RU2533609C2 - Стабилизация пламени горелки - Google Patents

Стабилизация пламени горелки Download PDF

Info

Publication number
RU2533609C2
RU2533609C2 RU2012108126/06A RU2012108126A RU2533609C2 RU 2533609 C2 RU2533609 C2 RU 2533609C2 RU 2012108126/06 A RU2012108126/06 A RU 2012108126/06A RU 2012108126 A RU2012108126 A RU 2012108126A RU 2533609 C2 RU2533609 C2 RU 2533609C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fluid
nozzle
jet
reaction chamber
burner according
Prior art date
Application number
RU2012108126/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012108126A (ru
Inventor
Маттиас ХАЗЕ
Вернер КРЕБС
Бернд ПРАДЕ
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2012108126A publication Critical patent/RU2012108126A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2533609C2 publication Critical patent/RU2533609C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/06Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for completing combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34Feeding into different combustion zones
    • F23R3/343Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38Nozzles; Cleaning devices therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48Nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00Fluegas recirculation
    • F23C2202/10Premixing fluegas with fuel and combustion air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2202/00Fluegas recirculation
    • F23C2202/20Premixing fluegas with fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03282High speed injection of air and/or fuel inducing internal recirculation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

Горелка газовой турбины содержит реакционную камеру (5) и множество выходящих в реакционную камеру (5) реактивных сопел (6). Реактивными соплами (6) с помощью струи (2) флюида через выпускное отверстие (22) флюид подается в реакционную камеру (5). Реакционная камера (5) предназначена для сжигания флюида с образованием горячего газа (4). В, по меньшей мере, одном реактивном сопле (6, 6а, 6b, 6с) кольцевой зазор (8) расположен вокруг струи (2) флюида. Часть горячего газа (4) засасывается из реакционной камеры (5) и против направления потока флюида поступает в кольцевой зазор (8) и внутри реактивного сопла (6, 6а, 6b, 6с) смешивается со струей (2) флюида. Кольцевой зазор (8) образован с помощью насадка (12, 12а, 12b). Насадок (12а) на конце, расположенном выше по течению, имеет утолщение (15). Изобретение позволяет стабилизировать пламя такой горелки. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к горелке для стабилизации пламени газовой турбины, которая содержит реакционную камеру и множество выходящих в реакционную камеру реактивных сопел, причем с реактивными соплами с помощью струи флюида флюид подается в реакционную камеру, причем флюид сжигается в реакционной камере с образованием горячего газа, а также к способу для стабилизации пламени горелки газовой турбины.
Системы сжигания, базирующиеся на струйном пламени, имеют преимущества, в частности, с термоакустической точки зрения, по сравнению с системами, базирующимися на закручивании, благодаря распределенным зонам высвобождения тепла и отсутствующему индуцированного закручиванием завихрения. Благодаря подходящему выбору струйного импульса могут создаваться мелкомасштабные структуры потока, которые рассеивают акустически индуцированные флуктуации высвобождения тепла и таким образом подавляют пульсации давления, которые типичны для пламени, стабилизированного на закручивании.
Струйное пламя стабилизируется с помощью введения в смесь горячих рециркулирующих газов. Необходимые для этого температуры зон рециркуляции в газовых турбинах могут не обеспечиваться, в частности, в нижней области частичной нагрузки, из-за известного кольцевого расположения струй с центральной зоной рециркуляции. Поэтому особенно в области частичной нагрузки внимание должно уделяться тому, чтобы с помощью дополнительных механизмов стабилизации предотвращать частичное или полное затухание пламени. В связи с этим стабилизация струйного пламени остается еще не полностью решенной задачей.
Задачей настоящего изобретения является создание горелки газовой турбины для стабилизации пламени такой горелки. Другой задачей настоящего изобретения является предоставление в распоряжение способа для стабилизации пламени такой горелки.
Задача в отношении горелки решается с помощью горелки для стабилизации пламени горелки газовой турбины, охарактеризованной признаками п.1 формулы изобретения. Задача в отношении способа решается с помощью способа, охарактеризованного признаками п.16 формулы изобретения. Зависимые пункты содержат другие предпочтительные варианты выполнения изобретения.
