CN101772628B - 燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机。在该燃气轮机的燃料控制方法中，将供给燃料的多个主喷嘴至少分成两组而构成燃烧器，在燃烧器点火时自所有组的主喷嘴供给燃料(S1)，在之后的燃气轮机加速时，自A组的三个主喷嘴供给燃料(S3)。由于在加速时，自少数主喷嘴喷射燃料，因此每个主喷嘴的燃料流量增多，燃烧区域的燃料空气比(燃料流量/空气流量)增高，燃烧性提高。其结果是，可以减少一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物的产生，且因不需要旁通阀而可以降低制造成本。而且，由于在点火时，自所有组的主喷嘴供给燃料并在燃烧器的整个区域燃烧，因此，能够将火焰容易地传送到邻接的其他的全部主喷嘴组，可以提高燃气轮机整体的点火性。

Description

燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机。

背景技术

燃气轮机由压缩机、燃烧器和涡轮机构成。压缩机将自空气取入口取入的空气压缩而形成高温/高压的压缩空气。燃烧器相对于压缩空气供给燃料并使其燃烧而形成高温/高压的燃烧气体。涡轮机在外壳内的通路交替地配置有多个涡轮定子叶片及涡轮转动叶片而构成，利用供给到所述通路的燃烧气体，驱动涡轮转动叶片，由此，例如使与发电机连结的转子旋转驱动。而且，驱动涡轮机的燃烧气体利用扩散器转换为静压力后向大气排出。

燃烧器是预混合燃烧方式的燃烧器，沿燃气轮机的周向配置，且设有多个供给燃料的主喷嘴。另外，燃烧器具有如下结构，即多个独立的燃烧器沿燃气轮机的周向配置的结构(环管式)、或环状的一体结构(环形式)。在此，在主喷嘴，使空气和燃料预先混合而进行稀薄燃烧。由此，燃烧温度被抑制，可以减少伴随着燃烧而产生的氮氧化物(NOx)的量。但是，在如上所述的燃烧器中，由于燃料被分配到各主喷嘴而喷射，包含点火加速时的情况在内，在燃气轮机的负载低的条件下，因每个主喷嘴的燃料流量少，故燃烧区域中的燃料空气比(燃料流量/空气流量)变低，燃烧性变差。其结果是，导致一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生量增加。于是，在燃烧器中设有旁通阀，通过使一部分燃烧用空气在旁通阀绕过，进行控制以使燃烧区域的燃料空气比增高。

另外，以往存在如下的燃料控制方法，即，将多个主喷嘴(主喷嘴组)分成第一组和第二组，在燃料空气比低的起动时(点火加速时)或低负载运转时，截断流向第二组主喷嘴的燃料流而使燃料仅供给到第一组主喷嘴，因每个主喷嘴的燃料流量增多，故燃烧区域的燃料空气比增高(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2001-73804号公报

但是，在以往的燃料控制方法中，在点火时，在使燃料仅供给到第一组主喷嘴的情况下，由于在该第一组主喷嘴的点火为在燃烧器的局部的局部燃烧，故难以使火焰传送到邻接的其他的全部主喷嘴组(在燃烧器为环管式燃烧器的情况下，为邻接的多个其他燃烧器的主喷嘴组)，有可能降低燃气轮机整体的点火性。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机，在降低制造成本且提高加速时燃烧区域的燃料空气比的基础上，可以提高点火时燃气轮机整体的点火性。

为了实现上述目的，在本发明的燃气轮机的燃料控制方法中，以将供给燃料的多个主喷嘴至少分成两组的方式构成燃烧器，该燃气轮机的燃料控制方法的特征在于，在所述燃烧器点火时，自所有组的所述主喷嘴(主喷嘴组的全部喷嘴)供给燃料，在之后的所述燃气轮机加速时，至少自一个组的所述主喷嘴供给燃料。

该燃气轮机的燃料控制方法在燃气轮机加速时，至少从一个组的主喷嘴供给燃料。因此，在加速运转时，自少数主喷嘴喷射全部燃料而生成燃烧气体，因此，每个主喷嘴的燃料流量增多，燃料空气比(燃料流量/空气流量)增高，燃烧性提高。其结果是，可以减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生。而且，由于燃烧性提高，因此，不需要以往使用的旁通阀，可以降低制造成本。并且，在燃烧器点火时，自所有组的主喷嘴供给燃料而进行点火后，至少在一个组的主喷嘴喷射燃料。因此，在起动时在燃烧器的整个区域燃烧，故可以容易地将火焰传送到邻接的其他的全部主喷嘴组，可以提高燃气轮机整体的点火性。

