VERFAHREN ZUR BRENNSTOFFVERSORGUNG EINES VORMISCHBRENNERS

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Brennstoffversorgung eines Vormischbrenners, der wenigstens eine, einen sich axial erstreckenden Vormischbrennerraum wenigstens teilweise begrenzende Brennerschale aufweist, zum Betrieb einer Gasturbine, mit einer, in den Vormischbrennerraum über die Brennerschale gerichteten Premixgaszuführung, wobei das Premixgas mit Verbrennungszuluft vermischt und stromab, außerhalb des Vormischbrenners entzündet wird.

Stand der Technik

[0002] Vormischbrenner der vorstehend genannten Gattung sind zum Betrieb von Gasturbinenanlagen hinlänglich bekannt und weisen unterschiedliche Vormischbrennergeometrien auf. So ist in der EP 0 321 809 B1 ein aus mehreren Brennerschalen bestehender kegelförmiger Vormischbrenner, ein sogenannter Doppelkegelbrenner beschrieben, dessen Brennerschalen derart zusammengesetzt sind, dass entlang der Brennerachse tangentiale Lufteintrittsschlitze für die Verbrennungszuluft gebildet werden. An den hierdurch gebildeten Einströmkanten der Brennerschalen sind Austrittsöffnungen für das Premixgas vorgesehen, die in Richtung der Brennerachse verteilt angeordnet sind. Die Eindüsung des Premixgases durch die Austrittsöffnungen entlang der Einströmkanten der Brennerschalen führt aufgrund der Brennerschalengeometrie in Verbindung mit der Brennungszuluft zu einer drallförmigen Durchmischung des Premixgases sowie der Verbrennungszuluft.

[0003] Eine andere Vormischbrennergeometrie ist in der WO 93/17279 gezeigt, bei der der Vormischbrenner mit einem zusätzlich konischen Innenkörper ausgebildet ist. Auch in diesem Fall wird das Premixgas über entsprechende Austrittsöffnungen, die entlang der axial verlaufenden Lufteintrittsschlitze angeordnet sind, in das Innere des Vormischbrenners eingespeist, wo das Premixgas mit Verbrennungszuluft durchmischt und stromab innerhalb der Brennkammer zur Zündung gebracht wird.

[0004] Nun ist es möglich, durch geeignete Wahl der Anordnung, Größe, Anzahl der Austrittsöffnungen sowie deren gegenseitiger Abstand hinsichtlich der Qualität der Verbrennung Optimierungen vorzunehmen. So können insbesondere die Emissionswerte, das Auslöschverhalten der sich in der Brennkammer ausbildenden Flamme, das Flammenrückströmverhalten sowie die Flammenstabilität durch geeignete Wahl der vorstehend genannten Parameter entscheidend beeinflusst werden.

[0005] Die vorstehend beschriebenen Optimierungsmöglichkeiten stoßen jedoch schnell auf Grenzen, sofern man Maßnahmen ergreifen möchte um das Brennerverhalten nicht nur bei einer fest vorgegebenen Brennergeometrie sowie bei einem idealen Verbrennungszustand zu optimieren. So ist es nahezu unmöglich mit einer konstruktiv vorgegebenen Anordnung von Austrittsöffnungen entlang bestimmter Bereiche der Brennerschalen das Verbrennungsverhalten bei unterschiedlichen Last- und Umgebungsbedingungen auf einem nahezu gleichbleibend optimalen Niveau zu halten. Es hat sich herausgestellt, dass sich eine optimierte Anordnung von Austrittsöffnungen für die Premixgaszuführung innerhalb des Vormischbrenners, der für den Einsatz eines bestimmten Maschinentyps optimal ausgelegt worden ist, beispielsweise für den Einsatz an einer Ringbrennkammer, nur schlecht oder überhaupt für den Einsatz eines anderen Maschinentyp, beispielsweise für den Einsatz in einer Silo-Brennkammer, verewenden lässt.

[0006] Auch treten im Laufe des Einsatzes eines Brenners schleichende Brennersystemveränderungen auf, die durch Ermüdungserscheinungen hervorgerufen werden und beispielsweise zu einer Erhöhung von Lekage-Luftströmungen führen. Durch die fest vorgegebene Anordnung der Premixgasdurchtrittsöffnungen, die selbst keine oder nur vernachlässigbare Alterungserscheinungen unterworfen sind, können die alterungsbedingten Veränderungen jeodch nicht kompensiert werden, wodurch eine Verschlechterung des Verbrennungsprozesses mit zunehmender Laufzeit des Brenners unausweichbar ist.

