专利名称：燃气轮机燃烧室的稳定器和装有稳定器的燃气轮机的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃气轮机燃烧室稳定器和装备有稳定器的燃气轮机燃烧室。特别涉及能够扩宽燃气轮机燃烧室的操作范围以保证稳定燃烧和减少由高温燃气引起的损害的稳定器和装备有这种稳定器的燃气轮机燃烧室。
另外，本发明涉及一种检测其中进行预混燃烧的各燃烧室的燃烧条件的方法，以及涉及一个执行该方法的系统和一个燃烧室设备的控制器。
为了在燃气轮机燃烧室中时行稳定燃烧，保持火焰，即稳定火焰是很重要的。使用稳定器对保证这种操作是非常有效的。已公开了一些类型的这种稳定器，例如，日本专利申请公开No.115624/1982涉及一种V字形的稳定器(V形槽)，它具有用于使在V形槽的下游侧产生的尾流充分混合的小翼，日本专利申请公开No.210721/1989涉及一种连接具有简化的V形的槽形横截面的稳定器的方法，而美国专利No.3736746涉及放置稳定器的位置。
燃气轮机需在相应于一大的负载变化的宽的输出范围内操作。对于发电厂型的燃气轮机，它必须经受长时间连续运转。因而，燃气轮机燃烧室稳定器必须具有在操作条件范围内保持稳定的燃烧条件和防止由于热而变形和破裂的性能。具体地说，稳定器必须即使当由于负载变化等而使操作条件变化时，也能够防止不稳定燃烧，例如意外着火，逆燃，燃烧摆动等的发生，此外，由于稳定器一方面暴露于高温燃烧气体中，另一方面暴露于流入燃烧室中的空气和燃料气体中，稳定器的最高温度必须控制在对于每种零件材料都能接受的范围内，同时其结构亦必须能够抑制在其局部位置上产生的超高温应力。然而，常规的燃气轮机燃烧室稳定器还不能满足这些要求。
此外，控制燃烧室中的燃烧条件以降低废气NOx和使燃烧室出口处的燃烧气体温度均匀以防止燃气轮机叶片过载是非常重要的。燃烧室燃烧条件控制技术公开于，例如，日本专利申请公开No.218535/1985，No.135942/1986，No.49136/1986，和No.29626/1989中。这种技术大致分为两种，一种根据在燃烧室出口处探测的燃烧气体温度控制喷出的燃料量，另一种根据在燃烧室出口处测得的NOx浓度控制喷出的燃料量。
除上述技术外，还公开了一种技术，它使用从拍下的形成于主燃烧室中的火焰图象的图象加工技术控制喷出的燃料量等等。
本发明的第一个目的是提供一种满足上述两个要求的燃气轮机燃烧室稳定器，即，提供一种燃气轮机燃烧室稳定器，它能够提高燃烧稳定性，并防止各种部件材料温度的过分升高。
本发明的第二个目的是提供一种装备有具有改善的燃烧稳定性和寿命的燃气轮机燃烧室的燃气轮机发动机，燃气轮机发电厂，或利用工业废热系统。
本发明的再一个目的是提供一种精确地检测燃烧条件的方法，一种执行该方法的系统，和一个根据由上述方法测得的燃烧条件控制燃烧室设备的控制器。
近年来，燃气轮机燃烧室有采用预混燃烧的趋势，因为预混燃烧可减少废气NOx的量。预混燃烧在减少废气NOx方面比扩散燃烧好，但在燃烧稳定性方面不如扩散燃烧。这就是为什么各用于预混燃烧的燃烧室均在预混燃烧器中设有稳定器，或设计使在燃烧室中形成涡流以稳定预混燃烧火焰。
基本上可以说现有技术中在燃烧器出口测得的燃烧气体温度和NOx浓度和燃烧条件之间有某种关系，然而，如果在预混燃烧室中设置稳定器或在燃烧室中形成涡流，则燃烧室出口处的燃烧气体温度或NOx浓度并不总是能够精确地指示出在上游侧的燃烧条件，此外，供入燃烧室中用于冷却燃烧室材料和稀释燃烧气体的空气等等成为这些在燃烧室出口处的燃烧气体和NOx浓度的非精确指示的一个因素。为避免这个问题，直接用温度计测量火焰自身的温度被认为是一个有效的方法。然而，至今还没有一种能够测量火焰的非常高的温度的温度计。即使有这种温度计，用温度计测量火焰的温度也是不利的，因为温度计自身将干扰火焰，在这种不稳定的火焰中不可能精确地测量火焰温度。
如果用火焰图象来判断燃烧条件，则不会发生上述问题，这是因为直接观测目标火焰。尽管这样，要精确地对火焰聚焦是困难的，因为火焰在空间中扩展和跳动。根据不同的观测方向，火焰相互重叠，在许多情况下不可能只摄取目标火焰的图象。
换句话说，现有技术不能精确地检测燃烧条件。
通常，稳定器通过使形成于稳定器尾部的燃烧气体环流而稳定火焰。燃料和空气在与燃烧气体混合的过程中而进行燃烧。由于例如偶然着火、逆燃，燃料摆动等等的不稳定燃烧是由燃烧器结构和操作条件引起的，因而普遍地改善燃烧条件是困难的。
通过仔细研究燃气轮机燃烧室的燃烧过程，本申请的发明人业已发现通过调节混合过程在围绕稳定器的地方起动一个稳定燃烧反应对完成本发明是很重要的。
在本发明中，在稳定器的除燃烧气体加热表面之外的表面上设置助扰器作为调节混合过程的一种方法。
此外，在本发明中，在稳定器的除燃烧气体加热表面之外的表面上设置了许多助扰器，从而最接近加热表面的助扰器和加热表面之间的距离设为至少助扰器的高度的4倍。
最好，用于本发明的稳定器包括一稳定器部分和一支承部分。稳定器部分和支承部分应为一个整体，同时两者之间的角度在120°至160°之间。助扰器的高度为0.1mm至1mm。
当将一个装有本发明的稳定器的燃气轮机燃烧室用于一燃气轮机发电机，一燃气轮机发电厂或一工业废热利用系统时，将实现本发明的第二个目的。
当在稳定器的除燃烧气体接触表面之外的表面上设置助扰器时，由在各个这些助扰器之后流动的空气和燃料形成小的旋涡。这将打破各温度边界层，其结果提高了热传导系数并加速了从相对高温的稳定器到在稳定器周围流动的空气和燃料的热传导。通常，空气和燃料流的温度为200至400℃，而稳定器的温度为500至800℃。当它们之间的热传导加速时，空气和燃料的温度上升，使其易于在混合过程中启动燃烧，在混合过程中空气和燃料流的温度较高。因而可使燃烧更加稳定。此外，加速热传导亦对降低稳定器自身的温度有效。
