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DE3000672C2 - - Google Patents

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DE3000672C2
DE3000672C2 DE3000672A DE3000672A DE3000672C2 DE 3000672 C2 DE3000672 C2 DE 3000672C2 DE 3000672 A DE3000672 A DE 3000672A DE 3000672 A DE3000672 A DE 3000672A DE 3000672 C2 DE3000672 C2 DE 3000672C2
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DE
Germany
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fuel
combustion chamber
combustion
injector
amount
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DE3000672A
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Robert Alan Clifton Park N.Y. Us Jorgensen
Roger Arthur Schenectady N.Y. Us Farrell
Bruce William Rexford N.Y. Us Gerhold
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
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    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verändern der Leistung einer Gasturbinenbrennkammer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Verfahren ist in der DE-OS 29 40 431 vorgeschlagen.
In den letzten Jahren haben sich Gasturbinenhersteller zunehmend mit Schadstoffemissionen beschäftigen müssen. Von besonderer Wichtigkeit waren die Emissionen an Stick­ oxiden (NO x ), weil diese Oxide ein Vorläufer der Luftver­ schmutzung sind.
Es ist bekannt, daß die Bildung von Stickoxiden mit zuneh­ mender Flammtemperatur und mit zunehmender Verweilzeit zu­ nimmt. Es ist deshalb theoretisch möglich, die Stickoxid­ emissionen zu verringern, indem die Flammtemperatur und/oder die Zeit, während der die reagierenden Gase auf den Spitzen­ temperaturen bleiben, verringert werden. In der Praxis ist das jedoch wegen der Wirbeldiffusionsflammeigenschaften von modernen Gasturbinenbrennkammern schwierig zu erreichen. In solchen Brennkammern erfolgt die Verbrennung in einer dün­ nen, die verdampfenden Tröpfchen flüssigen Brennstoffes umgebenden Schicht bei einem Brennstoff/Luft-Äquivalenzver­ hältnis nahe eines ungeachtet des Äquivalenzverhältnisses der gesamten Reaktionszone. Da es sich dabei um den Zustand handelt, der zu der höchsten Flammtemperatur führt, werden relativ große Mengen an Stickoxid erzeugt. Infolgedessen können mit den herkömmlichen einstufigen Einzelbrennstoff­ düsenzerstäubungsbrennkammern die neuerlich erlassenen Emissions­ bestimmungen nicht eingehalten werden, und zwar ungeachtet dessen, wie mager das Nennäquivalenzverhältnis der Reaktions­ zone ist.
Es ist bekannt, daß das Einspritzen von beträchtlichen Men­ gen an Wasser oder Dampf die Stickoxiderzeugung so verrin­ gern kann, daß mit den herkömmlichen Brennkammern die Forde­ rungen einer niedrigen Stickoxidemission eingehalten werden können. Dieses Einspritzen hat jedoch auch viele Nachteile, zu denen eine Erhöhung der Systemkomplexität, eine Erhöhung der Betriebskosten aufgrund der Notwendigkeit der Wasser­ behandlung und die Verschlechterung von anderen Leistungs­ parametern gehören.
Versuche zum Erzielen einer homogenen mageren Reaktions­ zone durch externes Vorverdampfen und Vormischen von Brenn­ stoff und Luft mit mageren Äquivalenzverhältnissen haben zu nur begrenzt anwendbaren Ergebnissen geführt. Diese Ent­ würfe sind typisch für saubere, sehr flüchtige Brenn­ stoffe, wie Benzin, Düsenbrennstoff, usw., für eine Rege­ nerativzyklus (erhöhte Brennereinlaßtemperatur) und bei verringerten Drücken (weniger als 10 hPa) benutzt worden. Neben der Erhöhung der Komplexität ist ein großer Nachteil dieser Lösung die Gefahr einer Selbstzündung und eines Flammenrückschlags. Bei einem Druck von 10 hPa ist die Verweilzeit, die zur vollständigen Verdampfung von Destillatbrenn­ stoff erforderlich ist, und die Zeit zur Selbstzündung beinahe dieselbe, vgl. z. B. den ASME Vorabdruck 77-GT-69.
Das Problem des Verringerns der Stickoxidemissionen bringt weite­ re Komplexität mit sich, wenn es erforderlich ist, andere Verbren­ nungsentwurfskriterien einzuhalten. Zu diesen Kriterien zählen gute Zündeigenschaften, ein gutes Querzündvermögen, Stabilität über den gesamten Belastungsbereich, eine große prozentuale Min­ destdurchsatzmenge, eine niedrige Querzahl, eine lange Lebensdauer und die Fähigkeit, sicher zu arbeiten.
