PL165109B1 - Komora spalania turbiny gazowej PL - Google Patents
Komora spalania turbiny gazowej PLInfo
- Publication number
- PL165109B1 PL165109B1 PL90285434A PL28543490A PL165109B1 PL 165109 B1 PL165109 B1 PL 165109B1 PL 90285434 A PL90285434 A PL 90285434A PL 28543490 A PL28543490 A PL 28543490A PL 165109 B1 PL165109 B1 PL 165109B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- burners
- air
- chamber
- burner
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- F23R3/30—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
- F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
- F23D11/402—Mixing chambers downstream of the nozzle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
- F23D17/002—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
-
- 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
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
-
- 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
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
- F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
-
- 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
- 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
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
- F23R3/50—Combustion chambers comprising an annular flame tube within an annular casing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/07002—Premix burners with air inlet slots obtained between offset curved wall surfaces, e.g. double cone burners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
1. Komora spalania turbiny gazowej z palnika- mi ze wstepnym mieszaniem, przy czym palnik ze wstepnym mieszaniem sklada sie z co najmniej dwóch ustalonych wzajemnie, pustych korpusów w postaci czesci stozka, których osie srodkowe w kierunku wzdluznym sa przesuniete wzgledem siebie, zna- mienna tym, ze komora spalania po stronie naplywu powietrza palnikowego jest wyposazona w szereg pal- ników (B, C) z mieszaniem wstepnym, przy czym palniki (B, C) z mieszaniem wstepnym umieszczone sa obok siebie i róznia sie ze wzgledu na przepusto- wosc powietrza palnikowego, od siebie, przy czym duze palniki (B) ze wstepnym mieszaniem i male palniki (C) ze wstepnym mieszaniem wystepuja na- przemiennie kolejno po sobie, zas miedzy poszczegól- nymi palnikam i (B , C ) um ieszczone sa dysze powietrzne (F). FIG .1 PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest komora spalania turbiny gazowej.
Z uwagi na wyznaczone bardzo niskie emisje NOX przy pracy turbiny gazowej wielu producentów przechodzi na stosowanie palników z mieszaniem wstępnym. Jedna z wad takich palników polega na tym, że gasną one już przy bardzo małych współczynnikach nadmiaru powietrza, zależnie od temperatury za sprężarką turbiny gazowej, tj. przy wartości wynoszącej około 2. Z tego powodu podczas pracy turbiny z obciążeniem częściowym palniki takie muszą być wspierane przez jeden lub kilka palników pilotowych. Z reguły wykorzystuje się tu palniki dyfuzyjne. Takie rozwiązanie techniczne umożliwia bardzo małą emisję NOX w zakresie pełnego obciążenia. Natomiast podczas pracy z obciążeniem częściowym taki układ palników wspierających daje znacznie większe emisje NOX.
1<55 109
Spotyka się niejednokrotnie próby wykorzystywania mniejszych palników wspomagających albo stosowania dyfuzyjnych palników pracujących w uboższym zakresie. Jednak nie przynoszą one powodzenia, gdyż pogarsza się wypalanie i znacznie wzrasta emisja CO/UHC. W języku specjalistycznym stan taki określa się jako nożyce CO/UHC-NOx.
Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad znanych rozwiązań, a więc opracowanie komory spalania, która przy zminimalizowanej emisji spalin umożliwia szeroki zakres pracy z optymalizacją współczynnika jakości spalania dla zakresu temperatury u wlotu turbiny, zwanym w języku specjalistycznym Pattem Factor’, tj. współczynnikiem wzorcowym.
Cel ten został osiągnięty dzięki temu, że komora spalania po stronie napływu powietrza palnikowego jest wyposażona w szereg palników z mieszaniem wstępnym, przy czym palniki z mieszaniem wstępnym umieszczone są obok siebie i różnią się ze względu na przepustowość powietrza palnikowego od siebie, przy czym duże palniki ze wstępnym mieszaniem i małe palniki ze wstępnym mieszaniem występują naprzemiennie kolejno po sobie, zaś między poszczególnymi palnikami umieszczone są dysze powietrzne.
Palniki duże nazywa się dalej palnikami głównymi, a palniki małe nazywa się palnikami pilotowymi. Stosunek ilości przepływającego powietrza palnikowego ustala się inywidualnie w każdym przypadku. W całym zakresie obciążenia komory spalania palniki pilotowe pracują jako samoczynne palniki z mieszaniem wstępnym, przy czym współczynnik nadmiaru powietrza jest prawie stały. Palniki pilotowe mogą pracować w całym zakresie obciążenia przy idealnej mieszance /palnik z mieszaniem wstępnym/, a więc także przy obciążeniu częściowym występuje bardzo mała emisja NOx.
