Горелка и устройство топливоподачи для газовой турбины



Горелка и устройство топливоподачи для газовой турбины
Горелка и устройство топливоподачи для газовой турбины
Горелка и устройство топливоподачи для газовой турбины
Горелка и устройство топливоподачи для газовой турбины
Горелка и устройство топливоподачи для газовой турбины

 


Владельцы патента RU 2426945:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к устройству (20) измерения давления для измерения давления в среде горения внутри газовой турбины, к способу измерения давления в среде горения внутри газовой турбины. Горелка для газовой турбины содержит устройство измерения давления для измерения давления в среде горения внутри газовой турбины, содержащее: точку замера, образующую место расположения замера давления, элемент крепления, соединяющий устройство измерения давления с горелкой, и элемент удлинения, при этом горелка подает среду горения в не воспламененном состоянии в камеру сгорания газовой турбины; причем элемент удлинения имеет вытянутую форму; причем точка замера размещена на дистальном конце элемента удлинения относительно элемента крепления, причем устройство измерения давления выполнено так, что точка замера размещена внутри горелки. Изобретение позволяет улучшить рабочий режим газовой турбины и процесс горения в ответ на измеренное давление. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к горелке для газовой турбины, содержащей устройство измерения давления для измерения давления в среде горения внутри газовой турбины и которая подает упомянутую среду горения в не воспламененном состоянии в камеру сгорания упомянутой газовой турбины, при этом устройство измерения давления содержит точку замера, определяющую место упомянутого замера давления. Дополнительно изобретение относится к газовой турбине, содержащей вышеупомянутую горелку. Изобретение также относится к способу измерения давления в среде горения внутри газовой турбины, содержащей горелку для подачи среды горения в не воспламененном состоянии в камеру сгорания газовой турбины. Дополнительно это изобретение относится к горелке для газовой турбины с устройством топливоподачи для подачи топлива в горелку, при этом горелка выполнена для смешивания топлива с кислородосодержащим газом для создания среды горения, которая должна быть подана в камеру сгорания газовой турбины. Кроме того, изобретение относится к газовой турбине, содержащей такую горелку. Дополнительно изобретение относится к способу контроля подачи топлива к горелке газовой турбины, при этом в горелке топливо смешивается с кислородосодержащим газом для создания среды горения, которая должна быть подана в камеру сгорания газовой турбины.

Описание предшествующего уровня техники

Газовая турбина, в общем, содержит одну или несколько горелок, обычно ведущих в кольцевую камеру сгорания. Каждую горелку снабжают топливом в жидком или газообразном виде, которое смешивается с кислородосодержащим газом, типа воздуха, в секции смешивания горелки, образуя в результате среду горения. Следовательно, среду горения подают в камеру сгорания для сжигания. Чтобы следить за процессом горения, по меньшей мере, три устройства измерения давления в виде датчиков давления размещены внутри камеры сгорания. Датчики давления соединены через систему трубопроводов с наружной стенкой обычно кольцевой камеры сгорания. Точки замера датчиков давления обычно размещены асимметрично вдоль внутренней периферии камеры сгорания. Функцией датчиков давления является измерение любых пульсаций давления в среде горения, содержащейся внутри камеры сгорания.

Однако результаты измерений, полученные с помощью датчиков давления, могут вызвать трудности в интерпретации. Кроме того, в системе трубопроводов могут быть повреждения, что ведет к простоям турбины в связи с ремонтом.

Чтобы топливо газовой турбины работало эффективно, его содержание в среде горения сокращают насколько это возможно. При этом режиме работы, также обозначаемом как экономичный режим/режим обедненной смеси, горение в камере сгорания часто близко к нестабильности, что всегда ведет к опасности увеличения пульсаций давления в камере сгорания. Если пульсации давления определяются датчиками давления в камере сгорания, оборудование управления принимает сигнал от датчиков и влияет на подачу топлива к конкретной горелке таким образом, что уравновешивает нарушающие пульсации давления.

Однако пульсации давления, появляющиеся в камере сгорания обычных газовых турбин, не всегда являются эффективно подавляемыми.

Из документов DE 102005011287, US 6205765, US 20002/162334 и EP 0601608 известно измерение давления в области периферии горелки. Однако измерение не представляется достаточно точным, чтобы успешно улучшить рабочий режим газовой турбины и процесс горения в ответ на измеренное давление.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание газовой турбины, включающей в себя устройство измерения давления, и создание способа измерения давления вышеупомянутого типа, который дает более правильную и более надежную информацию о возможных пульсациях давления в камере сгорания газовой турбины.

