渦輪機(jī)和渦輪機(jī)的分級(jí)燃燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種渦輪機(jī)和渦輪機(jī)的分級(jí)燃燒系統(tǒng)。所述渦輪機(jī)包括：燃燒器，燃料可在所述燃燒器中燃燒產(chǎn)生工作流體；渦輪段，所述渦輪段接收所述工作流體用于發(fā)電操作；附加燃料可在其中燃燒的過(guò)渡連接件，所述過(guò)渡連接件設(shè)置用于將所述工作流體從所述燃燒器運(yùn)輸?shù)剿鰷u輪段；以及分級(jí)燃燒系統(tǒng)，所述分級(jí)燃燒系統(tǒng)連接到所述燃燒器和所述過(guò)渡連接件。所述分級(jí)燃燒系統(tǒng)配置用于以多個(gè)模式混合所述燃料和所述附加燃料的組分。
【專利說(shuō)明】渦輪機(jī)和渦輪機(jī)的分級(jí)燃燒系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的本實(shí)用新型涉及渦輪機(jī)和渦輪機(jī)的分級(jí)燃燒系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 渦輪機(jī)可以包括燃燒器、渦輪段和過(guò)渡連接件。燃燒器是形成用于限定其中燃料 和空氣可燃以便產(chǎn)生工作流體的內(nèi)部。渦輪段設(shè)置在燃燒器下游并且形成用于至少接收燃 燒器中所產(chǎn)生的工作流體用于發(fā)電操作。過(guò)渡連接件以流體方式介于燃燒器與渦輪段之 間。由此，將過(guò)渡連接件配置用于使工作流體從燃燒器20運(yùn)輸?shù)綔u輪段。
[0003] 渦輪機(jī)所用燃料通?？赡馨嘿F、無(wú)法充分揮發(fā)用于給定渦輪機(jī)操作或者針對(duì)給定 渦輪機(jī)操作過(guò)度揮發(fā)。然而，總體來(lái)說(shuō)，渦輪機(jī)缺乏將會(huì)緩和這些問(wèn)題的燃料靈活性。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種渦輪機(jī)，并且所述渦輪機(jī)包括：于其中燃料 可燃以便產(chǎn)生工作流體的燃燒器；渦輪段，所述渦輪段接收所述工作流體用于發(fā)電操作； 于其中附加燃料可燃的過(guò)渡連接件，所述過(guò)渡連接件是設(shè)置用于將所述工作流體從所述燃 燒器運(yùn)輸?shù)剿鰷u輪段；以及分級(jí)燃燒系統(tǒng)，所述分級(jí)燃燒系統(tǒng)連接到所述燃燒器和所述 過(guò)渡連接件。所述分級(jí)燃燒系統(tǒng)經(jīng)配置用于在多個(gè)模式中使得所述燃料和所述附加燃料的 組分共混。
[0005] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種渦輪機(jī)分級(jí)燃燒系統(tǒng)。所述渦輪機(jī)包括：于 其中燃料可燃以產(chǎn)生工作流體的燃燒器；渦輪段，所述渦輪段接收所述工作流體用于發(fā)電 操作；以及于其中附加燃料可燃的過(guò)渡連接件。所述過(guò)渡連接件是設(shè)置用于將所述工作流 體從所述燃燒器運(yùn)輸?shù)剿鰷u輪段，并且包括可設(shè)置成將以多個(gè)模式共混的燃料輸送到所 述燃燒器的頭端的頭端噴射器、以及可設(shè)置成將以多個(gè)模式共混的附加燃料輸送到所述燃 燒器的下游段和所述過(guò)渡連接件的軸向分級(jí)噴射器。
[0006] 根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，提供一種渦輪機(jī)操作方法，并且所述方法包括：在燃 燒器中燃燒燃料以產(chǎn)生工作流體；從所述燃燒器運(yùn)輸所述工作流體并使其通過(guò)過(guò)渡連接 件；在所述過(guò)渡連接件中燃燒附加燃料；以及在多個(gè)模式中使得所述燃料和所述附加燃料 的組分共混。