Poza tym okazuje się, że w celu podniesienia wskaźnika wydajności turbiny, tj. ze względu na tzw. potencjał Uprating, w turbinach gazowych o wyższych temperaturach wlotowych udział powietrza, który nie może być ukształtowany przez palniki /Lean Blowoff Limit, CO/UHC/, nie powinien być wykorzystywany wyłącznie do chłodzenia, ze względu na współczynnik wzorcowy Pattem Factor. Za pomocą przewidzianych dysz powietrznych wprowadza się pewną ilość powietrza szczególnie za pierwszą strefę spalania przestrzeni spalania, przy czym należy dopilnować aby było zrealizowane dokładne wymieszanie. Ma to tę zaletę, że część powietrza zapewniająca podniesienie wskaźnika wydajności i wdmuchiwania wprost do drugiej strefy spalania zapobiega niepożądanemu odchudzeniu strefy pierwotnej.
Dysze powietrzne znajdują się w miejscu o bardzo małej prędkości powietrza i zajmują tylko ograniczoną szerokość ścianki czołowej, a więc wpływają bardzo słabo na pole przepływu głównego w strefie pierwotnej. W szczególności dysze powietrzne nie wpływają ujemnie na zapłon poprzeczny między palnikami pilotowymi i palnikami głównymi.
Inna zaleta tych dysz powietrznych wynika z ich umieszczenia na ścianie czołowej, gdyż strefa ta byłaby bardzo gorąca bez chłodzącego działania dysz powietrznych.
Główną zaletę tych dysz należy upatrywać w tym, że stabilizowane są warstwy ścinane występujące między palnikami głównymi i palnikami pilotowymi. Z tego względu dysze powietrzne znacznie poprawiają granicę stabilnego odchudzania tj. Lean Stability Limit komory spalania, przy którym palą się samoczynnie tylko palniki pilotowe.
Korzystnie ukształtowanie wynalazku uzyskuje się wtedy, gdy palniki główne i palniki pilotowe zbudowane są w postaci tzw. dwustożkowych palników o różnej wielkości, i gdy są one zespolone w pierścieniowej komorze spalania. Zapłon jest możliwy tylko za pomocą palników pilotowych, gdyż w takiej konfiguracji strugi obiegające w pierścieniowej komorze spalania dochodzą bardzo blisko do ośrodków wirowania palników pilotowych. Podczas podnoszenia obrotów wzrasta ilość paliwa doprowadzanego przez palniki pilotowe w takim stopniu, że następuje wysterowanie palników pilotowych, to znaczy dostarczania pełnej ilości paliwa. Konfigurację tę dobrano tak, żeby punkt ten odpowiadał warunkowi obciążenia turbiny gazowej. Dalszy przyrost mocy następuje wtedy za pomocą palników głównych.
Przy obciążeniu szczytowym urządzenia wysterowane są całkowicie także palniki główne. Usytuowanie małych gorących ośrodków wirowania tj. w palnikach pilotowych między dużymi chłodniejszymi ośrodkami wirowania tj. w palnikach głównych jest wyjątkowo nietrwałe, a więc nawet przy ubogo zasilanych palnikach głównych można uzyskać w zakresie
165 109 obciążenia częściowego bardzo dobre wypalanie o niskiej emisji CO/UHC, tzn. gorące wiry palników pilotowych przenikają natychmiast w zimne wiry palników głównych.
Komora spalania według wynalazku charakteryzuje się tym, że duże palniki ze wstępnym mieszaniem i małe palniki ze wstępnym mieszaniem mają jednakowy kierunek zawirowania.
Korzystnie duże palniki ze wstępnym mieszaniem są palnikami głównymi, a małe palniki ze wstępnym mieszaniem są palnikami pilotowymi komory spalania. Korzystnie wtrysk powietrza za pomocą dysz powietrznych jest skierowany do przestrzeni komory spalania i następuje z prądem palników.
