燃料适应性燃烧系统的燃烧器喷管
专利汇可以提供燃料适应性燃烧系统的燃烧器喷管专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供 燃烧器 喷管(72)。该燃烧器喷管包括：第一 燃料 系统(74)，该第一燃料系统经配置以将 合成气 燃料引入 燃烧室 ，从而能够在燃烧室内实现贫燃预混燃烧；和第二燃料系统(76)，该第二燃料系统经配置以将合成气燃料或 烃 类燃料或稀释剂或它们的组合引入燃烧室，从而能够在燃烧室内实现扩散燃烧。，下面是燃料适应性燃烧系统的燃烧器喷管专利的具体信息内容。
1.一种燃烧器喷管，包括：
第一燃料系统，该第一燃料系统经配置以将合成气燃料引入燃烧室，从而能够在所述燃烧室内实现贫燃预混燃烧；和
第二燃料系统，该第二燃料系统经配置以将所述合成气燃料或烃类燃料或稀释剂或它们的组合引入所述燃烧室，从而能够在所述燃烧室内实现扩散燃烧，
其中所述第二燃料系统包括经配置以将所述合成气燃料、烃类燃料和稀释剂引入所述燃烧室的内部、中部和外部同心环形通道和孔，以及使所述中部同心环形通道和所述外部同心环形通道内的合成气燃料和稀释剂相对于空气回旋反向回旋流动以有利于加强混合。
2.权利要求1的燃烧器喷管，其中所述第一燃料系统经进一步配置以将烃类燃料引入所述燃烧室，从而能够实现贫燃预混燃烧。
3.权利要求1的燃烧器喷管，还包括连接在所述第一燃料系统和所述第二燃料系统上的控制器，其中该控制器经配置以基于燃料流的燃料类型和燃料热值中的至少一种选择燃烧模式。
4.权利要求1的燃烧器喷管，其中所述第一燃料系统包括多个旋流器叶片，所述旋流器叶片经配置以使输入的空气进行回旋运动并通过设置在各旋流器叶片上的多个注入孔引入所述合成气燃料和所述烃类燃料。
5.权利要求1的燃烧器喷管，其中所述第一燃料系统还包括设置在炉管或旋流器叶片或炉中心体或它们的组合上用于将烃类燃料和合成气燃料引入所述喷管的多个注入孔。
6.权利要求5的燃烧器喷管，其中所述第一燃料系统包括设置在所述炉管和旋流器叶片上以将烃类燃料和合成气燃料引入所述喷管用于预混烃类或合成气操作模式的第一组注入孔和第二组注入孔。
7.权利要求6的燃烧器喷管，其中所述第一燃料系统还包括设置在所述炉管上以将合成气燃料引入所述喷管用于所述预混合成气操作模式的第三组注入孔。
8.权利要求5的燃烧器喷管，包括相应的燃料增压室以向设置在所述炉管、旋流器叶片和中心体上的所述多个注入孔提供所述烃类和合成气燃料。
9.权利要求5的燃烧器喷管，其中所述多个注入孔的图案和形状经选择以充分最大化到各相应叶片扇面区的燃料喷射渗透。
10.权利要求1的燃烧器喷管，还包括连接在所述第一燃料系统和所述第二燃料系统上的控制器，其中所述控制器经配置以基于所述燃料流的燃料热值控制所述内部同心环形通道、中部同心环形通道和外部同心环形通道各自之中所述合成气燃料、烃类燃料和稀释剂的流量。
11.权利要求1的燃烧器喷管，其中所述内部同心环形通道、中部同心环形通道和外部同心环形通道基于所述合成气燃料预期的燃料热值范围设计。
12.权利要求1的燃烧器喷管，其中所述内部同心环形通道、中部同心环形通道和外部同心环形通道具有0°至75°的切向注入角和0°至75°的径向注入角。
13.权利要求1的燃烧器喷管，其中空气与含氧量相对低于空气的循环废气混合。
14.一种燃料适应性燃烧系统，包括：
燃烧器喷管，该燃烧器喷管经配置以将燃料流引入所述燃烧系统；和
燃烧室，该燃烧室经配置以使燃料流和空气按照基于所述燃料流的燃料类型选择的燃烧模式燃烧，其中所述燃烧器喷管包括：
第一燃料系统，该第一燃料系统经配置以将烃类燃料或合成气燃料或它们的组合引入所述燃烧室，从而能够在所述燃烧室内实现预混燃烧模式；和
第二燃烧系统，该第二燃烧系统经配置以将所述合成气燃料或氮气、蒸汽、二氧化碳或烃类燃料或它们的组合引入所述燃烧室，从而能够在所述燃烧室内实现扩散燃烧模式，其中所述第二燃料系统包括经配置以将所述合成气燃料、烃类燃料和稀释剂引入所述燃烧室的内部、中部和外部同心环形通道和孔，以及使所述中部同心环形通道和所述外部同心环形通道内的合成气燃料和稀释剂相对于空气回旋反向回旋流动以有利于加强混合。
15.权利要求14的燃料适应性燃烧系统，还包括连接在所述第一燃料系统和所述第二燃料系统上的控制器，其中该控制器经配置以基于燃料流的燃料类型和燃料热值中的至少一种选择燃烧模式。
16.权利要求14的燃料适应性燃烧系统，其中所述第一燃料系统包括多个旋流器叶片，所述旋流器叶片经配置以使输入的空气进行回旋运行并通过设置在各旋流器叶片上的多个注入孔引入所述合成气燃料和所述烃类燃料。
17.权利要求16的燃料适应性燃烧系统，其中所述第一燃料系统还包括设置在炉管或旋流器叶片或炉中心体或它们的组合上以将所述烃类燃料和所述合成气燃料引入所述燃烧器喷管的多个注入孔。
18.权利要求17的燃料适应性燃烧系统，其中所述第一燃料系统包括设置在所述炉管和旋流器叶片上以将所述烃类燃料和合成气燃料引入所述喷管内的第一组注入孔和第二组注入孔。
19.权利要求18的燃料适应性燃烧系统，其中所述第一燃料系统还包括设置在所述炉管上以将所述合成气燃料引入所述喷管用于预混合成气操作的第三组注入孔。
20.权利要求17的燃料适应性燃烧系统，包括相应的燃料增压室以向设置在所述炉管、旋流器叶片和中心体上的所述多个注入孔提供所述烃类和合成气燃料。
21.权利要求14的燃料适应性燃烧系统，其中所述第二燃料系统包括经配置以将所述合成气燃料、烃类燃料和稀释剂引入所述燃烧室的内部、中部和外部同心环形通道和孔。
22.权利要求15的燃料适应性燃烧系统，其中所述控制器经配置以基于所述燃料流的燃料热值控制所述内部同心环形通道、中部同心环形通道和外部同心环形通道各自之中所述合成气燃料、烃类燃料和稀释剂的流量。
23.权利要求14的燃料适应性燃烧系统，其中空气的温度介于500oF至1400°F之间。
24.权利要求14的燃料适应性燃烧系统，其中空气与含氧量相对低于空气的循环废气混合。
25.权利要求14的燃料适应性燃烧系统，其中所述燃烧器喷管的预混停留时间介于
0.1ms至10ms之间。
26.一种整体煤气化联合循环系统，包括：
气化器，该气化器经配置以由煤生成合成气燃料；和
燃气涡轮机，该燃气涡轮机经配置以从所述气化器接收合成气燃料并使所述合成气燃料和空气在燃烧系统内燃烧而产生电能，其中所述燃烧系统包括：
燃烧喷管，该燃烧喷管具有第一燃料系统和第二燃料系统以将合成气引入所述喷管用于预混和扩散操作模式；和
燃烧室，该燃烧室经配置以使所述合成气燃料和空气按照预混或扩散燃烧模式燃烧，其中所述第二燃料系统包括经配置以将所述合成气燃料、烃类燃料和稀释剂引入所述燃烧室的内部、中部和外部同心环形通道和孔，以及使所述中部同心环形通道和所述外部同心环形通道内的合成气燃料和稀释剂相对于空气回旋反向回旋流动以有利于加强混合。
27.权利要求26的整体煤气化联合循环系统，其中所述第一燃料系统
包括多个
旋流器叶片，所述旋流器叶片经配置以使空气进行回旋运动并将所述合成气燃料引入所述燃烧系统用于贫燃预混燃烧。
28.权利要求27的整体煤气化联合循环系统，其中所述第一燃料系统经配置以通过所述多个旋流器叶片将烃类燃料引入所述燃烧系统。
29.权利要求28的整体煤气化联合循环系统，其中所述烃类燃料和所述合成气燃料通过设置在所述旋流器叶片或炉管或炉中心体或它们的组合上的多个注入孔引入所述燃烧系统。
30.权利要求26的整体煤气化联合循环系统，其中所述稀释剂包括蒸汽或氮气或二氧化碳或它们的组合。
31.一种操作燃料适应性燃烧系统的方法，包括：
经由燃烧器喷管将燃料流引入所述燃烧系统；
使烃类燃料流以低排放燃烧模式燃烧并使合成气燃料以第二燃烧模式燃烧；
基于所述合成气的热值改变所述第二燃烧模式；和
使所述燃料流和空气以低排放燃烧模式或第二燃烧模式或其组合模式燃烧，其中所述燃烧器喷管包括：
第一燃料系统，该第一燃料系统经配置以将烃类燃料或合成气燃料或它们的组合引入所述燃烧室，从而能够在所述燃烧室内实现预混燃烧模式；和
第二燃烧系统，该第二燃烧系统经配置以将所述合成气燃料或氮气、蒸汽、二氧化碳或烃类燃料或它们的组合引入所述燃烧室，从而能够在所述燃烧室内实现扩散燃烧模式，其中所述第二燃料系统包括经配置以将所述合成气燃料、烃类燃料和稀释剂引入所述燃烧室的内部、中部和外部同心环形通道和孔，以及使所述中部同心环形通道和所述外部同心环形通道内的合成气燃料和稀释剂相对于空气回旋反向回旋流动以有利于加强混合。
32.权利要求31的方法，其中使所述燃料流和空气燃烧包括使所述燃烧系统对于烃类燃料以贫燃预混模式并且对于合成气燃料以预混或扩散模式操作。
33.权利要求32的方法，其中使所述燃烧系统以贫燃预混模式操作包括通过设置在所述燃烧室上游的多个旋流器叶片或通过炉中心体或通过炉管或它们的组合将所述烃类燃料和所述合成气燃料引入所述燃烧系统。
34.权利要求32的方法，其中使所述燃烧系统以扩散模式操作包括经由内部、中部和外部同心环形通道将所述合成气燃料、烃类燃料和稀释剂引入所述燃烧系统。
35.权利要求33的方法，还包括基于所述合成气燃料的燃料热值控制同心环形通道各自之中合成气燃料、烃类燃料和稀释剂的体积流量和用于所述燃烧器喷管的共同燃烧操作的所述旋流器叶片、炉管和炉中心体中烃类燃料的流量。
36.权利要求34的方法，其中将含氧量较低的循环废气流引入进入所述燃烧系统的空气。
燃料适应性燃烧系统的燃烧器喷管
发明内容
具体实施方式
106经配置以将蒸汽引入燃烧器的燃烧室78。此外，设置在第一通道106周围的第二通道
108经配置以引入合成气燃料，设置在第一通道106和第二通道108周围的第三通道110经配置以将氮气引入燃烧系统的燃烧室。本领域技术人员应当理解的是，基于合成气燃料的燃料热值，可预料到第一通道106、第二通道108和第三通道110的多种操作模式。
类似地，可根据热值较高的燃料设计稀释剂的流动通道，所述热值较高的燃料需要较大的稀释剂流量以满足所需的性能水平。
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