CN1851325B - 燃气轮机的燃烧器 - Google Patents

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Abstract

内部管(110)和转换管(130)连接在一起，双旋转喷嘴(200)配置在所述内部管(110)内，且所述双旋转喷嘴(200)具有同心配置的内部旋转喷嘴(140)和外部旋转喷嘴(150)。通过进气管(162)供给的压缩空气在内圆周侧上受到旋转喷嘴轮叶(142)的旋动，而成为旋动空气流(A11)，在外圆周侧上受到旋转喷嘴轮叶(152)的旋动而成为旋动空气流(A12)。喷射孔(171，172)向内圆周侧上的旋动空气流(A11)喷射燃料，以形成富燃态的气-燃混合物，进而在内圆周侧上形成富燃火焰(FR)。喷射孔(181，182)向外圆周侧上的旋动空气流(A12)喷射燃料，以形成贫燃态的气-燃混合物，进而在外圆周侧上形成贫燃火焰(FL)。通过这种方式而进行的富-贫燃烧能够减少NOx的产生，并能获得稳定燃烧。

Description

燃气轮机的燃烧器
技术领域
本发明涉及一种用于燃气轮机的燃烧器，所述燃烧器优选用于具有高压力比的燃气轮机，且其设计为能获得稳定的燃烧，并能减少氮氧化物(NOx)的生成。
背景技术
发电用燃气轮机的主要部件由压缩机，燃烧器和涡轮机组成。许多燃气轮机具有多个燃烧器，混合气体经压缩机压缩后，与燃料一起供应至燃烧器中，并在每个燃烧器中将所述混合物进行燃烧，从而生成高温燃烧气体。所述高温燃烧气体供应至涡轮机处，驱动涡轮机旋转。
下面参照图8，对现有的一种燃气轮机中的燃烧器进行说明。
如图8所示，所述燃气轮机中有多个燃烧器10，其沿环形排列于燃烧器机壳11内部(图8中仅示出一个燃烧器)。在所述燃烧器机壳11和燃气轮机机壳12内充满有压缩空气，且二者构成了机壳13。空气经压缩机压缩后，引入所述机壳13内。燃烧器10的上游部位处设置有进气口14，引入的压缩空气通过所述进气口14而进入燃烧器10中。燃料通过燃料喷嘴16而供应至燃烧器10的内部管15中，并与压缩空气混合后发生燃烧。燃烧后产生的燃烧气体经传输管道17而供应至涡轮机室中，从而驱动涡轮机转子。
近年来，由于环保法令的严格限制，人们采取了各种改进方法，以降低从燃气轮机排出废气中的NOx(氮氧化物)浓度。所谓“富-贫燃烧工艺(rich-lean combustion)”便是现有一种用于减少燃气轮机生成NOx的燃烧工艺。
根据所述的富-贫燃烧工艺，富燃状态(即燃料富集状态)下的燃烧在第一燃烧区域(例如在图8实例中，内部管15内部的中间区域)内进行，而贫燃状态(即燃料贫瘠状态)下的燃烧在第二燃烧区域(例如在图8实例中，内部管15内部的外周边缘区域)内进行。在这种情况下，便可控制整个燃烧器的燃气比(即，对富燃状态下和贫燃状态下的燃气比进行平均后，所获得的综合燃气比)，从而可根据燃气轮机的操作状态而取一定的值。在这种富-贫燃烧工艺中，完全扩散燃烧(无预混空气时发生的燃烧)发生在富燃区中，完全预混燃烧发生在贫燃区中。
众所周知，燃气比(燃料过量系数)与所生成的NOx数量之间的关系如图9所示。当燃料过量系数φ为1左右时，便会产生大量的NOx，而在贫区(φ＜1)和富区(φ＞1)中，产生的NOx则较少。由于富-贫燃烧工艺能使燃烧发生在贫区(φ＜1)和富区(φ＞1)中，而上述两区均只产生少量的NOx，因而总的来说，该工艺能够减少NOx的生成量。
作为参考，下面对所述燃料过量系数进行说明。
所述燃料过量系数φ定义为mf/mf*的比值，其中mf*表示100％利用一定数量空气中氧气而发生完全燃烧的燃料数量，mf表示实际给出的燃料数量。