Korzystnie po stronie napływowej w wewnętrznej przestrzeni stożkowej utworzonej przez korpusy w postaci części stożka o zwiększającym się przekroju poprzecznym w kierunku przepływu usytuowana jest co najmniej jedna dysza paliwowa, której wtrysk znajduje się między przesuniętymi wzajemnie środkowymi osiami korpusów, przy czym przesunięcie to jest miarą wielkości stycznych szczelin wlotowych powietrza między korpusami. Korzystnie dysza paliwowa może być zasilana paliwem płynnym. Korzystnie w obszarze stycznych szczelin wlotowych powietrza znajdują się dalsze dysze paliwowe. Korzystnie dysze paliwowe mogą być zasilane paliwem gazowym. Korzystnie komora spalania jest komorą pierścieniową, na której pierścieniowej ściance czołowej znajdują się ujścia dużych palników z mieszaniem wstępnym, małych palników z mieszaniem wstępnym oraz dysz powietrznych.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia część ścianki czołowej pierścieniowej komory spalania z palnikami pilotowymi palnikami głównymi i dyszami powietrznymi, przedstawionymi schematycznie, fig. 2 pierścieniową komorę spalania w schematycznym przekroju w płaszczyźnie palnika głównego, fig. 3 - pierścieniową komorę spalania w innym przekroju w płaszczyźnie palnika pilotowego, fig. 4 - palnik w schematycznym przekroju osiowym, fig. 5 - schematyczny przekrój osiowy w strefie dysz powietrznych, fig. 6 - palnik wykonany jako palnik dwustożkowy, przedstawiony perspektywicznie, odpowiednio wycięty, fig. 7,8,9 - odpowiednie przekroju w płaszczyznach VII-VII /fig. 7/, VIII-VIII /fig.8/ i IX-IX /fig. 9/, przy czym przekroje te są tylko schematycznym uproszczonym odwzorowaniem palnika dwustożkowego według fig. 6.
Figura 1 pokazuje wycinek sektora ścianki czołowej 10. Przedstawiono tu usytuowanie poszczególnych palników głównych B i palników pilotowych C. Są one rozmieszczone równomiernie i naprzemiennie na obwodzie pierścieniowej komory spalania A. Pokazana różnica wielkości palników B i C ma tylko orientacyjny charakter. Rzeczywista wielkość poszczególnych palników, a także ich ilość i rozmieszczenie na obwodzie ściany czołowej 10 pierścieniowej komory spalania A, zależą od wydajności i wielkości samej komory spalania.
Palniki główne B i palniki pilotowe C, rozmieszczone naprzemiennie, mają wszystkie ujścia na jednakowej wysokości, w jednolitej pierścieniowej ściance czołowej 10, która stanowi powierzchnię wlotową pierścieniowej komory spalania A.
Między poszczególnymi palnikami B, C przewidziano pewną ilość dysz powietrznych E przedstawionych tu schematycznie, które w kierunku promieniowym zajmują w przybliżeniu połowę szerokości ściany czołowej 10.
Gdy palniki główne B i palniki pilotowe C wytwarzają wiry współbieżne, wówczas powyżej i poniżej nich powstaje przepływ obiegowy obejmujący palniki B i C. Dla wyjaśnienia tego stanu przyjrzyjmy się dla porównania taśmie przenośnikowej bez końca, która porusza się na rolkach obracających się w tym samym kierunku. Funkcję rolek przejmują tu współbieżne palniki. Dookoła danego palnika powstaje nadto ośrodek wirowania; wokół palników pilotowych C ośrodki wirowania są małe i gorące, i jako takie są nietrwałe. Występują one między dużymi, chłodniejszymi ośrodkami wirowania pochodzącymi od palników głównych B. W obszarze między małymi i gorącymi oraz dużymi i chłodniejszymi ośrodkami wirowania działają dysze powietrzne F, które poprawiają znacznie stabilizację obu tych ośrodków, o czym wspomniano już wcześniej. Gdyby nawet palniki główne B były zasilane ubogo, co występuje podczas pracy z obciążeniem częściowym, to jednak należy liczyć się z bardzo dobrym wypalaniem o niskiej emisji Co/UHC.
Figury 2 i 3 pokazują schematyczny przekrój przez pierścieniową komorę spalania A w płaszczyźnie palnika głównego B względnie w płaszczyźnie palnika pilotowego C. Przedstawio165 109 na tu pierścieniowa komora spalania A przebiega stożkowo w kierunku wlotu turbiny D, co wynika na podstawie pokazanej osi środkowej E pierścieniowej komory spalania A. Każdemu palnikowi B, C przydzielono indywidualną dyszę 3.
