燃气轮机宽范围燃料分级方法技术

本发明专利技术公开了一种燃气轮机宽范围燃料分级方法，燃气轮机的燃烧室头部设置有燃料喷注器，燃料喷注器设有中心喷嘴和围绕所述中部喷嘴间隔设置的多个外围喷嘴，本发明专利技术提出的燃气轮机宽范围燃料分级方法通过变换工作喷嘴的方式实现多种升转速、升负荷的路径。在点火阶段和升转速阶段，可以仅采用中心喷嘴，或采用部分外围喷嘴，或采用中心喷嘴与部分外围喷嘴组合的方式实现点火和升转速。在升负荷阶段，随着燃料量的增加，配合地逐渐加入喷嘴工作，实现升负荷。通过调整中心喷嘴和外围喷嘴的分级方案，可实现在不更换燃烧室结构的条件下，匹配燃气轮机多种升速、升负荷的路径，使燃气轮机具有较宽的工作范围。轮机具有较宽的工作范围。轮机具有较宽的工作范围。

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机宽范围燃料分级方法


[0001]本专利技术涉及燃气轮机
，尤其是涉及一种燃气轮机宽范围燃料分级方法。

技术介绍

[0002]随着燃气轮机的发展，目前燃气轮机燃烧系统的基本性能和结构形式基本固定，大多燃气轮机采用多个燃烧室以实现可靠且高效的燃气轮机运行。为匹配不同电厂、不同压气机性能及透平性能，满足多种机型要求使用，燃气轮机的燃烧室需要使用较宽的燃料工作范围。因此如何在燃烧室头部设置燃料喷射系统以适应于宽范围工况条件是制约燃气轮机工作范围的重要影响因素。相关技术中通常采用固定且单一的燃料分级方案，因此对燃料范围的适应性较窄，不能匹配不同电厂、不同压气机性能及透平性能，无法满足多种机型要求使用。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种燃气轮机宽范围燃料分级方法。
[0004]本专利技术实施例的燃气轮机宽范围燃料分级方法，所述燃气轮机采用预混燃烧方式，所述燃气轮机的燃烧室头部设置有燃料喷注器，所述燃料喷注器设有中心喷嘴和围绕所述中部喷嘴间隔设置的多个外围喷嘴，所述中心喷嘴以及每个所述外围喷嘴独立工作，所述燃料分级方法包括：
[0005]在点火阶段，采用所述中心喷嘴和/或至少一个所述外围喷嘴工作；
[0006]在升转速阶段，采用所述中心喷嘴和/或部分所述外围喷嘴工作直至所述燃气轮机的转速升至预设转速值；
[0007]在升负荷阶段，采用所述中心喷嘴和至少部分所述外围喷嘴工作直至所述燃气轮机的转速升至预设负荷值。
[0008]本专利技术实施例提出的燃气轮机宽范围燃料分级方法通过变换工作喷嘴的方式实现多种升转速、升负荷的路径。在点火阶段和升转速阶段，燃气轮机的空气量通常较低，对应的燃料量也较低，因此可以仅采用中心喷嘴，或采用部分外围喷嘴，或采用中心喷嘴与部分外围喷嘴组合的方式实现点火和升转速。在升负荷阶段，随着燃料量的增加，需要配合地逐渐加入喷嘴工作，可通过增加中心喷嘴工作的方式，也可以通过增加外围喷嘴的方式，实现升负荷。当然在升转速阶段，也可以通过加入喷嘴工作的方式，实现升转速。因此，本专利技术实施例提出的燃气轮机宽范围燃料分级方法通过调整中心喷嘴和外围喷嘴的分级方案，可实现在不更换燃烧室结构的条件下，匹配燃气轮机多种升速、升负荷的路径，使燃气轮机具有较宽的工作范围，能够匹配不同电厂、不同压气机性能及透平性能，满足多种机型要求使用，并满足燃气轮机启停、运行和环保等要求。
[0009]在一些实施例中，所述燃气轮机的运行具有多个升转速阶段，每个升转速阶段对应一个不同的预设转速值，通过依次完成升转速阶段以达到最终预设转速值，所述燃料分
级方法具体包括：
[0010]在第一升转速阶段，采用所述中心喷嘴和/或部分所述外围喷嘴工作直至所述燃气轮机的转速升至第一预设转速值r1；
[0011]在第二升转速阶段，至少保留第一升转速阶段中的喷嘴工作，并增加所述中心喷嘴和/或部分所述外围喷嘴进行工作，直至所述燃气轮机的转速升至第二预设转速值r2，其中r2大于r1；
[0012]通过继续增设工作喷嘴直至转速达到最终预设转速值。
[0013]在一些实施例中，所述燃气轮机的运行具有多个升负荷阶段，每个升负荷阶段对应一个不同的预设负荷值，通过依次完成升负荷阶段以匹配最终预设负荷值，所述燃料分级方法具体包括：
[0014]在第一升负荷阶段，采用所述中心喷嘴和部分所述外围喷嘴工作直至匹配第一预设负荷值p1；
[0015]在第二升负荷阶段，至少保留第一升负荷阶段中的喷嘴工作，并增加其余部分所述外围喷嘴进行工作，直至匹配第二预设负荷值p2，其中p2大于p1；
[0016]通过继续增设工作的外围喷嘴直至匹配最终负荷值。
[0017]在一些实施例中，所述外围喷嘴包括若干第一外围喷嘴和若干第二外围喷嘴，所述燃料分级方法包括：
[0018]在点火阶段，采用所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作；
[0019]在升转速阶段，采用所述中心喷嘴工作使转速逐渐升至最终预设转速值；
[0020]在第一升负荷阶段，采用所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作直至所述匹配第一预设负荷值p1；
[0021]在第二升负荷阶段，保持所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作，增加所述第二外围喷嘴工作，直至匹配第二预设负荷值p2，其中p2大于p1。
[0022]在一些实施例中，所述外围喷嘴包括若干第一外围喷嘴和若干第二外围喷嘴，所述燃料分级方法包括：
[0023]在点火阶段，采用所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作；
[0024]在升转速阶段，采用所述中心喷嘴工作直至转速升至第一预设转速值r1后，保持所述中心喷嘴，并增加所述第一外围喷嘴工作，直至所述燃气轮机的转速升至最终预设转速值，其中最终预设转速值大于r1；
[0025]在第一升负荷阶段，采用所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作直至所述匹配第一预设负荷值p1；
[0026]在第二升负荷阶段，保持所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作，增加所述第二外围喷嘴工作，直至匹配第二预设负荷值p2，其中p2大于p1。
[0027]在一些实施例中，所述外围喷嘴包括若干第一外围喷嘴和若干第二外围喷嘴，所述燃料分级方法包括：
[0028]在点火阶段，采用所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作；
[0029]在升转速阶段，采用所述第一外围喷嘴工作直至最终预设转速值；
[0030]在第一升负荷阶段，采用所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作直至所述匹配第一预设负荷值p1；
[0031]在第二升负荷阶段，保持所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作，增加所述第二外围喷嘴工作，直至匹配第二预设负荷值p2，其中p2大于p1。
[0032]在一些实施例中，所述中心喷嘴的空气量占总空气量的10％
‑
25％，所述多个外围喷嘴的空气量占总空气量的75％
‑
90％。
[0033]在一些实施例中，所述燃气轮机的点火器设置在靠近其中一个所述外围喷嘴的位置，所述燃气轮机宽范围燃料分级方法还包括：
[0034]在点火阶段，至少采用靠近所述点火器的外围喷嘴以及中心喷嘴或另一个外围喷嘴工作，靠近所述点火器的外围喷嘴被点燃，火焰传递到工作的所述中心喷嘴和/或其他所述外围喷嘴后，靠近所述点火器的外围喷嘴关闭；
[0035]待燃烧室内压力上升到一定程度，所述点火器自动弹回而远离所述外围喷嘴。