При этом предложенная в соответствии с изобретением горелка газовой турбины содержит реакционную камеру и множество выходящих в реакционную камеру реактивных сопел. С реактивными соплами с помощью струи флюида флюид подается в реакционную камеру. Затем флюид сжигается в реакционной камере с образованием горячего газа.
Изобретением установлено, что системы сжигания, базирующиеся на струйном пламене, стабилизируются с помощью введения в смесь горячих рециркулирующих газов. Особенно в нижней области частичной нагрузки должны создаваться предпосылки для того, чтобы с помощью дополнительных механизмов стабилизации предотвращалось бы частичное или полное затухание пламени.
Согласно изобретению теперь в, по меньшей мере, одном реактивном сопле предусмотрен кольцевой зазор, который расположен вокруг струи флюида. Он засасывает часть горячего газа из реакционной камеры, так что он против направления потока флюида поступает в кольцевой зазор. Согласно изобретению, теперь внутри реактивного сопла горячий газ смешивается со струей флюида.
Этим обеспечивается определенное смешение горячих газов с одной или несколькими струями струйной горелки, которая таким образом обеспечивает надежное воспламенение и с этим надежную стабилизацию всей горелки. Смешение горячего газа происходит при этом уже в реактивном сопле. Согласно изобретению для засасывания используется разность давлений между камерой сгорания/реакционной камерой и текущего с высокой скоростью флюидом в сопле, который благодаря высокой скорости течения имеет сниженное статическое давление.
В предпочтительном варианте выполнения кольцевой зазор образован с помощью насадка. Засосанные газы могут иметь высокую температуру, которые при обстоятельствах могут нанести вред горелке. Предпочтительно, что насадок, по меньшей мере, частично выполнен из высококачественных материалов с и без покрытия, например, из керамики с и без покрытия.
Предпочтительно насадок имеет, по меньшей мере, одно отверстие, чтобы подавать горячий газ в струю флюида. В предпочтительном варианте выполнения, по меньшей мере, одно отверстие расположено выше по течению. Горячий газ через кольцевой зазор всасывается прямо в сопло и через отверстия подается в струю флюида. Поэтому отверстия проделаны в стенке, непосредственно ограничивающей струю флюида. Величина отверстий так и высота кольцевого зазора при этом рассчитана так, что обеспечено хорошее смешение с воздухом или смесью воздух/топливо в реактивном сопле, и, что в области частичной нагрузки температура смеси доводится до значения, которое обеспечивает надежное воспламенение. Отверстия могут выть выполнены в виде сверления или шлица, которые так же могут быть проделаны под углом.
В предпочтительном варианте выполнения насадок имеет на конце, расположенном выше по течению, утолщение. Если сжатый воздух с или без топлива в качестве флюида мимо насадка подводится к соплу, то таким образом могут избегаться потери на повороте. Предпочтительным образом утолщение в направлении течения образовано с расширением. Таким образом может достигаться повышение статической разности давлений между камерой сгорания и флюидом, с высокой скоростью текущим в сопле.
Предпочтительно насадок со стороны потока флюида в направлении течения выполнен с расширением. Таким образом точно также может достигаться повышение статической разности давления между камерой сгорания и флюидом, текущим в сопле с высокой скоростью.
В предпочтительном варианте выполнения вокруг насадка предусмотрен второй кольцевой канал для направления воздуха для горения и/или топлива. Предпочтительно во втором кольцевом канале предусмотрены средства для повышения теплоотдачи. Это способствует тому, что направляющий горячий газ насадок эффективно охлаждается. Предпочтительно этими средствами являются впадины и/или охлаждающие ребра, и/или крылышки. Однако могут быть представлены также все другие концепты охлаждения как охлаждение ударного действия, конвекционное охлаждение, с использованием которых сжатый воздух или смесь сжатый воздух/топливо подается в реакционную камеру. В предпочтительном варианте выполнения охлаждающий воздух и/или топливо, текущее через второй кольцевой канал, охлаждает насадок при этом со стороны ниже по течению.
Предпочтительно реактивное сопло имеет выпускное отверстие сопла с диаметром D. Предпочтительно выпускное отверстие расположено со смещением по отношению к кольцевому зазору в направлении течения. Предпочтительным образом смещение включает длину от 0-3 диаметров выпускного отверстия сопла. При этом обеспечивается оптимальное засасывание прежде всего в режиме частичной нагрузки.
