RU2733568C1 - Burner for gas turbine - Google Patents
Burner for gas turbine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733568C1 RU2733568C1 RU2019117945A RU2019117945A RU2733568C1 RU 2733568 C1 RU2733568 C1 RU 2733568C1 RU 2019117945 A RU2019117945 A RU 2019117945A RU 2019117945 A RU2019117945 A RU 2019117945A RU 2733568 C1 RU2733568 C1 RU 2733568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- swirler
- fuel
- holes
- burner
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 83
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102220579497 Macrophage scavenger receptor types I and II_F23C_mutation Human genes 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 102220488234 Uromodulin-like 1_F23D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горелочным устройствам газовых турбин и может быть применено в любой области народного хозяйства, где требуется обеспечить сжигание углеводородных топлив с высоким качеством и низким уровнем эмиссии вредных веществ, дыма и высокой полнотой сгорания.The invention relates to burners for gas turbines and can be applied in any area of the national economy, where it is required to provide combustion of hydrocarbon fuels with high quality and low emission of harmful substances, smoke and high combustion efficiency.
Один из основных способов повышения качества горения углеводородных топлив заключается в подготовке топливовоздушной смеси путем тщательного перемешивания топлива и воздуха перед началом горения. Чем лучше произведено перемешивание и чем равномернее распределено топливо в объеме воздушного потока перед фронтом горения, тем меньше образуется зон с повышенной, относительно средней, концентрацией топлива и, следовательно, с повышенной, относительно средней, температурой горения, которые и являются источниками повышенной эмиссии вредных веществ - оксидов азота.One of the main ways to improve the quality of combustion of hydrocarbon fuels is to prepare the fuel-air mixture by thoroughly mixing the fuel and air before combustion. The better the mixing is done and the more evenly the fuel is distributed in the volume of the air flow ahead of the combustion front, the fewer zones are formed with an increased, relatively average, fuel concentration and, therefore, with an increased, relatively average, combustion temperature, which are sources of increased emission of harmful substances - nitrogen oxides.
Исключение составляют, так называемые, частичные режимы работы газовых турбин, когда средняя концентрация топлива в смеси настолько низка, что возникает другие проблемы, связанные со снижением полноты горения, повышенной эмиссией другого вредного вещества - моноксида углерода и риском погасания пламени из-за низкой средней температуры горения. В этих случаях для достижения высокого качества горения необходимо не улучшать, а ухудшать смесеобразование, тогда наличие в смеси зон с повышенной, относительно средней, концентрацией топлива и повышенных, относительно средних, температур горения поспособствует стабилизации горения, повышению полноты сгорания и снижению эмиссии моноксида углерода.The exception is the so-called partial modes of operation of gas turbines, when the average concentration of fuel in the mixture is so low that other problems arise associated with a decrease in the completeness of combustion, increased emission of another harmful substance - carbon monoxide and the risk of flame extinction due to a low average temperature burning. In these cases, in order to achieve a high quality of combustion, it is necessary not to improve, but to worsen the mixture formation, then the presence in the mixture of zones with an increased, relatively average, fuel concentration and increased, relatively average, combustion temperatures will contribute to the stabilization of combustion, increase the completeness of combustion and reduce the emission of carbon monoxide.
Поэтому, основной целью при проектировании систем впрыска топлива в воздушный поток горелки является обеспечение возможности управления качеством смесеобразования на разных режимах работы газовой турбины. Чаще всего это выполняется путем подачи топлива многочисленными струями через систему отверстий определенным образом, расположенных на поверхностях стенок воздушных каналов горелки.Therefore, the main goal in the design of fuel injection systems into the air flow of the burner is to provide the ability to control the quality of mixture formation at different operating modes of the gas turbine. This is most often done by supplying fuel in multiple jets through a system of holes in a certain way located on the surfaces of the walls of the burner air passages.