另外，在本发明的燃气轮机的燃料控制方法中，其特征在于，在所述燃气轮机加速时供给燃料的组的主喷嘴相邻地设有多个。

该燃气轮机的燃料控制方法在燃气轮机加速时自相邻地设置的多个主喷嘴供给燃料，由此，可以提高燃烧区域的燃料空气比(燃料流量/空气流量)，并进一步减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生。

另外，在本发明的燃气轮机的燃料控制方法中，其特征在于，在所述燃气轮机加速时供给燃料的组的主喷嘴，其数量比全部数量的主喷嘴的一半少。

该燃气轮机的燃料控制方法在燃气轮机加速时，自数量比全部主喷嘴的一半数量少的主喷嘴供给燃料，由此，可以形成进一步减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生的燃料空气比(燃料流量/空气流量)。

为了实现上述目的，在本发明的燃气轮机的燃料控制装置中，以将供给燃料的多个主喷嘴至少分成两组的方式构成燃烧器，该燃气轮机的燃料控制装置用于具有燃料供给阀和点火检测机构的燃气轮机，所述燃料供给阀对应所述主喷嘴的各组而设置并且成为向所述主喷嘴供给燃料且改变该燃料的供给量的打开状态、或不供给燃料的关闭状态，所述点火检测机构检测所述燃烧器的点火状态，该燃气轮机的燃料控制装置的特征在于，具有燃料控制部，该燃料控制部如下进行控制，即在各所述燃烧器点火时，使所有组的主喷嘴的燃料供给阀处于打开状态，在由所述点火检测机构检测到所述燃烧器的点火之后，在所述燃气轮机加速时，至少使一个组的主喷嘴的燃料供给阀处于打开状态并保持该状态而使其他组的主喷嘴的燃料供给阀处于关闭状态。

该燃气轮机的燃料控制装置具有燃料控制部，从而可以实现上述燃料控制方法。

为了实现上述目的，在本发明的燃气轮机中，将在燃烧器中向由压缩机压缩的压缩空气供给燃料并使其燃烧的燃烧气体向涡轮机供给而得到动力，该燃气轮机的特征在于，所述燃烧器以将供给燃料的多个主喷嘴至少分成两组的方式构成，该燃气轮机具有：燃料供给阀，其对应所述主喷嘴的各组而设置，并且成为向所述主喷嘴供给燃料且改变该燃料的供给量的打开状态、或不供给燃料的关闭状态；点火检测机构，其检测各所述燃烧器的点火状态；燃料控制装置，其如下进行控制，即在各所述燃烧器点火时，使所有组的主喷嘴的燃料供给阀处于打开状态，在由所述点火检测机构检测到所述燃烧器的点火之后，在加速时，至少使一个组的主喷嘴的燃料供给阀处于打开状态并保持该状态而使其他组的主喷嘴的燃料供给阀处于关闭状态。

该燃气轮机在加速时，至少自一个组的主喷嘴供给燃料。因此，在加速运转时，自少数主喷嘴喷射全部燃料而生成燃烧气体，因此，每个主喷嘴的燃料流量增多，燃烧区域的燃料空气比(燃料流量/空气流量)增高，燃烧性提高。其结果是，可以减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生。而且，由于燃烧性提高，故不需要以往使用的旁通阀，可以降低制造成本。并且，在燃烧器点火时，自所有组的主喷嘴供给燃料而进行点火后，在至少一个组的主喷嘴使燃料喷射。因此，在起动时在燃烧器的整个区域燃烧，故可以容易地将火焰传送到邻接的其他的全部主喷嘴组，可以提高燃气轮机整体的点火性。

