專利名稱：噴燒器、燃氣輪機燃燒器、噴燒器的冷卻方法及噴燒器的改造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料的噴燒器、燃氣輪機燃燒器、噴燒器的冷卻方法及噴燒器的改造方法。
背景技術(shù)：
近年來，燃氣輪機的燃料正在多樣化，而且在研究探討燃氣輪機的主要燃料即LNG(液化天然氣)或輕油、除了A種重油以外的由包含氫氣或一氧化碳等的多種成分組成的混合氣體燃料(以下簡稱混合燃料)的利用。這種混合燃料比LNG火焰溫度高，尤其氫氣其可燃范圍廣、燃燒速度快且易燃。
在燃燒LNG時，予混合方式成為主流。但，如果以預(yù)混合方式燃燒混合燃料，由于因燃料組成的變化而引起的特性的變化或混合燃料中包含氫氣或一氧化碳而容易引起回火。因此，以予混合方式燃燒混合燃料比較困難。于是，在燃燒混合燃料時，一般采用將燃料和空氣分別噴射到燃燒室內(nèi)的擴散燃燒方式的噴燒器(參照專利文獻1日本特開2004-3730號公報)。
在包含氫氣或一氧化碳的混合燃料的情況下，即使擴散燃燒也有必要考慮燃氣輪機點火時的安全性，理想的是，在起動燃氣輪機時，使用輕油等的其它種類燃料。用輕油等的其它種類燃料起動燃氣輪機時，在起動、提速，且加上負荷之后，則將運行模式從起動用燃料轉(zhuǎn)換到專燒混合燃料。這里所說的專燒混合燃料是指，只將混合燃料供給燃燒器的運行模式。然而，轉(zhuǎn)換到專燒混合燃料以后，由于混合燃料火焰溫度高且燃燒速度也快，因此，火焰容易接近噴嘴端面，從而，存在噴嘴端面的金屬溫度上升的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種噴燒器、燃氣輪機燃燒器、噴燒器的冷卻方法及噴燒器的改造方法，它們即使在將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料用作燃料的情況下，也能將噴嘴端面的金屬溫度控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)并提高其可靠性。
(1)為了達到上述目的，在本發(fā)明的將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的噴燒器中，其特征在于，具備向上述燃燒室內(nèi)噴射起動用燃料的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的多條流道的同時，將上述混合燃料噴嘴的噴出孔配置在上述流道的內(nèi)圓周部上的空氣回旋器；以及設(shè)置于面對上述燃燒室的噴嘴端面，并為了降低噴嘴端面附近的火焰溫度而將從上述混合燃料噴嘴噴射的混合燃料的一部分噴射到上述燃燒室的冷卻孔。
(2)在上述(1)中，優(yōu)選上述起動用燃料噴嘴包括設(shè)置于噴射燃氣輪機起動用的液體燃料的液體燃料噴嘴；及設(shè)置于該液體燃料噴嘴的周圍，噴射用于使液體燃料微?；膰婌F空氣的噴霧空氣噴嘴。
(3)在上述(1)中，更優(yōu)選上述起動用燃料噴嘴配置于形成上述燃燒室的主室襯套的半徑方向的中心部位。
(4)在上述(1)中，優(yōu)選的是，還具備向上述起動用燃料噴嘴供給惰性介質(zhì)的惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)；在進行上述混合燃料的專燒運行時，將來自上述惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的惰性介質(zhì)供給上述起動用燃料噴嘴；并利用上述起動用燃料噴嘴將惰性介質(zhì)噴射到噴嘴端面附近。
(5)在上述(1)中，優(yōu)選上述混合燃料為焦爐煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、煤、重油的氣化氣等。
(6)另外，為了達到上述目的，在本發(fā)明的燃燒至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料的燃氣輪機燃燒器中，其特征在于，具備作為壓力容器的外筒；設(shè)置于該外筒的內(nèi)圓周一側(cè)，并在其內(nèi)部形成燃燒室的主室襯套；用于在該主室襯套內(nèi)的上述燃燒室中形成火焰的噴燒器；以及將該噴燒器通過形成火焰而發(fā)生的燃燒氣體引導到渦輪機的尾筒；并且，上述噴燒器，具備向上述燃燒室內(nèi)噴射起動用燃料的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的多條流道的同時，將上述混合燃料噴嘴的噴出孔配置在上述流道的內(nèi)圓周部上的空氣回旋器；以及設(shè)置于面對上述燃燒室的噴嘴端面，并為了降低噴嘴端面附近的火焰溫度而將從上述混合燃料噴嘴噴射的混合燃料的一部分噴射到上述燃燒室的冷卻孔。
(7)再有，為了達到上述目的，在本發(fā)明的將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的擴散燃燒方式的噴燒器的冷卻方法中，其特征在于，通過在面對上述燃燒室的噴嘴端面上設(shè)置噴出上述混合燃料的一部分的冷卻孔，并通過該冷卻孔將上述混合燃料噴射到上述燃燒室，從而降低噴嘴端面附近的火焰溫度，由此，控制噴嘴端面的金屬溫度的上升。