Już z tego schematycznego przedstawienia można zorientować się, że palniki B, C są równocześnie palnikami ze wstępnym mieszaniem, a więc egzystują bez zwykle występującej strefy wstępnego mieszania. Naturalnie te palniki ze wstępnym mieszaniem B, C niezależnie od ich specyficznej koncepcji, muszą być zaprojektowane tak, żeby nie trzeba było obawiać się zapłonu zwrotnego w strefie mieszania wstępnego poprzez daną ścianę czołową 10. Palnik z mieszaniem wstępnym, spełniający dobrze ten warunek, przedstawiono szczegółowo na fig. 6 9, przy czym oba rodzje palników tj. palnik główny B i palnik pilotowy C mogą mieć jednakową budowę, lecz różnią się wielkością. W pierścieniowej komorze spalania A o średniej wielkości dobiera się stosunek wielkości palników B i C w taki sposób, żeby około 23% powietrza palnikowego przepływało przez palniki pilotowe C, a około 77% przez palniki główne B.
Figury 4 i 5 przedstawiają schematycznie w przekroju osiowym palnik główny B /według przekroju IV-IV z fig. 1/ i dysze powietrzne F /według przekroju V-V z fig. 1/. W związku z tym należy zwrócić uwagę na nadbudówki dysz powietrznych F, które wystają daleko ze ściany czołowej 10 do przestrzeni spalania. Dzięki temu powietrze G sięga dalej w przestrzeń spalania /z prądem/ w porównaniu do czoła płomieni palników B i C.
Chcąc lepiej zrozumieć budowę palnika dobrze jest rozpatrywać wraz z fig. 6 poszczególne jego przekroju pokazane na fig. 7,8,9. Poza tym, żeby nie zaciemniać niepotrzebne fig. 6, zasugerowano tylko obecność blach kierunkowych 21a, 21 b pokazanych schematycznie na fig. 7, 8 i 9. W dalszej części opisu, omawiając fig;. 6, odsyłamy w miarę potrzeby do pozostałych fig. 7,8,9.
Palnik pokazany na fig. 6 ma budowę odpowiadającą zarówno palnikowi pilotowemu C jak i palnikowi głównemu B. Zbudowany jest z dwóch połówkowych, wydrążonych korpusów 1, 2, w postaci częściowo stożka, rozmieszczonych jeden na drugim z pewnym przemieszczeniem. Wzajemne przemieszczenia osi 1b, 2b korpusów 1, 2 stwarza po obu stronach w odbiciu lustrzanym po jednej stycznej szczelinie wlotowej 19, 20 powietrza /fig. 7 - 9/, przez które wpływa strumień 15 powietrza do przestrzeni spalania palnika, to znaczy do wnęki stożkowej 14. Oba korpusy 1,2 mają po jednej cylindrycznej części początkowej 1a, 2a, które są również wzajemnie przemieszczone, podobnie jak korpusy 1, 2, a więc styczne szczeliny wlotowe 19, 20 powietrza występują od początku.
W cylindrycznej części początkowej 1a, 2a, umieszczono dyszę 3, której wtrysk paliwa 4 wypada w najwęższym przekroju wnęki stożkowej 14 utworzonej przez dwa korpusy 1, 2. Wielkość dyszy 3 zależy od rodzaju palnika, to znaczy od tego, czy chodzi o palnik pilotowy C czy też o palnik główny B. Oczywiście palnik może być wykonany w formie stożkowej na całej długości, a więc bez cylindrycznej części początkowej 1a, 2a. Oba korpusy 12 w postaci części stożka mają po jednym przewodzie paliwowym 8, 9 wyposażonym w otwory 17, przez które paliwo gazowe 13 domieszkowane jest do strumienia 15 z powietrza spalania przepływającego przez styczne szczeliny wlotowe 19, 20 powietrza. Przewody paliwowe 8, 9 znajdują się przy końcu stycznych szczelin wlotowych 19, 20 powietrza, a więc z wpływającym strumieniem 15 powietrzem spalania łączy się domieszka 16 paliwa 13. Po stronie przestrzeni spalania 22 palnik B/C ma płytkę, która tworzy ścianę czołową 10.
Paliwo płynne 12 wpływające przez dyszę 3 wtryskiwane jest pod kątem ostrym do stożkowej wnęki 14 w ten sposób, że w płaszczyźnie wylotowej palnika powstaje dość jednorodna, stożkowa struga rozpylonego paliwa.