[0007] 結(jié)合附圖，通過(guò)以下描述將更清楚這些和其他優(yōu)點(diǎn)及特征。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 本說(shuō)明書(shū)所附權(quán)利要求書(shū)中具體指出并且明確主張作為本實(shí)用新型的主題。結(jié)合 附圖，通過(guò)以下詳細(xì)描述可以清楚本實(shí)用新型的上述和其他特征及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：
[0009] 圖1是渦輪機(jī)的側(cè)視示意圖；
[0010] 圖2是過(guò)渡連接件和渦輪機(jī)的分級(jí)燃燒系統(tǒng)的部件的透視圖；
[0011] 圖3是圖1的渦輪機(jī)的燃料回路的示意圖解；
[0012] 圖4是圖1的渦輪機(jī)的另一燃料回路的示意圖解；
[0013] 圖5是根據(jù)各實(shí)施例示出燃料注射模式的流程圖；
[0014] 圖6是對(duì)Wobbie索引操作窗口中的改進(jìn)的圖像描繪；以及 [0015] 圖7是對(duì)火焰保持能力中的改進(jìn)的圖像描繪。
[0016] 詳細(xì)描述參照附圖借助實(shí)例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 根據(jù)各個(gè)方面，提供一種渦輪機(jī)和渦輪機(jī)的軸向分級(jí)燃燒系統(tǒng)。這將允許實(shí)現(xiàn)燃 料靈活性增加的渦輪機(jī)操作、帶有相對(duì)廣的Wobbie索引的渦輪機(jī)操作、經(jīng)增加的回火界限 以及經(jīng)增加的熱聲控制。
[0018] 參照?qǐng)D1和2,提供一種渦輪機(jī)10。渦輪機(jī)包括燃燒器20、渦輪段30、過(guò)渡連接件 40和軸向分級(jí)燃燒系統(tǒng)50。燃燒器20包括內(nèi)襯21和導(dǎo)流套筒22。內(nèi)襯21形成用于限定 其中燃料和空氣可燃以產(chǎn)生工作流體的內(nèi)部23。導(dǎo)流套筒22圍繞內(nèi)襯21設(shè)置以便限定 第一氣流路徑24。渦輪段30是設(shè)置在燃燒器20的下游，并且形成用于至少接收燃燒器20 中所產(chǎn)生的工作流體用于發(fā)電操作。
[0019] 過(guò)渡連接件40以流體方式介于燃燒器20的下游段25與渦輪段30的前級(jí)31之 間。由此，將過(guò)渡連接件40配置用于使工作流體從燃燒器20運(yùn)輸?shù)綔u輪段30。過(guò)渡連接 件40包括內(nèi)襯41和沖擊套筒42。內(nèi)襯41形成用于限定內(nèi)部43,工作流體從燃燒器20通 過(guò)所述內(nèi)部運(yùn)輸?shù)綔u輪段30上。沖擊套筒42圍繞內(nèi)襯41設(shè)置以便限定第二氣流路徑44， 所述第二氣流路徑可與第一氣流路徑24連通。
[0020] 如圖2所示，過(guò)渡連接件40包括：前端45,所述前端可連接到燃燒器20、并總體與 通過(guò)燃燒器20限定的流路的主導(dǎo)方向?qū)?zhǔn)；后端46,所述后端可連接到渦輪段30、并總體 與通過(guò)渦輪段30的流路的主導(dǎo)方向?qū)?zhǔn)；以及中間部分47。中間部分47從前端45延伸 到后端46。前端45在形狀上可為總體環(huán)狀，這個(gè)形狀與燃燒器20的下游段25的類似形狀 對(duì)應(yīng)。后端46可以相對(duì)于渦輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子在周向尺寸上為縱長(zhǎng)狀。中間部分47形成用 于使前端45的環(huán)狀形狀逐漸變成后端46所具有的細(xì)長(zhǎng)形狀（elongate shape)。另外，中 間部分47可以包括相對(duì)于轉(zhuǎn)子的徑向曲部，以使后端46設(shè)置在前端45的徑向外側(cè)。
