EP1319895A2 - Magervormischbrenner für eine Gasturbine sowie Verfahren zum Betrieb eines Magervormischbrenners - Google Patents

Magervormischbrenner für eine Gasturbine sowie Verfahren zum Betrieb eines Magervormischbrenners Download PDF

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EP1319895A2
EP1319895A2 EP02023428A EP02023428A EP1319895A2 EP 1319895 A2 EP1319895 A2 EP 1319895A2 EP 02023428 A EP02023428 A EP 02023428A EP 02023428 A EP02023428 A EP 02023428A EP 1319895 A2 EP1319895 A2 EP 1319895A2
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lean premix
lean
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/20—Burner staging

Definitions

  • the invention relates to a lean premix burner for a gas turbine with the features of the generic term of Main claim and a method for operating a lean premix burner.
  • the invention relates to a lean premix burner with at least one with primary fuel nozzles provided fuel supply ring.
  • Such a lean premix burner can either be used as an LPP module or be designed as a swirl cup.
  • Lean premix burners are from the prior art in a wide variety Design forms known.
  • Lean premix burners were developed, among other things, for the Avoid formation of nitrogen oxides. For this, the air-fuel ratio procedurally high, so that a very lean mixture is created. This creates in the main combustion zone relatively low combustion temperatures.
  • a disadvantage can be that by the relative low combustion temperatures the combustion itself is not as complete as it is at higher temperatures would. Thus unburned hydrocarbon and Carbon monoxide emissions.
  • pilot burners must be available for safe, airworthy operation. These pilot burners ensure a high local combustion temperature. This in turn leads to high flame stability.
  • a disadvantage of the operation of the pilot burner is that relatively high NO x emissions arise.
  • the object of the invention is a lean premix burner and a method for operating a lean premix burner to create which under simple construction Avoiding the state of the art at low thermal Lead stress and even in very lean conditions burn safely.
  • the task with regard to the lean premix burner through the combination of features of the main claim solved with regard to the method, the solution is done the task through the combination of features of the subordinate Claim.
  • Show the respective subclaims further advantageous embodiments of the invention.
  • the lean premix burner according to the invention stands out through a number of significant advantages.
  • the additional fuel secondary nozzles make it possible to enrich the fuel-air mixture locally. It is therefore not necessary, additional pilot burners or the like provided. Rather, areas arise according to the invention on the fuel injector ring, where a richer There is a fuel-air mixture. This leads to one Combustion at higher temperatures and thus a more stable one Flame guide. This results in a more stable one Operation of the lean premix burner, the risk of extinguishing is avoided in a reliable manner.
  • the fuel primary nozzles evenly around the circumference of the fuel supply ring are distributed while the Fuel secondary nozzles distributed unevenly around the circumference are. It is particularly advantageous if the fuel secondary nozzles only in some sectors of the fuel injector ring are arranged. This ensures that individual areas of the fuel injector ring with a richer one Mixture can be supplied.
  • the fuel supply is switched in such a way that that selectively with low or low load near at least two fuel primary nozzles additional, adjacent Secondary fuel nozzles for enriching the fuel-air mixture be put into operation.
  • Fuel injector ring designed additional fuel mini-nozzles are. These mini fuel nozzles can be in groups be arranged (cluster).
  • Stability flame safety
  • Another significant advantage of the invention is in that a continuous transition from full load operation to a low or low load operation can.
  • Fuel shift between pilot burners and Lean premix burners and the systems required for this can be dispensed with entirely according to the invention. From this again there is a better thrust course when switching the gas turbine to different load ranges.
  • Fig. 1 shows a schematic side view of an inventive Lean premixing module in a gas turbine combustion chamber.
  • Reference number 1 denotes a flame tube, which is preceded by a lean premix burner. This comprises an outer housing 2 and an inner housing 3. There is a fuel injector ring on the inner housing 4 trained.
  • Reference number 5 describes an inner body of the lean premix burner, with the reference number 6 fuel nozzles are shown in general.
  • Lean premix burners of this type are in their basic construction known from the prior art, so that further Executions can be dispensed with at this point.
  • Fig. 2 shows a sectional view along the line A-B of Fig. 1.
  • Fig. 2 explains that some of the Fuel nozzles 6, namely the fuel nozzles 6a in operation are out of operation while the illustrated fuel nozzles 6b are.
  • Fig. 3 is a section through an embodiment is enlarged again of the fuel supply ring according to the invention 4 shown.
  • This includes two fuel supply channels 7, each of which has several fuel primary nozzles on the circumference 8 and fuel secondary nozzles 9 assigned are.
  • 3 shows that that the fuel primary nozzles 8 and the fuel primary nozzles 9 each with their own fuel supply channels 7 are provided so that a different Fuel supply can take place.
  • FIG. 4 and 5 each show an end view (greatly simplified) the arrangement of the fuel nozzles on the circumference of the fuel supply ring 4.
  • FIG. 5 shows overall four fuel nozzle sectors, in which different, Unevenly distributed orders of Fuel secondary nozzles 9 are shown. Since the Primary fuel nozzles 8 and primary fuel nozzles 9 in are different levels (see Fig. 3) 5 shows the arrangement of the fuel secondary nozzles 9th
  • 6 and 7 show a simplified, schematic representation the arrangement of circumferentially graded lean premix burners.
  • 6 shows a symmetrical peripheral circuit, at which lean premixing modules 14 are in operation are, with lean premixing modules 15, which are out of operation are, take turns.
  • FIG. 7 chosen with an asymmetrical circumferential gradation (grouping circumferential circuit) is selected. They are each several lean premixing modules 14 in operation side by side, while adjacent several lean premixing modules 15 out of operation are taken.
  • FIG. 8 shows a sectional view, similar to FIG. 2, in which additionally grouped fuel mini-nozzles 13 Arrangement (cluster) on the fuel supply ring 4 are provided. These fuel mini nozzles 13 have a higher injection speed of the Fuel and thereby lead to a locally richer Fuel-air mixture. Adjacent to the fuel mini nozzles 13, primary fuel nozzles 8 are shown schematically.
  • a switching point is provided at the operating point I.
  • the burner modules or lean premix burners are switched off in such a way that the lean premix burners that remain in operation or modules a thermal load of approximately 100% reach at switching point I.
  • the switching takes place via valves, using switches or controllable valves can.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magervormischbrenner für eine Gasturbine, mit zumindest einem mit Brennstoff-Primärdüsen 8 versehenen Brennstoff-Versorgungsring 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Brennstoff-Versorgungsring 4 zusätzliche Brennstoff-Sekundärdüsen 9 vorgesehen sind, sowie ein Verfahren zum Betrieb dieses Magervormischbrenners.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magervormischbrenner für eine Gasturbine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs sowie auf ein Verfahren zum Betrieb eines Magervormischbrenners.
Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf einen Magervormischbrenner mit zumindest einem mit Brennstoff-Primärdüsen versehenen Brennstoff-Versorgungsring.
Ein derartiger Magervormischbrenner kann entweder als LPP-Modul oder als Swirlcup ausgebildet sein.
Magervormischbrenner sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltunsformen bekannt.
Magervormischbrenner wurden unter anderem entwickelt, um die Bildung von Stickoxiden zu vermeiden. Hierfür wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis verfahrensbedingt hoch eingestellt, sodass ein sehr mageres Gemisch entsteht. Dieses erzeugt in der Hauptabbrandzone relativ niedrige Verbrennungstemperaturen.
Als nachteilig kann sich erweisen, dass durch die relativ niedrigen Verbrennungstemperaturen die Verbrennung selbst nicht so vollständig ist, wie sie bei höheren Temperaturen wäre. Somit entstehen unverbrannte Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxid-Emissionen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch das sehr magere Gemisch eine Verbrennungsführung erzielt wird, welche unter normalen Umständen nicht sehr viel weiter zu vermagern ist, ohne Instabilitäten zu erzeugen. Eine weitere Vermagerung führt schließlich zum Verlöschen der Flamme. Hieraus ergibt sich, dass zum sicheren, luftfahrttüchtigen Betrieb zusätzliche sogenannte Pilotbrenner vorhanden sein müssen. Diese Pilotbrenner gewährleisten eine hohe lokale Verbrennungstemperatur. Dies wiederum führt zu einer hohen Flammenstabilität. Nachteilig beim Betrieb der Pilotbrenner erweist es sich, dass relativ hohe NOx-Emissionen entstehen.
Der Stand der Technik zeigt die Verwendung dieser Pilotbrenner in axial gestuften Brennkammern, welche zusammen mit Magervormischbrennern eingesetzt werden. Derartige Brennkammern sind relativ groß, sie weisen eine komplexe Geometrie auf und haben eine große zu kühlende Oberfläche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Magervormischbrenner sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Magervormischbrenners zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau unter Vermeidung des Standes der Technik zu einer niedrigen thermischen Belastung führen und auch bei sehr mageren Bedingungen sicher brennen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe hinsichtlich des Magervormischbrenners durch die Merkmalskombination des Hauptanspruchs gelöst, hinsichtlich des Verfahrens erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die Merkmalskombination des nebengeordneten Anspruchs. Die jeweiligen Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Hinsichtlich des Magervormischbrenners ist somit vorgesehen, dass an dem primären Brennstoff-Eindüsering zusätzliche Brennstoff-Sekundärdüsen vorgesehen sind.
Der erfindungsgemäße Magervormischbrenner zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus.
Durch die zusätzlichen Brennstoff-Sekundärdüsen ist es möglich, lokal das Brennstoff-Luft-Gemisch anzureichern. Es ist somit nicht erforderlich, zusätzliche Pilotbrenner oder Ähnliches vorzusehen. Vielmehr ergeben sich erfindungsgemäß Bereiche an dem Brennstoff-Eindüsering, an denen ein reicheres Brennstoff-Luftgemisch vorliegt. Dieses führt zu einer Verbrennung bei höheren Temperaturen und damit zu einer stabileren Flammenführung. Hierdurch ergibt sich ein stabilerer Betrieb des Magervormischbrenners, die Gefahr eines Verlöschens wird dabei in zuverlässiger Weise vermieden. In besonders günstiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennstoff-Primärdüsen gleichmäßig am Umfang des Brennstoff-Versorgungsrings verteilt sind, während die Brennstoff-Sekundärdüsen ungleichmäßig am Umfang verteilt sind. Dabei ist es besonders günstig, wenn die Brennstoff-Sekundärdüsen nur in einigen Sektoren des Brennstoff-Eindüserings angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, dass einzelne Bereiche des Brennstoff-Eindüserings mit einem reicheren Gemisch versorgt werden können.
Erfindungsgemäß ergibt sich somit eine interne Stufung der Brennstoffzufuhr über den Brennstoff-Versorgungsring. Die Brennstoffzufuhr wird erfindungsgemäß derart geschaltet, dass punktuell bei Minder- bzw. Niedriglast in der Nähe von mindestens zwei Brennstoff-Primärdüsen zusätzliche, benachbarte Brennstoff-Sekundärdüsen zur Anreicherung des Brennstoff-Luft-Gemisches in Betrieb genommen werden.
Um in dem jeweiligen Lastbereich der Gasturbine die Gesamt-Brennstoffmenge konstant zu halten, werden erfindungsgemäß andere, nicht benötigte Brennstoff-Primärdüsen abgeschaltet.
Sofern von dem Minder- bzw. Niedriglastbetrieb wieder auf einen Vollastbetrieb übergegangen wird, werden zur Erzielung eines kontinuierlichen Anstiegs des Brennstoff-Massenstroms die Brennstoff-Primärdüsen jeweils wieder zugeschaltet. Die dann nicht mehr benötigten Brennstoff-Sekundärdüsen werden entsprechend ausgeblasen.
Um einen sicheren Betrieb auch in einem niedrigen Lastbereich zu gewährleisten, kann es günstig sein, wenn an dem Brennstoff-Eindüsering zusätzliche Brennstoff-Minidüsen ausgebildet sind. Diese Brennstoff-Minidüsen können in Gruppen angeordnet sein (Cluster).
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit vorgesehen, dass lokal an dem Brennstoff-Versorgungsring ein reicheres Luft-Brennstoff-Gemisch eingestellt wird, während an anderen Stellen des Brennstoff-Versorgungsrings kein Brennstoff eingespritzt wird. Wie erwähnt, bleibt dabei die Gesamt-Brennstoffmenge, die dem Magervormischbrenner zugeführt wird, im Wesentlichen gleich.
Erfindungsgemäß ergibt sich somit eine hohe Flammensicherheit (Stabilität) des Magervormischbrenners, sodass auf zusätzliche Pilotbrenner gänzlich verzichtet werden kann. Hierdurch wird das Brennkammervolumen kleiner. Auch die Oberfläche der Brennkammer verringert sich, wodurch wiederum der Kühlluftbedarf sinkt. Hierdurch ergibt sich eine Steigerung des Wirkungsgrades der Gasturbine.
Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein kontinuierlicher Übergang von einem Vollastbetrieb auf einen Minder- oder Niedriglastbetrieb erfolgen kann. Auf die aus dem Stand der Technik bekannte diskontinuierliche Brennstoffverschiebung zwischen Pilotbrennern und Magervormischbrennern und die hierfür benötigten Systeme kann erfindungsgemäß gänzlich verzichtet werden. Hieraus wiederum ergibt sich ein besserer Schubverlauf beim Umschalten der Gasturbine auf unterschiedliche Lastbereiche.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1
eine vereinfachte Darstellung eines Magervormischbrenners in einer Gasturbinenbrennkammer,
Fig. 2
eine Prinzipansicht entlang der Linie A-B von Fig. 1, die die Anordnung von Primärdüsen am Umfang zeigt,
Fig. 3
eine vergrößerte Teil-Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Brennstoff-Eindüserings,
Fig. 4
eine stark vereinfachte schematische stirnseitige Ansicht eines Brennstoff-Versorgungsrings mit gleichmäßiger Verteilung der BrennstoffPrimärdüsen,
Fig. 5
eine Ansicht analog Fig. 4, eines Teillast- oder Niedriglastbetriebs,
Fig. 6
eine Darstellung, ähnlich den Fig. 4 und 5, mit Darstellung unterschiedlich geschalteten Magervormischbrennern,
Fig. 7
eine abgewandelte Darstellung der Fig. 6,
Fig. 8
eine Schnittansicht, ähnlich Fig. 2, zur Darstellung von Brennstoff-Minidüsen, und
Fig. 9
ein Betriebsdiagramm unterschiedlicher Laststufen.
In den Ausführungsbeispielen sind gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Magervormischmodul in einer Gasturbinenbrennkammer. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Flammrohr bezeichnet, welchem ein Magervormischbrenner vorgeschaltet ist. Dieser umfasst ein äußeres Gehäuse 2 sowie ein inneres Gehäuse 3. An dem inneren Gehäuse ist ein Brennstoff-Eindüsering 4 ausgebildet. Das Bezugszeichen 5 beschreibt einen inneren Körper des Magervormischbrenners, mit dem Bezugszeichen 6 sind ganz allgemein Brennstoffdüsen dargestellt.
Derartige Magervormischbrenner sind in ihrer Grundkonstruktion aus dem Stand der Technik bekannt, sodass auf weitere Ausführungen an dieser Stelle verzichtet werden kann.
Die Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie A-B von Fig. 1. Hierbei sind schematisch an dem Brennstoff-Versorgungsring 4 mehrere Brennstoffdüsen 6 dargestellt. Auf die Brennstoffversorgung selbst und ähnliche Details wurde hierbei verzichtet. Die Fig. 2 erläutert, dass einzelne der Brennstoffdüsen 6, nämlich die Brennstoffdüsen 6a in Betrieb sind, während die dargestellten Brennstoffdüsen 6b außer Betrieb sind.
In Fig. 3 ist nochmals vergrößert ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoff-Versorgungsrings 4 gezeigt. Dieser umfasst zwei Brennstoff-Zuführungskanäle 7, denen jeweils am Umfang mehrere Brennstoff-Primärdüsen 8 sowie Brennstoff-Sekundärdüsen 9 zugeordnet sind. Aus der Darstellung der Fig. 3 ergibt sich, dass die Brennstoff-Primärdüsen 8 und die Brennstoff-Primärdüsen 9 jeweils mit eigenen Brennstoff-Zuführungskanälen 7 versehen sind, sodass eine unterschiedliche Versorgung mit Brennstoff stattfinden kann.
Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils in stirnseitiger Ansicht (stark vereinfacht) die Anordnung der Brennstoffdüsen am Umfang des Brennstoff-Versorgungsrings 4. Bei der Darstellung der Fig. 4 sind die einzelnen Brennstoff-Primärdüsen 8 gleichmäßig am Umfang verteilt und befinden sich dementsprechend in Betrieb. Demgegenüber zeigt die Fig. 5 insgesamt vier Brennstoff-Düsensektoren, in denen unterschiedliche, ungleichmäßig über den Umfang verteilte Anordnungen von Brennstoff-Sekundärdüsen 9 dargestellt sind. Da sich die Brennstoff-Primärdüsen 8 und die Brennstoff-Primärdüsen 9 in unterschiedlichen Ebenen befinden (siehe Fig. 3), ergibt sich die in Fig. 5 gezeigte Anordnung der Brennstoff-Sekundärdüsen 9.
Die Fig. 6 und 7 zeigen in vereinfachter, schematischer Darstellung die Anordnung von umfangsgestuften Magervormischbrennern. Die Fig. 6 zeigt dabei eine symmetrische Umfangsschaltung, bei der sich Magervormischmodule 14, die in Betrieb sind, mit Magervormischmodulen 15, die außer Betrieb sind, abwechseln. Demgegenüber ist in Fig. 7 eine Darstellung gewählt, bei der eine asymmetrische Umfangsstufung (gruppierende Umfangsschaltung) gewählt ist. Es sind jeweils mehrere Magervormischmodule 14 nebeneinander in Betrieb, während angrenzend mehrere Magervormischmodule 15 außer Betrieb genommen sind.
Die Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht, ähnlich Fig. 2, in welcher zusätzlich Brennstoff-Minidüsen 13 in einer gruppierten Anordnung (Cluster) an dem Brennstoff-Versorgungsring 4 vorgesehen sind. Diese Brennstoff-Minidüsen 13 weisen eine höhere Einspritzgeschwindigkeit des Brennstoffs auf und führen dabei zu einem lokal reicheren Brennstoff-Luft-Gemisch. Angrenzend an die Brennstoff-Minidüsen 13 sind schematisch Brennstoff-Primärdüsen 8 gezeigt.
In Fig. 9 ist ein Diagramm dargestellt, in welchem der Brennstoff-Massenstrom gegen die thermische Last des Triebwerks / der Gasturbine dargestellt ist. Die sich ergebende Gerade führt vom Nullpunkt durch einen Vollastpunkt. Um einen Betrieb der Magervormischbrenner oder Magervormischmodule in einer annularen Brennkammer flammensicher zu gewährleisten, werden die Brenner auf die nachfolgend dargestellten drei unterschiedlichen Betriebsstufen geschaltet.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf eine Reduzierung der Triebwerksleistung, analoges gilt jedoch auch für eine entsprechende Laststeigerung.
An dem Betriebspunkt I ist ein Schaltpunkt vorgesehen. Dort erfolgt eine Umfangsstufung von ganzen Brennermodulen in bekannter symmetrischer oder asymmetrischer Weise. Die Brennermodule oder Magervormischbrenner werden dabei derart ausgeschaltet, dass die in Betrieb bleibenden Magervormischbrenner oder Module eine thermische Last von ungefähr 100 % am Schaltpunkt I erreichen. Die Schaltung erfolgt über Ventile, wobei Schalter oder regelbare Ventile eingesetzt werden können.
Bei einem mittleren Schaltpunkt II, der bei ungefähr der Hälfte der thermischen Last des ersten Punktes I liegen kann, werden Gruppen von Einspritzdüsen der bisher in Betrieb verbliebenen Magervormischbrenner oder Magermodule abgeschaltet. Man erreicht hierdurch einen Weiterbetrieb der vorhandenen Brennstoff-Einspritzdüsen bei 100 % (am Schaltpunkt) des individuellen Brennstoff-Massendurchsatzes. Besonders vorteilhaft kann in diesem Niedriglastbereich eine asymmetrische Anordnung der in Betrieb verbleibenden Brennstoffdüsen vorgesehen werden (asymmetrische Gruppenschaltung).
Bei dem dritten Schaltpunkt III liegt bei weiterer Lastreduzierung ein Umschalten von den Normaldüsen (Brennstoff-Primärdüsen und Brennstoff-Sekundärdüsen) auf Cluster von Minidüsen oder Sekundär-Eindüsering vor. Diese Minidüsen haben, wie beschrieben, einen deutlich geringeren Durchmesser als die Normaldüsen. Die Minidüsen / Sekundärdüsen führen auch bei Niedriglast zu einem akzeptablen Brennstoff-Zersteubungsverhalten bei vergleichweise besserem Tropfenverdampfungsverhalten und erzeugen dennoch lokal ein relativ fettes Luft-Brennstoff-Gemisch. Die verbesserte Brennstoff-Zersteubung und das bessere Tropfenverdampfungsverhalten sind auch deshalb vorteilhaft und wichtig, weil im Niedriglastbereich der Gasturbine die Liefertemperatur des Kompressors gering ist. Erfindungsgemäß wird somit ein flammensicheres Gemisch erzeugt.
Es ist somit festzustellen, dass erfindungsgemäß eine Gruppierung oder Zusammenschaltung von einzelnen Modulen von Magervormischbrennern in einer annularen Brennkammer erfolgt, um die im Betrieb befindlichen Magervormischbrenner bei Niedriglast in Gruppen zusammenzulegen. Durch das Abschalten anderer Magervormischbrenner oder Module ergibt sich bei den verbleibenden Modulen oder Magervormischbrenner bei gleich bleibender Brennstoffmenge der Brennkammer ein reicheres oder fetteres Gemisch. Bei einer nochmaligen Erniedrigung der Last ist es dann, oder in Verbindung mit der eben beschriebenen Maßnahme, möglich, zusätzliche Sekundärdüsen oder Minidüsen in Betrieb zu setzen, um innerhalb eines Magervormischbrenners einzelne Bereiche auszuwählen, in denen (über den Umfang gesehen) in einzelnen Sektoren ein reicheres oder fetteres Brennstoff-Luft-Gemisch vorliegt. Hierdurch wird die Flammensicherheit etc., wie oben beschrieben, des einzelnen Moduls oder Magervormischbrenners sichergestellt.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr ergeben sich im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.
Bezugszeichenliste
1
Flammrohr
2
äußeres Gehäuse des Magervormischbrenners
3
inneres Gehäuse des Magervormischbrenners
4
Brennstoff-Versorgungsring des Magervormischbrenners
5
innerer Körper des Magervormischbrenners
6
allgemeine Brennstoffdüsen
7
allgemeiner Brennstoff-Zuführungskanal
8
Brennstoff-Primärdüse
9
Brennstoff-Sekundärdüse
12
Brennstoff-Düsensektor
13
Brennstoff-Minidüse
14
Magervormischmodul in Betrieb
15
Magervormischmodul außer Betrieb

Claims (11)

  1. Magervormischbrenner für eine Gasturbine, mit zumindest einem mit Brennstoff-Primärdüsen (8) versehenen Brennstoff-Eindüsering (4),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an dem Brennstoff-Versorgungsring (4) zusätzliche Brennstoff-Sekundärdüsen (9) vorgesehen sind.
  2. Magervormischbrenner nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Brennstoff-Primärdüsen (8) gleichmäßig am Umfang des Brennstoff-Versorgungsrings (4) verteilt sind, während die Brennstoff-Sekundärdüsen (9) ungleichmäßig am Umfang verteilt sind.
  3. Magervormischbrenner nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Brennstoff-Sekundärdüsen (9) nur in einigen Sektoren des Brennstoff-Versorgungsrings (4) angeordnet sind.
  4. Magervormischbrenner nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an dem Brennstoff-Versorgungsring (4) Brennstoff-Minidüsen (13) ausgebildet sind.
  5. Magervormischbrenner nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Brennstoff-Minidüsen (13) in Gruppen angeordnet sind.
  6. Magervormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Brennstoff-Sekundärdüsen (9) und/oder die Brennstoff-Minidüsen (13) ein reicheres Luft-Brennstoff-Gemisch liefern.
  7. Verfahren zum Betrieb eines Magervormischbrenners für eine Gasturbine mit zumindest einem mit Brennstoff-Primärdüsen (8) versehenen Brennstoff-Versorgungsring (4), an dem zusätzliche Brennstoff-Sekundärdüsen (9) vorgesehen sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei Minder- bzw. Niedriglast der Gasturbine lokal am Brennstoff-Versorgungsring (4) ein reicheres Luft-Brennstoff-Gemisch eingestellt wird, während an anderen Stellen des Brennstoff-Versorgungsrings (4) kein Brennstoff über die Primärdüsen (8) eingespritzt wird, wobei die Gesamtbrennstoffmenge, die dem Magervormischbrenner zugeführt wird, im Wesentlichen gleich bleibt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei Minder- bzw. Niedriglast der Gasturbine benachbart zumindest zwei Brennstoff-Primärdüsen (8) Brennstoff-Sekundärdüsen (9) zur lokalen Anreicherung des Brennstoff-Luft-Gemisches zugeschaltet werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Brennstoff-Primärdüsen (8), die nicht benachbart zu den Brennstoff-Sekundärdüsen (9) angeordnet sind, abgeschaltet werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei weiterem Abnehmen der Last der Gasturbine die lokale Versorgung mit reicherem Brennstoff-Luft-Gemisch durch zusätzliche Brennstoff-Minidüsen (13) erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die jeweils in Betrieb befindlichen Brennstoff-Primärdüsen (8), Brennstoff-Sekundärdüsen (9) und Brennstoff-Minidüsen (13) in lokalen Gruppen am Umfang des Brennstoff-Versorgungsrings (4) geschaltet werden.
EP02023428A 2001-12-12 2002-10-19 Magervormischbrenner für eine Gasturbine sowie Verfahren zum Betrieb eines Magervormischbrenners Expired - Lifetime EP1319895B1 (de)

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