Вышеупомянутая задача решена согласно настоящему изобретению путем создания устройства измерения давления упомянутого выше вида, которое выполнено, чтобы быть размещенным таким образом, что точка замера расположена внутри горелки газовой турбины. Кроме того, вышеупомянутая задача решена согласно настоящему изобретению путем создания горелки для газовой турбины, при этом горелка снабжена устройством измерения давления этого типа. Устройство измерения давления является дополнительным элементом, предназначенным для горелки, и является, по меньшей мере, частично размещенным внутри горелки. Дополнительно, задача решена согласно настоящему изобретению за счет выполнения газовой турбины, содержащей такую горелку. Задача согласно настоящему изобретению также решена за счет способа вышеупомянутого типа, в котором давление измеряют внутри горелки газовой турбины.

Другой задачей настоящего изобретения является создание газовой турбины, содержащей горелку вышеупомянутого типа, и способа вышеупомянутого типа, с помощью которых пульсации давления в камере сгорания газовой турбины могут быть подавлены более эффективно.

Вышеупомянутая задача решена согласно настоящему изобретению путем создания горелки вышеуказанного типа, которая снабжена устройством измерения давления для измерения давления в упомянутой среде горения, при этом устройство измерения давления содержит точку замера, определяющую место расположения упомянутого замера давления, при этом точка замера расположена внутри упомянутой горелки, и горелка дополнительно снабжена устройством регулирования, выполненным для контроля подачи топлива устройством топливоподачи на основе измерений давления и/или выполненным для контроля подачи воздуха к горелке на основе измерений давления. Устройство измерения давления является дополнительным элементом, приписываемым к горелке. Кроме того, задача согласно настоящему изобретению решена путем выполнения газовой турбины, содержащей такую горелку. Дополнительно задача согласно настоящему изобретению решена с помощью способа вышеупомянутого типа, включающего в себя этапы: измерения давления, в частности, измерения пульсаций давления среды горения внутри горелки, и контроля подачи топлива на основе измерений давления и/или контроля подачи топлива к горелке на основе измерения давления.

За счет размещения устройства измерения давления относительно горелки таким образом, что точка замера расположена внутри горелки газовой турбины, может быть получено более надежное определение пульсаций в среде, содержащейся в камере сгорания. Внутренность горелки имеет различную конфигурацию по сравнению с внутренностью камеры сгорания. Следовательно, можно успешно избежать ошибок измерения, например, относящихся к месту проведения замера, находящемуся в узле пульсаций давления, что может быть в случае, когда устройство измерения давления размещают внутри камеры сгорания.

За счет надежного обнаружения появляющихся пульсаций в среде горения устройство управления способно соответствующим образом изменить подачу топлива и таким образом очень эффективно подавить пульсации давления в камере сгорания.

Размещая точку замера внутри горелки согласно настоящему изобретению, устройство измерения давления может дополнительно работать в диапазоне высокой чувствительности. Это так, поскольку пламя процесса горения обычно ограничено камерой сгорания и пульсации давления, отражающиеся в горелке, следовательно, уменьшены в масштабе по сравнению с пульсациями давления внутри камеры сгорания. Следовательно, устройство измерения давления может работать в диапазоне высокой чувствительности, что позволяет измерить давление с высокой точностью.

Кроме того, поскольку пламя процесса горения обычно ограничено камерой сгорания, пульсации давления, отражающиеся в горелке, уменьшены в масштабе по сравнению с пульсациями давления внутри камеры сгорания, что позволяет устройству измерения давления работать в диапазоне высокой чувствительности.

Объем среды горения, содержащейся внутри горелки, обычно меньше, чем объем среды горения, содержащейся внутри камеры сгорания. Следовательно, возможные пульсации не являются настолько сильными внутри горелки, какими они являются внутри камеры сгорания. Кроме того, согласно решению по изобретению можно избежать разрушающих влияний пульсаций давления на систему измерения, приводящих к поломке системы измерения давления.

Кроме того, поскольку давление может быть замерено индивидуально внутри каждой из горелок, подающих среду горения к камере сгорания, можно легко отслеживать воздействие единичной горелки на пульсации давления.

В том случае, когда пульсации давления в определенной горелке имеют отличающиеся характеристики по сравнению с пульсациями давления в других горелках, рабочие условия соответствующей горелки могут быть отрегулированы индивидуально, чтобы устранить дифференциальные характеристики пульсации давления. Следовательно, пульсации давления в камере сгорания можно контролировать очень точно.

