet. In die Brennstoffzufuhrleitung 13 ist eine Steuereinheit 15 geschaltet. Diese regelt abhängig von einem Signal aus einer Signalleitung 17 die in der Brennzufuhrleitung 13 zugeführte Pilotbrennstoffmenge 23. Diese Regelung erfolgt dabei abhängig von der abgegebenen Leistung einer hier nicht näher dargestellten Gasturbine, in die der Hybridbrenner 11 eingebaut ist. Bei einer niederen Abgabeleistung wird dem Pilotbrenner 21 die maximale Pilotbrennstoffmenge 23 zugeführt, um damit ein relativ mageres Brennstoff Luftgemisch 27 im Hauptbrenner 25 durch eine intensive Pilotflamme 29 stabil zu zünden. Bei einer höheren Leistung ergibt sich ein fetteres Gemisch für den Brennstoffluftstrom 27. Somit genügt auch eine etwas kleinere Pilotbrennstoffmenge 23, um mit Hilfe der Pilotflamme 29 eine stabile Verbrennung des Brennstoff Luftgemisches 27 aufrechtzuerhalten.
    Ein kleiner Teil der Hybridbrenner wird mit einer gegenüber den restlichen Hybridbrennern 11 erhöhten Pilotbrennstoffmenge betrieben. Dies bewirkt eine effiziente Unterdrückung von Verbrennungsschwingungen.

    Claims (6)

    1. Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine (1) mit einer Mehrzahl von Hybridbrennern (11) in einer Brennkammer, wobei jeder Hybridbrenner (11) einen Pilotbrenner (21) und einen Hauptbrenner (25) aufweist und wobei jedem Pilotbrenner (21) eine Pilotbrennstoffmenge (23) zugeleitet wird,
      dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Pilotbrenner (21) mit einer unterschiedlichen Pilotbrennstoffmenge (23) betrieben werden, wobei der Unterschied in der Pilotbrennstoffmenge (23) abhängig von der Last der Gasturbine (1) eingestellt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied in der Pilotbrennstoffmenge (23) mit steigender Last ansteigt.
    3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß bei Maximallast der Gasturbine (1) ein Großteil der Hybridbrenner (11) mit ein bis zwei Prozent einer maximalen Pilotbrennstoffmenge (23) und der Rest der Hybridbrenner (11) mit fünf bis 15 Prozent der maximalen Pilotbrennstoffmenge (23) betrieben werden.
    4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß bei Lasten oberhalb von XX% der Maximallast der Gasturbine (1) eine erste Anzahl der Hybridbrenner (11) mit einer ersten Pilotbrennstoffmenge (23) und eine zweite Anzahl der Hybridbrenner (11) mit einer zweiten Pilotbrennstoffmenge (23) betrieben werden, wobei die erste Anzahl mehr als XX-mal so groß wie die zweite Anzahl und die zweite Pilotbrennstoffmenge (23) mehr als XX-mal so groß wie die erste Pilotbrennstoffmenge (23) ist.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Gasturbine (1) eine Ringbrennkammer (7) aufweist.
    6. Gasturbine (1) mit einer Mehrzahl von Hybridbrennern (11) in einer Brennkammer (7), wobei jeder Hybridbrenner (11) einen Pilotbrenner (21) und einen Hauptbrenner (25) aufweist und wobei jedem Pilotbrenner (21) eine Pilotbrennstoffmenge (23) zuleitbar ist,
      dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (15) zur lastabhängigen Steuerung der Zufuhr unterschiedlich großer Pilotbrennstoffmengen (23) zu mindestens zwei der Pilotbrenner (21) vorgesehen ist.
    EP99952383A 1998-08-31 1999-08-13 Verfahren zum betrieb einer gasturbine und gasturbine Expired - Lifetime EP1112462B1 (de)

    Applications Claiming Priority (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19839626 1998-08-31
    DE19839626 1998-08-31
    PCT/DE1999/002531 WO2000012940A1 (de) 1998-08-31 1999-08-13 Verfahren zum betrieb einer gasturbine und gasturbine

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1112462A1 EP1112462A1 (de) 2001-07-04
    EP1112462B1 true EP1112462B1 (de) 2003-06-18

    Family

    ID=7879310

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP99952383A Expired - Lifetime EP1112462B1 (de) 1998-08-31 1999-08-13 Verfahren zum betrieb einer gasturbine und gasturbine

    Country Status (5)

    Country Link
    US (1) US6425239B2 (de)
    EP (1) EP1112462B1 (de)
    JP (1) JP4339519B2 (de)
    DE (1) DE59906025D1 (de)
    WO (1) WO2000012940A1 (de)

    Families Citing this family (14)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US20020134740A1 (en) * 2001-03-23 2002-09-26 Pierre Cote Inverted air box aerator and aeration method for immersed membrane
    WO1999056060A1 (de) * 1998-04-23 1999-11-04 Siemens Aktiengesellschaft Brennkammeranordnung
    SE521293C2 (sv) * 2001-02-06 2003-10-21 Volvo Aero Corp Förfarande och anordning för tillförsel av bränsle till en brännkammare
    DE60217768T2 (de) * 2001-07-18 2007-11-15 Rolls-Royce Plc Kraftstofffördervorrichtung
    DE102004015187A1 (de) * 2004-03-29 2005-10-20 Alstom Technology Ltd Baden Brennkammer für eine Gasturbine und zugehöriges Betriebsverfahren
    US7640725B2 (en) * 2006-01-12 2010-01-05 Siemens Energy, Inc. Pilot fuel flow tuning for gas turbine combustors
    US7805922B2 (en) * 2006-02-09 2010-10-05 Siemens Energy, Inc. Fuel flow tuning for a stage of a gas turbine engine
    DE102007009922A1 (de) 2007-02-27 2008-08-28 Ulrich Dreizler Hohlflamme
    US20110067377A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 General Electric Company Gas turbine combustion dynamics control system
    US20110072826A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 General Electric Company Can to can modal decoupling using can-level fuel splits
    EP2423589A1 (de) * 2010-08-27 2012-02-29 Siemens Aktiengesellschaft Brenneranordnung
    US10215412B2 (en) * 2012-11-02 2019-02-26 General Electric Company System and method for load control with diffusion combustion in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
    US20150107255A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 General Electric Company Turbomachine combustor having an externally fueled late lean injection (lli) system
    JP5973096B1 (ja) * 2016-01-14 2016-08-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 プラント分析装置、プラント分析方法、およびプログラム

    Family Cites Families (9)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE3361535D1 (en) * 1982-05-28 1986-01-30 Bbc Brown Boveri & Cie Gas turbine combustion chamber and method of operating it
    JPS61241425A (ja) * 1985-04-17 1986-10-27 Hitachi Ltd ガスタ−ビンの燃料ガス制御方法及び制御装置
    US4735052A (en) * 1985-09-30 1988-04-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas turbine apparatus
    DE4223828A1 (de) * 1992-05-27 1993-12-02 Asea Brown Boveri Verfahren zum Betrieb einer Brennkammer einer Gasturbine
    US5289685A (en) * 1992-11-16 1994-03-01 General Electric Company Fuel supply system for a gas turbine engine
    JP3335713B2 (ja) * 1993-06-28 2002-10-21 株式会社東芝 ガスタービン燃焼器
    US5402634A (en) * 1993-10-22 1995-04-04 United Technologies Corporation Fuel supply system for a staged combustor
    US5442922A (en) * 1993-12-09 1995-08-22 United Technologies Corporation Fuel staging system
    JP2858104B2 (ja) * 1996-02-05 1999-02-17 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器

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