WO2007113130A1 - Brenneranordnung, vorzugsweise in einer brennkammer für eine gasturbine - Google Patents

Brenneranordnung, vorzugsweise in einer brennkammer für eine gasturbine Download PDF

Info

Publication number
WO2007113130A1
WO2007113130A1 PCT/EP2007/052787 EP2007052787W WO2007113130A1 WO 2007113130 A1 WO2007113130 A1 WO 2007113130A1 EP 2007052787 W EP2007052787 W EP 2007052787W WO 2007113130 A1 WO2007113130 A1 WO 2007113130A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lance
burner
combustion chamber
arrangement
immersion depth
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/052787
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Steinbach
Martin Von Planta
Dariusz Nowak
Original Assignee
Alstom Technology Ltd
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 Alstom Technology Ltd filed Critical Alstom Technology Ltd
Publication of WO2007113130A1 publication Critical patent/WO2007113130A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D23/00—Assemblies of two or more burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/02—Structural details of mounting
    • 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
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • F23R3/18—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants
    • F23R3/22—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants movable, e.g. to an inoperative position; adjustable, e.g. self-adjusting
    • 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
    • F23R3/283—Attaching or cooling of fuel injecting means including supports for fuel injectors, stems, or lances
    • 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
    • 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

Definitions

  • Burner arrangement preferably in a combustion chamber for a gas turbine
  • the invention relates to an arrangement of premix burners in one
  • Combustion chamber preferably one for a gas turbine, according to the features of the preamble of the independent claim.
  • the object is to provide an arrangement of premix burners, which makes it possible to change the pulsation behavior of the combustion chamber during operation and to prevent in this way thermoacoustic instabilities. This should be achieved only by structurally simple measures on the burners, without affecting their robustness or maintainability.
  • the invention is based on the general idea within a premix burner arrangement of adjusting the time-lag of a fuel-air mixture in the premix zone of at least one of the burners differently with respect to at least one of the other burners by adjusting the immersion depths of the fuel lances
  • a shortening or an extension of the residence time of the fuel-air mixture in the premixing zone can be achieved and thereby the pulsation behavior of the premixing zone Combustion chamber to be influenced.
  • This makes it possible to operate the combustion chamber, in particular one of such a gas turbine, close to the lean extinction limit, without it being necessary to fear extinction of the flame and pressure pulsations. In particular, operation close to the lean extinction limit results in low pollutant emissions.
  • the immersion depths of the lances in the pre-mixing zones of the burners can be set individually or in groups or in any case be adjustable.
  • the immersion depth of the lance in the premixing zone is particularly easy to adjust when the burners are specifically designed so that the lance or lances are accessible from the outside with little effort.
  • At least one substantially annular intermediate piece for stationary adjustment of the immersion depth of the lance is provided in the premixing zone, wherein the immersion depth of the lance is stationary by selecting the axial length of the intermediate piece used.
  • an intermediate piece which has a greater axial length, it is achieved that the lance penetrates less deeply into the premixing zone, while a greater insertion depth of the lance into the premixing zone is achieved by using an intermediate piece with a smaller axial length or no intermediate piece is reached.
  • Such intermediate pieces can be produced in almost any desired axial length, so that the immersion depth is particularly precisely adjustable. They can be kept in an assortment of spacers of different axial length. The setting is made before commissioning.
  • a manual adjustment device may be provided which allows manual adjustment of the immersion depth of the lance into the premixing zone of at least a portion of the burners during operation of the combustion chamber.
  • an automatic adjustment device may be provided which, like the manual adjustment device, allows adjustment of the immersion depth of the lance into the premixing zone during operation of the combustion chamber.
  • the automatic adjustment can be designed so that it responds to a variety of parameters of the combustion process, such as pressure in the combustion chamber, a temperature or pressure pulsations, and counteracts accordingly by correcting the immersion depth of the lance in the premixing zone to a required mass.
