燃氣輪機燃燒器的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及燃氣輪機燃燒器。
【背景技術】
[0002]近年來，由于對環境保護的限制、社會的要求，要求具備壓縮機、燃燒器及渦輪機等的燃氣輪機更高效率化、低NOjt。在這種燃氣輪機中，作為實現高效率化的方法，具有由燃燒器使燃氣輪機入口的燃燒氣體的溫度上升的方法，但伴隨由燃燒器形成的火焰溫度的上升，排出量有可能增加。
[0003]作為抑制NOx的排出量的燃燒器，具有采用了預混合燃燒的燃燒器。預混合燃燒是向燃燒室供給將燃料與空氣預先混合的混合氣體并使其燃燒的燃燒方式。在這種燃燒器中，設有具備預混合器的燃燒嘴與相對于燃燒嘴配置于混合氣體流動方向的下游側的燃燒室。預混合器是生成混合氣體的機器，從該預混合器向燃燒室供給混合氣體并在燃燒室內燃燒。在預混合燃燒中，使燃燒與空氣預先混合并供給至燃燒室，因此，形成于燃燒室內的火焰的溫度均勻化，抑制燃燒器中的叫的排出量。但是，當空氣的溫度上升或燃料所含的氫氣含有量增加時，燃燒溫度增加，因此，形成于燃燒室內的火焰逆流至預混合器。有可能引起所謂的回火。因此，提出了抑制NOx的排出量且耐回火性優異的燃燒器(參照專利文獻I等)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利第4922878號公報
【發明內容】
[0007]發明所要解決的課題
[0008]專利文獻I公開了下述結構:在多個燃料噴嘴的下游側配設具備形成有多個第一空氣孔的第一多孔板與形成有多個第二空氣孔的第二多孔板的空氣孔板，使從第一空氣孔噴出的混合氣體與第二多孔板碰撞，從第二空氣孔噴出至燃燒室。但是，在部分負荷運轉時，在從一部分燃料噴嘴噴射燃料的情況下，也從不供給燃料的第一空氣孔噴出空氣，因此，從一部分第一空氣孔噴出的混合氣體由在第一及第二多孔板之間從其他第一空氣孔噴出的空氣稀釋，從第二空氣孔噴出至燃燒室的混合氣體的燃空比有可能下降為必要以上。在這樣無法高精度地控制流入第二空氣孔的混合氣體的燃空比的情況下，在從燃氣輪機的點火到額定負荷的一連串的運轉過程中，難以維持穩定燃燒。
[0009]本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種燃燒器，其能高精度地控制各空氣孔的燃空比，在從燃氣輪機的點火到額定負荷的一連串的運轉過程中實現穩定燃燒，并且抑制NOx的排出量的燃燒器。
[0010]用于解決課題的方法
[0011 ] 為了實現上述目的，本發明的一方案的燃氣輪機燃燒器具備:燃燒室，其使燃料與空氣燃燒，并生成燃燒氣體；多個燃料噴嘴，其配置為同心圓狀的多個環狀列；第一板，其配設于多個燃料噴嘴的下游側，具有由分別與多個燃料噴嘴對應的多個空氣孔構成的同心圓狀的多個空氣孔列；第二板，其具有分別與第一板的多個空氣孔列對應的多個空氣孔列；以及隔壁部，其在每個空氣孔列隔開第一板與第二板之間的空間部。
[0012]發明效果
[0013]根據本發明，能提供一種燃燒器，其能高精度地控制各空氣孔的燃空比，在從燃氣輪機的點火到額定負荷的一連串的運轉過程中實現穩定燃燒，并且抑制叫的排出量的燃燒器。
【附圖說明】
[0014]圖1是具備本發明的第一實施方式的燃氣輪機燃燒器的燃氣輪機設備的整體結構圖。
[0015]圖2是本發明的第一實施方式的燃氣輪機燃燒器的燃燒嘴附近的局部結構圖。
[0016]圖3是本發明的第一實施方式的旋轉板的放大圖，是圖4的II1-1II線的向視剖視圖。
[0017]圖4是從下游側觀察本發明的第一實施方式的旋轉板的圖。
[0018]圖5是從下游側觀察本發明的第一實施方式的基板的圖。
[0019]圖6是以圖5的虛線包圍的區域的放大圖。
[0020]圖7是圖6的VI1-VII線的向視立體圖。
[0021]圖8是示意地表示本發明的第一實施方式的燃燒嘴的燃料與空氣的流動的圖，是圖6的VII1-VIII線的向視剖視圖。
[0022]圖9是表示本發明的第一實施方式的燃氣輪機燃燒器的燃料分級的圖。
[0023]圖10是示意地表示本發明的第二實施方式的燃氣輪機燃燒器的燃料與空氣的流動的剖視圖。
[0024]圖11是從下游側觀察本發明的第三實施方式的燃氣輪機燃燒器的基板的圖。
[0025]圖12是本發明的第三實施方式的燃氣輪機燃燒器的基板的放大圖，是圖11的XI1-XII線的向視剖視圖。
[0026]圖13是示意地表示本發明的第三實施方式的燃氣輪機燃燒器的燃料與空氣的流動的剖視圖。
[0027]圖14是示意地表示本發明的第四實施方式的燃氣輪機燃燒器的燃料與空氣的流動的剖視圖。
[0028]圖15是示意地表示本發明的第五實施方式的燃氣輪機燃燒器的燃料與空氣的流動的剖視圖。
[0029]圖16是本發明的第六實施方式的燃氣輪機燃燒器的剖視圖。
[0030]圖17是從下游側觀察本發明的第六實施方式的燃氣輪機燃燒器的空氣孔板的圖，是圖16的XVI1-XVII線的向視剖視圖。
[0031]圖18是以圖16的單點劃線包圍的旋轉板的一部分(A部)的放大圖。
[0032]圖19是以圖17的單點劃線包圍的主燃燒嘴的一組(B部)的放大圖。
【具體實施方式】
[0033]<第一實施方式>
[0034](結構)
[0035]1.燃氣輪機設備
[0036]首先，參照附圖對具備本實施方式的燃氣輪機燃燒器的燃氣輪機設備進行說明。
[0037]圖1是具備本實施方式的燃氣輪機燃燒器2的發電用燃氣輪機設備1000的整體結構圖。如圖1所示，燃氣輪機設備1000具備燃氣輪機及發電機20。燃氣輪機具備壓縮機
1、燃氣輪機燃燒器2及渦輪機3。
[0038]壓縮機I對通過吸氣部(未圖示)吸入的吸入空氣100加壓而生成高壓空氣101，并供給至燃氣輪機燃燒器2。燃氣輪機燃燒器2使從壓縮機I供給的高壓空氣101與通過燃料系統200 (后述)供給的燃料混合并燃燒，產生高溫的燃燒氣體102并供給至渦輪機3。渦輪機3通過從燃氣輪機燃燒器2供給的燃燒氣體102膨脹而驅動。發電機20通過由渦輪機3得到的驅動力旋轉而產生電力。在本實施方式中，壓縮機1、渦輪機3及發電機20由一體的軸21相互連結，由渦輪機3的驅動得到的驅動力通過軸21傳遞至壓縮機I及發電機20。
[0039]2.燃氣輪機燃燒器
[0040]燃氣輪機燃燒器2具備燃燒嘴5、燃燒器內襯10、套筒11、尾筒內筒12、尾筒外筒13、燃料系統201?204及頭40。燃氣輪機燃燒器2收納在燃氣輪機裝置的箱4的內部。在燃氣輪機燃燒器2上設置燃燒嘴5，在該燃燒嘴5的燃燒氣體102的流動方向的下游側且燃氣輪機燃燒器2的內部配設隔開從壓縮機I供給的高壓空氣101與由燃氣輪機燃燒器2生成的燃燒氣體102的圓筒狀的燃燒器內襯10。
[0041]在燃燒器內襯10的外周側設有覆蓋燃燒器內襯10的圓筒狀的套筒11。形成于燃燒器內襯10與套筒11之間的環狀空間構成從壓縮機I供給至燃氣輪機燃燒器2的高壓空氣101流動的流道48。
[0042]在形成于燃燒器內襯10的內側的燃燒室50，燃燒從燃燒嘴5噴出的高壓空氣101與通過燃料系統200供給的燃料的混合氣體。燃燒器內襯10的遠離燃燒嘴5的一側(燃燒氣體102的流動方向的下游側)插入尾筒內筒12的一端。尾筒內筒12將在燃燒室50中產生的燃燒氣體102導入渦輪機3。尾筒內筒12的另一端與連接燃氣輪機燃燒器2和渦輪機3的管道連接。在尾筒內筒12的外周側設有覆蓋尾筒內筒12的圓筒狀的尾筒外筒13。套筒11的遠離燃燒嘴5的一側(燃燒氣體102的流動方向的下游側)插入尾筒外筒13的一端。尾筒外筒13在與尾筒內筒12之間構成環狀的空間，其另一端向箱4內開口。尾筒內筒12與尾筒外筒13之間的空間構成從尾筒外筒13的另一端流入的高壓空氣101流動的流道47。
[0043]流入形成于尾筒內筒12與尾筒外筒13之間的流道47的高壓空氣101從尾筒內筒12的外壁面側對尾筒內筒12進行對流冷卻。另外，在流道47流動并流入形成于套筒11與燃燒器內襯10之間的環狀的流道48的高壓空氣101用于設置在燃氣輪機燃燒器2的內部的燃燒器內襯10的對流冷卻。
[0044]在形成于套筒11與燃燒器內襯10之間的環狀的流道48中流動的高壓空氣101的一部分從設于燃燒器內襯10的壁面的多個冷卻孔(未圖示)向燃燒器內襯10的內部流入，用于燃燒器內襯10的膜冷卻。并且，未用于燃燒器內襯10的膜冷卻的剩下的高壓空氣101在環狀的流道48流動，并從設于燃氣輪機燃燒器2的燃燒嘴5所具備的多個空氣孔31作為燃燒空氣供給至燃燒器內襯10內。之后，燃燒空氣經過多個空氣孔31從設于燃氣輪機燃燒器2的燃燒嘴5噴出。
[0045]從四個燃料系統201?204向燃燒嘴5供給燃料。Fl?F4燃料系統20