W przypadku wtrysku paliwa 4 możemy mieć do czynienia z dyszą wspomaganą powietrzem lub z rozpylaczem ciśnieniowym.
Oczywiście przy pewnym rodzaju pracy komory spalania może występować także palnik podwójny z doprowadzeniem paliwa gazowego i płynnego.
Stożkowy profil 5 paliwa płynnego z dyszy 3 jest obejmowany poprzez wpływający stycznie strumień 15 powietrza spalania. W kierunku osiowym maleje sukcesywnie stężenie strumienia 12 płynnego paliwa wskutek domieszania powietrza spalania.
165 109
W przypadku spalania paliwa gazowego 13,16 mieszanka ze strumieniem 15 powietrzem spalania tworzy się tuż przy końcu szczelin wlotowych 19, 20 powietrza.
Przy wtryskiwaniu płynnego paliwa 12, w strefie napotkania wiru, a więc w obszarze strefy przepływu zwrotnego 6 uzyskuje się optymalne, jednorodne w przekroju stężenie paliwa. Zapłon następuje u szczytu strefy 6 przepływu zwrotnego. Dopiero w tym miejscu może powstać stabilny front płomienia 7. Nie należy tu obawiać się odbicia płomienia do wnętrza palnika, co jest utajonym przypadkiem w znanych układach mieszania wstępnego, gdzie próbuje się temu zaradzić za pomocą skomplikowanych stabilizatorów płomienia. Jeżeli strumień 15 powietrza spalaniajest podgrzany, to powstaje naturalne parowanie płynnego paliwa 12 przed osiągnięciem punktu u wyjścia palnika, w którym może nastąpić zapłon mieszanki. Stopień parowania zależy oczwiście od wielkości palnika, rozkładu wielkości kropelek płynnego paliwa i od temperatury powietrza spalania. Jednak niezależnie od tego, czy obok jednorodnego mieszania kropel przez powietrze spalania o niskiej temperaturze uzyskuje się dodatkowo częściowe lub pełne wyparowanie kropel spowodowane podgrzanym powietrzem spalania, mamy do czynienia z niską emisją tlenku azotu i tlenku węgla, gdy nadmiar powietrza wynosi co najmniej 60%. Mamy więc tu do dyspozycji dodatkowy środek ograniczenia emisji NOX. W przypadku całkowitego wyparowania przed wlotem do strefy spalania wartości emisji substancji szkodliwych są najmniejsze. To samo dotyczy pracy w warunkach zbliżonych stechiometrycznych, gdy nadmiar powietrza jest zastępowany przez recyrkulujące spaliny.
Kształtując korpusy 1,2 w postaci częściowo stożkowej, a więc nadając nachylenie stożka i szerokość stycznych szczelin wlotowych 19, 20 powietrza, trzeba utrzymać się w wąskich granicach, żeby żądane pole przepływu powietrza z jego strefą przepływu zwrotnego 6 ustaliło się w obszarze ujścia palnika celem stabilizacji płomienia.
Ogólnie należy powiedzieć, że zmniejszenie szczelin wlotowych 19, 20 powietrza powoduje dalsze przesunięcie strefy 6 pod prąd, w wyniku czego mogłoby dojść do wcześniejszego zapłonu mieszanki. Jednakże należy tu stwierdzić, że raz ustalona geometrycznie strefa przepływu wstecznego zachowuje stabilną pozycję, ponieważ następuje przyrost prędkości wirowania w kierunku przepływu w obszarze stożkowego palnika.
Konstrukcja palnika, przy zadanej jego długości montażowej, nadaje się dobrze do zmiany wielkości stycznych szczelin wlotowych 19, 20 powietrza, gdyż korpusy 1, 2 zamocowane są na płycie zamykającej 10 za pomocą połączenia rozłącznego. Przesuwając lub odsuwając od siebie promieniowo oba korpusy 1,2 zmniejszamy lub zwiększamy odstęp obu osi 1 b, 2b, a więc zmieniamy wielkość szczelin wlotowych 19, 20, co widać dobrze na fig. 7 - 9. Oczywiście korpusy 1,2 można przesuwać wzajemnie także w innej płaszczyźnie, a w wyniku czego mogą one nawet zachodzić na siebie. Istnieje nawet możliwość wzajemnego przesunięcia spiralnego korpusów 1, 2 poprzez przeciwstawny obrót. Tak więc dysponujemy możliwością dowolnej zmiany kształtu i wielkości stycznych wlotów 19, 20 powietrza, przy czym palnik można dopasować inywidualnie bez zmiany jego długości montażowej.