通常，由助扰器形成的涡流的长度约为助扰器高度的4倍。当该涡流到达加热表面时，火焰很可能逆燃至稳定器加热表面的上游侧，使最靠近加热表面的助扰器和加热表面之间的距离大于助扰器高度的4倍可减少这种可能。
燃气轮机燃烧室中的负载变化能极大地干扰空气和燃料流。在这样一种被干扰的空气流中，助扰器对于热传导不是很有效。然而，即使在这种被干扰的空气流中，如果在稳定器的包括具有一燃烧气体加热表面的稳定器部分和设置于稳定器部分下流的支承部分的表面上设置助扰器，还是能提高热传导。换句话说，稳定器的支承部分应设置于稳定器部分的上游，从而由支承部分来减弱空气流的干扰。因而，不会过大地干扰从设置于稳定器表面上的助扰器来的热传导。如果稳定器部分和支承部分结合一整体，则从高温火焰稳定器部分向相对较低的支承部分的热传导将更平稳。
如果稳定器部分和支承部分结合为一体且它们之间的角度设定为在120°到160°之间，则能使从稳定器到空气和燃料流的热传导更加完善。换句话说，如果稳定器部分与主空气和燃料流之间的角度设定为120°或更小，则靠近稳定器部分表面的空气流速相对较小而干扰热传导。如果上述角度为160°或更大，则热传导的热阻力增加，从而阻碍了从稳定器表面来的热传导。然而，如果稳定器部分和支承部分之间的角度如本发明所述为120°至160°，则在稳定器部分和支承部分的热传导均可得到很好的平衡。这将使稳定器和空气和燃料气体之间的热传导达到最佳。
助扰器用于通过在形成于其后的流体中产生涡流和非常小的漂流而加速热传导。如果助扰器的高度设定为1mm或更大，则大规模产生涡流和漂流，减弱助扰器的效果。此外，如果助扰器的高度设定为0.1mm或更小，将不会产生有效的扰动。因而，助扰器的高度应如本发明所述为0.1mm至1mm，以将助扰器的热传导性能保持在高水平。
当在燃气轮机燃烧室中设置稳定器时，能够提高燃气轮机发动机，燃气轮机发电厂，或利用工业废热系统的可靠性和寿命。
根据本发明的，能够加速从燃气轮机燃烧室稳定器至围绕该稳定器的燃料和空气流的热传导以增加空气和燃料流的温度，以及降低稳定器的温度。其结果，可提高燃烧稳定性，并保护稳定器的温度不会在其局部过分升高。
通过配备装备有本发明的稳定器的燃气轮机燃烧室能够提供燃烧稳定性提高且寿命增加的燃气轮机发动机，燃气轮机发电厂或利用工业废热系统。
下面是实现本发明目的的燃烧条件检测方法。
燃烧室的检测燃烧条件的方法的特征在于首先检测稳定器温度和预混气体燃烧条件之间的关系，然后测量稳定器的温度，并根据已测得的稳定器温度和上述关系检测燃烧条件，上述燃烧室具有预混燃烧器以喷出混合好的燃料和空气的预混气体，和一个稳定器，用于在其下游侧形成一个由燃烧预混气体产生的燃烧气体的循环流，以稳定由燃烧预混气体形成的火焰。
具体地说，上述与燃烧条件检测方法有关的关系被认为是一种根据稳定器的温度是否在预置的稳定器温度范围内而指示燃烧条件是正常或异常的关系，或者是一种指示稳定器温度和预混气体的空气-燃料比之间的关系的关系，或者是一种稳定器温度和燃烧气体中NOx浓度之间的关系，等等。
达到上述目的的燃烧条件检测系统(该系统用于具有一个喷出预混的燃料和空气气体的预混燃烧器，和一个稳定器的燃烧室，稳定器在其下游侧形成一个由燃烧预混气体产生的燃烧气体的环流以稳定由燃烧预混气体形成的火焰)的特征在于具有一个用于测量稳定器的温度的装置和一个用于根据由稳定器温度测量装置测得的温度和稳定器的预置温度和预混气体的燃烧条件之间的关系来检测燃烧条件的装置。
这里提及的燃烧条件检测系统应最好具有一个用于显示由燃烧条件检测装置测得的燃烧条件的装置。
用于实现本发明的燃烧室设备控制器具有上述燃烧条件检测系统和一个用于计算由流量调节阀调节的流体(所述燃料或所述空气)的流速的流速操纵装置，该装置用于根据燃烧条件检测系统中的燃烧条件检测装置所测得的燃烧条件控制供给预混燃烧器的空气和燃料中的至少一种，并将结果输出至流量调节阀。
如前面对现有技术的描述部分中所述，可根据燃烧室出口的燃烧气体温度对燃烧条件进行某种程序的估算。然而，燃烧室出口处的燃烧气体在气体由预混燃烧之后到达出口的过程中受许多因素的影响。这就是为什么出口处的燃烧气体温度并不总是能精确地指示出燃烧条件。与此相反，如果能直接测量预混燃烧火焰温度，则能精确地指示出燃烧条件，然而，由于没有温度计能测量如此高的火焰温度，到目前为止在还设能提供一种根据预混燃烧火焰自身检测燃烧条件的装置。
为解决这个问题，本发明根据用于稳定预混燃烧火焰的稳定器的温度检测燃烧条件。稳定器通过在其下游测形成产生于预混燃烧的燃烧气体的环流而稳定燃烧火焰，保持下游侧温度较高并在该处点燃预混气体。因而，稳定器暴露于由预混燃烧产生的燃烧气体中，因而可精确地指示出预混燃烧火焰温度，并可从稳定器温度精确地得知燃烧条件。此外，由于稳定器温度明显低于预混燃烧火焰温度，实际上可用一个温度计来测量该温度。
本申请的发明人已发现该稳定器温度和空气-燃料比之间存在某种关系，这种关系是燃烧条件的标志之一。借助于这种关系，可精确地得知预混气体的空气-燃料比，以控制预混气体的空气-燃料比。
稳定器通过在其下游侧形成预混燃烧气体环流而稳定预混燃烧火焰，因而稳定器暴露于由预混燃烧产生的燃烧气体中。因此本发明可在燃烧气体产生后立即测量燃烧气体的温度。这就是为什么本发明可以精确地知道燃烧条件。
图1为本发明第一实施例的燃气轮机燃烧室的横截面图;
图2为本发明一实施例中的稳定器的透视图;
图3(a)至3(d)各为助扰器的横截面的一种形式的截面视图;
图4(a)至4(e)各为助扰器的一种布置形式;
图5为示出稳定器的热传导特性的示意图;
图6为本发明的一个实施例中的稳定器的横截面图;
图7为本发明的第二实施例中的稳定器的透视图;
图8为说明图7所示的稳定器与预混腔室的位置关系的示意图;
图9为安装有第三种实施例中的稳定器的预混腔室的横截面图;
图10为利用废热发电系统的方框图;
图11为解释本发明第四实施例中的稳定器的示意图和稳定器的结构;
图12为本发明的第四实施例中的燃气轮机设备的系统示意图;