В предпочтительном варианте выполнения флюид представлен сжатым воздухом, который предварительно смешан с топливом, частично предварительно смешан или предварительно не смешан.
Поставленная задача также решена посредством способа для стабилизации пламени горелки газовой турбины, которая включает реакционную камеру или несколько выходящих в реакционную камеру реактивных сопел, причем с реактивными соплами с помощью струи флюида флюид подается в реакционную камеру, причем в реакционной камере флюид сжигается, благодаря чему возникает горячий газ.
Согласно изобретению в, по меньшей мере, одном реактивном сопле предусмотрен кольцевой зазор, через который частично засасывается горячий газ, против направления потока флюида поступает в кольцевой зазор и внутри реактивного сопла примешивается к струе флюида.
Предпочтительно флюид поступает в реакционную камеру с высокой скоростью. Предпочтительно между реакционной камерой и струей флюида, текущей в реакционную камеру, образуется разность давлений.
Предпочтительно при режиме работы горелки с частичной нагрузкой смесь образуется из топлива/сжатого воздуха и при полной нагрузке из сжатого воздуха, который имеет еще совсем небольшую часть или даже не имеет части, состоящей из топлива. Эти сопла действуют таким образом при режиме работы с частичной нагрузкой в качестве пилотной горелки с пилотными струями. Для этого может быть дополнительно предпочтительно, что эти «пилотные струи» выполняются меньше, чем другие струи, при этом меньше воздуха поступает через эти сопла. Таким образом обеспечена стабилизация при режиме работы с частичной нагрузкой.
Далее предпочтительно, что горелка разработана с несколькими реактивными соплами, из которых, однако, только одно или несколько немногие являются соплами в соответствии с изобретением. Они работают в этом случае при частичной нагрузке, как описано выше, в качестве «пилота» и при режиме работы с полной нагрузкой с ними подается немного или совсем не подается никакого топлива. Таким образом предотвращается, что при режиме работы с основной нагрузкой возникают повышенные значения NOx.
Другие признаки, особенности и преимущества настоящего изобретения описываются ниже с помощью примеров выполнения со ссылкой на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг.1 - фрагмент газовой турбины с камерой сгорания в продольном разрезе вдоль оси вала в соответствии с уровнем техники,
фиг.2 - поперечный разрез струйной горелки,
фиг.3 - поперечный разрез другой струйной горелки,
фиг.4 - сопло 6, согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения,
фиг.5 - сопло 6а, согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения,
фиг.6 - сопло 6b, согласно третьему предпочтительному варианту выполнения,
фиг.7 - сопло 6с, согласно четвертому предпочтительному варианту выполнения.
На фиг.1 показан фрагмент газовой турбины с расположенной вдоль оси 14 вала и с не изображенным валом и ориентированной параллельно оси 14 вала камерой 16 сгорания в продольном разрезе. Камера 16 сгорания расположена вращательно-симметрично вокруг оси 18 камеры сгорания. Ось 18 камеры сгорания расположена параллельно оси 14 вала, причем она может проходить под углом к оси 14 вала, в крайнем случае перпендикулярно к ней. Кольцеобразный корпус 10 камеры сгорания охватывает реакционную камеру 5, которая точно так же выполнена вращательно-симметрично вокруг оси 18 камеры сгорания. С помощью реактивного сопла 3 согласно уровню техники воздух или смесь воздух/топливо подается в реакционную камеру 5. Рециркулирующие в реакционной камере горячие газы 4 обозначены позицией 1.
На фиг.2 схематично показан разрез струйной горелки перпендикулярно оси 14 вала горелки. Горелка имеет корпус 10, который имеет круглое поперечное сечение. Внутри корпуса 10 в основном кольцеобразно расположено определенное число реактивных сопел 3. Каждое реактивное сопло 3 при этом имеет круглое поперечное сечение. Кроме того горелка может включать пилотную горелку 25.