根据本发明，在降低制造成本且提高加速时燃烧区域的燃料空气比的基础上，可以提高点火时燃气轮机整体的点火性。

附图说明

图1是表示本发明实施例的燃气轮机的简略结构图；

图2是图1所示的燃气轮机的燃烧器的简略结构图；

图3是图2的简略剖面图；

图4是表示本发明实施例的燃气轮机的燃料控制装置的框图；

图5是说明点火加速时的燃料控制的流程图；

图6是表示伴随着燃气轮机的运转的燃料控制方法的说明图；

图7是说明加负载运转时的燃料控制的流程图；

图8是说明减负载运转时的燃料控制的流程图。

附图标记说明

1     压缩机

2     燃烧器

21    内筒

22    尾筒

23    外筒

24    燃烧器外壳

251   引导喷嘴

251a  燃料口

251b  引导燃料线路

251c  引导燃料供给阀

252     主喷嘴

252a    燃料口

252b    主燃料线路

252c    主燃料供给阀

252d    旋转叶片

252e    燃烧筒

253     顶环喷嘴

253a    燃料口

253b    顶环燃料线路

253c    顶环燃料供给阀

26      空气通路

3       涡轮机

4       转子

R       轴心

50      控制装置

51      燃料控制部

52      存储部

53      引导燃料供给阀驱动机构

54A     组主燃料供给阀驱动机构

55B     组主燃料供给阀驱动机构

56C     组主燃料供给阀驱动机构

57      顶环燃料供给阀驱动机构

58      点火检测机构

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机的优选实施例。另外，并非利用该实施例来限定本发明。

图1是表示本发明实施例的燃气轮机的简略结构图，图2是图1所示的燃气轮机的燃烧器的简略结构图，图3是图2的简略剖面图。

如图1所示，燃气轮机由压缩机1、燃烧器2和涡轮机3构成。另外，在压缩机1、燃烧器2及涡轮机3的中心部，转子4贯通而配置。压缩机1、燃烧器2及涡轮机3沿转子4的轴心R，自空气流向的前侧朝后侧依次并列设置。另外，在以下的说明中，将轴向称为平行于轴心R的方向，周向指的是以轴心R为中心的周向。

压缩机1将空气压缩而形成压缩空气。压缩机1在压缩机外壳12内设有压缩机定子叶片13及压缩机转动叶片14，该压缩机外壳12具有取入空气的空气取入口11。压缩机定子叶片13安装于压缩机外壳12侧且绕周向并列设置有多个。另外，压缩机转动叶片14安装于转子4侧且绕周向并列设置有多个。这些压缩机定子叶片13和压缩机转动叶片14沿轴向交替设置。

燃烧器2相对于在压缩机1中被压缩的压缩空气供给燃料，从而生成高温/高压的燃烧气体。燃烧器2作为燃烧筒而具有：将压缩空气和燃料混合而使其燃烧的内筒21、自内筒21将燃烧气体导入涡轮机3的尾筒22、覆盖内筒21的外周且构成将来自压缩机1的压缩空气导入内筒21的空气通路26(参照图2)的外筒23。该燃烧器2相对于燃烧器外壳24绕周向并列设置有多个(例如16个)。另外，如上所述的燃烧器的结构被称为环管式燃烧器。

如图2及图3所示，在各燃烧器2设有供给燃料的喷嘴251、252、253。喷嘴251是在内筒21的中央设有一个喷嘴的引导(パイロツト)喷嘴。引导喷嘴251在设于燃烧器2外侧的燃料口251a连接有引导燃料线路251b。在引导燃料线路251b设有引导燃料供给阀251c。即，通过使引导燃料供给阀251c成为打开状态，向引导喷嘴251供给燃料且使燃料自该引导喷嘴251喷射。另外，引导燃料供给阀251c构成为在打开状态下可以改变燃料的供给量。另一方面，通过使引导燃料供给阀251c成为关闭状态，燃料向引导喷嘴251的供给停止且来自该引导喷嘴251的燃料的喷射停止。该引导燃料供给阀251c利用执行器或电动机等引导燃料供给阀驱动机构53(参照图4)，驱动其开闭。