以φ＝1为基础，φ＜1认为贫燃(贫)，φ＞1认为是富燃(富)。
本发明的发明人正在改进一种具有高压力比(25或更高的压力比)的1700℃级燃气轮机。对于这样一种高压力比燃气轮机而言，流入燃烧器内的空气温度很高(500℃至600℃)。而对于现有燃气轮机而言，其达到的压力比为20至21，流入燃烧器内的空气温度在450℃左右。
如果在不对现有富-贫燃烧技术进行改进而直接使用的话，如此高的压力比会造成燃气轮机出现下列问题：
(1)由于压力比以及空气(气体)能量均很高，从而在形成贫燃的预混喷嘴部位处，极易发生回火。
(2)在富燃侧，发生燃料过量系数为1的完全扩散燃烧。这样，流入燃烧器中的空气温度非常高(500至600℃)。部分由于上述原因，火焰锋温度变得很高，而易于产生NOx。
本发明的完成解决了上述现有技术中存在的问题。本发明的目的之一在于提供一种燃烧器，即使对于现今正处于研制中的具有高压力比的燃气轮机而言，所述燃烧器也能够获得稳定的燃烧，而且能够减少NOx的产生。
发明内容
为达到上述目的，本发明的第一方面为燃气轮机的燃烧器，所述燃烧器由连接在一起的内部管和传输管组成，包括：
内部旋转喷嘴和多个内向旋转喷嘴轮叶，所述内部旋转喷嘴由相对于所述内部管中心轴线同心配置的圆柱形内向旋转喷嘴环组成，所述多个内向旋转喷嘴轮叶设置在所述内向旋转喷嘴环的外圆周表面上；以及
外部旋转喷嘴和多个外向旋转喷嘴轮叶，所述外部旋转喷嘴由配置在所述内向旋转喷嘴轮叶外圆周侧上的圆柱形外向旋转喷嘴环组成，且所述圆柱形外向旋转喷嘴相对于所述内向旋转喷嘴环同心设置，所述多个外向旋转喷嘴轮叶设置在所述外向旋转喷嘴环的外圆周表面上，
所述内部旋转喷嘴和外部旋转喷嘴设置在所述内部管内。
本发明的第二方面为用于燃气轮机的燃烧器，其由连接在一起的内部管和转换管组成，包括：
内部旋转喷嘴和多个内向旋转喷嘴轮叶，所述内部旋转喷嘴由相对于内部管中心轴线同心配置的圆柱形内向旋转喷嘴环组成，所述多个内向旋转喷嘴轮叶设置在所述内向旋转喷嘴环的外圆周表面上；以及
外部旋转喷嘴和多个外向旋转喷嘴轮叶，所述外部旋转喷嘴由配置在所述内向旋转喷嘴轮叶外圆周侧上的圆柱形外向旋转喷嘴环组成，且所述圆柱形外向旋转喷嘴相对于所述内向旋转喷嘴环同心设置，所述多个外向旋转喷嘴轮叶设置在所述外向旋转喷嘴环的外圆周表面上，
所述内部旋转喷嘴和外部旋转喷嘴设置在所述内部管内，以及
其中用于喷射燃料的喷射孔形成在所述内部旋转喷嘴和外部旋转喷嘴内。
本发明的第三方面为用于燃气轮机的燃烧器，所述燃烧器由连接在一起的内部管和转换管组成，包括：
内部旋转喷嘴和多个内向旋转喷嘴轮叶，所述内部旋转喷嘴由相对于内部管中心轴线同心配置的圆柱形内向旋转喷嘴环组成，所述多个内向旋转喷嘴轮叶设置在所述内向旋转喷嘴环的外圆周表面上；以及
外部旋转喷嘴和多个外向旋转喷嘴轮叶，所述外部旋转喷嘴由配置在所述内向旋转喷嘴轮叶外圆周侧上的圆柱形外向旋转喷嘴环组成，且所述圆柱形外向旋转喷嘴相对于所述内向旋转喷嘴环同心设置，所述多个外向旋转喷嘴轮叶设置在所述外向旋转喷嘴环的外圆周表面上，
所述内部旋转喷嘴和外部旋转喷嘴设置在所述内部管内，以及
其中喷射孔用于向穿过所述内向旋转喷嘴环和外向旋转喷嘴环之间的空气喷射燃料，以形成富燃状态的气-燃混合物，所述喷射孔配置在所述内向旋转喷嘴环和外向旋转喷嘴环上，且所述喷射孔的位置相对空气流动方向而位于内向旋转喷嘴轮叶的下游，以及
喷射孔用于向穿过所述外向旋转喷嘴环和内部管之间的空气喷射燃料，以形成贫燃状态的气-燃混合物，所述喷射孔配置在所述外向旋转喷嘴环和内部管上，且所述喷射孔的位置相对空气流动方向而位于外向旋转喷嘴轮叶的下游。
