RU2300702C1 - Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2300702C1
RU2300702C1 RU2006110900/06A RU2006110900A RU2300702C1 RU 2300702 C1 RU2300702 C1 RU 2300702C1 RU 2006110900/06 A RU2006110900/06 A RU 2006110900/06A RU 2006110900 A RU2006110900 A RU 2006110900A RU 2300702 C1 RU2300702 C1 RU 2300702C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
jets
air
groups
holes
Prior art date
Application number
RU2006110900/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Дмитриевич Виноградов (RU)
Евгений Дмитриевич Виноградов
Юрий Иванович Захаров (RU)
Юрий Иванович Захаров
Веселы Станислав (CZ)
Веселы Станислав
Послушны Густав (CZ)
Послушны Густав
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭСТ"
Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОЛ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭСТ", Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОЛ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЭСТ"
Priority to RU2006110900/06A priority Critical patent/RU2300702C1/ru
Priority to AT07466008T priority patent/ATE542088T1/de
Priority to EP07466008A priority patent/EP1852656B1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2300702C1 publication Critical patent/RU2300702C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F23D14/64—Mixing devices; Mixing tubes with injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/30—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices
    • F23R3/32—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices being tubular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/11002—Liquid fuel burners with more than one nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14003—Special features of gas burners with more than one nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14004—Special features of gas burners with radially extending gas distribution spokes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

Изобретение относится к энергетическому, транспортному и химическому машиностроению и может быть использовано в газотурбинных установках. Способ сжигания топлива, в котором поток топлива разделяется по меньшей мере на три струи, которые подаются последовательно в разных сечениях в поток воздуха, после чего топливо и воздух смешиваются в потоке до образования "бедной" однородной топливовоздушной смеси, которая затем подается в затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное пространство, где указанная смесь сгорает с образованием продуктов сгорания и выделением тепла, отличается тем, что подачу струй топлива в поток воздуха осуществляют таким образом, чтобы соблюдалось определенное соотношение характерных времен. Горелка для осуществления способа сжигания топлива содержит наружную цилиндрическую обечайку, коаксиальный этой обечайке лопаточный завихритель воздуха, кольцевую предкамеру, на входе которой имеется топливораздающее устройство. Предлагаемое изобретение позволяет повысить устойчивость процесса горения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к энергетическому, транспортному и химическому машиностроению и может быть использовано в газотурбинных установках.
Известен способ сжигания топлива [1], который осуществляется в устройстве [2]. Известный способ [1] заключается в том, что поток топлива разделяется на струи (или группы струй), которые подаются в поток воздуха, после чего топливо и воздух смешиваются в потоке в течение времени Тсм до образования "бедной" однородной топливовоздушной смеси, а затем полученная смесь подается в затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное (с одним открытым концом) пространство, где в течение времени Тгор смесь сгорает с образованием продуктов сгорания и выделением тепла. Известное устройство [2], которое используется для осуществления способа [1], представляет собой горелку, содержащую наружную цилиндрическую обечайку диаметра D, коаксиальный этой обечайке лопаточный завихритель воздуха с лопатками и втулкой, образующей совместно с упомянутой наружной обечайкой кольцевую предкамеру, на входе в которую устанавливается топливораздающее устройство с отверстиями для подачи топлива в предкамеру. Наличие в известном способе задержки по времени между моментом подачи топлива в поток и моментом выделения тепловой энергии длительностью Тсм+Тгор приводит к определенному фазовому сдвигу между колебаниями расхода, давления и тепловыделения, в результате чего в потоке могут возникать и поддерживаться пульсации давления. Недостатком известного способа и устройства для его осуществления является невысокая устойчивость процесса горения, проявляющаяся в пульсациях давления, которые часто развиваются до опасных амплитуд, что приводит к сокращению ресурса и механическим повреждениям топливосжигающих устройств.