Кроме того, устройство измерения давления согласно настоящему изобретению можно легко заменить или изъять для функциональной проверки путем удаления части датчика давления или всей горелки из газовой турбины. Это позволяет легко проводить работы по обслуживанию, поскольку для вышеупомянутых целей не нужно проводить никакие работы внутри камеры сгорания. Кроме того, не требуется никаких особых соединений внутри камеры сгорания для устройства измерения давления.

Дополнительно модернизации уже установленных газовых турбин с устройствами измерения давления согласно настоящему изобретению могут быть легко проведены путем простого добавления устройства измерения давления по изобретению к каждой из существующих горелок. Также, существующие горелки могут быть заменены горелками с устройством измерения давления по изобретению.

Кроме того, устройство измерения давления согласно настоящему изобретению может быть использовано для изучения акустических режимов в камере сгорания, которые развиваются в случае, когда большое число горелок, например, тридцать горелок, прикреплены к одной камере сгорания. Сигналы, измеренные на каждом из устройств измерения давления присоединенных горелок, могут быть использованы, чтобы оценить высокочастотные режимы, развивающиеся в камерах сгорания, соединенных с таким большим числом горелок.

Предпочтительно устройство управления выполнено для контроля скорости и/или давления топлива, подаваемого устройством топливоподачи на основе измерения давления. К тому же, содержание топлива в среде горения может быть изменено, что вызывает изменение режима горения в камере сгорания.

Кроме того, является предпочтительным, если устройство измерения давления выполнено, чтобы обнаруживать пульсации давления в среде горения, при этом устройство управления выполнено, чтобы изменять подачу топлива в ответ на обнаруженные пульсации давления. Предпочтительно, устройство управления выполнено, чтобы увеличить скорость топлива, подаваемого в ответ на обнаружение пульсаций давления в среде горения. В частности, скорость подаваемого топлива увеличивается, если пульсации давления превышают заданный порог. Эта мера является в частности полезной, если камера сгорания работает в режиме обедненной смеси. В этом случае пламя всегда находится на грани нестабильности. Если наблюдается нестабильность, изменения давления в продольном направлении пламени возрастают. Устройство измерения давления в присоединенной горелке обнаруживает колебания и увеличивает скорость топлива, подаваемого к данной горелке. Конечное более богатое содержание топлива в среде горения предотвращает рост пульсаций давления и возвращает пламя назад к более стабильному состоянию. Предпочтительно, возврат к экономичному горению будет осуществлен постепенно посредством запрограммированной последовательности с помощью контрольного устройства.

Дополнительно является предпочтительным, если устройство измерения давления размещено в устройство топливоподачи. Устройство измерения давления и устройство топливоподачи могут быть частью одной и той же конструкции. Предпочтительно, устройство измерения давления имеет форму осевой трубки для вдувания топлива для вдувания топлива в горелку. Такие трубки вдувания топлива известны в существующем уровне техники и используются, в частности, для впрыскивания жидкого топлива в секцию смешивания горелки. Также для горелок, которые не имеют такой трубки вдувания топлива, типа горелок, использующих газообразное топливо, включение подобного устройства измерения давления, имеющего форму трубки для вдувания топлива, хорошо вписывается в конструкцию всей горелки и может быть легко модернизировано в существующих конструкциях горелок. Также конструкция такой трубки для вдувания топлива может быть оптимизирована с учетом динамики жидкости внутри горелки. В случае если горелка уже имеет трубку для вдувания топлива, подобно горелкам, использующим жидкое топливо, только существующая трубка для вдувания топлива должна быть заменена трубкой для вдувания топлива, включающей в себя функцию измерения давления согласно настоящему изобретению.

Дополнительно является предпочтительным, если устройство измерения давления содержит датчик давления или преобразователь для превращения физического давления в информационный сигнал, типа электрического сигнала. Датчик давления может быть выполнен для использования силиконовой, кварцевой и/или диэлектрической тонкой пленки в качестве сенсорного материала. Датчик давления может также включать в себя оптический датчик.