本发明的第四方面为用于燃气轮机的燃烧器，所述燃烧器由连接在一起的内部管和转换管组成，包括：
内部旋转喷嘴和多个内向旋转喷嘴轮叶，所述内部旋转喷嘴由相对于内部管中心轴线同心配置的圆柱形内向旋转喷嘴环组成，所述多个内向旋转喷嘴轮叶设置在所述内向旋转喷嘴环的外圆周表面上；以及
外部旋转喷嘴和多个外向旋转喷嘴轮叶，所述外部旋转喷嘴由配置在所述内向旋转喷嘴轮叶外圆周侧上的圆柱形外向旋转喷嘴环组成，且所述圆柱形外向旋转喷嘴相对于所述内向旋转喷嘴环同心设置，所述多个外向旋转喷嘴轮叶设置在所述外向旋转喷嘴环的外圆周表面上，
所述内部旋转喷嘴和外部旋转喷嘴设置在所述内部管内，以及
其中喷射孔用于向穿过所述内向旋转喷嘴环和外向旋转喷嘴环之间的空气喷射燃料，以形成富燃状态的气-燃混合物，所述喷射孔配置在所述内向旋转喷嘴环和外向旋转喷嘴环的后端表面内，且所述喷射孔相对于空气流动方向处于最下游的位置，以及
喷射孔用于向穿过外向旋转喷嘴环和内部管之间的空气喷射燃料，以形成贫燃状态的气-燃混合物，所述喷射孔配置在所述外向旋转喷嘴环和内部管的后端部表面内，且所述喷射孔相对空气流动方向处于最下游的位置。
本发明的第五方面是用于燃气轮机的燃烧器，所述燃烧器由连接在一起的内部管和转换管组成，包括：
内部旋转喷嘴和多个内向旋转喷嘴轮叶，所述内部旋转喷嘴由相对于内部管中心轴线同心配置的圆柱形内向旋转喷嘴环组成，所述多个内向旋转喷嘴轮叶设置在所述内向旋转喷嘴环的外圆周表面上；以及
外部旋转喷嘴和多个外向旋转喷嘴轮叶，所述外部旋转喷嘴由配置在所述内向旋转喷嘴轮叶外圆周侧上的圆柱形外向旋转喷嘴环组成，且所述圆柱形外向旋转喷嘴相对于所述内向旋转喷嘴环同心设置，所述多个外向旋转喷嘴轮叶设置在所述外向旋转喷嘴环的外圆周表面上，
所述内部旋转喷嘴和外部旋转喷嘴设置在所述内部管内，以及
其中喷射孔用于向穿过内向旋转喷嘴环和外向旋转喷嘴环之间的空气喷射燃料，以形成富燃状态的气-燃混合物，所述喷射孔配置在所述内向旋转喷嘴轮叶的后边缘内，以及
喷射孔用于向穿过外向旋转喷嘴环和内向管之间的空气喷射燃料，以形成贫燃状态的气-燃混合物，所述喷射孔配置在所述所述外向旋转喷嘴轮叶的后边缘内。
本发明的第六方面为用于燃气轮机的燃烧器，所述燃烧器由连接在一起的内部管和转换管组成，包括：
内部旋转喷嘴和多个内向旋转喷嘴轮叶，所述内部旋转喷嘴由相对于内部管中心轴线同心配置的圆柱形内向旋转喷嘴环组成，所述多个内向旋转喷嘴轮叶设置在所述内向旋转喷嘴环的外圆周表面上；以及
外部旋转喷嘴和多个外向旋转喷嘴轮叶，所述外部旋转喷嘴由配置在所述内向旋转喷嘴轮叶外圆周侧上的圆柱形外向旋转喷嘴环组成，且所述圆柱形外向旋转喷嘴相对于所述内向旋转喷嘴环同心设置，所述多个外向旋转喷嘴轮叶设置在所述外向旋转喷嘴环的外圆周表面上，
所述内部旋转喷嘴和外部旋转喷嘴设置在所述内部管内，以及
其中喷射孔用于向穿过内向旋转喷嘴环和外向旋转喷嘴环之间的空气喷射燃料，以形成富燃状态的气-燃混合物，所述喷射孔配置在所述内向旋转喷嘴轮叶的轮叶表面内，以及
喷射孔用于向穿过外向旋转喷嘴环和内向管之间的空气喷射燃料，以形成贫燃状态的气-燃混合物，所述喷射孔配置在所述外向旋转喷嘴轮叶的叶轮表面内。
在燃气轮机的燃烧器内，可在所述转换管内设置凹槽，所述凹槽用于在所述转换管的外部和内部之间建立连通，以将空气从所述转换管外部导入其内。
所述双旋转喷嘴配置在所述内部管内，其具有同心配置的所述内部旋转喷嘴和外部旋转喷嘴。同时，富燃发生在其内圆周侧上，贫燃发生在其外圆周侧上。从而可减少NOx的产生，并获得稳定的燃烧。
