TW201615963A - 具有廢氣再循環的軸向階段燃燒系統 - Google Patents

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Abstract

一種在氣渦輪引擎(12)中之軸向階段燃燒系統的操作方法，該氣渦輪引擎包括EGR系統，其可將一部分由氣渦輪機引擎(12)所產生的廢氣提取至燃燒器(18)的第二軸向階段。所提取的廢氣在升溫下提供給位於燃燒器(18)的第二軸向階段(34)的一組噴射器噴嘴(50)中。二級的燃料供應管線(34)延伸到每一個噴射器噴嘴(50)上的入口，並且燃料在噴射器噴嘴(50)內與廢氣混合，並且燃料和廢氣的混合物被注入燃燒器(18)的第二軸向階段中(34)。

Description

具有廢氣再環循的軸向階段燃燒系統 聯邦贊助研發之聲明
本發明之開發部分來自於美國能源部的獎助合約，合約編號為DE-FC26-05NT42644。因此，美國政府對於本發明將擁有一定的權利。
本發明係關於氣渦輪引擎，具體而言，係關於具有廢氣再循環之氣渦輪引擎，其可控制軸向階段(axial stage)燃燒系統的排放。
氣渦輪機，例如可用於簡單或複合式循環發電廠者，將燃料和壓縮空氣的混合物燃燒，以產生熱工作氣體。工作氣體膨脹通過渦輪機的階段，以產生能用來驅動負載，亦即發電機，和/或驅動壓縮機的電力。從渦輪排出的氣體可包括各種燃燒副產物，如一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)及其衍生物，和二氧化碳(CO2)。這些副產物，或排放物，通常會受到日益嚴格的法規限制，而此通常也會加重操作上的限制，而導致電力輸出和效率的降低或限制。
舉例而言，提高渦輪入口溫度(TIT)可以提高效率，也可能會增加NOx的濃度，除非有實施其它措施，以抵消伴隨著較高溫度所產生排放量的增加。此類其它措施包括注入稀釋劑以降低火焰溫度，例如含有CO2、N2和/或蒸汽的稀釋劑。然而，儘管這些稀釋劑可以有效減少排放物，它們通常也會增加電廠成本，並且某些稀釋劑可能不容易取得用於所有的電廠。
根據本發明的一種態樣，提供了一種在氣渦輪引擎中之軸向階段燃燒系統的操作方法，該軸向階段燃燒系統具有一個供應熱工作氣體至渦輪的軸向階段燃燒器。此方法包括提供一條將燃料供應至燃燒器的燃料供應管線；供應壓縮空氣至燃燒器的頭端並且將壓縮空氣與燃料混合；在燃燒器的第一軸向階段中點燃燃料和壓縮空氣，以形成供應至渦輪的熱工作氣體；以及提供一個廢氣再循環(EGR)系統，將氣渦輪引擎產生的一部分廢氣提取至燃燒器的第二軸向階段。EGR系統的操作包括將提取自氣渦輪引擎的廢氣質量流運送至位於燃燒器第二軸向階段的一組噴射器噴嘴中；經由二級的燃料供應管線將燃料流運送到每一個噴射器噴嘴，其中二級的燃料供應管線延伸到每一個噴射器噴嘴的入口處，以使得燃料與廢氣隔絕；以及使燃料與廢氣在噴射器噴嘴內混合，並且將燃料和廢氣的混合物噴射入燃燒器的第二軸向階段中。
燃料和廢氣可以是在噴射器噴嘴中所形成混合物的專有成分。
當廢氣從氣渦輪引擎輸送至噴射器噴嘴時，廢氣可以部分被冷卻至低於燃料自燃溫度之下。在部分冷卻之後，廢氣的壓力可能升高至高於燃燒器內的殼層空氣壓力，同時廢氣的溫度仍維持在低於燃料自燃溫度之下。
