CN111623373A

CN111623373A - 用于燃气涡轮的顺序燃烧器、其运行方法和其整修方法

Info

Publication number: CN111623373A
Application number: CN202010128447.2A
Authority: CN
Inventors: A.西亚尼; M.R.博廷
Original assignee: Ansaldo Energia Switzerland AG
Current assignee: Ansaldo Energia Switzerland AG
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2020-09-04
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: EP3702670A1; EP3702670B1; CN111623373B

Abstract

一种用于燃气涡轮的顺序燃烧器，该顺序燃烧器包括：第一燃烧器，其设有多个第一喷燃器，该多个第一喷燃器被供给压缩空气，并且构造成用于在扩散模式下和在预混合模式下将燃料喷射于压缩空气中，每个第一喷燃器包括由气体燃料管线供料的至少气体燃料喷嘴和由液体燃料管线供料的至少液体燃料喷嘴；第二燃烧器，其设有多个第二喷燃器，该多个第二喷燃器被供给离开第一燃烧器的热气，并且构造成用于将燃料喷射于热气中；其中，燃烧器还包括流体连接件，该流体连接件构造成用于使气体燃料管线和液体燃料管线选择性地连接，以便允许在气体燃料管线中流动的气体燃料的部分进入于液体燃料管线中并且由液体燃料喷嘴喷射。

Description

用于燃气涡轮的顺序燃烧器、其运行方法和其整修方法

对相关申请的交叉引用

本专利申请要求提交于2019年2月28日的欧洲专利申请No.19160086.5的优先权，该欧洲专利申请的整个公开通过引用而合并于本文中。

技术领域

本发明涉及用于发电厂的燃气涡轮组件的技术领域。特别地，本发明涉及用于运行燃气涡轮的顺序燃烧器的方法。该顺序燃烧器包括：第一燃烧器(或上游燃烧器)，其构造成用于接收压缩空气并且使该空气与燃料混合；和下游第二燃烧器(或再加热燃烧器)，其构造成用于接收离开第一燃烧器的热气并且将燃料添加到该热气中以便执行自点火/自发点火。更详细而言，本发明还涉及用于整修上文的第一燃烧器以便允许当前的第一燃烧器被供给高反应性燃料(例如，H₂基燃料)的方法。

背景技术

如所知的，用于发电厂的燃气涡轮组件(在下文中，仅称为燃气涡轮)包括转子，其设有压缩机单元、燃烧器单元以及至少涡轮单元。压缩机构造成用于使在压缩机入口处供应的空气压缩。离开压缩机的压缩空气流到气室中，并且从气室流到燃烧器中。燃烧器包括构造成用于将燃料喷射于压缩空气中的多个喷燃器。燃料和压缩空气的混合物流到燃烧室中，在燃烧室中，该混合物燃烧。得到的热气离开燃烧室，并且在涡轮中膨胀，从而对转子做功。如所知的，涡轮包括多级或多排转子叶片，其与多级或多排定子导叶相穿插。转子叶片连接到转子，而定子导叶连接到导叶承载器，导叶承载器是包围涡轮单元的同心壳体。

为了达到高效率，要求高的涡轮入口温度。然而，大体上，该高温涉及不期望的高的NO_x排放水平。为了在不降低效率的情况下减少该排放并且增加运行灵活性，所谓的“顺序”燃气涡轮是特别合适的。大体上，顺序燃气涡轮包括串联的两个燃烧器或燃烧级，其中，每个燃烧器设有多个喷燃器并且至少设有相关燃烧室。顺着主气流方向，通常上游或第一燃烧器包括多个所谓的“预混合”喷燃器。术语“预混合”强调如下的事实：第一燃烧器的每个喷燃器构造成不仅用于将燃料(例如，通过所谓的“引燃器喷枪”)直接地喷射于压缩空气中，从而形成扩散火焰，而且还用于使压缩空气和燃料(以涡流)混合，之后将混合物喷射到燃烧室中。因此，在下文中，术语“预混合喷燃器”意味着顺序燃烧器的第一级中的喷燃器，其中，每个预混合喷燃器构造成用于接收压缩空气并且将燃料喷射于该到来的空气中以便实现扩散火焰(例如，通过没有任何预混合的引燃器喷枪)和/或预混合火焰。这种预混合喷燃器如今被广泛使用，因为，扩散火焰在某些状况下(例如，在冷起动运行期间)是有用的，而预混合火焰允许在正常运行期间减少NO_x排放。下游或第二燃烧器被称为“再加热”或“顺序”燃烧器，并且，下游或第二燃烧器被供给离开第一燃烧器的热气。而且，再加热燃烧器设有构造成用于将燃料喷射于来自第一燃烧器的热气中的多个再加热喷燃器。由于气体温度高，因而再加热喷燃器下游的运行状况允许燃料/空气混合物的自点火/自发点火。而且，这些再加热喷燃器构造成用于在自发点火之前执行热气和燃料的预混合。因此，在下文中，术语再加热喷燃器仅意味着顺序燃烧器中的第二燃烧级处的喷燃器。