[0021] 根據(jù)各實(shí)施例，通過(guò)燃燒器20的流路可以與通過(guò)渦輪段30的流路偏離。無(wú)論偏 離情況如何，過(guò)渡連接件40的曲形構(gòu)型都會(huì)允許流體從燃燒器20流到渦輪段30。
[0022] 渦輪機(jī)10可以經(jīng)配置用于在燃燒器20的下游段25和過(guò)渡連接件40中執(zhí)行燃料 和/或空氣的軸向分級(jí)注射或晚貧注射（LLI)。在此類情況中，附加燃料可以由燃燒器20 的下游段25和過(guò)渡連接件40的內(nèi)部43接收、并在其內(nèi)燃燒。使用軸向分級(jí)注射或LLI技 術(shù)的結(jié)果在于，比起其他可能情況，可以實(shí)現(xiàn)燃料和附加燃料的更完全的燃燒。這可允許在 燃燒器20和過(guò)渡連接件40中使用高和/或低熱值的燃料，以便減少渦輪機(jī)10操作中的燃 料成本并且導(dǎo)致來(lái)自渦輪機(jī)10的污染物(例如，氮氧化物)排放整體減少，即使燃燒器20中 使用的是低熱值的燃料也是如此。
[0023] 軸向分級(jí)燃燒系統(tǒng)50可以連接到燃燒器20和過(guò)渡連接件40中的一者或兩者。軸 向分級(jí)燃燒系統(tǒng)50經(jīng)配置用于在渦輪機(jī)10操作中的多個(gè)模式中將燃料和附加燃料兩者的 組分共混，從而使燃料和附加燃料可以有利地注射到燃燒器20和過(guò)渡連接件40。軸向分 級(jí)燃燒系統(tǒng)50包括頭端噴射器51和軸向分級(jí)噴射器52。頭端噴射器51可設(shè)置成將燃料 輸送到燃燒器20的頭端26,所述頭端限定在燃燒器20的下游段25的上游處。頭端26可 以包括端蓋260,通過(guò)各種配置即可將頭端噴射器51附接到所述端蓋。軸向分級(jí)噴射器52 可設(shè)置成將附加燃料輸送到燃燒器20的下游段25,并輸送到所述過(guò)渡連接件40上。
[0024] 可以將軸向分級(jí)噴射器52布置在至少第一級(jí)520和第二級(jí)521上，第二級(jí)是設(shè)置 在第一級(jí)520下游處?？梢詫⑷齻€(gè)或更多個(gè)軸向分級(jí)噴射器52設(shè)置在第一級(jí)520上，并且 可以使其圍繞燃燒器20的下游段25以實(shí)質(zhì)均勻的周向分布進(jìn)行布置。第一燃料歧管53 可以提供用于對(duì)第一級(jí)520的軸向分級(jí)噴射器52供應(yīng)附加燃料。類似地?？梢詫⑷齻€(gè)或 更多個(gè)軸向分級(jí)噴射器52設(shè)置在第二級(jí)521上，并且可以使其圍繞過(guò)渡連接件40來(lái)以實(shí) 質(zhì)均勻的周向分布進(jìn)行布置。第二燃料歧管54可以提供用于對(duì)第二級(jí)521的軸向分級(jí)噴 射器52供應(yīng)附加燃料。如圖2所示，第二燃料歧管54和第二級(jí)521的軸向分級(jí)噴射器52 可以設(shè)置在軸向位置處，正好位于過(guò)渡連接件40的徑向曲部開(kāi)始位置前方。
[0025] 根據(jù)各實(shí)施例，第一和第二燃料歧管53和54可以彼此連接、并連接到燃料回路， 所述燃料回路將在下文進(jìn)行描述并且也可連接到頭端噴射器51上。所述燃料回路可以配 置用于接取多種類型燃料并將各種類型燃料提供到頭端噴射器51和軸向分級(jí)噴射器52 上。由此，所述燃料回路可以經(jīng)配置用于將燃料的共混物提供到頭端噴射器51上，并且將 附加燃料的各共混物提供到軸向分級(jí)噴射器上。根據(jù)各實(shí)施例，供應(yīng)到第一級(jí)520的軸向 分級(jí)噴射器52上的各種附加燃料的共混物可以類似于、或不同于供應(yīng)到第二級(jí)521的軸向 分級(jí)噴射器52上的各種附加燃料的共混物。
