RU2442932C1 - Low emission burner - Google Patents

Low emission burner Download PDF

Info

Publication number
RU2442932C1
RU2442932C1 RU2010122395/06A RU2010122395A RU2442932C1 RU 2442932 C1 RU2442932 C1 RU 2442932C1 RU 2010122395/06 A RU2010122395/06 A RU 2010122395/06A RU 2010122395 A RU2010122395 A RU 2010122395A RU 2442932 C1 RU2442932 C1 RU 2442932C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
standby
zone
air
holes
Prior art date
Application number
RU2010122395/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010122395A (en
Inventor
Дмитрий Юрьевич Бантиков (RU)
Дмитрий Юрьевич Бантиков
Владимир Иванович Васильев (RU)
Владимир Иванович Васильев
Валерий Николаевич Лавров (RU)
Валерий Николаевич Лавров
Юрий Ильич Цыбизов (RU)
Юрий Ильич Цыбизов
Дмитрий Игнатьевич Кустов (RU)
Дмитрий Игнатьевич Кустов
Борис Юрьевич Шариков (RU)
Борис Юрьевич Шариков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии"
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 "Новые технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии"
Priority to RU2010122395/06A priority Critical patent/RU2442932C1/en
Publication of RU2010122395A publication Critical patent/RU2010122395A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2442932C1 publication Critical patent/RU2442932C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas turbine engine building.
SUBSTANCE: invention can be used in the construction of combustion chambers (CC) of gas turbine engines (GTE) of earth application working with natural gas. Technical effect is reached in low emission burner containing body with nozzle, swirler with hollow blades with holes for fuel supply into the general zone, bluff central body with holes for fuel supply into the standby zone and holes of air supply to the standby zone, pin with fuel supply channels into general and standby zones and air inlet channel before the swirler, cocurrent air step swirler vane with height from 15 to 20% of the channel height.
EFFECT: ensures wide range of stable burning of CC and low emission level of NOx and CO during engine nominal operation due to reduction of fuel.
1 dwg, 2 dwg

Description

Изобретение - малоэмиссионная горелка - относится к устройствам для сжигания топливного газа в ГТД с низкой эмиссией вредных веществ в выхлопных газах двигателя. Применение малоэмиссионной горелки в ГТД позволяет обеспечивать жесткие экологические требования к содержанию вредных веществ в выхлопных газах.The invention - low-emission burner - relates to a device for burning fuel gas in a gas turbine engine with low emission of harmful substances in the exhaust gases of an engine. The use of a low-emission burner in a gas turbine engine ensures strict environmental requirements for the content of harmful substances in exhaust gases.

Эта задача становится особенно актуальной для высокоэффективных газотурбинных двигателей со степенью сжатия компрессора более 20.This task is becoming especially urgent for highly efficient gas turbine engines with a compression ratio of more than 20.

Для выполнения современных и перспективных экологических требований по эмиссии выхлопных газов ГТД разрабатываются горелки для сжигания бедной гомогенной (предварительно хорошо перемешанной) топливовоздушной смеси (ТВС) при температуре пламени не выше 1750 К. Рабочий процесс горения при этом осуществляется путем строго дозированной подачи топлива в горелки по нескольким контурам в зависимости от режима работы ГТД и условий окружающей среды.To meet current and future environmental requirements for gas turbine exhaust emissions, burners are being developed for burning a poor homogeneous (pre-mixed) air-fuel mixture (FA) at a flame temperature of no higher than 1750 K. The combustion process is carried out by strictly dosing the fuel into the burners several circuits depending on the mode of operation of the gas turbine engine and environmental conditions.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является патент на изобретение RU 94665 U1, МПК F23R 3/14 «Двухконтурная форсунка газотурбинного двигателя», опубликованный 27.05.2010.The closest analogue of the claimed invention is a patent for the invention RU 94665 U1, IPC F23R 3/14 "Double-circuit nozzle of a gas turbine engine", published on 05.27.2010.