Z fig. 7 - 9 można też zorientować się w położeniu blach kierunkowych 21 a, 21 b. Spełniają one funkcję wprowadzenia strumienia, przy czym wydłużają one odpowiedni koniec korpusów 1 i 2 w postaci części stożka - stosownie do swej długości - w kierunku napływu powietrza wpalania. Ukierunkowanie powietrza wpalania we wnęce stożkowej 14 można zoptymalizować przez otwarcie lub zamknięcie blach kierunkowych 21 a, 21b obracanych w punkcie 23. Jest to potrzebne zwłaszcza wtedy, gdy nastąpiła zmiana pierwotnej wielkości szczelin wlotowych 19, 20 powietrza.
Oczywiście palnik może też pracować bez blach kierunkowych.
165 109
FIG.2
E
FlG.3
165 109
FIG.5
1615109
IX
FIG.6
IX
165 109
FIG.7
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł
Claims (9)
1. Komora spalania turbiny gazowej z palnikami ze wstępnym mieszaniem, przy czym palnik ze wstępnym mieszaniem składa się z co najmniej dwóch ustalonych wzajemnie, pustych korpusów w postaci części stożka, których osie środkowe w kierunku wzdłużnym są przesunięte względem siebie, znamienna tym, że komora spalania po stronie napływu powietrza palnikowego jest wyposażona w szereg palników (B, C) z mieszaniem wstępnym, przy czym palniki (B, C) z mieszaniem wstępnym umieszczone są obok siebie i różnią się ze względu na przepustowość powietrza palnikowego, od siebie, przy czym duże palniki (B) ze wstępnym mieszaniem i małe palniki (C) ze wstępnym mieszaniem występują naprzemiennie kolejno po sobie, zaś między poszczególnymi palnikami (B, C) umieszczone są dysze powietrzne (F).
2. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że duże palniki (B) ze wstępnym mieszaniem i małe palniki (C) ze wstępnym mieszaniem mają jednakowy kierunek zawirowania.
3. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że duże palniki (B) ze wstępnym mieszaniem są palnikami głównymi, a małe palniki (C) ze wstępnym mieszaniem są palnikami pilotowymi komory spalania (A).
4. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że wtrysk powietrza (G) za pomocą dysz powietrznych (F) jest skierowany do przestrzeni (22) komory spalania (A) i następuje z prądem palników (B, C).
5. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że po stronie napływowej w wewnętrznej przestrzeni stożkowej utworzonej przez korpusy (1,2) w postaci części stożka o zwiększającym się przekroju poprzecznym w kierunku przepływu usytuowana jest co najmniej jedna dysza paliwowa (3), której wtrysk znajduje się między przesuniętymi wzajemnie środkowymi osiami (1b, 2b) korpusów (1, 2), przy czym przesunięcie to jest miarą wielkości stycznych szczelin wlotowych (19, 20) powietrza między korpusami (1, 2).
6. Komora według zastrz. 5, znamienna tym, że dysza paliwowa (3) jest zasilana paliwem płynnym.
7. Komora według zastrz. 5, znamienna tym, że w obszarze stycznych szczelin wlotowych (19, 20) powietrza znajdują się dalsze dysze paliwowe (17).
