NO166340B - COMBINED DIFFUSION AND premix control nozzle. - Google Patents
COMBINED DIFFUSION AND premix control nozzle. Download PDFInfo
- Publication number
- NO166340B NO166340B NO874893A NO874893A NO166340B NO 166340 B NO166340 B NO 166340B NO 874893 A NO874893 A NO 874893A NO 874893 A NO874893 A NO 874893A NO 166340 B NO166340 B NO 166340B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- nozzle
- fuel
- diffusion
- combined
- premix
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- F23D11/005—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means
-
- 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
- F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
-
- 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
- F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nozzles (AREA)
Description
Oppfinnelse angår en kombinert diffusjons- og forblandedyse ifølge kravinnledningen. The invention relates to a combined diffusion and premixing nozzle according to the preamble.
Som et forsøk på å redusere mengden av NOx i avgassen fra en gassturbin har oppfinnerne Wilkes og Hilt utarbeidet en totrinns, dobbeltvirkende brenner som er vist i US 4 292 801, 6.oktober 1981 til en felles ansøker av denne oppfinnelse. I den tidligere nevnte patent som er tatt med her for referansens skyld blir det oppdaget av mengden av avgass NOx kunne reduseres betydelig sammenliknet med en konvensjonell enkelttrinn, enkeltbrennstof fdysebrenner hvis det var to forbrenningskammere, slik at under normale driftsbelastninger virket oppstrøms, primærforbrenningskammeret som et forblandingskammer mens den faktiske forbrenning fant sted i nedstrøms, andre forbren-ningskammer. Under denne beskrevne virkemåte ville det ikke være noen flamme i primærkammeret, noe som førte til minskning av dannelsen av NOx. Ved en slik drift utgjør den sekundære eller sentrumsdysen flammekilden for driften av brenneren. Den spesielle utforming av oppfinnelsen omfatter en ringformet rekke primærdyser som hver tømmes i primærforbrenningskammeret og en sentrums, sekundærdyse som tømmes inn i det andre brennkammer. Disse dyser kan alle bli beskrevet som diffusjonsdyser ved at hver dyse har et aksialt brennstofforsyningsrør og er omgitt ved dens tømmeende ved en luftvirvel som tilveiebringer luft for forbrenning ved brennstoffdysens uttømming. Oppfinnerne har oppdaget at ytterligere reduksjon av NOx kan oppnås ved å endre utførelsen av den sentrale eller sekundære dyse slik at den kan bli beskrevet som en kombinert forblandings- og diffusjonsdyse. Ved drift brukes en relativt liten mengde brennstoff for å holde et diffusjonstennbluss mens en forblandingsdel av dysen tilveiebringer ekstra brennstoff for antennelse av hovedbrennstof-forsyningen fra oppstrømsprimærdyser rettet inn i primærbrennkam-meret. In an effort to reduce the amount of NOx in the exhaust gas from a gas turbine, inventors Wilkes and Hilt have devised a two-stage, double-acting burner which is shown in US 4,292,801, October 6, 1981 to a joint applicant of this invention. In the aforementioned patent incorporated herein by reference, it is discovered that the amount of exhaust NOx could be significantly reduced compared to a conventional single-stage, single-fuel f-nozzle burner if there were two combustion chambers, so that under normal operating loads the upstream, primary combustion chamber acted as a premix chamber while the actual combustion took place in downstream, other combustion chambers. Under this described mode of operation, there would be no flame in the primary chamber, leading to a reduction in the formation of NOx. In such operation, the secondary or center nozzle constitutes the flame source for the operation of the burner. The particular design of the invention comprises an annular series of primary nozzles, each of which is emptied into the primary combustion chamber and a central, secondary nozzle which is emptied into the second combustion chamber. These nozzles can all be described as diffusion nozzles in that each nozzle has an axial fuel supply tube and is surrounded at its discharge end by an air vortex which provides air for combustion at the discharge of the fuel nozzle. The inventors have discovered that further reduction of NOx can be achieved by changing the design of the central or secondary nozzle so that it can be described as a combined premix and diffusion nozzle. In operation, a relatively small amount of fuel is used to maintain a diffusion igniter while a premix portion of the nozzle provides additional fuel to ignite the main fuel supply from upstream primary nozzles directed into the primary combustion chamber.
Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en stabil og fullstendig varmekilde for å antenne en primær, forblandet strøm under en rekke driftforhold. Det er videre et formål med oppfinnelsen å minske bidraget fra flammekilden til NOx-avgasser. Det er videre et formål med oppfinnelsen å minske mengde av brennstoff som brukes for å tilveiebringe et diffu-sj onstennbluss. It is an object of the invention to provide a stable and complete heat source for igniting a primary, premixed stream under a variety of operating conditions. It is also an object of the invention to reduce the contribution from the flame source to NOx exhaust gases. It is also an object of the invention to reduce the amount of fuel used to provide a diffusion stone flare.
De nye egenskaper som er antatt å være karakteristisk for oppfinnelsen er fremsatt i de vedføyde krav. Selve oppfinnelsen sammen med andre formål og fordeler vil imidlertid best kunne forstås med henvisning til den følgende beskrivelse og tegninger. The new properties which are believed to be characteristic of the invention are set out in the appended claims. The invention itself together with other purposes and advantages will, however, be best understood with reference to the following description and drawings.
Denne oppfinnelse passer spesielt for gassturbinbren-nere av den type som omfatter to brennerkammer adskilt av et venturistrupeområde. En ringformet rekke primærdyser tømmer brennstoff inn i et oppstrøms eller primærbrennkammer mens en enkelt sentrumsdyse tømmer brennstoff inn i et nedstrøms eller andre brennkammer. Virkemåten er at under basisbelastning flammer primærdysene opp mens den ene sentrums- eller andre dyser underholder forbrenning av forblandet brennstoff fra primærdysene. Ifølge oppfinnelsen blir den ene sentrale, andre dyse som har blitt karakterisert som en diffusjonsdyse, erstattet av en kombinert diffusjons- og forblandingsdyse som reduserer brennstof f strømmen til sentrumsdiffusjonsflammen fra omtrent 20% av den totale brennstoffstrøm til omtrent 2% av den totale brennstof fstrøm for hele brenneren. Dette blir gjort ved å installere et luftforsyningsrør rundt et minste brennstofforsyningsrør for å underholde diffusjonsflammeforbrenningen mens dén maksimale brennstofforsyning inn i den sekundære dyse oppstår ved hjelp av radialt brennstoffordelingsrør som hvert tømmer brennstoff inn i et forblandingskammer som omslutter diffusjonstennblusset som omfatter det aksiale brennstofforsyningsrør og dets omsluttende luftforsyningsrør. På denne måte kan en relativt minimal mengde brennstoff, i en diffusjonsflamme, brukes for å antenne strømmen fra sentrumsdysens forblandingskammer mén den nødvendige mengde er betydelig mindre enn hva som vilié behøves for å antenne hovedforblandingsstrømmen fra de gjenværende omsluttende primærdyser. Konstruksjonen minimerer således samtidig andelen av den totale brennstoffstrøm i brenneren som brenner som én diffusjonsflamme (med NOx-avgasser) men gjør det mulig for å tilføre tilstrekkelig varme for å antenne hovedforblan-dingsstrømmen ved å bruke den forblandete strøm fra tennblusset (som har lite NOx-avgasser). De foran nevnte fordeler oppnås med brenneren ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er beskrevet med de i kravene anførte trekk. This invention is particularly suitable for gas turbine burners of the type comprising two burner chambers separated by a venturi throat area. An annular array of primary nozzles discharge fuel into an upstream or primary combustor while a single center nozzle discharges fuel into a downstream or second combustor. The way it works is that under base load the primary nozzles flare up while one of the central or other nozzles entertains the combustion of premixed fuel from the primary nozzles. According to the invention, the one central second nozzle which has been characterized as a diffusion nozzle is replaced by a combined diffusion and premixing nozzle which reduces the fuel f flow to the center diffusion flame from about 20% of the total fuel flow to about 2% of the total fuel f flow for the entire burner. This is done by installing an air supply pipe around a minimum fuel supply pipe to maintain the diffusion flame combustion while the maximum fuel supply into the secondary nozzle occurs by means of radial fuel distribution pipes which each discharge fuel into a premix chamber enclosing the diffusion igniter comprising the axial fuel supply pipe and its enclosing air supply pipe. In this way, a relatively minimal amount of fuel, in a diffusion flame, can be used to ignite the flow from the center nozzle's premix chamber, but the required amount is considerably less than what would be needed to ignite the main premix flow from the remaining enclosing primary nozzles. The design thus simultaneously minimizes the proportion of the total fuel flow in the burner that burns as one diffusion flame (with NOx exhaust gases) but makes it possible to add sufficient heat to ignite the main premix flow by using the premixed flow from the igniter (which has low NOx -exhaust gases). The aforementioned advantages are achieved with the burner according to the present invention as described with the features listed in the claims.