图13为本发明第四实施例中的控制器的功能方框图;
图14为沿图11中Ⅳ-Ⅳ线的截面图;
图15为沿图11中Ⅴ-Ⅴ线的截面图;
图16为本发明第四实施例中的稳定器的透视图;
图17为本发明第五实施例中的控制器的功能方框图;
图18为本发明第六实施例中的燃烧室的截面图和燃烧室的结构;
图19为本发明第六实施例中的控制器的功能方框图;
图20为本发明第七实施例中的燃烧室的截面图和燃烧室的结构;
图21为在本发明的第一实施例中的预混燃烧器和稳定器的横截面图;
图22为在本发明的每一个不同的实施例中的预混燃烧器和稳定器的横截面图;
实施例1
图1示出本发明的一个实施例，在图1所示的装备有稳定器的燃气轮机燃烧室的横截面图中，稳定器11为环形。燃烧在两个燃烧腔室1和10中进行，在燃烧室1中，燃料和空气进行扩散燃烧。在燃烧室10中，燃料和空气在燃烧前在一预混腔室2中混合，然后燃烧以产生预混燃烧。压气机(该图中未示出)中的空气经压缩按照要求分布并分别从空气入口4和8送入燃烧室1和预混腔2中。空气还用来冷却燃烧室壁，但此处省略对此目的的解释。燃料分别从燃料管3送入燃烧室1和从燃料管6通过燃料喷嘴7送入预混腔2中。稳定器11由支承件16固定在预混腔2的出口处。
图2示出图1中所示的环形稳定器11的一部分。稳定器11包括一火焰稳定器(稳定器部分)14和一与稳定器部分相连的支承部分15，火焰稳定器具有一燃烧气体加热表面13(该表面为一与燃烧气体接触的吸热表面)。助扰器12安装在稳定器11的除加热表面13以外的表面上。在该实施例中，稳定器11如图1所示用板状支承件16安装在预混腔室2的出口的中心。稳定器也可用其它方法安装。
图3(a)至3(d)各示出助扰器12的横截面的一个例子，图3(a)示出矩形横截面，图3(b)示出梯形横截面，图3(c)示出三角形横截面，而图3(d)示出半圆形横截面。用任何一种横截面形式的助扰器;本发明的效果几乎相同。每个助扰器具有一些如图所示的肋以扰动空气流。
图3(a)还示出由围绕助扰器12流动的空气和燃料形成的流线20的典型例子。在助机器12的下游形成一涡流区21。当助扰器设置在一个燃气轮机燃烧室的稳定器的表面上时，应特别注意这种涡流区21的大小。换句话说，如果涡流区21靠近图2中的加热表面13，则通常只形成于加热表面13下游的火焰由于由负载的变化引起的空气流的改变而向上逆燃至助扰器12。其结果，将损坏燃烧室。本申请的发明人业已发现，如果根据形成于助扰器12的下游的涡流21的大小及根据燃气轮机燃烧室的操作范围而设定的空气和燃料流速，使最靠近加热表面13的助扰器12和加热表面13本身之间的距离为大于助扰器的高度H的4倍，则可避免这种逆燃问题，助扰器的间距可为高度H的5至10倍，例如10倍。如果高度H为1mm或更小，则比其为1mm或更大时热传导的效果要好，然而，如果高度H为0.1mm或更小，则助扰器将不起任何作用。
图4(a)至4(e)分别示出在稳定器11的表面上设置助扰器12的例子。在图4(a)中，垂直于空气流设置有矩形助扰器，这种设置适于用机加工制造稳定器11。对于用锻造方法制造的稳定器，助扰器12可如图4(b)中所示倾斜于空气流，如图4(c)所示为锯齿形，如图4(d)所示沿稳定器11的圆周方向分开设置，或沿稳定器11的圆周方向分开设置并与空气流成一角度。这样，通过使助机器12与空气流成一角度设置并以小距离分开，可改善作为本发明一个目的的从稳定器11向空气和燃料流的热传导。
如图3(a)至3(d)和图4(a)至4(e)所示的助扰器12的横截面形状和设置可根据热传导和制造的容易度两方面的平衡而自由地确定，并不限于本发明的实施例中所示的那些形状和设置。
如上所述，图2中的稳定器11包括一带燃烧气体加热表面13的稳定器部分14和支承部分15。支承部分15平行于空气和燃料流的主流或与空气和燃料流成-30°或更小的角度，并具有足够的长度。通常空气和燃料流被较大地扰动，但在这种情况下，很难通过助机器12有效地加速热传导。在该实施例中，空气流在沿稳定器11的支承部分15流动时经整流而到达稳定器部分14。助扰器12安置于支承部分15和稳定器部分14上。然而，由于稳定器部分14上的温度比支承部分上的高，如果该段上的助扰器12有效地工作，则将更有效地加速热传导。用作整流器的支承部分15可与稳定器部分14分离或紧挨着设置或相互接触。然而，如图1、2中所示，最好支承部分15和稳定器部分14结合成一体，在这种情况下，可更有效地从包括高温加热表面13的稳定器部分14向支承部分15传导热量，并且支承部分15止的热量也可更有效地传给空气和燃料流。
通过实验已知稳定器11的加热表面13和稳定器部分14的暴露于燃料和空气流的表面之间的角度φ为20°-70°之间，以稳定燃气轮机燃烧室中的燃烧。图5示出稳定器部分14和支承部分15之间的夹角θ与稳定器部分14上的最高温度之间的关系。在横截面如图2所示的稳定器11中，夹角φ设为45℃。从稳定器11到燃料和空气流的热传导效率由它们之间的热传导和稳定器11中的导热率确定。图5还示出如果θ角在120至160°之间，热传导和导热率得到很好平衡，并且传导的热值最大。如图5所示的角θ和稳定器部分中的最高温度之间的关系即使当角φ为一不等于45°的20°-70°之内的角度时亦能得到满足。
稳定器也可具有如图6所示的结构以使角θ可设置于120°至160°之间。换句话说，靠近稳定器部分14的支承部分15的角度使其朝向稳定器部分14扩宽并与之相连。
根据本实施例，助扰器可确保热量从稳定器传导给空气和燃料流。
实施例2图7和8示出本发明的另一个实施例。该实施例中的稳定器11不是用于图1中所示的环形预混腔室，而是用于柱形预混腔室。总的来说，稳定器的形状如图7所示象一个销子。它包括一具有一加热表面13的稳定器部分14和一个支承部分15。助扰器12设置于稳定器11的稳定器部分14和支承部分15的表面上。和实施例1一样，助扰器12可具有如图3(a)至3(d)的各种横截面形状，并可如图4(a)至4(e)自由地布置在稳定器表面上。和实施例1一样，最靠近加热表面13的助扰器12和加热表面13之间的距离应大于助扰器高度H的4倍，从而使火焰不会逆燃至助扰器12，也不会由于由负载等变化引起的流体变化而损坏燃烧室，并且，助扰器12的高度H应为0.1mm至1mm。