8. Komora według zastrz. 7, znamienna tym, że dysze paliwowa (17) są zasilane paliwem gazowym.
9. Komora według zastrz. 1, znamienna tym, że komorę spalania (A) stanowi komora pierścieniowa, na której pierścieniowej ścianie czołowej (10) znajdują się ujścia dużych palników (B) z mieszaniem wstępnym, małych palników (C) z mieszaniem wstępnym oraz dysz powietrznych (F).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH2099/89A CH680084A5 (pl) | 1989-06-06 | 1989-06-06 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL285434A1 PL285434A1 (en) | 1991-10-21 |
PL165109B1 true PL165109B1 (pl) | 1994-11-30 |
Family
ID=4225860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL90285434A PL165109B1 (pl) | 1989-06-06 | 1990-06-01 | Komora spalania turbiny gazowej PL |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5154059A (pl) |
EP (1) | EP0401529B1 (pl) |
JP (1) | JP3075732B2 (pl) |
AT (1) | ATE108011T1 (pl) |
CH (1) | CH680084A5 (pl) |
DE (1) | DE59006282D1 (pl) |
ES (1) | ES2058667T3 (pl) |
HU (1) | HUT56923A (pl) |
PL (1) | PL165109B1 (pl) |
RU (1) | RU2002165C1 (pl) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0481111B1 (de) * | 1990-10-17 | 1995-06-28 | Asea Brown Boveri Ag | Brennkammer einer Gasturbine |
GB2257781B (en) * | 1991-04-30 | 1995-04-12 | Rolls Royce Plc | Combustion chamber assembly in a gas turbine engine |
CH684963A5 (de) * | 1991-11-13 | 1995-02-15 | Asea Brown Boveri | Ringbrennkammer. |
FR2683891B1 (fr) * | 1991-11-20 | 1995-03-24 | Snecma | Turbomachine comportant un dispositif pour diminuer l'emission d'oxydes d'azote. |
DE4411624A1 (de) * | 1994-04-02 | 1995-10-05 | Abb Management Ag | Brennkammer mit Vormischbrennern |
DE4412315B4 (de) * | 1994-04-11 | 2005-12-15 | Alstom | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben der Brennkammer einer Gasturbine |
DE4429539C2 (de) * | 1994-08-19 | 2002-10-24 | Alstom | Verfahren zur Drehzahlregelung einer Gasturbine bei Lastabwurf |
DE4429757A1 (de) * | 1994-08-22 | 1996-02-29 | Abb Management Ag | Brennkammer |
US5479773A (en) * | 1994-10-13 | 1996-01-02 | United Technologies Corporation | Tangential air entry fuel nozzle |
DE19523094A1 (de) * | 1995-06-26 | 1997-01-02 | Abb Management Ag | Brennkammer |
US5896739A (en) * | 1996-12-20 | 1999-04-27 | United Technologies Corporation | Method of disgorging flames from a two stream tangential entry nozzle |
US6176087B1 (en) * | 1997-12-15 | 2001-01-23 | United Technologies Corporation | Bluff body premixing fuel injector and method for premixing fuel and air |
DE19948674B4 (de) * | 1999-10-08 | 2012-04-12 | Alstom | Verbrennungseinrichtung, insbesondere für den Antrieb von Gasturbinen |
DE10000415A1 (de) * | 2000-01-07 | 2001-09-06 | Alstom Power Schweiz Ag Baden | Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Strömungswirbeln innerhalb einer Strömungskraftmaschine |
DE10049203A1 (de) * | 2000-10-05 | 2002-05-23 | Alstom Switzerland Ltd | Verfahren zur Brennstoffeinleitung in einen Vormischbrenner |
US6360776B1 (en) | 2000-11-01 | 2002-03-26 | Rolls-Royce Corporation | Apparatus for premixing in a gas turbine engine |
DE10205839B4 (de) * | 2002-02-13 | 2011-08-11 | Alstom Technology Ltd. | Vormischbrenner zur Verminderung verbrennungsgetriebener Schwingungen in Verbrennungssystemen |
DE10219354A1 (de) * | 2002-04-30 | 2003-11-13 | Rolls Royce Deutschland | Gasturbinenbrennkammer mit gezielter Kraftstoffeinbringung zur Verbesserung der Homogenität des Kraftstoff-Luft-Gemisches |
US6931853B2 (en) * | 2002-11-19 | 2005-08-23 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Gas turbine combustor having staged burners with dissimilar mixing passage geometries |
US7097448B2 (en) * | 2004-05-07 | 2006-08-29 | Peter Chesney | Vortex type gas lamp |
DE102007043626A1 (de) | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Gasturbinenmagerbrenner mit Kraftstoffdüse mit kontrollierter Kraftstoffinhomogenität |
US8122725B2 (en) * | 2007-11-01 | 2012-02-28 | General Electric Company | Methods and systems for operating gas turbine engines |
FR2950109B1 (fr) * | 2009-09-17 | 2012-07-27 | Turbomeca | Turbomoteur a arbres paralleles |
CA2786597A1 (en) | 2010-01-06 | 2011-07-14 | The Outdoor Greatroom Company LLLP | Fire container assembly |