提供給燃燒器的第二軸向階段的廢氣溫度至多可比提供給燃燒器頭端部的氣體溫度高200℃。
噴射器噴嘴可包括多個延伸穿透燃燒器壁之沿圓周而間隔環繞的噴嘴，其界定出與通過燃燒器之熱氣體接觸的流動邊界。
提取自氣渦輪引擎之EGR系統的廢氣整體質量流可被運送到第二軸向階段。
提取自氣渦輪引擎的廢氣之質量流可以是排出渦輪之廢氣總質量流的8%至15%。
在廢氣進入燃燒器的第二軸向階段之前，廢氣可以運送通過熱回收蒸汽發電機(HRSG)，其中該HRSG可以是在廢氣由氣渦輪引擎通往第二軸向階段之流動路徑中的唯一熱提取部件。
通過HRSG之後，廢氣的壓力可能升高至高於燃燒器內的殼層空氣壓力，同時廢氣的溫度仍維持在低於燃料自燃溫度之下。
依據本發明的另一種態樣，提供了一種在氣渦輪引擎中之軸向階段燃燒系統的操作方法，該軸向階 段燃燒系統具有一個供應熱工作氣體至渦輪的軸向階段燃燒器。此方法包括提供一條將燃料供應至燃燒器的燃料供應管線；供應壓縮空氣至燃燒器的頭端並且將壓縮空氣與燃料混合；在燃燒器的第一軸向階段點燃燃料和壓縮空氣，以形成供應至渦輪的熱工作氣體；提供一個廢氣再循環(EGR)系統，將氣渦輪引擎產生的一部分廢氣提取至燃燒器的第二軸向階段。EGR系統的操作包括將提取自氣渦輪引擎的廢氣質量流運送至燃燒器的第二軸向階段中；經由二級的燃料供應管線將燃料流運送到燃燒器的第二軸向階段中；使燃料與廢氣混合，並且將燃料和廢氣的混合物注入燃燒器的第二軸向階段；並且在廢氣進入燃燒器的第二軸向階段之前，將廢氣運送通過熱回收蒸汽發電機(HRSG)，其中該HRSG是在廢氣由氣渦輪引擎通往第二軸向階段之流動路徑中的唯一熱提取部件。
廢氣可以在HRSG中被冷卻至低於燃料自燃溫度之下。
通過HRSG之後，廢氣的壓力可能升高至高於燃燒器內的殼層空氣壓力，同時廢氣的溫度仍維持在低於燃料自燃溫度之下。
提供給燃燒器的第二軸向階段的廢氣溫度至多可比提供給燃燒器頭端部的氣體溫度高200℃。
燃料和廢氣可以提供至多個延伸穿透燃燒器壁之沿圓周而間隔環繞的噴嘴中，其界定出與通過燃燒器之熱氣體接觸的流動邊界。
提取自氣渦輪引擎之EGR系統的廢氣的整體質量流可以被運送至第二軸向階段中，並且為排出渦輪之廢氣總質量流的8%至15%。
本發明還有一種態樣係提供一種發電廠，其包含具有可將熱工作氣體供應至渦輪之軸向階段燃燒器的氣渦輪引擎；燃料供應裝置，將燃料經由第一供應管線供應至燃燒器，並且該氣渦輪引擎具有可將壓縮空氣供應至燃燒器頭端的壓縮機。該燃燒器具有第一軸向階段，其中燃料和壓縮空氣之混合物在該處點燃，以形成供應至渦輪的熱加工氣體。提供的廢氣再循環(EGR)系統具有入口，可提取一部分由氣渦輪引擎產生的廢氣，且具有出口可將廢氣作為稀釋劑提供至燃燒器的第二軸向階段中。EGR系統包括一個將廢氣運送至燃燒器第二軸向階段中的廢氣流管線、將燃料由燃料供應器運送至燃燒器第二軸向階段的二級燃料供給管線，和一組在燃燒器的第二軸向階段處沿圓周而間隔排列的噴射器噴嘴。每個噴射器噴嘴具有一對入口，包括一個用於接收來自廢氣流管線之廢氣流的獨立入口，以及用於接收來自二級燃料流管線之燃料流的獨立入口，並且每一個噴射器噴嘴將廢氣與燃料予以混合，並且將廢氣和燃料的混合物噴射入燃燒器的第二軸向階段中。