[0007] Bestehende Premixgaszuführsysteme werden in der Regel für den mittleren und hohen Lastbereich von Gasturbinen hinsichtlich niedriger Emissionswerte und gedämpftem Auftreten von Verbrennungsoszillationen optimiert. Um den Verbrennungsprozess zu starten sowie den mittleren Lastbereich der Gasturbine zu erreichen, werden üblicherweise Pilotierungsstufen eingesetzt. Üblicherweise wird mittig zur Vormischbrennerachse über eine Brennerlanze Pilotgas in das Innere des Vormischbrenners eingespeist, das sich mit Verbrennungszuluft mischt und zur Zündung gebracht wird. Erst nach Erreichen eines bestimmten Lastbereiches wird die Pilotgaszuführung ausgeschaltet und die Premixgaszufuhr in Betrieb genommen werden. In gleicher Weise erfolgt eine derartige Umschaltung beim Herunterfahren der Gasturbine, bei der die Premixgaszufuhr abgeschaltet und die Pilotgaszuführung eingeschaltet wird. Bei den Umschaltprozessen treten jedoch hohe Verbrennungsoszillationen innerhalb des Brennersystems auf, die mit starken Druckschwankungen verbunden sind, die wiederum eine unmittelbare und störende Auswirkung auf das Lastverhalten der Gasturbine nach sich zieht, die in Folge dessen großen Lastschwingungen unterworfen wird.

[0008] Wird ein Gaszuführungssystem sowohl beim Hoch- als auch beim Herunterfahren der Gasturbine abgeschaltet, so ist es erforderlich, die abgeschalteten Gaszufuhrleitungen mit Inert-Gas zu reinigen, um Rückzündungen in die Zuführleitung hinein auszuschließen um deren Beschädigungen zu vermeiden. Die zur Reinigung der-Gaszuleitung benötigte Menge an Inert-Gasen nimmt ein beträchtliches Ausmaß an und führt nicht zuletzt auch zu hohen Betriebskosten derartiger Brennersystemen.

[0009] Schließlich ist es mit den derzeit bekannten Vormischbrennern nahezu unmöglich, den Vormischbrenner mit unterschiedlichen Brennstoffsorten, wie beispielsweise flüssig- oder gasförmigem Brennstoff, zu betreiben, zumal die in der Regel mittig in der Brennerachse angeordnete Brennerlanze zur Zuführung von Pilotgas, das wie vorstehend erwähnt zum Hochfahren der Gasturbine sowie für den unteren Lastbereich erforderlich ist, in unmittelbarer räumlicher Nähe zur zentralen Flüssigbrennstoffdüse angeordnet ist. Ungewollte Zündwechselwirkungen zwischen beiden Brennstoffauslässen können nicht ausgeschlossen werden.

[0010] Die beiden Schriften DE-A1-44 46 945 und EP-A1-0 592 717 offenbaren gasbetriebene Vormischbrenner, bei denen Verbrennungsluft zumindest annähernd tangential in den Vormischraum des Brenners eingeführt wird. Brennstoff wird über eine Mehrzahl von in Längsrichtung des Vormischraums aufgereihte Düsen eingespritzt und mit der Verbrennungsluft vermischt. Die Düsen sind dabei in mindestens zwei Gruppen mit unterschiedlicher Brennstoffzufuhr unterteilt.

Darstellung der Erfindung

[0011] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Brennstoffversorgung eines Vormischbrenners gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiter zu bilden, dass die vorstehend zum Stand der Technik angeführten Nachteile vermieden werden sollen. Insbesondere gilt es Maßnahmen am Vormischbrenner zu treffen, so dass eine optimierte Anpassung des Vormischbrennerverhaltens im gesamten Lastbereich der Gasturbine möglich wird. Dies soll insbesondere ohne großen technischen und konstruktiven Aufwand erfolgen und mit nur geringen Kosten realisierbar sein.

[0012] Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf die Figuren zu entnehmen.