Предпочтительно, горелка включает в себя секцию смешивания для создания среды горения путем смешивания газа, содержащего кислород, и топлива, типа воздуха и топлива, при этом устройство измерения давления выполнено так, чтобы быть размещенным таким образом, что точка замера размещена внутри секции смешивания горелки. Таким образом, давление внутри секции смешивания горелки может быть измерено с помощью устройства измерения давления. Колебания давления в камере сгорания обычно вызывают предсказуемые изменения давления в секции смешивания горелки. Поэтому измерение давления внутри секции смешивания позволяет осуществить очень точное и надежное наблюдение за пульсациями давления в соответствующей камере сгорания.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство измерения давления имеет вытянутую форму. Предпочтительно, устройство измерения давления имеет, по меньшей мере, частично цилиндрическую форму и/или выполнено в форме стержня. Благодаря своей вытянутой форме, устройство измерения давления может быть легко установлено, чтобы продолжаться, по меньшей мере, частично внутрь горелки, причем точка замера размещается внутри секции смешивания без нарушения заданной динамики жидкости внутри горелки. Обычно горелка имеет форму типа трубки с продольной осью. Устройство измерения давления предпочтительно выполнено, чтобы быть размещенным своей вытянутой формой, продолжающейся параллельно продольной оси горелки. Предпочтительно устройство измерения давления может быть, по меньшей мере, частично размещено в центре горелки, выполненной в форме трубки. В этом случае на динамику жидкости внутри горелки, которая имеет предпочтительное направление потока параллельно продольной оси, не влияет присутствие устройства измерения давления.

Дополнительно является предпочтительным, если устройство измерения давления содержит элемент крепления для прикрепления устройства измерения давления к горелке и элемент удлинения, имеющий вытянутую форму, в котором точка замера расположена на дистальном конце элемента удлинения относительно элемента крепления. Таким образом, устройство измерения давления может быть прикреплено к торцевой стенке трубкообразной горелки с использованием элемента крепления. За счет вытянутой формы элемента удлинения устройство измерения давления достает своим дистальным концом до секции смешивания. Это позволяет осуществлять точное измерение колебаний давления в камере сгорания, не нарушая динамику жидкости внутри горелки.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство измерения давления содержит зондирующий канал, проводящий жидкость, который соединяет точку замера с датчиком давления. Поэтому датчик давления может быть размещен в устройстве измерения давления в месте, отличающемся от места расположения точки замера. В частности, датчик давления может быть размещен снаружи горелки. Датчик давления предпочтительно расположен на дистальном концевом участке горелки относительно камеры сгорания. В этом случае датчик давления установлен в безопасном месте по отношению к возможным разрушающим влияниям колебаний давления, исходящим из камеры сгорания. За счет размещения датчика давления вдали от точки замера, датчик давления может быть размещен на значительном расстоянии от источника тепла в камере сгорания. Поэтому датчик давления может находиться при довольно низкой рабочей температуре. Предпочтительно, датчик давления размещен достаточно далеко от камеры сгорания, чтобы его рабочая температура оставалась ниже 500°С.

Дополнительно является предпочтительным, если устройство измерения давления имеет форму и/или функцию осевой трубки для вдувания топлива для впрыскивания топлива в горелку. Такие трубки для вдувания топлива известны в технике и, в частности, используются для впрыскивания жидкого топлива в секцию смешивания горелки. Также для горелок, которые не имеют подобных трубок для вдувания топлива, типа горелок, использующих газообразное топливо, присоединение подобного устройства измерения давления, имеющего форму трубки для вдувания топлива, хорошо вписывается в конструкцию всей горелки и может быть легко модернизировано в существующих конструкциях горелки. Также конструкция такой трубки для вдувания топлива может быть улучшена в отношении динамики жидкости внутри горелки. В случае горелки, уже имеющей трубку для вдувания топлива, типа горелок, использующих жидкое топливо, только существующая трубка для вдувания топлива должна быть заменена трубкой для вдувания топлива, включающей функцию измерения давления согласно изобретению.

Кроме того, является предпочтительным, если устройство измерения давления содержит датчик давления для преобразования физического давления в информационный сигнал, типа электрического сигнала. Датчик давления может также относится к преобразователю и, в частности, быть выполненным, чтобы позволять измерение динамического давления. К тому же давление в точке замера может быть измерено по прошествии времени. Информация о колебаниях давления по прошествии времени позволяет провести очень точный анализ природы колебаний давления, существующих в камере сгорания. Датчик давления может быть выполнен для использования силиконовых, кварцевых и/или диэлектрических тонких пленок в качестве сенсорных материалов. Датчик давления может также содержать оптический датчик давления.

В другом дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство измерения давления содержит зондирующий канал, проводящий жидкость, который соединяет точку замера с датчиком давления. Поэтому датчик давления может быть размещен в устройстве измерения давления в месте, отличающемся от места расположения точки замера. В частности, датчик давления может быть размещен снаружи горелки. Датчик давления предпочтительно расположен на дистальном концевом участке горелки относительно камеры сгорания. В этом случае датчик давления установлен в безопасном месте по отношению к возможным разрушающим влияниям колебаний давления, исходящих из камеры сгорания. За счет размещения датчика давления вдали от точки замера, датчик давления может быть размещен на значительном расстоянии от источника тепла в камере сгорания. Поэтому датчик давления может находиться при довольно низкой рабочей температуре. Предпочтительно, датчик давления размещен достаточно далеко от камеры сгорания, чтобы его рабочая температура оставалась ниже 500°С.