Указанных недостатков в значительной мере лишен принятый нами за прототип способ сжигания топлива [3], который осуществляется в устройстве [4], также принятом за прототип. Способ по прототипу заключается в том, что поток топлива разделяется на по меньшей мере три струи (или три группы струй) и подается последовательно в разных сечениях в поток воздуха, при этом путь от сечения, в которое подается первая струя (или первая группа струй), до сечения, в которое подается последняя струя (или последняя группа струй) топлива, поток проходит за время Тподв, после чего топливо и воздух смешиваются в потоке в течение времени Тсм до образования "бедной" однородной топливовоздушной смеси, а затем полученная смесь подается в затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное (с одним открытым концом) пространство, где в течение времени Тгор смесь сгорает с образованием продуктов сгорания и выделением тепла. Известное устройство [4], для осуществления способа [3], горелка для сжигания топлива содержит наружную цилиндрическую обечайку диаметра D, коаксиальный этой обечайке лопаточный завихритель воздуха с лопатками и втулкой, образующий совместно с упомянутой наружной обечайкой кольцевую предкамеру, на входе в которую устанавливается топливораздающее устройство с по меньшей мере тремя отверстиями (или тремя группами отверстий) для подачи топлива в предкамеру, отверстия (группы отверстий) располагаются со смещением друг относительно друга вдоль оси горелки, а осевые расстояния от ближнего и дальнего отверстий (групп отверстий) до выхода из предкамеры соответственно равны L1 и L2. При разделении потока топлива на струи (или группы струй) и подаче их последовательно в разных сечениях в поток воздуха для каждой струи (или группы струй) существует своя задержка по времени между моментом подачи топлива в поток и моментом выделения тепловой энергии, в результате чего может возбуждаться ряд пульсационных процессов с различными частотами. Однако амплитуды пульсаций давления отдельных частот в этом случае будут значительно меньше, чем в известном способе [1] сжигания топлива, который осуществляется в известном устройстве [2], так как энергия пульсаций тепловыделения, ограниченная сверху некоторой долей теплоты сгорания топлива, будет распределяться между всеми пульсационными процессами этого ряда. Недостатком способа по прототипу является недостаточная устойчивость процесса горения. Это проявляется в том, что вероятность возникновения на отдельных частотах пульсаций давления с опасными амплитудами остается достаточно высокой из-за того, что при некоторых соотношениях Тподв, Тсм и Тгор в упомянутом выше ряде пульсационных процессов возможны совпадения частот одних пульсаций с гармониками (кратными частотами) других пульсаций и возникновение резонанса. Кроме того, при относительно малых величинах Тподв данный способ сжигания топлива приближается к первому из описанных выше способу и соответственно имеет низкую устойчивость горения. Устройство по прототипу - горелка для сжигания топлива обладает присущим способу по прототипу недостатком: она не обеспечивает высокую устойчивость процесса горения. Геометрические характеристики горелки D, L1 и L2 определяют (при постоянном расходе) характерные интервалы времени Тподв, Тсм и Тгор в способе сжигания топлива. Следовательно, по аналогии со способом по прототипу, при некоторых соотношениях указанных геометрических характеристик устойчивость процесса горения будет недостаточна.
Задачей, на решение которой направлен заявляемый способ сжигания топлива, является повышение устойчивости процесса горения за счет исключения возможности возникновения пульсаций давления с высокими амплитудами. Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является осуществление предлагаемого способа сжигания топлива, а именно создание такой конструкции горелки, которая позволила бы исключить возможность возникновения пульсаций давления с высокими амплитудами.
Поставленная задача решается следующим образом.