提取自氣渦輪引擎之EGR系統的廢氣的整個部分可以被運送至第二軸向階段中，並且為排出渦輪之廢氣總質量流的8%至15%。
熱回收蒸汽發電機(HRSG)可以位於在EGR系統的入口和出口之間的廢氣流管線中，其中該HRSG可以是在由氣渦輪引擎通往第二軸向階段之廢氣流路徑中的唯一熱提取部件。
10,10’‧‧‧發電廠
12‧‧‧氣渦輪引擎
14,14’‧‧‧廢氣再循環系統
16‧‧‧壓縮機
18‧‧‧燃燒器
20‧‧‧渦輪
22‧‧‧管線
24‧‧‧殼腔
26‧‧‧頭端
28‧‧‧燃燒籃
30‧‧‧燃燒器壁
32‧‧‧第一軸向階段
34‧‧‧第二軸向階段
36‧‧‧燃料源
38‧‧‧第一燃料管線
40‧‧‧工作氣體導管或轉接管
42‧‧‧第二燃料管線
44‧‧‧轉軸
45‧‧‧發電機
46‧‧‧廢氣流管線
48‧‧‧廢氣出口
49‧‧‧分流器
50‧‧‧噴射噴嘴
52,52’‧‧‧熱交換器
53‧‧‧壓縮機
54‧‧‧第一入口
56‧‧‧第二入口
58‧‧‧中心體
60‧‧‧同心外體
62‧‧‧中央通道
64‧‧‧徑向口
66‧‧‧外部主要流動通道
68‧‧‧噴嘴出口
70‧‧‧燃料歧管
71‧‧‧內部通道
72‧‧‧廢氣歧管
73‧‧‧內部通道
74‧‧‧熱回收蒸汽發電機
76‧‧‧蒸汽循環
雖然本說明書所主張的權利在專利申請範圍中特別指出並清楚地要求，但藉由以下的詳細描述並參考所附圖示，相信可對本發明得到更好的理解，其中相同的符號係代表相同的元件，並且其中：第1圖為說明本發明態樣之簡單循環發電廠之一部分的示意圖；第2圖為說明本發明態樣之複合式循環發電廠之一部分的示意圖；第3圖為本發明態樣之軸向階段式燃燒器的剖面圖；以及第4圖為用於第3圖之軸向階段式燃燒器之噴嘴的剖面圖。
在以下詳細描述的較佳實施實例中，參考了附圖，其亦形成了本文的一部分，並且其僅係用來舉例說明本發明所可實施的具體較佳實施實例，而非對本發明加以侷限。但應理解，也可以使用其它的實施實例，並且可以在不偏離本發明精神和範疇的情況下作改變。
本發明係針對使用氣渦輪引擎中的廢氣，利用以化學計量燃燒的再循環廢氣來減少NOx排放物的形 成。為了在較高的渦輪入口溫度(TIT)下操作氣渦輪引擎，而不會顯著增加NOx或聲響，可以實施軸向階段式燃燒器。本發明的一種態樣中已注意到，在燃燒器的軸向階段中噴射入純燃料可導致非常高的局部火焰溫度，其結果將伴隨著NOx的增加。依據本發明的另一種態樣，可將氣渦輪引擎所產生的廢氣以相當小的比例再循環至引擎燃燒器的軸向階段中，作為稀釋劑，以減少在升高的火焰溫度(例如，高達約1700℃)下所形成燃燒產物中的NOx排放量。依據本發明還有的另外一種態樣，對再循環的廢氣施以最小冷卻，從而降低冷卻成本，並且廢氣可以分開由燃燒器之軸向階段輸送至二級燃料供應器。在本發明的另外一種態樣中，廢氣被提供至位於燃燒器軸向階段的注射器噴嘴處，並且當其噴射入燃燒器時，在噴射器噴嘴與二級燃料混合。
參照第1圖，其所顯示的是一個發電廠10。該發電廠10包括一個氣渦輪引擎12，其係由燃燒期間所產生的高溫工作氣體來產生動力和/或電力。所顯示的氣渦輪引擎12是在簡單循環結構的發電廠10中，並且包括一個廢氣再循環(EGR)系統14，其係用來再循環氣渦輪引擎12所產生的廢氣。