而且，在本实施例中，须使稳定器11的加热表面13和稳定器部分14的暴露于燃料和气体流中的表面之间的角度φ为20°至70°，具有该角度φ，则稳定器部分14和支承部分15之间的夹角θ和稳定器中的最高温度之间的关系如图5所示得到满足。因而，稳定器部分14和支承部分15之间的夹角θ最好为120°至160°。和实施例1一样，稳定器的横截面可具有如图6所示的结构。换句话说，靠近稳定器14的支承部分15可成一定角度，以使其朝向稳定器部分扩宽并与之相连。
图8示出相对于预混腔室2而设置的稳定器11。预混腔室2以圆环形布置并相互相隔一定距离。每个稳定器11可如图2所示由支承板固定，或用任何其它方式固定，图8中的中心圆为一控制燃烧室。在该实施例中，实施例1中所提到的助扰器可有效地保证热传导的进行，以提高燃烧稳定性，并防止稳定器局部温度过高。根据本实施例，助扰器可设置用于具有许多预混腔室的燃气轮机燃烧室的稳定器。
实施例3图9示出本发明的另一(第3)实施例中的稳定器的横截面。本实施例中的稳定器11设置于预混腔室2的内圆周上。预混腔室可如图1所示为环形，或如图8所示为圆柱形。当然，稳定器的形式根据预混腔室的类型而改变。对于如图1所示的环形预混腔室，该实施例中的稳定器包括两个环形件，一个设置于内壁的内圆周，另一个设置于内壁的外圆周。对于如图8所示的圆柱形预混腔室，本实施例中的稳定器包括一个环形件。
总之，本实施例中的稳定器11只包括稳定器部分14，而省略支承部分。本实施例中的燃料和空气流在稳定器部分14的收敛段得到整流，从而设置于稳定器上的助扰器12能确保有效地传导热量。
和前述实施例一样，设置于稳定器11的表面上的助扰器12可具有如图3(a)至3(d)所示的任何横截面形式，并可如图4(a)至4(e)所示自由地设置。和前述实施例一样，最靠近吸热表面13的助扰器12与吸热表面13之间的距离也应大于助扰器12高度H的4倍，并且助扰器12的高度H应为0.1mm至1mm，从而使火焰不会逆燃至助扰器12，不会由于由负载荷变化等所引起的流体变化而损坏燃烧室。
如果在该实施例中预混腔室2的内壁和稳定器的表面之间的夹角设为θ，则θ角和稳定器上的最高温度之间的关系将如图5所示。因而，稳定器部分14的表面和预混腔室14的内壁表面之间的角度应最好为120°至160°。稳定器的锥角也可在中间位置改变以保证角度θ在120°至160°之内。在这种情况下，角θ不是预混腔室的内壁表面和稳定器之间的夹角，而是形成稳定器表面的两个相交的曲面之间的角度。
在本实施例中，助扰器能确保热传导以提高燃烧的稳定性，并防止稳定器局部温度过高。此外，根据本实施例，可确保稳定器固定在预混腔室中，从而可减少稳定器的热变形。
如果本发明的装备有稳定定器的燃气轮机燃烧室以一种公知的方式与由产生于燃气轮机燃烧室中的燃烧气体驱动的燃气轮机和一与燃气轮机转动轴相连的压气机等结合，则可提供一种可靠性和使用寿命均得到显著提高的燃气轮机。
如果本发明的装备有稳定器的燃气轮机燃烧室与由产生于燃气轮机燃烧室中的燃烧气体驱动的燃气轮机和用于通过驱动燃气轮机等产生电能的发电机相结合，则可提供一种可靠性和使用寿命均得到显著提高的燃气轮机动力装置。
如图10所示，如果本发明的装备有稳定器的燃气轮机燃烧室与由产生于燃气轮机燃烧室中的燃烧气体驱动的燃气轮机，用于通过驱动燃气轮机产生电能的发电机，和一个用于通过从燃气轮机排出的燃烧气体的热量产生蒸汽的废热回收锅炉相结合，则可提供一种可靠性和使用寿命均得到显著提高的利用工业废热发电的系统。
如图10所示的利用工业废热发电系统有一燃气轮机发电机30，它包括一压气机31，燃气轮机燃烧室40、41和42，一燃气轮机33和一发电机34，一主锅炉50，一用于向燃气轮机燃烧室和主锅炉供燃料36的燃料供料器35，一废热利用锅炉60，和一涡轮冷却器70。
燃气轮机燃烧室40、41和42中产生的燃烧气体被送入燃气轮机33以驱动燃气轮机并产生电力，然后被送入废气利用锅炉60以产生蒸汽。蒸汽用于在夏天驱动涡轮冷却器70，而在冬天用于加热。当这种蒸气不足时，产生于主锅炉50中的蒸汽用于相同的目的。
实施例4下面，对本发明的其它各种实施例进行描述。
首先，通过图11至图16说明本发明的第四实施例。
如图12所示，本发明中的燃气轮机设备装备有一压气机150，使用在压气机150中经压缩的空气的多个燃烧室110，由从燃烧室110中排出的燃烧气体驱动的燃气轮机160，一由燃气轮机160驱动的发电机165，和一用于控制这些装置的控制装置100。
如图11所示，各燃烧室110包括一圆柱形燃烧室壳体111，一形成一初级燃烧腔112的初级燃烧筒113，一形成一个二级燃烧腔121并位于初级燃烧筒113下游的二级燃烧筒122，一用于将燃料喷入初级燃烧腔112中的扩散、燃烧器114，一用于将燃料喷入二级燃烧腔121中的预混燃烧器123，一用于稳定由预混气体燃烧形成的预混燃烧火焰129的稳定器130。
扩散燃烧器114设置于圆柱形燃烧室壳体111的中心轴线上。初级燃烧筒113也位于圆柱形燃烧室壳体111的中心轴线上，并位于混合燃烧器114的下游侧，多个预混燃烧器123如图14和15所示以环形方式围绕初级燃烧筒113而设置。如图11所示，预混燃烧器123具有一燃料喷嘴128和一形成用于混合燃料和空气的预混腔室24的预混腔单元125。预混腔单元125具有一位于单元125上游端的用于将空气吸入壳体111的空气入口126。在单元125的下游设有一用于喷出预混气体的喷出口127。燃料喷嘴128设置于预混腔室124的上游。