而且，如果所述转换管配置有所述凹槽，则所述转换管内高温区可得以良好冷却，从而可进一步减少NOx的产生。
附图说明
参看下述详细说明及附图，可以更为清楚地理解本发明的上述及其它优点。
图1为本发明实施例1所述燃烧器的纵向截面图；
图2为本发明实施例1所述燃烧器的主视图；
图3为本发明实施例2所述燃烧器的纵向截面图；
图4为本发明实施例2所述燃烧器的旋转喷嘴轮叶的截面图；
图5为本发明实施例3所述燃烧器的纵向截面图；
图6为本发明实施例3所述燃烧器的旋转喷嘴轮叶的截面图；
图7为本发明实施例4所述燃烧器的纵向截面图；
图8为现有燃烧器的结构图；以及
图9为表示燃料过量系数与所产生NOx数量之间关系的特征图。
具体实施方式
参看后附附图，下面将对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1
参看纵向截面图1和主视图2，下面对本发明实施例1所述的燃烧器100进行说明。如实施例1所述的燃烧器用于1700℃级的燃气轮机，所述燃气轮机具有高压力比(压力比为25或更高)，且近年来得以新发展。
如图1和图2所示，内部管110的后边缘部通过连接环120而连接至转换管130的前边缘部。
内部旋转喷嘴140和外部旋转喷嘴150配置在内部管110内。也就是说，位于内圆周侧上的内部旋转喷嘴140和位于外圆周侧上的外部旋转喷嘴150相对于内部管110的中心轴线同心设置。内部旋转喷嘴140和外部旋转喷嘴150形成双旋转喷嘴200。
内部旋转喷嘴140的旋转喷嘴环141呈圆柱形，且相对于内部管110的中心轴线同心安置。多个(本实施例为16个)旋转喷嘴轮叶142设置在圆柱形旋转喷嘴环141的外圆周表面上。所述旋转喷嘴轮叶142沿旋转喷嘴环141外圆周表面的圆周方向等距排列，且沿所述旋转喷嘴环141的轴线方向延伸安装。所述旋转喷嘴轮叶142旋动压缩空气气流(在图1中从左至右)，使其穿过内部管110内部而形成旋动空气流A11。
外部旋转喷嘴150的旋转喷嘴环151呈圆柱状，且相对于所述旋转喷嘴环141同心配置在所述旋转喷嘴轮叶142的外圆周侧上。多个(本实施例为24个)旋转喷嘴轮叶152设置在圆柱形旋转喷嘴环151的外圆周表面上。所述旋转喷嘴轮叶152沿旋转喷嘴环151外圆周表面的圆周方向等距排列，且沿所述旋转喷嘴环151的轴线方向延伸安装。所述旋转喷嘴轮叶152旋动压缩空气气流(在图1中从左至右)，使其穿过内部管110内部而形成旋动空气流A12。
外部旋转喷嘴150的旋转喷嘴环151通过多个沿圆周方向间隔排列的连接件160而连接并固定至内部管110的内圆周表面上。内部旋转喷嘴140的旋转喷嘴环141通过多个沿圆周方向间隔排列的连接件161而连接并固定至旋转喷嘴环151的内圆周表面上。
由于上述结构，在内向定位的旋转喷嘴环141的外圆周表面和外向定位的旋转喷嘴环151的内圆周表面之间形成气道R1。同时，在外向定位的旋转喷嘴环151的外圆周表面和内部管110的内圆周表面之间形成气道R2。
压缩空气A通过进气管162而供应至内部管110内。在图1中，该压缩空气A从右流向左(从进气管162的配备位置流向转换管130)，然后流穿过内部管110的内部，同时分为穿过气道R1的压缩空气A1和穿过气道R2的压缩空气A2。
旋转喷嘴轮叶142对穿过气道R1的压缩空气A1进行旋动，使其成为旋动空气流A11，所述空气流从内部旋转喷嘴140的后边缘处吹出。
旋转喷嘴轮叶152对穿过气道R2的压缩空气A2进行旋动，使其成为旋动空气流A12，所述空气流从外部旋转喷嘴150的后边缘处吹出。
多个用于喷射燃料的喷射孔171形成在内向旋转喷嘴环141的后端部表面内(旋转喷嘴环141上相对于所述空气流动方向的最下游位置)。这些喷射孔171将燃料吹向通过气道R1吹出的旋动空气流A11。
多个用于喷射燃料的喷射孔172形成在外向旋转喷嘴环151的后端部表面的内圆周面内(旋转喷嘴环151上相对于所述空气流动方向的最下游位置)。这些喷射孔172将燃料吹向通过气道R1而吹出的旋动空气流A11。
多个用于喷射燃料的喷射孔181形成在外向旋转喷嘴环151的后端部表面的外圆周面内。这些喷射孔181将燃料吹向通过气道R2而吹出的旋动空气流A12。
多个用于喷射燃料的喷射孔182形成在内部管110的后端部表面内(内部管110上相对于所述空气流动方向的最下游位置)。这些喷射孔182将燃料吹向通过气道R2而吹出的旋动空气流A12。
所述燃烧器100配置有燃料供应线，所述燃料供应线在图1中以虚线表示。也就是说，所述燃烧器100具有第一燃料供应线L1和第二燃料供应线L2，从所述燃料供应线L1中分出的燃料供应线L11，L12，从所述燃料供应线L2中分出的燃料供应线L21，L22。
燃料通过燃料供应线L1，L11而供给喷射孔171，然后所供应的燃料从喷射孔171中喷射向所述旋动空气流A11。
燃料通过燃料供应线L1，L12而供给喷射孔172，然后所供应的燃料从喷射孔172中喷射向所述旋动空气流A11。
此时，对通过燃料供应线L1，L11，L12而进行供应的燃料量进行调节，以使从喷射孔171，172中喷出的燃料与旋动空气流A11所形成的气-燃混合物成为富燃态。举例来说，将燃料过量系数调节至1.4数量级。
从而，喷射孔171，172中喷出的燃料与旋动空气流A11形成气-燃混合物后燃烧，产生富燃火焰FR，所述富燃火焰FR在双旋转喷嘴200的下游以及转换管130内的中央(内圆周)部位内燃烧。
燃料通过燃料供应线L2，L21供给喷射孔181，然后所供应的燃料从喷射孔181中喷射向所述旋动空气流A12。
燃料通过燃料供应线L2，L22供给喷射孔182，然后所供应的燃料从喷射孔182中喷射向所述旋动空气流A12。
此时，对通过燃料供应线L2，L21，L22而进行供应的燃料量进行调节，以使从喷射孔181，182中喷出的燃料与旋动空气流A12所形成的气-燃混合物成为贫燃态。举例来说，将燃料过量系数调节至0.6数量级。
从而，喷射孔181，182中喷出的燃料与旋动空气流A12形成气-燃混合物后燃烧，产生贫燃火焰FL，所述贫燃火焰FL在双旋转喷嘴200的下游以及转换管130内的外部(外圆周)内燃烧。
所述转换管130的前部分为高温区和低温区，所述内圆周面上的富燃火焰FR发生在高温区，外圆周面上的贫燃火焰FL发生在低温区。另一方面，在所述转换管130的后部，高温燃烧气体和低温燃烧气体通过旋动空气流而进行混合，从而形成具有同一温度的燃烧气体。
在本实施例1中，所述富燃火焰FR在内圆周面上燃烧，且与燃料等价系数为1的扩散火焰相比，其供氧不足，因而可以降低火焰前部温度。这样便可以减少在富燃侧上生成的NOx。所述贫燃火焰FL在外圆周面上燃烧，由于其所用燃料较少，燃烧温度较低，因而NOx的生成也较少。
由于燃烧发生在上述贫燃区和富燃区，因而可以整体降低NOx的生成(如图9所示)。
而且在本实施例1中，所述燃料从双旋转喷嘴200的后边缘处喷射，具体而言，是从旋转喷嘴环141，旋转喷嘴环151和内部管110的后端表面处喷射。这样，燃料喷射位置和火焰FR，FL之间的距离较近。如上所述，由于燃料喷射位置和火焰FR，FL之间的距离较近，便可以抑制燃烧震动的发生，从而形成稳定燃烧。
而且，在本实施例1中，可在双旋转喷嘴200的下游对空气和燃料进行混合，也就是在转换管130内对其进行混合。这样便可以防止回火的产生，尤其是可以防止贫燃火焰FL的回火的产生。
在实施例1中，所述喷射孔171，172，181，182形成在旋转喷嘴环141，旋转喷嘴环151和内部管110的后端表面内。然而，所述喷射孔171，172，181，182的形成位置并不限于所述后端表面。它们可以是任意位置，只要所述位置相对于空气流动方向位于旋转喷嘴轮叶142，152的下游(图1中右向)，并且能使燃料喷射向旋动空气流A11，A12即可。
此外，如果不存在回火问题，所述喷射孔可相对于空气流动方向配置在旋转喷嘴轮叶142，152的上游，以促进预混合。
实施例2
下面将参看图3和图4对本发明的实施例2进行说明，图3为纵向截面图，图4为旋转喷嘴轮叶142(或旋转喷嘴轮叶152)的截面图。这里将不再赘述与图1所示相同的组成部件，而主要对与图1所示不同的部件进行解释。
在实施例2中，喷射孔173形成在内部旋转喷嘴140的各旋转喷嘴轮叶142的后边缘内，喷射孔183形成在外部旋转喷嘴150的各旋转喷嘴轮叶152的后边缘内。
燃料通过燃料供应线L1供给所述喷射孔173，通过燃料供应线L2供给所述喷射孔183。在实施例2中，所述燃料供应线要少于实施例1中的燃料供应线。也就是说，实施例1需要支流燃料供应线L11，L12，L21，L22。另一方面，实施例2则不需要支流燃料供应线，因而可以简化相应的燃料供应线构造。
从喷射孔173中喷出的燃料与旋动空气流A11相混合，而从喷射孔183中喷出的燃料与旋动空气流A12相混合。此时，沿旋动空气流A11，A12的流动方向喷射燃料。这样，即使由于负载波动而使燃-气比发生改变，也可以减少下游区域内燃料集中分布的变化，从而即使燃-气比发生改变，也可获得符合要求的燃烧。
所述旋转喷嘴轮叶142，152的下游产生尾流。这些尾流是紊流，能促进燃料和旋动空气流A11的混合，从而获得符合要求的混合。也就是说，所述旋动流和尾流之间的相互作用使燃料与旋动空气流A11，A12间的混合更加符合要求，从而即使当燃料过量系数发生改变，也能获得稳定的燃烧。
实施例3
下面参看图5和图6，对本发明的实施例3进行说明，图5是纵向截面视图，图6是旋转喷嘴轮叶142(或旋转喷嘴轮叶152)的截面图。
由于实施例3是实施例2的改进型，因此只对其不同于实施例2的部件进行说明。
在实施例2中，喷射孔173，183形成在所述旋转喷嘴轮叶142，152的后边缘部。在实施例3中，喷射孔174，184则形成在旋转喷嘴轮叶142，152的边部表面内(轮叶表面)。
从喷射孔174，184中喷出燃料的喷射方向与旋动空气流A11，A12的流动方向相交(近乎垂直相交)。这样，喷出的燃料与旋动空气流A11，A12之间的混合得以进一步促进。从而形成燃料和空气的预混合物，且该预混合物在转换管130内进行符合要求的燃烧。
实施例4
下面参看纵向截面图7对本发明所述实施例4进行说明。与实施例1相同的组成部件将不再赘述，而主要对与实施例1不同的部件进行说明。
在实施例4中，在沿转换管300圆周方向的多个位置处，安装有凹槽(圆柱形部件)300。这些多个(例如3至8个)凹槽300在所述转换管130的内部和外部之间建立连通。这样便可将转换管130外圆周侧上的低温(例如约500至600℃)空气供应向转换管130内部的中央轴线部分。从而，流入的低温(例如500至600℃左右)空气使高温区(例如温度为2000℃的区域)的温度得以一次降低(冷却)，所述高温区存在于转换管130内部的中央轴线部分，且此处也是富燃发生的地方。结果，NOx的产生得以抑制。
如上所述，低温空气经所述凹槽300流入转换管130内部后，对高温区进行一次冷却。这样，NOx的产生能得以更为有效的抑制。
在图7所示实施例4中配置的相同凹槽也可安装在图3所示的实施例2和图5所示的实施例3上。在这种情况下，NOx的产生能如同实施例4中那样得以更为有效的抑制。
虽然以上述方式对本发明进行说明，当不应理解为本发明受限于此，而是可以以其它方式进行改变。这样的改变不应被认为是偏离本发明的宗旨和范围，所有这些对于本领域技术人员而言明白易懂的修正都认为被包括在后附权利要求的范围之内。

Claims (6)

1.一种用于燃气轮机的燃烧器，由连接在一起的内部管(110)和转换管(130)组成，包括：
内部旋转喷嘴(140)，其由圆柱形内向旋转喷嘴环(141)和多个设置在该内向旋转喷嘴环(141)的外圆周表面上的内向旋转喷嘴轮叶(142)组成，所述圆柱形内向旋转喷嘴环(141)相对于内部管(110)的中心轴线同心配置；以及
外部旋转喷嘴(150)，其由圆柱形外向旋转喷嘴环(151)和多个设置在该外向旋转喷嘴环(151)的外圆周表面上的外向旋转喷嘴轮叶(152)组成，所述圆柱形外向旋转喷嘴环(151)配置在内向旋转喷嘴轮叶(142)的外圆周侧上，且相对于内向旋转喷嘴环(141)同心，
所述内部旋转喷嘴(140)和外部旋转喷嘴(150)配置在所述内部管(110)中，且
其中用于喷射燃料的喷射孔(171，172，181)形成在内部旋转喷嘴(140)和外部旋转喷嘴(150)内。
2.一种用于燃气轮机的燃烧器，由连接在一起的内部管(110)和转换管(130)组成，包括：
内部旋转喷嘴(140)，其由圆柱形内向旋转喷嘴环(141)和多个设置在该内向旋转喷嘴环(141)的外圆周表面上的内向旋转喷嘴轮叶(142)组成，所述圆柱形内向旋转喷嘴环(141)相对于内部管(110)的中心轴线同心配置；以及
外部旋转喷嘴(150)，其由圆柱形外向旋转喷嘴环(151)和多个设置在该外向旋转喷嘴环(151)的外圆周表面上的外向旋转喷嘴轮叶(152)组成，所述圆柱形外向旋转喷嘴环(151)配置在内向旋转喷嘴轮叶(142)的外圆周侧上，且相对于内向旋转喷嘴环(141)同心，
所述内部旋转喷嘴(140)和外部旋转喷嘴(150)配置在所述内部管(110)中，以及
其中用于向穿过所述内向旋转喷嘴环(141)和外向旋转喷嘴环(151)之间的空气喷射燃料以形成富燃状态的气-燃混合物的第一喷射孔(171，172)配置在所述内向旋转喷嘴环(141)上相对于空气流动方向位于内向旋转喷嘴轮叶(142)下游的位置以及外向旋转喷嘴环(151)上相对于空气流动方向位于内向旋转喷嘴轮叶(142)下游的位置，以及
用于向穿过外向旋转喷嘴环(151)和内部管(110)之间的空气喷射燃料以形成贫燃状态的气-燃混合物的第二喷射孔(181，182)配置在所述外向旋转喷嘴环(151)上相对于空气流动方向位于外向旋转喷嘴轮叶(152)下游的位置以及内部管(110)上相对于空气流动方向位于外向旋转喷嘴轮叶(152)下游的位置。
3.一种用于燃气轮机的燃烧器，由连接在一起的内部管(110)和转换管(130)组成，包括：
内部旋转喷嘴(140)，其由圆柱形内向旋转喷嘴环(141)和多个设置在该内向旋转喷嘴环(141)的外圆周表面上的内向旋转喷嘴轮叶(142)组成，所述圆柱形内向旋转喷嘴环(141)相对于内部管(110)的中心轴线同心配置；以及
外部旋转喷嘴(150)，其由圆柱形外向旋转喷嘴环(151)和多个设置在该外向旋转喷嘴环(151)的外圆周表面上的外向旋转喷嘴轮叶(152)组成，所述圆柱形外向旋转喷嘴环(151)配置在内向旋转喷嘴轮叶(142)的外圆周侧上，且相对于内向旋转喷嘴环(141)同心，
所述内部旋转喷嘴(140)和外部旋转喷嘴(150)配置在所述内部管(110)中，以及
其中用于向穿过内向旋转喷嘴环(141)和外向旋转喷嘴环(151)之间的空气喷射燃料以形成富燃状态的气-燃混合物的第一喷射孔(171，172)配置在所述内向旋转喷嘴环(141)的相对于空气流动方向处于最下游位置的后端表面内以及外向旋转喷嘴环(151)的相对于空气流动方向处于最下游位置的后端表面内，以及
用于向穿过外向旋转喷嘴环(151)和内部管(110)之间的空气喷射燃料以形成贫燃状态的气-燃混合物的第二喷射孔(181，182)配置在所述外向旋转喷嘴环(151)的相对于空气流动方向处于最下游位置的后端部表面内以及内部管(110)的相对于空气流动方向处于最下游位置的后端部表面内。
4.一种用于燃气轮机的燃烧器，由连接在一起的内部管(110)和转换管(130)组成，包括：
内部旋转喷嘴(140)，其由圆柱形内向旋转喷嘴环(141)和多个设置在该内向旋转喷嘴环(141)的外圆周表面上的内向旋转喷嘴轮叶(142)组成，所述圆柱形内向旋转喷嘴环(141)相对于内部管(110)的中心轴线同心配置；以及
外部旋转喷嘴(150)，其由圆柱形外向旋转喷嘴环(151)和多个设置在该外向旋转喷嘴环(151)的外圆周表面上的外向旋转喷嘴轮叶(152)组成，所述圆柱形外向旋转喷嘴环(151)配置在内向旋转喷嘴轮叶(142)的外圆周侧上，且相对于内向旋转喷嘴环(141)同心，
所述内部旋转喷嘴(140)和外部旋转喷嘴(150)配置在所述内部管(110)中，以及
其中用于向穿过内向旋转喷嘴环(141)和外向旋转喷嘴环(151)之间的空气喷射燃料以形成富燃状态的气-燃混合物的第一喷射孔(173)配置在所述内向旋转喷嘴轮叶(142)的后边缘内，以及
向穿过外向旋转喷嘴环(151)和内向管(110)之间的空气喷射燃料以形成贫燃状态的气-燃混合物的第二喷射孔(183)配置在所述外向旋转喷嘴轮叶(152)的后边缘内。
5.一种用于燃气轮机的燃烧器，由连接在一起的内部管(110)和转换管(130)组成，包括：
内部旋转喷嘴(140)，其由圆柱形内向旋转喷嘴环(141)和多个设置在该内向旋转喷嘴环(141)的外圆周表面上的内向旋转喷嘴轮叶(142)组成，所述圆柱形内向旋转喷嘴环(141)相对于内部管(110)的中心轴线同心配置；以及
外部旋转喷嘴(150)，其由圆柱形外向旋转喷嘴环(151)和多个设置在该外向旋转喷嘴环(151)的外圆周表面上的外向旋转喷嘴轮叶(152)组成，所述圆柱形外向旋转喷嘴环(151)配置在内向旋转喷嘴轮叶(142)的外圆周侧上，且相对于内向旋转喷嘴环(141)同心，
所述内部旋转喷嘴(140)和外部旋转喷嘴(150)配置在所述内部管(110)中，以及
其中用于向穿过所述内向旋转喷嘴环(141)和外向旋转喷嘴环(151)之间的空气喷射燃料以形成富燃状态的气-燃混合物的第一喷射孔(174)配置在所述内向旋转喷嘴轮叶(142)的轮叶表面内，以及
用于向穿过外向旋转喷嘴环(151)和内向管(110)之间的空气喷射燃料以形成贫燃状态的气-燃混合物的第二喷射孔(184)配置在所述外向旋转喷嘴轮叶(152)的叶轮表面内。
6.如权利要求1至5中任一项所述的用于燃气轮机的燃烧器，其特征在于
所述转换管(130)中安装有凹槽(300)，所述凹槽(300)用于在转换管(130)的外部和内部之间建立连通，以将空气从转换管(300)的外部导入其内部。
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