PL169967B1

PL169967B1 - Sposób eksploatacji komory spalania turbiny gazowej i komora spalania turbiny gazowej PL PL

Info

Publication number: PL169967B1
Application number: PL92296573A
Authority: PL
Inventors: Jakob Keller; Thomas Sattelmayer; Petersenior
Original assignee: Asea Brown Boveri
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1996-09-30
Also published as: PL296573A1; EP0542044A1; US5400587A; KR930010360A; CA2082862A1; JPH05223254A; DE59204754D1; CH684963A5; EP0542044B1; JP3308610B2; RU2062408C1

Abstract

1. Sposób eksploatacji komory spalania turbi- ny gazowej otaczajacej pierscieniowo wirnik tur- bozespolu gazowego, z okreslona liczba palni- ków, umieszczonych na scianie czolowe) komo- ry spalania, znamienny tym, ze przy rozruchu i przy pracy z pelnym obciazeniem komory spa- lania paliwo rozdziela sie pomiedzy glowice (3) palników pilotujacych (A1, A2), przy czym przy 40%-55% mocy obciazenia glowice (3) wylacza sie z eksploatacji, a paliwo doprowadza sie w ca- losci do palników pilotujacych (A1, A2) poprzez dodatkowe stopnie doprowadzajace (8, 9), a miedzy 40%-55% a 65%-80% mocy obciaze- nia calkowita ilosc paliwa doprowadzana do pal- ników pilotujacych (A1, A2) pozostaje stala i ze powyzej 65%-80% mocy obciazenia wlacza sie do eksploatacji palniki pilotowane (B1, B2). FIG.2 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób eksploatacji komory spalania turbiny gazowej, otaczającej pierścieniowo wirnik turbozespołu gazowego, z określoną liczbą palników, działających na ścianie frontowej komory spalania.

169 967

Przedmiotem wynalazku jest także komora spalania turbiny gazowej.

Przejście od konwencjonalnych garnkowych komór spalania do komór pierścieniowych, które wnoszą ze sobą bez wątpienia zaletę co najmniej z punktu widzenia zajmowanego miejsca, ponieważ obejmują równomiernie pierścieniowo środkową część turbiny gazowej, nie kształtuje się w pożądanym stopniu optymalnie pod względem sposobu napędzania tej turbiny, jak to wynika ze stanu techniki. Właściwy sposób napędzania przy paliwach gazowych, których ilość będąca do dyspozycji zależy każdorazowo od punktu pracy, nie jest wykorzystany, jeśli za podstawę oceny weźmie się to, że winna być osiągnięta zminimalizowana emisja szkodliwych substancji. Innymi słowy zalety, które bezsprzecznie wnosi pierścieniowa komora spalania z punktu widzenia zajmowanego miejsca, mogą nie prowadzić do zwiększenia w przeciwciągu emisji szkodliwych substancji, związanych ze spalaniem.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP-A1-0387 532 znana jest pierścieniowa komora spalania, w której od strony napływu, w kierunku obwodu jest umieszczony szereg palników mieszania wstępnego Duże palniki mieszania wstępnego, które są głównymi palnikami pierścieniowej komory spalania i małe palniki mieszania wstępnego, które są palnikami pilotującymi, są rozmieszczone na przemian, w jednolitych odstępach względem siebie. Zarówno palniki główne, jak również palniki pilotujące mają ujście w jednej jedynej pierścieniowej ścianie przedniej. Obydwa typy palników wytwarzają kręt, który wykazuje ten sam kierunek obrotu. Przy takiej dyspozycji, nie można nie docenić faktu, ze zapłon palników głównych jest możliwy tylko za pośrednictwem palników pilotujących. Wskutek tego, z powodu małych gorących centrów wirowania pochodzących od palników pilotujących, pomiędzy dużymi chłodniejszymi centrami wirowania palników głównych, powstają niestabilności przepływu, które mogą oddziaływać niekorzystnie na spalanie.