如图11和16所示，稳定器130包括一其截面几乎为一等腰三角形的稳定器部分131，和一用于支承稳定器部分131的支承部分132。稳定器部分131(其顶面朝向上游侧，而其底面朝向下游侧)由支承部分132在其底部支承，从而使底部位于预混燃烧器123的喷出口127的下游。如图15所示，稳定器部分131在其相应于环形设置的多个预混燃烧器123的上游和上游侧的两端为伸出的环形，因而从预混燃烧器123中喷出的预混气体可被分成内周缘和外周缘。稳定器130由在预混燃烧器123中沿径向设置的多个支承板133固定。在稳定器130中嵌有多个热电偶135，如图16所示，它们用于测量稳定器部分131的底部(靠近加热表面)的温度。稳定器中用于嵌设热电偶135的孔中填满银钎料或镍钎料134。用于燃气轮机160的多个燃烧室110通常形成为相同的形状。因而，最好每个燃烧室的温度计(热电偶)135应位于相同的位置以便与稳定器的温度相互对应。如图11所示，这些热电偶135通过信号线与设置于壳体外侧的传感器136相连。信号通过该传感器136而输入控制器100。
如图12所示，在压气机150和每个燃烧室110之间设置压缩空气导管151。该导管151用于从压气机150向各燃烧室110输送压缩空气。该压缩空气导管151上设有一个用于测量压缩空气温度的温度计153，一用于测量空气压力的压力计154和一个用于测量空气流量的流量计152，空气流量计152可为一热线质量流量计，一皮托管流量计，一孔板流量计，或其它类型的流量计。将来自温度计153，压力计154和空气流量计152的信号输入控制器100。
如图12所示，用于向各燃烧室110输送燃料的燃料管包括一主混合燃料管171，多根分混合燃料管174，这些从主混合燃料管171分支出来的分燃料管用于向燃烧室110的混合燃烧器114供给燃料，一主预混燃料管181，多根从主预混燃料管181分支出来的用于向每个燃烧室110分配预混燃料的分预混燃料管184，以及多个从分预混燃料管184分支出来的用于向一个燃烧室110中的各预混燃烧器123分配预混燃料的预混燃烧器燃料管。然而，在图11至13中，省略了预混燃烧器燃料管。向每个燃料管分配的燃料相同。在本实施例中，燃料为气体。在主混合燃料管171，分混合燃料管174，主预混燃料管181和分预混燃料管184上分别设有燃料流量计173、176、183和186，以及燃料调节阀172、175、182和185。各燃料调节阀172、175、182和185的开度由来自控制器100的信号控制，从而可控制各根管中的流量。
如图13所示，控制器110包括多个燃烧异常判断单元1101，用于根据在稳定器的各测量点由设在燃烧室110中的热电偶135测得的温度来判断燃烧是正常或异常;平均温度计算单元1102，用于根据由多个设置于燃烧腔室中热电偶135在测量点测得的温度计算稳定器中温度的平均值;一个空气-燃料比计算单元1104，用于计算平均空气-燃料比和各燃烧室110的空气-燃料比之间的差值的平均值;分预混燃料量计算单元1107，用于根据各燃烧室110的空气-燃料比偏差值计算供给分预混燃料管184的燃料量，并将其结果输出至一分预混燃料调节阀185;主预混燃料量计算单元1108，用于根据外部负载信号计算供给主预混燃料管181的燃料量，并将结果输出至主预混燃料调节阀182;一废气NOx浓度计算单元1105，用于从平均空气-燃料比计算废气NOx浓度;以及一显示单元1109，用于显示燃烧异常判断结果，各燃烧室110的空气-燃料比，平均空气-燃料比及废气NOx浓度等。除了上述装置之外，控制器100还装备有一扩散燃料量计算单元等，用于计算由调节阀172、175控制的所述扩散燃料的量。
上面就是控制器100的控制器软件结构。实际上，在该实施例中，控制器100构成一台计算机。显示器1109由显示单元构成，而其它用于其它功能的部件或单元由储存数据和程序的ROM和RAM构成，并用一CPU来处理和执行这些数据和程序。
下面，对本实施例的操作进行说明。
用于燃烧的空气在压气机150中被压缩，然后通过压缩空气导管151输送到各燃烧室110。一部分空气被直接送入初级燃烧腔室112，其余空气中部分被送入预混燃烧器123的预混腔124中。此外，还有一部分空气用于冷却初级燃烧筒113和二级燃烧筒122(图中未示出)。另一方面，通过主预混燃料管181、设置用于各燃烧室110的各分预混燃料管184和设置用于各预混燃烧器123的各预混燃烧器管将用于预混燃烧的燃料送入预混燃烧器123的燃料喷嘴128。用于扩散燃烧的燃料通过主扩散燃料管171和设置用于各燃烧室110的分扩散燃料管174输送至扩散燃烧器114。
送入初级燃烧腔112中的空气和燃料在该腔中扩散和燃烧。由这种扩散燃烧产生的高温燃烧气体进入初级燃烧腔112并用于稳定形成于该腔中的预混燃烧火焰129。
从预混燃烧器123的燃料喷嘴128喷出的燃料与送至喷嘴128的空气混合。然后，将燃料从预混燃烧器123的喷口127喷出而进入二级燃烧腔121，由这种燃烧产生的燃烧气体被循环入稳定器130的下游侧，引起稳定器130下游侧温度升高。从而在稳定器130的下游侧形成稳定的预混燃烧火焰129。
各燃烧室中产生的燃烧气体被送入燃气轮机160以驱动该燃气轮机。然后，该燃气轮机驱动发电机165。
由热电偶135测得的稳定器130的温度由传送器136输出至控制器100。该温度信号用于控制预混燃料。
下面将对如何根据稳定器130的温度控制预混燃料进行说明。
各燃烧室110中的燃烧条件通常由空气-燃料比表示。本申请的发明人业已发现该空气-燃料比和稳定器130的温度之间的关系可粗略地向下面的方程式表示。换句话说，由于可从稳定器130的温度计算出空气-燃料比，因而可从稳定器130的温度得知燃烧条件。
Tf＝TO+K1·Ta-K2·In(λ)…(方程式1)其中Tf稳定器温度(℃)，TO常量(℃)，Ta进入燃烧室110中的空气的温度(℃)，K1常量(-)，K2常量(℃)，λ空气-燃料比(-)。