Einige der Faktoren, die zur Bildung von Stickoxiden aus Brenn­ stoffstickstoff und Luftstickstoff führen, sind bekannt, und es sind Anstrengungen gemacht worden, verschiedene Brennkammer-Ar­ beitsweisen an diese Faktoren anzupassen, vgl. z. B. die US-PS 39 58 416, 39 58 413 und 39 46 553. Die bislang angewandten Ver­ fahren sind jedoch entweder nicht an die Verwendung in einer Brenn­ kammer für eine stationäre Gasturbine anpaßbar oder sind aus ande­ ren Gründen ungeeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Hochfahren der Lei­ stung einer Gasturbinenbrennkammer mit Brennstoffeinspritzung in zwei Brennräume zu schaffen, das in dem gesam­ ten Gasturbinenzyklus bei Flammtemperaturen arbeitet, bei denen die Schadstoffemissionen wesentlich verringert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Stickoxidemissionen wesentlich verkleinert werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert auch ein einfaches Zünden und Quer­ zünden und verbessert die Flammstabilität. Außerdem wird das Umschalten von der heterogenen auf die homogene Betriebsart erreicht, indem die Brennstoffverteilung auf die Brennstoffdüsen der ersten und zwei­ ten Brennräume verändert wird.
Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer ersten Brenn­ kammer,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt einer zweiten Brenn­ kammer,
Fig. 3 eine schematische Darstellung von drei Brennkammern, die ein Hochbelastungszündsystem haben, und
Fig. 4 ein Diagramm, das die Brennstoffzufuhr im Betrieb der Brennkammern in Abhängigkeit von der Zeit zeigt.
Gemäß Fig. 1 und 2 hat die Brennkammer 1 einen ersten Brennraum 2, der mit einem Hals- oder Verbindungsteil 3 verbunden ist, der sei­ nerseits mit einem zweiten Brennraum 4 verbunden ist.
Der erste Brennraum 2 kann eine herkömmliche Magerbrennkammerkon­ struktion sein, bei der eine einzelne, vorzugsweise axialsymme­ trische Brennstoffdüse 5 benutzt wird.
Dem zweiten Brennraum 4 wird Brennstoff aus mehreren Brennstoff­ düsen 6 zugeführt. In den Fig. 1 und 2 sind vier radiale Düsen symmetrisch auf dem Umfang angeordnet dargestellt, bei Bedarf kann aber jede Anzahl von Düsen benutzt werden. Luft aus dem Gas­ turbinenverdichter (nicht gezeigt) wird in die Brennkammer bei erhöhtem Druck, typischerweise von etwa 10 bis 30 hPa, eingelei­ tet. Beispielsweise kann die Luft über eine oder mehrere Luftein­ trittsöffnungen 7, 7′, 7′′ eingeleitet werden. Die Öffnungen 7, die sich an dem ersten Brennraum 2 befinden, sind vorzugsweise so an­ geordnet, daß sie einen Strömungsumlauf verursachen, der zu einer stabilen Verbrennung in einem weiten Betriebsbereich führt. Es sind Vorkehrungen getroffen, um die Verbrennungsprodukte in dem Brennraum 4 mit einem geeigneten Wärmeaustauschfluid schnell abzu­ kühlen. Beispielsweise kann Abschreckluft in den Brennraum 4 über mehrere Löcher 8 eingelassen werden. Die Menge an verwendetem Wär­ meaustauschfluid reicht aus, um die Verbrennungsprodukte so zu kühlen, daß die Fluidtemperatur auf die gewünschte Gasturbinen­ eintrittstemperatur verringert wird.
Die Brennräume 2, 4 und das Verbindungsteil 3 haben zwar vorzugsweise einen kreis­ förmigen Querschnitt, es kann jedoch jede gewünschte Kon­ figuration benutzt werden. Das Baumaterial kann Metall oder Keramik sein und kann durch verschiedene Verfahren oberflächengekühlt werden, beispielsweise durch Wasserkühlung, durch Kühlung in einem geschlossenen Sy­ stem, durch Dampffilmkühlung und durch herkömmliche Luft­ filmkühlung. Eine benutzbare Anordnung von Ringreihen von in Abstand angeordneten Leitblechen längs der Brennkammerwände Erzeugen einer Luftfilmkühlung ist bei­ spielsweise in der US-PS 37 77 484 beschrieben, während ei­ ne benutzbare Anordnung einer Schlitzkühlung beispielsweise in der US-PS 37 28 039 beschrieben ist.