EP2685163B1 (en) * | 2012-07-10 | 2020-03-25 | Ansaldo Energia Switzerland AG | Premix burner of the multi-cone type for a gas turbine |
RU2561754C1 (ru) | 2014-02-12 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя и способ её эксплуатации |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR944310A (fr) * | 1946-01-09 | 1949-04-01 | Bendix Aviat Corp | Brûleurs |
US3267676A (en) * | 1965-06-23 | 1966-08-23 | Curtiss Wright Corp | Fuel burner structure |
US3512359A (en) * | 1968-05-24 | 1970-05-19 | Gen Electric | Dummy swirl cup combustion chamber |
DE2223093A1 (de) * | 1972-05-12 | 1973-11-22 | Gen Electric | Brenner und brennstoffinjektor |
US3834159A (en) * | 1973-08-03 | 1974-09-10 | Gen Electric | Combustion apparatus |
US4058977A (en) * | 1974-12-18 | 1977-11-22 | United Technologies Corporation | Low emission combustion chamber |
US4194358A (en) * | 1977-12-15 | 1980-03-25 | General Electric Company | Double annular combustor configuration |
GB2043868B (en) * | 1979-03-08 | 1982-12-15 | Rolls Royce | Gas turbine |
GB2072827A (en) * | 1980-03-29 | 1981-10-07 | Rolls Royce | A tubo-annular combustion chamber |
DE3662462D1 (en) * | 1985-07-30 | 1989-04-20 | Bbc Brown Boveri & Cie | Dual combustor |
CH674561A5 (pl) * | 1987-12-21 | 1990-06-15 | Bbc Brown Boveri & Cie |
-
1989
- 1989-06-06 CH CH2099/89A patent/CH680084A5/de not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-05-09 DE DE59006282T patent/DE59006282D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-09 ES ES90108684T patent/ES2058667T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-09 EP EP90108684A patent/EP0401529B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-09 AT AT90108684T patent/ATE108011T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-06-01 PL PL90285434A patent/PL165109B1/pl unknown
- 1990-06-05 RU SU904830017A patent/RU2002165C1/ru active
- 1990-06-05 HU HU903493A patent/HUT56923A/hu unknown
- 1990-06-05 JP JP02145541A patent/JP3075732B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-03-16 US US07/851,125 patent/US5154059A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE59006282D1 (de) | 1994-08-04 |
JPH0320524A (ja) | 1991-01-29 |
JP3075732B2 (ja) | 2000-08-14 |
HUT56923A (en) | 1991-10-28 |
EP0401529A1 (de) | 1990-12-12 |
HU903493D0 (en) | 1990-10-28 |
US5154059A (en) | 1992-10-13 |
CH680084A5 (pl) | 1992-06-15 |
EP0401529B1 (de) | 1994-06-29 |
ATE108011T1 (de) | 1994-07-15 |
PL285434A1 (en) | 1991-10-21 |
RU2002165C1 (ru) | 1993-10-30 |
ES2058667T3 (es) | 1994-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PL165109B1 (pl) | Komora spalania turbiny gazowej PL | |
JP3077763B2 (ja) | ガスタービンの燃焼室 | |
US5402633A (en) | Premix gas nozzle | |
US6301899B1 (en) | Mixer having intervane fuel injection | |
US8938971B2 (en) | Flow straightener and mixer | |
US6832481B2 (en) | Turbine engine fuel nozzle | |
US6016658A (en) | Low emissions combustion system for a gas turbine engine | |
US5829967A (en) | Combustion chamber with two-stage combustion | |
US7171813B2 (en) | Fuel injection nozzle for gas turbine combustor, gas turbine combustor, and gas turbine | |
JP5746091B2 (ja) | ローブスワーラ | |
US8057224B2 (en) | Premix burner with mixing section | |
CA2155374C (en) | Dual fuel mixer for gas turbine combuster | |
US5558515A (en) | Premixing burner | |
US6993916B2 (en) | Burner tube and method for mixing air and gas in a gas turbine engine | |
US7509811B2 (en) | Multi-point staging strategy for low emission and stable combustion | |
US6038861A (en) | Main stage fuel mixer with premixing transition for dry low Nox (DLN) combustors | |
US5295352A (en) | Dual fuel injector with premixing capability for low emissions combustion | |
GB2311596A (en) | Gas or liquid fuelled turbine combustor | |
US5274993A (en) | Combustion chamber of a gas turbine including pilot burners having precombustion chambers | |
US4610135A (en) | Combustion equipment for a gas turbine engine | |
US5127821A (en) | Premixing burner for producing hot gas | |
JPH08247419A (ja) | 2段燃焼式燃焼室 | |
JPH06101815A (ja) | 予混合燃焼用バーナ及び燃焼器 | |
US20060218932A1 (en) | Fuel injector | |
EP0849529B1 (en) | Tangential entry fuel nozzle |