如今，已知两个不同种类的顺序燃气涡轮。根据第一实施例，预混合燃烧器和再加热燃烧器是环形形状的，并且通过被称为高压涡轮的涡轮叶片级而物理地分离。根据第二实施例，燃气涡轮不设有高压涡轮，并且，以多个筒形燃烧器的形式实现燃烧器单元。在该实施例中，每个筒形燃烧器包括在公共的筒形形状的壳体内部布置成一个在另一个的正下游的预混合(第一级)燃烧器和再加热(第二级)燃烧器。在两个实施例中，喷燃器构造成用于喷射不同种类的燃料(即，液体燃料(在下文中，术语“油燃料”大体上意味着“液体燃料”)和气体燃料)和运载空气(即，离开压缩机的压缩空气的小部分)。鉴于上文，喷燃器设有用于将气体燃料、液体燃料和运载空气供给到相关的喷燃器喷嘴的单独的通道或导管。

从上文中所提到的顺序燃气涡轮结构开始，如今提出了在保持低排放和高性能的同时改进燃料灵活性的需要。特别地，如今的现实挑战是使用例如带有大量的H₂或更高反应性的烃(例如，乙烷、丙烷)的高反应性燃料。实际上，在旨在实现无碳排放的同时，越来越多地将可再生能源用于能量生产还伴随有日益增长的对灵活的发电的需要。通过氢生产和燃烧前碳捕获而对来自可再生能源的过量能量产量进行能量存储的可能的解决方案越来越有势头。两种场景都要求能够利用氢基燃料来运行的燃气涡轮。同时，由于越来越多地使用液化天然气以及更广泛的范围的气体源和提取方法，因而考虑在燃气涡轮内使用的天然气的组成变得显著地更易变。因此，在现代的燃气涡轮开发中，在氢的量和更高反应性的烃的量两个方面的燃料灵活性都极其重要。

燃料反应性的变化意味着火焰位置的变化。特别地，更高的燃料反应性(如H₂)迫使火焰向上游移动，从而增加NO_x排放，并且可能使喷燃器变得过热。结果，当使高反应性燃料(例如，含有大量的更高反应性的烃或氢的燃料)燃烧时，与天然气的情况相比，火焰向上游移动，因而增加逆燃的风险。由于再加热燃烧器中的火焰的位置可有效地被再加热燃烧器的入口处的温度(自点火/自发点火)控制，因而通过降低入口温度，因此有可能使火焰向下游移动。因此，可通过降低第一级温度而补偿再加热燃烧器中的更高的燃料反应性的负面影响(逆燃)。此外，预混合燃烧器也可能受到在该状况下的逆燃影响。根据现有技术实践，为了缓解逆燃风险，使火焰移动回到预混合燃烧器和再加热燃烧器中的火焰设计位置通过仅仅在第一燃烧级中喷射较少的燃料而获得。以此方式，预混合燃烧器中的火焰的位置向下游移动，并且，第二级的入口温度较低。

根据当前的现有技术实践，在预混合、非再加热燃烧系统中，仅可允许少量的氢，因此，扩散型燃烧器用于利用特别大量的氢作为燃料来产生电力。然而，该现有技术实践产生高NO_x排放，并且因此，需要将大量的稀释剂(氮、蒸汽)添加于气流中，且/或必须使用选择性催化还原装置来使NO_x排放保持低于极限。如所知的，这些补救措施显著地降低燃气涡轮设备的效率。