В отличие от аналога заявленный технический результат в предлагаемой горелке достигается с помощью введения в конструкцию штока с каналами раздельного подвода топлива в дежурную и основную зоны и попутного уступа-турбулизатора воздушного потока высотой от 15 до 20% от высоты канала, располагаемого на входе перед лопатками завихрителя.In contrast to the analogue, the claimed technical result in the proposed burner is achieved by introducing into the design of the rod with channels for separate fuel supply to the standby and main zones and an associated ledge-turbulator of an air flow with a height of 15 to 20% of the height of the channel located at the inlet in front of the swirl blades .

На фиг.1 представлен общий вид малоэмиссионной горелки, где показано расположение основных элементов конструкции.Figure 1 presents a General view of the low-emission burner, which shows the location of the main structural elements.

Малоэмиссионная горелка содержит корпус с соплом (1); завихритель с полыми лопатками (2) и попутный уступ-турбулизатор (3) высотой от 15 до 20% от высоты канала, расположенный на наружном диаметре воздушного канала на входе перед лопатками завихрителя; шток (4) с каналами (5) и (6) подвода топлива в основную и дежурную зоны соответственно и с отверстиями (7) подачи топлива из кольцевого коллектора (8) в основную зону горения; плохообтекаемое центральное тело (9) с отверстиями (10) подачи топлива из кольцевого коллектора (11) через центральный канал (12) в дежурную зону и с отверстиями (13) подачи воздуха в дежурную зону горения.Low emission burner contains a housing with a nozzle (1); a swirl with hollow blades (2) and a side step-turbulator (3) with a height of 15 to 20% of the height of the channel located on the outer diameter of the air channel at the inlet in front of the blades of the swirl; a rod (4) with channels (5) and (6) for supplying fuel to the main and standby zones, respectively, and with holes (7) for supplying fuel from the annular manifold (8) to the main combustion zone; poorly streamlined central body (9) with holes (10) for supplying fuel from the annular collector (11) through the central channel (12) to the standby zone and with holes (13) for supplying air to the standby combustion zone.

Малоэмиссионная горелка работает следующим образом.Low emission burner operates as follows.

Через кольцевой канал 6 штока 4 подается топливо в кольцевой коллектор 11 дежурной зоны, расположенный внутри корпуса 1 горелки. Далее топливо проходит через каналы ряда отдельных полых лопаток и поступает в центральный канал 12 и через отверстия 13 на торцевой стенке центрального тела 9, где струи дежурного топлива внедряются в закрученную струю воздуха.Through the annular channel 6 of the rod 4, fuel is supplied to the annular collector 11 of the standby zone located inside the burner housing 1. Further, the fuel passes through the channels of a number of individual hollow vanes and enters the central channel 12 and through the openings 13 on the end wall of the central body 9, where jets of standby fuel are introduced into a swirling air stream.

Разжигается дежурная зона, назначение которой - поддержка горения гомогенной топливовоздушной смеси (ТВС) основной зоны горения. Горение дежурного топлива происходит диффузионно в обратных токах за центральным телом 9 в закрученной струе воздуха.The duty zone is fired up, the purpose of which is to support the combustion of a homogeneous fuel-air mixture (FA) of the main combustion zone. Combustion of standby fuel occurs diffusion in reverse currents behind the central body 9 in a swirling stream of air.

Через трубку 5 штока 4 топливо подается в кольцевой коллектор 8 основной зоны горения. Далее топливо через большое число мелких отверстий 7 в стенках другого ряда полых лопаток 2 впрыскивается в поток воздуха, входящий в завихритель горелки 2, обтекая попутный уступ-турбулизатор 3. Образуется бедная однородная топливовоздушная смесь основной зоны, выходящая из горелки в виде кольцевой закрученной струи.Through the tube 5 of the rod 4, fuel is supplied to the annular collector 8 of the main combustion zone. Further, fuel through a large number of small holes 7 in the walls of another row of hollow blades 2 is injected into the air stream entering the swirl of the burner 2, flowing around the associated step-turbulator 3. A poor homogeneous air-fuel mixture of the main zone is formed, emerging from the burner in the form of an annular swirling jet.

Для организации горения дежурной зоны и охлаждения торцевой стенки и самого центрального тела 9 используется воздух, подаваемый через отверстия 12, струи которого направлены вдоль кромки.To organize the combustion of the standby zone and the cooling of the end wall and the central body 9 itself, air is used supplied through the openings 12, the jets of which are directed along the edge.

Горение ТВС основного контура в закрученной струе обеспечивается при подводе тепла от горящего дежурного топлива, внедренного в нее, а также в следе за центральным телом, совместно с дежурным топливом и возвратными продуктами горения. В результате взаимного поддерживающего горения двух зон в горелках обеспечивается устойчивое горение во всем рабочем диапазоне. На номинальном режиме работы двигателя ТВС основного контура практически горит уже без тепловой поддержки дежурной зоны, и уменьшение расхода топлива в дежурную зону обеспечивает минимальный уровень выбросов вредных веществ.The combustion of fuel assemblies of the main circuit in a swirling jet is ensured by supplying heat from a burning standby fuel embedded in it, as well as in the wake of the central body, together with standby fuel and return combustion products. As a result of the mutual supporting combustion of the two zones in the burners, stable combustion is ensured in the entire operating range. In the nominal engine operating mode, the fuel assembly of the main circuit is practically already without thermal support of the standby zone, and a decrease in fuel consumption in the standby zone ensures a minimum level of emissions of harmful substances.

Claims (1)

Малоэмиссионная горелка, содержащая корпус с соплом; завихритель с полыми лопатками с отверстиями подачи топлива в основную зону; плохообтекаемое центральное тело с отверстиями подачи топлива в дежурную зону и отверстиями подачи воздуха в дежурную зону; шток с каналами подвода топлива в основную и дежурную зоны и выполненный на входе в воздушный канал горелки перед завихрителем попутный уступ-турбулизатор воздуха высотой от 15 до 20% от высоты канала. Low emission burner containing a housing with a nozzle; swirl with hollow blades with fuel supply holes in the main zone; poorly streamlined central body with openings for supplying fuel to the standby zone and openings for supplying air to the standby zone; rod with channels for supplying fuel to the main and standby zones and an associated step-turbulator of air with a height of 15 to 20% of the height of the channel made at the entrance to the burner air channel in front of the swirl.
RU2010122395/06A 2010-06-01 2010-06-01 Low emission burner RU2442932C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122395/06A RU2442932C1 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Low emission burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122395/06A RU2442932C1 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Low emission burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010122395A RU2010122395A (en) 2011-12-10
RU2442932C1 true RU2442932C1 (en) 2012-02-20

Family

ID=45405171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010122395/06A RU2442932C1 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Low emission burner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2442932C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198755U1 (en) * 2019-12-30 2020-07-28 Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" LOW EMISSION BURNER
RU2744963C1 (en) * 2020-06-09 2021-03-17 Акционерное общество "Металлист-Самара" Combustion chamber of gas-turbine plant with external flame tubes and low-emission burner device
RU204041U1 (en) * 2020-08-25 2021-05-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Dual-circuit nozzle
RU2763964C1 (en) * 2019-12-30 2022-01-11 Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" (ПАО "ОДК-Кузнецов") Double-circuit burner of low-emission combustion chamber of gas turbine engine
RU2764495C1 (en) * 2020-01-20 2022-01-17 Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" Low-toxicity burner
RU212719U1 (en) * 2021-12-13 2022-08-03 Публичное акционерное общество "Калужский двигатель" (ПАО КАДВИ) Double-circuit gas nozzle for gas turbine engines

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU794301A1 (en) * 1978-12-13 1981-01-07 Предприятие П/Я М-5906 Burner
FR2695191B1 (en) * 1992-08-29 1996-03-22 Mtu Muenchen Gmbh BURNER FOR GAS TURBINE PROPELLERS.
GB2305498A (en) * 1995-09-25 1997-04-09 European Gas Turbines Limited Fuel injector arrangement for a combustion apparatus
US5930999A (en) * 1997-07-23 1999-08-03 General Electric Company Fuel injector and multi-swirler carburetor assembly
RU2170391C1 (en) * 2000-03-20 2001-07-10 Открытое Акционерное Общество "Турбомоторный Завод" Combustion chamber burner arrangement
RU94665U1 (en) * 2009-12-28 2010-05-27 Открытое акционерное общество "Мотор Сич" TWO-CIRCUIT NOZZLE FOR GAS-TURBINE ENGINES

