CN109519971A - 一种低排放燃气轮机 - Google Patents

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骆平平
孙鹏
栾永军
关琦
张凯
汤忠滨
陈喆
姚建辉
刘宇
曹天泽
胡汀
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers

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Abstract

一种低排放燃气轮机，它涉及一种燃气轮机。本发明为了解决现有的旧乌克兰6000级燃气轮机排放中氮氧化物超标的问题。本发明包括燃气轮机本体，它还包括燃烧室(1)和燃料系统(2)，燃烧室(1)安装在燃气轮机本体内，燃料系统(2)与燃气轮机本体连接；燃料系统(2)包括燃机大底架(4)、燃料阀(5)和燃料气主管(6)，燃机大底架(4)水平安装，燃料阀(5)安装在燃机大底架(4)上，燃料气主管(6)安装在燃机大底架(4)并通过燃料阀(5)控制进入燃料油气比。本发明改变原有燃料控制逻辑，控制油气比，调节燃烧室内温度，从而减少氮氧化物的生成，最终降低其尾气排放中氮氧化物含量。本发明用于燃气轮机。

Description

一种低排放燃气轮机
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机，具体涉及一种低排放燃气轮机。
背景技术
随着公众环保意识的增强，国内外对烟气中污染物排放的限制也越来越严格，对燃气轮机烟气中的NOx排放提出了明确要求，其排放标准较前些年已大大提高。如《GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准》规定，自2012年12月1日起新建燃机轮机组和自2014年7月1日起现有燃气轮机组在使用天然气燃料时，NOx排放浓度≤50mg/m3(25ppm)，使用油或其它气体燃料时≤120mg/m3。
原涠洲终端乌克兰6000级燃机电站建设满足当时的合同设计要求。但是，在如今国内以天然气为燃料的燃机排气氮氧化物含量标准大幅提高的背景下，该机已不满足排放要求。因此需对中海油现有乌克兰6000级燃机燃料系统进行低排放改造，以适应现阶段国家及地方的环保要求和排放标准。
综上所述，现有的旧乌克兰6000级燃气轮机排放中氮氧化物超标的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的旧乌克兰6000级燃气轮机排放中氮氧化物超标的问题，进而提供一种低排放燃气轮机。
本发明的技术方案是：一种低排放燃气轮机，它包括燃气轮机本体，它还包括燃烧室和燃料系统，燃烧室安装在燃气轮机本体内，燃料系统与燃气轮机本体连接；燃料系统包括燃机大底架、燃料阀和燃料气主管，燃机大底架水平安装，燃料阀安装在燃机大底架上，燃料气主管安装在燃机大底架并通过燃料阀控制进入燃料油气比。
进一步地，燃烧室为低排放燃烧室。
进一步地，燃烧室内的喷嘴为低排放喷嘴。
进一步地，燃烧室内的火焰筒为低排放火焰筒。
进一步地，燃料系统还包括燃料流量分配阀，燃料流量分配阀安装在燃机大底架上，燃料流量分配阀控制进入燃料气主管内的油气比。
进一步地，燃烧室内温度为1800～1900K。
进一步地，低排放喷嘴的进口处将天燃气和空气进行均匀混合。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
本发明的目的是这样实现的：
1、本发明通过改进原乌克兰6000级燃气轮机的燃烧室结构，将原较高氮氧化物排放的燃烧室改为专用低排放燃烧室；并更换低排放喷嘴。大幅降低UGT6001燃气轮机排放中的氮氧化物含量。另外，本发明通过改造燃机本体与燃料阀之间燃料气管路，增加燃料流量分配阀，改变原有燃料控制逻辑，控制油气比，调节燃烧室内温度，从而减少氮氧化物的生成，最终降低其尾气排放中氮氧化物含量。
2、本发明改造费用较低，且改造后燃气轮机的变化小，输出功率和效率基本不变，原燃气轮机电站其他系统改动小。
附图说明
图1是UGT6001燃气轮机改造前燃烧室剖面图；
图2是UGT6001燃气轮机改造后燃烧室剖面图；
图3是燃料系统局部结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式包括燃气轮机本体，它还包括燃烧室1和燃料系统2，燃烧室1安装在燃气轮机本体内，燃料系统2与燃气轮机本体连接；燃料系统2包括燃机大底架4、燃料阀5和燃料气主管6，燃机大底架4水平安装，燃料阀5安装在燃机大底架4上，燃料气主管6安装在燃机大底架4并通过燃料阀5控制进入燃料油气比。
本实施方式通过对燃料系统2的改变，改变原有燃料控制逻辑，控制油气比，减少氮氧化物的生成，最终降低其尾气排放中氮氧化物含量。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的燃烧室1为低排放燃烧室。如此设置，便于降低燃烧室内排放出的氮氧化物含量。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的燃烧室1内的喷嘴为低排放喷嘴3。如此设置，降低氮氧化物排放量，满足国家标准。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的燃烧室1内的火焰筒为低排放火焰筒7。如此设置，与低排放燃烧室和低排放喷嘴3配套，共同降低氮氧化物的排放量。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图3说明本实施方式，本实施方式的燃料系统2还包括燃料流量分配阀，燃料流量分配阀安装在燃机大底架4上，燃料流量分配阀控制进入燃料气主管6内的油气比。如此设置，通过对油气比的控制，调节燃烧室内的温度，从而减少氮氧化物的生成，最终降低其尾气排放中氮氧化物的含量。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式的燃烧室1内温度为1800～1900K。如此设置，调节燃烧室内的温度，从而减少氮氧化物的生成，最终降低其尾气排放中氮氧化物的含量。其他组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图2说明本实施方式，本实施方式的低排放喷嘴3的进口处将天燃气和空气进行均匀混合。如此设置，此种方式能够降低燃烧室排气温度，从而降低氮氧化物生成量。其它组成及连接关系与具体实施方式一至六中任意一项相同。
本发明是将原普通喷嘴改为低排放专用喷嘴，改变喷嘴头部喷孔设计，并对燃烧室结构进行适应性改造，见图2。原理是改造后的喷嘴对进入喷嘴内的天燃气和空气进行均匀混合，通过在控制系统中调节燃料油气比来保持燃烧室内火焰温度均匀，降低燃烧室排气温度，从而降低氮氧化物生成量。

Claims (7)

1.一种低排放燃气轮机，它包括燃气轮机本体，其特征在于：它还包括燃烧室(1)和燃料系统(2)，燃烧室(1)安装在燃气轮机本体内，燃料系统(2)与燃气轮机本体连接；
燃料系统(2)包括燃机大底架(4)、燃料阀(5)和燃料气主管(6)，燃机大底架(4)水平安装，燃料阀(5)安装在燃机大底架(4)上，燃料气主管(6)安装在燃机大底架(4)并通过燃料阀(5)控制进入燃料油气比。
2.根据权利要求1所述的一种低排放燃气轮机，其特征在于：燃烧室(1)为低排放燃烧室。
3.根据权利要求2所述的一种低排放燃气轮机，其特征在于：燃烧室(1)内的喷嘴为低排放喷嘴(3)。
4.根据权利要求3所述的一种低排放燃气轮机，其特征在于：燃烧室(1)内的火焰筒为低排放火焰筒(7)。
5.根据权利要求4所述的一种低排放燃气轮机，其特征在于：燃料系统(2)还包括燃料流量分配阀，燃料流量分配阀安装在燃机大底架(4)上，燃料流量分配阀控制进入燃料气主管(6)内的油气比。
6.根据权利要求5所述的一种低排放燃气轮机，其特征在于：燃烧室(1)内温度为1800～1900K。
7.根据权利要求6所述的一种低排放燃气轮机，其特征在于：低排放喷嘴(3)的进口处将天燃气和空气进行均匀混合。
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