В известном способе сжигания топлива, в котором поток топлива разделяется на по меньшей мере три струи (или три группы струй), которые подаются последовательно в разных сечениях в поток воздуха, при этом путь от сечения, в которое подается первая струя (первая группа струй), до сечения, в которое подается последняя струя (последняя группа струй) топлива, поток проходит за время Тподв, после чего топливо и воздух смешиваются в потоке в течение времени Тсм до образования "бедной" однородной топливовоздушной смеси, которая затем подается в затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное (с одним открытым концом) пространство, где в течение времени Тгор указанная смесь сгорает с образованием продуктов сгорания и выделением тепла, подачу струй (групп струй) топлива в поток воздуха осуществляют таким образом, чтобы соблюдалось соотношение
Figure 00000002
где Тподв - время, за которое поток проходит путь от сечения, в которое подается первая струя (первая группа струй), до сечения, в которое подается последняя струя (последняя группа струй) топлива, с;
Тсм - время, за которое поток проходит путь от сечения, в которое подается последняя струя (последняя группа струй) топлива до входа в затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное (с одним открытым концом) пространство, с;
Тгор - время горения смеси, с.
При этом в некоторых случаях поток топлива разделяют на струи (группы струй) с неравными расходами, при этом струи (группы струй), подаваемые ниже по потоку воздуха, имеют меньший расход.
В известном устройстве для осуществления известного способа сжигания топлива, горелке, которая содержит наружную цилиндрическую обечайку диаметра D, коаксиальный этой обечайке лопаточный завихритель воздуха с лопатками и втулкой, которая образует совместно с упомянутой наружной обечайкой кольцевую предкамеру, на входе в которую имеется топливораздающее устройство, с по меньшей мере тремя отверстиями (или тремя группами отверстий) для подачи топлива в предкамеру, которые располагаются со смещением друг относительно друга вдоль оси горелки, с осевыми расстояниями от ближнего и дальнего отверстий (групп отверстий) до выхода из предкамеры, соответственно равными L1 и L2, отверстия (группы отверстий) для подачи топлива в предкамеру расположены таким образом, что
Figure 00000003
где L2 - осевое расстояние от дальнего отверстия (дальней группы отверстий) до выхода из предкамеры, м;
К - эмпирический коэффициент;
D - диаметр наружной цилиндрической обечайки, м;
L1 - осевое расстояние от ближнего отверстия (ближней группы отверстий) до выхода из предкамеры, м.
При этом в некоторых случаях отверстия для подачи топлива в предкамеру, расположенные ближе к выходу из нее, выполнены меньших диаметров.
Технический результат от применения предлагаемого способа и устройства для его осуществления состоит в повышении устойчивости процесса горения за счет исключения возможности возникновения пульсаций давления с высокими амплитудами.
Указанный результат достигается тем, что подача струй (групп струй) топлива в поток воздуха осуществляется так, чтобы соблюдалось соотношение (1). Это объясняется следующим. Известно что задержка времени Т между моментом подачи в поток воздуха топлива и моментом его сгорания с выделением тепловой энергии может привести к неустойчивости процесса горения, выражающейся в пульсациях давления с частотой, определяемой следующим соотношением
Figure 00000004
где f - частота, Гц;
Т - время между моментом подачи в поток воздуха топлива и моментом его сгорания, с.
Физический механизм указанного явления состоит в том, что при возникновении в потоке топливовоздушной смеси слабых возмущений с частотой f, фазовый сдвиг между колебаниями расхода, давления и тепловыделения, обусловленный в данном случае задержкой времени Т, может привести к тому, что в зоне горения топливовоздушной смеси фазы колебаний тепловыделения и концентрации смеси совпадут. При этом возникает резонанс. В контексте описанного механизма возникновения и поддержания пульсационного процесса под временем Тгор следует понимать интервал времени от момента поступления топливовоздушной смеси в затопленное полуограниченное пространство до момента, когда тепловыделение при горении достигнет максимума. На практике Тгор может быть определено расчетным путем с помощью известных методов численного моделирования реагирующих потоков или экспериментально. При разделении потока топлива на струи (или группы струй) и подаче их последовательно в разных сечениях в поток воздуха, как это сделано в прототипе, каждая из них может генерировать пульсации давления определенной частоты. Амплитуды этих пульсаций будут меньше, чем в случае единовременной подачи всего топлива в поток воздуха, так как энергия колебательного процесса, являющаяся функцией мощности тепловыделения при горении топливовоздушной смеси, распределяется на ряд этих пульсационных процессов. Первая струя (группа струй) топлива, подаваемая в поток воздуха, генерирует пульсации с наиболее низкой частотой:
Figure 00000005
где fmin - низшая частота пульсаций, Гц.