Z niemieckiego opisu patentowego DE-A1-38 37 635 jest znany sposób spalania paliwa w komorze spalania. Do spalania paliwa są wytwarzane w komorze spalania zawirowane pierścieniowe strumienie powietrza pierwotnego o stosunkowo małej średnicy, do których wnętrza jest dostarczane paliwo i zawirowane w przeciwnym kierunku pierścieniowe strumienie powietrza wtórnego o stosunkowo dużej średnicy, dla wymieszania z gazami spalinowymi, przy czym strumienie powietrza wtórnego są współosiowe z komorą spalania, a strumienie powietrza pierwotnego są utworzone pomiędzy strumieniami powietrza wtórnego Strumienie powietrza pierwotnego, paliwo i strumienie powietrza wtórnego zostają doprowadzone równocześnie do strefy spalania w komorze paleniskowej, gdzie strumienie powietrza pierwotnego wytwarzają strefy spalania w postaci pojedynczych płomieni o małej średnicy, które wskutek intensywnej burzliwej wymiany ze strumieniami powietrza wtórnego, wzajemnie na siebie oddziałują. Tak więc wszystkie strefy spalania zachowują te same właściwości, a intensyfikacja procesu może tu zostać spowodowana tylko przez podwyższenie burzliwości (turbulencji) między obu strumieniami powietrza Co najmniej przy zapłonie i przy obciążeniu częściowym, staje się trudne osiągnięcie optymalnych warunków mieszania powietrza z paliwem.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu eksploatacji komory spalania wspomnianego na wstępie rodzaju i takiej komory spalania, aby możliwa była minimalizacja emisji szkodliwej substancji.

Zgodnie z wynalazkiem, zadanie to w zakresie sposobu eksploatacji komory spalania rozwiązano w ten sposób, że przy rozruchu i przy pracy z pewnym obciążeniem komory spalania paliwo rozdziela się pomiędzy głowice palników pilotujących. Przy 40%-55% mocy obciążenia głowice wyłącza się z eksploatacji, a paliwo doprowadza się w całości do palników pilotujących poprzez dodatkowe stopnie doprowadzające, a między 40%-55% a 65%-80% mocy obciążenia, całkowita ilość paliwa doprowadzana do palników pilotujących pozostaje stała. Powyżej 65%-80% mocy obciążenia włącza się do eksploatacji palniki pilotowane.

Korzystnie jest, gdy przy wtryskiwaniu wody lub pary w płomień, wtryskuje się przez głowicę wzrastającą ilość paliwa

Wtryskując paliwo w wewnętrzną stożkową przestrzeń od strony głowicy tworzy się słup paliwa rozszerzający się stożkowo w kierunku przepływu, nie zwilżający wewnętrznych ścian tej przestrzeni, przy czym paliwo otacza się co najmniej jednym strumieniem powietrza do spa4

169 967 lania, napływającym stycznie do wewnętrznej stożkowej przestrzeni przez szczeliny wlotowe powietrza W obrębie stycznych szczelin wlotowych powietrza znajduje się dolne doprowadzenie paliwa, a zapłon mieszanki paliwo/powietrze ma miejsce przy wylocie palnika, w którego obrębie ujścia formuje się przez strefę przepływu zwrotnego stabilizacja czoła płomienia.

Zasadnicza zaleta wynalazku polega na tym, że niezależnie od wielkości pierścieniowej komory spalania i liczby zamocowanych w niej palników, daje się w mej uzyskać zoptymalizowane uruchomienie i eksploatację turbiny.

Istota wynalazku w zakresie komory spalania polega na tym, że palniki tworzą na ścianie czołowej co najmniej jeden podwójny pierścień. Palniki w każdym pierścieniu mają ten sam kierunek obrotu strumienia i w każdym pierścieniu na przemian, odpowiednio, co najmniej jeden palnik jest przesunięty na zewnątrz względnie ku środkowi.

Istotne jest, że z ogólnej liczby palników umieszczonych na ścianie frontowej, pięć szóstych stanowią palniki pilotujące, a jedną szóstą stanowią palniki pilotowane.

Zgodnie z dalszym rozwinięciem wynalazku, palniki składają się z dwóch, umieszczonych w kierunku przepływu jeden na drugim, wydrążonych, mających kształt stożków, połówkowych elementów, których wzdłużne osi symetrii przebiegają ze wzajemnym przesunięciem względem siebie, przez co utworzone zostały ustawione przeciwsobnie, z punktu widzenia przepływu, styczne szczeliny wlotowe powietrza. W uformowanej przez stożkowe połówkowe elementy wewnętrznej stożkowej przestrzeni umieszczona jest co najmniej jedna głowica do wtryskiwania paliwa płynnego i gazowego. W obrębie stycznych szczelin wlotowych powietrza są umieszczone dalsze dysze do wprowadzania paliwa gazowego

Zaletą wynalazku jest to, ze w celu zwiększenia wydajności turbiny gazowej często wtryskuje się w płomień wodę lub parę. Przy palnikach z czystym mieszaniem wstępnym prowadzi to często do gaśnięcia płomienia lub do problemu powstawania oscylacji. W sposobie według wynalazku, wraz ze wzrastającą ilością wody lub pary wtryskuje się do palników paliwo, zwiększając przez to jego udział, czego dokonuje się przez tak ukształtowaną głowicę, ze unika się gaśnięcia płomienia lub wystąpienia problemu powstawania oscylacji.

Dalsza zaleta wynalazku objawia się w ogólnie korzystnym zachowywaniu się palników, zarówno podczas ich zapalania jak również podczas ich eksploatacji Same palniki znajdują się przy wierzchołku komory spalania i tworzą zasadniczo podwójny pierścień na jej ścianie frontowej. Każdorazowo dwa palniki są przesunięte, na przemian, na zewnątrz ewentualnie do środka, a to po to, żeby uzyskać korzystne pole przepływowe dla spalania. Palniki w każdym pierścieniu są zwrócone w tę samą stronę i odwrotnie aniżeli palniki w drugim pierścieniu dla uzyskania silnego przepływu poprzecznego wzdłuż ścian komory spalania i w jej środku Co się tyczy samych palników, to dzielą się one na palniki pilotujące i palniki pilotowane, przy czym pilotowane występują w mniejszej liczbie w porównaniu z pilotującymi Położenie palników pilotowanych jest tak wybrane, ze są one dobrze otoczone palnikami pilotującymi. Prowadzi to do dobrego spalania w każdym obszarze eksploatacyjnym, w którym pilotowane palniki me mogą wytworzyć własnych płomieni i zamiast nich wtryskują w gorące spaliny palników pilotujących bardzo ubogą mieszankę.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig 1 przedstawia wycinek ściany frontowej pierścieniowej komory spalania w ujęciu schematycznym i w widoku od czoła, fig 2 - wyposażoną w palniki ścianę frontową pierścieniowej komory spalania, przy czym rozstawione schematycznie palniki mają taką budowę jak palniki na fig. 4-7, fig 3 - pozorowane przebiegi strug na ścianie frontowej, fig. 4 - palnik w widoku perspektywicznym, fig 5 - palnik w przekroju według linii V-V na fig 4, fig. 6 palnik w przekroju według linii VI-VI na fig 4, fig. 7 - palnik w przekroju według linii VII-VII na fig 4 Wszystkie elementy, które nie są bezpośrednio potrzebne do zrozumienia istoty wynalazku, są pominięte Na różnych figurach te same elementy są oznaczone tymi samymi odsyłaczami Kierunek przepływu mediów jest zaznaczony strzałkami.

Figura 1 pokazuje wycinek sektorowy ściany czołowej 10 pierścieniowej komory spalania Pierścieniowa komora spalania ma szereg palników, których liczba zależy od wielkości maszyny i od wielkości tych palników Głowice wszystkich palników, których ukształtowanie

169 967 odpowiada schematycznie przedstawionemu ukształtowaniu według fig. 4, są dołączone do doprowadzeń paliwa. Główne stopnie są zgrupowane przez połączenie w dwie grupy, a udział palników w każdej grupie jest zasadniczo dopasowany do danej maszyny. Obydwie grupy różnią się między sobą tym, ze jedną grupę stanowią palniki pilotujące A1, A2, drugą grupę stanowią palniki pilotowane B1, B2. Zasadniczo jest tak, ze liczba palników pilotujących A1, A2 jest znacznie większa od liczby palników pilotowanych B1, B2. Sposób sterowania przedstawionej pierścieniowej komory spalania wywodzi się z faktu, że sprężarka zespołu turbiny gazowej jest wyposażona w regulowane szeregowe wstępne urządzenie kierujące, dzięki czemu ilość powietrza w porównaniu z tą, jaka jest potrzebna przy pełnym obciążeniu, może być zmniejszona o co najmniej 15%. Podczas uruchamiania i przy dużej prędkości obrotowej turbiny gazowej paliwo jest rozdzielane do głowic palników pilotujących A1, A2 (fig. 4-7). Położenie szeregowego wstępnego urządzenia kierującego jest przy tym dowolne. Najpóźniej wówczas, kiedy tylko zostanie osiągnięte zsynchronizowanie z siecią, wspomniane wyżej urządzenie kierujące musi zostać zamknięte. Pozostaje ono na razie zamknięte aż do około 65%-80% mocy obciążenia. Powyżej tej mocy jest ono w sposób ciągły otwierane. Ze wzrostem mocy obciążenia ilość paliwa doprowadzanego do palników pilotujących A1, A2 staje się coraz większą częścią paliwa doprowadzanego do głowicy głównej. Przy około 40%-55% mocy obciążenia głowice są w znacznym stopniu poza eksploatacją a palniki pilotujące A1, A2 są eksploatowane czystą mieszanką wstępną. Między 40%-55% a 65%-80% wydajności maszyny, ilość paliwa w palnikach pilotujących A1, A2 pozostaje w szerokich granicach niezmienna. Wydajność zwiększa się przez zwiększenie ilości paliwa doprowadzonego do głównych głowic palników pilotowanych B1, B2. Kiedy ilość paliwa we wszystkich palnikach stanie się jednakowa, wtedy osiągnięty zostaje również punkt eksploatacji, od którego wszystkie palniki pierścieniowej komory spalania są eksploatowane w reżimie czystego mieszania wstępnego Powyżej tego punktu ilość paliwa i ilość powietrza wzrastają w znacznym stopniu proporcjonalnie dla utrzymania na optymalnym poziomie współczynnika nadmiaru powietrza Palniki, zarówno pilotujące jak i pilotowane, tworzą zasadniczo na ścianie czołowej 10 pierścieniowej komory spalania podwójny pierścień 10b, 10c, jak to uwidacznia oś symetm 10a. Każdorazowo dwa palniki są przesunięte na przemian na zewnątrz względnie do środka, a to dlatego, zęby uzyskać korzystne pole przepływowe dla spalania Palniki w każdym pierścieniu są zwrócone w tę samą stronę ale odwrotnie niż palniki w drugim pierścieniu, tak jak to symbolizują znaki plus i minus na palnikach. Taka konfiguracja powoduje, że uzyskuje się silny przepływ wzdłuż ścian komory spalania i w jej środku. Ważne jest przy tym położenie palników pilotowanych B1, B2 Winny być one możliwie dobrze otoczone przez pozostałe palniki, to znaczy przez palniki pilotujące A1, A2 Prowadzi to do dobrego spalania w każdym z obszarów eksploatacyjnych, w których palniki pilotowane B1, B2 nie mogą wytworzyć własnych płomieni, przy czym zachodzi to w obszarze eksploatacyjnym między 40%-55% a 65%-80% i zamiast nich wtryskują tylko w gorące spaliny palników pilotujących A1, A2 bardzo ubogą mieszankę.

Figura 2 pokazuje całą ścianę frontową pierścieniowej komory spalania, przy czym palniki pilotowane B1, B2 stanowią zaledwie jedną szóstą całej ich ilości. Palniki pilotujące A1, A2 stanowią zatem pięć szóstych tej ilości. Taki podział stanowi korzystny wariant Można sobie wyobrazić również inne podziały w zależności od rodzaju pierścieniowej komory spalania.

Figura 3 przedstawia linie przepływu 10d, tworzące się na ścianie frontowej 10 podczas eksploatacji w skali laboratoryjnej Konfiguracja linii przepływu 10d odzwierciedla procesy zachodzące w całej komorze spalania, zwłaszcza w trakcie zapalania Zagęszczenie linii przepływu 10d wskazuje na dużą prędkość Tą dużą prędkość, ustala się szczególnie, jak widać w obrębie osi symetrii (por. fig 1), dbając o to, żeby zapalanie się palników pilotujących mogło się przenosić na palniki pilotowane

Dla lepszego zrozumienia budowy palników jest korzystne powołanie się na fig. 4 i na poszczególne, widoczne na niej przekroje, przedstawione na fig. 5-7. Aby fig 4 ukształtować w sposób możliwie najbardziej przejrzysty, pokazane schematycznie na fig 5-7 blachy kierujące 21a, 21b są na niej zaledwie tylko zaznaczone Poniżej, przy opisie fig 4, odsyła się w razie potrzeby do fig. 5-7.

169 967

Figura 4 przedstawia w widoku perspektywicznym palnik, mający wbudowaną strefę mieszania wstępnego. Sam palnik składa się z dwóch wydrążonych stożkowych połówkowych elementów 1, 2, leżących jeden na drugim, z przesuniętymi względem siebie promieniowo ich podłużnymi osiami symetrii. To wzajemne przemieszczenie każdej z podłużnych osi symetri 1b, 2b (por tu fig. 5-7) powoduje, ze po obydwu stronach tych elementów 1, 2 powstają przelotowe styczne szczeliny wlotowe powietrza 19, 20, ustawione przeciwnie względem siebie z punktu widzenia kierunku jego wpadania, przez które to szczeliny powietrze do spalania 15 wpływa do przestrzeni wewnętrznej palnika, to znaczy do uformowanej przez obydwa stożkowe połówkowe elementy 1, 2 wewnętrznej stożkowej powierzchni 14 Kształt wymienionych stożkowych połówkowych elementów 1, 2, charakteryzuje się określonym, stałym w kierunku przepływu, kątem rozwarcia. Oczywiście, te elementy 1, 2 mogą wykazywać w kierunku przepływu pochylenie zwiększające się lub zmniejszające. Obydwie ostatnio wymienione formy wykonania nie są ujęte na rysunku i nie są one dalej omawiane. Która z tych form ostatecznie jest korzystna zależy zasadniczo od każdorazowo wcześniej określonych parametrów spalania

Każdy z obydwu stożkowych połówkowych elementów 1, 2 ma cylindryczną część przednią 1a, 2a, stanowiącą przedłużenie tego elementu 1, 2 Występują również styczne do nich szczeliny wlotowe powietrza 19, 20, ciągnące się na całej długości palnika. Oczywiście, palnik może być ukształtowany całkowicie stożkowo, a więc być wykonany bez cylindrycznej części przedniej 1a, 2a Ta część początkowa może również nie być wykonana jako cylindryczna. W tej, tu cylindrycznie wykonanej części przedniej 1a, 2a, jest umieszczona dysza, tak zwana głowica 3, doprowadzająca paliwo płynne 12, korzystnie olej, przez otwór wtryskowy paliwa 4 i doprowadzająca, przez w zasadzie współosiowy wtrysk, paliwo gazowe 13. Wtryskiwanie paliwa gazowego 13 odbywa się przez szereg otworów wtryskowych 13a, usytuowanych jeden obok drugiego wokół umieszczonego centralnie otworu wtryskowego paliwa 4. W wymienionych wtryskach paliwa może na ogół chodzić o wtryskiwanie wspomagane powietrzem lub o rozpylanie ciśnieniowe Tak więc wtryskiwania paliwa następują mniej więcej do obszaru wąskiego przekroju poprzecznego wewnętrznej stożkowej przestrzeni 14, uformowanej przez dwa stożkowe połówkowe elementy 1, 2 Każdy z tych stożkowych połówkowych elementów 1, 2 posiada w obszarze stycznych szczelin wlotowych powietrza 19, 20 po jednym przewodzie paliwa 8, 9, mających umieszczoną na jego długości pewną liczbę dalszych dysz 17, przez które może być wtryskiwane paliwo gazowe 13 i/lub płynne paliwo 12, przy czym korzystnie stosuje się paliwo gazowe, które miesza się z powietrzem do spalania 15, wpływającym do wewnętrznej stożkowej przestrzeni 14 przez styczne szczeliny wlotowe powietrza 19, 20, jak to uwidaczniają strzałki 16 Te przewody paliwa 8, 9, które tworzą tak zwany główny stopień palnika, są umieszczone korzystnie przy końcu stycznej szczeliny wlotowej przed wejściem do wewnętrznej stożkowej przestrzeni 14, a to dla uzyskania optymalnej mieszanki powietrze/paliwo, zanim wpłynie ona do tej przestrzeni 14. Oczywiście możliwa jest eksploatacja mieszana, z obydwoma rodzajami doprowadzanego paliwa, a więc raz z paliwem doprowadzanym przez środkową głowicę 3 i raz z paliwem doprowadzanym przez przewody paliwa 8, 9