喷嘴252是在内筒21内且在引导喷嘴251周围绕周向相邻地设有多个(在本实施例中为8个)的主喷嘴。该主喷嘴252分成多个组而构成。在本实施例中，如图3所示，8个主喷嘴252由将三个并列的主喷嘴252作为一组的A组(第一组)的主喷嘴252(A)、与该A组邻接且将两个并列的主喷嘴252作为一组的B组(第二组)的主喷嘴252(B)以及将剩下的三个并列的主喷嘴252作为一组的C组的主喷嘴252(C)构成。该A、B、C组的主喷嘴252在向燃烧器2外侧延伸设置的燃料口252a，连接有与各个组对应的主燃料线路252b。在各主燃料线路252b分别设有主燃料供给阀252c。即，通过使各主燃料供给阀252c成为打开状态，向各组的主喷嘴252分别供给燃料，并使燃料自各组的主喷嘴252喷射。另外，各主燃料供给阀252c构成为在打开状态下可以改变燃料的供给量。另一方面，通过使各主燃料供给阀252c成为关闭状态，燃料向各组的主喷嘴252的供给停止且使来自各组的主喷嘴252的燃料的喷射分别停止。各组的主燃料供给阀252c分别利用执行器或电动机等A组主燃料供给阀驱动机构54、B组主燃料供给阀驱动机构55、C组主燃料供给阀驱动机构56(参照图4)，驱动其开闭。另外，在主喷嘴252的外侧设有旋转叶片252d，其周围被燃烧筒252e覆盖。

喷嘴253是沿外筒23的内周面在主喷嘴252的更外周沿周向相邻地设有多个(在本实施例为16个)的顶环(トツプハツト)喷嘴。顶环喷嘴253在设于燃烧器2外侧的燃料口253a连接有顶环燃料线路253b。在顶环燃料线路253b设有顶环燃料供给阀253c。即，通过使顶环燃料供给阀253c成为打开状态，向顶环喷嘴253供给燃料且使燃料自该顶环喷嘴253喷射。另外，顶环燃料供给阀253c构成为在打开状态可以改变燃料的供给量。另一方面，通过使顶环燃料供给阀253c成为关闭状态，燃料向顶环喷嘴253的供给停止且使来自该顶环喷嘴253的燃料的喷射停止。该顶环燃料供给阀253c利用执行器或电动机等顶环燃料供给阀驱动机构57(参照图4)，驱动其开闭。

如图2所示，在该燃烧器2中，高温/高压的压缩空气的空气流流入空气通路26，该压缩空气成为与自顶环喷嘴253喷射的燃料混合的燃料混合气，并流入内筒21内。在内筒21内，该燃料混合气与自主喷嘴252喷射的燃料混合，利用旋转叶片252d及燃烧筒252e形成预混合气的旋转气流并流入尾筒22内。另外，燃料混合气与自引导喷嘴251喷射的燃料混合，利用未图示的火种被点火而燃烧，成为燃烧气体并向尾筒22内喷出。此时，一部分燃烧气体以随着火焰向周围扩散的方式向尾筒22内喷出，由此，来自各主喷嘴252的燃烧筒252e的预混合气被点火而燃烧。即，根据由自引导喷嘴251喷射的燃料而产生的扩散火焰，进行用于使来自各主喷嘴252的燃烧筒252e的预混合气的燃烧稳定的火焰稳定控制。

涡轮机3利用在燃烧器2中燃烧的燃烧气体产生旋转动力。涡轮机3在涡轮机外壳31内设有涡轮定子叶片32及涡轮转动叶片33。涡轮定子叶片32安装于涡轮机外壳31侧且绕周向并列设置有多个。另外，涡轮转动叶片33安装于转子4侧且绕周向并列设置有多个。这些涡轮定子叶片32和涡轮转动叶片33沿轴向交替设置。另外，在涡轮机外壳31的后侧，设有排气室34，该排气室34具有与涡轮机3连续的排气扩散器34a。

转子4的压缩机1侧的端部由轴承部41支承，排气室34侧的端部由轴承部42支承，并设置成以轴心R为中心自由旋转。而且，在转子4的排气室34侧的端部连结有发电机(未图示)的驱动轴。

如上所述的燃气轮机使自压缩机1的空气取入口11取入的空气通过多个压缩机定子叶片13和压缩机转动叶片14并将其压缩，使其成为高温/高压的压缩空气。相对于该压缩空气，由燃烧器2的喷嘴251、252、253供给燃料，从而生成高温/高压的燃烧气体。接着，该燃烧气体通过涡轮机3的涡轮定子叶片32和涡轮转动叶片33，旋转驱动转子4，并将旋转动力施加给与该转子4连结的发电机，从而进行发电。接着，使转子4旋转驱动后的排出气体，利用排气室34的排气扩散器34a转换为静压力后向大气排出。