Es ist zu erkennen, daß der Hals oder das Verbindungsteil 3 als ein aerodynamischer Trenner oder Isolator zwischen dem er­ sten Brennraum 2 und dem zweiten Brennraum 4 dient. Damit der Hals 3 diese Funktion in geeigneter Weise erfüllen kann, muß er einen ausreichend verringerten Durch­ messer in bezug auf die ersten und zweiten Brennräume 2, 4 haben. Im allgemeinen wird ein Verhältnis des Durchmessers des ersten Brennraumes 2 oder des zweiten Brennraumes 4, je nachdem, welcher kleiner ist, zu dem Durchmesser der Halszone 3 von wenigstens 1,2 : 1 und vorzugsweise von wenigstens etwa 1,5 : 1 verwendet. Zum Erleichtern eines glat­ ten Überganges zwischen dem ersten Brennraum 2 und dem Hals 3 hat der am weitesten stromabwärts gelegene Teil 2 a des Brennraums 2 einen gleichmäßig abnehmenden Durchmesser, d. h. einen konischen Querschnitt. Die Länge des Halses 3 in Richtung seiner Längsachse ist unkritisch und jede Länge, die die Trenn­ funktion sowie die Drosselungsfunktion des Halses 3 ergibt, kann benutzt werden. Im allgemeinen ist die Länge des ersten Brennrau­ mes 2 in Richtung der Längsachse wenigstens etwa dreimal so groß wie die Länge des Halses und vorzugsweise wenigstens etwa fünfmal so groß wie die Läge des Halses 3. Der zweite Brennraum 4 hat dieselbe Gesamtkonfiguration wie der erste Brennraum 2, selbstver­ ständlich mit der Ausnahme, daß der konische Übergangsteil der am weitesten stromabwärts gelegene Teil 4 a des Brennraumes 4 ist, der sie mit dem Hals 3 verbindet.
Ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gasturbine ist in Fig. 2 ge­ zeigt. Die dort gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten in folgender Hinsicht. Erstens ist der Durch­ messer der Halszone 3 verringert worden, um die mittlere Luftge­ schwindigkeit durch die Zone zu vergrößern, was eine Konstruktion ergibt, die hinsichtlich des Verhinderns eines Flammenrückschla­ ges wirksamer ist. Zweitens ist die Höhe (d. h. die Länge in Rich­ tung der Längsachse) des konvergenten konischen Teils 2 a vergrö­ ßert worden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Brennstoffdü­ sen 6 von der Halszone 3 zu dem divergierenden konischen Teil 4 a des zweiten Brennraumes 4 verlegt und in Minibrennkammern oder Wirb­ lerbechern 9 zurückgesetzt worden, in denen der Betrieb der sekun­ dären Brennstoffdüsen 6 stabiler ist und die Wahrscheinlichkeit, daß es während der unten beschriebenen Brennstoffumschaltung zu einem Flammabriß kommt, geringer ist.
Fig. 3 zeigt als Beispiel drei miteinander verbundene Brennkam­ mern. Der erste Brennraum 2 jeder Brennkammer 1 ist mit dem ersten Brennraum 2 der benachbarten Brennkammer 1 über ein Querzündrohr 10 in herkömmlicher Weise verbunden. Darüber hinaus ist der zweite Brennraum 4 jeder Brennkammer 1 mit dem zweiten Brennraum 4 jeder benachbarten Brennkammer 1 über ein Querzünderrohr 11 verbunden. Bei Hoch­ belastungs-Betriebszuständen erfolgt, was im folgenden noch näher beschrieben ist, das Verbrennen nur in dem zweiten Brennraum 4 und kein Verbrennen erfolgt in dem ersten Brennraum 2. Wenn aus irgendeinem Grund in einer Kammer die Flamme unter solchen Hochbelastungszu­ ständen abreißt, kann in herkömmlichen Anordnungen keine Querzündung erfolgen, da die Standardquerzündrohre 10 strom­ aufwärts der Reaktionszone 4 angeordnet sind und da der Hals 3 zum Verhindern eines Flammenrückschlages dient. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform dient die zweite Gruppe von Querzündrohren 11 als Hochbelastungszündsystem. Es ist zwar vorzuziehen, beide Gruppen von Querzündrohren (d. h. die Rohre 10 und 11) zu benutzen, bei Bedarf kann jedoch jedes Hochbelastungswiederzündsystem in das Brennkammersystem eingebaut werden.