总之，在高反应性燃料(例如，氢基燃料)的情况下，现有技术实践给出以下的建议：

- 在一般的预混合系统的情况下，由于对预混合喷燃器的排放和逆燃极限而不可能使用高反应性燃料，从而要求对发动机性能造成不利影响的较大降额；

- 在顺序燃烧器中，高反应性燃料可在再加热燃烧器入口温度下良好地使用，但在超过某一极限的情况下，第一燃烧器运行受LBO限制；

- 只有在扩散式燃烧器(未预混合)的情况下，才有可能使用具有高比率(即，高达100%)的H₂的燃料。然而，不可能通过使用这种燃烧器而达到预混合/再加热顺序燃烧器的效率比率。此外，如今，鉴于对NO_x产量的不利影响并且由于燃料气体压力要求的限制，该解决方案不被视为可接受的解决方案。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供用于燃气涡轮的顺序燃烧器，以便克服当前的现有技术实践的在前文中提到的缺陷。特别地，本发明的范围是提供用于整修用于燃气涡轮的当前顺序燃烧器的方法，以便允许顺序燃烧器被供应高反应性燃料(例如，具有按体积计算的一定百分比(从0%至100%)的H₂的H₂基燃料)。

本发明的出发点是由申请人开发的用于在燃烧器被供给高反应性燃料时运行用于燃气涡轮的顺序燃烧器的创新方法。构造成用于执行该运行方法的顺序燃烧器包括：

- 第一燃烧器，其设有多个第一喷燃器，多个第一喷燃器被供给压缩空气，并且构造成用于将燃料喷射于压缩空气中；

- 第二燃烧器，其设有多个第二喷燃器，多个第二喷燃器被供给离开第一燃烧器的热气，并且构造成用于将燃料喷射于热气中。

参照第一燃烧器，如所知的，所供应的压缩空气是离开在燃气涡轮中相对于顺序燃烧器而布置于上游的压缩机的空气。燃烧器运行方法不提供涉及第一燃烧器的形状的任何限制，并且，在下文的对附图的描述中，将描述要求保护的第一燃烧器的两个不同实施例。该第一燃烧器的每个喷燃器可为特定种类的喷燃器(即，所谓的“预混合”喷燃器)。对于燃气涡轮领域的技术人员清楚的是，定义“预混合”喷燃器意味着构造成用于在燃烧室的入口之前使到来的空气和所喷射的燃料混合的喷燃器。例如，为了产生该混合，预混合喷燃器可包括构造成用于在空气流中产生涡流的外部圆锥形壳体，其中，该圆锥形壳体还设有燃料喷射喷嘴。以此方式，离开喷燃器并且进入燃烧室的空气流已经与所喷射的燃料混合。此外，如所知的，“预混合”喷燃器还可包括引燃器，引燃器构造成用于在燃烧室中将燃料直接地喷射于空气流中，而不存在任何初步混合特征。例如，该引燃器可按沿着外部圆锥形壳体轴向地延伸的喷枪的形式实现。因此，预混合喷燃器是构造成用于在燃烧室中产生不同种类的火焰(例如由引燃器所喷射的燃料产生的所谓的扩散火焰和例如由成漩涡的混合物空气/燃料产生的预混合火焰)的喷燃器。如所知的，预混合喷燃器可运行成利用在预混合回路中和在扩散回路中供应的不同比率的燃料来产生仅扩散火焰、仅预混合火焰或扩散火焰和预混合火焰的组合。在正常运行期间，由于NOx产量较少，因而预混合火焰是优选的。

由申请人开发的燃烧器运行方法也不提供涉及第二燃烧器的形状的任何限制。每个第二喷燃器是构造成用于将燃料喷射于离开第一燃烧器的热气流中的喷燃器。由于离开第一燃烧器的热气的温度高，因而第二喷燃器不设有火花点火器或任何强制点火器装置，并且，燃烧基于自点火/自发点火。该第二喷燃器也被称为“再加热”喷燃器，并且，本发明不要求对当前的再加热喷燃器的任何结构修改。

如在涉及现有技术的章节中所提到的，如今，当所供应的燃料是高反应性燃料时，需要针对顺序燃烧器而提供新运行模式。术语“高反应性燃料”意味着具有与天然气相比而更高的反应性的燃料。高反应性燃料的示例是氢基燃料。当对顺序燃烧器供给高反应性燃料时，用于运行由申请人开发的该顺序燃烧器的方法包括以下步骤：