常量根据操作条件和燃烧室110的结构不同而不同。因而，很难得出具体的温度Tf和相对于温度Tf的空气-燃料比λ。然而，下面为一个例子如果空气-燃料比λ(λ＝17.4)为理论空气-燃料比，在该例中燃料为甲烷，在29.6至33.1的范围内，则稳定器温度Tf将降低约30℃。
空气-燃料比λ和废气NOx浓度之间的关系可粗略地用下面的方程式表示NOx＝K3-K4·In(λ)…(方程式2)其中，NOx废气NOx浓度(ppm)，K3常量(ppm)，K4常量(ppm)，方程式2指出NOx浓度和空气-燃料比之间的关系。当将该方程式与方程式1结合，自然可获得一个确定NOx浓度和稳定器温度之间关系的方程式。
控制器100检查各燃烧室110的燃烧条件，以用上述方程式1和方程式2控制预混燃料。
具体地说将来自设在各燃烧室110中的热电偶135的信号输入控制器100，然后，对应于燃烧室110的燃料异常判断单元1101根据这些信号判断燃烧条件是否正常。根据稳定器130的温度是否在预置的下限和上限值之内而进行判断。上限值为稳定器130的材料允许的温度，例如840℃，下限值由从稳定器130的温度减去规定的值，例如100℃而获得的，稳定器的温度是在某种负载下面指定的空气-燃料比计算出来的。
如果稳定器130的温度超过上限值，则稳定器130开始熔化，在最坏的情况下，将发生逆燃、如果稳定器130的温度超过下限值，将发生放气。为防止这种情况的发生，如果来自燃烧室110中的热电偶135的任何信号指示出一个异常温度(超过预置温度范围)，向主预混燃料量计算单元1108输出一个警告信号以完全关闭主预混燃料调节阀，从而停止向各燃烧室110供应燃料。主预混燃料量计算单元1108通常根据外部的负载信号计算燃料量，并将结果输出至预混燃料调节阀182以控制主预混燃料量。由于主预混燃料量(总的预混燃料量)被以这种方式独立于各燃烧室110的燃料量控制而控制，因而即使当在各燃烧室110的燃料量控制中发生时间延迟或错误，也能防止发电的改变。
如果燃烧情况正常，稳定器130的温度实际上输出至平均温度计算单元1102，在该计算单元1102中。计算在稳定器130中各测量点处测得的平均温度。空气-燃料比计算单元1103用方程式1由稳定器的平均温度计算出各燃烧室的空气-燃料比。为进行这种空气-燃料比计算，需要流入燃烧室110中的空气的温度Ta，该温度值由设置于压缩空气导管151中的热电偶153获得。平均空气-燃料比计算单元1104计算从所有的燃烧室110获得的空气-燃料比值的平均值。将该平均空气-燃料比输出至空气-燃料比偏差计算单元1106，以计算各燃烧室中空气-燃料比的偏差。将该空气-燃料偏差输出至分预混燃料量计算单元1107，以计算能消除该偏差的各燃烧腔的分预混燃料量。然而，在这种情况下，各燃烧室110的分预混燃料量的总值必须被设为主预混燃料量(总的预混燃料量)，而主预混燃料量的总值+主扩散燃料量必须被设定为总的燃料量。将各燃烧室的分预混燃料量输出至为各燃烧室设置的分预混燃料调节阀，以调节流入分预混燃料管184中的燃料量。平均空气-燃料比也被输出至废气NOx浓度计算单元1105。用方程式2由该平均空气-燃料比计算废气NOx浓度。如果计算结果超过预定的上限值，则将相应于该超过值的平均空气-燃料比输出至各空气-燃料比偏差计算单元1106以降低为气NOx浓度。此外，后面计算的平均空气-燃料比大于平均空气燃料比计算单元1104中计算的空气燃料比(空气的量大于燃料的量)，各空气-燃料比偏差计算单元1106计算该新近计算的平均空气-燃料比和各燃烧腔的空气-燃料比之间的偏差。
如果在任何一个燃料异常判断单元1101中探测到异常燃烧，则发生异常的燃烧室出现在显示屏1109上。该显示屏也输出各燃烧室的空气-燃烧比，所有燃烧室110的平均空气-燃料比以及废气NOx浓度。
由于在该实施例中以这种方式根据稳定器130的温度检查燃烧情况，该方法实际上和直接测量形成于稳定器130的下游侧的预混燃烧火焰129的温度相同。这就是为什么该方法能够精确地检测预混燃烧情况。
如果如本实施例所示为燃气轮机提供多个相同的燃烧室，则由于各燃烧室的制造误差，管子的长度，导管的长度等，各燃烧室的燃烧特性通常是不同的。并且如果各燃烧室燃烧物性不同，则从各燃烧室110排出的燃烧气体(具体地说，气体温度和NOx浓度)的特性当然也不同。因此，施加在燃气轮机160的叶片上的负载不一致，从而缩短燃气轮机160的工作寿命并增加从部分燃烧室110中排出的废气NOx的量。这将导致从所有燃烧室110中排出的NOx量的平均值的增加。然而，在该实施例中，对各燃烧室的空气-燃料比进行计算，并将结果用于控制各燃烧室的空气-燃料比，从而使该值成为所有燃烧室的平均空气-燃料比。因而可平衡各燃料室的负载，以避免上述问题。
如果废气NOx浓度超过上限值，则平均空气-燃料比增加，从而各燃烧室110的空气-燃料比可被控制成等于平均空气-燃料比。因而可降低废气NOx浓度。
在该实施例中，为燃烧室110设置有多个热电偶135。这用于精确检查各燃烧室110的燃烧条件。如果不需要如此精确，则可只在稳定器130中设置一个热电偶135。在这种情况下，可从控制器中省去平均温度计算单元1102。
在该实施例中，对各燃烧室的空气-燃料比及所有燃烧室110的平均空气-燃料比进行计算和显示。然而，由于稳定器130温度自身指示出燃烧情况，因而可通过由各燃烧腔的稳定器平均温度计算所有燃烧室110的稳定器平均温度而不计算空气-燃烧比，以及根据各燃烧室稳定器平均温度和所有燃烧室110的稳定器平均温度控制分预混燃料。
实施例5下面，根据图17说明本发明的第5个实施例。
该实施例控制各燃烧室110中各部分中的燃烧条件。和第4实施例一样，燃烧室110中设有多个预燃烧器123。各燃烧器具有一预混燃烧器燃料管187(在第4实施例的图13中省略)。然而，在本实施例中，控制供给一个燃烧室110中各预混燃烧器123的预混燃料。供给各燃烧室110的分预混燃料量和实施例4一样不受控制。在预混燃烧器燃料管187上设有预混燃料器燃料调节阀188。