Последняя - с наиболее высокой частотой:
Figure 00000006
где fmax - высшая частота пульсаций, Гц.
В общем случае (прототип) в ряду частот, генерируемых соответствующими струями топлива в диапазоне от fmin до fmax могут существовать частоты, гармоники (кратные частоты) которых совпадают с другими частотами указанного ряда. Такие совпадения могут привести к опасному увеличению амплитуды пульсаций давления на данной частоте и поэтому их необходимо исключить. Это достигается в заявляемом способе описанной выше подачей струй топлива в поток воздуха, при которой соблюдается соотношение:
Figure 00000007
Если диапазон частот от fmin до fmax, в котором осуществляется распределение энергии колебаний на ряд пульсационных процессов, слишком узок:
Figure 00000008
то рассматриваемый механизм подавления пульсаций давления малоэффективен, поскольку при этом данный способ сжигания топлива приближается к способу [1], и соответственно приобретает его недостатки, описанные выше.
Заявляемое устройство, горелка, обеспечивает осуществление заявляемого способа и, следовательно, достигает того же технического результата. Действительно, входящие в соотношение (2) осевые расстояния L1 и L2 соответственно от ближнего и дальнего отверстий (групп отверстий) до выхода из предкамеры и обеспечивающие осуществление способа сжигания топлива, можно определить, зная основные геометрические размеры горелки и расход воздуха на нее. Рассчитав по этим исходным данным среднюю осевую скорость потока воздуха в предкамере Woc, определяем L1 и L2:
Figure 00000009
Figure 00000010
где Woc - средняя осевая скорость потока воздуха в предкамере. м/с.
А эмпирический коэффициент К, обеспечивающий осуществление способа сжигания топлива, можно определить по формуле:
Figure 00000011
Подстановка значений L1, L2 и К в соотношение (2) приводит к соотношению (1), то есть к осуществлению заявляемого способа сжигания топлива.
Технический результат от применения варианта предлагаемого способа и устройства для его осуществления состоит в повышении степени однородности топливовоздушной смеси, что очень важно при создании низкотоксичных топливосжигающих устройств.
Указанный результат достигается также следующим. Известно что чем больше время смешения топлива с воздухом, тем лучше качество смеси, то есть тем равномернее поле концентраций смеси и выше степень ее однородности. Учитывая вышесказанное, для повышения степени однородности топливовоздушной смеси в варианте заявляемого способа поток топлива разделяется на струи (группы струй) с неравными расходами, при этом струи (группы струй), подаваемые ниже по потоку воздуха, имеют меньший расход. Для достижения того же технического результата в варианте заявляемой горелки отверстия для подачи топлива в предкамеру, расположенные ближе к выходу из нее, выполняются меньшего диаметра.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами фиг.1, 2, 3 и 4. На чертежах схематически изображено: на фиг.1 - одномерная схема реализации заявляемого способа; на фиг.2 - одномерная схема реализации варианта заявляемого способа; на фиг.3 - горелка, топливораздающее устройство которой выполнено в виде радиальных пилонов; на фиг.4 - горелка, топливораздающее устройство которой выполнено в виде спирального раздающего коллектора.