Na boku komory spalania 22, otwór wylotowy palnika przechodzi w ścianę czołową 10, w której występuje pewna liczba przewierceń 11 Służą one do chłodzenia strony czołowej palnika Można sobie wyobrazić również inne techniki chłodzenia Wpływające przez głowicę 3 płynne paliwo 12 jest wtryskiwane w mającym kąt ostry narożu wewnętrznej stożkowej przestrzeni 14, tak ukształtowanym, ze w płaszczyźnie wylotu palnika ustala się możliwie jednorodny stożkowy rozprysk, co możliwe jest tylko wtedy, kiedy wewnętrzne ściany stożkowych połówkowych elementów 1, 2 nie są zwilżane przez wtryskiwane paliwo 4 przez otwór wtryskowy paliwa W tym celu słup 5 o stożkowym profilu, jaki formuje paliwo płynne, jest otoczony przez wpadające stycznie powietrze do spalania 15, ewentualnie przez drugi strumień powietrza do spalania, wprowadzany poosiowo, nie uwidoczniony na rysunku. Stężenie paliwa płynnego w kierunku poosiowym jest odtwarzane w sposób ciągły przez ciągłe mieszanie ze strumieniem powietrza do spalania. Jeżeli poprzez przewody paliwa 8, 9 zostanie wprowadzo169 967 ne przykładowo paliwo gazowe 13, to formowanie się mieszanki z powietrzem do spalania 15 zachodzi bezpośrednio w obrębie stycznych szczelin wlotowych powietrza 19, 20. Przy użyciu paliwa płynnego wtryskiwanie jest odpowiednio przemieszczone. Zminimalizowanie wartości emisji substancji szkodliwej można uzyskać zawsze wtedy, kiedy przed wejściem w obszar spalania ma miejsce całkowite odparowanie. To samo dotyczy eksploatacji bliskiej stechiometrycznej, kiedy nadmiar powietrza jest zastępowany przez zawracające do obiegu spaliny.

Przy formowaniu stożkowych połówkowych elementów 1, 2 z punktu widzenia kąta stożka i szerokości stycznych szczelin wlotowych powietrza 19, 20 muszą być zachowane ścisłe granice, dla powstania pożądanego pola przepływowego powietrza ze strefą przepływu zwrotnego 6 i odpowiadającego temu, leżącego z nią w tej samej płaszczyźnie czoła płomienia 7 w obrębie ujścia palnika. Można ogólnie powiedzieć, że zmniejszenie tych szczelin wlotowych powietrza 19, 20 przesuwa strefę przepływu zwrotnego 6 i czoło płomienia 7, które są przedstawione na rysunku jako przekroje dalej do przodu w kierunku przepływu, co wyzwala wcześniejszy zapłon mieszanki powietrze/paliwo. Stwierdzono jednakże, że raz ustalona strefa przepływu zwrotnego 6 jest sama w sobie stabilna pod względem położenia, ponieważ skręt wzrasta w kierunku przepływu w obszarze stożkowego odcinka palnika. Na poosiową prędkość mieszanki można nadto oddziaływać przez wspomniane wcześniej poosiowe doprowadzenie strumienia powietrza do spalania. Konstrukcja palnika nadaje się, zwłaszcza przy określonej długości, do zmiany wielkości stycznych szczelin wlotowych powietrza 19, 20 przez przesuwanie do siebie lub odsuwanie stożkowych połówkowych elementów 1, 2, w wyniku czego zmniejsza się lub zwiększa odstęp między obydwiema podłużnymi osiami symetrii 1b, 2b i odpowiednio do tego zmienia się również wielkość przelotu stycznych szczelin wlotowych powietrza 19, 20, jak to się daje szczególnie dobrze odczytać z fig. 5-7. Elementy 1, 2 dają się oczywiście przemieszczać również w innej płaszczyźnie, przy czym może dojść do ich wzajemnego przykrycia. Jest dalej możliwe wsuwanie elementów 1, 2 jeden w drugi przez skierowane w przeciwnych kierunkach spiralne ruchy obrotowe lub ich rozsuwanie w kierunku wzdłużnym. W ten sposób wykonując najprostsze czynności można dowolnie zmieniać kształt i wielkość szczelin wlotowych powietrza 19, 20, przez co palnik bez zmiany długości jego konstrukcji może być dopasowany indywidualnie do danego pasma eksploatacyjnego

Z fig. 5-7 wynika geometryczna konfiguracja blach kierujących 21a, 21b. Spełniają one funkcje kierowania przepływu, przy czym odpowiednio do ich długości przedłużają każdy z końców stożkowych połówkowych elementów 1, 2, w kierunku napływu powietrza do spalania 15. Kierowane powietrze do spalania 15 w wewnętrznej stożkowej przestrzeni 14 można optymalizować przez otwieranie ewentualnie przymykanie blach kierujących 21a, 21b wokół punktu obrotu 23 usytuowanego w obrębie wejścia do wewnętrznej stożkowej przestrzeni 14. Jest to zwłaszcza potrzebne wówczas, kiedy pierwotna wielkość przelotu stycznych szczelin wlotowych powietrza 19, 20 musi być zmieniona. Palnik może być oczywiście eksploatowany również bez blach kierujących, albo mogą być przewidziane do tego celu inne środki pomocnicze.

169 967

FIG.2

169 967

FIG.3

169 961

169 967

FIG

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób eksploatacji komory spalania turbiny gazowej otaczającej pierścieniowo wirnik turbozespołu gazowego, z określoną liczbą palników, umieszczonych na ścianie czołowej komory spalania, znamienny tym, że przy rozruchu i przy pracy z pełnym obciążeniem komory spalania paliwo rozdziela się pomiędzy głowice (3) palników pilotujących (A1, A2), przy czym przy 40%-55% mocy obciążenia głowice (3) wyłącza się z eksploatacji, a paliwo doprowadza się w całości do palników pilotujących (A1, A2) poprzez dodatkowe stopnie doprowadzające (8, 9), a między 40%-55% a 65%-80% mocy obciążenia całkowita ilość paliwa doprowadzana do palników pilotujących (A1, A2) pozostaje stała i że powyżej 65%-80% mocy obciążenia włącza się do eksploatacji palniki pilotowane (B1, B2).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przy wtryskiwaniu wody lub pary w płomień (7) wtryskuje się przez głowicę (3) wzrastającą ilość paliwa (12).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wtryskując paliwo otworem wtryskowym paliwa (4) w wewnętrzną stożkową przestrzeń (14) od strony głowicy tworzy się słup paliwa (5) rozszerzający się stożkowo w kierunku przepływu, nie zwilżający wewnętrznych ścian tej przestrzeni (14), przy czym słup paliwa (5) otacza się co najmniej jednym strumieniem powietrza do spalania (15), napływającym stycznie do wewnętrznej stożkowej przestrzeni (14) przez styczne szczeliny wlotowe powietrza (19, 20), a w obrębie stycznych szczelin wlotowych powietrza (19, 20) znajdują się dalsze dysze (17) do doprowadzania paliwa gazowego (13) oraz że zapłon mieszanki paliwo/powietrze ma miejsce przy wylocie palnika, a w obrębie ujścia palnika formuje się przez strefę przepływu zwrotnego (6) stabilizacja czoła płomienia (7)
4. Komora spalania turbiny gazowej, otaczająca pierścieniowo wirnik turbozespołu gazowego, z określoną liczbą palników, umieszczonych na ścianie czołowej komory spalania, przy czym tworzą na ścianie czołowej kilka płaszczyzn i są podzielone na palniki pilotujące i pilotowane, znamienna tym, ze palniki tworzą na ścianie czołowej co najmniej jeden podwójny pierścień (10b, 10c), ze palniki w każdym pierścieniu posiadają ten sam kierunek obrotu strumienia i ze w każdym pierścieniu, na przemian, odpowiednio co najmniej jeden palnik jest przesunięty na zewnątrz względnie ku środkowi.
5 Komora spalania według zastrz. 4, znamienna tym, że z ogólnej liczby palników umieszczonych na ścianie frontowej (10) pięć szóstych stanowią palniki pilotujące (A1, A2), a jedną szóstą stanowią palniki pilotowane (B1, B2).
6 Komora spalania według zastrz. 4 albo 5, znamienna tym, ze palniki składają się z dwóch, umieszczonych w kierunku przepływu jeden na drugim, wydrążonych, mających kształt stożków, połówkowych elementów (1, 2), których wzdłużne osie symetrii (1b, 2b) przebiegają ze wzajemnym przesunięciem względem siebie, przez co utworzone zostały ustawione przeciwsobnie, z punktu widzenia przepływu, styczne szczeliny wlotowe powietrza (19, 20), przy czym w uformowanej przez stożkowe połówkowe elementy (1, 2) wewnętrznej stożkowej przestrzeni (14) umieszczona jest co najmniej jedna głowica (3) do wtryskiwania paliwa płynnego (12) i gazowego (13), i że w obrębie stycznych szczelin wlotowych powietrza (19, 20) są umieszczone dalsze dysze (17) do wprowadzania paliwa gazowego (13).