[0013] Die der Erfindung zugrunde liegenden Idee ist die axiale gestufte Zuführung von Premixgas entlang der Flanken der Brennerschalen, indem die Brennerschalen in wenigstens zwei axial hintereinander angeordnete Bereiche unterteilt sind, die jeweils über getrennt voneinander geführte Premixgaszuleitungen versorgt werden. Die voneinander getrennten Bereiche entlang der Brennerschalen sind in Durchströmungsrichtung des Vormischbrenners axial hintereinander angeordnet, wobei erfindungsgemäß erkannt worden ist, dass zum Anfahren der Gasturbine mehr als 60 % der gesamten Premixgaszuführung über den stromauf ersten Bereich erfolgen soll und das für das weitere Hochfahren der Last der Gasturbine bis Volllast eine stufen-weise oder kontinuierliche Umverteilung der Premixgaszuführung auf die stromab nach dem ersten Bereich angrenzende Bereiche erfolgt.

[0014] Durch die axiale Unterteilung der Premixgaszuführung entlang der Brennerschalen des Vormischbrenners und insbesondere der stufenweise Versorgung der einzelnen Bereiche mit Premixgas ist es möglich, vollständig auf die Zufuhr von Pilotgas zu verzichten, selbst im Falle des Anfahrens sowie in unteren Lastbereichen der Gasturbine.

[0015] Durch den Verzicht auf eine Pilotgasstufe sind eine Reihe von Vorteilen verbunden, die sich nicht zuletzt durch den Wegfall der durch die Umschaltung von Pilotgas zu Premixgaszufuhr verbundenen Brennkammeroszillationen ergeben.
Mit der erfindungsgemäßen Betriebsweise eines Vormischbrenners ist es erstmals möglich, eine Gasturbine vom Anfahren bis zur Volllast ohne eine Pilotgasstufe zu betreiben. Das kontinuierliche bzw. stufenhafte Zuschalten einzelner Bereiche, über die Premixgas in das Innere des Vormischbrenners gelangen, erfolgt mit Hilfe in den einzelnen Zuleitungen vorgesehenen Steuer- bzw. Regeleinheiten, die im einfachsten Fall als regelbare Drosselventile ausgebildet sind.

[0016] Durch den vorteilhaften Verzicht auf eine Pilotgaszufuhr ist es insbesondere möglich, durch eine zentrale, in den Brennermund hineinragende Einspritzdüse, Flüssigbrennstoff zu zerstäuben, der seinerseits in geeigneter Weise mit einem schlauchförmig ausgebildeten Verbrennungsluftstrom umgeben ist.

[0017] Eine erfindungsgemäß ausgebildete Ausführungsform zur gezielten Zuflussregelung von Premixgas für die in unterschiedliche Bereiche unterteilte Brennerschalen des Vormischbrenners wird auf die nachstehende Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren verwiesen. Wesentliche Gesichtspunkte des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die getrennte, dosierte Premixgaszuführung zu den einzelnen, axial hintereinander angeordneten Bereichen entlang der Brennerschalen, durch die das Premixgas in das Innere des Vormischbrenners eingedüst wird.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0018] Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

schematische Querschnittsdarstellung durch einen kegelförmig ausgebildeten Vormischbrenner,

Figur 2

Diagrammdarstellung zur Betriebsweise der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform,

Figur 3

schematisierter Plan zum Verlauf von Zufuhrleitungen zur Versorgung des Vormischbrenners mit Premixgas, .

Figur 4

Ausführungsbeispiel eines Regelventils.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

[0019] In Figur 1 ist eine schematisierte Darstellung eines Längsschnittes durch einen kegelförmig ausgebildeten Vormischbrenner dargestellt. Der Vormischbrenner weist kegelförmig ausgebildete Brennerschalen 1, 2 auf, entlang derer in Axialrichtung zur Brennerlängsachse A Austrittsöffnungen 3 vorgesehen sind, durch die Premixgas in das Innere des Vormischbrenners eingespeist werden kann. Die Brennerschalen 1, 2 sind in zwei unterschiedlich getrennte Bereiche Stufe S1, Stufe S2 unterteilt, die von unterschiedlichen Premixgaszuleitungen 4, 5 mit Premixgas versorgt werden. Gleichsam tangential in Richtung der Kegelform wird durch nicht in der Figur 1 dargestellte Lufteintrittsschlitze Zuluft in das Innere des Vormischbrenners geführt, die sich mit dem Premixgas 6 zu einem Brennstoffluftgemisch vermengt.

[0020] Optional kann im Zentrum des Vormischbrenners eine Flüssigbrennstoffzerstäubungsrichtung 7 vorgesehen sein, die einen Mischbetrieb bzw. ein Umschalten von gasförmigem Brennstoff zu Flüssigbrennstoff erlaubt. Die Zufuhr von Flüssigbrennstoff erfolgt mit Hilfe einer an sich bekannten Zerstäubungsdüse, die eine sich kegelförmig ausbreitende Zerstäubungswolke innerhalb des Vormischbrenners erzeugt. Zum Schutz gegenüber der Premixaustrittsöffnungen 3 sowie zu Zwecken der Formstabilisierung wird die sich ausbreitende Flüssigbrennstoffwolke von einem Schutzluftmantel umgeben.

[0021] Zum Anfahren der Gasturbine, das heißt zum Zünden des Vormischbrenners wird nicht wie bei dem Stand der Technik üblich eine Pedotierung vorgenommen, sondern in dem Ausführungsbeispiel dargestellten zweistufigen Vormischbrennereinheit wird jeder Bereich der Brennerschale mit einer Premixgaszufuhr versorgt, der stromauf innerhalb des Vormischbrenners angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist dies der Bereich Stufe 1, der zum Anfahren sowie zum Betreiben des Vormischbrenners im niedrigen Lastbereich mit mehr als 60 % der gesamten Premixgaszuführung betrieben wird.

[0022] Aus Figur 2 geht ein Übersichtsdiagramm hervor, aus dem die prozentuale Verteilung der Premixgasaufteilung zwischen Bereich S1 und Bereich S2 zu entnehmen. Die schwarz eingetragenen Felder entsprechen dem Anteil der über den Bereich 1 austretenden Premixgas, die helleren Felder jeweils den Premixgasanteil, der über den Bereich S2 des Vormischbrenners in das Innere des Brenners gelangt. Wie vorstehend bereits erwähnt, fließt bei der Zündung (Egnition) der Löwenanteil (d. h. mehr als 90 %) der gesamten Premixgaszuführung über den Bereich 1 in das Innere des Vormischbrenners. Im unteren Lastbereich (Idle) nimmt der Anteil der über den Bereich 2 austretenden Premix-Gases leicht zu. Im Falle des Halblastzustandes werden beide Bereiche S1 und S2 zu etwa gleichen Teilen mit Premixgas versorgt. Im Volllastbetrieb tritt über den Bereich S2 etwas mehr Premixgas in das Innere des Vormischbrenners als über den Bereich 1. Die in Figur 2 dargestellte Premixgaszuteilung auf die Bereiche S1 und S2 erfolgt mittels einer Regeleinheit, die stufenweise bzw. kontinuierlich das Aufteilungsverhältnis der Premixgaszuteilung auf die Bereiche S1 und S2 vornehmen kann. Im einfachsten Fall sind dies gekoppelte Drosselventile, die jeweils in den einzelnen Zufuhrleitungen 4 und 5 vorgesehen sind.

[0023] Eine weitere Möglichkeit der kontrollierten Premixgaszuführung auf die getrennten Bereiche des Vormischbrenners ist aus der schematischen Darstellung gemäß Figur 3 zu entnehmen. Wieder handelt es sich im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 um einen kegelförmigen Vormischbrenner, der über zwei Bereiche S1 und S2 verfügt, über die getrennt Premixgas in das Innere des Vormischbrenners eintritt. In einer gemeinsamen Zufuhrleitung 8 über die Premixgas dem Vormischbrenner zugeführt wird, ist ein Hauptregelventil 9 vorgesehen. Über das Hauptregelventil 9 kann der direkte Zufluss von Premixgas zum Bereich S1 des Vormischbrenners geregelt werden. In der Zuleitung zwischen dem Hauptregelventil 9 und dem Austrittsbereich S1 des Vormischbrenners ist ein Kreuzungspunkt 10 vorgesehen, an dem ein Teil des Premix-Gases in einen Zuführast 11 abgeleitet wird. Im Zuleitungsast 11 ist eine weitere Regeleinheit in Form eines federkraftbeaufschlagten Überdruckventils 12 vorgesehen, das im Weiteren näher unter Bezugnahme auf Figur 4 beschrieben wird. Eine Beipassleitung 13, deren Strömungsquerschnitt klein genug oder in der ein entsprechende Drosselelement 14 vorgesehen ist, sorgt dafür, dass bei geschlossenem Regelventil 12 ein geringer Premixgasfluss zum Bereich S2 des Vormischbrenners zugeführt werden kann.

[0024] Das in Figur 3 dargestellte Zuführungssystem für Premixgas auf die beiden Bereiche S1 und S2 des Vormischbrenners weist nun folgende Funktionsweise auf. Nach Öffnen des Hauptregelventils 9 wird der Bereich S1 des Vormischbrenners mit Premixgas versorgt. Der Gasdruck innerhalb der den Bereich S1 mit Premixgas versorgenden Zuleitungen sowie auch in der Zuleitung 11 vermag das federkraftbeaufschlagte Überdruckventil noch nicht zu Öffnen. Nur ein geringer Anteil von Premixgas gelangt über die Beipassleitung 13 zum Bereich S2 des Vormischbrenners und tritt dort in das Innere des Vormischbrenners aus. Dies entspricht dem Zustand beim Anfahren der Gasturbine bzw. beim Zünden des Vormischbrenners. Nach der Anfahrphase steigt der in der Zuleitung 11 vorherrschende Premixgasdruck, der das federkraftbeaufschlagte Drosselventil 12 kontinuierlich zu Öffnen vermag, wodurch ein immer größer werdender Anteil des durch das Hauptregelventil 9 hindurchströmenden Premix-Gases durch das Überdruckventil 12 hindurch in den Bereich S2 strömt. Steigt der Zuleitungsgasdruck weiter an, so öffnet sich das Überdruckventil 12 vollständig, wodurch ein großer Anteil des Premix-Gases in den Bereich S2 des Vormischbrenners gelangen kann. Durch die Dimensionierung der Zuleitungen sowie das Einstellen des Anspruchsverhaltens des Überdruckventils 13 ist es möglich, das Verhalten des Vormischbrenners hinsichtlich Emission und Schwingungsverhalten zu optimieren. So ist es möglich, ohne die Notwendigkeit einer Pilotgaszuführung und unter Verwendung nur eines einzigen Regelventils, nämlich dem Überdruckventil 12 einen Vormischbrenner zum Betrieb einer Gasturbine über den gesamten Lastbereich zu realisieren.

[0025] Ein derartiges Überdruckventil ist als vorteilhafte Ausführungsform in Figur 4 dargestellt. Das Überdruckventil 12 weist einen konisch ausgebildeten Kolben 15 auf, der durch eine Feder 16 federkraftbeaufschlagt gasdicht einer Gegenkontur 17 aufliegt. Wird nun der Kolben 15 mittels Gasdruck (siehe hierzu Pfeil auf der linken Seite des Drosselventils) druckbeaufschlagt, so vermag der auf den Kolben 15 einwirkende Gasdruck die Feder 16 gegen einen Anschlag 18 zusammen zu drücken. Hierbei öffnet sich ein Spalte zwischen dem Kolben 15 und der Gegenkontur 17, wodurch Gas durch das Überdruckventil nach rechts hindurchtreten kann. Je nach Wahl der Federkraft des Federelementes 16 sowie der Dimensionierung der Kolbengröße ist die gasdruckabhängige Durchflussrate vom Premixgas durch das Überdruckventil 12 individuell einzustellen. Mit Hilfe geeigneter Dimensionierung des Überdruckventils 12 sowie der an der Premixgasversorgung beteiligten Zufuhrleitungen 11 und 14 ist es möglich, den Verbrennungsvorgang in an sich bekannter Weise zu optimieren. Auch mit dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, eine gezielte Premixgaszuteilung auf die Stufen S1 und S2 der Brennerschalen des Vormischbrenners gemäß der Diagrammdarstellung in Figur 2 zu erhalten.

[0026] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Brennstoffversorgung eines Vormischbrenners sind eine Reihe von Nachteilen verbunden: Durch die abgestufte Premixgaszuführung in den Vormischbrenner kann dieser im signifikant größeren Bereichsgrenzen eingesetzt werden als nur einstufig ausgelegte Vormischbrenner.

[0027] Mit Hilfe der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist lediglich eine einzige Premixgaszuleitung erforderlich.

[0028] Durch die Verwendung eines als Überdruckventil ausgebildeten Regeleinheit ist zum Betreiben des Vormischbrenners lediglich eine einzige Regeleinheit erforderlich.

[0029] Die Nachrüstung des erfindungsgemäßen Verfahrens an bereits bestehende Vormischbrennersysteme ist einfach durchführbar zumal die Verwendung von zwei und mehr getrennter Premixgaszuleitungssysteme nicht erforderlich ist.