(8)進而，為了達到上述目的，在本發(fā)明的將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的噴燒器中，其特征在于，具備由將燃氣輪機起動用的液體燃料噴射到上述燃燒室的液體燃料噴嘴及設(shè)置于該液體燃料噴嘴的周圍，并噴射用于使液體燃料微?；膰婌F空氣的噴霧空氣噴嘴構(gòu)成的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，并噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的空氣回旋器；以及向上述起動用燃料噴嘴供給惰性介質(zhì)的惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)；而且，在進行上述混合燃料的專燒運行時，將來自上述惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的惰性介質(zhì)供給上述起動用燃料噴嘴，并利用上述起動用燃料噴嘴將惰性介質(zhì)噴射到噴嘴端面附近。
(9)另外，為了達到上述目的，在本發(fā)明的燃燒至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料的燃氣輪機燃燒器中，其特征在于，具備作為壓力容器的外筒；設(shè)置于該外筒的內(nèi)圓周一側(cè)，并在其內(nèi)部形成燃燒室的主室襯套；用于在該主室襯套內(nèi)的上述燃燒室中形成火焰的噴燒器；以及將該噴燒器通過形成火焰而發(fā)生的燃燒氣體引導到渦輪機的尾筒；并且，上述噴燒器，具備由將燃氣輪機起動用的液體燃料噴射到上述燃燒室的液體燃料噴嘴及設(shè)置于該液體燃料噴嘴的周圍，并噴射用于使液體燃料微?；膰婌F空氣的噴霧空氣噴嘴構(gòu)成的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的空氣回旋器；以及向上述起動用燃料噴嘴供給惰性介質(zhì)的惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)；而且，在進行上述混合燃料的專燒運行時，將來自上述惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的惰性介質(zhì)供給上述起動用燃料噴嘴，并利用上述起動用燃料噴嘴將惰性介質(zhì)噴射到噴嘴端面附近。
(10)再有，為了達到上述目的，在本發(fā)明的將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的擴散燃燒方式的噴燒器的冷卻方法中，其特征在于，在向上述燃燒室噴射起動用燃料的起動用燃料噴嘴的周圍設(shè)置噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；通過在進行上述混合燃料的專燒運行時，將來自上述惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的惰性介質(zhì)供給上述起動用燃料噴嘴，并利用上述起動用燃料噴嘴將惰性介質(zhì)噴射到噴嘴端面附近，從而降低噴嘴端面附近的火焰溫度，由此，控制噴嘴端面的金屬溫度的上升。
(11)進而，為了達到上述目的，在本發(fā)明的將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的噴燒器中，其特征在于，具備將起動用燃料噴射到上述燃燒室內(nèi)的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的多條流道的同時，將上述混合燃料噴嘴的噴出孔配置在上述流道的內(nèi)圓周部上的空氣回旋器；以及從上述起動用燃料噴嘴清洗燃料的機構(gòu)。
(12)在上述(11)中，優(yōu)選的是，清洗上述燃料的機構(gòu)具備將供給上述混合燃料噴嘴的混合燃料的一部分供給上述起動用燃料噴嘴的系統(tǒng)。
(13)另外，為了達到上述目的，在本發(fā)明的將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的噴燒器中，其特征在于，具有面對上述燃燒室的旋流器，上述燃燒室具備將起動用燃料噴射到上述燃燒室的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，并噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室內(nèi)的多條流道的同時，將上述混合燃料噴嘴的噴出孔配置在上述流道的內(nèi)圓周部的空氣回旋器；還具備使面對上述燃燒室的旋流器附近的火焰溫度降低到旋流器部件的熔點以下的機構(gòu)。
(14)再有，為了達到上述目的，在本發(fā)明的將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的噴燒器的改造方法中，其特征在于，噴燒器具備由將燃氣輪機起動用的液體燃料噴射到上述燃燒室內(nèi)的液體燃料噴嘴及設(shè)置于該液體燃料噴嘴周圍，并噴射用于使液體燃料微?；膰婌F空氣的噴霧空氣噴嘴構(gòu)成的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；以及設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的多條流道；在上述噴燒器上，還增設(shè)向上述噴霧空氣噴嘴供給惰性介質(zhì)的機構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，即使在將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料用作燃料的情況下，也能通過提高噴嘴端面附近的燃料濃度來降低火焰溫度，從而可以將噴嘴端面的金屬溫度控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)并提高其可靠性。另外，通過將惰性介質(zhì)供給到噴嘴端面附近，也能夠?qū)娮於嗣娴慕饘贉囟瓤刂圃谶m當范圍內(nèi)。


圖1是具備本發(fā)明的第一實施方式的噴燒器的燃氣輪機成套設(shè)備的簡圖。