Кроме того, предпочтительно, если датчик давления размещен в точке замера. При такой сборке может быть получено особенно точное измерение давления.

Кроме того, является предпочтительным, если датчик давления содержит оптический датчик давления. В частности, этим оптическим датчиком давления может быть волоконно-оптический датчик давления, который преимущественно содержит волоконно-оптические брэгговские решетки, прикрепленные к гибкой мембране, в качестве детектора давления. Такой волоконно-оптический датчик позволяет проводить очень точное измерение давления. Оптический датчик давления может работать при высокой температуре окружающей среды, даже при температуре окружающей среды больше чем 500°С. Поэтому он может быть размещен в точке замера, рядом с камерой сгорания, что ведет к очень точному измерению давления.

В предпочтительном варианте осуществления горелки согласно настоящему изобретению горелка имеет форму типа трубки, имеющей продольную ось, при этом устройство измерения давления расположено своей вытянутой формой, продолжающейся параллельно продольной оси, в частности, по центру горелки. Поэтому устройство измерения давления изначально продолжается вдоль продольной оси, т.е. расположено по центру внутри горелки, выполненной в форме трубки, относительно ее радиального удлинения.

В предпочтительном варианте осуществления газовой турбины согласно настоящему изобретению газовая турбина содержит несколько горелок по изобретению, при этом выполнено устройство управления для контроля подачи топлива отдельно к каждой из горелок на основе соответствующих измерений давления в единичной горелке. Регулируя горелки индивидуально, можно предпринять правильные действия против местного дисбаланса давления в конкретных горелках, наиболее подходящие для исправления заданного дисбаланса давления.

Признаки, перечисленные выше, в отношении устройства измерения давления по изобретению могут быть перенесены соответственно на способ по изобретению. Предпочтительные варианты осуществления способа по изобретению, вытекающие из этого, будут охвачены описанием данного изобретения.

Краткое описание чертежей

Подробное описание настоящего изобретения выполнено ниже со ссылками на следующие схематичные чертежи, на которых:

фиг. 1 представляет собой вид спереди варианта осуществления горелки газовой турбины, выполненной с устройством измерения давления по первому варианту осуществления изобретения согласно настоящему изобретению,

фиг.2 представляет собой вид в разрезе по линии II-II согласно фиг.1,

фиг. 3 представляет собой вид в разрезе по линии III-III согласно фиг. 1,

фиг. 4 представляет собой вид в разрезе участка вершины по второму варианту осуществления устройства измерения давления согласно настоящему изобретению в области горелки, обозначенной IV, показанной на фиг.2, и

фиг. 5 представляет собой вид в разрезе третьего варианта осуществления устройства измерения давления согласно настоящему изобретению.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 и 2 показан вариант осуществления горелки 10 для газовой турбины. Обычно несколько горелок 10 этого типа соединены с кольцевой камерой сгорания газовой турбины для подачи среды горения в виде смеси топливо/воздух, требующейся для проведения процесса горения в камере сгорания газовой турбины. Поэтому эти горелки обычно размещены вокруг камеры сгорания.

Как показано на фиг.2, горелка 10 продолжается вдоль продольной оси 18 и содержит секцию 12 подачи топлива, секцию 14 смешивания и секцию 16 стабилизации. В секции 12 подачи топлива топливо в жидком или газообразном виде подают к секции 14 смешивания. В секции 14 смешивания воздух вводят снаружи через воздушные отверстия 36, и он смешивается с топливом для образования среды горения в виде смеси топливо/воздух. Секция 14 смешивания имеет форму конуса, расширяющегося в направлении потока подаваемого топлива и ориентированного слева направо согласно фиг. 2. Секция 14 смешивания ведет в секцию 16 стабилизации, которая имеет цилиндрическую форму и выполнена для стабилизации динамических характеристик потока топлива для горения. Секция 16 стабилизации соединена с камерой сгорания, которая следует с конца правой стороны в секцию 14 стабилизации согласно фиг.2, но не показана на чертеже. В камере сгорания топливо для горения сжигается для снабжения энергией газовой турбины.