Как следует из многочисленных исследований процессов взаимодействия топливных струй со сносящими потоками воздуха, наилучшее смесеобразование топлива с воздухом достигается при обеспечение наибольшей глубины проникновения топливных струй в поток воздуха при минимальном соотношении импульсов топливной струи и воздушного потока, например, монография «Газогорелочные устройства», Иванов Ю.В., Москва, издательство «Недра», 1972 г. Соотношение импульсов топливных струй и воздушного потока называется гидродинамическим параметром и рассчитывается по формуле, приведенной на странице 207 указанной монографии:As follows from numerous studies of the processes of interaction of fuel jets with blowing air flows, the best mixture formation of fuel with air is achieved by ensuring the greatest depth of penetration of fuel jets into the air flow with a minimum ratio of impulses of the fuel jet and air flow, for example, the monograph "Gas Burner Devices", Ivanov Yu .V., Moscow, publishing house "Nedra", 1972. The ratio of impulses of fuel jets and air flow is called the hydrodynamic parameter and is calculated according to the formula given on page 207 of the said monograph:
где ρ1 и ρ2 - плотности воздуха и газа, соответственно,where ρ 1 and ρ 2 are the densities of air and gas, respectively,
ν1 и ν2 - скорости воздуха и газа, соответственно.ν 1 and ν 2 are the air and gas velocities, respectively.
Из уровня техники известна горелка для впрыска топлива в газовую турбину, являющаяся аналогом (Патент ЕР 2314923, МПК F23R 3/14, публ. 24.07.2011), выполненная с множеством сегментов, между которыми образованы каналы для подачи закрученного воздуха в камеру сгорания газовой турбины и с топливными вставками для впрыска топлива в каналы, для предварительного смешивания воздуха и топлива, причем эти вставки находятся в сегментах горелки и впрыск топлива в канал определяется расположением вставки впрыска топлива в сегменте. Недостатком аналога является то, что топливо впрыскивается в зоне высоких скоростей потока воздуха, поэтому не может проникнуть достаточно глубоко в поток для создания равномерной смеси. Кроме того, дополнительным недостатком этой горелки является отсутствие возможности управления качеством перемешивания топлива с воздухом. Качество горения в этой горелке будет высоким только на ограниченных режимах работы.A burner for injection of fuel into a gas turbine is known from the prior art, which is an analogue (Patent EP 2314923, IPC F23R 3/14, publ. 24.07.2011), made with a plurality of segments, between which channels are formed for supplying swirling air to the combustion chamber of a gas turbine and with fuel inserts for injecting fuel into the channels, for premixing air and fuel, these inserts being located in the burner segments and the fuel injection into the channel is determined by the location of the fuel injection insert in the segment. The disadvantage of the analogue is that the fuel is injected in the zone of high air flow velocities, therefore it cannot penetrate deep enough into the flow to create a uniform mixture. In addition, an additional disadvantage of this burner is the inability to control the quality of mixing fuel with air. The combustion quality in this burner will be high only in limited operating conditions.
Из уровня техники известна горелка для газовой турбины (Патент RU2189532, МПК F23R 3/20, публ. 20.09.2002). Кроме указанных выше недостатков патента ЕР 2314923, дополнительно содержит еще штыри, установленные в месте, где у воздуха наибольшие скорости, что приводит к дополнительному загромождению воздушного потока, следовательно, создаются дополнительные потери напора воздуха и, в конечном итоге, снижается КПД газовой турбины.A burner for a gas turbine is known from the prior art (Patent RU2189532, IPC
Наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности является горелка для газовой турбины (Патент RU 2429413, МПК: F23D 14/02, F23C 7/00, F23R 3/14, публ. 20.09.2011), которая содержит завихритель, имеющий по меньшей мере одно входное воздушное отверстие, по меньшей мере одно выходное воздушное отверстие, расположенное ниже по потоку относительно входного воздушного отверстия, и по меньшей мере один воздушный канал завихрителя, проходящий от указанного по меньшей мере одного входного воздушного отверстия до указанного по меньшей мере одного выходного воздушного отверстия и ограниченный стенками воздушный канал завихрителя, а также отверстия для впрыскивания топлива. Предусмотрено выполнение отверстий, по меньшей мере, в одной стенке воздушного канала завихрителя, чтобы впрыскивать топливо в воздушный канал завихрителя и выполнение отверстий для впрыскивания воздуха, по меньшей мере, в одной стенке воздушного канала завихрителя ниже по потоку относительно отверстий для впрыскивания топлива.The closest analogue (prototype) in technical essence is a burner for a gas turbine (Patent RU 2429413, IPC: F23D 14/02, F23C 7/00, F23R 3/14, publ. 09/20/2011), which contains a swirler having at least at least one air inlet, at least one air outlet located downstream of the air inlet, and at least one swirler air channel extending from the at least one air inlet to the at least one air outlet swirler openings and bounded by the walls; and fuel injection openings. Provision is made for holes to be made in at least one wall of the swirler air channel to inject fuel into the swirler air channel and to make air injection holes in at least one wall of the swirler air channel downstream of the fuel injection holes.
