[发明专利]具有扩展的燃料灵活性的延迟贫喷射

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请涉及下列申请：“Late Lean Injection Fuel StagingConfigurations”；“Late Lean Injection System Configuration”；“LateLean Injection Fuel Injector Configurations”；“Late Lean Injection withAdjustable Air Splits”；“Late Lean Injection for Fuel Flexibility”和“LateLean Injection Control Strategy”，各个申请随此申请同时提交，且它们的内容通过引用结合于本文中。

技术领域

[0002]本发明的各方面涉及延迟贫喷射(LLI)(late lean injection)燃料分级构造及其实现方法。

背景技术

[0003]当前，一些燃气涡轮发动机未能以高效率运行并产生不期望的空气污染排放物。由燃烧传统烃类燃料的涡轮机通常产生的主要空气污染排放物是氮氧化物、一氧化碳和未燃烧的烃类。为此，由于燃气涡轮发动机中例如氮分子的氧化依赖于燃烧器中的高温和反应物在高温下在燃烧器内的驻留时间，通过将燃烧器温度维持在形成热NOx所处的水平之下或通过限制反应物在高温下的驻留时间(使得没有足够的时间来进行形成NOx的反应)，来降低热NOx形成的水平。

[0004]一种温度控制方法包括在燃烧之前使燃料和空气预混合以形成它们的稀混合物。然而，已经懂得，对于重型工业燃气涡轮机，即便使用预混合的稀燃料，燃烧产物的所需温度是如此之高，以致燃烧器必须在反应区中以超过热NOx形成阈值温度的峰值燃气温度运行，从而导致形成大量的NOx。

发明内容

[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种燃气涡轮发动机，其包括：包括多个燃料回路支路的燃料回路；具有第一内部的燃烧器，由多个燃料回路支路中的任何一个供应到第一内部的第一燃料可在第一内部中燃烧；包括旋转的涡轮叶片的涡轮，至少第一燃料的燃烧的产物可接收到该涡轮中，以对涡轮叶片的旋转供以动力；包括第二内部的过渡区域，其中，第二燃料由多个燃料回路支路中的任何一个供应到该第二内部，第二燃料包括可由燃料回路从外部源接收的气体，且第一燃料的燃烧的产物是可燃的，过渡区域设置成以便使燃烧器和涡轮以流体的方式彼此联接；以及多个燃料喷射器，其在结构上由过渡区域支承，且联接到燃料回路支路中的任何一个上，且燃料喷射器构造成以便将第二燃料供应到单个轴向级、多个轴向级、单个轴向圆周级和多个轴向圆周级的任意其中之一中的第二内部。

[0006]根据本发明的另一个方面，提供了一种燃气涡轮发动机，其包括：包括多个燃料回路支路的燃料回路；具有第一内部的燃烧器，由多个燃料回路支路中的任何一个供应到第一内部的第一燃料可在第一内部中燃烧；以及包括旋转的涡轮叶片的涡轮，至少第一燃料的燃烧的产物可接收到该涡轮中，以对涡轮叶片的旋转供以动力；而且该燃气涡轮发动机包括：包括第二内部的过渡区域，其中，第二燃料由多个燃料回路支路中的任何一个供应到第二内部，第二燃料包括可由燃料回路从外部源接收的气体，且第一燃料的燃烧的产物是可燃的，过渡区域设置成以便使燃烧器和涡轮以流体的方式彼此联接；以及多个燃料喷射器，其在结构上由过渡区域支承，且联接到燃料回路支路中的任何一个上，且燃料喷射器构造成以便将第二燃料供应到单个轴向级、多个轴向级、单个轴向圆周级和多个轴向圆周级的任意其中之一中的第二内部。

[0007]根据结合附图得到的以下描述，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。

附图说明

[0008]被认为是本发明的主题在说明书所附的权利要求中被特别地指出和清楚地要求保护。结合附图，根据下列具体实施方式，本发明的上述和其它特征和优点是显而易见的，附图中：

[0009]图1是包括延迟贫喷射能力的涡轮机的侧截面图；

[0010]图2是图示了图1的涡轮机的头端燃料分流百分数对点火温度的曲线的图形；

[0011]图3是图示了操作图1的涡轮机的方法的流程图；

[0012]图4A-4D是不同头端构造的侧截面图；以及

[0013]图5A-5D是不同燃料喷射器构造的透视图。

[0014]参看附图，以示例的方式，具体实施方式解释了本发明的实施例以及优点和特征。

部件列表：

10燃气涡轮发动机