На чертежах показано: 1 - поток топлива; 2 - струи топлива; 3 - поток воздуха; 4 - затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное (с одним открытым концом) пространство; 5 - наружная цилиндрическая обечайка; 6 - лопаточный завихритель воздуха; 7 - лопатки завихрителя; 8 - втулка завихрителя; 9 - кольцевая предкамера; 10 - топливораздающее устройство; 11 - отверстия для подачи топлива в предкамеру.
Сущность предлагаемого способа и устройства для его осуществления заключается в следующем. Поток топлива 1 (см. фиг.1, 2) разделяется на по меньшей мере три струи (или три группы струй) 2 и подается последовательно в разных сечениях в поток воздуха 3, при этом путь от сечения, в которое подается первая струя (первая группа струй), до сечения, в которое подается последняя струя (последняя группа струй) топлива, поток проходит за время Тподв, после чего топливо и воздух смешиваются в потоке в течение времени Тсм до образования "бедной" однородной топливовоздушной смеси, а затем полученная смесь подается в затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное (с одним открытым концом) пространство 4, где в течение времени Тгор смесь сгорает с образованием продуктов сгорания и выделением тепла, причем, в отличие от прототипа, подача струй (групп струй) топлива в поток воздуха осуществляется так, чтобы соблюдалось соотношение (1). В варианте заявляемого способа (см. фиг.2) поток топлива разделяется на три струи с неравными расходами, при этом струи, подаваемые ниже по потоку воздуха, имеют меньший расход, что позволяет повысить степень однородности топливовоздушной смеси.
Горелка, реализующая способ сжигания топлива (см. фиг.3, 4), содержит наружную цилиндрическую обечайку 5 диаметра D, коаксиальный этой обечайке лопаточный завихритель воздуха 6 с лопатками 7 и втулкой 8, образующей совместно с упомянутой наружной обечайкой кольцевую предкамеру 9, на входе в которую имеется топливораздающее устройство 10 с отверстиями 11 для подачи топлива в предкамеру. Топливораздающее устройство может иметь разнообразные конструкции. Так у горелки, изображенной на фиг.3, топливораздающее устройство располагается на выходе из лопаточного завихрителя воздуха и выполняется в виде радиальных пилонов, установленных на различных расстояниях от выхода из предкамеры и имеющих по три топливораздающих отверстия. Горелка на фиг.4 имеет топливораздающее устройство в виде пространственного спирального коллектора, установленного перед завихрителем воздуха, огибающего втулку и имеющего топливораздающие отверстия, каждое из которых располагается на своем расстоянии от выхода из предкамеры. Топливораздающие отверстия на фиг.4 (группы отверстий на фиг.3) располагаются со смещением друг относительно друга вдоль оси горелки, а осевые расстояния от ближнего и дальнего отверстий (групп отверстий) до выхода из предкамеры соответственно равны L1 и L2, причем, в отличие от прототипа, геометрические размеры горелки D, L1 и L2 связаны соотношением (2).
Горелка работает следующим образом.
Поток топлива по каналу во втулке 8 подводится к топливораздающему устройству 10 и с помощью отверстий 11 разделяется на струи (или группы струй) и подается последовательно в разных сечениях в поток воздуха, движущийся в кольцевой предкамере 9. После этого топливо и воздух смешиваются с помощью лопаточного завихрителя воздуха 6 в потоке до образования "бедной" однородной топливовоздушной смеси, а затем полученная смесь подается из предкамеры 9 в затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное (с одним открытым концом) пространство 4, где она сгорает с образованием продуктов сгорания и выделением тепла. В качестве стенки, которая ограничивает упомянутое затопленное пространство (на чертежах не показана), обычно используется металлическая жаровая труба, на входе в которую устанавливается горелка.
Возможность реализации заявляемых способа и устройства не вызывает сомнений, поскольку для этого используются широко распространенные элементы и устройства, например, такие как трубопроводы, цилиндрические и конические воздухонаправляющие обечайки, лопаточные завихрители воздуха, топливораздающие коллекторы, топливные пилоны, жаровые трубы.
Источники информации
1. D.W.Bahr "Gas Turbine Combustion and Emission Abatement Technology Current and Projected Status", IGTC' 99 Kobe KS-3, Proceedings of the International Gas Turbine Congress. 1999, Kobe, Japan.
2. Патент РФ №2099639, опубл. 20.12.1997, Бюл. №35.
3. Т.Scarinci, Ch.Freeman, I.Day "Passive Control of Combustion Instability in a Low Emissions Aeroderivative Gas Turbine", GT - 2004 - 53767, Proceedings of ASME Turbo Expo 2004, Vienna, Austria.
4. Патент РФ №2137042, опубл. 10.09.1999, Бюл. №25.

Claims (4)

1. Способ сжигания топлива, в котором поток топлива разделяется, по меньшей мере, на три струи (или три группы струй), которые подаются последовательно в разных сечениях в поток воздуха, при этом путь от сечения, в которое подается первая струя (первая группа струй), до сечения, в которое подается последняя струя (последняя группа струй) топлива, поток проходит за время Тподв, после чего топливо и воздух смешиваются в потоке в течение времени Тсм до образования "бедной" однородной топливовоздушной смеси, которая затем подается в затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное (с одним открытым концом) пространство, где в течение времени Тгор указанная смесь сгорает с образованием продуктов сгорания и выделением тепла, отличающийся тем, что подачу струй (групп струй) топлива в поток воздуха осуществляют таким образом, чтобы соблюдалось соотношение
Figure 00000012
где Тподв - время, за которое поток проходит путь от сечения, в которое подается первая струя (первая группа струй), до сечения, в которое подается последняя струя (последняя группа струй) топлива, с;
Тсм - время, за которое поток проходит путь от сечения, в которое подается последняя струя (последняя группа струй) топлива до входа в затопленное горячими продуктами сгорания полуограниченное (с одним открытым концом) пространство, с;
Тгор - время горения смеси, с.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток топлива разделяют на струи (группы струй) с неравными расходами, при этом струи (группы струй), подаваемые ниже по потоку воздуха, имеют меньший расход.
3. Горелка для сжигания топлива, которая содержит наружную цилиндрическую обечайку диаметра D, коаксиальный этой обечайке лопаточный завихритель воздуха с лопатками и втулкой, которая образует совместно с упомянутой наружной обечайкой кольцевую предкамеру, на входе в которую имеется топливораздающее устройство, по меньшей мере, с тремя отверстиями (или, по меньшей мере, тремя группами отверстий) для подачи топлива в предкамеру, которые располагаются со смещением друг относительно друга вдоль оси горелки с осевыми расстояниями от ближнего и дальнего отверстий (групп отверстий) до выхода из предкамеры соответственно равными L1 и L2, отличающаяся тем, что отверстия (группы отверстий) для подачи топлива в предкамеру расположены таким образом, что
Figure 00000013
где L2 - осевое расстояние от дальнего отверстия (дальней группы отверстий) до выхода из предкамеры, м;
К - эмпирический коэффициент;
D - диаметр наружной цилиндрической обечайки, м;
L1 - осевое расстояние от ближнего отверстия (ближней группы отверстий) до выхода из предкамеры, м.
4. Горелка по п.3, отличающаяся тем, что отверстия для подачи топлива в предкамеру, расположенные ближе к выходу из нее, выполнены меньших диаметров.