控制器100a包括一个用于根据由设在燃烧室110中的热电偶135探测的稳定器130的温度判断各燃烧室110中燃烧是否正常的燃烧异常判断单元1101，一个用于根据稳定器130中的测量点处由多个热电偶135中的一个测得的温度计算在相应于温度测量位置的燃料区域中的空气-燃料比的空气-燃料比计算单元1103a，用于计算所述平均空气-燃料比和相应于温度探测点的燃烧区域的空气-燃料比之间的偏差的空气-燃料比偏差计算单元1106a，用于根据相应于温度探测点的各燃料区域的空气-燃料比偏差计算各预混燃烧器的预混燃料量的预混燃烧器燃料量计算单元1107a，用于根据外部负载信号计算主预混燃料量的主预混燃料量计算单元1108，和用于显示燃烧异常判断结果，相应于温度探测点的燃料区域的空气-燃料比和平均空气-燃料比等的显示器1109。除显示器1109和主预混燃料量计算单元外，控制器100a的那些功能相应于各燃烧室。
本实施例的硬件结构除了为预混燃烧器燃料管187设有预混燃料调节阀188之外，与第4实施例的一样。
下面说明该实施例的操作。当来自多个热电偶135中任一个的信号进入控制器100a时，燃烧异常判断单元1101判断稳定器130中相应于温度探测点的燃料区域是否正常。这种判断和实施例4一样，则是通过检测稳定器130的温度是否超过预定的上限或下限值而进行的。如果任何来自设置于一个燃烧室110中的多个热电偶135的信号指示出“超出预定温度范围”，则向主预混燃料量计算单元1108输出一个异常信号以完全关闭主预混燃料调节阀182并停止向所有燃烧室110供入燃料。
如果燃烧正常，空气-燃料比计算单元1103a用方程式1计算相应于稳定器130的各温度探测点的各燃烧区域的各燃烧腔的空气-燃烧比。平均空气-燃料比计算单元1104a计算相应于稳定器130中的温度探测点的空气-燃料比值的平均值。将该平均值输出至各空气-燃料比偏差计算单元1106a，以计算与相应于各温度探测点的各区域的空气-燃料比的偏差。将该空气-燃料偏差输出至各预混燃烧器燃料量计算单元1107a，以计算各预混燃烧器的预混燃料量，从而消除这种偏差。将各预混燃烧器的预混燃料量输出至预混燃料器燃料调节阀188以调节流入预混燃料器燃料管187的预混燃料，从而设定该燃料量。
如上所述，和第4实施例中一样，在本实施例中稳定器130的温度也用于检查燃料情况。因而，可精确地知道预混燃烧情况。此外，由于可控制各预混燃料器的燃料量，因而，可使在各燃料室110中易于不平衡的燃料条件平衡。
在图17中，预混燃料调节阀188的数量(＝预混燃烧器的数量)和热电偶135的数量相等。这是为了说明起见。例如，对于在一个燃烧室110中的32个预混燃料器燃料调节阀可只用4个热电偶135。在这种情况下，根据由一个热电偶135测得的温度结果，用8个预混燃料调节阀188(＝32/4)来控制预混燃料。
该实施例用于控制一个燃烧室110中各预混燃烧器123的燃料流。为了调节各燃烧室110的预混燃料流，控制器100a还可设置一个单个燃烧室空气-燃料比计算单元1103，一个用于计算所有燃烧室110的平均空气-燃料比的所有燃烧室平均空气-燃料比计算单元1104，用于从各燃烧室空气-燃料比和所有燃烧室的平均空气-燃料比计算空气-燃料比的偏差的空气-燃料比偏差计算单元1106、和一个用于从该空气-燃料比偏差计算分预混燃料管184的燃料流量的分预混燃料量计算单元1107。
实施例6下面，参照图18和19说明本发明的第6实施例。该实施例用于根据稳定器130的温度控制到各燃烧室110b的空气流量。
如图18所示，本实施例中的燃烧室110b设有一个用于测量从各预混燃烧器123的空气入口126送入一预混腔124中的用于预混燃烧的空气流量的空气流量计141，和一个用于调节所述空气流的预混空气调节阀140。空气流量计141和预混空气调节阀140设置于空气入口126。其它的燃烧腔结构与实施例4的一样。
由于该实施例中的控制器110b用于根据稳定器130的温度控制各燃烧室110b的空气-燃料比，它与实施例4基本上一样。然而，该实施例当控制各燃烧室110b的空气-燃料比时用于控制到各燃烧室110b的空气流量，因而根据在空气-燃料比偏差计算单元110b中计算得到的空气-燃料比在预混空气量计算单元107b中计算得到供入预混燃烧器123的空气流量，并将该空气量输出至预混空气调节阀140。
在该实施例中，控制流入各燃烧室110的空气流量，但各燃烧室110中的空气-燃料比可为几乎是固定的，因而，本实施例可获得和第1实施例相同的效果。
在本实施例中，还为各预混燃烧器123提供有一个预混空气调节阀140，因而可和实施例5中一样控制供入各预混燃烧器123中的空气流量。
实施例7下面，参照附图20说明本发明的第7个实施例。
该实施例是前述各实施例的控制的结合。
换句话说，本实施例用于根据在各燃烧器中的稳定器的温度通过控制分预混燃料调节阀，预混燃烧器燃料调节阀和预混空气调节阀来调节各燃烧室中的空气-燃料比和单个燃烧室的空气-燃料比。该控制器结合了上述各实施例的功能。
根据本实施例，可防止各燃烧室以及一个单个燃烧室中空气-燃料比的不平衡。然而，由于在本实施例中使用了如此之多的各种类型的调节阀，因而使本实施例在制造成本和问题出现频率方面比上述各实施例更不利。
在上述各实施例中，用热电偶135来测量稳定器130的温度，但也可使用其它测量装置，例如，可用测温电阻器代替热电偶，如果测温电阻器能够测量近似稳定器130的可接受温度的温度。
上述实施例中的稳定器130是一种所谓的非流线体稳定器，它将从预混燃料器123中射出的预混气体分成两部分。本发明也可使用另一种类型稳定器。例如，一种如图21中所示的所谓凹槽型稳定器130a，该凹槽型稳定器在其自身的下游侧形成一燃烧气体环流，而不分割预混气体。稳定器也可为图22中所示的类型，它在预混燃烧器123b的喷口127b周围和该喷嘴的下游形成一燃烧气体环流。如果采用稳定器130a和130b中的任一个，最好对将成为预混燃烧火焰129的点火点的稳定器130a/130b的转角部分的温度进行测量。图21和22中的标号145表示涡施叶片。
权利要求
1.一种燃气轮机燃烧室稳定器，其特征在于，在稳定器的除与燃烧气体接触的吸热表面之外的表面上设有多个助扰器。
2.如权利要求1所述的稳定器，其特征在于，所述助扰器的设置使得最靠近所述吸热表面的助扰器和所述吸热表面的距离至少为所述助扰器高度的4倍。
3.如权利要求1所述的稳定器，其特征在于，各个所述助扰器的高度在0.1mm至1mm的范围内。
4.根据权利要求1的稳定器，其特征在于，所述助扰器沿所述稳定器表面的圆周方向分开。
5.根据权利要求1的稳定器，其特征在于，所述助扰器与空气流倾斜。
6.根据权利要求1的稳定器，其特征在于，所述稳定器包括一个具有所述吸热表面的稳定器部分，和一个相对于空气流设置于所述稳定器部分的上游侧的支承部分，并且所述支承部分具有对燃料和空气流进行整流的功能。
7.如权利要求6中所述的稳定器，其特征在于，所述支承部分和所述稳定器部分在结构上结构结合为一体。
8.如权利要求7所述的稳定器，其特征在于，所述支承部分倾斜，从而使所述支承部分的靠近所述稳定器部分的端部朝向所述稳定器部分扩宽。
9.根据权利要求6的稳定器，其特征在于，所述支承部分与主空气流成-30°或更小的角度。
10.如权利要求6所述的稳定器，其特征在于，所述支承部分和所述稳定器部分之间的角度在120°至160°范围内。
11.根据权利要求1的稳定器，其特征在于，所述稳定器为环形。
12.根据权利要求1的稳定器，其特征在于，所述稳定器为销形。
13.一种装备有根据权利要求1的所述燃气轮机燃烧室稳定器的燃气轮机燃烧室。
14.一种包括如权利要求13所述的燃气轮机燃烧室的燃气涡轮发动机，其特征在于还包括一由在所述燃气轮机燃烧室中产生的燃烧气体驱动的燃气轮机以及一连接到所述燃气轮机的转动轴上的压气机。
15.一种包括如权利要求14所述的燃气涡轮发动机的由所述燃气涡轮发动机驱动的发电机的发电厂。
16.一种包括如权利要求14所述的燃气轮机和一个用从所述燃气涡轮发动机中排出的燃烧气体的热量产生蒸汽的锅炉的利用工业废热发电的系统。
17.一种燃气轮机燃烧室，包括一用于喷出燃料和空气的预混气体的预混燃烧器;一稳定器，用于在所述稳定器的下游侧形成由燃烧所述预混气体所产生的燃烧气体的循环，以稳定由燃烧所述预混气体形成的火焰;预先检测所述稳定器的和所述预混气体的燃烧条件之间的关系的装置;和用于测量所述稳定器温度的装置，以根据所测得的所述稳定器的温度和所述关系检查燃烧条件。
18.如权利要求17所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述关系根据所述稳定器的温度是否在预置温度范围内而指示燃烧条件是否正常。
19.如权利要求17所述的燃烧室，其特征在于，所述关系指示所述燃烧器温度和一所述预混气体的空气-燃料比之间的关系。
20.如权利要求17的燃烧室，其特征在于，所述关系指示所述稳定器温度和在所述燃烧气体中的NOx浓度之间的关系。
21.一种燃气轮机燃烧室，包括一用于喷出预混燃气和空气的预混燃烧器;一稳定器，用于在所述稳定器的下游侧形成由燃烧所述预混气体所产生的燃烧气体的环流，以稳定由燃烧所述预混气体形成的火焰;用于测量所述稳定器的温度的稳定器温度测量装置;和用于根据由所述稳定器温度测量装置测得的温度和所述稳定器的预置温度和所述预混气体的燃烧条件之间的关系检查燃烧条件的装置。
22.如权利要求21所述的燃烧室，其特征在于，还设有用于显示由所述燃烧条件检测装置检测到的燃烧条件的装置。
23.装备有多个燃烧室以及一个用于调节至少一个流入所述预混燃烧器的燃料和空气的阀门的燃烧室设备的控制器，各燃烧室使用一个喷出燃料和空气的预混气体的预混燃烧器，和一个稳定器，该稳定器用于在所述稳定器的下游侧形成由燃烧所述预混气体所产生的燃烧气体的环流，以稳定由燃烧所述预混气体形成的火焰，其中，控制器具有一测量所述稳定器的温度的装置，一根据由所述稳定器温度测量装置所测得的温度检测燃烧条件的装置，以及一用于计算由所述流量调节阀调节阀调节流体(所述燃料和所述空气)的流量并将结果输出至所述流量调节阀的装置。
24.根据权利要求23的控制器，其特征在于，所述燃烧室设备具有多个燃烧室和多个相应于所述燃烧室的流量调节阀，并且所述稳定器温度测量装置能够测量各所述燃烧室的所述稳定器的温度，并且所述燃烧条件检测装置具有根据所述稳定器上的温度检测各燃烧室的燃烧条件的功能，所述流量计算装置能够计算由所述流量调节阀调节的各所述流体的流量，并将结果输出至所述流量调节阀。
25.根据权利要求23的控制器，其特征在于，所述燃烧室具有多个预混燃料器和多个相应于所述预混燃烧器的流量调节阀，所述的稳定器设置成能稳定由所述多个预混燃烧器供给的预混气体的燃烧火焰，所述稳定器温度测量装置能够在所述稳定器上的多个点上测量温度，所述燃烧条件检测装置能够根据稳定器上各点的温度检测相应于所述稳定器上的温度测量点的各燃烧区域的燃烧条件，所述流量计算装置能够计算由相应于影响在各燃烧区域的燃烧条件的所述预混气体燃烧器的所述流量调节阀调节的各流体的流量，并将结果输出到相应的流量调节阀。
全文摘要
在包括一与燃烧气体接触的稳定器部分和用于整流的支承部分的稳定器的除与燃烧气体接触的吸热表面之外的表面上设置有助扰器，以提高从稳定器到空气燃料流的热传导。最靠近吸热表面的助扰器和吸热表面之间的距离至少为所述助扰器的4倍，以防止由于设置助扰器引起的逆燃。
文档编号F23R3/18GK1098491SQ9410461
公开日1995年2月8日 申请日期1994年4月7日 优先权日1993年4月7日
发明者伊藤和行, 村上忠孝, 川池和彦, 小豆畑茂, 黑田伦夫 申请人:株式会社日立制作所