[0030] Durch die gezielte Zufuhr eines Minimumanteils von Premixgas in den zweiten Bereich des Vormischbrenners über die Beipassleitung ist es nicht erforderlich diese Zufuhrleitung mit Erdgas zu reinigen. Versuche zeigten, dass das erfindungsgemäße System nur geringe Pulsationen im Anfahrverhalten hervorrufen. Mit der individuellen Premixgaszuteilung auf die unterschiedlichen Bereiche des Vormischbrenners ist es möglich, auch bei auftretenden Alterungserscheinungen entsprechend Optimierungen vorzunehmen.

[0031] Aufgrund des möglichen Verzichtes einer Pilotgaszuführung können jegliche Pulsationen, die beim Umschalten zwischen Pilotgas- zu Premixgaszufuhr auftreten, vermieden werden.

[0032] Die gesamte Vorrichtung ist konstruktiv einfach und kostengünstig herstellbar.

Bezugszeichenliste

[0033] 

1, 2

Brennerschalen

3

Premixgasaustrittsöffnungen

4, 5

Zuleitungen

6

Premixgas

7

Flüssigbrennstoffzerstäubungseinrichtung

8

Zufuhrleitung

9

Hauptregeleinheit

10

Kreuzungspunkt

11

Abzweigungsleitung

12

Überdruckventil

13

Bypassleitung

14

Drosselelement

15

Kolben

16

Feder

17

Gegenkontur

18

Anschlag

S1, S2

Bereiche 1, 2 für den gestuften Premixgasaustritt

Ansprüche

1. Verfahren zur Brennstoffversorgung eines Vormischbrenners zum Betrieb einer Gasturbine, wobei der Vormischbrenner wenigstens eine Brennerschale (1, 2), welche einen sich axial erstreckenden Vormischraum wenigstens teilweise begrenzt, und eine in den Vormischraum über die Brennerschale (1, 2) gerichtete Premixgaszuführung (3) aufweist,

- wobei das Premixgas (6) mit Verbrennungszuluft im Vormischraum vermischt wird und

- stromab, außerhalb des Vormischbrenners entzündet wird, und

- wobei die Premixgaszuführung getrennt über wenigstens zwei räumlich axial getrennte Bereiche (S1, S2) entlang der Brennerschale (1, 2) durchgeführt wird, mit einem Bereich (S1), der stromauf und wenigstens einem zweiten Bereich (S2), der stromab angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass
zum Anfahren der Gasturbine mehr als 60 % der gesamten Premixgaszuführung über den ersten Bereich (S1) erfolgt und dass für das weitere Hochfahren der Last der Gasturbine bis Vollast eine stufenweise oder kontinuierliche Umverteilung der Premixgaszuführung auf den zweiten Bereich (S2) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zuführung des Premixgases zum ersten (S1) und zweiten Bereich (S2) unabhängig voneinander erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
unter Vollastbedingungen wenigstens 50 % des dem Vormischbrenner zugeführten gesamten Premixgases über den zweiten Bereich (S2) bzw. den stromab liegenden Bereichen zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Vormischbrenner kegelförmig ausgebildet ist und wenigstens zwei Brennerschalen (1, 2) aufweist, die gegenseitig derart angeordnet sind, dass sie jeweils zwei Lufteintrittsschlitze eingrenzen, durch die die Verbrennungsluft in den kegelförmig sich erweiternden Vormischraum eintritt, dass der erste Bereich (S1) der Brennerschalen (1, 2), über den wenigstens ein Teil des Premixgases in den Vormischraum eingespeist wird, im Bereich des engsten Kegelquerschnittes angeordnet ist und sich in den, sich im Querschnitt erweiternden Bereich des Vormischbrenners erstreckt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die axial voneinander getrennten Bereiche (S1, S2) zur Premixgaszufuhr über getrennte Zuleitungen mit Premixgas versorgt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Premixgaszufuhr zu den einzelnen Bereichen (S1, S2) unabhängig voneinander erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Premixgaszufuhr zu den einzelnen Bereichen (S1, S2) mit einer einzigen Regeleinheit (12) durchgeführt wird.