Недостатком наиболее близкого аналога является то, что отверстия для впрыскивания топлива выполнены в стенке воздушного канала завихрителя в зоне максимальных скоростей сносящего воздушного потока, где глубина проникновения топливных струй в воздушный поток минимальна, и поэтому топливо прижимается воздушным потоком к стенкам канала, что в конечном итоге ухудшает его перемешивание с воздухом. Следующим недостатком горелки для газовой турбины является то, что ее применение значительно усложняет конструкцию газовой турбины из-за необходимости дополнительного источника высоконапорного воздуха для впрыска его в основной воздушный поток завихрителя с целью турбулизации последнего для управления степенью перемешивания топлива и воздуха на определенных режимах работы газовой турбины. Дополнительным недостатком горелки является то, что воздух, дополнительно впрыскиваемый в каналы завихрителя, загромождает проходное сечение каналов, следовательно, создает дополнительные потери напора основного воздуха и, в конечном итоге, из-за этого снижается КПД газовой турбины.The disadvantage of the closest analogue is that the fuel injection holes are made in the wall of the swirler air channel in the zone of maximum velocities of the blowing air flow, where the depth of penetration of the fuel jets into the air flow is minimal, and therefore the fuel is pressed by the air flow to the channel walls, which ultimately worsens its mixing with air. The next disadvantage of a burner for a gas turbine is that its use significantly complicates the design of a gas turbine due to the need for an additional source of high-pressure air to inject it into the main air flow of the swirler in order to turbulize the latter to control the degree of mixing of fuel and air at certain operating modes of the gas turbine ... An additional disadvantage of the burner is that the air, additionally injected into the swirler channels, clutters the flow area of the channels, therefore, creates additional pressure losses of the main air and, ultimately, because of this, the efficiency of the gas turbine decreases.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемого изобретения и не может быть реализовано при использовании прототипа, является улучшенное смесеобразование, упрощение способа управления качеством перемешивания топлива с воздухом в горелке газовой турбины и исключение снижения КПД газовой турбины.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation of the present invention and cannot be implemented using the prototype, is improved mixing, simplification of the method for controlling the quality of mixing of fuel with air in the gas turbine burner and the elimination of a decrease in the gas turbine efficiency.
Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного смесеобразования и регулирования степени перемешивания топлива с воздухом в горелке, повышение КПД, снижение эмиссии вредных веществ, повышение устойчивости горения и полноты сгорания топлива в газовой турбине.The technical objective of the present invention is to provide improved mixing and control of the degree of mixing of fuel with air in the burner, increase efficiency, reduce emissions of harmful substances, increase the stability of combustion and the completeness of fuel combustion in a gas turbine.