圖2是本發(fā)明的第一實施方式的噴燒器的側(cè)視剖面的放大圖。
圖3是從燃燒室一側(cè)看到的本發(fā)明的第一實施方式的噴燒器的正視圖。
圖4是本發(fā)明的第二實施方式的噴燒器的局部放大圖。
圖5是從燃燒室一側(cè)看到的本發(fā)明的第二實施方式的噴燒器的正視圖。
圖6是具備本發(fā)明的第二實施方式的噴燒器的燃氣輪機成套設(shè)備的簡圖。
圖7是表示由氫氣、甲烷、氮氣構(gòu)成的混合氣體燃料與空氣的質(zhì)量比與理論燃燒溫度間的關(guān)系圖。
圖8是表示轉(zhuǎn)換到混合燃料專燒運行后，噴霧空氣或惰性介質(zhì)的供給與噴嘴端面的金屬溫度的相關(guān)關(guān)系圖。
圖9是表示清洗滯留在起動用噴嘴內(nèi)部的液體燃料的清洗系統(tǒng)圖。
具體實施例方式
下面，使用

本發(fā)明的實施方式。
圖1是具備本發(fā)明的第一實施方式的噴燒器的燃氣輪機成套設(shè)備的簡圖。
本實施方式的燃氣輪機成套設(shè)備，具備空壓機2、燃燒器3、渦輪機4、發(fā)電機6及燃氣輪機驅(qū)動用的起動用電動機8等。在空壓機2中，壓縮被吸入的空氣101，來自空壓機2的壓縮空氣102與燃料200、201一起用燃燒器3燃燒。當將來自燃燒器3的燃燒氣體110供給到渦輪機4時，則渦輪機4可由燃燒氣體110得到旋轉(zhuǎn)動力，且渦輪機4的旋轉(zhuǎn)動力傳遞到空壓機2和發(fā)電機6。傳遞到空壓機2的旋轉(zhuǎn)動力用作壓縮動力，而傳遞到發(fā)電機6的旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)換為電能。
再有，在圖1中，作為負荷機器雖圖示了發(fā)電機6，但作為負荷機器也有使用泵等的時候。還有，渦輪機4不限于使用單軸式，也有使用雙軸式的時候。
本實施方式的燃燒器3用于燃燒至少包含氫氣(H2)或一氧化碳(CO)的任意一種的多種成分混合氣體燃料(混合燃料)，除了這種作為混合燃料的氣體燃料201以外，還具備供給燃氣輪機的起動用燃料即液體燃料200、用于使液體燃料200微?；膰婌F空氣103、降低NOX所需的惰性介質(zhì)(蒸汽)104的供給系統(tǒng)。在利用燃燒器3燃燒的氣體燃料201中，可列舉例如由煉焦爐煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等多種成分構(gòu)成的氣體燃料或?qū)⒚?、重油等原料用氧氣氣化而得到的包含氫氣或一氧化碳的煤、重油氣化氣等。另外，液體燃料200中，使用例如輕油、A種重油等。
燃燒器3具備作為壓力容器的外筒10；設(shè)置于該外筒10的內(nèi)圓周部，其內(nèi)部形成燃燒室的主室襯套12；用于在該主室襯套12內(nèi)的燃燒室中形成火焰的噴燒器13；將由該噴燒器13形成的火焰而發(fā)生的燃燒氣體110引導到渦輪機4的尾筒(未圖示)。在本實施方式中，噴燒器13采用擴散燃燒方式，并一對一地設(shè)置于每一個燃燒器罐上。
圖2是噴燒器13的側(cè)視剖面的放大圖，圖3是從燃燒室一側(cè)看到的噴燒器13的正視圖。
如這些圖2及圖3所示那樣，噴燒器13具備將起動用燃料即液體燃料200噴射到燃燒室內(nèi)的起動用燃料噴嘴15；噴射氣體燃料201的混合燃料噴嘴16；為保持火焰而將來自空壓機2的壓縮空氣102中的一部分的壓縮空氣102a噴射到燃燒室的空氣回旋器17。
起動用燃料噴嘴15由配置于燃燒室的半徑方向的中心部，并噴射燃氣輪機起動用的液體燃料200的液體燃料噴嘴20，和噴射用于使液體燃料200微?；膰婌F空氣103的噴霧空氣噴嘴21構(gòu)成。噴霧空氣噴嘴21由設(shè)置成包圍液體燃料噴嘴20的周圍的內(nèi)筒22形成，噴霧空氣103或蒸汽104在形成于內(nèi)筒22的內(nèi)壁面和液體燃料噴嘴20的外壁面之間的流道中流過。并且，從面向燃燒室的噴霧空氣噴嘴21的噴出口21a噴出的噴霧空氣103或惰性介質(zhì)(蒸汽)104與從液體燃料噴嘴20的噴出口20a噴出的液體燃料200互相干涉，由此，使液體燃料200微?；髧婌F到燃燒室內(nèi)。
混合燃料噴嘴16將設(shè)置成包圍噴霧空氣噴嘴21的周圍的殼體23作為主體，氣體燃料201在形成于殼體23的內(nèi)壁面和噴霧空氣噴嘴21的內(nèi)筒22的外壁面之間的流道中流過。在該混合燃料噴嘴16的燃燒室一側(cè)的端部設(shè)置有空氣回旋器17。如圖2及圖3所示，空氣回旋器17具有用于沿圓周方向按一定的間隔對壓縮空氣102a供給回旋成分的流道17a。流道17a設(shè)置成與殼體23的燃燒室一側(cè)的外圓周部相仿。對該空氣回旋器17的流道17a供給來自供給燃燒器3空壓機的壓縮空氣102的一部分，即通過壓力平衡所供給的空氣102a。其余的壓縮空氣102則通過主室襯套12的燃燒空氣孔或冷卻孔通入燃燒室內(nèi)。因此，利用來自空壓機2的壓縮空氣，也可同時進行主室襯套12的冷卻。
混合燃料噴嘴16的噴出口16a設(shè)置于空氣回旋器17的流道17a的內(nèi)圓周側(cè)，從噴出口16a噴出的氣體燃料201與由空氣回旋器17噴出的回旋流相伴而噴出到燃燒室內(nèi)。并且，通過來自空氣回旋器17的回旋空氣102a與氣體燃料201混合，火焰可保持在空氣回旋器17的前面。
在面對噴燒器13的燃燒室的噴嘴端面(旋流器端面)18上設(shè)置有冷卻孔53，這些冷卻孔53在噴霧空氣的噴出口21a與空氣回旋器17的流道17a之間的區(qū)域開有多個，從而使其與混合燃料噴嘴16的通道連通。并且，從混合燃料噴嘴16噴出的氣體燃料201中的一部分氣體燃料201a通過這些冷卻孔53噴出到燃燒室內(nèi)。由此，使噴嘴端面18附近的燃料濃度升高。