Секция 12 подачи топлива выполнена с устройством 20 измерения давления по первому варианту осуществления изобретения в форме осевой трубки для вдувания топлива. Устройство измерения давления 20 расположено в центре секции 12 подачи топлива по отношению к ее радиальному удлинению к продольной оси 18.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2 и 3, устройство 20 измерения давления выполнено также для выполнения функции топливной трубки. Устройство 20 измерения давления содержит элемент 22 крепления для прикрепления устройства 20 измерения давления к корпусу 30 секции 12 подачи топлива. Элемент 22 крепления продолжает элемент 24 удлинения вытянутой формы, продолжающейся вдоль продольной оси 18 горелки 10. Элемент удлинения 24 продолжается через секцию 12 подачи топлива и в секцию 14 смешивания. Участок вершины или дистальный конец 26 элемента 24 удлинения по отношению к элементу 22 крепления расположен внутри секции 14 смешивания.

На дистальном конце 26 элемента 24 удлинения размещена точка 28 замера, в которой может быть замерено давление среды горения внутри секции 14 смешивания. Это сделано с использованием датчика 50 давления, который либо может быть расположен в точке 28 замера, или может быть соединен с точкой 28 замера через зондирующий канал, проводящий жидкость. В этом случае датчик 50 давления, который не показан подробно на фиг. 2, может быть размещен также снаружи устройства измерения давления.

На фиг.2 первое входное отверстие 32 для топлива показано для подачи топлива в виде газа в горелку 10. Топливо входит в горелку через входное отверстие 32 для топлива и последовательно направляется во внутреннюю газовую трубку 34, окружающую элемент 24 удлинения устройства 20 измерения давления. На фиг. 3 показано второе входное отверстие 42 для топлива в виде газа, которое соединено с наружной газовой трубкой 44, окружающей внутреннюю газовую трубку 34. На фиг.3 также показано третье входное отверстие 38, которое выполнено для подачи топлива в жидком виде. Входное отверстие 38 для топлива соединено с каналом 40 для направления жидкого топлива внутрь устройства 20 измерения давления, которое действует, как сказано раньше в этом варианте осуществления изобретения, как осевая трубка для вдувания топлива для подачи жидкого топлива в секцию 14 смешивания.

На фиг. 4 показан схематичный вид концевого участка элемента 24 удлинения по второму варианту осуществления устройства 20 измерения давления. Этот концевой участок элемента 24 удлинения соответствует участку устройства 20 измерения давления, находящемуся в области IV на фиг.2. Концевой участок содержит датчик 50 давления в виде преобразователя, который подвержен действию среды горения через маленькое расточенное отверстие 48 на дистальном конце 25 устройства 20.

На фиг. 5 показан третий вариант осуществления устройства 20 измерения давления согласно настоящему изобретению. Устройство 20 содержит элемент 22 крепления, включающий в себя расточенные отверстия 60 для прикрепления устройства 20 к корпусу 30 горелки 10. Соответствующий устройству 20, согласно фиг.2, элемент 22 крепления продолжает элемент 24 удлинения, имеющий дистальный конец 26 или участок вершины. Поблизости от дистального конца 26, датчик 50 давления содержится в элементе 24 удлинения. Датчик 50 давления в варианте осуществления изобретения согласно фиг.5 выполнен как оптический датчик, который содержит оптическое волокно 52, оптическую линзу 54 и брэгговскую решетку 56.

В другом варианте осуществления устройства 20 измерения давления, не показанном на чертежах, датчик 50 давления может быть размещен также на стороне 62 подачи устройства 20. В этом случае зондирующий канал, проводящий жидкость, продолжается внутри элемента 24 удлинения, начиная от точки 28 замера на дистальном конце 26 элемента 24 удлинения. Этим зондирующим каналом колебания давления в точке 28 замера направляются к датчику давления, расположенному снаружи устройства 20.

1. Горелка для газовой турбины, содержащая: устройство измерения давления для измерения давления в среде горения внутри газовой турбины, содержащее: точку замера, образующую место расположения замера давления, элемент крепления, соединяющий устройство измерения давления с горелкой, и элемент удлинения, при этом горелка подает среду горения в невоспламененном состоянии в камеру сгорания газовой турбины; причем элемент удлинения имеет вытянутую форму; при этом точка замера размещена на дистальном конце элемента удлинения относительно элемента крепления, причем устройство измерения давления выполнено так, что точка замера размещена внутри горелки.

2. Горелка по п.1, дополнительно содержащая секцию смешивания для создания среды горения путем смешивания кислорода, содержащего газ, и топлива, при этом устройство измерения давления выполнено так, что точка замера размещена внутри секции смешивания.

3. Горелка по п.1, в которой устройство измерения давления имеет форму центральной трубки для ввода топлива в горелку и/или выполняет ее функцию.

4. Горелка по п.1, в которой устройство измерения давления дополнительно содержит датчик давления для преобразования физического давления в информационный сигнал, причем датчик давления осуществляет динамическое измерение давления.

5. Горелка по п.4, дополнительно содержащая зондирующий канал, проводящий текучую среду, который соединяет точку замера с датчиком давления.

6. Горелка по п.4, в которой датчик давления размещен в точке замера.

7. Горелка по п.6, в которой датчик давления содержит оптический датчик давления.

8. Горелка по п.1, имеющая трубчатую форму с продольной осью, при этом устройство измерения давления, также имеющее вытянутую форму, проходит параллельно продольной оси.

9. Горелка по п.8, в которой устройство измерения давления расположено по центру внутри горелки.

10. Горелка по п.1, дополнительно содержащая устройство управления, контролирующее подачу топлива устройством топливоподачи на основе замера давления и/или подачу воздуха к горелке на основе замера давления.

11. Горелка по п.10, в которой устройство управления контролирует скорость, с которой подается топливо устройством топливоподачи на основе замера давления, и/или давление топлива, поступающего от устройства топливоподачи на основе замера давления.

12. Горелка по п.10, в которой устройство измерения давления определяет пульсации давления в среде горения, при этом устройство управления изменяет подачу топлива в ответ на обнаруженные пульсации давления.

13. Горелка по п.12, в которой устройство управления увеличивает скорость подаваемого топлива в ответ на упомянутые обнаруженные пульсации давления в среде горения.

14. Горелка по п.10, в которой устройство измерения давления расположено в устройстве топливоподачи.

15. Газовая турбина, включающая в себя горелку для газовой турбины, содержащую: устройство измерения давления для измерения давления в среде горения внутри газовой турбины, содержащее: точку замера, образующую место расположения замера давления; элемент крепления, соединяющий устройство измерения давления с горелкой, и элемент удлинения, при этом горелка подает среду горения в невоспламененном состоянии в камеру сгорания газовой турбины; причем элемент удлинения имеет вытянутую форму; при этом точка замера размещена на дистальном конце элемента удлинения относительно элемента крепления, причем устройство измерения давления выполнено так, что точка замера размещена внутри горелки.

16. Газовая турбина по п.15, дополнительно содержащая несколько горелок, причем устройство управления контролирует подачу топлива отдельно к каждой горелке на основе соответствующих измерений давления в каждой горелке.

17. Способ управления подачей топлива к горелке газовой турбины, при котором: измеряют давление среды горения внутри горелки и контролируют подачу топлива к горелке на основе измерения давления, при этом подачу топлива изменяют в случае обнаружения пульсаций давления в среде горения с помощью измерения давления.

18. Способ по п.17, при котором скорость и/или давление топлива, подаваемого к горелке, контролируют на основе измерения давления.

19. Способ по п.17, при котором скорость подачи топлива увеличивают в случае обнаружения пульсаций давления в среде горения с помощью измерения давления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике, касается автоматизации барабанных паровых котлов, а именно экономичности процесса горения в топке. .

Изобретение относится к автоматизации теплоэнергетических объектов, в частности к автоматическому регулированию котла с пылесистемами прямого вдувания. .

Изобретение относится к системе управления подачей и сжиганием пылевидного топлива. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при регулировании подачи воздуха в топку отопительного котла. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к автоматическому регулированию процесса горения в топке котлоагрегата. .

Изобретение относится к устройству для регулирования топливоокислительной смеси в подводящем трубопроводе горелки, содержащему устройство для изменения состава топливоокислительной смеси и измерительный прибор для регистрации состояния топливоокислительной смеси при горении, а также схему для управления устройством для изменения состава в зависимости от зарегистрированного измерительным прибором состояния.

Изобретение относится к способу определения среднего излучения и соответствующей этому излучению средней температуре участка поверхности горящего слоя при помощи инфракрасной или термографической фотокамеры в установках сжигания и регулирования процесса горения, по меньшей мере, в контролируемом участке поверхности этой установки сжигания.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к автоматизации процессов горения в тепловых установках. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для контроля и регулирования режима горения теплогенерирующих установок

Изобретение относится к теплоэнергетике, используется в системах автоматического регулирования паровых и водогрейных котлов. Техническим результатом изобретения является нахождение и поддержание режима работы котла с максимальным КПД путем регулирования соотношения «топливо-воздух» в топке котла изменением расхода дутьевого воздуха. Для этого постоянно измеряют расход воды, проходящей через котел, и температуры ее на входе и выходе котла, по значениям которых рассчитывают значение тепловой мощности котла, первоначально увеличивают расход воздуха рабочим органом на величину порядка 2%, через время тепловой инерции сопоставляют текущее значение тепловой мощности с предыдущим значением и дают команду рабочему органу на увеличение расхода воздуха в случае, если мощность оказалось больше предыдущего значения, или на уменьшение расхода, если мощность оказалась меньше предыдущего значения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Дозатор включает в себя дозирующую емкость (DB) и, по меньшей мере, один шлюз (S), расположенный выше по потоку, для плавной, непрерывной, дозированной подачи пылевидного насыпного материала из легких, полидисперсных частичек из устройства обеспечения (В, SG) в несколько транспортных труб (FR1, FR2, FR3) к потребителю, расположенному ниже по потоку, причем дозирующая емкость (DB) и шлюз (S) имеют по одному разгрузочному устройству (AE/DB, AE/S) и причем на каждой транспортной трубе (FR1, FR2, FR3) установлен зонд для измерения потока материала (FIC1, FIC2, FIC3), а дозирующее устройство имеет регулятор давления для регулирования разности давлений между дозирующей емкостью (DB) и потребителем. Разгрузочное устройство (AE/DB) дозирующей емкости (DB) для каждой из транспортных труб (FR1, FR2, FR3) имеет ей принадлежащий и в нее входящий регулятор течения пылевидного потока (FI1, FI2, FI3), причем зонд для измерения потока материала (FIC1, FIC2, FIC3) соединен с регулятором течения пылевидного потока (FI1, FI2, FI3), который входит в соответствующую транспортную трубу (FR1, FR2, FR3), и разгрузочное устройство (AE/S) шлюза (S) входит через регулятор течения пылевидного потока (F14) в дозирующую емкость (DB). Регулятор давления для первого регулирования разности давлений (PDC1-2) в шлюзе (PIS1) и дозирующей емкости (РI2) соединен, по меньшей мере, с одним измерителем давления (PIS1), принадлежащим шлюзу (S), и одним измерителем давления (PI2), установленным на дозирующей емкости (DB), для второго регулирования разности давления (PDC3-R) в дозирующей емкости при разгрузке и в потребителе соединен с измерителем давления (РI3), принадлежащим разгрузочному устройству (AE/DB) дозирующей емкости (DB), и измерителем давления (PIR), который включает регулирование разности давлений между дозирующей емкостью (DB) и потребителем, причем регулятор давления управляет давлением в дозирующей емкости (РI3) в зависимости, по меньшей мере, от второго регулирования разности давлений (PDC3-R), и причем регулятор давления для первого управления разностью давления (PISA4-PIS1) между давлением в устройстве обеспечения (PISA4) и давлением в шлюзе (PIS1) соединен с измерителем давления (PISA4), принадлежащим устройству обеспечения (SG, В), и с измерителем давления (PIS1) шлюза (S), и управляет давлением в шлюзе (PIS1) в зависимости, по меньшей мере, от одного уровня наполнения шлюза (LIS/S) и первого регулирования разности давлений (PISA4-PIS1) путем приведения в действие, по меньшей мере, одного вытяжного устройства (V), выполненного с возможностью соединения со шлюзом (S). Изобретение позволяет обеспечить непрерывную, дозированную подачу пылевидного топлива. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу управления воздушным потоком, подаваемым в камеру сгорания, и к камере сгорания. Камера сгорания газовой турбины содержит корпус с трубопроводом подачи топлива для подачи топлива в корпус и трубопроводом подачи воздуха-носителя для подачи воздуха в корпус. Упомянутая камера сгорания также содержит регулирующую систему для регулировки массового расхода воздуха-носителя, подаваемого в корпус, согласно характеристикам топлива. Трубопровод подачи топлива и трубопровод подачи воздуха-носителя соединены с по меньшей мере общим соплом. По меньшей мере общее сопло используется как для впрыскивания топлива, так и воздуха-носителя. Регулирующая система выполнена с возможностью поддержания импульса топлива и воздуха-носителя, по существу постоянным. Регулирующая система содержит датчик для измерения отличительной характеристики топлива, дросселирующий клапан, соединенный с трубопроводом подачи воздуха-носителя, блок управления, для управления дросселирующим клапаном на основании отличительной характеристики топлива, измеренной датчиком. Обеспечивается корректировка смешиваемых количеств топлива и воздуха, снижение выбросов и эффективная работа, в том случае, когда состав топлива изменяется со временем. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх