燃烧室部分的预混燃烧及布置方位

燃料和压缩空气在燃烧室段进行预混燃烧。燃烧室包括燃烧器火焰筒和过渡段。在两个过渡段的上游端装有点火器，点火器点燃天燃气/空气混合物。点火器仅在启动时才使用，一旦燃烧器点火成功，在机组加速和运行期间，火焰会自动保持。

图3-44 燃烧室兼压气机缸体

（一）燃兼压缸

包含压气机后几级及燃烧器部分的缸体叫称为燃兼压缸，如图3-44所示。火焰筒和燃料喷嘴固定在燃兼压缸上，压气机第14级的抽气口也在燃兼压缸上。该缸体上还有压气机出口压缩空气的抽气管道，此部分抽气先送到TCA作为热源加热天然气；然后经过过滤，作为冷却空气用于冷却热通道部件。内部管道将冷却空气输送到转矩管，转矩管环形腔室周向均分冷却空气冷却燃烧区段转动部件。

（二）燃烧室

燃烧室包括下列部件：预混合燃烧器火焰筒、过渡段、预混合燃气喷嘴、旁路机构、点火器（火花塞）、火焰探测器、火焰联焰管。

图3-45给出了燃烧室外围燃烧器部件的布置方位。从进气端的十二点位置开始顺时针编号，共有20只燃烧器。点火器（火花塞）和燃烧室火焰探测器的位置如图3-45所示。燃烧器和喷嘴组装图如图3-46所示。

图3-45 燃烧室（顺着气体流向）

图3-46 燃烧器和喷嘴组装图

1.预混合燃烧器火焰筒（内筒）

火焰筒封闭在燃烧室缸体中。燃烧室缸体形成一个相对低速的增压室，压气机将压缩空气排入该增压室。空气通过压气机出口转向导叶和限流孔进入火焰筒的预混合段，以获得恰当的空气与燃气混合物。由燃烧室产生的热气体从火焰筒到达过渡段。

2.过渡段（尾筒）

过渡段安装在透平缸体内，与火焰筒相连。过渡段将燃烧室气体从火焰筒送到第1级的透平静叶。燃烧器内筒及尾筒均采用鳍片式空气冷却。20只尾筒在出口处由筒体边缘、刷子气封、密封片组成一圈密封通道直接与透平第1级静叶入口相连接。

3.预混合燃气喷嘴

预混合燃气喷嘴包括值班燃气喷嘴和主燃气喷嘴。值班燃料喷嘴按扩散燃烧使用大约5%燃气的情况下保持火焰稳定，其余的燃料供给主燃气喷嘴。主燃气喷嘴通过空气与燃气预混合在燃烧器中形成均匀的低温火焰，因此NO_x生成量可明显减少。值班燃气喷嘴和主燃气喷嘴均可在不揭缸盖的情况下拆卸。

4.旁路机构

M701F型燃气轮机上安装有旁路机构（见图3-47），以改进部分负载时燃烧的稳定性。燃烧器旁路机构旁通阀将压气机的出口空气直接引入过渡段（尾筒）；以提高启动时火焰的稳定性并保持升负荷时理想的空燃比。旁路机构在机组满负荷时完全关闭。

旁路机构主要由栅形阀、阀杆及油动机组成。旁路机阀体上均匀分布了20只旁通空气孔，分别与对应的20只燃烧器尾筒通过旁路弯管一一连接。油动机控制阀环的转动改变旁通空气孔的通流面积大小来控制流经燃烧器燃烧区域空气的多少。

图3-47 燃烧器旁路系统

栅形阀由旁路机构本体和旁路环组成，如图3-48所示。执行机构转动旁路环，使栅形阀打开和关闭，这可调节经旁路弯头进入过渡段的空气量。旁路系统用于控制下列情况：(www.xing528.com)

1）当燃料流量小时，难以保持火焰稳定。

2）当燃料流量大时，NO_x值急剧增大。

燃料/空气比由通过旁路弯头进入过渡段的空气量控制。旁路阀在部分负荷条件下打开，从而增加通过过渡段的空气流量，减小通过喷嘴的空气流量。

5.点火器（火花塞）

为了点燃燃气/空气混合物，在第8、9号燃烧器火焰筒安装了点火器（火花塞）。空心套筒插入燃兼压缸，并与这两个过渡段的开口对准。将点火器组件插入并保持在每个套筒内，如图3-49所示。该组件由安装在弹簧活塞中的火花塞组成。活塞由压缩空气强制驱动以保持火花塞电极在备用位置。在启动时，借助仪用空气将火花塞推入点火区，直到点火成功为止。点火完成后，火花塞通过弹簧弹力和仪用空气压力从燃烧室抽出，火花塞返回到初始备用位置，以防止电极烧坏。火花塞上装有管状接地电极，以防止发生共振。

管壁中的开口可防止碳积聚。点火器由点火变压器提供1200V交流电源，通过在预定时间连续高压放电进行点火。当预定时间结束，不管点火是否成功，火花塞将断电。在安装时，可目视看到点火器组件的位置和运动情况。

图3-48 燃烧器旁路栅形阀

图3-49 点火器和火焰检测器（顺着燃气流动方向）

6.火焰检测器

该装置用于监测燃烧室，如果任一火焰检测器没有检测到火焰，则发出报警。

火焰检测器能检测波长在1900～2900A°^[6]范围内的紫外线辐射的存在，这表示有正常的火焰存在。在第18、19号燃烧器两侧各安装有两个火焰检测器（18A/18B/19A/19B）。每个检测器均由装有一个纯金属电极和净化气体的特殊玻璃外壳组成，如图3-49所示。

7.火焰联焰管

为了确保所有燃烧筒中的燃气点火，在过渡段上安装火焰联焰管（见图3-50）。通过联焰管，火焰就从点火的燃烧室传播到未点火的燃烧室。在启动时，第8、9号燃烧器中的火焰分别按照相反的方向传播到所有的燃烧器，并使各个燃烧器在运行中维持压力平衡。

当一个燃烧室点燃时，已点燃的燃烧室立即向未点燃的燃烧室通过压差传播火焰。火焰传播到所有燃烧室的过程实际上是在瞬间完成的。

（三）转矩管密封壳体

经过滤的冷却空气通过4根进气软管传送到环形通道，再通过20个空心支承管供到转矩管。转矩管密封系统利用部分冷却空气把压气机段和透平段的环境隔离开，其余的冷却空气通过喷嘴通道送到透平转子，用于冷却动叶的叶根、盘齿和透平转子周围的区域，如图3-51所示。

图3-50 火焰联焰管详图

图3-51 转矩管密封