[0026] 根據(jù)渦輪機(jī)10操作所用多個(gè)模式中當(dāng)前有效的一者，即可確定將燃料和附加 燃料的一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)共混物供應(yīng)到頭端噴射器51還是軸向分級(jí)噴射器52上?？梢?彼此互換采用渦輪機(jī)10操作所用多個(gè)模式中的每者，或者根據(jù)預(yù)定計(jì)劃（pre-defined schedules)和/或指定渦輪機(jī)10負(fù)載采用所述模式。渦輪機(jī)10在渦輪機(jī)10操作的多個(gè) 模式中操作的能力實(shí)現(xiàn)燃料靈活性、在相對(duì)廣的Wobbie索引下進(jìn)行操作，并且使得回火接 線增加。
[0027] 根據(jù)各實(shí)施例，所述多個(gè)模式包括至少一至四種模式中的一或多者。在第一模式 中，所述頭端噴射器51將天然氣作為所述燃料輸送到所述燃燒器20的所述頭端26上，并 且所述軸向分級(jí)噴射器52將合成氣或低熱值的氣體作為所述附加燃料輸送到所述燃燒器 20的下游段25和所述過(guò)渡連接30上。在第二模式中，所述頭端噴射器51將天然氣和合成 氣作為所述燃料輸送到所述燃燒器20的所述頭端26上，并且所述軸向分級(jí)噴射器52將低 熱值的氣體作為所述附加燃料輸送到所述燃燒器20的下游段25和所述過(guò)渡連接件40上。 在第三模式中，所述頭端噴射器51將低熱值的氣體作為所述燃料輸送到所述燃燒器20的 所述頭端26上，并且所述軸向分級(jí)噴射器52將天然氣或低熱值的氣體作為所述附加燃料 輸送到所述燃燒器20的下游段25和所述過(guò)渡連接30上。在第四模式中，所述頭端噴射器 51將天然氣和低熱值的氣體的第一共混物(例如，約10%至50%天然氣的共混水平)作為所 述燃料輸送到所述燃燒器20的所述頭端26上，并且所述軸向分級(jí)噴射器52將天然氣或低 熱值的氣體的第二共混物(例如，約10%至50%天然氣的共混水平）作為所述附加燃料輸送 到所述燃燒器20的下游段25和所述過(guò)渡連接件40上。
[0028] 根據(jù)替代實(shí)施例并參照?qǐng)D3至5,示出燃料回路和渦輪機(jī)10的另外操作模式。
[0029] 參照?qǐng)D3,可以吹掃氣體燃料1，從而經(jīng)由初級(jí)、次級(jí)或三級(jí)布置中的頭端噴射器 51提供用于燃燒和/或經(jīng)由軸向分級(jí)噴射器52提供用于燃燒。氣體燃料1可以包括一個(gè) 或多種類型的高熱值的燃料，如天然氣或者甲烷。初級(jí)、次級(jí)以及三級(jí)布置是指頭端燃料噴 射器51的多組燃料噴嘴，所述多組燃料噴嘴同時(shí)激活、并且達(dá)到燃料噴嘴激活水平（S卩，中 間燃燒器可激活，外部環(huán)狀燃燒器可激活或中間燃燒器和外部環(huán)狀燃燒器都可激活)。
[0030] 參照?qǐng)D4,可以吹掃氣體燃料2,從而經(jīng)由初級(jí)A (primary A)或初級(jí)B布置中的 頭端噴射器51提供用于燃燒。氣體燃料2可以包括一個(gè)或多種類型的低熱值的燃料，如合 成氣。如上所述，初級(jí)A和初級(jí)B布置是指頭端燃料噴射器51的多組燃料噴嘴，所述多組 燃料噴嘴同時(shí)激活并且達(dá)到燃料噴嘴激活水平（即，中間燃燒器可激活，外部環(huán)狀燃燒器可 激活或中間燃燒器和外部環(huán)狀燃燒器都可激活)。
[0031] 參照?qǐng)D5,渦輪機(jī)10可以在模式Ml、M3、M4、M6和M6. 4中操作。模式M2和M5未 示出但可了解作為中間模式，其中分別使得模式Ml與M3重合并且M4與M6重合。
[0032] 在其中可在高達(dá)約81%的渦輪機(jī)10速度下生效的Ml (S卩，第一或者啟動(dòng))模式中， 氣體燃料1經(jīng)由次級(jí)布置中的頭端噴射器51來(lái)被提供用于燃燒(例如，在燃燒器20中燃 燒)。如圖5所示，次級(jí)布置包括激活中心燃料噴嘴中的中心燃燒器和頭端噴射器51的兩 個(gè)外部燃料噴嘴。