Claims

1. Method for supplying fuel to a premixing burner for operating a gas turbine, the premixing burner having at least one burner shell (1, 2) which at least partially bounds an axially extending premixing space, and a premixing gas supply (3) directed into the premixing space via the burner shell (1, 2),

- the premixing gas (6) being mixed with combustion inlet air in the premixing space and

- being ignited downstream, external to the premixing burner, and

- the premixing gas supply being carried out separately by means of at least two spatially axially separated regions (S1, S2) along the burner shell (1, 2), having a region (S1), which is arranged upstream, and at least a second region (S2), which is arranged downstream,

characterized in that
more than 60% of the total premixing gas supply takes place via the first region (S1) in order to start the gas turbine, and in that a stepwise or continuous redistribution of the premixing gas supply to the second region (S2) takes place for the further run-up of the load on the gas turbine to full load.

2. Method according to Claim 1, characterized in that the supply of the premixing gas to the first region (S1) and the second region (S2) takes place mutually independently.

3. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that, under full-load conditions, at least 50% of the total premixing gas supplied to the premixing burner is supplied via the second region (S2) or the regions located downstream.

4. Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the premixing burner is conically configured and has at least two burner shells (1, 2), which are arranged relative to one another in such a way that they respectively bound two air inlet slots through which the combustion air enters the conically widening premixing burner space, in that the first region (S1) of the burner shells (1, 2), via which at least part of the premixing gas is fed into the premixing burner space, is arranged in the region of the narrowest conical cross section and extends into the premixing burner region which is widening in cross section.

5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the regions (S1, S2), which are axially separated from one another, for the supply of premixing gas are supplied with premixing gas via separate supply lines.

6. Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the premixing gas supply to the individual regions (S1, S2) takes place mutually independently.

7. Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the premixing gas supply to the individual regions (S1, S2) is carried out by means of a single control unit (12).

Revendications

1. Procédé pour l'alimentation en combustible d'un brûleur à prémélange pour le fonctionnement d'une turbine à gaz, dans lequel le brûleur à prémélange présente au moins une coque de brûleur (1, 2) qui limite au moins en partie un espace de prémélange s'étendant axialement, et une alimentation en gaz de prémélange (3) orientée dans l'espace de prémélange par la coque de brûleur (1, 2),

- le gaz de prémélange (6) étant mélangé dans l'espace de prémélange à de l'air comburant, et

- étant allumé en aval, en dehors du brûleur à prémélange, et

- l'alimentation en gaz de prémélange étant réalisée de manière séparée par le biais d'au moins deux régions (S1, S2) séparées physiquement axialement le long de la coque de brûleur (1, 2), avec une région (S1) qui est disposée en amont et au moins une deuxième région (S2) qui est disposée en aval,

caractérisé en ce que
pour le démarrage de la turbine à gaz, plus de 60% de la totalité de l'alimentation en gaz de prémélange est effectuée par le biais de la première région (S1) et en ce que pour le fonctionnement à plus haut régime subséquent de la charge de la turbine à gaz jusqu'à la pleine charge, une répartition étagée ou continue de l'alimentation en gaz de prémélange a lieu dans la deuxième région (S2).

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'alimentation en gaz de prémélange à la première (S1) et à la deuxième (S2) région s'effectue indépendamment.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
dans des conditions de pleine charge, au moins 50% du gaz de prémélange total acheminé au brûleur à prémélange sont acheminés par le biais de la deuxième région (S2) ou par les régions situées en aval.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
le brûleur à prémélange a une forme conique et présente au moins deux coques de brûleur (1, 2) qui sont disposées l'une par rapport à l'autre de telle sorte qu'elles délimitent à chaque fois deux fentes d'entrée d'air à travers lesquelles l'air comburant entre dans l'espace de prémélange s'élargissant sous forme conique, en ce que la première région (S1) des coques de brûleur (1, 2) est injectée par le biais de l'au moins une partie du gaz de prémélange dans l'espace de prémélange, est disposée dans la région de la section transversale du cône la plus étroite et s'étend dans la région du brûleur à prémélange s'élargissant en section transversale.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
les régions (S1, S2) séparées axialement l'une de l'autre sont alimentées en gaz de prémélange par le biais de conduites d'alimentation séparées pour l'alimentation en gaz de prémélange.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
l'alimentation en gaz de prémélange s'effectue indépendamment pour les régions individuelles (S1, S2).

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
l'alimentation en gaz de prémélange s'effectue avec une unité de réglage unique (12) pour les régions individuelles (S1, S2).

Zeichnung