[0036]在一些实施例中，在点火阶段，至少采用所述中心喷嘴和靠近所述点火器的外围喷嘴工作，靠近所述点火器的外围喷嘴被点燃，火焰传递到所述中心喷嘴后，靠近所述点火器的外围喷嘴关闭。
[0037]在一些实施例中，在点火阶段，采用所述中心喷嘴和靠近所述点火器的外围喷嘴工作，靠近所述点火器的外围喷嘴被点燃，火焰传递到所述中心喷嘴后，靠近所述点火器的外围喷嘴关闭，远离所述点火器的至少一个所述外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机宽范围燃料分级方法，其特征在于，所述燃气轮机采用预混燃烧方式，所述燃气轮机的燃烧室头部设置有燃料喷注器，所述燃料喷注器设有中心喷嘴和围绕所述中部喷嘴间隔设置的多个外围喷嘴，所述中心喷嘴以及每个所述外围喷嘴独立工作，所述燃料分级方法包括：在点火阶段，采用所述中心喷嘴和/或至少一个所述外围喷嘴工作；在升转速阶段，采用所述中心喷嘴和/或部分所述外围喷嘴工作直至所述燃气轮机的转速升至预设转速值；在升负荷阶段，采用所述中心喷嘴和至少部分所述外围喷嘴工作直至所述燃气轮机的转速升至预设负荷值。2.根据权利要求1所述的燃气轮机宽范围燃料分级方法，其特征在于，所述燃气轮机的运行具有多个升转速阶段，每个升转速阶段对应一个不同的预设转速值，通过依次完成升转速阶段以达到最终预设转速值，所述燃料分级方法具体包括：在第一升转速阶段，采用所述中心喷嘴和/或部分所述外围喷嘴工作直至所述燃气轮机的转速升至第一预设转速值r1；在第二升转速阶段，至少保留第一升转速阶段中的喷嘴工作，并增加所述中心喷嘴和/或部分所述外围喷嘴进行工作，直至所述燃气轮机的转速升至第二预设转速值r2，其中r2大于r1；通过继续增设工作喷嘴直至转速达到最终预设转速值。3.根据权利要求1所述的燃气轮机宽范围燃料分级方法，其特征在于，所述燃气轮机的运行具有多个升负荷阶段，每个升负荷阶段对应一个不同的预设负荷值，通过依次完成升负荷阶段以匹配最终预设负荷值，所述燃料分级方法具体包括：在第一升负荷阶段，采用所述中心喷嘴和部分所述外围喷嘴工作直至匹配第一预设负荷值p1；在第二升负荷阶段，至少保留第一升负荷阶段中的喷嘴工作，并增加其余部分所述外围喷嘴进行工作，直至匹配第二预设负荷值p2，其中p2大于p1；通过继续增设工作的外围喷嘴直至匹配最终负荷值。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的燃气轮机宽范围燃料分级方法，其特征在于，所述外围喷嘴包括若干第一外围喷嘴和若干第二外围喷嘴，所述燃料分级方法包括：在点火阶段，采用所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作；在升转速阶段，采用所述中心喷嘴工作使转速逐渐升至最终预设转速值；在第一升负荷阶段，采用所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作直至所述匹配第一预设负荷值p1；在第二升负荷阶段，保持所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴工作，增加所述第二外围喷嘴工作，直至匹配第二预设负荷值p2，其中p2大于p1。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的燃气轮机宽范围燃料分级方法，其特征在于，所述外围喷嘴包括若干第一外围喷嘴和若干第二外围喷嘴，所述燃料分级方法包括：在点火阶段，采用所述中心喷嘴和所述第一外围喷嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珊珊，杨旭，刘江帆，吕煊，
申请(专利权)人：中国联合重型燃气轮机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：