RU161571U1 - LOW EMISSION COMBUSTION CHAMBER WITH TWO STEPS OF FORMATION OF FUEL AND AIR MIXTURE - Google Patents
LOW EMISSION COMBUSTION CHAMBER WITH TWO STEPS OF FORMATION OF FUEL AND AIR MIXTURE Download PDFInfo
- Publication number
- RU161571U1 RU161571U1 RU2015157083/06U RU2015157083U RU161571U1 RU 161571 U1 RU161571 U1 RU 161571U1 RU 2015157083/06 U RU2015157083/06 U RU 2015157083/06U RU 2015157083 U RU2015157083 U RU 2015157083U RU 161571 U1 RU161571 U1 RU 161571U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- specified
- combustion chamber
- casing
- air
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 14
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
1. Камера сгорания, содержащаяфронтовое устройство (ФУ) 10 с дежурной горелкой (ДГ) 11 диффузионного типа и основной горелкой (ОГ) 12 предварительного смешения, оборудованные независмыми подводами топлива, а такжеконцентрично примыкающие к указанному фронтовому устройству (ФУ) 10 жаровую трубу (ЖТ) 20 и внешний кожух 30, кольцевое пространство 40 между которыми служит для подачи через него к указанным горелкам необходимого количества воздуха,отличающаяся тем, чтоона дополнительно содержит узел (А) 50 подвода части топлива, предназначенного для сжигания в камере сгорания, на предварительное смешение с воздухом в указанном кольцевом пространстве между указанными кожухом 30 и жаровой трубой (ЖТ) 20.2. Камера сгорания по п. 1, отличающаяеся тем, чтоуказанный узел (А) 50 подвода части топлива на предварительное смешение с воздухом выполнен в виде охватывающего указанный кожух 30 в удобном месте кольцевого топливного коллектора (КТК) 51;по меньшей мере одного подводящего топливного штуцера 52 с внешней стороны указанного коллектора (КТК) 51 ипо меньшей мере трех равномерно расположенных по окружности указанного коллектора с его внутренней стороны отводящих штуцеров 53, пропущенных через стенку указанного кожуха 30, причем каждый из этих штуцеров 53 заглушен с выходного торца и снабжен топливовыпускными отверстиями (ТВО) 54 на своей боковой поверхности.3. Камера сгорания по п. 1 или 2,отличающаяся тем, чтов указанном кольцевом пространстве 40 между кожухом 30 и жаровой трубой (ЖТ) 20 от места расположения указанного узла (А) 50 подвода топлива до задней торцевой стенки 15 указанного фронтового устройства (ФУ) 10 расположена промежуточная обечайка, направляющая поток топливовоздушной смеси к указа1. A combustion chamber containing a frontal device (FU) 10 with a standby burner (DG) 11 of a diffusion type and a main burner (OG) 12 of preliminary mixing, equipped with independent fuel supplies, and also a heat pipe (ZhT) adjacent to the front-mounted device (FU) 10 concentrically ) 20 and the outer casing 30, the annular space 40 between which serves to supply the required amount of air through it to the specified burners, characterized in that it further comprises a unit (A) 50 for supplying a portion of the fuel intended for compression anija in the combustion chamber to premix the air in said annular space between said casing 30 and the flame tube (VT) 20.2. The combustion chamber according to claim 1, characterized in that said node (A) 50 for supplying part of the fuel to preliminary mixing with air is made in the form of an annular fuel manifold (CPC) 51 covering said casing 30 in at a convenient location; at least one fuel supply fitting 52 from the outside of the specified collector (CPC) 51 and at least three evenly spaced around the circumference of the specified collector from its inner side, the discharge fittings 53 passed through the wall of the specified casing 30, each of these fittings 53 is plugged from the outlet end and is equipped with fuel outlet holes (TBO) 54 on its side surface. 3. The combustion chamber according to claim 1 or 2, characterized in that said annular space 40 between the casing 30 and the flame tube (VT) 20 from the location of said assembly (A) 50 for supplying fuel to the rear end wall 15 of said front device (FU) 10 an intermediate shell is located, directing the flow of the air-fuel mixture to the decree
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к области энергетического, транспортного, химического машиностроения, где необходимо организовать процессы смешения различных топлив с воздухом и сжигания «бедной» топливовоздушной смеси, в частности для создания малоэмиссионных камер сгорания стационарных газотурбинных установок.The utility model relates to the field of energy, transport, and chemical engineering, where it is necessary to organize the processes of mixing various fuels with air and burning a “poor” air-fuel mixture, in particular, to create low-emission combustion chambers of stationary gas turbine plants.
Уровень техникиState of the art
Одна из главных проблем создания газотурбинных установок - соблюдение требований по выбросам оксидов азота NOx, образующихся при сгорании топлива в камере сгорания. Основная часть оксидов азота, образующихся в камере сгорания, представляет собой термический NO, образующийся из азота воздуха. Главным фактором, определяющим концентрацию оксида азота термического происхождения, является высокая локальная температура факела в зоне горения. Локальную температуру факела в зоне горения снижают путем сжигания "бедных" предварительно перемешанных топливовоздушных смесей. Это обеспечивается камерами сгорания с горелками предварительного смешения топлива с воздухом с закруткой потока, за которыми формируется зоны стабилизации пламени. Для получения гомогенной тепловоздушной смеси первостепенное значение имеет конструкция устройств подача и перемешивание топлива в камере сгорания для последующего экономичного и экологически чистого сгорания.One of the main problems in creating gas turbine units is compliance with the requirements for emissions of nitrogen oxides NOx generated during the combustion of fuel in the combustion chamber. The bulk of the nitrogen oxides generated in the combustion chamber is thermal NO generated from air nitrogen. The main factor determining the concentration of nitric oxide of thermal origin is the high local flame temperature in the combustion zone. The local flame temperature in the combustion zone is reduced by burning "poor" pre-mixed air-fuel mixtures. This is ensured by combustion chambers with burners for preliminary mixing of fuel with air with flow swirling, behind which flame stabilization zones are formed. To obtain a homogeneous hot-air mixture, the design of the fuel supply and mixing devices in the combustion chamber for subsequent economical and environmentally friendly combustion is of paramount importance.
Известна камера сгорания, содержащая:Known combustion chamber containing:
фронтовое устройство с дежурной горелкой диффузионного типа и основной горелкой предварительного смешения, оборудованные независимыми подводами топлива, а такжеfront-mounted device with a standby burner of diffusion type and a main burner of preliminary mixing, equipped with independent fuel supply, as well as
концентрично примыкающие к указанному фронтовому устройству жаровую трубу и внешний кожух, кольцевое пространство между которыми служит для подачи через него к указанным горелкам необходимого количества воздуха (RU 90879, F23R 3/28, 2010 - ближайший аналог).concentrically adjacent to the specified front-end device, the heat pipe and the outer casing, the annular space between which serves to supply the required amount of air through it to the specified burners (RU 90879, F23R 3/28, 2010 - the closest analogue).
В данной камере сгорания для образования топливовоздушной смеси используется топливо и воздух, реализованные только в пределах указанных горелок, что затрудняет получение достаточной гомогенности основного потока топливовоздушной смеси с соответствующим повышением образования в нем оксидов азотаIn this combustion chamber for the formation of the air-fuel mixture, fuel and air are used that are sold only within the specified burners, which makes it difficult to obtain sufficient homogeneity of the main stream of the air-fuel mixture with a corresponding increase in the formation of nitrogen oxides in it
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Задачей полезной модели является уменьшение токсичности выхлопных газов путем снижения содержания в них оксидов азота, а техническим результатом - повышение степени гомогенности подаваемой в горелки предварительного смешения топливовоздушной смеси.The objective of the utility model is to reduce the toxicity of exhaust gases by reducing the content of nitrogen oxides in them, and the technical result is to increase the degree of homogeneity of the preliminary mixing of the air-fuel mixture supplied to the burners.
Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата обеспечивается тем, чтоThe solution of this problem by achieving the specified technical result is ensured by the fact that
камера сгорания, содержащая:a combustion chamber containing:
фронтовое устройство с дежурной горелкой диффузионного типа и основной горелкой предварительного смешения, оборудованные независимыми подводами топлива, а такжеfront-mounted device with a standby burner of diffusion type and a main burner of preliminary mixing, equipped with independent fuel supply, as well as
концентрично примыкающие к указанному фронтовому устройству жаровую трубу и внешний кожух, кольцевое пространство между которыми служит для подачи через него к указанным горелкам необходимого количества воздуха,concentrically adjacent to the specified front-end device, the heat pipe and the outer casing, the annular space between which serves to supply the required amount of air through it to the specified burners,
согласно полезной моделиaccording to utility model
дополнительно содержит узел подвода части топлива, предназначенного для сжигания в камере сгорания, на предварительное смешение с воздухом в указанном кольцевом пространстве между указанными кожухом и жаровой трубой.further comprises an assembly for supplying a part of the fuel intended for combustion in the combustion chamber to be premixed with air in said annular space between said casing and the flame tube.
Указанный узел подвода части топлива на предварительное смешение с воздухом предпочтительно может быть выполнен в виде охватывающего указанный кожух в удобном месте кольцевого топливного коллектора;The specified node supplying part of the fuel for preliminary mixing with air can preferably be made in the form of covering the specified casing in a convenient location of the annular fuel manifold;
по меньшей мере одного подводящего штуцера с внешней стороны указанного коллектора иat least one inlet fitting on the outside of said manifold; and
по меньшей мере трех равномерно расположенных по окружности указанного коллектора с его внутренней стороны отводящих штуцеров, пропущенных через стенку указанного кожуха, причем каждый из этих штуцеров заглушен с выходного торца и снабжен топливовыпускными отверстиями на своей боковой поверхности.at least three outlet fittings evenly spaced around the circumference of said collector from its inside passing through the wall of said casing, each of these fittings being muffled from the outlet end and provided with fuel outlet openings on its side surface.
В указанном кольцевом пространстве между кожухом и жаровой трубой от места расположения указанного узла подвода топлива до задней торцевой стенки указанного фронтового устройства предпочтительно может быть расположена промежуточная обечайка, направляющая поток топливовоздушной смеси к указанным горелкам.In said annular space between the casing and the flame tube from the location of said fuel supply unit to the rear end wall of said front device, an intermediate shell may preferably be arranged to direct the air-fuel mixture flow to said burners.
В кольцевом пространстве между указанными промежуточной обечайкой и жаровой трубой предпочтительно может быть установлен направляющий аппарат.In the annular space between said intermediate shell and the flame tube, a guiding apparatus can preferably be installed.
Причинно-следственная связь между совокупностью перечисленных основных признаков патентуемой полезной модели и ее техническими результатами заключается в следующем:The causal relationship between the totality of the listed main features of the patented utility model and its technical results is as follows:
Оборудование камеры сгорания узлом подвода части топлива, предназначенного для сжигания в камере сгорания, на предварительное смешение с воздухом в указанном кольцевом пространстве между указанными кожухом и жаровой трубой позволяет осуществить дополнительное предварительное перемешивание топливовоздушной смеси на сравнительно протяженном участке тракта ее движения, что существенно повышает степень ее гомогенизации.The equipment of the combustion chamber with a unit for supplying a part of the fuel intended for combustion in the combustion chamber for preliminary mixing with air in the specified annular space between the indicated casing and the flame tube allows additional preliminary mixing of the air-fuel mixture over a relatively long section of its movement path, which significantly increases its degree homogenization.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 схематически изображена камера сгорания согласно полезной модели в продольном разрезе применительно к стационарной энергетической газотурбинной установке; на фиг. 2 - узел А фиг. 1 с изображением данного узла в более крупном масштабе система топливоподвода первой ступени перемешивания.In FIG. 1 schematically shows a combustion chamber according to a utility model in longitudinal section in relation to a stationary power gas turbine installation; in FIG. 2 - node A of FIG. 1 with a picture of this site on a larger scale, the fuel supply system of the first mixing stage.
Условные обозначенияLegend
ГТУ - газотурбинная установка;GTU - gas turbine installation;
ДГ - дежурная горелка;DG - standby burner;
ЖТ - жаровая труба;ZhT - flame tube;
КС - камера сгорания;KS - combustion chamber;
КТК - кольцевой топливный коллектор;KTK - ring fuel collector;
НА - направляющий аппарат;NA - directing apparatus;
ОГ - основная горелка;Exhaust gas - main burner;
ТВО - топливовыпускные отверстия;TVO - fuel outlet;
ТВС - топливовоздушная смесь;Fuel assembly - air-fuel mixture;
ФУ - фронтовое устройство;FU - front-end device;
Перечень позиций чертежаList of drawing items
10 - ФУ; 11 - ДГ; 12 - ОГ; 13,14 - штуцеры подвода топлива соответственно к дежурной и основной горелкам; 15 - задняя торцевая стенка 20 - ЖТ; 30 - внешний кожух; 40 - кольцевое пространство между кожухом и ЖТ; 50 - узел подвода части топлива на предварительное смешение с воздухом; 51 - КТК; 52, 53 - подводящий и отводящий топливные штуцеры; 54 - ТВО; 60 - промежуточная обечайка; 70 - кольцевое пространство между промежуточной обечайкой и ЖТ; 71 - НА в указанном кольцевом пространстве.10 - FU; 11 - DG; 12 - exhaust gas; 13.14 - fuel supply fittings, respectively, to the standby and main burners; 15 - rear end wall 20 - ZhT; 30 - an external casing; 40 - annular space between the casing and VT; 50 - node supplying part of the fuel for preliminary mixing with air; 51 - CPC; 52, 53 - inlet and outlet fuel fittings; 54 - TVO; 60 - intermediate shell; 70 - annular space between the intermediate shell and VT; 71 - ON in the specified annular space.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Камера сгорания ГТУ согласно полезной модели содержит (фиг. 1) фронтовое устройство ФУ 10 с дежурной горелкой 11 диффузионного типа и основной горелкой 12 предварительного смешения, оборудованными независимыми подводами топлива в виде штуцеров соответственно 13, 14. К ФУ 10 концентрично примыкают жаровая труба ЖТ 20 и внешний кожух 30, кольцевое пространство 40 между которыми служит для подачи через него к указанным горелкам 11, 12 необходимого количества воздуха.According to a utility model, a gas turbine combustion chamber (Fig. 1) contains a front-end device ФУ 10 with a
КС согласно полезной модели дополнительно содержит узел 50 (фиг. 1, 2) подвода части предназначенного для сжигания в ней топлива на предварительное смешение с воздухом в указанном кольцевом пространстве 40 между кожухом 30 и ЖТ 20.According to the utility model, the compressor station additionally contains a unit 50 (Figs. 1, 2) for supplying a part intended for burning fuel therein for preliminary mixing with air in the indicated
Указанный узел 50 выполнен (фиг. 2) в виде охватывающего кожух 30 в произвольном удобном месте кольцевого топливного коллектора КТК 51;The
по меньшей мере одного подводящего штуцера 52 с внешней стороны КТК 51 и по меньшей мере трех равномерно расположенных по окружности КТК 51 с его внутренней стороны отводящих штуцеров 53, пропущенных через стенку указанного внешнего кожуха 30, причем каждый из этих штуцеров 53 заглушен с выходного торца и снабжен топливовыпускными отверстиями 54 на своей боковой поверхности.at least one inlet fitting 52 from the outside of the
В указанном кольцевом пространстве 40 между кожухом 30 и ЖТ 20 от места расположения указанного узла 50 подвода топлива до задней торцевой стенки 15 указанного ФУ 10 расположена промежуточная обечайка 60, направляющая поток топливовоздушной смеси к указанным горелкам 11, 12.In the specified
В кольцевом пространстве 70 между указанными промежуточной обечайкой 60 и ЖТ 20 установлен осевой направляющий аппарат НА 71 для закрутки потока ТВС. Проходное сечение кольцевого пространства 70 выбирается из заданной скорости потока ТВС с учетом требуемой степени охлаждения ЖТ 20.In the
Работа камеры сгоранияCombustion chamber operation
Работа КС согласно полезной модели осуществляется следующим образом. Вначале до подачи топлива воздух от принудительно вращаемого компрессора поступает последовательно через кольцевые каналы 40 и 70 к горелкам 11, 12. Затем через штуцер 13 подают топливо в ДГ 11 и поджигают ТВС на ее выходе, после чего таким же образом включают в работу ОГ 12. При этом часть предназначенного для сжигания в ней топлива направляют через штуцеры 52, КТК 51 и штуцеры 53 с ТВО 54 в кольцевой канал 70 с установленным в нем НА 71 для предварительного перемешивания, обеспечивающего совокупно с последующим перемешиванием в тракте ОГ 12 требуемую повышенную степень гомогенизации ТВС. После этого ДГ 11 отключается. Количество топлива, отводимого на предварительное перемешивание, может составлять до 40% от его общего количества. Больший процент опасен в связи с возможностью преждевременного самовозгорания топлива.The work of the COP according to the utility model is as follows. First, before the fuel is supplied, air from the forced-rotary compressor enters sequentially through the
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Камера сгорания согласно полезной модели отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертежах достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами на основании современного уровня техники в области энергомашиностроения и других упомянутых выше отраслях промышленности.The combustion chamber according to the utility model meets the condition of "industrial applicability". The essence of the technical solution is disclosed in the formula, description and drawings clearly enough for understanding and industrial implementation by relevant specialists on the basis of the current level of technology in the field of power engineering and other industries mentioned above.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015157083/06U RU161571U1 (en) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | LOW EMISSION COMBUSTION CHAMBER WITH TWO STEPS OF FORMATION OF FUEL AND AIR MIXTURE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015157083/06U RU161571U1 (en) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | LOW EMISSION COMBUSTION CHAMBER WITH TWO STEPS OF FORMATION OF FUEL AND AIR MIXTURE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU161571U1 true RU161571U1 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=55859615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015157083/06U RU161571U1 (en) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | LOW EMISSION COMBUSTION CHAMBER WITH TWO STEPS OF FORMATION OF FUEL AND AIR MIXTURE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU161571U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744963C1 (en) * | 2020-06-09 | 2021-03-17 | Акционерное общество "Металлист-Самара" | Combustion chamber of gas-turbine plant with external flame tubes and low-emission burner device |
-
2015
- 2015-12-30 RU RU2015157083/06U patent/RU161571U1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744963C1 (en) * | 2020-06-09 | 2021-03-17 | Акционерное общество "Металлист-Самара" | Combustion chamber of gas-turbine plant with external flame tubes and low-emission burner device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9638423B2 (en) | Multifuel gas turbine combustor with fuel mixing chamber and supplemental burner | |
| RU2632073C2 (en) | Fuel injection unit and device, containing fuel injection unit | |
| RU2699297C2 (en) | Serial combustion device with diluting gas | |
| CN109945181A (en) | With exhaust gas recycling and partly-premixed low-NOx combustor | |
| CN103363547A (en) | Systems and methods for preventing flashback in a combustor assembly | |
| CN104654306A (en) | Low nitrogen oxide burner | |
| WO2022210710A1 (en) | Boiler operation method and control device for boiler | |
| RU2010144537A (en) | BURNER FUEL SEPARATION | |
| CN102777934B (en) | Residential vortex soft combustor | |
| US11435091B2 (en) | Low NOx tubular mesh burner and methods of use | |
| RU161571U1 (en) | LOW EMISSION COMBUSTION CHAMBER WITH TWO STEPS OF FORMATION OF FUEL AND AIR MIXTURE | |
| US9388983B2 (en) | Low NOx burner with low pressure drop | |
| KR20200066469A (en) | Combined flame type Low pollution burner | |
| US7959431B2 (en) | Radiant tube with recirculation | |
| CN217584449U (en) | Low-concentration gas combustion device | |
| RU2306483C1 (en) | Method of burning liquid or gas fuel and air heater | |
| RU89671U1 (en) | BURNER DEVICE FOR COMBUSTION CHAMBER OF A GAS-TURBINE INSTALLATION | |
| RU2414649C2 (en) | Gas turbine engine combustion chamber | |
| RU147860U1 (en) | MULTI-ZONE COMBUSTION CHAMBER OF A GAS-TURBINE INSTALLATION | |
| CN215259807U (en) | Combustor and mining safe low-nitrogen combustion device | |
| KR20200098542A (en) | Burner and Compact Burner Set | |
| RU2454605C1 (en) | Technological vortex ejection gas burner | |
| RU135085U1 (en) | COMBUSTION CAMERA OF A GAS TURBINE ENGINE | |
| RU2315913C2 (en) | Gas turbine low-emission combustion chamber | |
| RU2745174C2 (en) | Low-emission combustion chamber |