På tegningen viser fig. 1 et sideriss av en gassturbin-motor delvis i tverrsnitt, fig. 2 er et forstørret, detaljert sideriss av en brennerdel av gassturbinmotoren, fig. 3 er et skjematisk riss av den kombinerte diffusjons- og forblandingsdyse ifølge oppfinnelsen. In the drawing, fig. 1 a side view of a gas turbine engine partly in cross-section, fig. 2 is an enlarged, detailed side view of a combustor portion of the gas turbine engine, FIG. 3 is a schematic view of the combined diffusion and premixing nozzle according to the invention.
Med henvisning til fig. 1 omfatter en gassturbin 12 en kompressor 14, en brenner 16 og en turbin 18 vist med et enkelt blad. Selv om det ikke er spesielt vist er det kjent at turbinen drives tilkoplet kompressoren langs en felles akse. Kompressoren komprimerer luft som så blir snudd eller sendt i motsatt retning til brenneren for det brukes for å kjøle brenneren og også å tilveiebringe luft til forbrenningsprossen. Gassturbinen omfatter flere brennere (en vist) som er plassert rundt gassturbinens omkrets. I en særlig gassturbinmodell er det fjorten slike brennere anbrakt rundt gassturbinens omkrets. En overgangskanal 20 sammenkopler utløpsenden av denne særlige brenner med innløpsenden for turbinen for å tilføre varmeprodukter fra brennerprosessen til turbinen. With reference to fig. 1, a gas turbine 12 comprises a compressor 14, a burner 16 and a turbine 18 shown with a single blade. Although it is not specifically shown, it is known that the turbine is operated connected to the compressor along a common axis. The compressor compresses air which is then reversed or sent in the opposite direction to the burner because it is used to cool the burner and also to provide air to the combustion process. The gas turbine comprises several burners (one shown) which are placed around the circumference of the gas turbine. In a particular gas turbine model, there are fourteen such burners placed around the circumference of the gas turbine. A transition duct 20 connects the outlet end of this particular burner with the inlet end of the turbine to supply heat products from the burner process to the turbine.
Oppfinnelsen som skal beskrives er især brukbar i en totrinns, dobbel brenner med lite NOx, av den type som er beskrevet i US 4 292 801. Som beskrevet i den patenten og som er vist på fig. 2 her, omfatter hver brenner et primært eller oppstrømsbrennkammer 24 og et andre nedstrømsbrennkammer 26 adskilt av et venturistrupeområde 28. Brenneren er omsluttet av en brennerstrømhylse 30 som kanaliserer kompressorluftstrømmen til brenneren. Brenneren er videre omgitt av et ytre hus 31 som er boltet til turbinhuset 32. The invention to be described is particularly useful in a two-stage, low-NOx, double burner of the type described in US 4,292,801. As described in that patent and shown in fig. 2 herein, each burner comprises a primary or upstream combustor 24 and a second downstream combustor 26 separated by a venturi throat area 28. The burner is enclosed by a burner flow sleeve 30 which channels the compressor air flow to the burner. The burner is further surrounded by an outer housing 31 which is bolted to the turbine housing 32.