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU794301A1 (en) * 1978-12-13 1981-01-07 Предприятие П/Я М-5906 Burner
FR2695191B1 (en) * 1992-08-29 1996-03-22 Mtu Muenchen Gmbh BURNER FOR GAS TURBINE PROPELLERS.
GB2305498A (en) * 1995-09-25 1997-04-09 European Gas Turbines Limited Fuel injector arrangement for a combustion apparatus
US5930999A (en) * 1997-07-23 1999-08-03 General Electric Company Fuel injector and multi-swirler carburetor assembly
RU2170391C1 (en) * 2000-03-20 2001-07-10 Открытое Акционерное Общество "Турбомоторный Завод" Combustion chamber burner arrangement
RU94665U1 (en) * 2009-12-28 2010-05-27 Открытое акционерное общество "Мотор Сич" TWO-CIRCUIT NOZZLE FOR GAS-TURBINE ENGINES

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198755U1 (en) * 2019-12-30 2020-07-28 Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" LOW EMISSION BURNER
RU2763964C1 (en) * 2019-12-30 2022-01-11 Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" (ПАО "ОДК-Кузнецов") Double-circuit burner of low-emission combustion chamber of gas turbine engine
RU2764495C1 (en) * 2020-01-20 2022-01-17 Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" Low-toxicity burner
RU2744963C1 (en) * 2020-06-09 2021-03-17 Акционерное общество "Металлист-Самара" Combustion chamber of gas-turbine plant with external flame tubes and low-emission burner device
RU204041U1 (en) * 2020-08-25 2021-05-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Dual-circuit nozzle
RU212719U1 (en) * 2021-12-13 2022-08-03 Публичное акционерное общество "Калужский двигатель" (ПАО КАДВИ) Double-circuit gas nozzle for gas turbine engines
RU2812558C1 (en) * 2023-03-14 2024-01-30 АО "Казанское моторостроительное производственное объединение" Low-emission dual-circuit burner
RU2808326C1 (en) * 2023-07-03 2023-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Low-emission burner of combustion chamber of gas turbine power unit

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010122395A (en) 2011-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8117845B2 (en) Systems to facilitate reducing flashback/flame holding in combustion systems
US8579214B2 (en) Swirler vane
RU94665U1 (en) TWO-CIRCUIT NOZZLE FOR GAS-TURBINE ENGINES
CN106678868A (en) Integrated afterburner provided with deflected rectification support plate
RU2442932C1 (en) Low emission burner
CN113324262B (en) Coaxial staged gas fuel combustor head for low emission gas turbine
CN104534515B (en) Gas-turbine combustion chamber head construction
CN113310071A (en) Coaxial staged combustor for low-pollution combustion chamber of gas fuel gas turbine
KR101738946B1 (en) Ultra low emission Burner
CN104956150B (en) The fuel injection that air is oriented to
RU2349840C1 (en) Annular combustion chamber of gas-turbine engine
CN105402772A (en) Pneumatic steady flame center staged combustor
WO2014090493A1 (en) Recessed fuel injector positioning
CN110145737A (en) A kind of rotational-flow stable-flame radial spray low NO
JP2013217635A (en) Diffusion combustor fuel nozzle
RU2347144C1 (en) Annular combustion chamber of gas turbine engine and method of its operation
JP2009281688A (en) Burner of combustion device, and combustion device equipped with the same
CN109282307B (en) Standing vortex cavity rotational flow atomization device for flame tube head
KR101289411B1 (en) Low pollutant emission combustion using high-temperature fgr and nozzle of coanda effect
RU2197685C1 (en) Burner
CN104832949A (en) Airflow induction backward step standing vortex flame stabilization grading combustion chamber
CN205825115U (en) The low stain toroidal combustion chamber of gas turbine
RU2343356C1 (en) Annular combustion chamber of gas-turbine engine and method of its operation
RU2763964C1 (en) Double-circuit burner of low-emission combustion chamber of gas turbine engine
CN213746855U (en) Swirl nozzle suitable for combustion chamber of gas turbine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120602