Техническая задача решается тем, что в горелке газовой турбины, содержащей завихритель, имеющий по меньшей мере одно входное воздушное отверстие, по меньшей мере одно выходное воздушное отверстие, расположенное ниже по потоку относительно входного воздушного отверстия, и по меньшей мере один воздушный канал завихрителя, проходящий от указанного по меньшей мере одного входного воздушного отверстия до указанного по меньшей мере одного выходного воздушного отверстия и ограниченный стенками воздушного канала завихрителя, а также отверстия для впрыскивания топлива, согласно изобретению, на входе в завихритель дополнительно установлен воздуховод, проходная площадь S1 которого больше, чем суммарная площадь S2 воздушных каналов завихрителя, основные отверстия для впрыскивания топлива выполнены перед входными воздушными отверстиями завихрителя, а ниже по потоку выполнены дополнительные отверстия для впрыскивания топлива, при этом магистрали подвода топлива к основным и дополнительным отверстиям выполнены изолированными.The technical problem is solved in that in a gas turbine burner containing a swirler having at least one air inlet, at least one air outlet located downstream of the air inlet, and at least one swirler air channel passing from the specified at least one air inlet to the specified at least one air outlet and bounded by the walls of the air channel of the swirler, as well as the holes for fuel injection, according to the invention, an air duct is additionally installed at the inlet to the swirler, the passage area S1 of which is greater than total area S2 of the swirler air channels, the main holes for fuel injection are made in front of the air inlets of the swirler, and additional holes for fuel injection are made downstream, while the fuel supply lines to the main and additional holes made isolated.
Кроме того, согласно изобретению, форма поперечного сечения воздуховода выполнена такой же, как форма поперечного сечения завихрителя.In addition, according to the invention, the cross-sectional shape of the air duct is the same as the cross-sectional shape of the swirler.
Кроме того, согласно изобретению, форма поперечного сечения воздуховода выполнена иной, чем форма поперечного сечения завихрителя.In addition, according to the invention, the cross-sectional shape of the air duct is different from the cross-sectional shape of the swirler.
Кроме того, согласно изобретению, основные отверстия для впрыскивания топлива выполнены с одинаковыми диаметрами.In addition, according to the invention, the main fuel injection holes are provided with the same diameters.
Кроме того, согласно изобретению, основные отверстия для впрыскивания топлива выполнены с разными диаметрами.In addition, according to the invention, the main fuel injection holes are made with different diameters.
В предлагаемом изобретении завихритель, имеющий по меньшей мере одно входное воздушное отверстие, по меньшей мере одно выходное воздушное отверстие, расположенное ниже по потоку (воздушному потоку) относительно входного воздушного отверстия, и по меньшей мере один воздушный канал завихрителя, проходящий от указанного по меньшей мере одного входного воздушного отверстия до указанного по меньшей мере одного выходного воздушного отверстия и ограниченный стенками воздушный канал завихрителя, а также отверстия для впрыскивания топлива, что известно из технического решения, реализованного в выбранном прототипе и в ограничительной части формулы предлагаемого изобретения.In the proposed invention, a swirler having at least one air inlet, at least one air outlet located downstream (air flow) relative to the air inlet, and at least one swirler air channel extending from said at least one air inlet to the specified at least one air outlet and the air channel of the swirler bounded by the walls, as well as the holes for fuel injection, which is known from the technical solution implemented in the selected prototype and in the limiting part of the claims of the invention.
В отличие от прототипа, на входе в завихритель дополнительно установлен воздуховод, проходная площадь S1 которого больше, чем суммарная площадь S2 воздушных каналов завихрителя, что позволяет снизить скорости воздушного потока перед каналами завихрителя для обеспечения необходимой глубины проникновения топливных струй в низкоскоростной воздушный поток, выровнять наполнение воздушных каналов воздухом, и предотвратить вылет топливных струй за пределы воздушного потока, направленного в завихритель. В предлагаемом изобретении отверстия для впрыскивания топлива выполнены в виде основных и дополнительных отверстий.Unlike the prototype, an air duct is additionally installed at the inlet to the swirler, the flow area S1 of which is greater than the total area S2 of the swirler air channels, which makes it possible to reduce the air flow velocity in front of the swirler channels to ensure the required depth of penetration of fuel jets into the low-speed air flow, to level the filling air channels with air, and prevent the outflow of fuel jets outside the air flow directed into the swirler. In the proposed invention, the fuel injection holes are made in the form of main and additional holes.
В отличие от прототипа, основные отверстия для впрыскивания топлива выполнены перед входными воздушными отверстиями завихрителя, где скорости воздушного потока существенно меньше скоростей потока в каналах завихрителя, что позволяет топливным струям глубже проникать в воздушный поток и лучше с ним перемешаться.Unlike the prototype, the main holes for fuel injection are made in front of the air inlets of the swirler, where the air flow rates are significantly lower than the flow rates in the swirler channels, which allows the fuel jets to penetrate deeper into the air flow and better mix with it.
