用于控制燃烧系统中的燃烧动态的系统和方法

文档序号:10623390阅读:418来源:国知局
用于控制燃烧系统中的燃烧动态的系统和方法
【专利摘要】一种系统包括燃气涡轮发动机,其具有第一燃烧器和第二燃烧器。各个燃烧器具有至少一个燃料喷嘴,其通过主燃料供给和引燃燃料供给而接收液体燃料和水的混合物,并且将混合物和氧化剂注入到燃烧室中。偏压系统设置在第二燃烧器中的燃料喷嘴的上游的燃料路径中,以便改变这种混合物的水/主燃料或水/引燃燃料的比率或流速。偏压系统配置成帮助减少燃烧动态幅度或第一燃烧器和第二燃烧器之间的模态耦合。
【专利说明】
用于控制燃烧系统中的燃烧动态的系统和方法
技术领域
[0001]这里公开的主题涉及燃气涡轮系统,更具体地说,涉及一种用于控制燃烧动态(dynamics)的系统和方法。具体地说,该系统和方法可配置成减少燃气涡轮系统中的燃烧动态幅度和/或减少燃烧动态的模态耦合。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮系统大体上包括燃气涡轮发动机,其具有压缩机段、燃烧器段和涡轮段。燃烧器段可包括一个或多个燃烧器(例如燃烧罐),其在各个燃烧器的燃烧室中接收并燃烧燃料和氧化剂(例如空气)。当在各个燃烧器中发生燃烧时,热的燃烧气体流入并驱动涡轮段的一个或多个涡轮级。各个燃烧器可产生燃烧动态,其发生在燃烧器声学振荡与火焰动态(也被称为放热的振荡成分)互相作用时,从而在燃烧器中导致具有某一幅度的自维持的压力振荡。
[0003]燃烧动态可发生在多个离散频率下,或跨越一定的频率范围,其各具有一定的幅度。这些燃烧动态可相对于相应的燃烧器向上游和下游传播。例如,压力和/或声波可向下游传播到涡轮段中,例如穿过一个或多个涡轮级,或向上游传播到燃料系统中。涡轮系统的某些构件可能潜在地会响应燃烧动态,尤其是在单个燃烧器所产生的燃烧动态呈现彼此同相且相干的关系时,并且具有位于构件自然频率或共振频率下或其附近的频率,并且处于高的幅度。如这里所述,“相干性”可指在两个动态信号之间的线性关系的强度,并且可能受到其之间的频率重叠程度的极强影响。在燃烧动态的情况下,“相干性”是燃烧系统所呈现出的模态耦合或燃烧器-燃烧器声学相互作用的测量值。
[0004]因此,需要控制燃烧动态的幅度和/或燃烧动态的模态耦合,从而减少涡轮系统中的构件发生任何不合需要的共振响应(例如共振行为)的可能性。

【发明内容】

[0005]以下概括了与最初要求保护的本发明范围相称的某些实施例。这些实施例并不意图限制本发明的要求保护的范围,相反这些实施例仅仅意图提供本发明的可能形式的简要总结。实际上,本发明可包含各种可与下述实施例相似或不同的形式。
[0006]在第一实施例中,一种系统包括燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括第一燃烧器和第二燃烧器。第一燃烧器包括第一燃料喷嘴,其设置在第一燃烧器的第一头端室中。第一燃料喷嘴配置成将第一燃料混合物和氧化剂注入到第一燃烧器的第一燃烧室中。第二燃烧器包括第二燃料喷嘴,其设置在第二燃烧器的第二头端室中。第二燃料喷嘴配置成将第二燃料混合物注入到第二燃烧器的第二燃烧室中。燃气涡轮发动机还包括偏压系统,其设置于第一燃料喷嘴和第二燃料喷嘴的上游的燃料路径中。偏压系统配置成帮助减少燃烧动态幅度或第一燃烧器和第二燃烧器之间的模态耦合。
[0007]在第二实施例中提供了一种燃气涡轮发动机,其具有燃烧器和偏压系统。燃烧器包括燃料喷嘴,其设置在燃烧器的头端室中。燃料喷嘴配置成将燃料混合物和氧化剂注入到燃烧器的燃烧室中。偏压系统设置于燃烧器的上游的燃料路径中。偏压系统配置成至少部分地控制燃烧器中的燃烧动态幅度。
[0008]在第三实施例中,一种方法包括利用第一燃料喷嘴将第一燃料混合物和氧化剂注入到第一燃烧器的第一燃烧室中,第一燃料喷嘴设置在第一燃烧器的第一头端室中。该方法还包括利用第二燃料喷嘴将第二燃料混合物和氧化剂注入到第二燃烧器的第二燃烧室中,第二燃料喷嘴设置在第二燃烧器的第二头端室中。该方法还包括利用第一偏压系统控制第一燃烧器中的第一燃烧动态幅度,第一偏压系统设置于第一燃料喷射器的上游的第一燃料路径中。第一偏压系统配置成帮助减少燃烧动态幅度或第一燃烧器和第二燃烧器之间的模态耦合。
[0009]技术方案1.一种系统,包括:
燃气涡轮发动机,其包括:
第一燃烧器,其包括设置在所述第一燃烧器的第一头端室中的第一燃料喷嘴,其中所述第一燃料喷嘴配置成将第一燃料混合物和氧化剂注入到所述第一燃烧器的第一燃烧室中,所述第一燃料混合物包括第一比率的液体燃料和水;
第二燃烧器,其包括设置在所述第二燃烧器的第二头端室中的第二燃料喷嘴,其中所述第二燃料喷嘴配置成将第二燃料混合物注入到所述第二燃烧器的第二燃烧室中,所述第二燃料混合物包括第二比率的液体燃料和水;和
偏压系统,其沿着在所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴的上游的燃料路径而设置,其中所述偏压系统配置成帮助减少燃烧动态幅度或在所述第一燃烧器和所述第二燃烧器之间的模态親合。
[0010]技术方案2.根据技术方案I所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第一孔板,其配置成调整所述第一燃料混合物的第一燃料流速。
[0011 ]技术方案3.根据技术方案2所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第二孔板,其配置成调整所述第二燃料混合物的第二燃料流速,其中所述第一燃料流速不同于所述第二燃料流速。
[0012]技术方案4.根据技术方案3所述的系统,其特征在于,所述第一孔板相对于所述第二孔板具有至少一个差异;且其中至少一个差异包括下者中的至少一个:不同的孔径、不同的孔形状、不同的孔数量,不同的孔几何布置、不同的相邻孔间距离、不同的阀类型、不同的阀形状、不同的阀数量、不同的阀尺寸或其任何组合。
[0013]技术方案5.根据技术方案I所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第一混合系统,其配置成控制所述第一燃料混合物的液体燃料相对水的第一比率,且其中所述第一燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有主燃料部分,通过它而注入所述第一燃料混合物和氧化剂。
[0014]技术方案6.根据技术方案5所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第二混合系统,其配置成控制所述第二燃料混合物的液体燃料相对水的第二比率,其中所述第一比率不同于所述第二比率,且其中所述第二燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有主燃料部分,通过它而注入所述第二燃料混合物和氧化剂。
[0015]技术方案7.根据技术方案6所述的系统,其特征在于,所述第二混合系统配置成促使所述第一比率不同于所述第二比率。
[0016]技术方案8.根据技术方案I所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第一混合系统,其配置成控制所述第一燃料混合物的液体燃料相对水的第三比率,且其中所述第一燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有引燃燃料部分,通过它而注入所述第三燃料混合物和氧化剂。
[0017]技术方案9.根据技术方案8所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第二混合系统,其配置成控制所述第二燃料混合物的液体燃料相对水的第四比率,其中所述第三比率不同于所述第四比率,且其中所述第二燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有弓I燃燃料部分,通过它而注入所述第四燃料混合物和氧化剂。
[0018]技术方案10.根据技术方案I所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第一混合系统,其配置成控制所述第一燃料混合物的液体燃料相对水的第一比率以及所述第二燃料混合物的液体燃料相对水的第二比率,其中所述液体燃料是主燃料,且所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有主燃料部分,通过相应的部分可注入所述第一燃料混合物和所述第二燃料混合物及氧化剂。
[0019]技术方案11.根据技术方案10所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第二混合系统,其配置成控制第三燃料混合物的液体燃料相对水的第三比率以及第四燃料混合物的液体燃料相对水的第四比率,其中所述液体燃料是引燃燃料,且所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有引燃燃料部分,通过相应的部分可注入所述第三燃料混合物和所述第四燃料混合物及氧化剂。
[0020]技术方案12.根据技术方案11所述的系统,其特征在于,所述第一混合系统和所述第二混合系统配置成促使下者中的至少一个:所述第一比率不同于所述第二比率,以及所述第三比率不同于所述第四比率。
[0021]技术方案13.根据技术方案I所述的系统,其特征在于,包括:
第一多个第一燃烧器;和
第二多个第二燃烧器,其中所述第一燃烧器和所述第二燃烧器按照某种型式设置,以帮助减少燃烧动态幅度或在所述第一多个第一燃烧器和所述第二多个第二燃烧器之间的模态親合。
[0022]技术方案14.一种系统包括:
燃气涡轮发动机,其包括:
燃烧器,其包括设置在所述燃烧器的头端室中的第一燃料喷嘴和第二燃料喷嘴,其中所述燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有主燃料部分和引燃燃料部分,所述燃料喷嘴配置成将燃料混合物和氧化剂注入到所述燃烧器的燃烧室中,所述燃料混合物包括液体燃料和水;和
偏压系统,其设置在所述燃烧器上游的燃料路径中,其中所述偏压系统配置成至少部分地控制所述燃烧器中的燃烧动态幅度。
[0023]技术方案15.根据技术方案14所述的系统,其特征在于,所述偏压系统包括至少一个沿着所述燃料路径而设置的孔板,所述偏压系统配置成至少部分地控制沿着所述燃料路径流向至少所述第一燃料喷嘴的燃料混合物的流速,使得流向所述第一燃料喷嘴的燃料混合物的流速不同于流向所述第二燃料喷嘴的燃料混合物的流速。
[0024]技术方案16.根据技术方案15所述的系统,其特征在于,通过所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴的主燃料部分而注入所述燃料混合物和氧化剂。
[0025]技术方案17.根据技术方案15所述的系统,其特征在于,通过所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴的引燃燃料部分而注入所述燃料混合物和氧化剂。
[0026]技术方案18.根据技术方案14所述的系统,其特征在于,所述偏压系统包括混合系统,其配置成控制流向至少所述第一燃料喷嘴的燃料混合物的液体燃料相对水的比率,使得流向所述第一燃料喷嘴的燃料混合物的比率不同于流向所述第二燃料喷嘴的燃料混合物的比率。
[0027]技术方案19.一种方法包括:
利用第一燃料喷嘴将第一燃料混合物和氧化剂注入到第一燃烧器的第一燃烧室中,所述第一燃料喷嘴设置在所述第一燃烧器的第一头端室中,所述第一燃料混合物包括第一比率的液体燃料和水,并且所述第一燃料喷嘴包括主燃料喷嘴,其具有主燃料部分,通过它而注入所述第一燃料混合物和氧化剂;
利用第二燃料喷嘴将第二燃料混合物和氧化剂注入到第二燃烧器的第二燃烧室中,所述第二燃料喷嘴设置在所述第二燃烧器的第二头端室中,所述第二燃料混合物包括第二比率的液体燃料和水,并且所述第二燃料喷嘴包括主燃料喷嘴,其具有主燃料部分,通过它而注入所述第二燃料混合物和氧化剂;且
利用设置在所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴上游的燃料路径中的偏压系统而控制所述第一燃烧器中的第一燃烧动态幅度,其中所述偏压系统配置成帮助减少燃烧动态幅度或在所述第一燃烧器和所述第二燃烧器之间的模态耦合。
[0028]技术方案20.根据技术方案19所述的方法,其特征在于,控制所述第一燃烧动态幅度和所述第二燃烧动态幅度包括改变所述第一燃料混合物的第一比率,使其不同于所述第二燃料混合物的第二比率。
[0029]技术方案21.根据技术方案19所述的方法,其特征在于,控制所述第一燃烧动态幅度和所述第二燃烧动态幅度包括改变所述第一燃料混合物的第一流速,使其不同于所述第二燃料混合物的第二流速。
【附图说明】
[0030]当参照附图阅读以下详细说明时,将更好地理解本发明的这些以及其它特征、方面和优势,其中在所有附图中相似的标号表示相似的部件,其中:
图1是具有多个燃烧器的燃气涡轮系统的一个实施例的示意图;
图2是图1的燃气涡轮系统的一个实施例的示意图,其包括偏压系统,偏压系统配置成将不同比率和流速的液体燃料和水的混合物传送到多个燃烧器的各个燃烧器中;
图3是图1的燃气涡轮系统的一个实施例的示意图,其包括偏压系统,偏压系统配置成将不同比率和流速的液体燃料和水的混合物传送到多个燃烧器的各个燃烧器中;且
图4是燃气涡轮系统的示意图,其具有多个图1的燃烧器,包括一个或多个混合系统,一个或多个混合系统配置成将不同流速和比率的液体燃料和水的混合物传送到多个燃烧器的各个燃烧器中。
【具体实施方式】
[0031]以下将描述本发明的一个或多个特定实施例。为了致力于提供这些实施例的简明描述,在说明书中可能没有完全描述实际实施的所有特征。应该懂得,在任何这种实际实施例的研究中,如同在任何工程或设计项目中一样,必须做出许多专门实施的决策,以实现研究者的特定目的,例如与涉及系统及涉及商业约束相关的适应性,其可能根据实施而变化。此外,应该懂得这种研究工作可为复杂且耗时的,但对于受益于本发明公开的普通技术人员仍然是其承担设计、构造和制造的日常事务。
[0032]当介绍本发明的各种实施例的元件时,冠词“一”、“一种”、“该”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都意图包含和意味着除了列出的元件之外,还可以有其它元件。
[0033]所公开的实施例通过改变一个或多个涡轮燃烧器的几何结构,例如通过在燃烧器的一个或多个燃料喷嘴的燃料路径上游设置一个或多个偏压系统而致力于减少燃烧动态幅度和/或燃烧动态的模态耦合,从而减少燃气涡轮系统的下游构件中的不合需要的振动响应。偏压系统可配置成对一个或多个燃料喷嘴、燃烧器或其组合提供燃料(例如液体燃料)、水或其它稀释气体的偏差分布或非均匀分布,从而有助于减少燃烧动态幅度和/或燃烧动态的模态耦合。
[0034]换句话说,偏压系统可将不同流速,不同比率的燃料混合物(例如水/燃料比)或其组合提供给各个单独燃烧器中的不同的燃料喷嘴或几何位置,或从一个燃烧器提供给另一燃烧器。具体地说,在某些实施例中,偏压系统可包括各种流控制装置(例如孔板、阀、调整板或任何其组合),其沿着燃料路径设置并配置成控制提供给各个燃烧器的燃料喷嘴的主燃料和/或引燃燃料的流速。此外,在某些实施例中,偏压系统可包括一个或多个混合系统,其配置成将某一比率的液体燃料和水混合物(例如水/燃料比)进行预混合,并通过各种流控制装置,例如孔板和/或阀来引导混合物。
[0035]这里使用的“孔板”可包括板,其具有一个或多个穿过它的孔或口,这限制了流过孔板的流体流量。另外,“阀”可包括配置成控制和/或限制流体沿着路径流动的任何装置。例如,阀可包括球阀、门阀或任何其它可调整的阀,其可包括手动或动力驱动的促动器(例如任何联接在控制器上的电动、气动或液压促动器)。应该注意的是,在各种实施例中,混合系统可将主液体燃料和/或引燃液体燃料和水进行预混合,以产生具有一个或多个比率的混合物,并将具有(不同)水/燃料比的液体燃料和水的各个混合物传送至不同的燃烧器和/或单独燃烧器中的不同的燃料喷嘴,从而有助于减少燃烧动态幅度和/或燃烧动态的模态规A
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[0036]燃气涡轮燃烧器(或燃烧器组件)可能由于燃烧过程、进入燃烧器的吸入流体流(例如燃料、氧化剂、稀释剂等等)的特征、以及各种其它因素而产生燃烧动态。燃烧动态的特征可表示为在某些频率下且具有一定幅度的压力波动、脉动、振动和/或波。吸入的流体流特征可包括速度、压力、速度和/或压力方面的波动、流动路径方面的振动(例如转弯、形状、中断等等),或任何其组合。总地说来,燃烧动态可能潜在地造成燃烧器下游的各种构件中的振动响应和/或共振行为。例如,燃烧动态(例如在某些频率、频率范围、幅度等等)可能在燃气涡轮系统中向下游传播。如果下游构件具有被这些压力波动(即燃烧动态)所驱动的自然或共振频率,那么压力波动可能潜在地造成振动、应力、疲劳等等。这些构件可能包括涡轮喷嘴、涡轮叶片、涡轮护罩、涡轮叶轮、轴承或任何其组合。下游构件具有特别的利益,因为它们对于同相的、相干的并具有高幅度的燃烧状况更为敏感。因而,公开的实施例配置成帮助减少燃烧动态的幅度和/或相干性。如下面参照图1-4进一步所述,公开的实施例可减少造成下游构件振动响应的燃烧动态性能。
[0037]考虑前文,图1是燃气涡轮系统10的一个实施例的示意图,其具有多个燃烧器12。在所示的实施例中描绘了第一燃烧器13和第二燃烧器14。然而,应该注意的是,在其它实施例中,在涡轮系统10中可提供任意数量的燃烧器12(例如I个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个)。涡轮系统10可使用液体燃料或气态燃料,例如天然气和/或合成气体,以驱动涡轮系统10。
[0038]在所示的实施例中,一个或多个燃料喷嘴16(例如主燃料喷嘴)吸入供给的液体燃料18(或液体燃料供给)。液体燃料18的示例包括但不局限于基于碳氢化合物的液体燃料,例如柴油燃料、喷气燃料、汽油、轻汽油、燃料油、液化石油气等等。具体地说,提供给一个或多个燃料喷嘴16的液体燃料18可包括传送给燃料喷嘴16的主燃料喷嘴部分的主燃料19和/或传送给燃料喷嘴16的引燃燃料喷嘴部分的引燃燃料20。另外,燃料喷嘴16可吸入供给的水21(或给水),例如当涡轮系统10使用液体燃料18时。水21的示例包括但不局限于锅炉给水、脱气水、蒸汽冷凝物、脱矿物质水等等。在某些实施例中,水21可包括液态水、蒸汽或其组合。水21可很容易从具有系统10的工厂或设施的其它地方获得。
[0039]如参照图2-4详细所述,公开的涡轮系统10可沿着燃料喷嘴16的上游的燃料路径23传送液体燃料18和水21。在某些实施例中,液体燃料18可将主燃料19和引燃燃料20作为分开的流进行传送。混合液体燃料18和水21可改善抑制副产品(例如NOx、SOx、CO或颗粒物质)的效率,从而减少系统10的副产品的产生和排放。燃料喷嘴16然后将燃料或燃料-水的混合物与氧化剂(例如空气)进一步混合,并将燃料、水(当使用时)和氧化剂混合物分布到多个燃烧器12中,燃烧器12可沿周向设置在系统10中。
[0040]液体燃料18(例如主燃料19或引燃燃料20)、水21 (当使用时)和氧化剂(例如空气)的混合物在各个燃烧器12的室中燃烧,从而产生热的加压的排气。燃烧器12将排气通过涡轮22引向排气口 24。当排气穿过涡轮22时,气体迫使涡轮叶片旋转,从而使轴26沿着涡轮系统10的轴线而旋转。如图所示,轴26连接在涡轮系统10的各种构件上,包括压缩机28。压缩机28还包括联接在轴26上的叶片。当轴26旋转时,压缩机28中的叶片也旋转,从而压缩从进气口 30穿过压缩机28并进入到燃料喷嘴16和/或燃烧器12中的空气。轴26还可连接在负荷32上,其可以是车辆或固定负荷,例如发电厂中的发电机或飞机上的推进器。负荷32可包括任何能够由涡轮系统10的旋转输出驱动的合适的装置。
[0041]如以下详细论述的那样,涡轮系统10的某些实施例配置成将不同比率和/或流速的燃料混合物,例如水21和液体燃料18的混合物传送给一个或多个燃烧器12,从而有助于减少燃烧动态的幅度和相干性。在以下论述中,可参考轴向方向或燃烧器12的轴线42 (例如纵向轴线)、径向方向或燃烧器12的轴线44、以及周向方向或燃烧器12的轴线46。
[0042]图2是图1的燃气涡轮系统10的一个实施例的示意图,其包括沿着一个或多个燃料路径23而设置在一个或多个燃烧器12上游的偏压系统50。具体地说,在某些实施例中,偏压系统50的某些实施例配置成将不同比率和/或流速的燃料混合物,例如水21和液体燃料18(例如引燃燃料20、主燃料19)的混合物传送给一个或多个燃烧器12,从而有助于减少燃烧动态的幅度和相干性。
[0043]例如,在某些实施例中,偏压系统50可包括一个或多个混合模块51,其沿着燃料路径23设置并配置成混合燃料混合物,燃料混合物具有特定比率的液体燃料18和水21(例如水/燃料比)。各个混合模块51可配置成将燃料混合物传送给一个或多个燃烧器12的燃料喷嘴16。在某些实施例中,一个或多个混合模块51可专用于各个燃料喷嘴16、燃料喷嘴16的子组、燃烧器12或燃烧器12的子组。在某些实施例中,如下面进一步详细所述,混合系统51可配置成调整提供给各个燃烧器12和/或提供给某个具体燃烧器12中的各个燃料线路的燃料混合物的比率。此外,在某些实施例中,偏压系统50可包括一个或多个流控制装置56,其配置成将燃料混合物流沿着燃料路径23控制或偏压(例如产生非均匀的流分布)至一个或多个燃烧器12。例如,在某些实施例中,如下面进一步所述,流控制装置56可沿着燃料路径23具有各种几何配置和/或布置,并可配置成调整或调节提供给各个燃烧器12和/或提供给某个具体燃烧器12中的各个燃料线路的燃料混合物的流速。
[0044]具体地说,应该注意的是,偏压系统50可改变提供给一个或多个燃烧器12和/或提供给某个具体燃烧器12中的一个或多个线路的燃料混合物的数量(例如流速)和/或成分(例如液体燃料18和水21的比率),以便减少燃烧动态的幅度和/或相干性,从而减少下游构件中发生不适宜振动的可能性。例如,改变传送给单个燃烧器12的不同燃料喷嘴16的燃料混合物的流速和/或成分可能导致在燃烧器12的燃料喷嘴16之间的燃料喷嘴压力比和/或等效比的差异,从而直接影响燃烧器中的燃烧不稳定频率和/或幅度。当一个或多个燃料喷嘴16中的燃烧动态的频率被驱动远离燃烧器12中的其它燃料喷嘴16的燃烧动态频率时,减少了燃烧动态的相干性且因此减少了模态耦合。结果,公开的实施例可能减少了燃烧器幅度造成下游构件中发生振动响应的可能性。
[0045]类似地,改变在两个或更多燃烧器12的燃料喷嘴16之间传送的燃料混合物的流速和/或成分可以某种方式改变燃烧器-燃烧器的燃烧动态,从而减少燃烧动态幅度和/或多个燃气涡轮燃烧器12之间的燃烧动态的模态耦合。例如,改变传送至不同燃烧器12的燃料喷嘴16的燃料混合物的流速和/或成分可能导致燃烧器-燃烧器的变化(例如燃烧器-燃烧器的燃烧动态频率方面的变化),从而减少燃烧器12的模态耦合的可能性,并减少了尤其在与燃气涡轮系统10的构件共振频率对准的频率下向下游传播到涡轮段22中的幅度。这些频率可能因燃烧器而移动、破坏模态耦合。因此,公开的实施例可减少在一个或多个燃烧器12之间的频率相似性,从而减少系统10中的相干性幅度。
[0046]考虑前文,在所示的实施例中,偏压系统50配置成相对于传送至第二燃烧器14的燃料喷嘴的燃料混合物的流速和/或成分而改变传送至第一燃烧器13的燃料喷嘴16的燃料混合物的流速和/或成分。具体地说,在所示的实施例中,偏压系统50包括引燃混合模块52和主燃料混合模块54。引燃混合模块52可配置成使引燃燃料20和水21预混合,并将引燃燃料混合物53传送至一个或多个燃烧器12中的燃料喷嘴16的引燃燃料喷嘴部分。类似地,主燃料混合模块54可配置成使主燃料19和水21预混合,并将主燃料混合物55传送至一个或多个燃烧器12中的燃料喷嘴16的主燃料喷嘴部分。
[0047]在燃烧器12的起动过程或模式期间可使用引燃燃料混合物53。在起动之后(例如在稳态过程或模式期间),主燃料混合物55可用于将正常或规则流速的燃料混合物供给燃烧器12。如参照图3进一步详细所述,引燃燃料混合物53还可与主燃料混合物55—起使用。引燃混合模块52可配置成混合一个或多个比率的引燃燃料混合物53(例如水/燃料比),并可将不同比率的引燃燃料混合物53传送给一个或多个燃烧器12。类似地,主燃料混合模块54可配置成混合一个或多个比率的主燃料混合物53(例如水/燃料比),并可将不同比率的主燃料混合物55传送给一个或多个燃烧器12。
[0048]在某些实施例中,控制器58(例如和电子控制器)可配置为利用一个或多个控制信号而控制和/或调整混合模块51,控制信号配置成打开或关闭一个或多个流量阀60。例如,控制器58可调整流量阀60,以便控制和/或限制进入各个混合模块51中的引燃燃料20、主燃料19和/或水21的流量,从而控制燃料混合物的比率(例如液体燃料18和水21的比率)。此夕卜,控制器58可配置成通过传感器反馈而调整和/或监测各个混合模块51,传感器反馈来自设置在混合模块51、燃料喷嘴16、燃烧器12、涡轮段22或任何其组合中的一个或多个传感器62。例如,传感器62可包括任何类型的压力传感器、温度传感器、流速传感器、成分传感器、振动传感器、声学传感器、火焰传感器或其组合。在某些实施例中,控制器58可基于来自传感器62的传感器反馈而调整液体燃料18相对于水21的比率。在某些实施例中,控制器58还可配置成调整和/或监测系统10,并可将特定比率(例如水/燃料比)的燃料混合物(例如引燃燃料混合物53和/或主燃料混合物55)提供到特定的燃烧器12、特定的燃料喷嘴16、特定组的燃烧器12和/或系统1中的燃料喷嘴16的特定组(例如线路)中。
[0049]在某些实施例中,控制器58可包括各种构件,以控制提供给系统10的燃料喷嘴16和燃烧器12的燃料混合物的比率(例如水/燃料比)ο例如,控制器58可包括处理器64和存储器66。此外,在某些实施例中,控制器58可包括用于与传感器62、流量阀60、混合系统51和/或系统10的各种其它构件相互作用的硬件接口。如图所示,处理器64和/或其它数据处理电路可操作地联接在存储器66上,以便接收和执行用于监测和控制系统10的指令。例如,这些指令可在储存于存储器66中的程序或软件中进行编码,其示例可为有形的非瞬态计算机可读介质,并且可被处理器64存取和执行,从而容许目前公开的技术得以执行。存储器66可为大容量存储设备、闪式存储器、可移动存储器或任何其它非瞬态的计算机-可读介质。额外地和/或备选地,指令可储存在额外的合适的制造物品中,其包括至少按照与上述存储器66相似的方式总地储存这些指令或程序的至少一个有形的非瞬态计算机-可读介质。
[0050]此外,在所示的实施例中,偏压系统50包括一个或多个流控制装置56,其沿着燃料路径23进行设置,例如沿着燃料路径配置成将引燃燃料混合物53和/或主燃料混合物55从混合模块(例如引燃混合模块52和/或主燃料混合模块54)传送至一个或多个燃烧器12的各个燃烧器中。在某些实施例中,流控制装置56可包括孔板、阀、调整片或任何其它装置,其配置成沿着燃料路径23调整或偏压燃料混合物流(例如产生非均匀的流分布)。例如,在所示的实施例中,沿着燃料路径23可设置一个或多个孔板68,从而使来自混合模块51的引燃燃料混合物53和/或主燃料混合物55的流偏向第一燃烧器13和第二燃烧器14(例如产生非均匀的流分布)。具体地说,可改变孔板68的配置和/或几何结构,从而调整沿着燃料路径23的燃料混合物流。
[0051]例如,在所示的实施例中,沿着从引燃混合模块52至第一燃烧器13的燃料路径23而设置的第一孔板70可在配置和/或几何结构方面不同于沿着从引燃混合模块52至第二燃烧器14的燃料路径23而设置的第二孔板71。改变孔板70,71的配置和/或几何结构可调整或改变沿着燃料路径23的燃料混合物流(例如液体燃料18相对于水21的比率),从而以上述方式最终改变由给定的燃烧器12所产生的燃烧动态的幅度和频率。虽然在燃料管线23中定位于主燃料混合模块54和燃烧器13,14之间的孔板68由相同的标号来表不,但是应该懂得这些孔板68在配置和/或几何结构方面可为彼此不同的。
[0052]应该注意的是,沿着从偏压系统50和一个或多个燃烧器12的燃料路径23可设置任意数量的孔板68(例如I个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个)。此外,应该注意的是,在某些实施例中,在燃料路径23中可设置任意数量的孔板68,其将燃料混合物从偏压系统50传送至单独的燃料喷嘴16和/或单个燃烧器中的成组的燃料喷嘴16中。通过这种方式,孔板68可用于偏压燃料混合物流(例如产生非均匀的流分布),其提供给特定燃料喷嘴16和/或单个燃烧器12中的燃料喷嘴16的特定组(例如线路)。
[0053]在某些实施例中,可改变流控制装置56(例如孔板68)的配置和/或几何结构,从而将所需的燃料混合物流(例如非均匀的流分布)从偏压系统50提供给各个燃烧器12、各个燃料喷嘴16、一组或多组燃烧器12和/或燃料喷嘴16的一组或多组(例如线路)。例如,公开的实施例可沿着燃料路径23改变孔板68的几何结构(例如带角度的、弯曲的、阶梯状的、凹入的、凸起的或平坦的)、几何特征(例如高度、宽度、深度、长度、角度、角度特征、曲率半径、孔间距离)、几何布置(例如规则的、不规则的等等)、配置(例如串行的、并行的、随机的等等)或其任何组合。
[0054]各个孔板68可包括一个或多个孔或口,其限制了沿着安装孔板68的流动路径23的流体流。例如,孔板68可配置成控制或限制引燃燃料混合物53和/或主燃料混合物55沿着燃料喷嘴16的上游的燃料路径23的流量。例如,当同经由第二孔板71传送至第二燃烧器14的引燃燃料混合物53的流速相比时,第一孔板70可配置成降低提供给第一燃烧器13的引燃燃料混合物53的流速。在某些实施例中,孔板68可配置成将流速降低为沿着燃料路径23的正常或规则的燃料混合物流速的大约5%至50%、10%至35%或15%至25%之间。
[0055]在某些实施例中,各个孔板68中的孔总地限定了穿过孔板68的有效孔面积,其对于给定的跨孔板68的压力差确定了穿过孔板68的流体的质量流量。孔板68的有效孔面积是燃料混合物穿过的组合面积,并可计算为孔板68中的孔的总的横截面积乘以流量系数或排放系数。流量系数可代表穿过孔板68的实际和理论最大流量的比率。此外,孔板68在设置于孔板68上的孔的数量、布置、直径、形状、总的有效面积、总的有效孔面积或任何其组合方面可能具有变化。
[0056]在某些实施例中,流控制装置56可选择性地沿着用于特定燃烧器12、特定燃料喷嘴16、特定组燃烧器12和/或特定组燃料喷嘴16的燃料路径23进行设置(或选择性地排除),从而提供不同于具有沿着燃料路径23而设置的流控制装置56的其它燃烧器12和/或燃料喷嘴16的变化。实际上,子组或组可包括一个或多个燃烧器12,并且可能具有任意数量组或子组的燃烧器12(例如2个、3个、4个、5个、6个或更多个)至燃气涡轮系统10中所包含数量的燃烧器12。在某些实施例中,通过偏压系统50可提供一组燃烧器12,其具有基本相似的燃料混合物的成分和/或流速,而其它燃烧器12和/或另一组燃烧器12可相对偏压系统50独立操作。因此,燃烧器12可在成组的一个或多个燃烧器12中进行修改。可采用各产生其自身燃烧频率的多组燃烧器12,组中的燃烧器12具有任何所需的空间布置(例如相邻或交替)。应该注意,虽然某些示例或典型实施例是鉴于燃烧器12之间的变化而进行描述的,但是同一示例或典型实施例可适用于同一和/或不同燃烧器12的燃料喷嘴16之间的变化。
[0057]在某些实施例中,偏压系统50可按各种组合和配置利用混合系统51和流控制装置68,从而改变传送给一个或多个燃烧器12的燃料混合物的流速和/或成分(例如液体燃料18和水21)。此外,控制器58可配置成在系统10的操作期间提供额外的动态变化。例如,在某些实施例中,控制器58可在系统10的操作期间通过来自传感器62的反馈和流量阀60的控制而相对于提供给第二燃烧器14的主燃料混合物55的比率改变提供给第一燃烧器13的主燃料混合物55的比率(例如主燃料19相对于水21的比率)。作为又一示例,在某些实施例中,控制器58可在系统10的操作期间通过来自传感器62的反馈和流量阀60的控制而相对于提供给第一燃烧器13的其它燃料喷嘴15的引燃燃料混合物53的比率改变提供给第一燃烧器13的一个或多个燃料喷嘴16的引燃燃料混合物53的比率(例如弓I燃燃料20相对于水21的比率)。应该注意的是,在某些实施例中,相同比率的燃料混合物可提供给燃烧器12中的所有燃料喷嘴16,其中燃料喷嘴16之间的流量变化通过沿着燃料路径23设置的流控制装置56来提供。这些实施例均将有助于减少燃气涡轮构件任何不合需要的振动响应。
[0058]在所示的实施例中,各个燃烧器12包括头端73、端盖72、燃烧器帽组件74和燃烧室76。燃烧器12的头端73大体封闭了帽组件74和头端室中的燃料喷嘴16,头端室沿轴向42定位在端盖72和燃烧室76之间。燃烧器帽组件74大体包含燃料喷嘴16。燃料喷嘴16可将燃料混合物(例如引燃燃料混合物53和/或主燃料混合物55)、氧化剂和有时其它流体传送给燃烧室76。燃烧器12具有一个或多个周向围绕燃烧室76和燃烧器12的纵向轴线而延伸的壁,并且大体代表多个燃烧器12的其中一个,所述多个燃烧器沿周向围绕燃气涡轮系统10的旋转轴线(例如轴26)而设置成间隔开的布局。
[0059]如上所述,在所示的实施例中,偏压系统50配置成相对于传送至第二燃烧器14的燃料喷嘴16的燃料混合物的流速和/或成分改变传送至第一燃烧器13的燃料喷嘴16的燃料混合物的流速和/或成分。此外,如上所述,各种配置的混合系统51和/或流控制装置56可用于实现这些变化。具体地说,由混合系统51造成的燃料混合物比率方面的变化有助于改变传送给特定燃烧器12的液体燃料18相对于水21的数量和/或比率,从而改变多个燃烧器12的燃烧动态,使得一个或多个燃烧器12的燃烧动态频率和可能的幅度不同于燃气涡轮系统10中的至少另一个燃烧器12或另一组燃烧器12。此外,流控制装置56可经过控制,以便改变传送给特定燃烧器12的液体燃料18相对于水21的比率,从而改变多个燃烧器12中的燃烧动态,使得一个或多个燃烧器12的燃烧动态频率和可能的幅度不同于燃气涡轮系统10中的至少另一个燃烧器12或另一组燃烧器12。通过这种方式,偏压系统50有助于减少燃气涡轮系统10中不合需要的振动响应,并因此最大限度地减小燃气涡轮系统10的振动应力、磨损和/或性能老化。
[0060]在所示的实施例中,一个或多个燃料喷嘴16连接在端盖72上,并穿过燃烧器帽组件74而连接至燃烧室76。例如,燃烧器帽组件54包含一个或多个燃料喷嘴16(例如I个、2个、3个、4个、5个、6个或更多),并可为各个燃料喷嘴16提供支撑。燃烧器帽组件74沿着燃料喷嘴16的一部分长度而设置,使燃料喷嘴16包含在燃烧器12中。各个燃料喷嘴16促进了加压的氧化剂和燃料混合物的混合,并引导混合物穿过燃烧器帽组件74而进入燃烧室76中。氧化剂-燃料混合物然后可在室76的主燃烧区域78中燃烧,从而产生热加压的排气。这些加压的排气驱动叶片在涡轮22中旋转。
[0061]在某些实施例中,偏压系统50可配置成改变燃烧器12的燃料喷嘴16之间的燃料混合物的比率和/或流速(例如液体燃料18相对于水21的比率),从而相对于另一燃料喷嘴改变至少一个燃料喷嘴12的燃烧动态的频率和可能的幅度。例如,偏压系统50可配置成改变沿着通向各个燃料喷嘴16的燃料路径23的燃料混合物,使得所需的燃料喷嘴16可按照某种方式进行修改,以将所需的燃料喷嘴12调节成在某一频率或在某一频率范围内操作。这样,同一个或多个剩余燃料喷嘴16相比时,可将一个或多个燃料喷嘴16调节成在不同的频率下操作,同时保持通向各个燃烧器12相似的燃料流量。这种布置减少了燃料喷嘴的模态耦合,并因此减少了燃烧动态幅度以及下游构件任何不合适宜的振动响应。在某些实施例中,燃烧器12可按一个或多个燃烧器12的组进行修改。
[0062]各个燃烧器12包括沿周向围绕内壁(例如燃烧器衬套82)而设置的外壁(例如流动套管80),从而限定了中间流道或空间84,而燃烧器衬套82沿周向围绕燃烧室76而延伸。内壁82还可包括过渡段88,其大体朝着涡轮22的第一级而收敛。冲击套管86沿周向围绕过渡段88进行设置。衬套82限定了燃烧器12的内表面,其直接面向并暴露于燃烧室76中。流动套管80和/或冲击套管86可包括多个穿孔90,其将氧化剂流92(例如空气流)从压缩机排气口94引导至流道84中,同时还使空气冲击衬套82和/或过渡段88,以用于冲击冷却的目的。流道84然后在上游方向上朝着头端72引导氧化剂流92(例如相对于热燃烧气体的下游方向94),使得氧化剂流92在流过头端室74,穿过燃料喷嘴16并进入燃烧室76中之前进一步冷却衬套82。应该懂得,本说明是作为示例提供的,并且不应被认为本发明局限于具有不同于权利要求中所规定的任何特殊构件或特征的燃烧器。
[0063]图3是图1的燃气涡轮系统10的一个实施例的示意图,其包括偏压系统50,偏压系统50配置成将不同比率和流速的液体燃料和水混合物传送到各个燃烧器12中。如上面所述,偏压系统50配置成将不同比率和/或流速的燃料混合物,例如水21和液体燃料18 (例如弓I燃燃料20、主燃料19)的混合物传送给一个或多个燃烧器12或燃料喷嘴16。
[0064]在所示的实施例中,一个或多个混合模块51可配置成在单个混合模块51中使引燃燃料20和/或主燃料19与水21相混合。此外,各个混合模块51可配置成将液体燃料混合物100按照一个或多个比率和流速(例如I个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个不同的比率和/或流速)传送给一个或多个燃烧器12的燃料喷嘴16,从而减少燃烧动态(例如非均匀的燃料18和水21的流速和/或比率分布)。如上所述,控制器58可调整流量阀60,以便控制和/或限制进入各个混合模块51中的引燃燃料20、主燃料19和/或水21的流量,并可通过传感器反馈而控制燃料混合物100的比率(例如水/燃料比)。
[0065]在某些实施例中,各个燃烧器12可与特定的混合模块51相关联,使得各个燃烧器12接收特定比率的液体燃料混合物100。在其它实施例中,一个或多个燃烧器12和/或一组燃烧器12可全部与特定的混合模块51相关联,因此全部接收例如基本相同比率的液体燃料混合物100(例如水21相对于主燃料19的比率或水21相对于引燃燃料20的比率)。此外,在某些实施例中,各个燃料喷嘴16可与特定的混合模块51相关联,使得各个燃料喷嘴16接收特定比率的液体燃料混合物100 (例如水21相对于燃料18的比率)。在其它实施例中,一个或多个燃料喷嘴16和/或一组燃料喷嘴16(例如线路)可全部与特定的混合模块51相关联,使得一个或多个燃料喷嘴16均接收特定比率的液体燃料混合物100 (例如水21相对于燃料18的比率)。
[0066]例如,在所示的实施例中,第一混合模块102可将具有液体燃料18相对于水21的第一比率的第一液体燃料混合物106传送给第一燃烧器13的一个或多个燃料喷嘴16。此外,第一混合模块102可将具有液体燃料18相对于水21的第二比率的第二液体燃料混合物108传送给第一燃烧器13的一个或多个不同的燃料喷嘴16。通过这种方式,第一混合模块102可配置成改变传送给单个燃烧器12的多个燃料喷嘴16的液体燃料混合物100的比率,从而帮助改变频率,减少幅度,和/或减少燃烧动态的模态耦合。
[0067]在某些实施例中,作为改变流向一个或多个燃烧器12和/或一个或多个燃料喷嘴16的液体燃料混合物100的比率(例如非均匀的水/燃料比分布)的替代或补充,液体燃料混合物100的流速可在燃烧器12之间和/或在一个或多个燃料喷嘴16之间变化(例如非均匀的流速分布)。例如,在所示的实施例中,第二混合模块104可配置成将相同比率的液体燃料混合物100提供给第二燃烧器14的所有燃料喷嘴16。此外,第二混合模块104可包括一个或多个沿着燃料路径23而设置的流控制装置56(例如孔板),其调整或改变液体燃料混合物100的流速。
[0068]例如,第一孔板110可配置成相对于通过第二孔板112传送到不同组的燃料喷嘴16的液体燃料混合物100的流速改变传送到一组燃料喷嘴16中的液体燃料混合物100的流速。如上参照图2所述,在第一孔板110和第二孔板112之间的配置和/或几何结构方面的变化可能导致液体燃料混合物100的流速变化。因此,偏压系统50可按照各种组合和配置利用混合系统51和流控制装置68,以改变传送给一个或多个燃烧器12的液体燃料混合物100的流速和/或成分(例如非均匀分布),从而有助于改变频率,减少幅度,和/或减少燃烧动态的模态规A
柄口 O
[0069]图4是燃气涡轮系统10的示意图,其具有多个图1的燃烧器12,包括一个或多个混合系统51,其配置成将不同流速和不同比率的液体燃料和水的混合物100传送到一个或多个燃烧器12中。在所示的实施例中,燃气涡轮系统10包括三个燃烧器12。然而,在其它实施例中,燃气涡轮系统10包括任意数量的燃烧器12(例如I个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个或更多燃烧器)。此外,在所示的实施例中,系统10包括偏压系统50,其沿着一个或多个燃料路径23设置在一个或多个燃烧器12的上游。具体地说,在所示的实施例中,各个燃烧器12可包括配置成将主燃料混合物55传送给燃料喷嘴16的主燃料路径120以及配置成将引燃燃料混合物53传送给燃料喷嘴16的引燃燃料路径122。
[0070]在所示的实施例中,第一混合模块102可配置成将基本相同比率(例如水21相对于燃料18的比率)的主燃料混合物55和/或引燃燃料混合物53提供给各个第一燃烧器13和第二燃烧器14,而第二混合模块104配置成将不同比率的主燃料混合物55和/或引燃燃料混合物53提供给第三燃烧器124的燃料喷嘴16。在某些实施例中,第一混合模块102可配置成改变在第一燃烧器13和第二燃烧器14和/或单个燃烧器12中的燃料喷嘴16之间的主燃料混合物55和/或弓I燃燃料混合物53的比率(例如水21相对于燃料18的比率)。
[0071]在所示的实施例中,第三燃烧器124可包括第一燃料线路126、第二燃料线路128和第三燃料线路130。第一燃料线路126可包括中央燃料喷嘴16。第二燃料线路128可包括一个或多个沿径向设置在中央燃料喷嘴16周围的外燃料喷嘴16 ο类似地,第三燃料线路130可包括一个或多个沿径向设置在中央燃料喷嘴16周围的外燃料喷嘴16。在某些实施例中,供给中央燃料喷嘴16的第一线路126可与第二燃料线路128组合。各个线路从主燃料路径120获得水/主燃料混合物55的供给,并从引燃燃料路径122获得水/引燃燃料混合物53的供给。另夕卜,各个燃料喷嘴16可具有圆形的横截面形状,但在某些实施例中可使用其它形状,例如截顶的馅饼形状。在某些实施例中,燃料喷嘴16的数量、形状和布置可能不同于图4中所示,并经过选择,以实现所需的燃烧效率或性能。
[0072]在所示的实施例中,第二混合模块104可配置成将基本相同比率(例如水21相对于燃料18的比率)的主燃料混合物55和/或引燃燃料混合物53传送给第三燃烧器124的各个燃料喷嘴16。此外,在所示的实施例中,在一个或多个燃料线路(例如第一燃料线路126、第二燃料线路128和第三燃料线路130)之间的差异可通过改变沿着主燃料路径120和/或引燃燃料路径122而设置的流控制装置56的配置和/或几何结构来实现。应该注意的是,在其它实施例中,第二混合模块104可配置成改变在一个或多个燃料线路(例如第一燃料线路126、第二燃料线路128和第三燃料线路130)之间的主燃料混合物55和/或引燃燃料混合物53的比率和/或流速。
[0073]本发明的技术效果包括减少燃烧器12中的燃烧动态幅度,减少在特定燃烧器12中或在多个燃烧器12之间的燃烧动态幅度和/或燃烧动态的模态耦合,并减少燃气涡轮系统10中发生不适应的振动响应的可能性(例如由于频率与构件的自然频率相匹配)。具体地说,这可通过一个或多个偏压系统50来实现,其设置在系统10的一个或多个燃料喷嘴16的上游。偏压系统50可包括一个或多个混合系统51和一个或多个流控制装置56。混合系统51可改变提供给一个或多个燃烧器12和/或提供给特定燃烧器12的一个或多个燃料喷嘴16中的燃料混合物的成分(例如液体燃料18相对于水21的比率)。所述一个或多个流控制装置56(例如孔板68)可改变提供给一个或多个燃烧器12和/或提供给特定燃烧器12的一个或多个燃料喷嘴16中的燃料混合物的数量(例如流速)。孔板68可能在数量、布置、直径、形状、总的有效孔面积或任何其组合方面变化。孔板68的几何布置、形状和/或特征可在燃烧器12中和/或在燃烧器12之间进行配置和变化,从而减少燃烧器的幅度、模态耦合以及因此下游构件中的任何不合适应的振动响应。此外,控制器58可配置为利用一个或多个控制信号动态地控制提供给系统10的燃料喷嘴16和/或燃烧器12的燃料混合物的比率,控制信号配置成打开或关闭一个或多个流量阀60。
[0074]本文使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还可使本领域中的技术人员实践本发明,包括制造和利用任何装置或系统,并执行任何所含方法。本发明可达到专利的范围由权利要求限定,并且可包括本领域中的技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有并非不同于权利要求语言的结构元件,或者如果其包括与权利要求语言无实质差异的等效的结构元件,那么这些其它示例都落在权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种系统,包括: 燃气涡轮发动机,其包括: 第一燃烧器,其包括设置在所述第一燃烧器的第一头端室中的第一燃料喷嘴,其中所述第一燃料喷嘴配置成将第一燃料混合物和氧化剂注入到所述第一燃烧器的第一燃烧室中,所述第一燃料混合物包括第一比率的液体燃料和水; 第二燃烧器,其包括设置在所述第二燃烧器的第二头端室中的第二燃料喷嘴,其中所述第二燃料喷嘴配置成将第二燃料混合物注入到所述第二燃烧器的第二燃烧室中,所述第二燃料混合物包括第二比率的液体燃料和水;和 偏压系统,其沿着在所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴的上游的燃料路径而设置,其中所述偏压系统配置成帮助减少燃烧动态幅度或在所述第一燃烧器和所述第二燃烧器之间的模态親合。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第一孔板,其配置成调整所述第一燃料混合物的第一燃料流速。3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第二孔板,其配置成调整所述第二燃料混合物的第二燃料流速,其中所述第一燃料流速不同于所述第二燃料流速。4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述第一孔板相对于所述第二孔板具有至少一个差异;且其中至少一个差异包括下者中的至少一个:不同的孔径、不同的孔形状、不同的孔数量,不同的孔几何布置、不同的相邻孔间距离、不同的阀类型、不同的阀形状、不同的阀数量、不同的阀尺寸或其任何组合。5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第一混合系统,其配置成控制所述第一燃料混合物的液体燃料相对水的第一比率,且其中所述第一燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有主燃料部分,通过它而注入所述第一燃料混合物和氧化剂。6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第二混合系统,其配置成控制所述第二燃料混合物的液体燃料相对水的第二比率,其中所述第一比率不同于所述第二比率,且其中所述第二燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有主燃料部分,通过它而注入所述第二燃料混合物和氧化剂。7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述第二混合系统配置成促使所述第一比率不同于所述第二比率。8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第一混合系统,其配置成控制所述第一燃料混合物的液体燃料相对水的第三比率,且其中所述第一燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有引燃燃料部分,通过它而注入所述第三燃料混合物和氧化剂。9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第二混合系统,其配置成控制所述第二燃料混合物的液体燃料相对水的第四比率,其中所述第三比率不同于所述第四比率,且其中所述第二燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有引燃燃料部分,通过它而注入所述第四燃料混合物和氧化剂。10.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述偏压系统沿着所述燃料路径包括第一混合系统,其配置成控制所述第一燃料混合物的液体燃料相对水的第一比率以及所述第二燃料混合物的液体燃料相对水的第二比率,其中所述液体燃料是主燃料,且所述第一燃料喷嘴和所述第二燃料喷嘴是主燃料喷嘴,其具有主燃料部分,通过相应的部分可注入所述第一燃料混合物和所述第二燃料混合物及氧化剂。
【文档编号】F23N5/00GK105987401SQ201610148645
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】R.M.迪辛迪奥, S.L.克罗特斯
【申请人】通用电气公司
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