氣渦輪引擎12包括壓縮機16、軸向階段燃燒器18和渦輪20。壓縮機16被建構成能壓縮入口的空氣，並且使壓縮空氣經由壓縮空氣通道(圖中以管線22來標示)提供至燃燒器18中。由第3圖可看出，燃燒器18可以是筒環形燃燒器，其具有一個用來接收來自壓縮 機16之壓縮空氣的殼腔24，並且將壓縮空氣(殼層空氣)提供至燃燒器籃(combustor basket)28的頭端26。燃燒器18包括燃燒器壁30，其界定出與通過燃燒器18之熱氣體的流動邊界。燃燒器壁30可以由一或多個圓筒形的器壁片形成，並且環繞並界定出燃燒器18的第一軸向階段32，形成主要或是第一燃燒區域，以及燃燒器18的第二軸向階段34，形成二級或第二燃燒區域，其係在第一燃燒區域32的下游處。
參考第1圖，燃料係由燃料源36供應至燃燒器18，例如經由主要或第一燃料管線38。可提供的典型燃料包括油、天然氣、合成氣、氫氣或天然氣、合成氣和氫的組合。殼層空氣和燃料可以在籃28的頭端26混合，並且在第一軸向階段32中點燃，以形成熱工作氣體。熱工作氣體由第一軸向階段32通過第二軸向階段34，並且進入工作氣體導管或轉接管40(第3圖)，而將熱工作氣體轉送至渦輪20。二級或第二燃料管線42自燃料源36運送燃料(二級燃料)至燃燒器18，在該處，燃料被噴入第二軸向階段34，而在燃燒器的第二軸向階段中產生額外的燃燒產物，以提高TIT。渦輪機20使熱工作氣體膨脹以提取功，旋轉轉軸44以驅動壓縮機16和/或負載，例如發電機45。
依據本發明的一種態樣，EGR系統14包括一個廢氣流管線46，其由渦輪20的廢氣出口48延伸到位於燃燒器18第一軸向階段32下游的軸向階段，更特別的是，延伸到界定出第二燃燒區域的第二軸向階段 34。如同以下將進一步描述的，一部分的廢氣流可在分流器49處自廢氣流中提取，而藉由廢氣流管線46運送至燃燒器18。藉由EGR系統14運送的廢氣將與第二燃料管線42所供應的二級燃料混合，並且經由多個延伸穿透燃燒器18的器壁30之沿圓周而間隔環繞的噴射噴嘴50(第3圖)噴入燃燒器18中。在廢氣流管線46中可提供一個熱交換器52，以便於在與二級燃料混合之前將廢氣冷卻。依據本發明的另一種態樣，當廢氣被運送到燃燒器18中時，藉由熱交換器52冷卻的廢氣較佳係冷卻最小的量，因而可使得用來冷卻廢氣所使用的能量極小化，使得電廠效率得以跟著改進。
參考第1圖，EGR壓縮機53也是設置在廢氣流管線46中，以提高供給至燃燒器18的第二軸向階段34之廢氣的壓力。為了提供廢氣以足夠的壓力噴入燃燒器18中，壓縮機53將廢氣流管線46中的壓力增加到比殼層空氣的壓力要高2至4巴。
參考第4圖，所顯示的是延伸穿透燃燒器18之器壁30的噴射器噴嘴50之實施實例。噴嘴50具有一對入口，其可包括用於接收來自第二燃料管線42所供應的燃料之第一入口54，以及用於接收來自廢氣流管線46所接收的廢氣之第二入口56。值得注意的是，由第二燃料供應管線42供應的燃料和來自廢氣流管線46的廢氣為噴射器噴嘴50中所形成之混合物的專有成分。特別是，燃料和廢氣係在沒有添加如殼層空氣之類之氧化劑的情況下，在噴嘴50中混合。
第一入口54可以在噴嘴50的中心體58中形成，並且第二入口56可在中心體58和同心外體60之間劃定出。第一入口54使燃料流送至中心體58的中央通道62，並且在中心體58中的徑向口64可讓燃料通入外部主要流動通道66，以使其在由噴嘴出口68噴入第二軸向階段34之前與廢氣流混合。雖然已描述一種特定的噴嘴實施實例，但應理解，提供相同或類似操作特性的其他噴嘴構造也可以使用。
噴射噴嘴50可以伴隨著歧管，其係延伸環繞著燃燒器18，而由第二燃料管線42和廢氣流管線46供應燃料和再循環的廢氣。具體而言，環狀延伸的燃料歧管70可接收來自第二燃料管線42的燃料流，並且包括一個內部通道71，其與每一個噴射噴嘴50的第一入口54流體連通。同樣的，環狀延伸的廢氣歧管72可接收來自廢氣流管線46的廢氣流，並且包括一個內部通道73，其與每一個噴射噴嘴50的第二入口56流體連通。或者是，其可理解為，每一個噴嘴50可經過由第二燃料管線42和廢氣流管線46直接至各自對應到第一和第二入口54、56的各別管線來進料燃料和廢氣。
依據本發明的一種態樣，EGR系統14被構建成能供應再循環廢氣至燃燒器18中，以使得燃燒器在大約1700℃的高溫燒成溫度下操作，而不會增加NOx排放量使其超過可接受的程度。特別是，添加再循環廢氣至第二軸向階段34可降低化學計量的火焰溫度，使得燃燒器18在較高的火焰溫度下操作，而不會增加NOx 排放量使其超過可接受的限值。本發明的一種態樣包括將提取自渦輪引擎12之再循環廢氣的整體質量流提供至燃燒器18的第二軸向階段34中，其不同於現有系統將再循環廢氣提供至上游位置(如燃燒器的頭端)或壓縮機的階段中。據信，這種配置方式與將廢氣供應至上游位置的方式相比，其能夠使要被提供的廢氣量較少，同時又能獲得相同的效果，亦即降低或避免NOx排放物增加，同時提高TIT。
例如，EGR系統14的廢氣流管線46可提供由渦輪引擎12的廢氣出口48提取之廢氣質量流，其為排出渦輪20之廢氣總質量流的8%至15%，然而將再循環廢氣提供至燃燒器頭端的構造則可能需要排出廢氣總質量流的30%以上，才能得到排放的益處。此外，在將廢氣再循環至上游位置的構造中，如壓縮機的入口或燃燒器的頭端，其通常需要施加實質量的冷卻，以避免壓縮機效率嚴重下降，並且可能需要將廢氣冷卻至基本上不高於40℃的溫度下。
藉由熱交換器52提供給經由廢氣流管線46供應之廢氣的冷卻為部分冷卻，其中部分冷卻廢氣流被定義為：當廢氣排出EGR壓縮機53時，將廢氣冷卻到低於燃料的自燃溫度以下，以避免燃料與廢氣混合時發生燃料自動點火的情形。依據本發明之態樣，如果廢氣被注入燃燒器18的頭端26，部分冷卻的廢氣係處於高於能有效使用溫度之上的升高溫度，亦即基本上大於40℃。然而，將廢氣提供至上游位置的配置方式則與此恰 好相反，提供至第二軸向階段34的廢氣之升高溫度不會實質影響引擎的效率。因此，本發明的目的之一係在升高溫度下提供廢氣至燃燒器18的軸向階段，亦即，減少消耗來冷卻廢氣的能量，以提供廢氣稀釋劑，同時極小化或減少與冷卻廢氣相關之引擎效率降低。據信，所述的渦輪引擎機結構和操作可以得到更高的TIT，同時減少與廢氣冷卻相關的能量損失。
值得注意的是，提供廢氣的溫度在自燃溫度之下也可確實防止燃料管線42中的逆燃。此外，燃料和廢氣可以在分離的管線或流路中分別運送到噴嘴入口54、56，以使得燃料與廢氣在鄰近進入第二軸向階段34之混合位置之前保持分離。
氣渦輪引擎燃料的自燃溫度可在400℃至500℃的範圍內，根據本發明的一種態樣，其可使得提供至第二軸向階段34的廢氣較佳之供應溫度是在400℃以下。此外，為了維持廢氣流管線46的長期使用壽命，廢氣應冷卻至該廢氣流管線46之形成材料的操作限值的溫度範圍內。
提供給燃燒器18軸向階段之廢氣的示範性溫度可能是大於100℃的溫度，設定為基本上高於40℃以上，並且在簡單循環的例子中，升高溫度將比提供至燃燒器18之頭端26的氣體之溫度(例如殼層空氣)高約200℃，從而實質減少用於冷卻廢氣所需的能量。一般而言，可理解的是，依據本發明所述的態樣，進入燃燒器18軸向階段中之廢氣的較高溫度，伴隨著減少冷卻，至 高可達低於自燃溫度的溫度下，例如400℃以下，將可改善發電廠的效率。
此外，由於廢氣的升高溫度係低於燃料的自燃溫度，避免了燃料/廢氣混合物在噴嘴50中自燃。雖然，在進入燃燒器18的軸向階段時使燃料和廢氣在噴嘴50中進行混合被認為是較佳的方式，但在供應管線的上游處(例如用於將混合物噴入燃燒器18之軸向階段中的噴嘴的上游)形成燃料/廢氣混合物，仍在本發明的範圍內。
參考第2圖，說明了另一種可能的發電廠10'的結構。發電廠10'包括一個氣渦輪引擎12，其係由燃燒期間所產生的高溫工作氣體來產生動力和/或電力。所顯示的氣渦輪引擎12是複合式循環結構，並且包括一個替代的廢氣再循環(EGR)系統14’，其係用來再循環氣渦輪引擎12所產生的廢氣。
在廢氣再循環(EGR)系統14'的另一種結構中，熱回收蒸汽發電機(HRSG)74係位於界定在渦輪廢氣出口48處的EGR系統14'的入口，與界定在例如第二噴嘴入口56處的EGR系統14’的出口之間的廢氣流管線46中，並且通往。HRSG74接收來自渦輪20之廢氣出口48的廢氣，並且將來自廢氣的一實質部分的熱能轉換至複合式循環電廠10’中的蒸汽循環76之蒸汽。蒸汽循環76可包括一或多個蒸汽渦輪(圖中未顯示)，並且可以包括額外的發電機(圖中未顯示)。在出口48的廢氣溫度一般是在約600℃至700℃的範圍內，並且離開HRSG 74的氣體溫度通常是在約90℃至150℃的範圍內。
離開HRSG 74的一部分廢氣(例如廢氣總質量流的8%至15%)可以在分流器49處分流，並且分流的部分可以參考第1圖以前述的相同方式運送到燃燒器18中。HRSG 74可以是在廢氣流動管線46中的唯一熱提取部件，使其不必要包括熱交換器52'，其在第2圖中以虛線選擇性地描繪。在包括熱交換器52'的情況下，使廢氣冷卻至低於自燃溫度的溫度以進行壓縮，並且經由廢氣流管線46傳遞所需的能量將小於第1圖之實施實例所需的能量。因此，本發明在第2圖的實施實例中，可以更為改善的效率來實現。
如同第1圖的實施實例，第2圖的實施實例可在升高的溫度下將廢氣作為稀釋劑提供至燃燒器18的第二軸向階段34中。廢氣稀釋劑的高溫可使得發電廠10’得以在使用較少能量來冷卻廢氣的情況下操作，使得電廠效率得以跟著改進。
雖然本發明的具體實施實例已被說明和描述，但對於習於本技術領域者而言，所可進行的各種其它的變化和修改而不會偏離本發明的精神和範圍，將是顯而易見的。因此，所有的這些在本發明範疇內的變化和修改皆意欲包含在所附的專利申請範圍之內。
10‧‧‧發電廠
12‧‧‧氣渦輪引擎
14‧‧‧廢氣再循環系統
16‧‧‧壓縮機
18‧‧‧燃燒器
20‧‧‧渦輪
22‧‧‧管線
32‧‧‧第一軸向階段
34‧‧‧第二軸向階段
36‧‧‧燃料源
38‧‧‧第一燃料管線
40‧‧‧工作氣體導管或轉接管
42‧‧‧第二燃料管線
44‧‧‧轉軸
45‧‧‧發電機
46‧‧‧廢氣流管線
48‧‧‧廢氣出口
49‧‧‧分流器
50‧‧‧噴射噴嘴
52‧‧‧熱交換器
53‧‧‧壓縮機

Claims (19)

  1. 一種在氣渦輪引擎中之軸向階段(axial stage)燃燒系統的操作方法，該氣渦輪引擎具有將熱工作氣體供應至渦輪的軸向階段燃燒器，此方法包括：提供將燃料供應至該燃燒器的燃料供應管線；供應壓縮空氣至燃燒器的頭端並且將壓縮空氣與燃料混合；在該燃燒器的第一軸向階段中點燃燃料和壓縮空氣，以形成供應至渦輪的熱工作氣體；提供廢氣再循環(EGR)系統，其將該氣渦輪引擎產生的一部分廢氣提取至該燃燒器的第二軸向階段，包括：將提取自該氣渦輪引擎的廢氣質量流輸送至位於該燃燒器的該第二軸向階段的一組噴射器噴嘴中；經由二級的燃料供應管線將燃料流輸送到每一個該噴射器噴嘴，其中二級的燃料供應管線延伸到每一個該噴射器噴嘴的入口處，以使得燃料與廢氣隔絕；以及使燃料與廢氣在噴射器噴嘴內混合，並且將燃料和廢氣的混合物噴入該燃燒器的該第二軸向階段中。
  2. 如請求項1之方法，其中燃料和廢氣是在該噴射器噴嘴中所形成該混合物的專有成分。
  3. 如請求項1之方法，包括在廢氣自該氣渦輪引擎輸送至該噴射器噴嘴時，將廢氣部分冷卻至低於燃料自燃溫度之下。
  4. 如請求項3之方法，還進一步包括，在部分冷卻之後，將廢氣的壓力升高至高於在該燃燒器內的殼層空氣壓力，並將廢氣的溫度維持在低於燃料自燃溫度之下。
  5. 如請求項4之方法，其中提供給該燃燒器的第二軸向階段的廢氣溫度至多可比提供給該燃燒器頭端部的氣體溫度高出200℃。
  6. 如請求項1之方法，其中該噴射器噴嘴包括多個延伸穿透該燃燒器之壁之沿圓周而間隔環繞的噴嘴，其界定出與通過該燃燒器之熱氣體接觸的流動邊界。
  7. 如請求項1之方法，其中提取自該氣渦輪引擎之用於該EGR系統的廢氣整體質量流被輸送到該第二軸向階段。
  8. 如請求項7之方法，其中提取自該氣渦輪引擎的廢氣之質量流為排出渦輪之廢氣總質量流的8%至15%。
  9. 如請求項1之方法，包括在廢氣進入該燃燒器的該第二軸向階段之前，將廢氣輸送通過熱回收蒸汽發電機(HRSG)，其中該HRSG是在廢氣由該氣渦輪引擎通往該燃燒器的該第二軸向階段之流路中的唯一熱提取部件。
  10. 如請求項9之方法，在通過該HRSG之後，將廢氣的壓力升高至高於該燃燒器內的殼層空氣壓力，並將廢氣的溫度仍維持在低於燃料自燃溫度之下。
  11. 一種在氣渦輪引擎中之軸向階段燃燒系統的操作方法，該氣渦輪引擎具有將熱工作氣體供應至渦輪的軸向階段燃燒器，此方法包括： 提供將燃料供應至該燃燒器的燃料供應管線；供應壓縮空氣至該燃燒器的頭端並且將壓縮空氣與燃料混合；在該燃燒器的第一軸向階段點燃燃料和壓縮空氣，以形成供應至渦輪的熱工作氣體；提供廢氣再循環(EGR)系統，其將該氣渦輪引擎產生的一部分廢氣提取至該燃燒器的第二軸向階段，包括：將提取自該氣渦輪引擎的廢氣質量流輸送至該燃燒器的該第二軸向階段中；經由二階段的燃料供應管線將燃料流輸送到該燃燒器的該第二軸向階段中；使燃料與廢氣混合，並且將燃料和廢氣的混合物提供至該燃燒器的該第二軸向階段；並且在廢氣進入該燃燒器的該第二軸向階段之前，將廢氣輸送通過熱回收蒸汽發電機(HRSG)，其中該HRSG是在廢氣由該氣渦輪引擎通往該燃燒器的該第二軸向階段之流路中的唯一熱提取部件。
  12. 如請求項11之方法，其中廢氣在該HRSG中被部分冷卻至低於燃料自燃溫度之下。
  13. 如請求項12之方法，還進一步包括，在通過該HRSG之後，將廢氣的壓力升高至高於該燃燒器內的殼層空氣壓力，並將廢氣的溫度維持在低於燃料自燃溫度之下。
  14. 如請求項11之方法，其中提供給該燃燒器的該第二軸向階段的廢氣溫度至多可比提供給該燃燒器頭端部的氣體溫度高出200℃。
  15. 如請求項11之方法，其中燃料和廢氣被提供至多個延伸穿透該燃燒器之壁之沿圓周而間隔環繞的噴嘴，其界定出與通過該燃燒器之熱氣體接觸的流動邊界。
  16. 如請求項11之方法，其中提取自該氣渦輪引擎之用於該EGR系統的廢氣整體質量流被輸送到該第二軸向階段，並且為排出渦輪之廢氣總質量流的8%至15%。
  17. 一種發電廠，其包含：具有可將熱工作氣體供應至渦輪之軸向階段燃燒器的氣渦輪引擎；燃料供應裝置，將燃料經由第一供應管線供應至該燃燒器；該氣渦輪引擎具有將壓縮空氣供應至該燃燒器頭端的壓縮機；該燃燒器具有第一軸向階段，其中燃料和壓縮空氣之混合物在該第一軸向階段處被點燃，以形成供應至渦輪的熱工作氣體；廢氣再循環(EGR)系統，其具有入口來提取一部分由該氣渦輪引擎產生的廢氣，且具有出口來將作為稀釋劑的廢氣提供至該燃燒器的第二軸向階段中，該EGR系統包括：將廢氣輸送至該燃燒器的該第二軸向階段中的廢氣流管線； 將燃料由該燃料供應裝置輸送至該燃燒器的該第二軸向階段的二級燃料供給管線；一組在該燃燒器的該第二軸向階段處沿圓周而間隔排列的噴射器噴嘴；每個該噴射器噴嘴具有一對入口，其包括一個用於接收來自該廢氣流管線之廢氣流的獨立入口，以及用於接收來自該二級燃料流管線之燃料流的獨立入口，並且每一個該噴射器噴嘴將廢氣與燃料予以混合並且將廢氣和燃料的混合物噴入該燃燒器的該第二軸向階段中。
  18. 如請求項17之發電廠，其中提取自該氣渦輪引擎之用於該EGR系統的廢氣的整個部分被輸送至該第二軸向階段中，並且為排出渦輪之廢氣總質量流的8%至15%。
  19. 如請求項17之發電廠，熱回收蒸汽發電機(HRSG)位於在該EGR系統的入口和出口之間的廢氣流管線中，其中該HRSG是在由該氣渦輪引擎通往該燃燒器的該第二軸向階段之廢氣流路中的唯一熱提取部件。
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