На фиг.3 схематично показан разрез другой струйной горелки, причем разрез проходит перпендикулярно к центральной оси другой горелки. Горелка точно так же имеет корпус 10, который имеет круглое поперечное сечение и в корпусе расположено некоторое число внутренних и внешних реактивных сопел 3, 30. Реактивные сопла 3, 30 соответственно имеют круглое поперечное сечение, причем внешние реактивные сопла 3 имеют одинаковую по величине или большую поверхность поперечного сечения, чем внутренние реактивные сопла 30. Внешние реактивные сопла 3 расположены в основном кольцеобразно внутри корпуса 10 и образуют внешнее кольцо. Внутренние реактивные сопла 30 точно также кольцеобразно расположены внутри корпуса 10. Внутренние реактивные сопла 30 образуют внутреннее кольцо, которое концентрически расположено по отношению к внешнему кольцу реактивных сопел.
Фиг.2 и 3 иллюстрируют только примеры расположения реактивных сопел 3, 30 внутри реактивной горелки. Однако возможно альтернативное расположение, точно как и применение другого числа реактивных сопел 3, 30.
Системы сжигания, базирующиеся на струйном пламени, имеют преимущества, в частности, с термоакустической точки зрения, по сравнению с системами, базирующимися на закручивании, благодаря распределенным зонам высвобождения тепла и отсутствующему индуцированного закручиванием завихрения. Благодаря подходящему выбору струйного импульса могут создаваться мелкомасштабные структуры потока, которые рассеивают акустически индуцированные флуктуации высвобождения тепла и таким образом подавляют пульсации давления, которые типичны для пламени, стабилизированного на закручивании. Системы сжигания, базирующиеся на струйном пламени, стабилизируются благодаря введению в смесь горячих рециркулирующих газов. Особенно в нижней области частичной нагрузки должны создаваться предпосылки для того, чтобы с помощью дополнительных механизмов стабилизации предотвращалось бы частичное или полное затухание пламени. Теперь это решается с помощью изобретения.
На фиг.4 показано реактивное сопло 6 согласно изобретению. Здесь горелка включает реакционную камеру 5 и несколько выходящих в реакционную камеру 5 реактивных сопел 6. С помощью реактивного сопла со струей 2 флюида в реакционную камеру 5 подается флюид. В реакционной камере 5 флюид сжигается с образованием горячего газа 4.
При этом флюид может быть смесью топливо/воздух или образовываться только из сжатого воздуха.
В реактивном сопле 6 теперь предусмотрен кольцевой зазор. Он образуется из насадка 12. Кольцевой зазор 8, таким образом, расположен вокруг струи 2 флюида. Благодаря этому кольцевому зазору 8 теперь горячий газ 4 засасывается в сопло 6. Для засасывания горячего газа 4 используется, в частности, статическая разность давлений между камерой 16 сгорания или реакционной камерой 5 и текущим с высокой скоростью флюидом, который благодаря высоким скоростям течения имеет пониженное статическое давление. Теперь горячий газ 4 течет назад против направления потока струи 2 флюида в сопло 6. Там горячий газ 4 примешивается к струе 2 флюида.
Примешивание горячего газа осуществляется, таким образом, согласно изобретению внутри сопла 6. Это соответствует определенному смешению горячего газа в сопле 6, благодаря чему обеспечивается надежное воспламенение и таким образом надежная стабилизация всей горелки.
Стабилизация предпочтительна, в частности, при режиме работы с частичной нагрузкой. Согласно изобретению, таким образом, только одно или немногие сопла струйной горелки разработаны с этим устройством для засасывания горячего воздуха 4. Они при режиме работы с частичной нагрузкой могут работать в качестве пилотных горелок. При этом флюид может быть представлен смесью топливо/воздух. К тому же может быть дополнительно предпочтительно, что эти «пилотные струи» делаются меньше, чем другие струи, при этом меньше сжатого воздуха идет через эти сопла 6. При полном режиме или близко к полной нагрузке флюид содержит еще меньшее количество топлива или совсем его не содержит. При этом флюид может состоять в основном из сжатого воздуха. Таким образом при основной нагрузке могут предотвращаться повышенные значения NOx.