[0033] 在其中可在燃燒時(shí)的火焰溫度達(dá)到約2, 200 °F后生效的M3 (S卩，第二或者另外啟 動(dòng))模式中，氣體燃料1經(jīng)由次級(jí)布置中的頭端噴射器51來(lái)被提供用于燃燒，并且氣體燃料 2經(jīng)由初級(jí)A布置中的頭端噴射器51來(lái)被提供用于燃燒。如圖5所示，初級(jí)A布置包括激 活中心燃料噴嘴的外部環(huán)狀燃燒器、并且激活頭端噴射器51的剩余三個(gè)外部燃料噴嘴的 中心燃燒器和外部環(huán)狀燃燒器。
[0034] 在其中可在渦輪機(jī)10達(dá)到100%速度后生效的M4 (S卩，第三或者完全啟動(dòng)）模式 中，氣體燃料1經(jīng)由次級(jí)布置中的頭端噴射器51來(lái)被提供用于燃燒，并且氣體燃料2經(jīng)由 初級(jí)A布置中和初級(jí)B布置中的頭端噴射器51來(lái)被提供用于燃燒。如圖5所示，初級(jí)B布 置包括激活頭端噴射器51的每個(gè)燃料噴嘴的中心燃燒器和外部環(huán)狀燃燒器。
[0035] 在M6 (S卩，第四或者基載)模式中，氣體燃料1和2經(jīng)由三級(jí)、初級(jí)A和初級(jí)B布置 中的頭端噴射器51被提供用于燃燒，而氣體燃料1是進(jìn)一步地提供到軸向分級(jí)噴射器52。 如圖5所示，三級(jí)、初級(jí)A和初級(jí)B布置是包括激活頭端噴射器51的每個(gè)燃料噴嘴的外部 環(huán)狀燃燒器。
[0036] 在M6. 4 (S卩，第五或過(guò)度燃燒）模式中，氣體燃料1和2經(jīng)由初級(jí)、次級(jí)、三級(jí) (tertiary)、初級(jí)A和初級(jí)B布置中的頭端噴射器51被提供用于燃燒，而氣體燃料1是進(jìn) 一步地被提供到軸向分級(jí)噴射器52。如圖5所示，初級(jí)、次級(jí)、三級(jí)、初級(jí)A和初級(jí)B布置是 包括激活每個(gè)燃料噴嘴的外部環(huán)狀燃燒器、并且另外激活頭端噴射器51的中心燃料噴嘴 的中心燃燒器。
[0037] 在渦輪機(jī)10從采用M6模式的操作的關(guān)閉過(guò)程中，渦輪機(jī)10可以從M6模式轉(zhuǎn)入 M4模式，并且從M4模式轉(zhuǎn)入M3模式。
[0038] 參照?qǐng)D6,示出對(duì)如上所述渦輪機(jī)10操作所提供的Wobbie索引操作窗口中的改 進(jìn)的圖像描繪。如圖6所示，當(dāng)燃燒器20和過(guò)渡連接件40內(nèi)的燃料/空氣比率增加時(shí)，渦 輪機(jī)10操作溫度急劇增加，達(dá)到高溫并且隨后幾乎急劇減小。在減小期間中，根據(jù)Wobbie 索引值，可以采用低熱值的燃料在第一相對(duì)高溫窗口 60中進(jìn)行燃燒，然而，可以在第二相 對(duì)低溫窗口 61中采用高熱值的燃料。上述渦輪機(jī)10對(duì)燃料柔性操作進(jìn)行實(shí)施的能力使得 渦輪機(jī)10可能沿著寬的溫度窗口 62進(jìn)行有效操作，所述溫度窗口從第一相對(duì)高溫窗口 60 的開(kāi)始位置延伸到第二相對(duì)低溫窗口 61的終止位置。
[0039] 參照?qǐng)D7,示出對(duì)如上所述渦輪機(jī)10操作所提供的火焰保持能力中的改進(jìn)的圖像 描繪。如7所示，在兩條點(diǎn)線之間可以看到高回火風(fēng)險(xiǎn)與天然氣基線之間的操作區(qū)域。下 方點(diǎn)線與虛線以及實(shí)線之間的對(duì)應(yīng)區(qū)域分別表示與具有給定百分率的高熱值的燃料的燃 料類型關(guān)聯(lián)的回火界限（flashback margins)，所述具有給定百分率的高熱值的燃料為如 10%和20%的天然氣。這些區(qū)域的大小和形狀指示：在給定天然氣百分率情況下，回火界限 隨著初級(jí)分流百分率減少且燒盡時(shí)間增加而來(lái)增加。實(shí)際來(lái)說(shuō)，隨著天然氣百分率減少，效 果將會(huì)更為明顯。因此，可以看出，渦輪機(jī)10采用燃料靈活性，并由此在燃料類型中使用經(jīng) 減少的天然氣百分率的能力使回火或者火焰保持風(fēng)險(xiǎn)降低。