图4是表示本发明实施例的燃气轮机的燃料控制装置的框图。如图4所示，燃料控制装置具有由微型计算机等构成的控制装置50。在控制装置50设有燃料控制部51。另外，在控制装置50设有与燃料控制部51连接的存储部52。向该控制装置50输入燃气轮机的负载、转子4的旋转速度等燃气轮机的运转状态。在燃料控制部51连接有引导燃料供给阀驱动机构53、A组主燃料供给阀驱动机构54、B组主燃料供给阀驱动机构55、C组主燃料供给阀驱动机构56以及顶环燃料供给阀驱动机构57。另外，在燃料控制部51连接有检测燃烧器2的点火状态的点火检测机构58。由于燃料控制部51按照预先存储在存储部52中的程序或数据，进而根据由点火检测机构58检测到的点火状态，向各喷嘴251、252、253供给燃料，因此其控制引导燃料供给阀驱动机构53、A组主燃料供给阀驱动机构54、B组主燃料供给阀驱动机构55、C组主燃料供给阀驱动机构56以及顶环燃料供给阀驱动机构57。

另外，点火检测机构58例如检测自火焰发出的紫外线。另外，虽然在图中未明示，但沿周向排列的燃烧器2相互之间由连结管连结。而且，点火检测机构58分别配置于沿周向排列的多个燃烧器2的相对位置，并利用各点火检测机构检测火焰经由连结管传送到全部的燃烧器2的情况。

对基于上述燃料控制装置的燃料控制进行说明。首先，说明燃气轮机在点火加速时的燃料控制。图5是说明点火加速时的燃料控制的流程图，图6是表示随着燃气轮机的运转的燃料控制方法的说明图。

在起动燃气轮机之前的停止状态，燃料控制部51利用引导燃料供给阀驱动机构53使引导燃料供给阀251c处于关闭状态，并利用A组主燃料供给阀驱动机构54、B组主燃料供给阀驱动机构55以及C组主燃料供给阀驱动机构56，使各组的主燃料供给阀252c处于关闭状态，且利用顶环燃料供给阀驱动机构57使顶环燃料供给阀253c处于关闭状态。

如图5及图6所示，自停止状态使燃烧器2点火而起动燃气轮机时，燃料控制部51利用引导燃料供给阀驱动机构53使引导燃料供给阀251c处于打开状态，并利用自引导喷嘴251喷射的燃料产生火焰。并且，燃料控制部51利用各组主燃料供给阀驱动机构54、55、56，使各组的主燃料供给阀252c处于打开状态，使燃料自所有组的八个主喷嘴252喷射而生成燃烧气体(步骤S1)。接着，在利用点火检测机构58检测到在全部燃烧器2中的点火状态(步骤S2：是)时，燃料控制部51利用B组以及C组主燃料供给阀驱动机构55、56，使各自的主燃料供给阀252c处于关闭状态。即，使燃料仅从A组的三个主喷嘴252喷射，保持该状态而生成燃烧气体(步骤S3)。而且，作为加速运转的范围，在燃气轮机的转子4的旋转速度达到规定速度(例如3600rpm)之前，逐渐增加由主燃料供给阀252c向A组的主喷嘴252供给的燃料供给量。接着，在转子4的旋转速度达到规定速度(例如3600rpm)时(步骤S4：是)，转移到下述的加负载运转(步骤S5)，并结束燃气轮机在点火加速时的燃料控制。