RU2006110900/06A 2006-04-04 2006-04-04 Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления RU2300702C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110900/06A RU2300702C1 (ru) 2006-04-04 2006-04-04 Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления
AT07466008T ATE542088T1 (de) 2006-04-04 2007-03-30 Verfahren zur kraftstoffverbrennung
EP07466008A EP1852656B1 (en) 2006-04-04 2007-03-30 Method for fuel combustion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110900/06A RU2300702C1 (ru) 2006-04-04 2006-04-04 Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2300702C1 true RU2300702C1 (ru) 2007-06-10

Family

ID=38204658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006110900/06A RU2300702C1 (ru) 2006-04-04 2006-04-04 Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1852656B1 (ru)
AT (1) ATE542088T1 (ru)
RU (1) RU2300702C1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2218965A1 (en) 2009-02-16 2010-08-18 Total Petrochemicals Research Feluy Low NOx burner
US8322140B2 (en) * 2010-01-04 2012-12-04 General Electric Company Fuel system acoustic feature to mitigate combustion dynamics for multi-nozzle dry low NOx combustion system and method
EP2402652A1 (de) * 2010-07-01 2012-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Brenner
EP3325886B1 (en) * 2015-08-24 2020-01-08 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus with arrangement of fuel ejection orifices configured for mitigating combustion dynamics in a combustion turbine engine
EP3296637A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-21 EKOL, spol. s r.o. Method of fuel combustion and burner for its implementation
FR3075931B1 (fr) * 2017-12-21 2020-05-22 Fives Pillard Bruleur et ensemble de bruleurs compacts

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5408830A (en) 1994-02-10 1995-04-25 General Electric Company Multi-stage fuel nozzle for reducing combustion instabilities in low NOX gas turbines
JPH09119641A (ja) 1995-06-05 1997-05-06 Allison Engine Co Inc ガスタービンエンジン用低窒素酸化物希薄予混合モジュール
GB2348484B (en) 1997-03-10 2001-03-21 Gen Electric Dynamically uncoupled low NOx combuster
DE10164099A1 (de) 2001-12-24 2003-07-03 Alstom Switzerland Ltd Brenner mit gestufter Brennstoffeinspritzung

Also Published As

Publication number Publication date
EP1852656B1 (en) 2012-01-18
ATE542088T1 (de) 2012-02-15
EP1852656A1 (en) 2007-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5538113B2 (ja) 燃料噴射器用の内部バッフル
JP6401463B2 (ja) 管体レベルの空気流調整のためのシステム及び方法
US10208956B2 (en) Combustor for gas turbine engine
US8205452B2 (en) Apparatus for fuel injection in a turbine engine
CN104913340B (zh) 用于控制燃烧系统中的燃烧动力的系统及方法
US6752620B2 (en) Large scale vortex devices for improved burner operation
RU2300702C1 (ru) Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления
CN102628592B (zh) 构造为用于减轻高频动态性的涡轮燃烧器及相关方法
US8683804B2 (en) Premixing apparatus for fuel injection in a turbine engine
CN101713549B (zh) 用于在燃气涡轮机中混合空气-燃料的系统
RU2569137C2 (ru) Горелочное устройство промежуточного подогрева и способ работы газотурбинной установки с последовательным сгоранием
JP2019056547A (ja) 燃焼器用のトーチ点火器
JP2014173840A (ja) ガス・タービン・システム用の燃料−空気混合システム
JP2008089298A (ja) 天然ガススワール安定化ノズル及び方法に対する液体燃料による機能強化
JP2010197039A (ja) ガスタービン燃焼器用の同軸燃料及び空気プレミキサ
JP2014196899A (ja) マルチ噴射器微細混合システム
JP2014173836A (ja) 燃焼器用の空気拡散器
US20170074517A1 (en) Combustor for gas turbine engine
CN109539314A (zh) 一种具有波浪式叶片的新型径向旋流器
EP2778533A2 (en) Combustor for gas turbine engine
US10088160B2 (en) Gas turbine combustor and steam injected gas turbine
CN109340819A (zh) 一种增强雾化效果的文氏管装置
CN105247285B (zh) 用于低氮氧化物预混气体燃烧器的燃烧的方法
JP2014238177A (ja) ガスタービン燃焼器
CN211399780U (zh) 一种基于烟气外循环技术的超低NOx燃气喷头装置

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120918

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180405