[0040] 盡管本實(shí)用新型是僅僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)易于了解，本 實(shí)用新型不限于此類公開(kāi)的實(shí)施例。相反，本實(shí)用新型可經(jīng)修改以并入在此之前并未描述 但與本實(shí)用新型的精神和范圍相符的任何數(shù)量的變化、更改、替換或等效布置。另外，盡管 已經(jīng)對(duì)本實(shí)用新型的各種實(shí)施例進(jìn)行描述，但將理解，本實(shí)用新型的方面可以僅僅包括所 述實(shí)施例中的一些實(shí)施例。因此，本實(shí)用新型不應(yīng)視為受到前述描述限制，而僅受到所附權(quán) 利要求書(shū)的范圍限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種渦輪機(jī)，所述渦輪機(jī)包括： 燃燒器，燃料在其中燃燒產(chǎn)生工作流體； 渦輪段，所述渦輪段接收所述工作流體用于發(fā)電操作； 過(guò)渡連接件，附加燃料在其中燃燒，所述過(guò)渡連接件設(shè)置用于將所述工作流體從所述 燃燒器運(yùn)輸?shù)剿鰷u輪段；以及 分級(jí)燃燒系統(tǒng)，所述分級(jí)燃燒系統(tǒng)連接到所述燃燒器和所述過(guò)渡連接件，所述分級(jí)燃 燒系統(tǒng)經(jīng)配置用于以多個(gè)模式混合所述燃料和所述附加燃料的組分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中所述過(guò)渡連接件為曲形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中通過(guò)所述燃燒器的流路偏離通過(guò)所述渦輪段中 的流路，所述過(guò)渡連接件包括： 前端，所述前端與通過(guò)所述燃燒器的所述流路對(duì)準(zhǔn)；以及 后端，所述后端與通過(guò)所述渦輪段中的所述流路對(duì)準(zhǔn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中所述分級(jí)燃燒系統(tǒng)包括： 設(shè)置成將所述燃料輸送到所述燃燒器的頭端的頭端噴射器；以及 設(shè)置成將附加燃料輸送到所述燃燒器的下游段和所述過(guò)渡連接件的軸向分級(jí)噴射器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪機(jī)，其中所述軸向分級(jí)噴射器布置在第一級(jí)和設(shè)置在所 述第一級(jí)的下游的第二級(jí)中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪機(jī)，其進(jìn)一步包括： 第一燃料歧管，所述第一燃料歧管用于對(duì)所述第一級(jí)的所述軸向分級(jí)噴射器供應(yīng)所述 附加燃料；以及 第二燃料歧管，所述第二燃料歧管用于對(duì)所述第二級(jí)的所述軸向分級(jí)噴射器供應(yīng)所述 附加燃料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪機(jī)，其中所述多個(gè)模式包括以下一者或多者： 第一模式，其中所述頭端噴射器將天然氣作為所述燃料輸送到所述燃燒器的所述頭端 上，并且所述軸向分級(jí)噴射器將合成氣或低熱值的氣體作為所述附加燃料輸送到所述燃燒 器的下游段和所述過(guò)渡連接件上； 第二模式，其中所述頭端噴射器將天然氣和合成氣作為所述燃料輸送到所述燃燒器的 所述頭端上，并且所述軸向分級(jí)噴射器將低熱值的氣體作為所述附加燃料輸送到所述燃燒 器的下游段和所述過(guò)渡連接件上； 