接下来，说明燃气轮机在加负载运转时的燃料控制。图7是说明加负载运转时的燃料控制的流程图。

如图6及图7所示，在加负载运转中，在燃气轮机的转子4的旋转速度达到规定速度(例如3600rpm)后，燃料控制部51自在上述加速时自A组的三个主喷嘴252喷射燃料的状态，转到由B组主燃料供给阀驱动机构55打开B组的主燃料供给阀252c的打开状态。即，除A组的主喷嘴252之外，也使燃料自与该A组邻接的B组的主喷嘴252喷射，利用来自该A组及B组的五个主喷嘴252的燃料而生成燃烧气体(步骤S11)。接着，逐渐增加由各主燃料供给阀252c向A组及B组的主喷嘴252供给的燃料供给量，在燃气轮机达到规定的第一负载(例如8％～10％负载)时(步骤S 12：是)，燃料控制部51利用C组主燃料供给阀驱动机构56，使C组的主燃料供给阀252c处于打开状态。即，使燃料自所有组的主喷嘴252喷射，利用来自该所有组的八个主喷嘴252的燃料而生成燃烧气体(步骤S13)。接着，逐渐增加由各主燃料供给阀252c向所有组的主喷嘴252供给的燃料供给量，在燃气轮机达到规定的第二负载(例如15％负载)时(步骤S14：是)，燃料控制部51利用顶环燃料供给阀驱动机构57，使顶环燃料供给阀253c处于打开状态。即，使自顶环喷嘴253喷射的燃料与压缩空气混合而生成燃料混合气，使该燃料混合气流入内筒21内(步骤S15)。接着，在燃气轮机达到100％负载之前，维持步骤S15的状态(步骤S16)，并结束燃气轮机在加负载运转时的燃料控制。

接下来，说明燃气轮机在减负载运转时的燃料控制。图8是说明减负载运转时的燃料控制的流程图。

如图6及图8所示，在减负载运转中，燃料控制部51逐渐减少由各主燃料供给阀252c向所有组的主喷嘴252供给的燃料供给量，在燃气轮机自100％负载达到规定的第三负载(例如12％负载)之前，维持上述步骤S15的状态。即，利用自所有组的主喷嘴252喷射的燃料而生成燃烧气体，且使自顶环喷嘴253喷射的燃料与压缩空气混合而生成燃料混合气，使该燃料混合气流入内筒21内(步骤S21)。接着，在燃气轮机达到规定的第三负载(例如12％负载)时(步骤S22：是)，燃料控制部51利用顶环燃料供给阀驱动机构57使顶环燃料供给阀253c处于关闭状态。即，停止来自顶环喷嘴253的燃料的喷射(步骤S23)。接着，逐渐减少由各主燃料供给阀252c向所有组的主喷嘴252供给的燃料供给量，在燃气轮机达到规定的第四负载(例如8％负载)时(步骤S24：是)，利用C组主燃料供给阀驱动机构56，使C组的主燃料供给阀252c处于关闭状态。即，停止来自C组的主喷嘴252的燃料的喷射，利用来自A组及B组的主喷嘴252的燃料而生成燃烧气体(步骤S25)。之后，在停止燃气轮机时，燃料控制部51逐渐减少由主燃料供给阀252c向A组及B组的主喷嘴252供给的燃料供给量，在燃气轮机的转子4达到加速运转(无负载运转)的旋转速度(例如3600rpm)时(步骤S26：是)，利用A组及B组主燃料供给阀驱动机构54、55，使A组及B组的主燃料供给阀252c处于关闭状态。即，停止来自所有组的主喷嘴252的燃料的喷射。并且，燃料控制部51利用引导燃料供给阀驱动机构53使引导燃料供给阀251c处于关闭状态而将燃料截断(步骤S27)，并结束燃气轮机在减负载运转时的燃料控制。

如上所述，在上述燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机中，在燃气轮机加速时，对于A组的主喷嘴252，自邻接而设置的三个主喷嘴252供给燃料。因此，在加速运转(无负载运转)时自三个主喷嘴252喷射全部燃料而生成燃烧气体，因此，每个主喷嘴的燃料流量增多，燃烧区域的燃料空气比(燃料流量/空气流量)增高，燃烧性提高。其结果是，可以减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生。而且，由于燃烧性提高，故不需要以往使用的旁通阀，可以降低制造成本。

并且，在燃烧器点火时，自所有组的八个主喷嘴252供给燃料之后，使燃料在A组的三个主喷嘴252喷射。因此，在起动时在燃烧器2的整个区域燃烧，能够容易地将火焰自该燃烧器传送到配置有多个的全部燃烧器，可以提高燃气轮机整体(全部的燃烧器)的点火性。

另外，在燃气轮机加速时，虽然自数量比燃烧器2的全部数量的主喷嘴252少的主喷嘴供给燃料，但在减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生方面是优选的。特别是，虽然自燃烧器2的全部数量的主喷嘴252中的、数量少于一半的主喷嘴供给燃料，但在获得进一步减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生的燃料空气比方面是优选的。具体而言，如上所述，在燃气轮机加速时，更优选自八个主喷嘴252中的三个主喷嘴252供给燃料。即，优选利用占全部主喷嘴252数量的37％左右(37％±7％)的主喷嘴252供给燃料。另外，全部主喷嘴252数量的37％±7％指的是假定如下情况，即例如在全部十个主喷嘴中，在加速时，自三个主喷嘴252供给燃料的情况，或例如在全部九个主喷嘴中，在加速时，自四个主喷嘴252供给燃料的情况。

另外，在燃气轮机加速时，并不限于如上所述将燃烧器2的多个主喷嘴252分成三个组的结构，也可以将燃烧器2的多个主喷嘴252分成两组而构成。例如，可以将全部八个主喷嘴252分成三个主喷嘴和五个主喷嘴这两组。即，在燃气轮机起动时，自全部八个主喷嘴供给燃料而进行点火，在之后的燃气轮机的加速运转中，自一个组的三个主喷嘴供给燃料即可。即，在燃气轮机点火加速时，将供给燃料的多个主喷嘴至少分成两组而构成，在燃气轮机起动时，自所有组的主喷嘴供给燃料而进行点火，在之后的燃气轮机的加速运转中，至少从一个组的主喷嘴供给燃料即可。

另外，在上述燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机中，在燃气轮机的加负载运转中，在达到燃气轮机的第一负载(例如8％～10％负载)之前，自A组及B组的五个主喷嘴252供给燃料。因此，在加负载运转中，自五个主喷嘴252喷射全部燃料而生成燃烧气体，因此，每个主喷嘴的燃料流量增多，燃烧区域的燃料空气比(燃料流量/空气流量)增高，燃烧性提高。其结果是，可以减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生。而且，由于燃烧性提高，因此，不需要以往使用的旁通阀，可以降低制造成本。

但是，自加速运转转到负载运转时，在进行如下的燃料控制的情况下，即自三个主喷嘴252转到自五个主喷嘴252喷射燃料的情况下，如上所述，可考虑将燃烧器2的八个主喷嘴252分成三个主喷嘴和五个主喷嘴这两组，停止一个组的三个主喷嘴的燃料喷射，并切换到另一个组的五个主喷嘴的燃料喷射。但是，在该燃料控制中，必须截断来自一个组的主喷嘴的燃料并重新自另一个组的主喷嘴供给燃料。即，在燃烧筒内，停止在作为高温的一个组的主喷嘴的区域的燃烧，并在作为低温的另一组的主喷嘴的区域进行燃烧。因此，作为高温的区域成为低温，作为低温的区域成为高温，因此，在燃烧筒内的区域之间产生的热应力之差变大，导致尾筒的耐久性降低。另外，如该燃料控制那样，在将一个组的三个主喷嘴的燃料喷射切换为另一个组的五个主喷嘴的燃料喷射时，暂时在八个主喷嘴进行燃烧。因此，整体上每个喷嘴的燃料流量降低，故燃烧性变差，其结果是，不仅增加一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生，而且，有可能因燃烧不稳定而使燃气轮机的运转暂时产生变动。

关于这一点，根据本实施例的燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机，在自加速运转变为加负载运转时，自与A组(第一组)的三个主喷嘴252邻接的B组(第二组)的两个主喷嘴252供给燃料，A组三个主喷嘴加上B组两个主喷嘴252共计五个主喷嘴，利用来自这五个主喷嘴252的燃料使其燃烧。因此，在燃烧筒内的区域之间产生的热应力之差变小，可以提高尾筒22的耐久性。另外，可以使燃气轮机无变动地进行运转。并且，根据本实施例的燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置，除燃烧中的A组的三个主喷嘴252的区域之外，还使邻接的B组的两个主喷嘴252的区域燃烧，因此，通过使A组的主喷嘴252的区域的火焰传送到B组的主喷嘴252，从而可以提高燃烧器2的燃烧性。

另外，自燃气轮机的第一负载开始，自所有的主喷嘴252喷射全部燃料而生成燃烧气体，因此，可以减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生，并可以供给与燃气轮机的负载对应的燃料流量。