При этом горячий газ засасывается через кольцевой зазор 8. Он образуется с помощью насадка 12. Выше по течению в насадке 12 выполнены одно или несколько отверстий 11, с помощью которых горячий газ 4 может примешиваться к струе 2 флюида. Отверстия 11 в насадке 12 расположены со стороны струи, т.е. в стенке, ограничивающей струю. Отверстия 11 при этом могут быть выполнены в виде сверлений.
Величина отверстий 11 так и радиальная высота Н кольцевого зазора 8 при этом выполнены так, что обеспечено хорошее смешение горячего газа со струей 2 флюида в реактивном сопле 6.
Сопло 6 к тому же имеет выпускное отверстие 22 с диаметром D. Выпускное отверстие 22 может быть расположено со смещением в направлении потока по отношению к кольцевому зазору 8. Предпочтительно смещение 24 включает длину L от 0 до 3 D (мм), где D диаметр выпускного отверстия 22.
Таким образом, непосредственно в области частичной нагрузки температура смеси доводится до значения, которое обеспечивает надежное воспламенение и с ним надежную стабилизацию всей горелки во всех областях движения.
Струя 2 флюида может состоять при этом из смеси воздух/топливо различного качества смешивания. Струйное пламя само при этом может быть предварительно смешано, частично предварительно смешано и не смешано.
Фиг.5 иллюстрирует второй предпочтительный вариант выполнения предложенного в соответствии с изобретением сопла 6а. При этом имеется второй кольцевой канал 20, который расположен вокруг кольцевого зазора 8. Этот кольцевой канал 20 может быть разработан в основном для направления сжатого воздуха или смеси воздух/топливо к впускному отверстию 28 сопла. Воздух для горения или смесь топливо/воздух может служить для охлаждения отдельно радиально внешней стенки насадка 12. Это является предпочтительным, так как засосанные газы имеют высокую температуру, которые в противном случае потенциально могут повредить горелку. Кольцевой канал 20 может быть выполнен к тому же с мероприятиями, повышающими теплоотдачу. Это могут быть, например, впадины и/или крылышки и/или ребра охлаждения, как также конвективное или охлаждение ударного действия, или другие традиционные концепты охлаждения, при которых сжатый воздух или смесь воздух/топливо в качестве охлаждающего воздуха возвращается в реакционную камеру 5. Таким образом, сжатый воздух или смесь воздух/топливо используется для охлаждения направляющих горячий газ конструктивных элементов при одновременном предварительном нагревании.
Проходы, направляющие горячий газ, т.е., в частности, насадок 12 могут быть изготовлены из высококачественных материалов, например, из керамических или содержащих керамику материалов, причем материалы могут еще иметь и покрытие.
Фиг.6 и фиг.7 демонстрируют другие предпочтительные варианты выполнения предложенных в соответствии с изобретением сопел 6b и 6с.Они показывают сопла, которые, в частности, повышают статическую разность давлений между камерой 16 сгорания или реакционной камерой 5 и потоком 2 струи флюида на уровень места смешивания.
При этом фиг.6 иллюстрирует насадок 12а, который на конце выше по течению имеет утолщение 15. Утолщение 15 при этом выполнено скругленным. Таким образом, предпочтительным образом могут предотвращаться потери на повороте сжатого воздуха или смеси топливо/воздух в кольцевом канале 20. Утолщение 15 в направлении потока может быть также образовано с расширение 16. Таким образом достигается особенно эффективное повышение разности давлений. Отверстия 11 при этом могут выполнены в виде прорезей, которые при необходимости размещены под наклоном.
Фиг.7 иллюстрирует сопло 6с, в котором насадок 12b со стороны потока флюида в направлении потока выполнено с расширением 21. Также и здесь достигается особенно эффективное повышение разности давлений.
В соответствии с настоящим изобретением таким образом обеспечивается надежное воспламенение и при этом надежная стабилизация всей горелки. При этом засосанные горячие газы 4 через кольцевой зазор 8 засасываются вокруг собственной струи засасываются струей 2 флюида и внутри сопла 6 примешиваются к этой струе 2. В качестве движущей силы при этом используется статическая разность давлений между камерой сгорания и струйным потоком. В частности, при режиме работы с частичной нагрузкой такая стабилизация является важной.

Claims (25)

1. Горелка газовой турбины, содержащая реакционную камеру (5) и множество выходящих в реакционную камеру (5) реактивных сопел (6), причем реактивными соплами (6) с помощью струи (2) флюида через выпускное отверстие (22) флюид подается в реакционную камеру (5), причем реакционная камера (5) предназначена для сжигания флюида с образованием горячего газа (4), отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одном реактивном сопле (6, 6а, 6b, 6с) кольцевой зазор (8) расположен вокруг струи (2) флюида, при этом часть горячего газа (4) засасывается из реакционной камеры (5) и против направления потока флюида поступает в кольцевой зазор (8) и внутри реактивного сопла (6, 6а, 6b, 6с) смешивается со струей (2) флюида, причем кольцевой зазор (8) образован с помощью насадка (12, 12а, 12b), причем насадок (12а) на конце, расположенном выше по течению, имеет утолщение (15).
2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что в насадке (12, 12а, 12b) выполнено, по меньшей мере, одно отверстие (11) для подачи горячего газа (4) в струю (2) флюида.
3. Горелка по п.2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно отверстие (11) расположено выше по течению выпускного отверстия (22).
4. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что насадок (12b) со стороны потока флюида сформирован в направлении потока с расширением (21).
5. Горелка по п.3, отличающаяся тем, что насадок (12b) со стороны потока флюида сформирован в направлении потока с расширением (21).
6. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что утолщение (15) в направлении потока выполнено с расширением (17).
7. Горелка по п.4, отличающаяся тем, что утолщение (15) в направлении потока выполнено с расширением (17).
8. Горелка по п.5, отличающаяся тем, что утолщение (15) в направлении потока выполнено с расширением (17).
9. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что вокруг насадка (12, 12а, 12b) расположен второй кольцевой канал (20) для направления воздуха для горения и/или топлива.
10. Горелка по п.5, отличающаяся тем, что вокруг насадка (12, 12а, 12b) расположен второй кольцевой канал (20) для направления воздуха для горения и/или топлива.
11. Горелка по п.8, отличающаяся тем, что вокруг насадка (12, 12а, 12b) расположен второй кольцевой канал (20) для направления воздуха для горения и/или топлива.
12. Горелка по п.9, отличающаяся тем, что во втором кольцевом канале (20) расположены средства для повышения теплоотдачи.
13. Горелка по п.11, отличающаяся тем, что во втором кольцевом канале (20) расположены средства для повышения теплоотдачи.
14. Горелка по п.12, отличающаяся тем, что средства для повышения теплоотдачи выполнены в виде впадин и/или ребер охлаждения и/или крылышек.
15. Горелка по п.9, отличающаяся тем, что проходящий через второй кольцевой канал (20) воздух и/или топливо со стороны ниже по течению охлаждает насадок (12, 12а, 12b).
16. Горелка по п.11, отличающаяся тем, что проходящий через второй кольцевой канал (20) воздух и/или топливо со стороны ниже по течению охлаждает насадок (12, 12а, 12b).
17. Горелка по любому из пп.1-16, отличающаяся тем, что реактивное сопло имеет выпускное отверстие (22) с диаметром (D).
18. Горелка по п.17, отличающаяся тем, что выпускное отверстие (22) сопла по отношению к кольцевому зазору (8) в направлении потока расположено со смещением.
19. Горелка по п.18, отличающаяся тем, что смещение (24) имеет длину от 0 до 3 диаметров (D) мм.
20. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что флюид является сжатым воздухом, который предварительно смешан с топливом, частично предварительно смешан или предварительно не смешан.
21. Горелка по п.17, отличающаяся тем, что флюид является сжатым воздухом, который предварительно смешан с топливом, частично предварительно смешан или предварительно не смешан.
22. Способ для стабилизации пламени горелки газовой турбины, которая содержит реакционную камеру (5) и множество выходящих в реакционную камеру (5) реактивных сопел (6), причем реактивными соплами (6) с помощью струи (2) флюида в реакционную камеру (5) подают флюид, причем флюид сжигают в реакционной камере (5), при этом образуется горячий газ (4), отличающийся тем, что в, по меньшей мере, одном реактивном сопле (6) предусмотрен кольцевой зазор (8), причем кольцевой зазор (8) формируют с помощью насадка (12, 12а, 12b), при этом насадок (12а) на конце, расположенном выше по течению, имеет утолщение (15), причем посредством кольцевого зазора (8) частично засасывают горячий газ (4) и направляют его против направления потока флюида в кольцевом зазоре (8) и внутри реактивного сопла (6) примешивают к струе (2) флюида.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что флюид с высокой скоростью направляют в реакционную камеру(5).