第三模式，其中所述頭端噴射器將低熱值的氣體作為所述燃料輸送到所述燃燒器的所 述頭端上，并且所述軸向分級(jí)噴射器將天然氣或低熱值的氣體作為所述附加燃料輸送到所 述燃燒器的下游段和所述過(guò)渡連接件上；以及 第四模式，其中所述頭端噴射器將天然氣和低熱值的氣體作為所述燃料輸送到所述燃 燒器的所述頭端上，并且所述軸向分級(jí)噴射器將天然氣和低熱值的氣體作為所述附加燃料 輸送到所述燃燒器的下游段和所述過(guò)渡連接件上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中所述多個(gè)模式包括啟動(dòng)模式、基載模式以及過(guò) 燃模式。
9. 一種渦輪機(jī)分級(jí)燃燒系統(tǒng)，所述分級(jí)燃燒系統(tǒng)包括：燃燒器，燃料在所述燃燒器中 燃燒產(chǎn)生工作流體；渦輪段，所述渦輪段接收所述工作流體用于發(fā)電操作；以及附加燃料 在其中燃燒的過(guò)渡連接件，所述過(guò)渡連接件設(shè)置用于使所述工作流體從所述燃燒器運(yùn)輸?shù)?所述渦輪段，并且包括： 設(shè)置成將以多個(gè)模式共混的燃料輸送到所述燃燒器的頭端的頭端噴射器；以及 設(shè)置成將以多個(gè)模式共混的附加燃料輸送到所述燃燒器的下游段和所述過(guò)渡連接件 的軸向分級(jí)噴射器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的分級(jí)燃燒系統(tǒng)，其中所述軸向分級(jí)噴射器布置在第一級(jí)和 設(shè)置在所述第一級(jí)的下游的第二級(jí)中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的分級(jí)燃燒系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括： 第一燃料歧管，所述第一燃料歧管用于對(duì)所述第一級(jí)的所述軸向分級(jí)噴射器供應(yīng)所述 附加燃料；以及 第二燃料歧管，所述第二燃料歧管用于對(duì)所述第二級(jí)的所述軸向分級(jí)噴射器供應(yīng)所述 附加燃料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的分級(jí)燃燒系統(tǒng)，其中所述多個(gè)模式包括以下一者或多者： 第一模式，其中所述頭端噴射器將天然氣作為所述燃料輸送到所述燃燒器的所述頭端 上，并且所述軸向分級(jí)噴射器將合成氣或低熱值的氣體作為所述附加燃料輸送到所述燃 燒器的下游段和所述過(guò)渡連接件上； 第二模式，其中所述頭端噴射器將天然氣和合成氣作為所述燃料輸送到所述燃燒器的 所述頭端上，并且所述軸向分級(jí)噴射器將低熱值的氣體作為所述附加燃料輸送到所述燃燒 器的下游段和所述過(guò)渡連接件上； 第三模式，其中所述頭端噴射器將低熱值的氣體作為所述燃料輸送到所述燃燒器的所 述頭端上，并且所述軸向分級(jí)噴射器將天然氣或低熱值的氣體作為所述附加燃料輸送到所 述燃燒器的下游段和所述過(guò)渡連接件上；以及 第四模式，其中所述頭端噴射器將天然氣和低熱值的氣體作為所述燃料輸送到所述燃 燒器的所述頭端上，并且所述軸向分級(jí)噴射器將天然氣和低熱值的氣體作為所述附加燃料 輸送到所述燃燒器的下游段和所述過(guò)渡連接件上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的分級(jí)燃燒系統(tǒng)，其中所述多個(gè)模式包括啟動(dòng)模式、基載模式 以及過(guò)燃模式。
【文檔編號(hào)】F02C9/26GK203847250SQ201320717464
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】陳偉, A.R.罕, D.W.西蒙斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司