Der Betrieb der Brennkammern ist in Fig. 4 graphisch dargestellt. Die Verbrennung beginnt durch Zün­ den eines Gemisches aus Kohlenwasserstoffbrennstoff und Luft in dem ersten Brennraum 2. Das wird in herkömmlicher Weise mittels einer Zündkerze 12 erreicht, die in der Nähe der Brennstoffdüse 5 in dem ersten Brennraum 2 an­ geordnet ist. In typischen herkömmlichen Anlagen sind zehn Brennkammern zu einem Ring angeordnet und gewöhnlich sind von den Brennkammern nur zwei mit Zündkerzen 12 versehen, während die übrigen acht Brennkammern durch Querzüngung über die Quer­ zündrohre 10 gezündet werden. Während des Zündens und Quer­ zündens und außerdem während des Niederbelastungsbetriebes der Brennkammern führt nur die Primärbrennstoffdüse 5 der Brenn­ kammer 1 Brennstoff zu. Bis zu diesem Punkt hat die Verbrennung die einstufige heterogene Wirbeldiffusionsflammbrenncharakter­ istik von herkömmlichen Brennkammern.
Bei Belastung im mittleren Bereich, dessen exakte Zeitsteuerung auf die Stabilitätsgrenzen und die Schadstoffemissionseigenschaften jeder Betriebsart und die Brennstoffaufteilung auf die Stufen bezogen ist, werden die Sekundärbrennstoffdüsen 6 aktiviert. Der Übergang des ge­ zündeten Brennstoffes aus dem ersten Brennraum 2 in den zweiten Brennraum 4 führt zur Zündung in dem zweiten Brenn­ raum 4. Die Brennkammer arbeitet nun in einer zweistufigen hetero­ genen Betriebsart, die sich fortsetzt, bis die gewünschte Grundlast er­ zielt ist. Nachdem eine kurze Zeitspanne zum Stabilisieren und Aufwärmen gewährt worden ist, wird die Arbeitsweise aus einer zweistufigen heterogenen Verbrennung in eine einstu­ fige homogene Verbrennung umgewandelt. Dies be­ ginnt durch gleichzeitiges Vergrößern der Menge an Brenn­ stoff, der den Sekundärdüsen 6 zugeführt wird, und Verringern der Menge an Brennstoff, der der Primärdüse 5 zugeführt wird, während die Gesamtbrennstoffzufuhr konstant bleibt. Die Re­ lativmengen der Brennstoffzufuhr zu den Düsen 5 und 6 können durch einen Brennstoffzufuhrregler 13 geregelt werden, der zwischen die Düse 5 und die Düsen 6 geschaltet ist. Die Änderung der Brennstoffverteilung setzt sich fort, bis die Flamme in dem ersten Brennraum 2 ausgeht, was in den meisten Fällen dann erfolgt, wenn die gesamte Brennstoffzu­ fuhr auf die Sekundärdüsen 6 umgeschaltet worden ist.
Die Brennstoffzufuhr zu der Düse 5 wird dann wieder aufge­ nommen oder vergrößert und die Zufuhr zu den Düsen 6 wird verringert, während die Gesamtbrennstoffzufuhr im wesent­ lichen konstantgehalten wird. Die Brennkammer 1 wird so ausge­ legt, daß es bei normalem Betrieb zu keinem Flammenrück­ schlag kommt, indem der erste Brennraum 2 lang genug gemacht wird, so daß der Strömungsquerschnitt gleich dem einer voll ausgebildeten turbulenten Rohrströmung ist, und indem der Hals 3 schmal genug gemacht wird, so daß die Geschwin­ digkeit auf einen Wert erhöht wird, oberhalb welchem die Flammengeschwindigkeit nicht überwunden werden kann. Infol­ gedessen kommt es zu einem Vormischen des größeren Teils des Brennstoffes und der Luft in der ersten Stufe (d. h. in dem ersten Brennraum 2) zum zum homogenen Verbrennen in der zweiten Stufe, z. B. in dem zweiten Brennraum 4. Die Umschaltung der Brennstoffverteilung von den Sekundärdüsen 6 auf die Primär­ düse 5 bleibt bestehen, bis die gewünschten niedrigen Schad­ stoffemissionswerte erreicht sind. Die gewünschten Werte sind erreicht, wenn der größere Teil der Brennstoffzufuhr über die Düse 5 geht, und in den meisten Fällen, wenn wenigstens 60% der Brennstoffzufuhr über die Düse 5 erfolgt.