在本實施方式中，分別獨立地具備向起動用燃料噴嘴15供給液體燃料200的起動用燃料供給系統(tǒng)及向混合燃料噴嘴16供給氣體燃料201的混合燃料供給系統(tǒng)。起動用燃料供給系統(tǒng)連接于液體燃料噴嘴20的導入口20b上，混合燃料供給系統(tǒng)連接于混合燃料噴嘴16的導入口16b上，并分別具有調(diào)節(jié)燃料流量的控制閥(未圖示)。
另一方面，向噴霧空氣噴嘴21供給噴霧空氣103的噴霧空氣供給系統(tǒng)連接于噴霧空氣噴嘴21的導入口21b上，向空氣回旋器17供給惰性介質(zhì)104的惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)連接于燃燒器外筒10的導入口10b上。這些噴霧空氣供給系統(tǒng)及惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)相互通過旁通管路連接，在連接該兩者的該旁通管路上設(shè)置有開閉旁通管路的流道的斷流閥300。再有，在惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的旁通管路的下游側(cè)，從上游側(cè)起依如下順序設(shè)有開閉惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的流道的斷流閥301及調(diào)節(jié)流過惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的蒸汽流量的蒸汽流量調(diào)節(jié)閥302。
上述結(jié)構(gòu)的燃氣輪機成套設(shè)備，起動時由起動用電動機8等的外部動力驅(qū)動燃氣輪機，并由空壓機2排出的空氣102和液體燃料200在燃燒器內(nèi)點火。來自燃燒器3的燃燒氣體110供給渦輪機4而向渦輪機4提供旋轉(zhuǎn)動力。伴隨液體燃料200的流量的增加，渦輪機4提速，并由起動用電動機8的脫離而轉(zhuǎn)換到燃氣輪機獨立運行。并且，一旦達到空載額定轉(zhuǎn)數(shù)，則并入發(fā)電機6，通過進一步增加液體燃料200的流量，使燃渦輪機4的入口氣體溫度上升，使負荷增大。
并入負荷后，從惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)向燃燒器3噴射蒸汽，以控制NOX的排出量。供給燃燒器3的蒸汽104，通過斷流閥301并利用蒸汽流量調(diào)節(jié)閥302調(diào)節(jié)為適當?shù)牧髁亢?，與來自空壓機2的燃燒空氣102a混合并從空氣回旋器17的流道17a噴出到燃燒室。燃燒空氣102a的氧濃度通過與蒸汽混合而降低。于是，通過用低氧濃度空氣來燃燒液體燃料200，從而降低燃燒室中的火焰溫度并控制NOX的濃度。
其后，當進行提升負荷的操作時，則可進行從液體燃料200切換到混合氣體燃料即氣體燃料201的燃料轉(zhuǎn)換操作。燃料轉(zhuǎn)換操作，在將燃氣輪機的負荷保持一定的狀態(tài)下，以減少液體燃料200的流量并增加氣體燃料201的供給量的方式進行。最終結(jié)束向氣體燃料201的燃料轉(zhuǎn)換操作而轉(zhuǎn)換到混合燃料專燒運行時，則伴隨氣體燃料201的增加而可提升負荷。轉(zhuǎn)換到混合燃料專燒運行以后，隨著停止液體燃料200的供給，則停止供給用于使液體燃料200微粒化的噴霧空氣103。
這里，在如本實施方式的擴散燃燒用噴燒器中，為使起動用的燃料微粒化，通常從噴燒器的燃燒室一側(cè)的噴嘴端面噴射空氣。但，這樣的空氣的供給在燃燒多種成分混合氣體時，對噴嘴端面的金屬溫度帶來的影響較大。下面，根據(jù)圖7及圖8說明其原因。
圖7是表示由氫氣、甲烷、氮氣構(gòu)成的混合氣體燃料與空氣的質(zhì)量比(F/A)與理論燃燒溫度間的關(guān)系圖。
如圖7所示，理論燃燒溫度(℃)存在如下趨勢隨F/A(kg/kg)的增加而上升，并在某一F/A條件下達到最大值，如果進一步增大F/A，其后則降低。將理論燃燒溫度為最大值時的F/A稱作量論混合比，與其相比，也將F/A低的區(qū)域稱作燃料稀薄區(qū)域，而將F/A高的狀態(tài)稱作燃料過濃區(qū)域。當考慮燃料過濃區(qū)域與F/A之間的關(guān)系時，可以認為供給噴霧空氣時(圖7中的區(qū)域A)與不供給噴霧空氣時(圖7中的區(qū)域B)相比較更靠近量論混合比。
在本實施方式的情況下，雖可以認為燃燒器3的噴嘴端面附近為燃料過濃區(qū)域，但通過供給噴霧空氣，F(xiàn)/A接近量論混合比，火焰溫度(燃燒溫度)增高。另一方面，在供給蒸汽等的惰性介質(zhì)時，理論燃燒溫度呈降低的傾向(圖7中的區(qū)域C)。
圖8是表示在轉(zhuǎn)移到混合燃料專燒運行后，噴霧空氣或惰性介質(zhì)的供給與噴嘴端面的金屬溫度的相關(guān)關(guān)系圖。
圖8表示的是燃燒氫氣、甲烷、氮氣的混合氣體的情況。如圖所示，金屬的溫度與燃氣輪機的負荷條件無關(guān)，供給噴霧空氣時比不供給空氣時更高；而供給惰性介質(zhì)時比不供給惰性介質(zhì)時更低。這可以認為是因為噴嘴端面附近的F/A隨著噴霧空氣供給與否或惰性介質(zhì)供給與否而變化，且燃燒溫度變化。尤其是在包含氫氣或一氧化碳的燃料的情況下，由于燃燒速度快，火焰有接近噴嘴端面附近的傾向，因此，金屬溫度容易受火焰溫度的影響。于是，如本實施方式那樣，在燃燒包含氫氣或一氧化碳的混合燃料時，通過注意使噴嘴端面附近的F/A不達到量論混合比附近的條件，從而能夠控制噴嘴端面的金屬溫度上升。