Primærdyser 36 forsyner brennstoff til opp-strømsbrenneren 24 og er anordnet i en ringformet rekke rundt en sentral sekundærdyse 38. I en gassturbinmodell kan hver brenner inkludere seks primærdyser og en sekundærdyse. For å fullføre beskrivelsen av brenneren blir brennstoff levert til dysene gjennom rørene 42 på en velkjent måte og er fullstendig beskrevet i den tidligere nevnte patent. Antennelse i primærbrenneren forårsakes av en tennplugg 48 ikke vist på fig. 2 og i nærliggende brennere ved hjelp av krysstenningsrør 50 som også er Primary nozzles 36 supply fuel to the upstream burner 24 and are arranged in an annular array around a central secondary nozzle 38. In a gas turbine model, each burner may include six primary nozzles and one secondary nozzle. To complete the description of the burner, fuel is supplied to the nozzles through the tubes 42 in a well-known manner and is fully described in the previously mentioned patent. Ignition in the primary burner is caused by a spark plug 48 not shown in fig. 2 and in nearby burners by means of cross-ignition tubes 50 which are also
kjent. known.
I US 4 292 801 er det fremhevet at brennstoffdysene, både primære og sekundære, er identiske med hverandre, dvs. at dysene alle er av diffusjonstypen. Med henvisning til nærværende fig. 2, omfatter en diffusjonsdyse 36 en brennstofforsyningsdyse 54 og en ringformet virvelanordning 56. Dysen 54 leverer bare brennstoff som så etterpå blir blandet med virvelluft for forbrenning. Ifølge patentbeskrivelsen blir altså sekundærdysen også en diffusjonsdyse som vil bli beskrevet ytterligere. In US 4 292 801 it is emphasized that the fuel nozzles, both primary and secondary, are identical to each other, i.e. that the nozzles are all of the diffusion type. With reference to the present fig. 2, a diffusion nozzle 36 comprises a fuel supply nozzle 54 and an annular swirl device 56. The nozzle 54 only delivers fuel which is then mixed with swirl air for combustion. According to the patent description, the secondary nozzle also becomes a diffusion nozzle, which will be described further.
Under basisbelastningsdriften er totrinns, dobbelbren-neren ment å virke i en forblandingsstilling slik at alle primærdysene ganske enkelt blander brennstoff og luft som skal antennes av diffusjonsflammen som underholdes av den andre eller sentrumsdiffusjonsdysen. Denne forblanding av primærdysebrenn-stoffet og antennelse av den sekundære diffusjonsdyse fører til mindre NOx-utslipp i brenneren. Imidlertid var det én hovedulempe med det beskrevne system. For eksempel avslørte laboratorieprøver at selv om det ble brukt minst mulig brennstoff i sekundærdysen for å minske NOx-avgassene under noen driftsforhold, ville den samme brennstoffmengde i sekundærdysen ikke tilveiebringe tilstrekkelig varme for å tilfredsstille å brenne hovedforblan-dingsstrømmen under andre driftsforhold. During base load operation, the two-stage, dual burner is intended to operate in a premix position so that all primary nozzles simply mix fuel and air to be ignited by the diffusion flame maintained by the second or center diffusion nozzle. This premixing of the primary nozzle fuel and ignition of the secondary diffusion nozzle leads to less NOx emissions in the burner. However, there was one main drawback to the described system. For example, laboratory tests revealed that even if the least amount of fuel was used in the secondary nozzle to reduce NOx emissions under some operating conditions, the same amount of fuel in the secondary nozzle would not provide sufficient heat to satisfactorily burn the main combustion stream under other operating conditions.
Søkerne har oppdaget at et tilfredsstillende tennbluss for hovedforblandingsstrømmen fra oppstrømsforbiandings (primær) dysene kan opprettholdes ved å bruke minimal diffusjonstennbluss i kombinasjon med et sentralt, dyseforblandingskammer. Således minsker oppfinnelsen andelen av det totale brennstoff i brenneren som brenner som en dif fusjonsf lamme (med store NOx-avgasser) mens den tillater tilstrekkelig varmeforsyning for å antenne behovet for blandingsstrømmen ved å bruke den forblandede, sekundære eller styrestrøm. Applicants have discovered that a satisfactory flash of the main premix stream from the upstream premix (primary) nozzles can be maintained by using minimal diffusion flash in combination with a central nozzle premix chamber. Thus, the invention reduces the proportion of the total fuel in the burner that burns as a diffusion flame (with large NOx emissions) while allowing sufficient heat supply to ignite the need for the mixture stream by using the premixed, secondary or control stream.
Derfor er det ifølge oppfinnelsen og med henvisning til fig. 2 og 3 vist en kombinert diffusjons- og forblandingsdyse 100. Den kombinerte dyse omfatter en diffusjonsstyredel 62 med en brennstofforsyningsrør 64. Brennstofforsyningsrøret har et aksialt rør 66 og flere radiale, lukkede brennstoffordelingsrør 68 som strekker seg radialt utover fra aksialrøret. I den foretrukne utførelse kan det være seks slike brennstoffor-delingsrør. Som det fremgår fra fig. 3 omfatter hvert brennstof f ordelingsrør flere brennstoffutløpshull 70 som er rettet nedstrøms mot utløpsenden av den kombinerte dyse. Brennstoffor-delingshullene har en slik størrelse at den ønskede brennstoffan-del strømmer inn i forblandingskammeret som heretter skal bli beskrevet. Therefore, according to the invention and with reference to fig. 2 and 3 show a combined diffusion and premix nozzle 100. The combined nozzle comprises a diffusion control part 62 with a fuel supply pipe 64. The fuel supply pipe has an axial pipe 66 and several radial, closed fuel distribution pipes 68 which extend radially outward from the axial pipe. In the preferred embodiment, there may be six such fuel distribution pipes. As can be seen from fig. 3, each fuel distribution pipe comprises several fuel outlet holes 70 which are directed downstream towards the outlet end of the combined nozzle. The fuel distribution holes are of such a size that the desired proportion of fuel flows into the premixing chamber, which will be described below.
Diffusjonsstyredelen 62 omfatter videre et luftfor-syningsrør 74 koaksialt med og omsluttende brennstofforsynings-aksialrøret 66. Lufttilførselen inn i luftforsyningsrøret er utløpsluft fra kompressoren som blir snudd andre veien rundt brenneren inn i rommet 76 som dannes av strømhylsen 30 og brennkammerforingen 78. Diffusjonsstyredelen omfatter ved utløpsenden en første virvelåpning eller diffusjonsstyre-virvelanordning 82 som skal rette utløpsluften fra luftfor-syningsrøret mot diffusjonstennblusset. The diffusion control part 62 further comprises an air supply pipe 74 coaxial with and surrounding the fuel supply axial pipe 66. The air supply into the air supply pipe is exhaust air from the compressor which is turned the other way around the burner into the space 76 formed by the flow sleeve 30 and the combustion chamber liner 78. The diffusion control part comprises at the outlet end a first vortex opening or diffusion control vortex device 82 which is to direct the outlet air from the air supply pipe towards the diffusion igniter.
Et forblandingskammer 84 er dannet av en hylse som likner avskåret kjegle 85 som omslutter diffusjonsstyredelen og omfatter et utløpsende (se strømpilene) og som avsluttes nærliggende diffusjonsstyredelens utløpsende. Utløpsluft fra kompressoren blir også ført tilbake til forblandingskammeret fra rommet 76 som for luftforsyningsrøret. De radiale brennstoffor-delingsrør 68 strekker seg gjennom luftforsyningsrøret 74 og inn i forblandingskammerets ringformede åpning slik at brennstoff og luft blir blandet og levert til en annen virvelanordning eller forblandingskammervirvelanordning 86 mellom dif fusjonsstyredelen og forblandingskammerets avkortede kjegle 85. A premixing chamber 84 is formed by a sleeve resembling a truncated cone 85 which encloses the diffusion control part and includes an outlet end (see the flow arrows) and which terminates near the outlet end of the diffusion control part. Discharge air from the compressor is also returned to the premix chamber from compartment 76 as for the air supply pipe. The radial fuel distribution pipes 68 extend through the air supply pipe 74 and into the premix chamber's annular opening so that fuel and air are mixed and delivered to another swirl device or premix chamber swirl device 86 between the diffusion control part and the premix chamber's truncated cone 85.
En tredje virvelanordning eller sentral, dyse-virvelanordning 90 er anordnet nedstrøms fra utløpsenden for den kombinerte diffusjons- og forblandingsdyse. Denne virvelanordning er plassert mellom en forlengelse eller skål 92 ved utløpsenden av styredelen og sentrumslegemets vegg 95 for primærbrennkam-meret. Kompressorluft blir også ført i motsatt retning mot denne virvelanordning fra rommet 76 som omslutter brennkammerets foringer. Hensikten med denne tredje virvelanordning er å oppnå stabilitet i diffusjons- og forblandingsdyseflammen i kombinasjon med primærforblandingsstrømmen fra primærbrenneren. A third swirler or central nozzle swirler 90 is provided downstream from the outlet end of the combined diffusion and premix nozzle. This vortex device is placed between an extension or bowl 92 at the outlet end of the control part and the central body wall 95 for the primary combustion chamber. Compressor air is also led in the opposite direction towards this vortex device from the space 76 which encloses the combustion chamber liners. The purpose of this third vortex device is to achieve stability in the diffusion and premix nozzle flame in combination with the primary premix flow from the primary burner.
Den nødvendige utforming av virvelanordningene 82, 86 og 90 vil være kjent fra praksis i forbrenningsteknikk <p>g nødvendiggjør derfor ikke noen ytterligere beskrivelse. Forblandingskammeret eller den avkortede kjegle er dannet av et passende metallforbruk med gassturbiner. Under oppstartingsfasen blir brennstoffstrømmen og forbrenningen igangsatt i primærbrenneren opptil en bestemt middelsbelastning. Ved dette tidspunkt blir brennstof f strømmen delt mellom primærdysene og den sekundære dyse for å oppnå en ønsket belastning mens antennelse av sekundærdysen etableres. Brennstof f strømmen til primærdysene blir så avsluttet for å slukke brenning i primærbrenneren. Brennstoff-strømmen blir så reetablert i primærdysene som så virker som hovedf orblandingskammeret for brennstof f strømmen fra primærdysene mens den andre eller sentrumsdysen forblir antent og således blir et tennbluss for den primære hovedforblandingsstrøm. Ved dette tidspunkt ville en diffusjonsflamme som bruker omtrent 20% av den totale brennstoffstrøm, alene frembringe relativt store NOx-avgasser. The necessary design of the vortex devices 82, 86 and 90 will be known from practice in combustion technology <p>g therefore does not necessitate any further description. The premixing chamber or truncated cone is formed by a suitable metal consumption with gas turbines. During the start-up phase, the fuel flow and combustion are initiated in the primary burner up to a certain medium load. At this point, the fuel f stream is divided between the primary nozzles and the secondary nozzle to achieve a desired load while ignition of the secondary nozzle is established. Fuel f flow to the primary nozzles is then terminated to extinguish combustion in the primary burner. The fuel flow is then re-established in the primary nozzles which then act as the main premixing chamber for the fuel flow from the primary nozzles while the second or center nozzle remains ignited and thus becomes an ignition flare for the primary main premix flow. At this point, a diffusion flame that uses approximately 20% of the total fuel flow would alone produce relatively large NOx exhaust gases.
Med den kombinerte diffusjons- og forblandingsdyse installert ifølge oppfinnelsen, blir bare omtrent 2% av den totale brennstrøm brukt for å underholde diffusjonsflammen, noe som fører til en vesentlig reduksjon i utslippet av NOx. Den gjenværende del av brennstoffet for styredelen eller den andre dyse forblandes i forblandingskammeret og avgir således meget mindre NOx. Oppfinnelsen i sum produserer således mindre NOx mens det samtidig gjøres muligheter for å øke brennstoffstrømmen gjennom den sekundære dyse på grunn av mindre NOx-utslipp, mens avvisningsforholdet eller evnen til å drives under varierende forhold blir betydelig utvidet på grunn av at dif-fus jonsstyredelen tilføres forblandingsstrømmen for styredelen snarere enn den totale forblandingsstrøm fra omliggende primærdyser . With the combined diffusion and premix nozzle installed according to the invention, only about 2% of the total combustion flow is used to maintain the diffusion flame, which leads to a significant reduction in the emission of NOx. The remaining part of the fuel for the control part or the second nozzle is premixed in the premixing chamber and thus emits much less NOx. The invention in sum thus produces less NOx while at the same time opportunities are made to increase the fuel flow through the secondary nozzle due to less NOx emissions, while the rejection ratio or the ability to operate under varying conditions is significantly expanded due to the addition of the diffusion control part the premix flow for the control section rather than the total premix flow from surrounding primary nozzles.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US93488586A | 1986-11-25 | 1986-11-25 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO874893D0 NO874893D0 (en) | 1987-11-24 |
NO874893L NO874893L (en) | 1988-05-26 |
NO166340B true NO166340B (en) | 1991-03-25 |
NO166340C NO166340C (en) | 1991-07-03 |
Family
ID=25466234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO874893A NO166340C (en) | 1986-11-25 | 1987-11-24 | COMBINED DIFFUSION AND premix control nozzle. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0269824B1 (en) |
JP (1) | JP2831641B2 (en) |
DE (1) | DE3766807D1 (en) |
NO (1) | NO166340C (en) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5193346A (en) * | 1986-11-25 | 1993-03-16 | General Electric Company | Premixed secondary fuel nozzle with integral swirler |
EP0358437B1 (en) * | 1988-09-07 | 1995-07-12 | Hitachi, Ltd. | A fuel-air premixing device for a gas turbine |
JPH0772616B2 (en) * | 1989-05-24 | 1995-08-02 | 株式会社日立製作所 | Combustor and operating method thereof |
US5125227A (en) * | 1990-07-10 | 1992-06-30 | General Electric Company | Movable combustion system for a gas turbine |
DE69126846T2 (en) * | 1990-11-27 | 1998-02-12 | Gen Electric | Secondary premix fuel nozzle with integrated swirl device |
US5435139A (en) * | 1991-03-22 | 1995-07-25 | Rolls-Royce Plc | Removable combustor liner for gas turbine engine combustor |
US5318436A (en) * | 1991-11-14 | 1994-06-07 | United Technologies Corporation | Low NOx combustion piloted by low NOx pilots |
RU2031229C1 (en) * | 1992-03-09 | 1995-03-20 | Анатолий Михайлович Рахмаилов | Method of converting heat energy to mechanical work in gas-turbine engine and gas-turbine engine |
US5267851A (en) * | 1992-03-16 | 1993-12-07 | General Electric Company | Swirl gutters for isolating flow fields for combustion enhancement at non-baseload operating conditions |
US5259184A (en) * | 1992-03-30 | 1993-11-09 | General Electric Company | Dry low NOx single stage dual mode combustor construction for a gas turbine |
IT1255613B (en) * | 1992-09-24 | 1995-11-09 | Eniricerche Spa | LOW EMISSION COMBUSTION SYSTEM FOR GAS TURBINES |
US5410884A (en) * | 1992-10-19 | 1995-05-02 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Combustor for gas turbines with diverging pilot nozzle cone |
US5435126A (en) * | 1994-03-14 | 1995-07-25 | General Electric Company | Fuel nozzle for a turbine having dual capability for diffusion and premix combustion and methods of operation |
JP3183053B2 (en) * | 1994-07-20 | 2001-07-03 | 株式会社日立製作所 | Gas turbine combustor and gas turbine |
DE19542644B4 (en) * | 1995-11-17 | 2008-12-11 | Alstom | premixed |
