NL7909203A - TWO-STAGE BURNER WITH LOW NITROGEN OXIDE EMISSIONS FOR A GAS TURBINE. - Google Patents

TWO-STAGE BURNER WITH LOW NITROGEN OXIDE EMISSIONS FOR A GAS TURBINE. Download PDF

Info

Publication number
NL7909203A
NL7909203A NL7909203A NL7909203A NL7909203A NL 7909203 A NL7909203 A NL 7909203A NL 7909203 A NL7909203 A NL 7909203A NL 7909203 A NL7909203 A NL 7909203A NL 7909203 A NL7909203 A NL 7909203A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
chamber
fuel
fuel supply
burner
supply means
Prior art date
Application number
NL7909203A
Other languages
Dutch (nl)
Other versions
NL187769B (en
NL187769C (en
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of NL7909203A publication Critical patent/NL7909203A/en
Publication of NL187769B publication Critical patent/NL187769B/en
Application granted granted Critical
Publication of NL187769C publication Critical patent/NL187769C/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/32Control of fuel supply characterised by throttling of fuel
    • F02C9/34Joint control of separate flows to main and auxiliary burners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34Feeding into different combustion zones
    • F23R3/346Feeding into different combustion zones for staged combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/31Fuel schedule for stage combustors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

Description

P & c ‘ * W 2348-1007 Ned.P & c "* W 2348-1007 Ned.

tt

Tweetrapsbrander met lage stikstofoxyde-uitstoot voor een gasturbineTwo-stage burner with low nitrogen oxide emissions for a gas turbine

De laatste jaren moeten gasturbinefabrikanten in toenemende mate letten op luchtvervuilende uitlaatgassen. In het bijzonder is daarbij van belang de uitstoot van stikstofoxiden (NO ) daar deze oxyden een voorloper zijn voor luchtvervuiling.In recent years, gas turbine manufacturers have increasingly paid attention to air-polluting exhaust gases. Particularly important here is the emission of nitrogen oxides (NO) as these oxides are a precursor to air pollution.

5 Het is bekend dat de vorming van Ν0χ toeneemt met toenemende vlam- temperatuur en met toenemende verblijfstijd. Daardoor is het theoretisch mogelijk de NO uitstoot te verminderen door de vlamtemperatuur te verlagen / en/of de tijd waarin de reagerende gassen op de piektemperaturen blijven.5 It is known that the formation of Ν0χ increases with increasing flame temperature and with increasing residence time. Therefore, it is theoretically possible to reduce NO emissions by lowering the flame temperature and / or the time in which the reacting gases remain at peak temperatures.

In de praktijk is dit echter moeilijk te bereiken door de turbulente 10 vlamdiffusiekarakteristieken van de tegenwoordige gasturbinebranders. Met deze branders vindt de verbranding plaats in een dunne laag rondom de verdagende druppels van de vloeibare brandstof bij een brandstof/lucht equivalentieverhouding in de beurt van één onafhankelijk van de gemiddelde equivalentieverhouding in de gehele reaktiezone. Daar dit de voorwaarde 15 is, die de hoogste vlamtemperatuur geeft, worden vrij grote hoeveelheden NO geproduceerd. Als gevolg hiervan voldoen de bekende ééntrapsbranders X j voor ëén-brandstof met verstuivingsmondstukken niet aan de nieuwe uitstoot-voorwaarden, onverschillig hoe laag de nominale equivalentieverhouding in de reaktiezone is.In practice, however, this is difficult to achieve due to the turbulent flame diffusion characteristics of today's gas turbine burners. With these burners, combustion takes place in a thin layer around the diluting droplets of the liquid fuel at a fuel / air equivalence ratio in turn of one independent of the average equivalence ratio in the entire reaction zone. Since this is the condition giving the highest flame temperature, quite large amounts of NO are produced. As a result, the known single-stage single fuel burners with atomizing nozzles do not meet the new emission conditions, regardless of how low the nominal equivalence ratio is in the reaction zone.

20 Het is bekend dat door het inspuiten van grote hoeveelheden water of stoom de Ν0χ produktie kan worden verminderd zodanig dat de bekende branders kunnen voldoen aan de lage ΝΟχ uitstooteisen. Dit inspuiten heeft echter ook veel nadelen waaronder grotere gecompliceerdheid van het systeem, toename van de bedrijfskosten door de noodzaak van waterbehandeling en het 25 slechter worden van andere parameters van de werking.It is known that by injecting large quantities of water or steam the Ν0χ production can be reduced in such a way that the known burners can meet the low ΝΟχ emission requirements. However, this injection also has many drawbacks, including greater system complexity, increased operating costs due to the need for water treatment, and deterioration of other operating parameters.

Pogingen tot het bereiken van een homogene arme reaktiezone door daarbuiten de brandstof vooraf te verdanken en voor te mengen met lucht bij lage equivalentieverhouding hébben slechts beperkte toepassingsmogelijkheden. Deze ontwerpen zijn bijvoorbeeld gebruikt voor schone, zeer 30 vluchtige brandstoffen zoals benzine, straalmotorbrandstof enz., voor regeneratieve cycli (hoge branderinlaattemperatuur), en bij lagere drukken (minder dan 980 kPa). Behalve de toename van de gecompliceerdheid is een ernstig nadeel van deze maatregel het gevaar van zelfontsteking en terugslaan van de vlammen. Bij een druk van 980 kPa is de verblijfstijd, die 35 nodig is voor volledige verdamping van destillaatbrandstof en die voor zelfontsteking vrijwel gelijk. Zie bijvoorbeeld ASME Preprint^ 77-GT-69.Attempts to achieve a homogeneous lean reaction zone by pre-diluting the fuel and premixing it with air at a low equivalence ratio have only limited applications. These designs have been used, for example, for clean, highly volatile fuels such as gasoline, jet fuel, etc., for regenerative cycles (high burner inlet temperature), and at lower pressures (less than 980 kPa). In addition to the increase in complexity, a serious drawback of this measure is the danger of auto-ignition and flashback. At a pressure of 980 kPa, the residence time required for complete evaporation of distillate fuel and for auto ignition is almost equal. See, for example, ASME Preprint ^ 77-GT-69.

Het probleem van het verkrijgen van een lage ΝΟχ uitstoot wordt nog ingewikkelder wanneer het nodig is aan andere eisen voor het branderontwerp 7 § ö 9 2 Ö 3 Ϋ -2- te voldoen. Onder deze eisen zijn die van goede ontstekingskwaliteiten, goede mogelijkheid van dwarsontsteking, stabiliteit over het gehele belas-tingsgebied, grote verhouding van de mogelijke brandstoftoevoeruitersten, laag doorloopgetal, lange levensduur en veilige werking.The problem of obtaining low ΝΟχ emissions becomes even more complicated when it is necessary to meet other burner design requirements 7 § ö 9 2 Ö 3 Ϋ -2-. Among these requirements are those of good ignition qualities, good possibility of transverse ignition, stability over the entire load range, large ratio of possible fuel supply extremes, low throughput, long life and safe operation.

5 Sommige van de factoren welke de vorming van stikstofoxyden uit brandstofstikstof en uit luchtstikstof veroorzaken zijn bekend en er zijn reeds pogingen gedaan in het licht van deze faktoren verschillende brander-werkingen aan te passen. Zie bijvoorbeeld de Amerikaanse octrooischriften' 3.958.416/ 3.958.413 en 3.946.553. De tot nu toe töegepaste werkwijzen 10 konden echter hetzij tot nu toe niet aanpassen aan de toepassing in een brander voor een stationaire gasturbine of zijn ongeschikt wegens de hieronder vermelde redenen.Some of the factors causing the formation of nitrogen oxides from fuel nitrogen and from air nitrogen are known, and attempts have been made to adapt different burner operations in light of these factors. See, for example, U.S. Pat. Nos. 3,958,416 / 3,958,413 and 3,946,553. However, hitherto applied methods 10 have either hitherto failed to adapt to use in a stationary gas turbine burner or are unsuitable for the reasons set forth below.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een nieuw ver-brandingssysteem met twee trappen en twee manieren van werken/ voor een 15 gasturbine, waardoor over de gehele gasturbinecyclus kan worden gewerkt met vlamtemperaturen waardoor de vervuilende uitstoot belangrijk wordt verminderd tot een aanvaardbaar niveau, bij gebruik van verschillende -gasvormige en destillaatbrandstoffen.The object of the invention is to provide a new two-stage combustion system with two modes of operation / for a gas turbine, allowing the operation of flame temperatures throughout the gas turbine cycle, thereby significantly reducing pollutant emissions to an acceptable level, when using different gaseous and distillate fuels.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand 20 van de tekening, waarin twee uitvoeringsvoorbeelden van een gasturbine-brander volgens de uitvinding zijn weergegeven.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which two exemplary embodiments of a gas turbine burner according to the invention are shown.

Fig. 1 is een schematische langsdoorsnede door de eerste uitvoeringsvorm.Fig. 1 is a schematic longitudinal section through the first embodiment.

Fig. 2 is een schematische langsdoorsnede door de tweede uitvoerings- 25 vorm.Fig. 2 is a schematic longitudinal section through the second embodiment.

. Fig. 3 toont schematisch drie branders volgens de uitvinding met een ontstekingssysteem voor hoge belasting.. Fig. 3 schematically shows three burners according to the invention with a high load ignition system.

Fig. 4 is een grafiek van de brandstoftoevoer bij de brander volgens de uitvinding als functie van de tijd.Fig. 4 is a graph of fuel delivery to the burner of the invention as a function of time.

30 De uitvinding heeft betrekking op een brander voor een stationaire gasturbine. Bijvoorbeeld een opstelling van branders en de werkwijze waarmee zij worden gebruikt voor het "bereiken van een vermindering van de Ν0χ uitstoot. In het bijzonder heeft de brander twee branderkamers welke met elkaar zijn verbonden door een vernauwde hals, afzonderlijke brandstoftoe-35 voerorganen voor elke kamer en organen voor het regelen van de brandstoftoevoer van elk brandstoftoevoerorgaan ten opzichte van de andere. Voor het geval dat de vlammen zouden uitdoven zijn de branders voorzien van een ontstekingssysteem voor hoge belasting, doordat elke eerste kamer van aangrenzende branders met elkaar zijn verbonden, evenals elke tweede kamer van 7909203 » -3- 't aangrenzende branders, door dwarsontstekingsbuizen. De brander wordt in bedrijf gesteld door eerst brandstof toe te voeren alleen in de eerste kamer en deze daarin te laten verbranden. Daarna wordt de brandstof toevoer verplaatst naar de tweede kamer totdat de verbranding in de eerste kamer 5 ophoudt, gevolgd door een opnieuw verplaatsen van de brandstof toevoer naar de eerste kamer voor mengdoeleinden, totdat de gewenste NO vermindering isThe invention relates to a burner for a stationary gas turbine. For example, an arrangement of burners and the method by which they are used to "achieve a reduction in χ0χ emissions. In particular, the burner has two combustion chambers which are connected by a narrowed neck, separate fuel feed means for each chamber. and means for controlling the fuel supply of each fuel supply member relative to the others In the event that the flames should extinguish, the burners are equipped with a high-load ignition system by connecting each first chamber of adjacent burners, as well as each second chamber of 7909203 »-3- the adjacent burners, through transverse ignition tubes. The burner is commissioned by first feeding fuel only into the first chamber and having it burned therein. Then the fuel supply is moved to the second chamber until the combustion in the first chamber 5 stops, followed by another v transfer the fuel supply to the first chamber for mixing purposes until the desired NO reduction is achieved

XX

bereikt.reached.

De brander 1 volgens de uitvinding, weergegeven in fig. 1 en 2, bestaat in hoofdzaak uit een eerste verbrandingszone of kamer 2, welke is 10 verbonden met een vernauwde hals of keel 3 welke op zijn beurt is verbonden met een tweede verbrandingszone of kamer 4.The burner 1 according to the invention, shown in Figs. 1 and 2, mainly consists of a first combustion zone or chamber 2, which is connected to a narrowed neck or throat 3 which in turn is connected to a second combustion zone or chamber 4 .

De eerste verbrandingskamer 2 kan van de gebruikelijke soort voor arme verbranding zijn, waarbij gebruik wordt gemaakt van een enkel, bij voorkeur axisymmetrisch mondstuk 5 of verstuiver. De tweede branderkamer 4 15 wordt voorzien van brandstof uit een aantal brandstofmondstukken 6. In fig. 1 en 2 zijn vier radiale mondstukken symmetrisch over de branderomtrek verdeeld geplaatst, maar een willekeurig aantal mondstukken kan worden toegepast, indien dit wordt gewenst. Lucht van de niet-weergegeven gastur-binecompressor wordt toegevoerd aan de brander bij hoge druk, bijvoorbeeld 20 van 980 tot 2940 kPa. Bijvoorbeeld kan de lucht worden toegevoerd door een of meer luchttoevoerpoorten 7. De poorten 7 in de eerste branderkamer 2 zijn bij voorkeur zodanig geplaatst dat zij een recirculatie veroorzaken van de stroming, waardoor een stabiele verbranding ontstaat over een groot werkgebied. Er zijn maatregelen getroffen voor een snelle afkoeling van de 25 verbrandingsprodukten in de tweede kamer 4 met een geschikt warmteuitwisse-lingsmedium. Bijvoorbeeld kan koellucht worden toegelaten aan de kamer 4 door een aantal openingen 8. De hoeveelheid gebruikt warmteuitwisselings-medium is die welke voldoende is voor het zodanig koelen van de verbrandingsprodukten dat de mediumtemperatuur wordt verlaagd tot de gewenste gasturbine-30 ontstekingstemperatuur.The first combustion chamber 2 may be of the conventional lean combustion type using a single, preferably axisymmetric nozzle 5 or atomizer. The second burner chamber 4 is supplied with fuel from a number of fuel nozzles 6. In Figs. 1 and 2, four radial nozzles are arranged symmetrically about the burner circumference, but any number of nozzles can be used if desired. Air from the gas turbine compressor (not shown) is supplied to the burner at high pressure, for example from 980 to 2940 kPa. For example, the air can be supplied through one or more air supply ports 7. The ports 7 in the first burner chamber 2 are preferably positioned to cause recirculation of the flow, resulting in stable combustion over a large operating area. Measures have been taken for a rapid cooling of the combustion products in the second chamber 4 with a suitable heat exchange medium. For example, cooling air can be admitted to chamber 4 through a number of openings 8. The amount of heat exchange medium used is that sufficient to cool the combustion products such that the medium temperature is lowered to the desired gas turbine ignition temperature.

De zones 2, 3 en 4 hebben bij voorkeur een cirkelvormige dwarsdoorsnede, maar een willekeurige andere vorm van de doorsnede kan ook worden toegepast. Het constructiemateriaal kan metaal of keramisch materiaal zijn en de kamers kunnen aan het oppervlak worden gekoeld door een groot 35 aantal technieken, waaronder koeling met water, koeling met gesloten systeem, stoomfilmkoeling en de bekende luchtfilmkoeling. Als voorbeeld is een nuttige inrichting een opstelling van ringvormige rijen, schematisch aangeduide, jaloezieën langs de wanden van de kamers voor het verschaffen van luchtfilmkoeling, zoals beschreven in Amerikaans octrooischrift 3.777.484, terwijl 7909203 V' f -4- een gunstige sleufkoeling is beschreven in Amerikaans octrooischrift 3.728.039.Zones 2, 3 and 4 preferably have a circular cross section, but any other shape of the cross section can also be used. The construction material can be metal or ceramic material and the chambers can be surface cooled by a variety of techniques including water cooling, closed system cooling, steam film cooling and the known air film cooling. As an example, a useful device is an arrangement of annular rows of schematically indicated blinds along the walls of the chambers to provide air film cooling, as described in U.S. Patent 3,777,484, while 7909203 V 'f -4- describes favorable slot cooling in U.S. Patent 3,728,039.

Het is duidelijk dat de hals of keel 3 werkt als een aërodynamisch scheidingsorgaan of isolator tussen de eerste branderkamer 2 en de tweede 5 branderkamer 4. Teneinde deze functie goed te kunnen uitoefenen moet de hals 3 een geschikt verkleinde diameter hebben ten opzichte van de eerste kamer 2 en de tweede kamer 4. In het algemeen wordt een verhouding toegepast van de kleinste van de beide kamers, namelijk de eerste branderkamer 2 of de tweede branderkamer 4, namelijk de diameter daarvan tot de diameter van 10 de hals 3, van tenminste 1,2 : 1 en bij voorkeur tenminste ongeveer 1,5 : 1. Voor het vergemakkelijken van een soepele overgang tussen de eerste branderkamer 2 en de hals 3 is het meest stroomafwaartse deel 2a van de kamer 2 uitgevoerd met een gelijkmatig afnemende diameter, d.w.z. conisch. De lengte van de hals 3 is niet kritisch en daarvoor kan elke afstand worden gebruikt 15 waardoor de scheidingsfunctie en de smoorfunctie van de hals 3 worden verkregen. In het algemeen is de lengte van de eerste branderkamer 2 tenminste driemaal zo groot als die van de hals 3 en bij voorkeur tenminste ongeveer vijfmaal die van de hals 3. De tweede branderkamer 4 heeft dezelfde algemene-vorm als de eerste branderkamer 2 behalve natuurlijk dat het kegelvormige 20 overgangsdeel van deze kamer zich bevindt in het stroomopwaartse deel 4a van de kamer 4 nabij de hals 3.It is clear that the neck or throat 3 acts as an aerodynamic separator or insulator between the first burner chamber 2 and the second 5 burner chamber 4. In order to properly perform this function, the neck 3 must have a suitably reduced diameter with respect to the first chamber 2 and the second chamber 4. In general, a ratio of the smaller of the two chambers, namely the first burner chamber 2 or the second burner chamber 4, namely the diameter thereof to the diameter of the neck 3, of at least 1, is applied. 2: 1 and preferably at least about 1.5: 1. To facilitate a smooth transition between the first burner chamber 2 and the neck 3, the most downstream part 2a of the chamber 2 is formed with an evenly decreasing diameter, ie conical. The length of the neck 3 is not critical and any distance can be used for this purpose, whereby the separation function and the throttling function of the neck 3 are obtained. Generally, the length of the first burner chamber 2 is at least three times that of the neck 3 and preferably at least about five times that of the neck 3. The second burner chamber 4 has the same general shape as the first burner chamber 2 except, of course, that the conical transition part of this chamber is located in the upstream part 4a of the chamber 4 near the neck 3.

Een tweede en voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding is weergegeven in fig. 2, waarin dezelfde verwijzingscijfers zijn gebruikt voor dezelfde onderdelen als in fig. 1. De inrichting volgens fig. 2 verschilt van 25 die van fig. 1 op de volgende punten. In de eerste plaats is de diameter van de nek 3 kleiner gemaakt teneinde de gemiddelde luchtsnelheid in dit gebied te vergroten, welk ontwerp doelmatiger is voor het beletten van terugslaan van de vlammen. De hoogte, d.w.z. de lengte, van het convergerende conische deel 2a is eveneens vergroot. Bij deze uitvoeringsvorm zijn de brandstof-30 mondstukken 6 verplaatst van de keel 3 naar het divergerende conische deel 4a van de tweede kamer 4 en zijn de mondstukken bovendien teruggeplaatst in mini-branderkamers of wervelkamers 9, waarin de werking van de tweede brandstofmondstukken 6 stabieler is en het minder waarschijnlijk is dat zij worden uitgeblazen tijdens het wisselen van de brandstoftoevoer, hetgeen 35 hieronder wordt beschreven.A second and preferred embodiment of the invention is shown in Figure 2, in which the same reference numerals are used for the same parts as in Figure 1. The device of Figure 2 differs from that of Figure 1 in the following points. First, the diameter of the neck 3 has been made smaller in order to increase the average air velocity in this range, which design is more effective in preventing flashback. The height, i.e. the length, of the converging conical part 2a is also increased. In this embodiment, the fuel nozzles 6 have been moved from the throat 3 to the diverging conical portion 4a of the second chamber 4, and the nozzles are additionally placed back into mini burner chambers or vortex chambers 9, in which the operation of the second fuel nozzles 6 is more stable and they are less likely to be blown out during the change of fuel supply, which is described below.

Fig. 3 toont als voorbeeld drie met elkaar verbonden branders volgens de uitvinding. De eerste branderkamer 2 van elke brander 1 is verbonden met de eerste branderkamer 2 van de aangrenzende branders 1 door een dwarsont-stekingsbuis 10, op bekende wijze. Bovendien is elke tweede branderkamer 4 7909203 * -5- van elke brander 1 verbonden met de tweede branderkamer 4 van elke aangrenzende brander 1 door een dwarsontstekingsbuis 11. Zoals hieronder nader wordt beschreven vindt de verbranding onder vollastomstandigheden van het ontwerp van de branders slechts plaats in de tweede kamers 4 en vindt geen 5 verbranding plaats in de eerste kamers 2. Wanneer, om welke reden dan ook, één kamer wordt uitgedoofd bij deze vollastomstandigheden, kan de dwars-ontsteking bij de bekende opstelling niet plaatsvinden daar de standaard-dwarsontstekingsbuizen 10 stroomopwaarts zijn gelegen van de reaktiekamer 4 en daar de hals 3 het terugslaan van de vlakken belet. Bij de uitvoerings-10 vorm volgens fig. 3 dient het tweede stel dwarsontstekingsbuizen 11 als ontstekingssysteem bij vollast. Hoewel het de voorkeur verdient het dubbele stel dwarsontstekingsbuizen aan te brengen, d.w.z. de buizen 10 en 11, kan elk herontstekingssysteem voor volle belasting worden aangebracht bij de brander volgens de uitvinding, indien men dit wenst.Fig. 3 shows as an example three connected burners according to the invention. The first burner chamber 2 of each burner 1 is connected to the first burner chamber 2 of the adjacent burners 1 by a transverse ignition tube 10, in a known manner. In addition, each second burner chamber 4 7909203 * -5- of each burner 1 is connected to the second burner chamber 4 of each adjacent burner 1 by a transverse ignition tube 11. As described below, combustion under full load conditions of the design of the burners takes place only in the second chambers 4 and no combustion takes place in the first chambers 2. When, for any reason, one chamber is extinguished at these full load conditions, the transverse ignition cannot take place in the known arrangement since the standard transverse ignition tubes 10 are upstream are located from the reaction chamber 4 and since the neck 3 prevents the surfaces from kicking back. In the embodiment according to Fig. 3, the second set of transverse ignition tubes 11 serves as a full load ignition system. Although it is preferable to provide the double set of transverse ignition tubes, i.e. the tubes 10 and 11, any full load re-ignition system may be fitted to the burner of the invention if desired.

15 De werking van de branders volgens de uitvinding is grafisch weer gegeven in fig. 4. De verbranding begint door het ontsteken van een mengsel van koolwaterstofbrandstof en lucht in de eerste branderkamer 2. Dit wordt op bekende wijze verkregen met een bougie 12, welke is aangebracht nabij het brandstofmondstuk 5 in de eerste branderkamer 2. Bij als voorbeeld 20 bekende installaties zijn tien branders volgens een ring geplaatst en zijn gewoonlijk slechts twee van de branders voorzien van bougies 12, terwijl de .andere acht branders worden ontstoken door dwarsontsteking door middel van dwarsontstekingsbuizen 10.'Tijdens de ontsteking en de dwarsontsteking en ook tijdens de werking van de brander bij lage belasting voert slechts 25 het primaire brandstofmondstuk 5 brandstof toe aan de brander 1. Tot dit ogenblik vindt de verbranding in één trap en heterogeen plaats, waarbij de verbrandingskarakteristiek met turbulente vlamdiffusie optreedt van de bekende branders.The operation of the burners according to the invention is shown graphically in fig. 4. The combustion starts by igniting a mixture of hydrocarbon fuel and air in the first burner chamber 2. This is obtained in known manner with a spark plug 12, which is arranged near the fuel nozzle 5 in the first burner chamber 2. In installations known as example 20, ten burners are arranged in a ring and usually only two of the burners are provided with spark plugs 12, while the other eight burners are ignited by transverse ignition by means of transverse ignition tubes 10. During ignition and transverse ignition and also during low-load operation of the burner, only the primary fuel nozzle 5 supplies fuel to the burner 1. Until now, combustion is in one step and heterogeneous, the combustion characteristic with turbulent flame diffusion occurs from the known burners.

Ongeveer bij halve belasting worden de tweede brandstofmondstukken 6 30 in werking gesteld, waarbij het juiste tijdstip afhangt van stabiliteits-grenzen en de karakteristiek van de vervuilende stoffen-uitstoot van de beide wijzen van werking en de verdeling van de brandstof over de beide trappen. Door het stromen van de ontstoken brandstof van de eerste kamer 2 naar de tweede kamer 4 worden de gassen in de tweede kamer 4 ontstoken.At about half load, the second fuel nozzles 6 are actuated, the exact timing depending on stability limits and the characteristic pollutant emission of the two modes of operation and the distribution of the fuel over the two stages. By flowing the ignited fuel from the first chamber 2 to the second chamber 4, the gases in the second chamber 4 are ignited.

35 De brander werkt nu als heterogene tweetrapsbrander, hetgeen voortgaat totdat de gewenste basisbelasting is bereikt. Na een korte periode voor stabilisatie en opwarmen wordt de werking veranderd van de heterogene tweetraps-verbranding naar een homogene enkeltrapsverbranding. Deze procedure begint door het gelijktijdig vergroten van de toegevoerde brandstofhoeveelheid 79 0 92 0 3.The burner now operates as a heterogeneous two-stage burner, which continues until the desired base load is achieved. After a short period of stabilization and warming, the action is changed from the heterogeneous two-stage combustion to a homogeneous single-stage combustion. This procedure starts by simultaneously increasing the amount of fuel supplied 79 0 92 0 3.

* Y' -6- aan de secundaire mondstukken 6 en het verminderen van de toegevoerde brand-stofhoeveelheid aan het eerste brandstofmondstuk 5, terwijl de totale brandstofstroom constant blijft. De relatieve hoeveelheden van toegevoerde brandstof aan de mondstukken 5 en 6 kan worden geregeld met een regelorgaan 13 5 voor de brandstof toevoer, dat is verbonden met het mondstuk 5 en de mondstukken 6. De verandering in de brandstofverdeling gaat voort totdat de vlammen uitdoven in de eerste branderkamer 2, hetgeen in de meeste gevallen t gebeurt wanneer alle brandstof wordt toegevoerd aan de tweede mondstukken 6...* Y '-6- to the secondary nozzles 6 and reducing the amount of fuel supplied to the first fuel nozzle 5, while keeping the total fuel flow constant. The relative amounts of fuel supplied to the nozzles 5 and 6 can be controlled with a fuel supply controller 13 connected to the nozzle 5 and nozzles 6. The change in fuel distribution continues until the flames extinguish in the first burner chamber 2, which in most cases t occurs when all fuel is supplied to the second nozzles 6 ...

10 Daarna wordt de brandstoftoevoer aan het mondstuk 5 opnieuw inge steld of vergroot en wordt de toevoer aan de mondstukken 6 verminderd, terwijl de totale toegevoerde brandstofhoeveelheid vrijwel constant blijft.Thereafter, the fuel supply to the nozzle 5 is reset or increased and the supply to the nozzles 6 is reduced, while the total amount of fuel supplied remains almost constant.

De brander 1 is ontworpen om geen terugslaan van de vlammen te geven bij normale werking doordat de eerste kamer 2 lang genoeg is gemaakt zodat de 15 stromingsdoorsnede soortgelijk is aan die van een volledig ontwikkelde turbulente pijpstroming, terwijl de hals 3 nauw genoeg is om de snelheid te vergroten tot een niveau waarboven de vlamsnelheid niet kan worden overwonnen. Als gevolg hiervan vermengen zich het grootste deel van de brandstof en de lucht bij wijze van voorvermenging in de eerste trap of eerste kamer 20 2 en verbranden dan homogeen in de tweede trap ofwel de tweede kamer 4.The burner 1 is designed not to cause flame retardation in normal operation because the first chamber 2 is made long enough so that the flow section is similar to that of a fully developed turbulent pipe flow, while the neck 3 is narrow enough to maintain speed to a level above which the flame speed cannot be overcome. As a result, most of the fuel and air pre-mix in the first stage or first chamber 20 2 and then burn homogeneously in the second stage or second chamber 4.

De overschakeling van de brandstofverdeling van de tweede mondstukken 6 naar het eerste mondstuk 5 gaat door totdat het gewenste lage uitstootniveau van de vervuilding is verkregen. De gewenste niveau's worden bereikt wanneer het grootste deel van de brandstof wordt toegevoerd door het mondstuk 5 en 25 in de meeste gevallen tenminste 60% van de brandstof wordt toegevoerd door het mondstuk 5. - ·The switchover of the fuel distribution from the second nozzles 6 to the first nozzle 5 continues until the desired low emission level of the building is obtained. The desired levels are achieved when most of the fuel is supplied through the nozzle 5, and in most cases at least 60% of the fuel is supplied through the nozzle 5. - ·

Opgemerkt wordt dat een belangrijk kenmerk van de brander volgens de uitvinding is dat zo terugslaan van de vlammen zou optreden hierbij geèn-beschadigingen ontstaan aan de constructiedelen zoals bij branders met een 30 voormenggedeelte. Echter ontstaan dan wel veel ΝΟχ gassen en moet zodanig worden geregeld dat de overschakelprocedure opnieuw wordt uitgevoerd en * de brander weer wordt ingesteld op homogene werking.It is noted that an important feature of the burner according to the invention is that the flames would recoil in this way, resulting in damage to the construction parts, such as with burners with a premixing section. However, this creates a lot of gases and must be regulated in such a way that the switching procedure is repeated and * the burner is reset to homogeneous operation.

Bij het uitschakelen van de gasturbine worden maatregelen genomen voor het opnieuw ontsteken van de eerste kamer 2 daar er slechts een kleine 35 brandstoftoevoerverhouding zonder uitdoven mogelijk is bij de homogene wijze van werken. Het opnieuw ontsteken van de eerste trap betekent dat er een terugkeer plaatsvindt naar de heterogene tweetrapsverbranding waarbij het systeem een grote brandstoftoevoerverhouding zonder uitdoven mogelijk is, waardoor de turbine langzaam tot stilstand kan worden gebracht voor het 7909203 -7- Η venninderen van ongewenste warmtespanningen.When the gas turbine is switched off, measures are taken to re-ignite the first chamber 2 since only a small fuel supply ratio without quenching is possible in the homogeneous mode of operation. Re-igniting the first stage means a return to the heterogeneous two-stage combustion, allowing the system to achieve a large fuel supply ratio without quenching, allowing the turbine to be slowed to a halt to reduce unwanted heat stresses.

Voor het aantonen van de vermindering in NO uitstoot,· welke met de uitvinding wordt verkregen, werkt een brander volgens de uitvinding vergeleken met een in de handel verkrijgbare bekende brander met inrichting vol-5 gens MS 700IE. De brander volgens de uitvinding had de vorm van fig. 1 en maakte gebruik van een enkel MS 700IE mondstuk met luchtverstuiving als het primaire mondstuk 5 en vier kleinere secundaire mondstukken 6 met druk-verstuiving. De gegevens werden verzameld bij ongeveer 1138°C, hetgeen het laboratoriumequivalent is met de basisbelasting (gecorrigeerd voor stralings-10 verliezen van thermokoppels). Onder deze omstandigheden vertoonde de standaard bekende brander een NO uitstoot in het laboratorium van 120 volume- x delen per miljoen, terwijl een brander volgens de uitvinding slechts een uitstoot had van 56 volumedelen per miljoen. Deze proef werd gedaan met zogenaamde "bedorven" lucht, hetgeen betekent dat de verbrandingsprodukten 15 van een direkte verhitter, bijvoorbeeld een propaanverhitter, welke wordt gebruikt voor het verhogen van de luchttemperatuur tot het juiste inlaat-niveau, worden gebruikt als het oxidatiemiddel voor de verbranding tijdens de proef. Daardoor is de ΝΟχ uitstoot lager dan zou worden verkregen met ~ niet-bedorven lucht. Gebaseerd op deze laboratoriumresultaten wordt verwacht 20 dat de werking van de brander volgens de uitvinding onder praktijkomstandigheden, d.w.z. bij gebruik in een turbine met niet bedorven lucht, met homogene werking een vergelijkbare verlaging van de NO uitstoot zal vertonen. Gemeend wordt daarom dat de branders volgens de uitvinding zullen voldoen aan de eisen van lage NO uitstoot.In order to demonstrate the reduction in NO emissions obtained with the invention, a burner according to the invention works compared to a commercially available known burner with device according to MS 700IE. The burner of the present invention was in the form of Figure 1 and used a single MS 700IE air atomized nozzle as the primary nozzle 5 and four smaller secondary atomizers 6 with pressure atomizing. The data was collected at approximately 1138 ° C, which is the laboratory equivalent to the base load (corrected for radiation losses from thermocouples). Under these conditions, the standard known burner exhibited NO emissions in the laboratory of 120 volumes x parts per million, while a burner according to the invention had only 56 volumes parts per million. This test was done with so-called "tainted" air, meaning that the combustion products of a direct heater, for example a propane heater, which is used to raise the air temperature to the correct inlet level, are used as the oxidizing agent for combustion during the trial. As a result, ΝΟχ emissions are lower than would be obtained with ~ unspoiled air. Based on these laboratory results, it is expected that the operation of the burner according to the invention under practical conditions, i.e. when used in a turbine with unspoiled air, with a homogeneous effect, will show a comparable reduction in NO emissions. It is therefore believed that the burners according to the invention will meet the requirements of low NO emissions.

x 25 Een tweede proef met het verbrandingssysteem volgens de uitvinding waarbij met twee trappen en met twee verbrandingswijzen wordt gewerkt, werd uitgevoerd, waarbij een "bedorven" luchttoevoer werd toegepast, terwijl de brandtemperatuur constant bleef op ongeveer 1132°C. Op een tijdstip gedurende de vergroting van de brandstoftoevoer aan de secundaire brandstof-30 mondstukken 6, terwijl de brandstoftoevoer door het primaire mondstuk 5 een waarde van 20% bedroeg en er verbranding plaatsvond zowel in de kamer 2 als in de kamer 4, was de ΝΟχ uitstoot ongeveer 95 volumedelen per miljoen.x 25 A second test with the combustion system of the invention using two stages and two combustion modes was conducted using a "spoiled" air supply, while the burning temperature remained constant at about 1132 ° C. At a time during the increase of the fuel supply to the secondary fuel nozzles 6, while the fuel supply through the primary nozzle 5 was 20% and combustion occurred in both chamber 2 and chamber 4, the ΝΟχ emissions about 95 parts by volume per million.

Na omschakeling van de heterogene verbranding in twee trappen op de homogene verbranding, op een tijdstip waarop ongeveer 14% van de brandstof werd 35 toegevoerd via het primaire mondstuk van de eerste trap, bedroeg de NOAfter switching from the two-stage heterogeneous combustion to the homogeneous combustion, at a time when about 14% of the fuel was supplied through the primary first stage nozzle, the NO

XX

uitstoot 93,5 volumedelen per miljoen. De hoeveelheid brandstof, welke aan het primaire mondstuk 5 werd toegevoerd, werd daarna vergroot van 14% tot ongeveer 70%, waarbij de NO uitstoot bleef dalen van 93,5 tot ongeveer 49emissions 93.5 parts by volume per million. The amount of fuel supplied to the primary nozzle 5 was then increased from 14% to about 70%, with NO emissions continuing to decrease from 93.5 to about 49

XX

volumedelen per miljoen.parts by volume.

7909203 4 -8- • 5 47909203 4 -8- • 5 4

Een derde proef werd uitgevoerd op een wijze soortgelijk aan de eerste proef, welke hierboven is beschreven, waarbij niet bedorven lucht werd gebruikt, d.w.z. indirekt vóorverwarmde lucht zonder verbrandingsprodukten.A third test was performed in a manner similar to the first test described above, using unrepaired air, i.e. indirect preheated air without combustion products.

Bij een brandtemperatuur van ongeveer 1127°C gaf de bekende brander ongeveer 5 260 volumedelen per miljoen ΝΟχ af, terwijl de brander volgens de uitvinding, werkend op de homogene wijze, ongeveer 65 volumedelen per miljoen afgaf.At a burning temperature of about 1127 ° C, the known burner delivered about 5260 parts by volume per million,, while the burner according to the invention, operating in the homogeneous manner, delivered about 65 parts by volume per million.

De in de beide bovengenoemde proeven gebruikte brandstof was destillaat no. 2.The fuel used in the above two tests was distillate No. 2.

fjit de bovenstaande laboratoriumproef gegevens en in het bijzonder uit die van de derde proef, waarbij niet bedorven lucht werd gebruikt, zal het 10 een deskundige duidelijk zijn dat een belangrijke verlaging ontstaat van NO uitstoot, met een faktor vier, verkregen door de brander volgens de uitvinding. Door toepassing van deze branders zal het niveau van de ΝΟχ uitstoot belangrijk worden verlaagd en voldoen aan de meeste eisen voor de NO. uitstoot, x 15 Daar nu de uitvoeringsvormen van de brander volgens de uitvinding en de werking daarvan zijn beschreven, zal een deskundige beter kunnen begrijpen in welke opzichten de uitvinding verschilt van de stand van de techniek in de bovengenoemde octrooischriften. In het bijzonder beschrijft het Amerikaanse octrooischrift 3.946.533 een brander met twee trappen en 20 een aantal brands tof mondstukken, voor regeling van de uitstoot. De brandstof en de lucht worden echter buiten de voeringwand van de brander gemengd, hetgeen een verschil is met de uitvinding. Verder zijn er met de brander volgens de uitvinding sommige omstandigheden waarin de reaktie plaatsvindt op heterogene wijze in onvoorgemengde toestand, d.w.z. tijdens het starten, 25 bij gedeeltelijke belasting en gedurende overgangsperioden van de basisbelasting, welke wijze van werken niet mogelijk is. met de brander van het genoemde octrooischrift. De werkingen van de brander volgens de uitvinding vergemakkelijken een grote verhouding van de mogelijke brandstoftoevoer-hoeveelheden zonder dat de verbranding dooft, een goede ontsteking en dwars-30 ontsteking, evenals vlamstabiliteit, hetgeen essentiële kenmerken zijn voor een praktisch ontwerp. Verder wordt de overschakeling van de heterogene op de homogene werking volgens de uitvinding verkregen door het wijzigen van de brandstofverdeling over de mondstukken van de eerste en de tweede trap, welk kenmerk niet in dit octrooischrift is beschreven.If the above laboratory test data, and in particular from the third test, in which uncontaminated air was used, it will be clear to a person skilled in the art that a significant reduction in NO emissions occurs, by a factor of four, obtained by the burner according to the invention. By using these burners, the level of ΝΟχ emissions will be significantly reduced and meet most NO requirements. e. As the embodiments of the burner according to the invention and its operation have now been described, one skilled in the art will be able to better understand how the invention differs from the prior art in the above patents. In particular, US patent 3,946,533 describes a two stage burner with a number of fuel nozzles for controlling emissions. However, the fuel and air are mixed outside the burner lining wall, which is different from the invention. Furthermore, with the burner of the invention, there are some conditions in which the reaction takes place heterogeneously in an unmixed state, ie during starting, at partial load and during base load transition periods, which mode of operation is not possible. with the burner of said patent. The operations of the burner according to the invention facilitate a large ratio of the possible fuel supply amounts without extinguishing the combustion, good ignition and transverse ignition, as well as flame stability, which are essential features for a practical design. Furthermore, the switch from the heterogeneous to the homogeneous operation according to the invention is obtained by changing the fuel distribution over the nozzles of the first and second stages, which feature is not described in this patent.

35 De Amerikaanse octrooischriften 3.958.413 en 3.958.416 hebben be trekking op tweetrapsbranders, waarbij de trappen van elkaar zijn gescheiden door een convergerend-divergerend keelgedeelte. Ook wordt de eerste trap volgens deze beide octrooischriften op sommige ogenblikken gedurende de cyclus gebruikt als een kamer waarin verbranding plaatsvindt en op andere 7909203 -9- *1 % tijden in de cyclus als een kamer waarin de voormenging plaatsvindt. Daardoor veroorzaakt het terugslaan van de vlammen geen beschadiging van de onderdelen/ zoals wel het geval is bij de brander volgens Amerikaans octrooi-schrift 3.946.533. Het octrooischrift 3.958.413 schijnt verder een variabele 5 grootte van de luchtinlaat te beschrijven, voor het wijzigen van de luchtverdeling over de trappen, voor het verkrijgen van de overgang van de heterogene verbranding in de eerste trap of in de eerste en de tweede trap naa-r de homogene verbranding slechts in de tweede trap. In tegenstelling daarmee wordt volgens de uitvinding wijziging van de brandstofverdeling over 10 de trappen toegepast, met behulp van een aantal brandstofmondstukken in plaats van variabele grootte van de opening daarvan, en door verandering van de brandstofverdeling in plaats van verandering van de luchtverdeling.U.S. Pat. Nos. 3,958,413 and 3,958,416 relate to two-stage burners, the stages of which are separated by a converging-divergent throat section. Also, the first stage of these two patents is used at some times during the cycle as a combustion chamber and at others 7909203-9% times in the cycle as a premix chamber. As a result, kickback of the flames does not cause damage to the parts / as is the case with the burner according to US patent 3,946,533. Patent 3,958,413 further appears to describe a variable size of the air inlet, for changing the air distribution over the stages, for obtaining the heterogeneous combustion transition in the first stage or in the first and second stages. -r the homogeneous combustion only in the second stage. In contrast, according to the invention, change of the fuel distribution over 10 stages is applied, using a number of fuel nozzles instead of variable size of the opening thereof, and by changing the fuel distribution instead of changing the air distribution.

·* 790920?* 790920?

Claims (12)

1. Werkwijze voor het doen werken van een gasturbinebrander zodanig dat een lage NO uitstoot ontstaat, welke brander bestaat uit een eerste en een tweede branderkamer welke met elkaar zijn verbonden door een hals, waarbij de eerste kamer eerste brandstoftoevoerorganen heeft en tenminste 5 de hals of de tweede kamer zijn voorzien van tweede brandstoftoevoerorganen, welke werkwijze is gekenmerkt door de achtereenvolgende stappen van ê a) het continu toevoeren van brandstof aan de eerste kamer door de eerste brandstoftoevoerorganen en het doen branden van de brandstof in deze kamer; 10 b) het beginnen van de brandstoftoevoer aan de tweede kamer door de tweede brandstoftoevoerorganen en het vergroten van de toegevoerde brand-stofhoeveelheid per tijdseenheid totdat de brandstoftoevoer door alle brandstoftoevoerorganen ongeveer de gewenste hoeveelheid per tijdseenheid bedraagt, waarbij de brandstof in de tweede kamer begint te ontsteken als 15 gevolg van de doorgang van verbrandingsprodukten van de eerste naar de tweede kamer; c) het verminderen van de brandstoftoevoer door de eerste brandstoftoevoerorganen en het overeenkomstig vergroten van de brandstoftoevoer door de tweede brandstoftoevoerorganen, zodanig dat de totale brandstoftoevoer 20 vrijwel constant blijft totdat tenminste de verbranding van brandstof in de eerste kamer ophoudt; en d) het vergroten van de brandstoftoevoer door de eerste brandstoftoevoerorganen en het overeenkomstig verkleinen van de brandstoftoevoer door de tweede brandstoftoevoerorganen, zodanig dat de totale brandstoftoevoer 25 ongeveer constant blijft totdat het gewenste niveau van de NO uitstoot uit de brander is verkregen.A method of operating a gas turbine burner so as to produce low NO emissions, which burner consists of a first and a second burner chamber connected by a neck, the first chamber having first fuel supply means and at least the neck or the second chamber is provided with second fuel supply means, the method being characterized by the successive steps of ê a) continuously supplying fuel to the first chamber through the first fuel supply means and igniting the fuel in this chamber; B) starting the fuel supply to the second chamber by the second fuel supply means and increasing the amount of fuel supplied per unit of time until the fuel supply through all fuel supply means is approximately the desired amount per unit of time, the fuel in the second chamber starting to ignition as a result of passage of combustion products from the first to the second chamber; c) reducing the fuel supply by the first fuel supply means and correspondingly increasing the fuel supply by the second fuel supply means such that the total fuel supply 20 remains almost constant until at least the combustion of fuel in the first chamber ceases; and d) increasing the fuel supply by the first fuel supply means and correspondingly reducing the fuel supply by the second fuel supply means such that the total fuel supply 25 remains approximately constant until the desired level of NO emissions from the burner is obtained. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de brandstoftoevoer door de eerste brandstoftoevoerorganen in stap c) wordt verminderd totdat alle brandstoftoevoer plaatsvindt via de tweede brandstoftoevoer- 30 organen.2. Method according to claim 1, characterized in that the fuel supply through the first fuel supply members in step c) is reduced until all fuel supply takes place via the second fuel supply members. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de brandstof-verdeling aan het einde van stap d) zodanig is dat het grootste deel van de brandstof wordt toegevoerd via de eerste brandstoftoevoerorganen.Method according to claim 2, characterized in that the fuel distribution at the end of step d) is such that the major part of the fuel is supplied via the first fuel supply means. 4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de brandstof- 35 verdeling aan het einde van stap d) zodanig is dat tenminste 60% van de totale brandstoftoevoer plaatsvindt via de eerste brandstoftoevoerorganen.Method according to claim 3, characterized in that the fuel distribution at the end of step d) is such that at least 60% of the total fuel supply takes place via the first fuel supply means. 5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de brandstof-verdeling aan het einde van stap d) zodanig is dat het grootste deel van 7909203 -11- . V V de brandstof wordt toegevoerd via de eerste brandstoftbevoerorganen.Method according to claim 1, characterized in that the fuel distribution at the end of step d) is such that the major part of 7909203 -11-. V V fuel is supplied through the first fuel feeders. 6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de eerste brandstof toevoerorganen bestaan uit een axisymmetrisch brandstofmondstuk, terwijl de tweede brandstoftoevoerorganen bestaan uit een aantal symmetrisch-.aange- 5 brachte brandstofmondstukken.6. Method according to claim 1, characterized in that the first fuel supply members consist of an axisymmetric fuel nozzle, while the second fuel supply members consist of a number of symmetrically arranged fuel nozzles. 7. Brander voor een stationaire gasturbine waarmee de Ν0χ uitstoot bij het verbranden van een koolwaterstoffenbrandstof kan worden verminderd, welke brander is gekenmerkt door een eerste branderkamer, eerste brandstoftoevoerorganen ingericht voor brandstoftoevoer aan de eerste kamer, door 10 organen voor de toevoer van samengeperste lucht aan de eerste kamer, door een hals of keel, verbonden met de eerste kamer en met een kleiner dwars-doorsnedeoppervlak dan de eerste kamer, door een tweede branderkamer, verbonden met de hals en met een dwarsdoorsnedeoppervlak dat groter is dan dat van de hals, door organen voor de toevoer van samengeperste lucht aan 15 de tweede kamer door tweede brandstoftoevoerorganen, ingericht voor de toevoer van brandstof aan tenminste of de hals of de tweede kamer, door organen voor de toevoer van een koelende hoeveelheid van een warmteuit-wisselingsmedium aan de tweede kamer stroomafwaarts van de organen voor de toevoer van samengeperste lucht aan de tweede kamer, en de organen voor het 20 wijzigen van de relatieve brandstoftoevoerhoeveelheden welke worden toegevoerd door de eerste en de tweede brandstoftoevoerorganen.7. Stationary gas turbine burner capable of reducing Ν0χ emissions from the combustion of a hydrocarbon fuel, which burner is characterized by a first combustion chamber, first fuel supply means arranged for supplying fuel to the first chamber, by 10 means for supplying compressed air to the first chamber, by a neck or throat, connected to the first chamber and with a smaller cross-sectional area than the first chamber, by a second burner chamber, connected to the neck and with a cross-sectional area larger than that of the neck, by means for supplying compressed air to the second chamber by second fuel supply means, arranged for supplying fuel to at least either the neck or the second chamber, by means for supplying a cooling amount of a heat exchange medium to the second chamber downstream of the compressed air supply means to the second chamber mer, and the means for modifying the relative fuel supply amounts supplied by the first and second fuel supply means. 8. Brander volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de eerste brandstoftoevoerorganen bestaan uit een enkel axisymmetrisch brandstofmondstuk, terwijl de tweede brandstoftoevoerorganen bestaan uit een aantal symmetrisch 25 geplaatste brandstofmondstukken.8. Burner according to claim 7, characterized in that the first fuel supply members consist of a single axisymmetric fuel nozzle, while the second fuel supply members consist of a number of symmetrically arranged fuel nozzles. 9. Brander volgens conclusie 8, met het kenmerk dat elk van de mondstukken van de tweede brandstoftoevoerorganen zijn ingericht voor brandstof toevoer aan een derde branderkamer, welke is voorzien van organen voor de toevoer van samengeperste lucht daarin, welke derde branderkamer 30 zodanig is geplaatst dat deze de brandstof en de lucht daarin overvoeren naar de tweede branderkamer. *Burner according to claim 8, characterized in that each of the nozzles of the second fuel supply means are arranged for supplying fuel to a third burner chamber, which is provided with means for supplying compressed air therein, said third burner chamber 30 such that they transfer the fuel and air therein to the second combustion chamber. * 10. Brander volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de eerste, tweede en derde branderkamers en de hals elk een cirkelvormige dwarsdoorsnede . hebben.Burner according to claim 9, characterized in that the first, second and third burner chambers and the neck each have a circular cross section. to have. 11. Branderinrichting voor een stationaire gasturbine, bestaande uit een aantal aan elkaar grenzende branders, die elk een eerste en een tweede branderkamer hebben, welke door een hals met elkaar zijn verbonden, met het kenmerk dat tenminste één brander is voorzien van organen voor het ontsteken van een brandstof in de eerste kamer daarvan, waarbij een aantal 7909203 -12- * r 4 eerste dwarsontstekingsbuizen zijn aangebracht die elk de eerste kamer van één brander verbinden met de eerste kamer van een aangrenzende brander, terwijl een aantal tweede dwarsontstekingsbuizen zijn aangebracht, die elk de tweede kamer van een brander verbinden met de tweede kamer van een aan-5 grenzende brander.11. Stationary gas turbine burner arrangement, comprising a plurality of adjacent burners, each having a first and a second burner chamber connected by a neck, characterized in that at least one burner is provided with ignition means of a fuel in its first chamber, wherein a plurality of 7909203 -12- * 4 first transverse ignition tubes are provided, each connecting the first chamber of one burner to the first chamber of an adjacent burner, while a plurality of second transverse ignition tubes are provided, which each connecting the second chamber of a burner to the second chamber of an adjacent burner. 12. Branderinrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk dat de inrichting tien branders omvat, die aan elkaar grenzend zijn aangebracht. ♦ 7909203Burner device according to claim 11, characterized in that the device comprises ten burners, which are arranged adjacent to each other. ♦ 7909203
NLAANVRAGE7909203,A 1979-01-12 1979-12-20 METHOD FOR WORKING A GAS TURBINE BURNER NL187769C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US301679A 1979-01-12 1979-01-12
US301679 1981-09-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL7909203A true NL7909203A (en) 1980-07-15
NL187769B NL187769B (en) 1991-08-01
NL187769C NL187769C (en) 1992-01-02

Family

ID=21703684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NLAANVRAGE7909203,A NL187769C (en) 1979-01-12 1979-12-20 METHOD FOR WORKING A GAS TURBINE BURNER

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS55112933A (en)
DE (1) DE3000672A1 (en)
FR (1) FR2446443A1 (en)
GB (2) GB2040031B (en)
IT (1) IT1130186B (en)
NL (1) NL187769C (en)
NO (1) NO150616C (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN155658B (en) * 1981-03-05 1985-02-16 Westinghouse Electric Corp
US4545196A (en) * 1982-07-22 1985-10-08 The Garrett Corporation Variable geometry combustor apparatus
CA1209810A (en) * 1982-10-15 1986-08-19 Paul E. Scheihing Turbine combustor having improved secondary nozzle structure for more uniform mixing of fuel and air and improved downstream combustion
JPS6057131A (en) * 1983-09-08 1985-04-02 Hitachi Ltd Fuel feeding process for gas turbine combustor
JPS6429477U (en) * 1987-08-13 1989-02-22
US5237812A (en) * 1992-10-07 1993-08-24 Westinghouse Electric Corp. Auto-ignition system for premixed gas turbine combustors
US5487275A (en) * 1992-12-11 1996-01-30 General Electric Co. Tertiary fuel injection system for use in a dry low NOx combustion system
US5465570A (en) * 1993-12-22 1995-11-14 United Technologies Corporation Fuel control system for a staged combustor
DE4429757A1 (en) * 1994-08-22 1996-02-29 Abb Management Ag Two=stage combustion chamber
DE4441235A1 (en) * 1994-11-19 1996-05-23 Abb Management Ag Combustion chamber with multi-stage combustion
DE19649486A1 (en) * 1996-11-29 1998-06-04 Abb Research Ltd Combustion chamber
DE19728375A1 (en) * 1997-07-03 1999-01-07 Bmw Rolls Royce Gmbh Operating method for aircraft gas turbine engines
ITMI20032327A1 (en) * 2003-11-28 2005-05-29 Techint Spa GAS BURNER WITH LOW POLLUTING EMISSIONS.
DE102005060704A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gas turbine combustor
RU2534189C2 (en) * 2010-02-16 2014-11-27 Дженерал Электрик Компани Gas turbine combustion chamber (versions) and method of its operation
FR2969703B1 (en) * 2010-12-23 2014-11-28 Snecma FUEL SUPPLY METHOD OF A TURBOMACHINE
JP6906381B2 (en) * 2017-07-03 2021-07-21 株式会社東芝 Combustion equipment and gas turbine
CN114353121B (en) * 2022-01-18 2022-12-20 上海交通大学 Multi-nozzle fuel injection method for gas turbine

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB726491A (en) * 1952-07-16 1955-03-16 Onera (Off Nat Aerospatiale) Improvements in internal combustion engines through which a continuous gaseous stream is flowing and in particular in turbo-jet and turbo-prop engines
US3728039A (en) * 1966-11-02 1973-04-17 Gen Electric Fluid cooled porous stator structure
AT279483B (en) * 1968-10-18 1970-03-10 Flensburger Maschinenbau Ansta LOADING TRUCK, IN PARTICULAR FOR TRANSPORTING HOT BLACK CEILING MIXED MATERIAL
US3777484A (en) * 1971-12-08 1973-12-11 Gen Electric Shrouded combustion liner
US3872664A (en) * 1973-10-15 1975-03-25 United Aircraft Corp Swirl combustor with vortex burning and mixing
GB1489339A (en) * 1973-11-30 1977-10-19 Rolls Royce Gas turbine engine combustion chambers
US3958413A (en) * 1974-09-03 1976-05-25 General Motors Corporation Combustion method and apparatus
US3958416A (en) * 1974-12-12 1976-05-25 General Motors Corporation Combustion apparatus
US3973390A (en) * 1974-12-18 1976-08-10 United Technologies Corporation Combustor employing serially staged pilot combustion, fuel vaporization, and primary combustion zones
US3946553A (en) * 1975-03-10 1976-03-30 United Technologies Corporation Two-stage premixed combustor
JPS51123413A (en) * 1975-04-19 1976-10-28 Nissan Motor Co Ltd Combustion system of gas turbine
DE2629761A1 (en) * 1976-07-02 1978-01-05 Volkswagenwerk Ag COMBUSTION CHAMBER FOR GAS TURBINES
US4118171A (en) * 1976-12-22 1978-10-03 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Method for effecting sustained combustion of carbonaceous fuel
JPS5426481U (en) * 1977-07-26 1979-02-21
US4253301A (en) * 1978-10-13 1981-03-03 General Electric Company Fuel injection staged sectoral combustor for burning low-BTU fuel gas

Also Published As

Publication number Publication date
JPS55112933A (en) 1980-09-01
IT8019051A0 (en) 1980-01-07
NO794284L (en) 1980-07-15
DE3000672C2 (en) 1989-02-09
IT1130186B (en) 1986-06-11
FR2446443B1 (en) 1983-10-28
GB2098720B (en) 1983-04-27
GB2040031A (en) 1980-08-20
DE3000672A1 (en) 1980-07-24
NL187769B (en) 1991-08-01
NO150616C (en) 1984-11-14
NL187769C (en) 1992-01-02
FR2446443A1 (en) 1980-08-08
GB2098720A (en) 1982-11-24
NO150616B (en) 1984-08-06
GB2040031B (en) 1983-02-09
JPS638373B2 (en) 1988-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL7909203A (en) TWO-STAGE BURNER WITH LOW NITROGEN OXIDE EMISSIONS FOR A GAS TURBINE.
US4420929A (en) Dual stage-dual mode low emission gas turbine combustion system
CN111051776B (en) Low NO X CO burner method and apparatus
US5584182A (en) Combustion chamber with premixing burner and jet propellent exhaust gas recirculation
JP2544470B2 (en) Gas turbine combustor and operating method thereof
EP0945677B1 (en) Flame stabilizing fuel injector
WO1989002052A1 (en) Gas turbine combustor
JPH02309124A (en) Combustor and operating method thereof
KR19990068227A (en) Pulverized coal combustion burner and combustion method thereby
JPH04136603A (en) Burner and combustion equipment
JP3954138B2 (en) Combustor and fuel / air mixing tube with radial inflow dual fuel injector
CN107036128A (en) A kind of gas-turbine combustion chamber
JPS62172105A (en) Combustion method and device for preventing production of nox
US20230014871A1 (en) Radiant wall burner
JP2001304509A (en) Pressure atomizing oil burning appliance
JP3873119B2 (en) In-cylinder swirl combustor
JP2590278B2 (en) Low NOx boiler and boiler burner
JPH08247419A (en) Two stage combustion type combustion chamber
CN209484591U (en) Water cooling premixing combustion apparatus
WO1994029645A1 (en) Burner for liquid fuel
James Gas Turbine Combustion Chamber
CN214536176U (en) Low-nitrogen type high-efficiency incandescent lamp
RU2210027C2 (en) Method of burning liquid hydrocarbon fuels
CN112728539A (en) Low-nitrogen type high-efficiency incandescent lamp
JPS6333612B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 19970701