- 关闭第一喷燃器中的至少一个；

- 运行剩余的起作用的第一喷燃器，以便作为扩散模式和预混合模式燃烧的组合而产生混合火焰。换而言之，上文的运行方法要求高扩散燃料速率，其中，一些喷燃器可仅在扩散构造中运行。

从上文出发，本发明解决如何安全地执行上文的以高扩散燃料速率对喷燃器进行供料的运行步骤的问题。实际上，正常运行期间的高扩散燃料速率将要求高燃料压降(超过10巴)，并且，该高燃料压降转而要求对扩散喷嘴进行供料的气体燃料管线内部的非常高的压力。该高压可能损伤燃烧系统。此外，发动机将要求并非始终可在燃料气体管线中获得的燃料气体压力水平。

本发明所提出的解决方案是并行使用已经存在于喷燃器中的另一燃料供应管线来将在气体燃料管线中流动的燃料的至少部分供给到扩散喷嘴。特别地，根据本发明，用于将在气体燃料管线中流动的燃料的至少部分供给到扩散喷嘴的燃料供应管线是油燃料管线。换而言之，本发明所提出的解决方案是将在气体燃料管线中流动的高反应性气体燃料的部分供给到油(液体)燃料管线中；油燃料管线通常仅用于供给油燃料。为了允许进行不仅在气体管线内部而且还有在油管线内部的高反应性气体燃料的该并行供给，在引燃器气体燃料管线与油燃料管线之间设有连接件。该连接件设有阀，该阀构造成用于选择性地允许在气体管线中流动的高反应性氢气燃料的部分流到油管线中。

有利地，该解决方案允许降低存在于气体燃料管线中的压力，而未对燃烧造成任何有害影响。实际上，在有和没有高反应性氢气燃料经过油燃料管线的情况下，NOx产量水平相同。

根据第一实施例，使气体管线和油管线连接的阀是开关阀。根据第二实施例，使气体管线和油管线连接的阀是质量流控制器。

此外，本发明涉及用于整修包括预混合喷燃器和再加热喷燃器的用于燃气涡轮的当前顺序燃烧器的方法，其中：

- 每个预混合喷燃器构造成用于在由引燃器作出的扩散模式下和在预混合模式下将燃料喷射于压缩空气中；以及

- 每个预混合喷燃器包括由气体燃料管线供料的至少气体燃料喷嘴和由油燃料管线供料的至少油气喷嘴。

本发明的方法包括如下的步骤：在气体燃料管线与油燃料管线之间添加连接件，其中，该连接件构造成用于选择性地允许在气体燃料管线中流动的气体燃料的部分进入于油燃料管线中。一旦被供给到油燃料管线内部，溢出部分的气体燃料就由油喷嘴喷射于燃烧室中。该方法可包括对上文的连接件提供阀(例如，开关阀或质量流控制器)的步骤。

将理解，前文的概述和下文的详述两者都是示范性的，并且旨在提供如要求保护的本发明的进一步解释。本发明的其它优点和特征将从下文的描述、附图和权利要求书显而易见。

在所附权利要求书中，特别地阐明本发明的被认为新颖的特征。

附图说明

在适当参照附图而仔细阅读详述之后，本发明的另外的益处和优点将变得显而易见。

然而，通过参照联合附图而描述本发明的示范性的实施例的对本发明的以下详述，从而可最清楚地理解本发明本身，其中：

- 图1是包括可设有根据本发明的创新构件的顺序燃烧器的燃气涡轮的第一实施例的示意图；

- 图2是包括可设有根据本发明的创新构件的顺序燃烧器的燃气涡轮的第二实施例的示意图；

- 图3是图2中所公开的燃气涡轮的顺序燃烧器在两种不同运行状况下的示意图；

- 图4和图5是图3的顺序燃烧器的喷燃器在两种不同运行状况下的示意图；以及

- 图6是根据本发明的实施例的喷燃器燃料管线的示意图。

具体实施方式

在下文中，与附图合作而根据优选实施例来描述本发明的技术内容和详述，这些实施例并非用于限制本发明的实施范围。本发明所要求保护的权利要求书涵盖全部的根据所附权利要求书而作出的任何等同变型和修改。