US6539721B2 (en) | 2001-07-10 | 2003-04-01 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Gas-liquid premixer |
US8156743B2 (en) * | 2006-05-04 | 2012-04-17 | General Electric Company | Method and arrangement for expanding a primary and secondary flame in a combustor |
JP5193088B2 (en) * | 2009-02-20 | 2013-05-08 | 三菱重工業株式会社 | Combustor and gas turbine |
US8919673B2 (en) * | 2010-04-14 | 2014-12-30 | General Electric Company | Apparatus and method for a fuel nozzle |
JP5804808B2 (en) * | 2011-07-07 | 2015-11-04 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Gas turbine combustor and its combustion vibration damping method |
US9016039B2 (en) * | 2012-04-05 | 2015-04-28 | General Electric Company | Combustor and method for supplying fuel to a combustor |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3648457A (en) * | 1970-04-30 | 1972-03-14 | Gen Electric | Combustion apparatus |
US3886728A (en) * | 1974-05-01 | 1975-06-03 | Gen Motors Corp | Combustor prechamber |
US3958416A (en) * | 1974-12-12 | 1976-05-25 | General Motors Corporation | Combustion apparatus |
JPS51123413A (en) * | 1975-04-19 | 1976-10-28 | Nissan Motor Co Ltd | Combustion system of gas turbine |
US4292801A (en) * | 1979-07-11 | 1981-10-06 | General Electric Company | Dual stage-dual mode low nox combustor |
US4389848A (en) * | 1981-01-12 | 1983-06-28 | United Technologies Corporation | Burner construction for gas turbines |
DE3361535D1 (en) * | 1982-05-28 | 1986-01-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gas turbine combustion chamber and method of operating it |
DE3241162A1 (en) * | 1982-11-08 | 1984-05-10 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | PRE-MIXING BURNER WITH INTEGRATED DIFFUSION BURNER |
JPS59202324A (en) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Hitachi Ltd | Gas turbine low NOx combustor |
-
1987
- 1987-10-21 DE DE8787115434T patent/DE3766807D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-21 EP EP19870115434 patent/EP0269824B1/en not_active Expired
- 1987-11-13 JP JP62285662A patent/JP2831641B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-24 NO NO874893A patent/NO166340C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0269824A2 (en) | 1988-06-08 |
NO166340C (en) | 1991-07-03 |
DE3766807D1 (en) | 1991-01-31 |
JPH01137117A (en) | 1989-05-30 |
EP0269824B1 (en) | 1990-12-19 |
NO874893L (en) | 1988-05-26 |
JP2831641B2 (en) | 1998-12-02 |
EP0269824A3 (en) | 1988-07-06 |
NO874893D0 (en) | 1987-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4982570A (en) | Premixed pilot nozzle for dry low Nox combustor | |
US5193346A (en) | Premixed secondary fuel nozzle with integral swirler | |
NO166340B (en) | COMBINED DIFFUSION AND premix control nozzle. | |
US7185494B2 (en) | Reduced center burner in multi-burner combustor and method for operating the combustor | |
JP5400936B2 (en) | Method and apparatus for burning fuel in a gas turbine engine | |
US7260935B2 (en) | Method and apparatus for reducing gas turbine engine emissions | |
EP0653040B1 (en) | Dual fuel injector nozzel for use with a gas turbine engine | |
US5199265A (en) | Two stage (premixed/diffusion) gas only secondary fuel nozzle | |
US5575146A (en) | Tertiary fuel, injection system for use in a dry low NOx combustion system | |
US6397602B2 (en) | Fuel system configuration for staging fuel for gas turbines utilizing both gaseous and liquid fuels | |
JP3477274B2 (en) | Method of operating a combustor for a gas turbine | |
CN1057152C (en) | Flame holding diverging centerbody cup | |
NO300289B1 (en) | One-stage burner with two operating modes | |
US20080016876A1 (en) | Method and apparatus for reducing gas turbine engine emissions | |
NO312379B1 (en) | Burner for gas turbines | |
EP0488556B1 (en) | Premixed secondary fuel nozzle with integral swirler | |
JP5775319B2 (en) | Axial multistage premixed combustion chamber | |
NO332838B1 (en) | Method and apparatus for mixing fuel to limit burner emissions | |
KR20030036174A (en) | Annular combustor for use with an energy system | |
US11795879B2 (en) | Combustor with an igniter provided within at least one of a fuel injector or a compressed air passage | |
SU966407A1 (en) | Cyclone-type furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |