CH679420A5

CH679420A5 -

Info

Publication number: CH679420A5
Application number: CH54289A
Authority: CH
Inventors: Gerassime Dr Zouzoulas
Original assignee: Asea Brown Boveri
Priority date: 1988-04-02
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1992-02-14
Also published as: NL8900606A; DE3811293A1

Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkammer einer Gasturbine gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Brennkammer. The present invention relates to a combustion chamber of a gas turbine according to the preamble of claim 1. It also relates to a method for operating such a combustion chamber.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

Aus EP 0 059 490 ist eine Brennkammer bekannt geworden, bei welcher der eigentliche Brennraum durch radiale und durch in Umfangsrichtung verlaufende Plattenkanäle oder durch radiale Plattenkanäle und Längsrohre, Radialrohre sowie Ringrohre nabenförmig in eine grosse Zahl achsparalleler Kanäle für die Verbrennungsluft unterteilt ist, in welche aus Düsen in den Begrenzungswänden Brenngas eingeführt wird. Am Brenneraustritt sind über den Stirnflächenbereich der Piattenkanäle bzw. Rohre Flammenhalterdüsen vorgesehen. Die dieser Brennkammer zugrundeliegende Konzeption besteht darin, dass bereits vor der Zündzone eine an sich gute, innige Vermischung der vom Verdichter herausströmenden Luft mit dem gasförmigen und/ oder flüssigen Brennstoff stattfindet, so dass niedrige Temperaturspitzen entstehen, was eine gleich-mässige Temperaturverteilung vor der Gasturbine, woraus eine verminderte Stickoxidbildung aus der Verbrennung die Folge ist. A combustion chamber has become known from EP 0 059 490, in which the actual combustion chamber is divided into a large number of axially parallel channels for the combustion air by which radial and through circumferentially extending plate channels or radial plate channels and longitudinal tubes, radial tubes and ring tubes Nozzles in the fuel gas boundary walls is introduced. Flame holder nozzles are provided at the burner outlet via the face area of the plate channels or pipes. The concept on which this combustion chamber is based is that even before the ignition zone there is a good, intimate mixture of the air flowing out of the compressor with the gaseous and / or liquid fuel, so that low temperature peaks occur, which results in a uniform temperature distribution in front of the gas turbine , which results in reduced nitrogen oxide formation from the combustion.

Ausgehend von der Tatsache, dass ein Brenner ideal in Betrieb geht, wenn für ein bestimmtes Intervall mehrere Parameter innerhalb einer engen Bandbreite gehalten werden können, ergibt es sich, dass ausserhalb dieser Intervalle die Verbrennung unvollständig ist, die Flamme instabil brennt, die Abgasemissionen zu hoch sind und die Zündung problematisch sein kann. Dabei haben sich folgende Parameter als relevant ergeben: Based on the fact that a burner starts up ideally if several parameters can be kept within a narrow range for a certain interval, the result is that outside of these intervals the combustion is incomplete, the flame burns unstably, and the exhaust gas emissions are too high are and the ignition can be problematic. The following parameters have emerged as relevant:

a) Der Luftmassenstrom bzw. die Luftgeschwindigkeit, a) the air mass flow or the air velocity,

b) Die Lufttemperatur am Brennereintritt, b) the air temperature at the burner inlet,

c) Der Brennkammerdruck d) Das Brennstoff/Luft-Verhältnis e) Die Brennerblockierung, wobei hier das Flächenverhältnis vom versperrten zum lichten Querschnitt verstanden wird. c) The combustion chamber pressure d) The fuel / air ratio e) The burner block, whereby here the area ratio from the blocked to the clear cross section is understood.

Während die Vergleichmässigung der Luftgeschwindigkeit durch eine Lochplatte gemäss EP 0 059 490 zu erreichen ist, des weiteren, der Brennkammerdruck und das Brennstoff/Luft-Verhältnis durch an sich bekannte Massnahmen zu erzielen ist, wie dies beispielsweise in der Zeitschrift «Turbomachinery International», Vol. 28, No. 2, March/April 1987, page 16, vorgeschlagen wird, verbleibt als gewichtige Störgrösse die unterschiedliche Lufttemperatur am Brennereintritt. Veränderungen dieser Kerngrösse haben zur Folge, dass die für eine bestimmte Temperatur am Brennereintritt ausgelegte Verbrennung nicht mehr optimal ablaufen kann, wodurch die NOx und CO-Emis-sionswerte rasant ansteigen. While the air speed can be made more uniform by means of a perforated plate according to EP 0 059 490, the combustion chamber pressure and the fuel / air ratio can also be achieved by measures known per se, as described, for example, in the journal "Turbomachinery International", Vol 28, No. 2, March / April 1987, page 16, is proposed, the important disturbance variable is the different air temperature at the burner inlet. Changes in this core size mean that the combustion designed for a certain temperature at the burner inlet can no longer run optimally, as a result of which the NOx and CO emission values increase rapidly.

Zwar Hesse sich durch eine komplizierte Regelung der Brenner eine temperaturabhängige Verbrennung zustande bringen, wobei hierhin als flankierende Massnahme eine langgestreckte Brennkammer noch vorzusehen wäre. Diese Massnahmen würden allerdings "nicht greifen, wenn Temperatursprünge vorkommen oder die Brennkammer für eine grosse Bandbreite an Betriebseigenschaften auszulegen wäre. Hesse can bring about a temperature-dependent combustion by means of a complicated control of the burners, although an elongated combustion chamber would still have to be provided as a flanking measure. However, these measures "would not work if there were jumps in temperature or if the combustion chamber had to be designed for a wide range of operating properties.

AUFGABE DER ERFINDUNG OBJECT OF THE INVENTION

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, die Minimierung der aus der Verbrennung entstehenden Emissionen zu erzielen, unabhängig welche Temperaturen jeweils vor dem Brenner vorherrschen. The invention seeks to remedy this. The object of the invention, as characterized in the claims, is to achieve the minimization of the emissions arising from the combustion, regardless of which temperatures prevail in front of the burner.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch eine fallspezifische Aufbereitung der Verbrennungsluft im Bereich der Flächenbrenner den letzten in Strömungsrichtung im Einsatz stehenden Flächenbrenner ein Luft/Brennstoffgemisch zugeführt wird, dessen Temperatur sich in engen Grenzen hält, d.h., der eigentlich temperaturbildende Flächenbrenner kann die Verbrennung des Gemisches von einer optimalen Stufe aus aufnehmen, infolgedessen auch, bezüglich Emissionswerte, eine optimale Verbrennung gewährleisten. Damit bewirken andere Parameter-Anschläge keine negativen Auswirkungen mehr auf die Qualität der Verbrennung, insbesondere vermögen Veränderungen des Luftmassenstromes die Betriebslöschgrenze nicht zu tangieren. The main advantage of the invention is that an air / fuel mixture is supplied to the last surface burners used in the flow direction by a case-specific treatment of the combustion air in the area of the surface burners, the temperature of which is kept within narrow limits, ie the temperature-forming surface burner can start the combustion of the mixture from an optimal stage, consequently also guarantee optimal combustion with regard to emission values. This means that other parameter attacks no longer have a negative impact on the quality of the combustion, in particular, changes in the air mass flow cannot affect the operating extinguishing limit.

Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufgabenlösung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Advantageous and expedient developments of the task solution according to the invention are characterized in the dependent claims.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind fortgelassen. Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. All elements not necessary for the immediate understanding of the invention have been omitted.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 zwei gleiche Kanalquerschnitte einer Brennkammer mit Brennern verschiedener Blockierung, 1 shows two identical channel cross sections of a combustion chamber with burners of different blocking,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der mageren Löschgrenze in Funktion des Luftmassenstromes, 2 shows a graphical representation of the lean extinguishing limit as a function of the air mass flow,

Fig. 3 eine weitere graphische Darstellung der NOx-Emissionen in Funktion des Luftmassenstromes und 3 shows a further graphical representation of the NOx emissions as a function of the air mass flow and

Fig. 4 zwei in Serie geschaltete Brenner mit unterschiedlicher Blockierung. Fig. 4 two series-connected burners with different blocking.

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE EXAMPLES

Fig. 1 zeigt zwei Brenner A, B mit verschiedener Blockierung, die in einem Zuströmungskanal 1 mit einem bestimmten Luftmassenstrom m plaziert sind. Unter dem Ausdruck «Blockierung» versteht man, wie bereits vorne erwähnt wurde, das Verhältnis aus versperrter Stirnfläche Fa, Fb eines Brenners Fig. 1 shows two burners A, B with different blocking, which are placed in an inflow channel 1 with a certain air mass flow m. As already mentioned above, the term “blocking” is understood to mean the ratio of the blocked end face Fa, Fb of a burner

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A, B zum entsprechenden Kanalquerschnitt Fo, d.h. zur lichten Weite dieses Kanals. A, B to the corresponding channel cross section Fo, i.e. to the clear width of this channel.

Die hier in Betracht gezogenen Brenner haben eine unterschiedliche Blockierung: Brenner A hat ei- The burners under consideration here have a different blocking: burner A has a

fa ne Blockierung cxa, also < 0,5, während der Brenner B eine grössere Blockierung ob, also fb fa ne blocking cxa, i.e. <0.5, while burner B has a larger blocking, ie fb

—— > 0,7 aufweist. Selbstverständlich sind die ——> 0.7. Of course they are

Fo hier zugrundegelegten Blockierungen als Beispiele zu betrachten, aufgrund deren sich die nachfolgenden Betrachtungen bezüglich Löschgrenze (Fig. 2), NOx-Emissionen (Fig. 3) und Betrieb (Rg. 4) beziehen, dies in Abhängigkeit einer bestimmten Temperatur To und Druck (po) vor dem jeweiligen Brenner. Aufgrund dieser Betriebsgrössen wird die Brennstoffzufuhr 2 abgestimmt, wobei mengenmässig zu unterscheiden ist, ob mit flüssigem und/oder gasförmigem Brennstoff gefahren wird. Die hier in Fig. 1 gezeigten Brenner A, B weisen eine Vielzahl von schmalen Kanälen - entsprechend der gewählten Blockierung - auf, die nebeneinander in einer Ebene in die nicht ganz dargestellte Brennkammer münden, sonach haben diese Brenner geometrisch die Form von Flächenbrennern. Sie führen der Brennkammer Luft m und Brennstoff 2 zu. Die Flammenstabilisierung erfolgt an den vorzugsweise scharfkantig ausgebildeten Austrittsöffnungen der Kanäle. Was die Querschnitts-Geometrie der Kanäle anbelangt, so besteht hierfür keine für alle Brennkammervarianten einheitliche Form. Wird eine schmale Luftströmung angestrebt, so wird man die einzelnen Kanäle rechteckig ausbilden, was sie gegenüber den runden noch den weiteren Vorteil haben, dass die Zwischenstege in Umfangsrichtung allseitig minimiert werden können, so dass an der Austrittsfläche der Brenner A, B keine toten Zonen entstehen, welche immer die Gefahr in sich bergen, Verwirbelung entstehen zu lassen. Solcherart aufgebaute Brenner lassen einzelne, angemessen voneinander getrennte und recht kurze Flammen entstehen. Die jeweiligen Flammenwurzeln mit den Stabilisierungspunkten befinden sich über den Stegen, die zwei Kanäle voneinander trennen. An sich können Luft und Brennstoff im Zuströmungskanal 1 vor Eintritt in die Brenner A, B vermischt werden. Man spricht dann von einer Vorkammermischung, wobei der jeweilige Brenner dann wie ein Flammenhalter wirkt. Vorliegend wird aber als Beispiel die sogenannte Kanalmischung näher erläutert, bei welcher der Brennstoff im Inneren der Kanäle dem Luftstrom m beigemischt wird. Bei einem solchen Aufbau ist es möglich, die Zuführung des Brennstoffes zu den einzelnen Kanälen selektiv zu gestalten. Dadurch ist es möglich, die Last mit einfachster Schaltung zu variieren; danebst ist es auch möglich, einzelne Kanäle für die Zuführung von Sekundärluft zu reservieren. Die Temperaturspitzen der heissen Abgase jeder Flamme können durch letztgenannte Massnahme unmittelbar und sehr effizient herabgesetzt werden, was bekanntlich bewirkt, dass die NOx-Werte minimiert werden, da die Abgase nur kurze Zeit in Messzonenbereichen verbleiben. Bei Wahl einer geeigneten Dimensionierung zwischen den mit Brennstoff oder mit Sekundärluft beaufschlagten Kanäle lässt sich, bei gleichbleibender Gesamtluftzahl, die Luftzahl in der Primärzone verändern und optimieren. Insbesondere bei Ringbrennkammern lassen sich die Brenner aus mehreren in Umfangsrichtung ineinandergefügten Teilsektoren herstellen, welche sich bei Revisionen der Auswechselung leicht demontieren lassen, dies beispielsweise wenn eine andere Blockierungsgeometrie verlangt ist. So gesehen, lassen sich die Brenner vorzüglich aus einem keramischen Werkstoff herstellen, wodurch dann die Temperatur- und Korrosionsprobleme, insbesondere bei Verteuerung schwefelhaltiger Brennstoffe, weitgehend vermieden würden. Die Länge der Brenner A, B in Strömungsrichtung können eine beliebige Grösse aufweisen, diese ist weitgehend von der Leistung der Brennkammer und vom Querschnitt des Flammenrohres oder der Brennzone 1a abhängig. Fo blockages on which this is based are to be regarded as examples on the basis of which the following considerations relating to the extinction limit (FIG. 2), NOx emissions (FIG. 3) and operation (margin 4) relate, depending on a specific temperature To and pressure ( po) in front of the respective burner. The fuel supply 2 is coordinated on the basis of these operating variables, it being necessary to distinguish in terms of quantity whether liquid and / or gaseous fuel is used. The burners A, B shown here in FIG. 1 have a multiplicity of narrow channels - corresponding to the selected blocking - which open side by side in one plane into the combustion chamber, which is not shown in full, so that these burners are geometrically in the form of surface burners. They supply air m and fuel 2 to the combustion chamber. The flame is stabilized at the preferably sharp-edged outlet openings of the channels. As far as the cross-sectional geometry of the channels is concerned, there is no uniform shape for all combustion chamber variants. If a narrow air flow is desired, the individual channels will be rectangular, which has the further advantage over the round ones that the intermediate webs can be minimized on all sides in the circumferential direction, so that no dead zones arise on the outlet surface of the burners A, B. , which always harbor the risk of causing turbulence. Burners constructed in this way give rise to individual, appropriately separated and fairly short flames. The respective flame roots with the stabilization points are located above the webs that separate two channels. As such, air and fuel can be mixed in the inflow channel 1 before entering the burners A, B. One then speaks of a pre-chamber mixture, the respective burner then acting as a flame holder. In the present case, however, the so-called channel mixture is explained in more detail as an example, in which the fuel is mixed with the air flow m in the interior of the channels. With such a structure, it is possible to selectively design the supply of the fuel to the individual channels. This makes it possible to vary the load with the simplest switching; In addition, it is also possible to reserve individual channels for the supply of secondary air. The temperature peaks of the hot exhaust gases of each flame can be reduced directly and very efficiently by the last-mentioned measure, which, as is known, has the effect that the NOx values are minimized since the exhaust gases only remain in measuring zone areas for a short time. If a suitable dimensioning is chosen between the channels to which fuel or secondary air are applied, the air ratio in the primary zone can be changed and optimized while the total air ratio remains the same. In the case of annular combustion chambers in particular, the burners can be produced from a plurality of sub-sectors which are joined together in the circumferential direction and which can be easily dismantled during revisions of the replacement, for example if a different blocking geometry is required. Seen in this way, the burners can be produced excellently from a ceramic material, which would then largely avoid the temperature and corrosion problems, in particular in the case of expensive fuel containing sulfur. The length of the burners A, B in the direction of flow can be of any size, this largely depends on the performance of the combustion chamber and on the cross section of the flame tube or the combustion zone 1a.

Ob der Betrieb der Brenner A, B durch die Kanalmischung oder Kammermischung aufrechtzuerhalten ist, hängt von der angestrebten Stabilität der Flamme stromabwärts des Brennerkörpers ab. Ten-dentieli lässt sich sagen, dass die Vorkammermischung mit ihren weit höheren Geschwindigkeitsgradienten eine höhere Stabilität erlaubt, denn die bei der Kanalmischung immanente Gefahr, dass die Sekundärluft die Konsistenz der Flamme abmagern könnte, ist hier nicht zu befürchten. Whether the operation of the burners A, B by the channel mixture or chamber mixture is to be maintained depends on the desired stability of the flame downstream of the burner body. Ten-dentieli can be said that the pre-chamber mixture with its much higher speed gradients allows greater stability, because there is no fear of the inherent danger in the channel mixture that the secondary air could thin the consistency of the flame.

Bild 2 zeigt die magere Löschgrenze Y in Funktion des Luftmassenstromes m für die zwei in Fig. 1 zugrundegelegten Brenner A, B, dies bei denselben Bedingungen bezüglich Temperatur To und Druck (po) vor dem Brenner. Bei einem Betriebspunkt P läuft der Brenner A bezüglich Zündverhaltens, Stabilität, Verbrennungswirkungsgrades ideal, der andere Brenner B - mit grösserer Blockierung a - hingegen problematisch, weil der Betriebspunkt P hier nahe der Löschgrenze dieses Brenners liegt. Figure 2 shows the lean extinguishing limit Y as a function of the air mass flow m for the two burners A, B on which FIG. 1 is based, this under the same conditions with regard to temperature To and pressure (po) upstream of the burner. At one operating point P, burner A runs ideally in terms of ignition behavior, stability, combustion efficiency, the other burner B - with greater blocking a - on the other hand, is problematic because operating point P is close to the extinguishing limit of this burner.

Anders liegt der Fall bezüglich der NOx-Emissionen (Fig. 3, Ordinate Z) in Funktion des Luftmassenstromes m, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Bei dem Betriebspunkt P gibt der Brenner B viel niedrigere NOx-Emissionen als der Brenner A, dies immer bei denselben Bedingungen bezüglich Lufttemperatur To und Druck (po) vor dem Brenner bei gegebener Luftzahl. The situation is different with regard to the NOx emissions (FIG. 3, ordinate Z) as a function of the air mass flow m, as can be seen from FIG. 3. At operating point P, burner B gives much lower NOx emissions than burner A, always under the same conditions with regard to air temperature To and pressure (po) in front of the burner for a given air ratio.

Erhöht man die Lufttemperatur To vor dem Brenner B, so bewegt sich die Löschgrenze (Fig. 2, Ordinate Y) und die NOx-Bildung (Fig. 3, Ordinate Z) des Brenners B Richtung Kurve des Brenners A. Diese Verschiebung ist in beiden Fig. 2 und 3 durch die gestrichelte Kurve B' versinnbildlicht. If the air temperature To in front of the burner B is increased, the extinguishing limit (FIG. 2, ordinate Y) and the NOx formation (FIG. 3, ordinate Z) of the burner B move in the direction of the curve of the burner A. This shift is in both 2 and 3 symbolized by the dashed curve B '.

Durch eine Serieschaltung der Brenner A und B, gemäss Fig. 4, lässt sich der Bereich einer idealen Verbrennung vergrössern, indem bei jedem Betriebspunkt P durch Variation der Temperatur Tz vor dem Brenner B die optimale Löschgrenze (siehe Fig. 2, Ordinate Y) und NOx-Bildung (siehe Fig. 3, Ordinate Z) angestrebt wird. Nun ist es so, dass die angelieferte Luft, welche über weite Strecken unterschiedliche Temperaturen aufweist, einer idealen By connecting the burners A and B in series, as shown in FIG. 4, the range of an ideal combustion can be increased by changing the optimum extinguishing limit at each operating point P by varying the temperature Tz in front of the burner B (see FIG. 2, ordinate Y) and NOx formation (see FIG. 3, ordinate Z) is aimed for. Now it is the case that the delivered air, which has different temperatures over long distances, is ideal

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Verbrennung entgegenwirkt. Technisch lässt sich eine Vergleichmässigung der Lufttemperatur bei Bedarf durch Inbetriebnahme des Brenners A erreichen. Counteracts combustion. Technically, a more even air temperature can be achieved by starting burner A if necessary.

Dieser Brenner A erfüllt somit die Funktion, die Luft bestmöglich ideal dem nachfolgenden Brenner B zur Verfügung zu stellen. Sind die Bedingungen vor Brenner B ideal, so kann die Verbrennung auch ideal gestaltet werden, indem fallweise eine entsprechende Schaltung eingreift. Ob die beiden Brenner A, B wechselweise oder gemeinsam in Betrieb gehen, hängt von der Lufttemperatur Ti vor dem Brenner A und von der zu erzielenden Betriebslufttemperatur T3 nach dem Brenner B ab. Aus Konstruktionsgründen bezüglich Grösse der Blockierung a, Querschnittsfläche Fo, Zuströmungskanal 1 ist anzustreben, dass die Temperatur Tz der Luft oder des Luft/Brennstoff-Gemisches vor der Verteuerung im Brenner B kleiner 700°C sein sollte. Wird nun ein Luftstrom mit einer Temperatur Ti zwischen -50°C und 400°C heran, und wird eine Arbeitsluft mit einer Temperatur T3 zwischen 300°C und 700°C verlangt, so ist es allgemein nachvollziehbar, dass der Brenner B nicht in Betrieb zu gehen braucht, denn der Brenner A vermag in idealer Verbrennung allein die erwünschte Arbeitslufttemperatur bereitzustellen. Anders aber, wenn bei gleichbleibender Temperatur Ti nach obigem Beispiel (Ti zwischen -50°C und 400°C) eine Arbeitsluft mit einer Temperatur T3 zwischen 700°C und 2000°C verlangt wird. Bei einer solchen Vorgabe sind beide Brenner A und B in Betrieb: Brenner A um eine Lufttemperatur T2 bis zu 700°C bereitzustellen, Brenner B dann für die gewollte Steigerung der Lufttemperatur über diese Grenze. Wenn beispielsweise Luft mit einer Temperatur Ti von über 400°C angeliefert wird, und die Arbeitsluft nach deren Aufbereitung eine Temperatur T3 von nicht über 900°C aufweisen soll, so ist es naheliegend, dass diese verhältnismässig kleine Temperaturdifferenz allein durch Brenner B überbrückt werden kann, ohne dass deswegen die Verbrennung hinsichtlich Löschgrenze und NOx-Emissionen sich problematisch gestalten Hesse. Anders aber, wenn Temperatur Ti plötzlich markant unter 400°C fällt: Um einer Kippung der Verbrennungsqualität entgegenzusteuern, müssen wiederum beide Brenner A und B in Betrieb gehen. An sich sind die Temperatureckpunkte nicht starr zu betrachten; in einem gewissen Rahmen lassen sich die Temperaturen Ti, T3 auch leicht unter- oder überschreiten, ohne deswegen die nächst höhere Schaltung in Betrieb gehen zu las-sen. This burner A thus fulfills the function of making the air available to the following burner B in the best possible way. If the conditions upstream of burner B are ideal, the combustion can also be ideally designed by intervening in an appropriate circuit. Whether the two burners A, B operate alternately or together depends on the air temperature Ti before burner A and on the operating air temperature T3 to be achieved after burner B. For design reasons with regard to the size of the blockage a, cross-sectional area Fo, inflow duct 1, it should be aimed at that the temperature Tz of the air or the air / fuel mixture should be less than 700 ° C. before it becomes more expensive in the burner B. If an air flow with a temperature Ti between -50 ° C and 400 ° C is approached, and if a working air with a temperature T3 between 300 ° C and 700 ° C is required, it is generally understandable that burner B is not in operation needs to go, because burner A can only provide the desired working air temperature in ideal combustion. It is different, however, if working air with a temperature T3 between 700 ° C and 2000 ° C is required at a constant temperature Ti according to the above example (Ti between -50 ° C and 400 ° C). With such a specification, both burners A and B are in operation: burner A to provide an air temperature T2 up to 700 ° C, burner B then for the desired increase in air temperature above this limit. If, for example, air is delivered with a temperature Ti of more than 400 ° C and the working air is to have a temperature T3 of not more than 900 ° C after processing, it is obvious that this relatively small temperature difference can be bridged by burner B alone without the combustion being problematic with regard to the extinguishing limit and NOx emissions. It is different, however, when the temperature Ti suddenly drops markedly below 400 ° C: To counteract a change in the quality of the combustion, both burners A and B must be switched on again. As such, the temperature corner points should not be considered rigid; to a certain extent, the temperatures Ti, T3 can easily be exceeded or fallen short of, without having the next higher circuit put into operation.

Während bei Ölbetrieb also bei einer Temperatur Ti von grösser 400°C und einer Temperatur T3 zwischen 800°C und 2000°C auf die Inbetriebnahme des Brenners A verzichtet werden kann, geht bei Verbrennung mit einem gasförmigen Brennstoff bei gleicher Vorgabe auch der Brenner A in Betrieb, aber nur insoweit, als hier eine Luft/Gas-Vormischung mit einem Teil des Brennstoffes stattfindet, die eigentliche Verbrennung geschieht ausschliesslich im Brenner B, wobei hier nur noch die restliche Brennstoffmenge zugemischt werden muss. Insbesondere bei dieser Konstellation ist es wichtig, dass der intermediäre Raum zwischen den beiden Brennern A, B grösstmöglichst erstreckt werden kann, wobei die Grenze hier einerseits von den geometrischen Möglichkeiten der Brennkammer selbst, andererseits auch von den thermodynami-schen Gegebenheiten der Verbrennung (Strömungsinhomogenität, Grad der Vermischung etc.) bestimmt wird. Wird Brenner A nicht in Betrieb genommen, so konnte der Abstand der beiden Brenner A, B zueinander an sich gegen Null streben; andererseits muss berücksichtigt werden, dass jederzeit bezüglich Lufttemperatur Konstellationen entstehen können, die die Inbetriebnahme beider Brenner A, B bedingen. Ein Intervall des Abstandes L zwischen 0,5-2 mal den Brennkammerquerschnitt kommt beiden Grundschaltungen optimal entgegen. While in oil operation at a temperature Ti greater than 400 ° C and a temperature T3 between 800 ° C and 2000 ° C, burner A cannot be started up, when burning with a gaseous fuel, burner A also goes in with the same setting Operation, but only to the extent that an air / gas premix with part of the fuel takes place here, the actual combustion takes place exclusively in burner B, only the remaining amount of fuel having to be mixed in here. In this constellation in particular, it is important that the intermediate space between the two burners A, B can be extended as much as possible, whereby the limit here is on the one hand from the geometric possibilities of the combustion chamber itself, and on the other hand from the thermodynamic conditions of the combustion (flow inhomogeneity, Degree of mixing etc.) is determined. If burner A is not put into operation, the distance between the two burners A, B could strive towards zero; on the other hand, it must be taken into account that constellations can arise at any time with regard to air temperature, which necessitate the commissioning of both burners A, B. An interval of the distance L between 0.5-2 times the combustion chamber cross-section optimally accommodates both basic circuits.

Eine feinere Unterteilung der Temperaturintervalle der Luft zwischen den einzelnen Brennern durch Zuschaltung weiterer Brenner brächte an sich gewisse Vorteile bezüglich Löschgrenze und NOx-Emissionen, dies allerdings zu Lasten eines grösseren Aufwandes hinsichtlich Schaltung der Brenner zueinander. A finer subdivision of the temperature intervals of the air between the individual burners by connecting additional burners would in itself bring certain advantages with regard to the extinguishing limit and NOx emissions, but at the expense of a greater effort in terms of connecting the burners to one another.

Konventionelle Brennkammern lassen sich, aus dem Gesagten, leicht durch die hier beschriebenen Brenner A, B nachrüsten. Conventional combustion chambers can easily be retrofitted using the burners A, B described here.

Claims

1. Combustion chamber of a gas turbine, characterized in that the combustion chamber cross section of the inflow channel (1) is interrupted in the flow direction by at least two surface burners (A, B) fed with liquid and / or gaseous fuel connected in series.

2. Combustion chamber according to claim 1, characterized in that the surface burners (A, B) have a different blocking.

3. Combustion chamber according to claim 2, characterized in that in the case of two surface burners (A, B) the first (A) has a blockage of <0.5 and the second surface burner (B) has a blockage of> 0.7 in the flow direction.

4. Combustion chamber according to claim 3, characterized in that the distance (L) between the two surface burners (A, B) corresponds to 0.5-2 times the cross section of the combustion chamber.

5. A method of operating the combustion chamber according to claim 3, characterized in that, depending on the temperature (Ti) before the first surface burner (A) in the flow direction and the operating temperature (T3) to be achieved after the second surface burner (B), the following circuits intervene:

a) at —50 ° C <T-i <400 ° C and

300 ° C <T3 <700 ° C

first surface burner (A) in operation, second

Surface burner (B) not in operation.

b) at -50 ° C <Ti <400 ° C and

700 ° C <T3 <2000 ° C

both surface burners (A, B) in operation.

c) at Ti> 400 ° C and

T3 <900 ° C

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first surface burner (A) not in operation, second surface burner (B) in operation.

6. A method of operating the combustion chamber according to claim 5, in which a gaseous fuel is used, characterized in that at Ti s 400 ° C and 800 ° C <; T3 <; 2000 ° C

the first surface burner (A) is not in operation and the second surface burner (B) is in operation, the first surface burner (A) being supplied with a fuel component for the premixing.

7. The method for operating the combustion chamber according to claim 5, in which a liquid fuel is used, characterized in that at Ti> 400 ° C and

800 ° C iT3 <2000 ° C

the first surface burner (A) is not in operation and the second surface burner (B) is in operation.

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