Ein wichtiges Merkmal besteht darin, daß, wenn es zu einem Flammenrückschlag kommen sollte, dies keine Hardwarekatastro­ phe wie bei typischen Konstruktionen mit Vormischung dar­ stellt. Es würde jedoch zu einer beträchtlichen Mehrerzeu­ gung an Stickoxiden kommen und es müßten Steuerschritte un­ ternommen werden, um wieder die Umschaltprozedur durchzu­ führen und den Betrieb in der homogenen Betriebsart wieder aufzunehmen.
Während des Abschaltens der Gasturbine werden Schritte aus­ geführt, um den ersten Brennraum 2 wieder zu zünden, weil es in der homogenen Betriebsart nur eine kleine Mindestdurchsatz­ menge gibt. Das Wiederzünden der ersten Stufe bedeutet, daß eine Rückkehr zu der heterogenen zweistufigen Verbrennung erfolgt, bei der das System eine große Mindestdurchsatz­ menge hat, die gestattet, die Turbine langsam herunterzu­ fahren, um unerwünschte Wärmespannungen zu mindern.
Zum Veranschaulichen der Verringerung an Stickoxidemissionen, die durch das beschriebene Verfahren erzielt werden, wurde eine Brennkammer der hier beschriebenen Art mit einer herkömmlichen, im Handel erhältlichen Brennkammer mit einer MS 7001E-Aus­ rüstung verglichen. Die eine Brennkammer hatte den in Fig. 1 gezeigten Aufbau und es wurden eine einzelne Luftzerstäu­ bungsdüse MS 7001E als Primärdüse 5 und vier kleinere Druck­ zerstäubungssekundärdüsen 6 verwendet. Daten wurden bei etwa 1140°C dem labormäßigen Äquivalent der Grundlast (korrigiert für Strahlungsverluste an den Thermoelementen), aufgenommen. Unter diesen Bedingungen hatte die herkömmliche Standrad-Brennkammer im Labor eine Stickoxidemission von 120 Vol. ppm, während eine Brennkammer gemäß Fig. 1 nur 56 Vol. ppm emittierte. Dieser Test wurde unter Verwendung einer Zufuhr an gebrauchter Luft durchgeführt, was bedeutet, daß die Verbrennungsprodukte aus einem Direktheizkörper (wie einem Propanheizkörper), der zum Erhöhen der Lufttemperatur auf die richtigen Ein­ laßwerte diente, als Oxydationsmittel für die Verbrennung während des Tests benutzt wurden. Die Stickoxidemissionen sind deshalb niedriger als sie mit ungebrauchter Luft er­ zielt würden. Basierend auf diesen Laborergebnissen ist zu erwarten, daß ein Betrieb der Brennkammer unter Feldbe­ dingungen (d. h. bei der tatsächlichen Benutzung der Turbine mit ungebrauchter Luft) in der homogenen Betriebsart eine vergleichbare Verringerung der Stickoxidemissionen zeigen würde. Es ist deshalb anzunehmen, daß eine derartige Brenn­ kammer die Bestimmungen einer niedrigen Stickoxidemission er­ füllt.
Ein zweiter Test des zweistufigen Verfahrens wurde durch­ geführt, bei dem eine Zufuhr von gebrauchter Luft benutzt und die Brenntemperatur konstant auf ungefähr 1130°C gehalten wurde. An einem Punkt während des Anstiegs der Brennstoffzufuhr zu den Sekundärbrennstoffdüsen 6, als der Umfang der Brennstoffzufuhr über die Primärdüse 5 20% betrugt und eine Verbrennung sowohl in dem Brennraum 2 als auch in dem Brennraum 4 stattfand, betrug die Stickoxid­ emission etwa 95 Vol. ppm. Nach dem Umschalten von der zweistufigen heterogenen Verbrennung auf die homogene Ver­ brennung an einem Punkt, an dem ungefähr 14% des Brennstoffes über die Primärdüse (der ersten Stufe) flossen, betrugen die Stickoxidemissionen 93,5 Vol. ppm. Die Menge des zu der Primärdüse 5 fließenden Brennstoffes wurde dann von 14% auf einen Punkt vergrößert, an welchem ungefähr 70% der Gesamtbrennstoffzufuhr über die Primärdüse gingen, und die Stickoxidemission fiel weiter von 93,5 Vol. ppm auf etwa 49 Vol. ppm ab.
Es wurde ein dritter Test in ähnlicher Weise wie bei dem oben beschriebenen ersten Test durchgeführt, wobei aber eine Zufuhr an ungebrauchter Luft benutzt wurde, d. h. indi­ rekt vorgeheizte Luft ohne Verbrennungsprodukte. Bei einer Brenntemperatur von etwa 1127°C emittierte die herkömmliche Brennkammer etwa 260 Vol. ppm. Stickoxid, während die Brenn­ kammer nach Fig. 1, die in einer homogenen Betriebsart arbei­ tete, etwa 65 Vol. ppm. emittierte. Der Brennstoff, der in jedem der obengenannten Tests benutzt wurde, war Nr.-2-Destillat.
Aus den vorstehenden Labortestdaten und insbesondere aus denen des dritten Tests, bei dem eine Zufuhr an ungebrauch­ ter Luft benutzt wurde, kann die beträchtliche Verringerung (um einen Faktor vier) an Stickoxidemissionen erkannt werden. Dadurch können die meisten Stickoxidemissionsbestimmungen erfüllt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verändern der Leistung einer Gasturbi­ nenbrennkammer von Leerlauf auf Vollast, wobei die Brennkammer einen ersten und einen zweiten Brennraum hat, die durch ein Verbindungsteil mit gegenüber den Brennräumen verengtem Querschnitt miteinander verbun­ den sind, und wobei der erste Brennraum eine erste Brennstoffeinleitvorrichtung hat, während an dem Ver­ bindungsteil oder an dem zweiten Brennraum eine zwei­ te Brennstoffeinleitvorrichtung angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Schrittfolge:
  • a) kontinuierliches Einleiten von Brennstoff in den ersten Brennraum über die erste Brennstoffeinleit­ vorrichtung, um den Brennstoff darin zu verbrennen;
  • b) Beginnen des Einleitens von Brennstoff in den zwei­ ten Brennraum über die zweite Brennstoffeinleit­ vorrichtung und Vergrößern der eingeleiteten Brenn­ stoffmenge, bis die Menge des über sämtliche Brenn­ stoffeinleitvorrichtungen eingeleiteten Brennstof­ fes etwa der Brennstoffeinleitmenge bei Vollast entspricht, wobei die Zündung des Brennstoffs im zweiten Brennraum infolge des Übertritts von Ver­ brennungsprodukten aus dem ersten in den zweiten Brennraum beginnt;
  • c) Verringern der Menge des über die erste Brennstoff­ einleitvorrichtung eingeleiteten Brennstoffs und entsprechendes Vergrößern der Menge des über die zweite Brennstoffeinleitvorrichtung eingeleiteten Brennstoffs derart, daß die Gesamtmenge an einge­ leitetem Brennstoff im wesentlichen konstant bleibt, und wenigstens soweit, bis die Verbrennung im er­ sten Brennraum aufhört; und
  • d) Vergrößern der Menge des über die erste Brennstoff­ einleitvorrichtung eingeleiteten Brennstoffs und entsprechendes Verringern der Menge des über die zweite Brennstoffeinleitvorrichtung eingeleiteten Brennstoffs derart, daß die Gesamtmenge des einge­ leiteten Brennstoffs im wesentlichen konstant bleibt, bis die im Hinblick auf die Stickoxidemis­ sion der Brennkammer vorgegebene Brennstoffvertei­ lung erreicht ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffeinleitung über die erste Brennstoff­ einleitvorrichtung in dem Schritt c) nach Anspruch 1 verringert wird, bis die gesamte Brennstoffeinleitung über die zweite Brennstoffeinleitvorrichtung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffverteilung am Ende des Schrittes d) nach Anspruch 1 so ist, daß der größere Teil des Brenn­ stoffes über die erste Brennstoffeinleitvorrichtung eingeleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffverteilung am Ende des Schrittes d) nach Anspruch 1 so ist, daß wenigstens 60% des ge­ samten Brennstoffes über die erste Brennstoffeinleit­ vorrichtung eingeleitet werden.
DE19803000672 1979-01-12 1980-01-10 Gasturbinenbrenner und betriebsverfahren Granted DE3000672A1 (de)

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