另外，自燃气轮机的第二负载开始，自顶环喷嘴253供给燃料，因此，相对于压缩空气的空气流，自顶环喷嘴253喷射燃料而形成燃料混合气，相对于该燃料混合气，自主喷嘴252喷射燃料而形成预混合气，从而可以形成均匀的燃料混合气而谋求减少NOx。

另外，自燃气轮机加速后至燃气轮机的转子4的旋转速度达到规定速度之前，自全部主喷嘴252中的、数量少于一半的主喷嘴252供给燃料，由此，可以形成进一步减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生的燃料空气比(燃料流量/空气流量)。

另外，在燃气轮机达到第一负载之前，自全部主喷嘴252中的、数量比一半数量多且比全部数量少的主喷嘴252供给燃料，由此，根据燃气轮机的负载，可以形成进一步减少一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)的产生的燃料空气比(燃料流量/空气流量)。

另外，B组的主喷嘴252可以将与A组邻接的两侧的各一个主喷嘴252作为一个组而构成，可以减小在燃烧筒内的区域之间产生的热应力之差，且可以提高燃烧器2的燃烧性。另外，B组的主喷嘴252将与A组邻接而排列的两个主喷嘴252作为一个组而构成。通过如上所述构成，可以将主喷嘴252的主燃料线路252b集中配置，可以减小主燃料线路252b的设置空间，并谋求燃烧器2的小型化。

工业实用性

如上所述，本发明的燃气轮机的燃料控制方法及燃料控制装置以及燃气轮机适合于如下情况，即在降低制造成本且在加速时提高燃烧区域的燃料空气比的基础上，提高燃烧器点火时的点火性。

Claims (5)

1.一种燃气轮机的燃料控制方法，以将供给燃料的多个主喷嘴至少分成两组的方式构成燃烧器，该燃气轮机的燃料控制方法的特征在于，

在所述燃烧器点火时，自所有组的所述主喷嘴供给燃料，在之后的所述燃气轮机加速时，从一个组的所述主喷嘴供给燃料。

2.如权利要求1所述的燃气轮机的燃料控制方法，其特征在于，

在所述燃气轮机加速时供给燃料的组的主喷嘴，相邻地设有多个。

3.如权利要求1或2所述的燃气轮机的燃料控制方法，其特征在于，在所述燃气轮机加速时供给燃料的组的主喷嘴，其数量比全部数量的主喷嘴的一半少。

4.一种燃气轮机的燃料控制装置，以将供给燃料的多个主喷嘴至少分成两组的方式构成燃烧器，该燃气轮机的燃料控制装置用于具有燃料供给阀和点火检测机构的燃气轮机，所述燃料供给阀对应所述主喷嘴的各组而设置并且成为向所述主喷嘴供给燃料且改变该燃料的供给量的打开状态、或不供给燃料的关闭状态，所述点火检测机构检测所述燃烧器的点火状态，该燃气轮机的燃料控制装置的特征在于，

具有燃料控制部，该燃料控制部如下进行控制，即在各所述燃烧器点火时，使所有组的主喷嘴的燃料供给阀处于打开状态，在由所述点火检测机构检测到所述燃烧器的点火之后，在所述燃气轮机加速时，使一个组的主喷嘴的燃料供给阀处于打开状态并保持该状态而使其他组的主喷嘴的燃料供给阀处于关闭状态。

5.一种燃气轮机，将在燃烧器中向由压缩机压缩的压缩空气供给燃料并使其燃烧的燃烧气体向涡轮机供给而得到动力，该燃气轮机的特征在于，

所述燃烧器以将供给燃料的多个主喷嘴至少分成两组的方式构成，

该燃气轮机具有：

燃料供给阀，其对应所述主喷嘴的各组而设置，并且成为向所述主喷嘴供给燃料且改变该燃料的供给量的打开状态、或不供给燃料的关闭状态；

点火检测机构，其检测各所述燃烧器的点火状态；

燃料控制装置，其如下进行控制，即在各所述燃烧器点火时，使所有组的主喷嘴的燃料供给阀处于打开状态，在由所述点火检测机构检测到所述燃烧器的点火之后，在加速时，使一个组的主喷嘴的燃料供给阀处于打开状态并保持该状态而使其他组的主喷嘴的燃料供给阀处于关闭状态。

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