В отличие от прототипа, ниже по потоку (воздушному потоку), где скорости воздушного потока близки к своему максимуму, выполнены дополнительные отверстия для впрыскивания топлива, что позволяет при необходимости управлять суммарной степенью перемешивания, перераспределяя в них часть топлива для впрыска его в зону, где перемешивание затруднено из-за высоких скоростей воздушного потока.In contrast to the prototype, downstream (air flow), where the air flow rates are close to their maximum, additional holes for fuel injection are made, which allows, if necessary, to control the total degree of mixing, redistributing part of the fuel into them for injection into the zone where mixing is difficult due to high air flow rates.
В отличие от прототипа, магистрали подвода топлива к основным и дополнительным отверстиям для впрыскивания топлива выполнены изолированными, что позволяет регулировать долю топлива, поданную через основные отверстия для лучшего перемешивания и долю топлива, поданную через дополнительные отверстия в зону ухудшенного перемешивания.In contrast to the prototype, the fuel supply lines to the main and additional holes for fuel injection are made isolated, which allows you to control the proportion of fuel supplied through the main holes for better mixing and the proportion of fuel supplied through additional holes to the zone of poor mixing.
Форма поперечного сечения воздуховода может быть такой же, как и форма поперечного сечения завихрителя (Фиг. 5), а может быть выполнена иной, чем форма поперечного сечения завихрителя, например, лепестковой формы (Фиг. 6), в зависимости от требуемой «картины» взаимодействия топливных струй и воздушного потока.The cross-sectional shape of the air duct can be the same as the cross-sectional shape of the swirler (Fig. 5), or it can be made other than the cross-sectional shape of the swirler, for example, a petal shape (Fig. 6), depending on the desired "pattern" interaction of fuel jets and air flow.
Основные отверстий для впрыскивания топлива могут быть выполнены с одинаковыми диаметрами (Фиг. 4) или могут быть выполнены с разными диаметрами (Фиг. 5, Фиг. 6) с целью оптимизации степени заполнения поперечного сечения воздуховода струями топлива, т.к. большие диаметры отверстий дают большую дальнобойность топливным струям, и они заполнят отдаленные области воздушного потока, а отверстия маленького диаметра, соответственно, заполнят ближайшие области.The main holes for fuel injection can be made with the same diameters (Fig. 4) or can be made with different diameters (Fig. 5, Fig. 6) in order to optimize the degree of filling the cross-section of the air duct with fuel jets. large hole diameters give greater range of fuel jets, and they will fill distant areas of the air flow, and small diameter holes, accordingly, will fill the nearest areas.
Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить улучшенное смесеобразование и регулирование степени перемешивания топлива с воздухом в горелке, снизить эмиссию вредных веществ и, в целом, повысить устойчивость горения и полноту сгорания топлива в газовой турбине.The proposed invention makes it possible to provide improved mixing and control of the degree of mixing of fuel with air in the burner, to reduce the emission of harmful substances and, in general, to increase the stability of combustion and the completeness of fuel combustion in a gas turbine.
На Фиг. 1 представлен продольный разрез горелки для газовой турбины.FIG. 1 shows a longitudinal section of a burner for a gas turbine.
На Фиг. 2 представлен поперечный разрез горелки.FIG. 2 shows a cross section of the burner.
На Фиг. 3 представлен продольный разрез горелки.FIG. 3 shows a longitudinal section of the burner.
На Фиг. 4 представлен поперечный вид горелки с круглой формой поперечного сечения воздуховода и основными отверстиями с одинаковыми диаметрами.FIG. 4 is a cross-sectional view of a burner with a circular cross-sectional shape of the air duct and main openings with the same diameters.
На Фиг. 5 представлен поперечный вид горелки с круглой формой поперечного сечения воздуховода и основными отверстиями с разными диаметрами.FIG. 5 is a cross-sectional view of a burner with a circular cross-sectional shape of the air duct and main holes with different diameters.
На Фиг. 6 представлен поперечный вид горелки с лепестковой формой поперечного сечения воздуховода и основными отверстиями с разными диаметрами.FIG. 6 is a cross-sectional view of a burner with a petal cross-sectional shape of the air duct and main openings with different diameters.
Горелка 11 газовой турбины (Фиг. 1÷Фиг. 6) содержит завихритель 1 имеющий по меньшей мере одно входное воздушное отверстие 2, по меньшей мере одно выходное воздушное отверстие 3, расположенное ниже по потоку относительно входного воздушного отверстия, и по меньшей мере один воздушный канал 4 завихрителя 1, проходящий от указанного по меньшей мере одного входного воздушного отверстия 2 до указанного по меньшей мере одного выходного воздушного отверстия 3 и ограниченный стенками 5 воздушного канала 4 завихрителя 1. На входе в завихритель 1 установлен воздуховод 6. Проходная площадь S1 воздуховода 6 больше, чем суммарная площадь S2 воздушных каналов 4 завихрителя 1. Воздуховод 6 может быть выполнен, например, цилиндрическим, как приведено на Фиг. 2, Фиг. 5, когда форма поперечного сечения воздуховода 6 может быть такой же, как и форма завихрителя 1, то есть круглой 12. На Фиг. 6 приведен воздуховод 6 с поперечным сечением лепестковой формы 13. Отверстия для впрыскивания топлива выполнены в виде основных отверстий 7 и дополнительных отверстий 8. Основные отверстия 7 для впрыскивания топлива выполнены перед входными воздушными отверстиями 2 завихрителя 1, а ниже по потоку выполнены дополнительные отверстия 8 для впрыскивания топлива. Основные отверстия 7 для впрыскивания топлива могут быть выполнены с одинаковыми диаметрами 14 (Фиг. 4), или с разными диаметрами 15, 16 (Фиг. 5, Фиг. 6). Магистрали подвода топлива 9, 10 к основным 7 и дополнительным 8 отверстиям для впрыскивания топлива выполнены изолированными.The gas turbine burner 11 (Fig. 1 ÷ Fig. 6) contains a
Работа горелки 11 газовой турбины осуществляется следующим образом. Воздушный поток (поток) (без позиции), попавший в воздуховод 6, тормозится в воздуховоде на входе в воздушные каналы 4 завихрителя 1, так как суммарная площадь S2 воздушных каналов 4 меньше проходной площади S1 воздуховода 6. Струи топлива, впрыскиваемые через основные отверстия 7 в воздушный поток, пронизывают его на всю толщину, поскольку скорость потока мала и поток не способен прижать струи к поверхности стенок 5. В результате этого топливные струи быстрее перемешиваются с воздушным потоком, потому что имеют большую поверхность контакта с ним. На частичных режимах работы газовой турбины, когда температура горения не превышает порог образования вредных выбросов и улучшенное смесеобразование вредно, так как может привести к неустойчивому горению или даже к погасанию пламени, часть топлива перераспределяется в дополнительные отверстия 8, которые впрыскивают его в зону высоких скоростей воздушного потока, где смесеобразование менее интенсивное, но зато при этом растет устойчивость работы камеры сгорания, повышается полнота сгорания топлива и снижается риск погасания пламени.The operation of the
Предлагаемое техническое решение горелки для газовой турбины заявляемой конструкции в качестве изобретения успешно прошло экспериментальные испытания и готовится к производству, обеспечивая большую степень смесеобразования и регулирования перемешивания топлива с воздухом, устойчивости горения и полноты сгорания топлива, по сравнению с наиболее близким аналогом (прототипом).The proposed technical solution of a burner for a gas turbine of the claimed design as an invention has successfully passed experimental tests and is being prepared for production, providing a greater degree of mixing and regulation of mixing of fuel with air, combustion stability and combustion efficiency, in comparison with the closest analogue (prototype).
Таким образом, предлагаемое изобретение с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками, позволяет улучшить смесеобразование и упрощает регулирование качества перемешивания топлива с воздухом в горелке, не снижая КПД газовой турбины, что в целом позволяет снизить эмиссию вредных веществ, повысить устойчивость горения и полноту сгорания топлива в газовой турбине и упростить ее конструкцию.Thus, the proposed invention with the above distinctive features, in conjunction with the known features, makes it possible to improve mixture formation and simplifies the regulation of the quality of mixing of fuel with air in the burner without reducing the efficiency of the gas turbine, which in general makes it possible to reduce the emission of harmful substances, increase the combustion stability and completeness. combustion of fuel in a gas turbine and simplify its design.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019117945A RU2733568C1 (en) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | Burner for gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019117945A RU2733568C1 (en) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | Burner for gas turbine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2733568C1 true RU2733568C1 (en) | 2020-10-05 |
Family
ID=72926985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019117945A RU2733568C1 (en) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | Burner for gas turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2733568C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2116575C1 (en) * | 1997-01-24 | 1998-07-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "ЭСТ" | Combustion chamber |
| RU2267710C1 (en) * | 2004-03-25 | 2006-01-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Fuel-air burner of the combustion chamber of a gas turbine engine |
| RU2429413C2 (en) * | 2006-02-15 | 2011-09-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Gas turbine burner and fuel and air mixing method in swirl area of gas turbine burner |
| RU2548521C2 (en) * | 2009-05-05 | 2015-04-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Swirler, combustion chamber and gas turbine with improved mixing |
| RU2595292C2 (en) * | 2010-10-13 | 2016-08-27 | Сименс Акциенгезелльшафт | Combustion device with pulse separation of fuel |
-
2019
- 2019-06-10 RU RU2019117945A patent/RU2733568C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2116575C1 (en) * | 1997-01-24 | 1998-07-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "ЭСТ" | Combustion chamber |
| RU2267710C1 (en) * | 2004-03-25 | 2006-01-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Fuel-air burner of the combustion chamber of a gas turbine engine |
| RU2429413C2 (en) * | 2006-02-15 | 2011-09-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Gas turbine burner and fuel and air mixing method in swirl area of gas turbine burner |
| RU2548521C2 (en) * | 2009-05-05 | 2015-04-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Swirler, combustion chamber and gas turbine with improved mixing |
| RU2595292C2 (en) * | 2010-10-13 | 2016-08-27 | Сименс Акциенгезелльшафт | Combustion device with pulse separation of fuel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2007202730B2 (en) | Coanda gas burner apparatus and methods | |
| JP5780697B2 (en) | Fuel lance for gas turbine engines | |
| US8607573B2 (en) | Combustor having a first plurality of fuel nozzles having a first cross-sectional shape and a second plurality of fuel nozzles having a second cross-sectional shape different than the first cross-sectional shape | |
| MXPA02004549A (en) | High capacity/low nox. | |
| CN102032569A (en) | Combustor | |
| EP2326880B1 (en) | Stepped swirler for dynamic control | |
| JP2004507701A (en) | Burner operation method and stepwise premixed gas injection burner | |
| JP2010085087A5 (en) | ||
| US10378760B2 (en) | Lean gas burner | |
| US10240779B2 (en) | Low NOx burner for ethylene cracking furnaces and other heating applications | |
| CA3009668C (en) | Low nox burner apparatus and method | |
| US9593848B2 (en) | Non-symmetrical low NOx burner apparatus and method | |
| US11353212B2 (en) | Low NOxburner apparatus and method | |
| RU2733568C1 (en) | Burner for gas turbine | |
| KR101508216B1 (en) | Burner for low nitrogen oxide for using both gas and oil | |
| EP1985920B1 (en) | Combustor and a fuel suppy method for the combustor | |
| EA030991B1 (en) | BURNER BLOCK AND METHOD FOR BURNING GAS OR LIQUID FUEL | |
| JP2012241203A (en) | Ceramic burner for hot blast stove | |
| RU2768639C2 (en) | Radiation wall burner | |
| JPS5828487B2 (en) | Low NOx combustion method and device | |
| JP2012241204A (en) | Ceramic burner for hot blast stove | |
| RU2802115C1 (en) | Gas turbine combustion chamber | |
| RU2324117C1 (en) | System for combustion of liquid and/or aeriform fuel in gas turbine | |
| CN116892724A (en) | Burner with a burner body | |
| RO131144A0 (en) | Combustion chamber with pre-mixing and vorticity |