在本實施方式的情況下，當利用從空壓機排出空氣的一部分冷卻噴嘴端面時，則F/A接近量論混合比而使火焰溫度升高。因此，當燃燒包含氫氣或一氧化碳的混合燃料時，火焰接近旋流器附近而金屬溫度容易上升，要利用空氣冷卻是困難的。另一方面，在額定負荷條件下，當通過增加供給空氣回旋器17的空氣量等將噴嘴端面附近的F/A設(shè)定在燃料稀薄區(qū)域時，在使燃料流量降低的低負荷條件下，由于未燃燒成份增加而容易熄火，因而不實用。反過來，極端地控制供給空氣回旋器17的空氣量而提高噴嘴端面附近的F/A時，由于與可燃燒范圍相比進一步達到燃料過濃區(qū)域，因此，發(fā)生火焰吹滅等燃燒穩(wěn)定性的問題。
與此相反，在本實施方式中，通過在噴嘴端面設(shè)置噴出混合氣體燃料201的一部分的冷卻孔53，從而使噴嘴端面的燃料濃度提高。因此，能夠使噴嘴端面附近區(qū)域的F/A增加，可以降低噴嘴端面附近的火焰溫度。因而，不會發(fā)生如空氣冷卻那樣的F/A轉(zhuǎn)移到量論混合比附近而使火焰溫度升高的現(xiàn)象，能夠降低噴嘴端面的金屬溫度。
還有，供給給燃氣輪機的燃料的溫度根據(jù)燃料種類多少有差異，其中的焦爐煤氣等為100℃以下，用氧氣使煤氣化的煤氣化的氣體燃料也為200～300℃以下，該溫度比從空壓機排出的空氣的溫度(大約為390℃)還要低。由此，通過利用燃料的顯熱，即使與空氣冷卻相比，也能確保高的冷卻性能。這樣，在燃氣輪機的工作負荷范圍中，由于能確保燃燒穩(wěn)定性的同時，將噴嘴端面的金屬溫度控制在適當范圍內(nèi)，因而可提高可靠性。
再有，根據(jù)本實施方式，通過在空氣回旋器17的流道17a的內(nèi)周一側(cè)設(shè)置氣體燃料201的噴出孔16a，使噴出孔16a承受空氣102a的動壓。因此，在液體燃料200的專燒運行中，通過噴出孔16a將來自空壓機2的壓縮空氣102a供給到燃料噴嘴16內(nèi)，并通過設(shè)置于噴嘴端面上的冷卻孔53供給空氣102a。此時，由于噴霧的液體燃料200和從冷卻孔53供給的空氣102a混合，由于與液體燃料200僅與從空氣回旋器17供給的空氣102a混合的情況相比，有更多的空氣由起動用燃料噴嘴50附近供給到，因而可有效地進行液體燃料燃燒時的煤煙控制。
一般來講，液體燃料通過使液體燃料微?；?，使微?；说娜剂险舭l(fā)，燃料和空氣混合并燃燒等工藝過程而燃燒。因此，在燃料和空氣的混合不充分的情況下，燃燒時煤煙等的煤塵濃度增加。在本實施方式中，可以從使起動用的液體燃料微?；鴩娚涞膰婌F外殼(噴出孔21a)附近通過用于噴出氣體燃料201的冷卻孔53來供給噴霧空氣102a。通過用這種方法燃燒液體燃料，可同時獲得控制煤煙發(fā)生的效果。
除上述而外，在本實施方式中，通過打開斷流閥300，可將為降低NOX而使用的蒸汽等的惰性介質(zhì)104的一部分供給到起動用燃料噴嘴15的噴霧空氣供給系統(tǒng)。降低NOX所需的蒸汽104在轉(zhuǎn)換到氣體燃料201的專燒運行并停止噴霧空氣103的供給以后供給。通過從位于噴嘴端面中心的起動用燃料噴嘴15噴出蒸汽104，由于噴嘴端面附近的火焰溫度降低(也參照圖7)，因此，能夠降低噴嘴端面的金屬溫度。
再有，在將蒸汽104供給起動用燃料噴嘴15時，有必要在噴霧空氣供給系統(tǒng)中設(shè)置防止蒸汽104逆流的止回閥。在本實施方式中，作為用于降低NOX的惰性氣體雖以使用蒸汽的情況為例進行了說明，但一般來講，也可利用在工廠中所得到的氮氣或二氧化碳等其它的惰性介質(zhì)，在這種情況下，也可得到同樣的效果。
還有，在燃燒液體燃料200以后，通過將噴霧空氣103a的供給系統(tǒng)作為惰性介質(zhì)的供給系統(tǒng)利用而從起動用燃料噴嘴15噴射惰性介質(zhì)，就能以簡易的結(jié)構(gòu)做成供給油、噴霧空氣、燃氣的三重燃料的結(jié)構(gòu)。
在本實施方式中，雖然做成具備由冷卻孔53噴出氣體燃料201的結(jié)構(gòu)以及由起動用燃料噴嘴15的噴霧空氣供給系統(tǒng)噴出惰性介質(zhì)的結(jié)構(gòu)這兩者，但在其任意一方都可獲得較高的冷卻效果。在省略通過從噴嘴端面的中心部噴出惰性介質(zhì)形成的噴嘴端面的冷卻功能的情況下，只要省略例如斷流閥300及設(shè)有斷流閥300的旁通管路即可。相反，即使省略從冷卻孔53噴出混合燃料形成的冷卻功能，也可以通過從噴嘴端面的中心噴出惰性介質(zhì)得到噴嘴端面的冷卻效果。
在此，圖4是省略了本實施方式的冷卻孔53的本發(fā)明的第二實施方式的噴燒器的局部放大圖，圖5是從燃燒室一側(cè)看到的該噴燒器的正視圖。在這些圖中，對于與前面的各個圖相同的部分，標上相同的符號而省略其說明。
圖4及圖5所示的噴燒器，在空氣回旋器17的流道17a的內(nèi)周一側(cè)設(shè)置有噴出孔16a，在空氣回旋器17的半徑方向中心部具備起動用燃料噴嘴15。若除去省略了冷卻孔53這一點以外，具有與圖2及圖3所示的噴燒器相同的結(jié)構(gòu)。如此，即使是沒有這樣的冷卻孔、不能提高噴嘴端面18的附近區(qū)域的燃料濃度的噴燒器，也能控制噴嘴端面18的金屬溫度的上升。
圖6是具備圖4及圖5所示的本發(fā)明的第二實施方式的噴燒器的燃氣輪機成套設(shè)備的簡圖。
在圖6所示的燃氣輪機成套設(shè)備中，與圖1所示的成套設(shè)備同樣，使用由包含氫氣或一氧化碳的多種成分氣體的氣體燃料201、作為燃氣輪機的起動用燃料的液體燃料200、用于使液體燃料200微?；膰婌F空氣103及用于降低NOX的蒸汽104。與圖1的成套設(shè)備同樣，在惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)中具有斷流閥301及流量調(diào)節(jié)閥302，在連接噴霧空氣供給系統(tǒng)和惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的旁通管路上具有斷流閥300。即，除去省略了噴嘴端面的冷卻孔這一點以外，本實施方式的燃氣輪機成套設(shè)備具有與圖1的成套設(shè)備幾近相同的結(jié)構(gòu)。
本實施方式的成套設(shè)備也與圖1的成套設(shè)備一樣，通過用液體燃料200并入負荷后，將蒸汽104噴射到燃燒室內(nèi)，從而能NOX排出濃度。并且，隨著其后的負荷上升，將燃料從液體燃料200轉(zhuǎn)換到氣體燃料201，當運行模式轉(zhuǎn)移到混合燃料專燒以后，停止噴霧空氣103的供給。停止噴霧空氣103的供給以后，打開斷流閥300并通過起動用燃料噴嘴15從噴嘴的端面中心噴射蒸汽104。通過從位于空氣回旋器17的端面的中心的起動用燃料噴嘴15將蒸汽104供給燃燒室，從而能夠使形成于噴嘴端面附近的火焰的溫度降低，并使噴嘴端面的金屬溫度降低而提高可靠性。
還有，通過利用噴霧空氣供給系統(tǒng)將蒸汽104供給起動用燃料噴嘴15，因而無需設(shè)置用于將惰性介質(zhì)供給起動用燃料噴嘴15的新的供給系統(tǒng)。一般來講，由于在噴嘴端面上不存在噴射燃料的冷卻孔，因此，本實施方式的噴燒器可利用現(xiàn)有的擴散燃燒方式的噴燒器很容易地構(gòu)成也是很大的優(yōu)點。
圖9是具備本發(fā)明的第三實施的方式的噴燒器的燃氣輪機成套設(shè)備的簡圖。
在第一、第二實施方式中，起動燃氣輪機使用液體燃料200，并在某一負荷范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換到混合燃料專燒運行以后，停止供給液體燃料200。此時，如果液體燃料200滯留在液體燃料噴嘴20內(nèi)，則因來自火焰的熱使噴嘴20升溫，滯留的液體燃料200在噴嘴內(nèi)發(fā)生固化的現(xiàn)象(堵縫)。因此，轉(zhuǎn)換到混合燃料專燒運行結(jié)束后，通過將氮氣等氣體供給到液體燃料噴嘴20內(nèi)將液體燃料200沖洗到燃燒室3，從而可防止因堵縫引起的液體燃料噴嘴流道的堵塞。
燃燒方式從混合燃料專燒運行(燃氣專燒)轉(zhuǎn)換到用起動用液體燃料的運行(油專燒)并停止燃氣輪機后，由于燃燒器內(nèi)的溫度高，堵縫現(xiàn)象也同樣發(fā)生。因此，在停止燃氣輪機以后，也同樣需要從液體燃料噴嘴20清洗液體燃料。
圖9是表示起動用燃料噴嘴附近的放大圖，圖中具備向起動用燃料供給系統(tǒng)供給氮氣400的清洗系統(tǒng)；及將混合燃料供給系統(tǒng)進行分支而用于向起動用燃料供給系統(tǒng)供給氣體燃料201的一部分的氣體燃料清洗系統(tǒng)201a。在各自的系統(tǒng)中，分別具備氮氣清洗系統(tǒng)的斷流閥401和氣體燃料清洗系統(tǒng)的斷流閥201b。
下面，對燃料轉(zhuǎn)換和起動用燃料的清洗運行進行說明。用液體燃料200起動后，并達到可轉(zhuǎn)換為氣體燃料201的負荷條件后，邊減少供給到燃燒器的液體燃料噴嘴20的液體燃料200的流量，邊增加氣體燃料201的流量，進行燃料的轉(zhuǎn)換操作。當供給規(guī)定量的氣體燃料201，并在液體燃料200的流量為零時，結(jié)束燃料轉(zhuǎn)換。此時，如果保持使液體燃料滯留于液體燃料噴嘴20內(nèi)的狀態(tài)，則因來自火焰的熱在液體燃料噴嘴20內(nèi)發(fā)生堵縫現(xiàn)象。因此，通過進行打開氮氣400的斷流閥401的操作，并將氮氣400供給到液體燃料噴嘴20內(nèi)，便可將滯留的液體燃料200沖洗到燃燒室3內(nèi)，并可抑制堵縫的發(fā)生。該清洗系統(tǒng)以液體燃料的清洗為目的。再有，通過在清洗結(jié)束后還繼續(xù)向燃燒室內(nèi)供給氮氣400，由于旋流器端面附近的火焰溫度降低，因此，可得到降低混合燃料專燒運行(燃氣專燒運行時)的旋流器端面的金屬溫度的效果。
還有，將混合燃料供給系統(tǒng)進行分支而供給到起動用燃料供給系統(tǒng)的氣體燃料201供給到液體燃料噴嘴20，在清洗液體燃料時也可以得到同樣的效果。還有，通過將滯留于液體燃料噴嘴內(nèi)的液體燃料200沖洗到燃燒室內(nèi)，并在清洗完后還繼續(xù)供給燃燒室內(nèi)，可提高旋流器端面附近的燃料濃度，并形成燃料過濃區(qū)域。因此，可降低旋流器端面的火焰溫度，從而降低旋流器端面的金屬溫度。
在這些清洗系統(tǒng)中，還可以將從設(shè)置于起動用燃料噴嘴15的液體燃料噴嘴20供給氮氣400或在混合燃料專燒運行時(燃氣專燒時)還繼續(xù)供給氣體燃料201的方法與在第一實施方式的旋流器端面的冷卻方法這兩者進行組合。采用上述方法，即使燃燒包含氫氣或一氧化碳等的燃料，也能有效地冷卻旋流器端面。
再有，如圖2所示，在旋流器端面上具備噴霧空氣的噴出口21a、將氣體燃料201噴出到燃燒室的冷卻孔53、將壓縮空氣供給燃燒室的空氣回旋器17的流道17a。還有，從混合燃料噴嘴16或噴霧空氣噴嘴21分別噴出到燃燒室的氣體燃料或噴霧空氣的噴出口相當于噴嘴端面。
綜上所述，在第一至第三實施方式中，表示了用于降低面對燃燒室的起動用燃料噴嘴15及混合燃料噴嘴16附近的端部即旋流器附近的火焰溫度的方法。如圖8所示，轉(zhuǎn)移到混合燃料專燒運行以后供給噴霧空氣103時，存在旋流器端面的金屬溫度上升，超過形成旋流器的材料的熔點的可能性。例如，SUS鋼的熔點為650℃。當超過該熔點時，由于旋流器因火焰而燒損而使空氣回旋器17失去功能，或者堵塞了混合燃料噴嘴16的噴出口16a，則有可能使燃燒器無法保持火焰，降低燃燒器的可靠性。因此，通過具備使面對燃燒室的旋流器附近的火焰溫度降低到旋流器部件的熔點以下的技術(shù)措施，便能夠控制旋流器部件的燒損，并提高燃燒器的可靠性。
還有，第一到第三實施方式在改造現(xiàn)有的噴燒器時也是有用的。例如，即使在現(xiàn)有的燃燒器使用LNG(液化天然氣)或輕油、A種重油的情況下，也能夠通過簡單的改造來適應(yīng)燃料種類的變更。
具體來講，第一及第二實施方式在改造現(xiàn)有的噴燒器時也是有用的。例如，在具備起動用燃料噴嘴15和混合燃料噴嘴16的噴燒器的情況下，如果是將液體燃料用于起動用燃燒噴嘴15的噴燒器，可認為也具備用于使液體燃料微?；膰婌F空氣供給系統(tǒng)。于是，僅僅對噴霧空氣噴嘴21的上游一側(cè)即噴霧空氣供給系統(tǒng)進行改造使之供給惰性介質(zhì)，就能降低旋流器附近的金屬溫度。
并且，通過更換為在面對噴燒器13的燃燒室的噴嘴端面(旋流器端面)18上具備冷卻孔53的部件，就能夠進一步降低旋流器附近的金屬溫度。但是，由于該部件的更換需要從燃燒器上拆卸噴燒器13，因此，將其改造成向噴霧空氣系統(tǒng)供給惰性介質(zhì)更好，因為無需拆卸燃燒器，能更容易地進行進行改造。
再有，第三實施方式在改造現(xiàn)有的噴燒器時也是有用的。為了清洗滯留于液體燃料噴嘴20內(nèi)部的液體燃料200，僅僅對起動用燃料供給系統(tǒng)增設(shè)供給氮氣400的清洗系統(tǒng)，便可得到與第三實施方式相同的效果。但是，為了供給氮氣400，需要輔助設(shè)備而使設(shè)備大型化。于是，通過將混合燃料供給系統(tǒng)進行分支而增設(shè)用于向起動用燃料供給系統(tǒng)供給一部分氣體燃料201的氣體燃料清洗系統(tǒng)201a，為了向噴燒器供給混合燃料，由于可共用已有的設(shè)置于混合燃料供給系統(tǒng)的空壓機的排出壓力，因此，能夠使設(shè)備小型化。
權(quán)利要求
1.一種噴燒器，將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)，其特征在于，具備向上述燃燒室內(nèi)噴射起動用燃料的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的多條流道的同時，將上述混合燃料噴嘴的噴出孔配置在上述流道的內(nèi)周部上的空氣回旋器；以及設(shè)置于面對上述燃燒室的噴嘴端面，并為了降低噴嘴端面附近的火焰溫度而將從上述混合燃料噴嘴噴射的混合燃料的一部分噴射到上述燃燒室的冷卻孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴燒器，其特征在于，上述起動用燃料噴嘴包括設(shè)置于噴射燃氣輪機起動用的液體燃料的液體燃料噴嘴；及設(shè)置于該液體燃料噴嘴的周圍，噴射用于使液體燃料微?；膰婌F空氣的噴霧空氣噴嘴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴燒器，其特征在于，上述起動用燃料噴嘴配置于形成上述燃燒室的主室襯套的半徑方向的中心部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴燒器，其特征在于，還具備向上述起動用燃料噴嘴供給惰性介質(zhì)的惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)；在進行上述混合燃料的專燒運行時，將來自上述惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的惰性介質(zhì)供給上述起動用燃料噴嘴；并利用上述起動用燃料噴嘴將惰性介質(zhì)噴射到噴嘴端面附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴燒器，其特征在于，上述混合燃料為焦爐煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、煤、重油的氣化氣等。
6.一種燃氣輪機燃燒器，在燃燒至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料的燃氣輪機燃燒器中，其特征在于，具備作為壓力容器的外筒；設(shè)置于該外筒的內(nèi)圓周一側(cè)，并在其內(nèi)部形成燃燒室的主室襯套；用于在該主室襯套內(nèi)的上述燃燒室中形成火焰的噴燒器；以及將該噴燒器通過形成火焰而發(fā)生的燃燒氣體引導到渦輪機的尾筒；并且，上述噴燒器，具備向上述燃燒室內(nèi)噴射起動用燃料的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的多條流道的同時，將上述混合燃料噴嘴的噴出孔配置在上述流道的內(nèi)圓周部上的空氣回旋器；以及設(shè)置于面對上述燃燒室的噴嘴端面，并為了降低噴嘴端面附近的火焰溫度而將從上述混合燃料噴嘴噴射的混合燃料的一部分噴射到上述燃燒室的冷卻孔。
7.一種噴燒器的冷卻方法，在將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的擴散燃燒方式的噴燒器的冷卻方法中，其特征在于通過在面對上述燃燒室的噴嘴端面上設(shè)置噴出上述混合燃料的一部分的冷卻孔，并通過該冷卻孔將上述混合燃料噴射到上述燃燒室，從而降低噴嘴端面附近的火焰溫度，由此，控制噴嘴端面的金屬溫度的上升。
8.一種噴燒器，在將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的噴燒器中，其特征在于，具備由將燃氣輪機起動用的液體燃料噴射到上述燃燒室的液體燃料噴嘴及設(shè)置于該液體燃料噴嘴的周圍，并噴射用于使液體燃料微?；膰婌F空氣的噴霧空氣噴嘴構(gòu)成的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，并噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的空氣回旋器；以及向上述起動用燃料噴嘴供給惰性介質(zhì)的惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)；而且，在進行上述混合燃料的專燒運行時，將來自上述惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的惰性介質(zhì)供給上述起動用燃料噴嘴，并利用上述起動用燃料噴嘴將惰性介質(zhì)噴射到噴嘴端面附近。
9.一種燃氣輪機燃燒器，在燃燒至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料的燃氣輪機燃燒器中，其特征在于，具備作為壓力容器的外筒；設(shè)置于該外筒的內(nèi)圓周一側(cè)，并在其內(nèi)部形成燃燒室的主室襯套；用于在該主室襯套內(nèi)的上述燃燒室中形成火焰的噴燒器；以及將該噴燒器通過形成火焰而發(fā)生的燃燒氣體引導到渦輪機的尾筒；并且，上述噴燒器，具備由將燃氣輪機起動用的液體燃料噴射到上述燃燒室的液體燃料噴嘴及設(shè)置于該液體燃料噴嘴的周圍，并噴射用于使液體燃料微粒化的噴霧空氣的噴霧空氣噴嘴構(gòu)成的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的空氣回旋器；以及向上述起動用燃料噴嘴供給惰性介質(zhì)的惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)；而且，在進行上述混合燃料的專燒運行時，將來自上述惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的惰性介質(zhì)供給上述起動用燃料噴嘴，并利用上述起動用燃料噴嘴將惰性介質(zhì)噴射到噴嘴端面附近。
10.一種噴燒器的冷卻方法，在將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的擴散燃燒方式的噴燒器的冷卻方法中，其特征在于在向上述燃燒室噴射起動用燃料的起動用燃料噴嘴的周圍設(shè)置噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；通過在進行上述混合燃料的專燒運行時，將來自上述惰性介質(zhì)供給系統(tǒng)的惰性介質(zhì)供給上述起動用燃料噴嘴，并利用上述起動用燃料噴嘴將惰性介質(zhì)噴射到噴嘴端面附近，從而降低噴嘴端面附近的火焰溫度，由此，控制噴嘴端面的金屬溫度的上升。
11.一種噴燒器，在將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的噴燒器中，其特征在于，具備將起動用燃料噴射到上述燃燒室內(nèi)的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的多條流道的同時，將上述混合燃料噴嘴的噴出孔配置在上述流道的內(nèi)圓周部上的空氣回旋器；以及從上述起動用燃料噴嘴清洗燃料的機構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噴燒器，其特征在于，清洗上述燃料的機構(gòu)具備將供給上述混合燃料噴嘴的混合燃料的一部分供給上述起動用燃料噴嘴的系統(tǒng)。
13.一種噴燒器，在將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的噴燒器中，其特征在于，具有面對上述燃燒室的旋流器，上述燃燒室具備將起動用燃料噴射到上述燃燒室的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，并噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并具有為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室內(nèi)的多條流道的同時，將上述混合燃料噴嘴的噴出孔配置在上述流道的內(nèi)圓周部的空氣回旋器；還具備使面對上述燃燒室的旋流器附近的火焰溫度降低到旋流器部件的熔點以下的機構(gòu)。
14.一種噴燒器的改造方法，在將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的混合燃料噴射到燃氣輪機燃燒器的燃燒室內(nèi)的噴燒器的改造方法中，其特征在于，噴燒器具備由將燃氣輪機起動用的液體燃料噴射到上述燃燒室內(nèi)的液體燃料噴嘴及設(shè)置于該液體燃料噴嘴周圍，并噴射用于使液體燃料微?；膰婌F空氣的噴霧空氣噴嘴構(gòu)成的起動用燃料噴嘴；設(shè)置于該起動用燃料噴嘴的周圍，噴射上述混合燃料的混合燃料噴嘴；以及設(shè)置于該混合燃料噴嘴的上述燃燒室一側(cè)的端部，并為保持火焰而將來自空壓機的壓縮空氣的一部分噴射到上述燃燒室的多條流道；在上述噴燒器上，還增設(shè)向上述噴霧空氣噴嘴供給惰性介質(zhì)的機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種噴燒器、燃氣輪機燃燒器及噴燒器的冷卻方法。在本發(fā)明的將至少包含氫氣或一氧化碳的任意一種的氣體燃料(201)噴射到燃燒器(3)的燃燒室內(nèi)的噴燒器(13)中，具備向燃燒室噴射液體燃料(200)的起動用燃料噴嘴(15)；設(shè)置于該噴嘴的周圍，并噴射氣體燃料的混合燃料噴嘴(16)；設(shè)置于該噴嘴的端部，并具有將來自空壓機(2)的壓縮空氣的一部分(102a)噴射到燃燒室的流道(17a)，且將混合燃料噴嘴(16)的噴出孔(16a)配置在流道(17a)的內(nèi)圓周部的空氣回旋器(17)；以及設(shè)置于面對燃燒室的噴嘴端面(18)上，并將從混合燃料噴嘴噴射的氣體燃料的一部分噴射到燃燒室的冷卻孔(53)。
文檔編號F23D14/24GK1884910SQ20061009316
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者小泉浩美, 井上洋, 笹尾俊文, 竹原勛 申請人:株式會社日立制作所