现在，将参照附图而详细地描述本发明。

现在参照图1，图1是包括顺序燃烧器的燃气涡轮1的第一示例的示意图，其中，带有引燃器的第一喷燃器可设有根据本发明的引燃器燃料管线。特别地，图1公开了带有高压涡轮和低压涡轮的燃气涡轮。顺着主气流2，图1的燃气涡轮1包括压缩机3、第一燃烧器31、高压涡轮5、第二燃烧器32以及低压涡轮7。压缩机3和两个涡轮5、7是围绕轴线9旋转并且被同心壳体10包围的公共转子8的部分或连接到公共转子8。压缩机3被供应空气，并且设有构造成用于使进入压缩机3的空气压缩的旋转叶片18和定子导叶19。压缩空气一旦离开压缩机，就流到气室11中，并且从气室11流到第一燃烧器31的围绕轴线9布置为环的多个第一喷燃器12中。每个第一喷燃器12构造成用于将(由第一燃料源13供应的)燃料喷射于空气流中，特别地，该第一喷燃器12由于构造成用于在火花点之前使空气和所喷射的燃料混合而可定义为“预混合”喷燃器。图4和图5(其将在下文中描述)公开了带有引燃器的预混合喷燃器的示例，引燃器可设有根据本发明的引燃器燃料管线。请注意，然而，本发明不限于存在引燃器。燃料/压缩空气混合物流到环形形状的第一燃烧室4中，在第一燃烧室4中，经由例如通过火花点火器而进行的强制点火来使该混合物燃烧。得到的热气离开第一燃烧器室4，并且在高压涡轮5中部分地膨胀，从而对转子8做功。在高压涡轮5的下游，部分地膨胀的热气流到第二喷燃器33中，在第二喷燃器33中，喷射由燃料喷枪14供应的燃料。部分地膨胀的气体具有高温，并且含有足够的氧，以在布置于第二喷燃器33下游的第二燃烧室6中基于自点火而发生进一步燃烧。该第二喷燃器33也被称为“再加热”喷燃器。经再加热的热气离开第二燃烧室6并且流到低压涡轮7中，在低压涡轮7中，经再加热的热气膨胀，从而对转子8做功。低压涡轮7包括沿主流方向串联布置的多级或多排转子叶片15。这样的多级叶片15与多级定子导叶16相穿插。转子叶片15连接到转子8，而定子导叶16连接到导叶承载器17，导叶承载器17是包围低压涡轮7的同心壳体。

现在参照图2，图2是包括顺序燃烧器的燃气涡轮20的第二示例的示意图，其中，带有引燃器的第一喷燃器可设有根据本发明的引燃器燃料管线。特别地，图2公开了设有压缩机29、一个涡轮21、以及顺序燃烧器22的燃气涡轮20。图2的顺序燃烧器22包括多个所谓的筒形燃烧器(即，多个圆柱形壳体)，其中，每个筒形燃烧器容纳第一燃烧室25、第二喷燃器26、第二燃烧室27以及多个第一喷燃器24(例如，四个第一喷燃器24)。在第二喷燃器26上游，可设有构造成用于在离开第一燃烧室25的热气中添加空气的空气混合器(未示出)。顺序燃烧器组件至少部分地容纳于外壳28中，外壳28支撑围绕涡轮轴线布置为环的多个筒形燃烧器22。第一燃料经由第一燃料喷射器(未显示)来引入到第一喷燃器24中，在其中，燃料与由压缩机29供应的压缩气体混合。该实施例的每个第一喷燃器24也是构造成用于产生预混合火焰和扩散火焰的“预混合”喷燃器。图2的每个第一喷燃器24和图1的每个第一喷燃器12是可独立地运行的，即，每个第一喷燃器可独立于其它第一喷燃器而关闭，并且，每个第一喷燃器可在以扩散模式喷射的燃料与以预混合模式喷射的燃料之间的比方面独立地运行。最后，离开第二燃烧室27的热气在涡轮21中膨胀，从而对转子30做功。

现在参照图3，图3是筒形燃烧器22的示意图，筒形燃烧器22可为图2的涡轮的燃烧器。特别地，图3公开了两种不同运行状况(即，在筒形燃烧器22内部存在两个不同火焰位置)下的燃烧器。此外，在图3下方，呈现公开了温度在筒形燃烧器22内部的这两种不同运行状况下如何变化的曲线图。如所知的，并且如前文中所提到的，筒形燃烧器22如今是优选的，因为，筒形燃烧器22在低排放和燃料灵活性两个方面都具有显著优点。第一级预混合喷燃器24利用空气动力学结构来使传播的预混合火焰稳定，从而在广泛的运行范围内提供优异的火焰稳定性和燃烧效率。与喷燃器喷嘴具有正确距离的该火焰由参照标号34’表示。相比之下，第二喷燃器26是主要地通过自动点火而控制的喷燃器。第二喷燃器26所产生的火焰由参照标号35’表示。这两种形成鲜明对比的产生火焰的方法在使发动机的减负荷能力最大化的同时使在基本负荷下的NOx排放最小化的方面提供实质性优点。可应用筒形燃烧器22的灵活性，以允许针对范围广泛的燃料而实现低排放性能。对于每种燃料类型，可定义通过调整第二喷燃器26的入口温度(在继表示空气稀释混合器的参照标号47之后的参照标号46处的温度)而实现的运行方法，该运行方法允许正确地维持两个火焰位置。对于更高反应性燃料(例如，高的氢或更高反应性烃含量)，如参照标号34 和35所表示的，第一喷燃器24和第二喷燃器26处的火焰向上游移动。朝向喷燃器的这些移动涉及一些缺陷，即，火焰停留时间长(以及因此NOx产量高)和使喷燃器喷嘴过热。用以使火焰34、35向下游移动到火焰34’、35’的正确位置的解决方案可为降低第一级火焰温度(减少在第一级中喷射的燃料，以便在图3的曲线图中从线36转变成线37)。同时，该解决方案还导致自动点火延迟时间的变化并且因此导致对于同一火焰温度的位置可受控制的第二级的火焰位置的变化。如果例如代替天然气而燃烧更高反应性的燃料(即，氢)，则必须降低第一级温度。如可在图3中看到的，降低第一级温度会以期望的方式变更第二级的点火延迟时间，以将火焰35保持于其设计位置35’处。为了将燃料的氢含量进一步增大到至多100%，要求较低的第二入口温度。申请人开发了用于允许供给高反应性燃料的新解决方案。该解决方案是实现通过在扩散模式与预混合模式之间调整一些起作用的第一喷燃器的燃料的分配(特别地，通过提供高引燃器燃料速率)而获得的混合火焰。以此方式，第一级的贫吹熄裕度(低温)扩大，而不存在现有技术实践的任何缺陷。因此，第一级可在不喷射稀释剂的情况下利用高反应性燃料来运行，同时针对第二级燃烧器而输送充分地更低的入口温度水平。从上文的混合运行模式开始，本发明解决安全地执行以“高扩散燃料流率”对喷燃器进行供料的上文的运行步骤的问题。实际上，正常运行期间的高扩散燃料流率要求高燃料压降(超过10巴)，并且，该高燃料压降要求在供料的气体燃料管线内部有非常高的燃料压力。

现在参照图4和图5，图4和图5是适合于在两种不同运行状况下执行本发明的第一或预混合喷燃器的非限制性的示例的示意图。根据该示例，预混合喷燃器41是构造成用于产生扩散火焰42(图4)和预混合火焰43(图5)的喷燃器。为了产生扩散火焰42，燃料由引燃器喷枪44直接地喷射于燃烧室中，而未与到来的压缩空气进行任何初步混合。为了产生预混合火焰43，燃料在进入燃烧室之前与压缩空气混合。例如，该混合可通过在构造成用于产生涡流的圆锥形壳体45中传递空气而实现，其中，该圆锥形壳体45还设有用于将燃料喷射于该涡流中的喷嘴。根据本发明，当对喷燃器供给反应性燃料(如H₂基燃料)时，该方法包括如下的步骤：关闭第一喷燃器中的至少一个(例如，至少针对每个筒形燃烧器而关闭喷燃器)，并且运行剩余的起作用的第一喷燃器，以便作为扩散模式和预混合模式的组合而产生混合火焰。优选地，起作用的第一喷燃器中的至少一个运行成使得显著量的燃料(特别地，供给到该喷燃器的燃料的至少5%)在扩散模式下燃烧。根据不同实施例，在筒形燃烧器中，第一级上的一些喷燃器可仅在预混合构造中运行，而其它喷燃器仅在扩散构造中运行。