24. Способ по п.22, отличающийся тем, что между реакционной камерой (5) и струей (2) флюида, поступающей в реакционную камеру (5), образуется разность давлений.
25. Способ по любому из пп.22-24, отличающийся тем, что флюид при режиме работы горелки с частичной нагрузкой образуют из смеси топливо/сжатый воздух и при полной нагрузке из сжатого воздуха, который содержит незначительную часть или не имеет части топлива.
RU2012108126/06A 2009-08-03 2010-08-02 Стабилизация пламени горелки RU2533609C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09167055.4 2009-08-03
EP09167055A EP2295858A1 (de) 2009-08-03 2009-08-03 Stabilisierung der Flamme eines Brenners
PCT/EP2010/061201 WO2011015549A1 (de) 2009-08-03 2010-08-02 Stabilisierung der flamme eines brenners

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012108126A RU2012108126A (ru) 2013-09-10
RU2533609C2 true RU2533609C2 (ru) 2014-11-20

Family

ID=41479366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012108126/06A RU2533609C2 (ru) 2009-08-03 2010-08-02 Стабилизация пламени горелки

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9074762B2 (ru)
EP (2) EP2295858A1 (ru)
CN (1) CN102472485B (ru)
RU (1) RU2533609C2 (ru)
WO (1) WO2011015549A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140270731A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Thermal management apparatus for solid state light source arrays
FR3018900B1 (fr) * 2014-03-19 2016-04-15 Yahtec Dispositif de bruleur a pre melange gaz
WO2015154969A1 (en) 2014-04-10 2015-10-15 Sofinter S.P.A. Burner
CN106895399A (zh) * 2017-04-25 2017-06-27 武建斌 一种醇基燃料锅炉内部用气化燃烧装置
CN109028043A (zh) * 2018-06-28 2018-12-18 广州市艾欣能能源科技有限责任公司 一种高效节能的锅炉

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3033988A1 (de) * 1980-09-10 1982-03-18 Karl-Friedrich Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dipl.-Ing. 5650 Solingen Schmid Gasbrenner zur erzeugung von heizgasen mit breiter temperaturvarianz
DE3902601A1 (de) * 1989-01-28 1990-08-09 Buderus Heiztechnik Gmbh Gasgeblaesebrenner
RU2008559C1 (ru) * 1991-04-15 1994-02-28 Шестаков Николай Сергеевич Способ сжигания газа и устройство для его осуществления
DE19505614A1 (de) * 1995-02-18 1996-08-22 Abb Management Ag Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners
RU2093750C1 (ru) * 1995-03-09 1997-10-20 Самарский государственный технический университет Способ сжигания топливного газа и устройство для его осуществления

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2918117A (en) * 1956-10-04 1959-12-22 Petro Chem Process Company Inc Heavy fuel burner with combustion gas recirculating means
US3174526A (en) * 1960-08-23 1965-03-23 Linde Robert Albert Von Atomizing burner unit
BE795261A (fr) * 1972-02-10 1973-05-29 Bailey Frank W Bruleurs canon a retention de flamme bleue et systemes d'echangeur de chaleur
US3927958A (en) * 1974-10-29 1975-12-23 Gen Motors Corp Recirculating combustion apparatus
US4004875A (en) * 1975-01-23 1977-01-25 John Zink Company Low nox burner
US5240409A (en) * 1992-04-10 1993-08-31 Institute Of Gas Technology Premixed fuel/air burners
US5350293A (en) * 1993-07-20 1994-09-27 Institute Of Gas Technology Method for two-stage combustion utilizing forced internal recirculation
EP0911076A1 (en) * 1997-10-23 1999-04-28 Haldor Topsoe A/S Reformer furnace with internal recirculation
JP3924136B2 (ja) * 2001-06-27 2007-06-06 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器
DE10217913B4 (de) * 2002-04-23 2004-10-07 WS Wärmeprozesstechnik GmbH Gasturbine mit Brennkammer zur flammenlosen Oxidation
SE0202836D0 (sv) * 2002-09-25 2002-09-25 Linde Ag Method and apparatus for heat treatment
JP4422104B2 (ja) * 2003-12-16 2010-02-24 株式会社日立製作所 ガスタービン用燃焼器
EP1950494A1 (de) * 2007-01-29 2008-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Brennkammer für eine Gasturbine
EP2372245A1 (de) * 2010-03-26 2011-10-05 Siemens Aktiengesellschaft Brenner zur Stabilisierung der Verbrennung einer Gasturbine sowie Verfahren
US20140123632A1 (en) * 2012-05-25 2014-05-08 Hino Motors, Ltd. Burner for exhaust purifying device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3033988A1 (de) * 1980-09-10 1982-03-18 Karl-Friedrich Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dipl.-Ing. 5650 Solingen Schmid Gasbrenner zur erzeugung von heizgasen mit breiter temperaturvarianz
DE3902601A1 (de) * 1989-01-28 1990-08-09 Buderus Heiztechnik Gmbh Gasgeblaesebrenner
RU2008559C1 (ru) * 1991-04-15 1994-02-28 Шестаков Николай Сергеевич Способ сжигания газа и устройство для его осуществления
DE19505614A1 (de) * 1995-02-18 1996-08-22 Abb Management Ag Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners
RU2093750C1 (ru) * 1995-03-09 1997-10-20 Самарский государственный технический университет Способ сжигания топливного газа и устройство для его осуществления

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EP 1950494 A1), 30.07.2008. *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2462379B1 (de) 2016-03-30
EP2295858A1 (de) 2011-03-16
CN102472485B (zh) 2015-02-18
US9074762B2 (en) 2015-07-07
CN102472485A (zh) 2012-05-23
RU2012108126A (ru) 2013-09-10
WO2011015549A1 (de) 2011-02-10
EP2462379A1 (de) 2012-06-13
US20120186265A1 (en) 2012-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11015809B2 (en) Pilot nozzle in gas turbine combustor
EP3211316A1 (en) Pilot nozzles in gas turbine combustors
JP4177812B2 (ja) タービンエンジンの燃料ノズル
US20160186663A1 (en) Pilot nozzle in gas turbine combustor
KR101692662B1 (ko) 연소기 및 가스 터빈
US6993916B2 (en) Burner tube and method for mixing air and gas in a gas turbine engine
US8539773B2 (en) Premixed direct injection nozzle for highly reactive fuels
EP3320268B1 (en) Burner for a gas turbine and method for operating the burner
EP2618060B1 (en) Axial flow fuel nozzle with a stepped center body
US20150253011A1 (en) Annular premixed pilot in fuel nozzle
US20090056336A1 (en) Gas turbine premixer with radially staged flow passages and method for mixing air and gas in a gas turbine
JP4930921B2 (ja) ガスタービンエンジンの燃焼室のための燃料インジェクタ
JP2011027402A (ja) タービンエンジンにおける燃料噴射用装置
CN101886808A (zh) 带预混合直接喷射辅助燃料喷嘴的干式低NOx燃烧***
JP2010091258A (ja) 予混合直接噴射ノズル
JP2005345094A (ja) インピンジメント冷却式センタボデーを備えた予混合バーナ及びセンタボデーの冷却方法
CN105402770B (zh) 用于燃气涡轮的燃烧器的稀释气体或空气混合器
CN109804200B (zh) 旋流器、燃烧装置组件以及具有改善燃料/空气混合的燃气涡轮
JP2011141113A (ja) 内蔵通路を備えた燃料ノズル及びその作動方法
RU2533609C2 (ru) Стабилизация пламени горелки
CN103930723A (zh) 在燃气涡轮机上使用的、具有预混合的燃料和空气的切向环形燃烧器
JP2016099107A (ja) 予混合燃料ノズル組立体
US9032736B2 (en) Method for operating a burner and burner, in particular for a gas turbine
CA3010044C (en) Combustor for a gas turbine
US10837639B2 (en) Burner for a gas turbine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160803