  • the automatic setting device may expediently be designed such that it controls the depth of immersion of the lance into the premixing zone as a function of at least one parameter, it being possible to provide that the at least one parameter has an amplitude of the pressure pulsations in the
  • Such a coupling of the adjustment process with occurring pulsation fluctuations ensures that the automatic adjustment counteracts dangerous pressure pulsations, which could lead to extinction of the flame, for example, by changing the immersion depth.
  • further connected to the lance or with the lances components of the gas turbine, such as a fuel line so flexible that they join a setting process over an entire possible adjustment easily.
  • Fig. 1 is a highly schematic representation of a burner in two
  • Fig. 2 arrangement of several burners with different depths immersed lances.
  • a burner 1 which is shown only in sections, comprises a burner housing 3 projecting into a combustion chamber 2 with a premixing zone 4 and a lance 5 projecting at least partially coaxially into the premixing zone 4 and introducing a fuel into the premixing zone 4 and / or is formed in the combustion chamber 2.
  • the burner 1 is in particular a premix burner which carries in the head region the lance 5, which is essentially cylindrical as shown in FIG. 1 and at its downstream end in the region of the premixing zone 4 have outlet openings 6 for one or more fuels. It is also conceivable for the lance 5 having a lance shank 7 and a lance head 8 to protrude not only into the premixing zone 4 but also partly into the combustion chamber 2.
  • Fig. 1 is highly schematized in two partial sections a burner 1 with different depth of immersion of the lance 5 again, wherein in the left half section of Fig. 1, the lance 5 less deeply immersed in the premixing zone 4 as in the right half section.
  • the lance 5 is connected in the head region of the burner 1 via a screw-10 to the burner housing 3, wherein at this
  • Screw-in flange 10 spacers 11 are attached.
  • the lance 5 protrudes differently far into the premixing zone 4 of the burner 1, as clearly shown in the illustration according to FIG. 1.
  • the lance 5 comprehensive spacer 11 causes depending on its axial dimension a shift in the relative position between Burner 1 and lance 5 parallel to the central axis 9.
  • an adjusting device 14 may be provided, which allows a manual adjustment of the immersion depth of the lance 5 in the premixing zone 4 during operation of the combustion chamber 2.
  • FIG. 2 by way of example only three burners 1 are equipped with such an adjusting device 14. But of course all burners 1 can be equipped with an adjustment device 14. Here, a use of spacers 11 is not required.
  • the manual adjusting device 14 may be designed, for example, so that it can be adjusted by a technician during operation of the combustion chamber 1 simply by means of a suitable tool and thus influence on the combustion process in the combustion chamber 2 can be taken.
  • an adjusting device 14 controlled by an actuating device is provided, which enables automatic adjustment of the immersion depth of the lance 5 into the premixing zone 4 during operation of the combustion chamber 1.
  • Such an automatic adjusting device 14 adjusts the lance 5 along an adjustment direction 12 during operation of the combustion chamber 2, in such a way that a gas turbine equipped with the burner 1 according to the invention on the one hand a achieves the highest possible efficiency and on the other hand extinction of the flame due to pressure pulsations is avoided. It is conceivable that the automatic adjusting device 14 is designed such that it controls the immersion depth of the lance 5 in the premixing zone 4 as a function of at least one, preferably a plurality of parameters of the combustion process.
  • Such a parameter may be, for example, an amplitude of pressure pulsations, wherein the automatic adjusting device 14, when a predetermined limit value of the amplitudes is exceeded, moves the lance 5 along the adjustment direction 12 in such a way that it counteracts the pressure pulsations.
  • connection of the burner 1 with supply devices, such as the fuel supply line 13 is so flexible form in all embodiments, that the possible adjustment movements along the adjustment 12 are easily mitric.
  • the principle of the invention shown in FIG. 2 is not limited to application to a single burner V.
  • a so-called time-lag so the residence time of the fuel-air mixture in the premixing zone 4 and so that the pulsation behavior of the combustion chamber 2 are influenced.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner (1) für eine Gasturbine, umfassend wenigstens ein in eine Brennkammer (2) ragendes Brennergehäuse (3) mit einer Vormischzone (4) und einer in die Vormischzone (4) zumindest teilweise hineinragenden Lanze (5) zum Einbringen eines oder mehrerer Brennstoffe in die Vormischzone (4) und/oder in die Brennkammer (2). Zum Zwecke der Vermeidung thermoakustischer Instabilitäten in der Brennkammer (2) ist der Brenner mit einer Lanze (5) ausgerüstet, welche eine variable Eintauchtiefe in die Vormischzone (4) aufweist.