根据不同实施例，不同喷燃器可同时地以不同的扩散模式/预混合模式比在预混合构造中和在扩散构造中运行。第一级喷燃器中的一些的关闭可按具体型式进行，以便使温度分布优化。

现在参照图6，图6是根据本发明的实施例的燃料管线的示意图。所提出的解决方案是将在气体管线内部流动的高反应性气体燃料的部分供给到油管线(其已经存在于喷燃器中并且通常仅用于供给油燃料)中。根据图6的实施例，喷燃器设有气体燃料喷嘴48和油燃料喷嘴49。气体燃料喷嘴48由在相反端处连接到气体燃料源51的气体燃料管线50供料。油燃料喷嘴49由在相反端处连接到油燃料源53的油燃料管线52供料。根据本发明，喷燃器还设有使气体燃料管线50与油燃料管线52流体地连接的连接件54(即，至少导管)。根据图6中所公开的实施例，连接件54设有阀55，阀55构造成用于将在气体燃料管线50中流动的气体燃料的部分选择性地供给到油燃料管线52内部，使得存在于气体管线中的压力可减小，而未对燃烧造成任何有害影响。当然，喷燃器可包括由多个燃料管线供料的多个气体喷嘴和油喷嘴。

虽然已关于如上文中所提到的本发明的(一个或多个)优选实施例而解释本发明，但将理解，在不背离本发明的范围的情况下，可作出许多其它可能的修改和变型，因此，预期所附权利要求或权利要求书将涵盖落在本发明的真实范围内的这样的修改和变型。

Claims

1.一种用于燃气涡轮(1、20)的顺序燃烧器(22)；所述顺序燃烧器(22)包括：

- 第一燃烧器，其设有多个第一喷燃器(12、24)，所述多个第一喷燃器(12、24)被供给压缩空气，并且构造成用于在扩散模式(42)下和在预混合模式(43)下将燃料喷射于所述压缩空气中，每个第一喷燃器(12、24)包括由气体燃料管线(50)供料的至少气体燃料喷嘴(48)和由液体燃料管线(52)供料的至少液体燃料喷嘴(49)；

- 第二燃烧器，其设有多个第二喷燃器(26、33)，所述多个第二喷燃器(26、33)被供给离开所述第一燃烧器的热气，并且构造成用于将燃料喷射于所述热气中；

其特征在于，所述燃烧器(22)还包括流体连接件(54)，所述流体连接件(54)构造成用于使所述气体燃料管线(50)和所述液体燃料管线(52)选择性地连接，以便允许在所述气体燃料管线(50)中流动的气体燃料的部分进入于所述液体燃料管线(52)中并且由所述液体燃料喷嘴(49)喷射。

2.根据权利要求1所述的顺序燃烧器(22)，其中，所述连接件(54)设有开关阀(55)。

3.根据权利要求1所述的顺序燃烧器(22)，其中，所述连接件(54)设于质量流控制器处。

4.一种用于运行用于燃气涡轮(1、20)的顺序燃烧器(22)的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供顺序燃烧器(22)，其包括：

- 流体连接件(54)，其构造成用于使所述气体燃料管线(50)和液体燃料管线(52)选择性地连接，以便允许在所述气体燃料管线(50)中流动的气体燃料的部分进入于所述液体燃料管线(52)中并且由所述液体燃料喷嘴(49)喷射；

b)对所述第一喷燃器(12、24)和所述第二喷燃器(26、33)供给高反应性燃料；

c)关闭所述第一喷燃器(12、24)中的至少一个；

d)运行剩余的起作用的第一喷燃器，以便作为扩散模式和预混合模式的组合而产生混合火焰；

e)使在所述气体燃料管线(50)内部流动的所述气体燃料的至少部分通过所述连接件(54)流到所述液体燃料管线(52)中。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括对所述连接件(54)提供阀(55)的步骤。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括对所述连接件(54)提供质量流控制器的步骤。

7.一种用于整修用于燃气涡轮的顺序燃烧器的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供顺序燃烧器(22)，其包括：

b)在所述气体燃料管线(50)与所述液体燃料管线(52)之间添加连接件(54)，以便选择性地允许在所述气体燃料管线(50)中流动的气体燃料的部分进入于所述液体燃料管线(52)中并且由所述液体燃料喷嘴(49)喷射。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法包括对所述连接件(54)提供阀(55)的步骤。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法包括对所述连接件(54)提供质量流控制器的步骤。