【知识讲解】燃气轮机燃烧室

【知识讲解】燃气轮机燃烧室

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燃烧室在燃机中的作用：

1将天然气与空气混合后燃烧，生成的燃烧产物送入压气机中做功

2控制燃烧温度

3控制燃烧产物的温度使其能满足透平第一级做功的温度需求

燃烧室的燃烧方式：

1扩散燃烧：扩散燃烧时始终满足过量空气系数=1,燃烧火焰温度高，燃烧稳定，产生的NOx 多由催化剂还原，

2预混燃烧：在预混燃烧时过量空气系数可根据燃烧温度的需要进行调节，燃烧温度可控，较扩散燃烧，不如扩散燃烧时稳定，但能控制NOx的生成。

以GE机组为例：

GE机组使用的是分管式燃烧室，每个燃烧室都有五个喷嘴，每个喷嘴上都有扩散燃烧和预混燃烧的管线。

图上为一个喷嘴的结构图。

一部分燃气进过扩散通道进入喷嘴，在B处与空气边汇合边燃烧，此时为扩散燃烧。

一部分冷却空气从喷嘴的中心通过各结构，给各结构进行冷却后在B处参与燃烧。

另一部分燃气进入预混燃气通道，在A处和压气机的排气进行混合，然后在B处燃烧，此时为预混燃烧。

压气机的一部分排气进入喷嘴后，首先对燃料喷嘴组件进行冲击冷却，再逆流向前在A处前端的开口和燃气混合。

燃烧室有三根管线供燃料，分别是D5 ，PM1，PM4管线。

D5管线给燃烧室的每个燃烧喷嘴的扩散通道提供燃料。

PM1给每个燃烧室中的一个燃烧喷嘴的预混燃气通道提供燃料

PM4 给每个燃烧室中的四个燃烧喷嘴的预混燃气通道提供燃料。

燃烧的方式有扩散燃烧，次先导预混燃烧，和预混燃烧

在扩散燃烧时，D5管线供燃气，PM1，PM4不供燃气。此时在B出口只有扩散燃烧的燃气，其余的管线出来的均为空气。

在次先导预混燃烧时，由D5管线，PM1管线供燃气，PM4管线不供气，此时只有扩散燃烧，和一个喷嘴进行预混燃烧，其余喷嘴的预混燃气通道在B出口均为空气

在预混燃烧时，由D5管线，PM1，PM4管线供燃气，此时五个喷嘴均有扩散燃烧和预混燃烧。

后来经过改进变成下图

将PM1移至中心位置，并去除中心喷嘴的扩散燃烧管线。此时周围五个喷头既有扩散燃烧过线又有预混燃烧管线，而中心喷头只有预混燃烧管线。

这样扩大了预混燃烧的工作区间在次先导预混燃烧时产生的有害物质会减少。