Description

Brenneranordnung, vorzugsweise in einer Brennkammer für eine Gasturbine
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Vormischbrennern in einer
Brennkammer, vorzugsweise einer solchen für eine Gasturbine, gemäss den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs.
Stand der Technik
Zur Erzielung eines möglichst hohen Wirkungsgrades und niedriger Schadstoffemissionen werden moderne Gasturbinen nahe an der mageren Löschgrenze betrieben. Hierbei stellt sich jedoch das Problem, dass es beim Betrieb nahe der mageren Löschgrenze zu unerwünschten Druckpulsationen in der Brennkammer kommen kann, welche zu Schäden an Bauteilen führen können. Derartige Druckpulsationen wären zu vermeiden, wenn die Gasturbine fetter, also mit einem höheren Brennstoffanteil, gefahren würde. Dies würde jedoch zu einer Zunahme der Schadstoffemissionen führen. Ziel ist es daher, Gasturbinen so nahe wie möglich an der mageren Löschgrenze zu betreiben, ein Erlöschen der Flamme und Druckpulsationen jedoch unbedingt zu vermeiden.
In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise bekannt, Brenner mit einer verlängerten Brennerlanze einzusetzen, mittels welcher insbesondere während des Starts der Gasturbine Pilotgas direkt in die Rezirkulationszone des Brenners eingedüst wird, und dadurch die Flamme im Pilot-Betrieb und im kombinierten Pilot-Premix-Betrieb stabilisiert wird.
Aus der DE 102 05 839 A1 ist es bekannt, zur Reduzierung thermoakustischer Instabilitäten eine spezielle Anordnung und Formgebung für die Brennstofflanze zu wählen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von Vormischbrennern anzugeben, die es ermöglicht, das Pulsationsverhalten der Brennkammer im Betrieb zu verändern und auf diese Weise thermoakustische Instabilitäten zu verhindern. Dies soll allein durch konstruktiv einfache Massnahmen an den Brennern erreicht werden, ohne deren Robustheit oder Wartungsfähigkeit zu beeinträchtigen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, innerhalb einer Anordnung von Vormischbrennern die Aufenthaltszeit („Time-Lag") eines Brennstoff-Luft-Gemischs in der Vormischzone wenigstens eines der Brenner gegenüber wenigstens einem der anderen Brenner unterschiedlich einzustellen, indem die Eintauchtiefen der Brennstofflanzen in die Vormischzonen wenigstens zweier Brenner voneinander abweichen. Durch die Variation der Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone kann eine Verkürzung bzw. eine Verlängerung der Aufenthaltszeit des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Vormischzone erreicht werden und dadurch das Pulsationsverhalten der Brennkammer beeinflusst werden. Dies ermöglicht einen Betrieb der Brennkammer, insbesondere einer solchen einer Gasturbine, nahe der mageren Löschgrenze, ohne dass dabei ein Erlöschen der Flamme und Druckpulsationen befürchtet werden müssen. Ein Betrieb nahe der mageren Löschgrenze hat insbesondere niedrige Schadstoffemissionen zur Folge.
Die Eintauchtiefen der Lanzen in die Vormischzonen der Brenner können individuell oder gruppenweise eingestellt sein oder jedenfalls einstellbar sein.
Die Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone ist dabei besonders einfach einstellbar, wenn die Brenner gezielt so ausgestaltet werden, dass die Lanze bzw. die Lanzen mit geringem Aufwand von außen zugänglich sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein im wesentlichen ringförmiges Zwischenstück zur stationären Einstellung der Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone vorgesehen, wobei die Eintauchtiefe der Lanze durch Auswahl der axialen Länge des verwendeten Zwischenstücks stationär einstellbar ist. Wird somit ein Zwischenstück gewählt, welches eine größere axiale Längserstreckung aufweist, so wird dadurch erreicht, dass die Lanze weniger tief in die Vormischzone eintaucht, während durch den Einsatz eines Zwischenstücks mit einer geringeren axialen Länge oder keines Zwischenstücks eine größere Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone erreicht wird. Derartige Zwischenstücke sind in nahezu jeder beliebigen axialen Längserstreckung herstellbar, so dass die Eintauchtiefe besonders exakt einstellbar ist. Sie können in einem Sortiment von Zwischenstücken unterschiedlicher axialer Länge vorgehalten werden. Die Einstellung erfolgt vor Inbetriebnahme. Während des Betriebes der Brennkammer bleibt dabei die Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone konstant, so dass es keines Regelungsaufwands für die Lanzenverstellung bedarf. Bei einer ersten ergänzenden Ausführungsform kann eine manuelle Einstelleinrichtung vorgesehen sein, welche ein manuelles Einstellen der Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone wenigstens eines Teils der Brenner während des Betriebes der Brennkammer ermöglicht. Hierdurch ist ein Justieren der Eintauchtiefe während des Betriebes der Brennkammer möglich, wodurch während des Betriebes auf dann auftretende Veränderungen reagiert werden kann.
Bei einer zweiten ergänzenden Ausführungsform kann eine automatische Einstellvorrichtung vorgesehen sein, welche, ebenso wie die manuelle Einstelleinrichtung, ein Einstellen der Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone während des Betriebes der Brennkammer ermöglicht. Durch eine derartige automatische Einstelleinrichtung ist der Betrieb der Gasturbine mit deutlich verringertem Personaleinsatz möglich, wobei die automatische Einstelleinrichtung so ausgebildet sein kann, dass sie auf verschiedenste Parameter des Verbrennungsprozesses, beispielsweise einen Druck in der Brennkammer, eine Temperatur oder auf Druckpulsationen, reagiert und entsprechend entgegensteuert, indem sie die Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone in einem erforderlichen Masse korrigiert.
Zweckmäßig kann die automatische Einstelleinrichtung so ausgebildet sein, dass sie die Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter steuert, wobei vorgesehen sein kann, dass der zumindest eine Parameter mit einer Amplitude der Druckpulsationen in der
Brennkammer korreliert. Eine derartige Kopplung des Einstellprozesses mit auftretenden Pulsationsschwankungen gewährleistet, dass die automatische Einstelleinrichtung gefährlichen Druckpulsationen, welche beispielsweise zum Erlöschen der Flamme führen könnten, durch eine Veränderung der Eintauchtiefe entgegenwirkt. Insbesondere gewährleistet eine derartige automatische Einstelleinrichtung einen kontinuierlichen Adaptionsprozess der Eintauchtiefe der Lanze in die Vormischzone an die jeweils vorhandenen bzw. gemessenen Parameter des Verbrennungsprozesses, wodurch ein besonders sicherer Betrieb der Gasturbine gewährleistet ist. Dabei sind selbstverständlich weitere mit der Lanze bzw. mit den Lanzen verbundene Bauteile der Gasturbine, wie beispielsweise eine Brennstoffleitung, so flexibel ausgebildet, dass sie einen Einstellprozess über einen gesamten möglichen Verstellweg problemlos mitmachen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Brenners ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Brenners in zwei
Teilschnitten, welche unterschiedliche Eintauchtiefen der Lanze in die Vormischzone wiedergeben,
Fig. 2 Anordnung mehrerer Brenner mit unterschiedlich tief eingetauchten Lanzen.
Wege zur Ausführung der Erfindung Entsprechend Fig. 1 umfasst ein lediglich ausschnittsweise dargestellter Brenner 1 einer im übrigen nicht dargestellten Gasturbine ein in eine Brennkammer 2 ragendes Brennergehäuse 3 mit einer Vormischzone 4 und einer in die Vormischzone 4 zumindest teilweise koaxial hineinragenden Lanze 5, welche zum Einbringen eines Brennstoffs in die Vormischzone 4 und/oder in die Brennkammer 2 ausgebildet ist. Bei dem Brenner 1 handelt es sich dabei insbesondere um einen Vormischbrenner, welcher im Kopfbereich die Lanze 5 trägt, die gemäß Fig. 1 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und an ihrem stromabwärtigen Ende im Bereich der Vormischzone 4 Austrittsöffnungen 6 für einen oder mehrere Brennstoffe aufweisen. Denkbar ist es auch, dass die einen Lanzenschaft 7 und einen Lanzenkopf 8 aufweisende Lanze 5 nicht nur in die Vormischzone 4, sondern zum Teil bis in die Brennkammer 2 hineinragt.
Fig. 1 gibt stark schematisiert in zwei Teilschnitten einen Brenner 1 mit unterschiedlicher Eintauchtiefe der Lanze 5 wieder, wobei in dem linken Halbschnitt der Fig. 1 die Lanze 5 weniger tief in die Vormischzone 4 eintaucht als in dem rechten Halbschnitt. Die Lanze 5 ist dabei im Kopfbereich des Brenners 1 über einen Einschraub- flansch 10 mit dem Brennergehäuse 3 verbunden, wobei an diesem
Einschraubflansch 10 Zwischenstücke 11 angebracht sind. Je nach axialer Ausdehnung dieser Zwischenstücke 11 ragt die Lanze 5 unterschiedlich weit in die Vormischzone 4 des Brenners 1 hinein, wie aus der Darstellung gemäss Fig. 1 deutlich hervorgeht. In dem linken Halbschnitt der Fig. 1 ist dabei ein Einstellzustand mit einem axial längeren Zwischenstück 11 dargestellt als in dem im rechten Halbschnitt derselben Fig. Das im wesentlichen ringförmige, die Lanze 5 umfassende Zwischenstück 11 bewirkt in Abhängigkeit seiner axialen Dimension eine Verschiebung der Relativlage zwischen Brenner 1 und Lanze 5 parallel zu der Mittelachse 9. Wird somit ein Zwischenstück 11 mit einer größeren axialen Längserstreckung eingebaut, so sinkt die Eintauchtiefe der Lanze 5 in die Vormischzone 4, während bei Verwendung eines dünneren Zwischenstücks 11 oder dessen Weglassung die Eintauchtiefe zunimmt. Über die Zwischenstücke 11 lässt sich somit eine stationäre Einstellung der Eintauchtiefe der Lanze 5 in die Vormischzone 4 bewirken. Eine beliebige Kombination unterschiedlich dimensionierter Zwischenstücke 11 ist denkbar. Durch Vorhaltung einer Palette abgestuft dimensionierter Zwischenstücke 11 ist somit prinzipiell nahezu jede beliebige axiale Längserstreckung herstellbar.
Nach einer alternativen Ausführungsform kann eine Einstelleinrichtung 14 vorgesehen sein, die ein manuelles Einstellen der Eintauchtiefe der Lanze 5 in die Vormischzone 4 auch während des Betriebes der Brennkammer 2 ermöglicht.
In Fig. 2 sind exemplarisch nur drei Brenner 1 mit einer solchen Einstelleinrichtung 14 ausgerüstet. Aber selbstverständlich können auch alle Brenner 1 mit einer Einstelleinrichtung 14 ausgestattet sein. Hierbei ist eine Verwendung von Zwischenstücken 11 nicht erforderlich. Die manuelle Einstelleinrichtung 14 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie von einem Techniker während des Betriebes der Brennkammer 1 einfach mittels eines geeigneten Werkzeuges verstellbar ist und somit Einfluss auf den Verbrennungsprozess in der Brennkammer 2 genommen werden kann. Darüber hinaus ist es auch vorstellbar, dass alternativ anstelle der manuell betätigbaren Einstelleinrichtung 14 eine von einer Betätigungseinrichtung angesteuerte Einstelleinrichtung 14 vorgesehen ist, die ein automatisches Einstellen der Eintauchtiefe der Lanze 5 in die Vormischzone 4 während des Betriebes der Brennkammer 1 ermöglicht. Eine derartige automatische Einstelleinrichtung 14 verstellt die Lanze 5 entlang einer Verstellrichtung 12 während des Betriebes der Brennkammer 2, und zwar derart, dass eine mit dem erfindungsgemäßen Brenner 1 ausgestattete Gasturbine einerseits einen höchstmöglichen Wirkungsgrad erzielt und andererseits ein Erlöschen der Flamme aufgrund von Druckpulsationen vermieden wird. Dabei ist es denkbar, dass die automatische Einstelleinrichtung 14 so ausgebildet ist, dass sie die Eintauchtiefe der Lanze 5 in die Vormischzone 4 in Abhängigkeit von zumindest einem, vorzugsweise mehreren Parametern des Verbrennungsprozesses steuert. Ein derartiger Parameter kann beispielsweise eine Amplitude von Druckpulsationen sein, wobei die automatische Einstelleinrichtung 14 beim Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts der Amplituden die Lanze 5 derart entlang der Verstellrichtung 12 verfährt, dass sie den Druckpulsationen entgegengewirkt.
Die Verbindung des Brenners 1 mit Versorgungseinrichtungen, wie der Brennstoffversorgungsleitung 13, ist dabei bei allen Ausführungsformen so flexibel auszubilden, dass die möglichen Verstellbewegungen entlang der Verstellrichtung 12 problemlos mitgemacht werden.
Generell gilt, dass das in Fig. 2 dargestellte Erfindungsprinzip nicht auf die Anwendung an einem einzelnen Brenner V beschränkt ist. Es können mehrere Brenner V bzw. Brennergruppen 1' eine gegenüber einer Anzahl anderer Brenner 1 abweichende Lanzenposition aufweisen. Hierbei ist denkbar, dass die Eintauchtiefe der jeweiligen Lanzen 5 individuell oder gruppenweise einstellbar ist. Dabei können die Brenner 1 ' dieser Brennergruppen 1 ' benachbart oder voneinander beabstandet angeordnet sein. Fig. 2 zeigt dabei fünf Brenner 1 , bei welchen lediglich der mittlere Brenner 1 ' eine Lanzenstellung aufweist, bei welcher die Eintauchtiefe im Vergleich zu den umliegenden Brennern 1 reduziert ist. Denkbar ist aber auch, wie gesagt, dass zwei oder mehrere der in Fig. 2 dargestellten Brenner einzeln oder gruppenweise mit einer unterschiedlichen Lanzenposition ausgerüstet sind.
Durch die erfindungsgemäße Lösung können ein sogenannter Time-Lag, also die Aufenthaltszeit des Brennstoff-Luft-Gemischs in der Vormischzone 4 und damit auch das Pulsationsverhalten der Brennkammer 2 beeinflusst werden. So ist bei einer geringeren Eintauchtiefe der Lanze 5 in die Vormischzone 4 mit einem erhöhten Time-Lag zu rechnen, während bei einer größeren Eintauchtiefe der Lanze 5 in die Vormischzone 4 mit einem reduzierten Time- Lag, das heisst, mit einer verringerten Aufenthaltszeit des Brennstoff-Luft- Gemischs in der Vormischzone 4 zu rechnen ist.
Bezugszeichenliste
1 Brenner
2 Brennkammer
3 Brennergehäuse
4 Vormischzone
5 Lanze
6 Austrittsöffnung
7 Lanzenschaft
8 Lanzenkopf
9 Längsmittelachse
10 Einschraubflansch
11 Zwischenstück
12 Verstellrichtung
13 Anschluss
14 Einstelleinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung von Vormischbrennern (1 ) in einer Brennkammer (2) einer Gasturbine, wobei jeder Brenner (1) wenigstens ein Brennergehäuse (3), eine von dem Brennergehäuse (3) begrenzte Vormischzone (4) zur Vormischung eines Oxidators mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff, eine in die Vormischzone (4) hineinragenden Lanze (5) zum Einbringen wenigstens eines Teils des Brennstoffs in die Vormischzone (4) und/oder in die Brennkammer (2) sowie eine stromabwärtige Austrittsöffnung für das Oxidator/Brennstoff-Gemisch umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eintauchtiefe der Lanze (5) in die Vormischzone (4) wenigstens eines Brenners (1') von der Eintauchtiefe der Lanze (5) in die Vormischzone (4) wenigstens eines anderen Brenners (1) abweicht.
2. Anordnung von Vormischbrennern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Brenner (1;V) vorgesehen sind, bei welchen die Eintauchtiefe der Lanze (5) in die Vormischzone (4) individuell oder gruppenweise unterschiedlich eingestellt ist oder jedenfalls einstellbar ist.
3. Anordnung von Vormischbrennern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (5) wenigstens eines Brenners (1 ; 1 ') über einen
Einschraubflansch (10) mit dem Brennergehäuse (3) verbunden ist.
4. Anordnung von Vormischbrennern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein im wesentlichen ringförmiges Zwischenstück (11) zur stationären Einstellung der Eintauchtiefe der Lanze (5) in die Vormischzone (4) wenigstens eines Brenners (1;1') vorgesehen ist.
5. Anordnung von Vormischbrennern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch Vorhaltung eines Sortiments von Zwischenstücken (11) unterschiedlicher axialer Länge die Eintauchtiefe der Lanze (5) variabel einstellbar ist.
6. Anordnung von Vormischbrennern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Zwischenstück (11 ) die Lanze (5) umfassend am Einschraubflansch (10) angeordnet ist.
7. Anordnung von Vormischbrennern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der Brenner (1;1') eine manuelle Einstelleinrichtung (14) vorgesehen ist, welche ein manuelles Einstellen der Eintauchtiefe der Lanze (5) in die Vormischzone (4) des Brenners (1;1') während des Betriebs der Brennkammer (2) ermöglicht.
8. Anordnung von Vormischbrennern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der Brenner (1;V) eine automatische Einstelleinrichtung (14) vorgesehen ist, welche ein automatisches Einstellen der Eintauchtiefe der Lanze (5) in die Vormischzone (4) des Brenners (1;V) während des Betriebs der Brennkammer (2) ermöglicht.
9. Anordnung von Vormischbrennern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Einsteileinrichtung (14) so ausgebildet ist, dass sie die Eintauchtiefe der Lanze (5) in die Vormischzone (4) des Brenners (1 ;1') in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter des Verbrennungsprozesses in der Brennkammer (2) steuert.
10. Anordnung von Vormischbrennern nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Parameter mit einer Amplitude von Pulsationen in der Brennkammer (2) korreliert.
11. Anordnung von Vormischbrennern nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (2) eine Ringbrennkammer ist.
12. Anordnung von Vormischbrennern nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (2) zu einer Gasturbine gehört.
PCT/EP2007/052787 2006-03-30 2007-03-23 Brenneranordnung, vorzugsweise in einer brennkammer für eine gasturbine WO2007113130A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00528/06 2006-03-30
CH5282006 2006-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007113130A1 true WO2007113130A1 (de) 2007-10-11

Family

ID=36681455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/052787 WO2007113130A1 (de) 2006-03-30 2007-03-23 Brenneranordnung, vorzugsweise in einer brennkammer für eine gasturbine

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2007113130A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2919348A1 (fr) * 2007-07-23 2009-01-30 Centre Nat Rech Scient Dispositif d'injection d'un combustible ou d'un pre-melange combustible/comburant comprenant des moyens permettant un controle passif des instabilites de combustion
WO2009101171A1 (de) * 2008-02-13 2009-08-20 Khd Humboldt Wedag Gmbh Vertikal verfahrbare brenneranordnung
EP2423598A1 (de) * 2010-08-25 2012-02-29 Alstom Technology Ltd Verbrennungsvorrichtung
US20160040884A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 General Electric Company Multi-Stage Combustor
EP3255346A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-13 United Technologies Corporation Verringerung des lärms aus einer brennkammer eines gasturbinentriebwerks
US11156164B2 (en) 2019-05-21 2021-10-26 General Electric Company System and method for high frequency accoustic dampers with caps
US11174792B2 (en) 2019-05-21 2021-11-16 General Electric Company System and method for high frequency acoustic dampers with baffles
WO2022238011A1 (en) * 2021-05-12 2022-11-17 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. Fuel injector and fuel nozzle for a gas turbine, and gas turbine engine including the nozzle
EP4134589A1 (de) * 2021-08-13 2023-02-15 General Electric Company Zündbrenner für brennkammer

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2338810A (en) * 1942-06-24 1944-01-11 William S Guthrie Gas burner assembly
US3100461A (en) * 1960-04-26 1963-08-13 Inland Steel Co Adjustable mounting for adjustable powdered fuel burner
US3659962A (en) * 1970-06-02 1972-05-02 Zink Co John Aspirator
US5343693A (en) * 1991-09-19 1994-09-06 Hitachi, Ltd. Combustor and method of operating the same
EP0845634A2 (de) * 1996-11-29 1998-06-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Gasturbinenbrennkammer und Betriebsverfahren dafür
US5943866A (en) * 1994-10-03 1999-08-31 General Electric Company Dynamically uncoupled low NOx combustor having multiple premixers with axial staging
WO2000009945A1 (en) * 1998-08-11 2000-02-24 Asea Brown Boveri Ab Arrangement for reduction of acoustinc vibrations in a combustion chamber
US6272842B1 (en) * 1999-02-16 2001-08-14 General Electric Company Combustor tuning
DE10205839A1 (de) * 2002-02-13 2003-08-14 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zur Verminderung verbrennungsgetriebener Schwingungen in Verbrennungssystemen sowie Vormischbrenner zur Durchführung des Verfahrens
EP1524469A1 (de) * 2003-10-13 2005-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Vormischbrenner einer Gasturbine

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2338810A (en) * 1942-06-24 1944-01-11 William S Guthrie Gas burner assembly
US3100461A (en) * 1960-04-26 1963-08-13 Inland Steel Co Adjustable mounting for adjustable powdered fuel burner
US3659962A (en) * 1970-06-02 1972-05-02 Zink Co John Aspirator
US5343693A (en) * 1991-09-19 1994-09-06 Hitachi, Ltd. Combustor and method of operating the same
US5943866A (en) * 1994-10-03 1999-08-31 General Electric Company Dynamically uncoupled low NOx combustor having multiple premixers with axial staging
EP0845634A2 (de) * 1996-11-29 1998-06-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Gasturbinenbrennkammer und Betriebsverfahren dafür
WO2000009945A1 (en) * 1998-08-11 2000-02-24 Asea Brown Boveri Ab Arrangement for reduction of acoustinc vibrations in a combustion chamber
US6272842B1 (en) * 1999-02-16 2001-08-14 General Electric Company Combustor tuning
DE10205839A1 (de) * 2002-02-13 2003-08-14 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zur Verminderung verbrennungsgetriebener Schwingungen in Verbrennungssystemen sowie Vormischbrenner zur Durchführung des Verfahrens
EP1524469A1 (de) * 2003-10-13 2005-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Vormischbrenner einer Gasturbine

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2919348A1 (fr) * 2007-07-23 2009-01-30 Centre Nat Rech Scient Dispositif d'injection d'un combustible ou d'un pre-melange combustible/comburant comprenant des moyens permettant un controle passif des instabilites de combustion
WO2009101171A1 (de) * 2008-02-13 2009-08-20 Khd Humboldt Wedag Gmbh Vertikal verfahrbare brenneranordnung
EP2423598A1 (de) * 2010-08-25 2012-02-29 Alstom Technology Ltd Verbrennungsvorrichtung
US8966905B2 (en) 2010-08-25 2015-03-03 Alstom Technology Ltd. Combustion device
US20160040884A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 General Electric Company Multi-Stage Combustor
US10041681B2 (en) * 2014-08-06 2018-08-07 General Electric Company Multi-stage combustor with a linear actuator controlling a variable air bypass
US20170356654A1 (en) * 2016-06-09 2017-12-14 United Technologies Corporation Reducing noise from a combustor of a gas turbine engine
EP3255346A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-13 United Technologies Corporation Verringerung des lärms aus einer brennkammer eines gasturbinentriebwerks
US11598527B2 (en) 2016-06-09 2023-03-07 Raytheon Technologies Corporation Reducing noise from a combustor of a gas turbine engine
US11156164B2 (en) 2019-05-21 2021-10-26 General Electric Company System and method for high frequency accoustic dampers with caps
US11174792B2 (en) 2019-05-21 2021-11-16 General Electric Company System and method for high frequency acoustic dampers with baffles
WO2022238011A1 (en) * 2021-05-12 2022-11-17 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. Fuel injector and fuel nozzle for a gas turbine, and gas turbine engine including the nozzle
EP4134589A1 (de) * 2021-08-13 2023-02-15 General Electric Company Zündbrenner für brennkammer
US11692711B2 (en) 2021-08-13 2023-07-04 General Electric Company Pilot burner for combustor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007113130A1 (de) Brenneranordnung, vorzugsweise in einer brennkammer für eine gasturbine
EP1621811B1 (de) Betriebsverfahren für eine Feuerungsanlage
DE60007946T2 (de) Eine Brennkammer
EP0576697B1 (de) Brennkammer einer Gasturbine
EP1730448B1 (de) Mehrfachbrenneranordnung zum betrieb einer brennkammer sowie verfahren zum betreiben der mehrfachbrenneranordnung
DE102006015529A1 (de) Brennersystem mit gestufter Brennstoff-Eindüsung
EP0976982A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Gasturbinenbrennkammer mit gasförmigem Brennstoff
EP1734306B1 (de) Brenner zur vormischartigen Verbrennung
DE102011050864A1 (de) Turbinenbrennkammer mit Brennstoffdüsen mit inneren und äußeren Brennstoffkreisläufen
DE4446842A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Zuleiten eines gasförmigen Brennstoffs in einen Vormischbrenner
EP0481111A1 (de) Brennkammer einer Gasturbine
EP2601447A2 (de) Gasturbinenbrennkammer
DE102005061486B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkammer einer Gasturbine
DE102004027702A1 (de) Injektor für Flüssigbrennstoff sowie gestufter Vormischbrenner mit diesem Injektor
WO2002029318A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur brennstoffversorgung eines vormischbrenners
EP2288852B1 (de) Verfahren zum betreiben eines vormischbrenners und ein vormischbrenner zur durchführung des verfahrens
EP3250857B1 (de) Brenneranordnung
DE10334228A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Vormischbrenners sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102010009051A1 (de) Brennstoffzuführungseinrichtung
WO2009019114A2 (de) Brenner für eine brennkammer einer turbogruppe
WO2015176908A1 (de) Brenner mit brennstoffverteilerring
DE10301316B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum NOx-armen Verbrennen von Brennstoffstaub
DE10029607A1 (de) Brenner mit gestufter Vormischgas-Eindüsung
EP2442030A1 (de) Axiale Stufe für einen strahlstabilisierten Brenner
EP2422136B1 (de) Vormischbrenner

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07727261

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07727261

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1