CN107975429B - 燃气轮机燃烧器及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃气轮机燃烧器及其运转方法，其在将燃气轮机的燃料从油燃料切换为气体燃料时，尽量使从燃气轮机排出的尾气无法可视化。在将利用先导燃烧嘴(38)的燃烧从烧油切换为烧气时，向主燃烧嘴(39A～39F)供给气体燃料，并利用主燃烧嘴(39A～39F)开始烧气，之后，向先导燃烧嘴(38)供给气体燃料，并利用先导燃烧嘴(38)开始烧气。

Description

燃气轮机燃烧器及其运转方法
技术领域
本发明涉及燃气轮机燃烧器及其运转方法，尤其涉及能燃烧气体燃料和油燃料的双方的燃气轮机燃烧器及其运转方法。
背景技术
从减少发电成本、有效利用资源及防止地球变暖的观点来看，研究有效利用在制铁所衍生的焦炭炉气体、在制油所衍生的废气等含有氢气的含氢燃料的方案。例如若在燃气轮机发电设备上利用含氢燃料，则含氢燃料在燃烧时的二氧化碳(Carbon Dioxide：CO2)的排出量少，因此作为防止地球变暖是有效的。另外，在将作为丰富的资源的煤炭气体化并发电的煤炭气体化复合发电设备(Integrated coal Gasification Combined Cycle：IGCC)中，还研究了设置回收、贮存向燃气轮机供给的含氢燃料中的碳素的系统(CarbonCapture and Storage：CCS)，进一步减少CO2排出量的方案。
在将含氢燃料作为燃气轮机的燃料使用的情况下，若在燃烧器内着火失败，则从燃烧器排出未燃烧的含氢燃料，存在滞留在下游侧的涡轮机内的危险性。因此，在使用含氢燃料的燃气轮机中，考虑下述方案：利用不含有氢气的起动用燃料(例如油燃料)点火，利用起动用燃料运转至预定的部分负荷，在预定的部分负荷中，从起动用燃料切换为含氢燃料，之后，利用含氢燃料负荷上升至额定负荷，继续运转。另外，在IGCC中，在成套设备起动时，利用油燃料使燃气轮机运转，直至利用气化炉产生煤炭气体，在产生煤炭气体后，将燃气轮机的燃料从油燃料切换至煤炭气体。
因此，作为燃气轮机的燃料，使用通常使用气体燃料，但在设备起动、停止时使用油燃料这种能使用两种燃料的燃气轮机燃烧器。能燃烧油燃料和气体燃料的双方(能进行烧油和烧气)的燃气轮机燃烧器一般由位于燃烧器的轴中心部的起动用燃烧嘴和配置在起动用燃烧嘴的外周的主燃烧嘴构成，在起动用燃烧嘴中，还存在能进行烧油和烧气的情况。
以往，作为将燃气轮机的燃料从油燃料切换为气体燃料(从烧油切换为烧气)的运转方法，例如如专利文献1所记载那样，若减少起动用燃烧嘴中的油燃料的喷射量则同时增加起动用燃烧嘴中的气体燃料的喷射量，之后，增加主燃烧嘴中的气体燃料的喷射量。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2014-105601号公报
燃气轮机构成为从燃气轮机排出的尾气所含的物质为环境基准值以下。但是，在将燃气轮机的燃料从油燃料向气体燃料切换时，具有在从燃气轮机排出的尾气中产生大量的煤尘的可能性。例如，即使是尾气所含的物质是环境基准值以下，从保护景观的观点出发，也期望尽量使从燃气轮机排出的尾气中的煤尘无法可视化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃气轮机燃烧器及其运转方法，在将燃气轮机的燃料从油燃料切换为气体燃料时，尽量使从燃气轮机排出的尾气无法可视化。
本发明的燃气轮机燃烧器及其运转方法的特征在于，在将在先导燃烧嘴中的燃烧从烧油切换为烧气时，向主燃烧嘴供给气体燃料并利用主燃烧嘴开始烧气，之后，向先导燃烧嘴供给气体燃料并利用先导燃烧嘴开始烧气。
本发明的效果如下。
根据本发明，在将燃气轮机的燃料从油燃料切换为气体燃料时，能使从燃气轮机排出的尾气尽量无法可视化。
上述以外的课题、结构及效果根据以下的实施方式的说明变得明确。
附图说明
图1是应用本发明的实施例的燃气轮机设备的概略结构图。
图2是表示应用本发明的实施例的燃气轮机燃烧器的一例的结构的概略剖视图。
图3是表示应用本发明的实施例的燃气轮机燃烧器的一例的结构的从燃烧室观察的燃烧嘴的主视图。
图4是表示比较例的燃气轮机燃烧器的运转方法中的燃料切换逻辑与煤尘量的关系的图。
图5是表示本发明的实施例的燃气轮机燃烧器的运转方法中的燃料切换逻辑与煤产量的关系的图。
图6是表示应用本发明的实施例的燃气轮机燃烧器的一例的结构的从燃烧室观察的燃烧嘴的主视图。
图中：1—压缩机，2—燃气轮机，3—燃烧器，4—压缩空气，5—油燃料供给装置，6—气体燃料供给装置，7—氮气供给装置，8—油燃料配管，9—油燃料流量调整阀，10—气体燃料配管，11—先导燃烧嘴气体燃料配管，12—主燃烧嘴气体燃料配管，13—先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀，14—主燃烧嘴气体燃料流量调整阀，15—氮气供给配管，16—先导燃烧嘴氮气供给配管，17—主燃烧嘴氮气供给配管，18—先导燃烧嘴氮气流量调整阀，19—主燃烧嘴氮气流量调整阀，20—燃烧气体，21—尾气，22—烟囱，23—发电机，24—车室，25—尾筒，26—内筒，27—外筒，28—端罩，29—主气体支管，30—主气体支管，31—先导气体支管，32—点火栓，33—空气孔板，34—空气孔，35—气体燃料喷嘴，36—密封部件，37—油燃料喷嘴，38—先导燃烧嘴，39A～F—主燃烧嘴，40—控制装置。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的第一实施例。
首先，使用图1～图3说明应用本发明的实施例的燃气轮机燃烧器。
图1是应用本发明的实施例的燃气轮机设备的概略结构图。
燃气轮机设备作为主要的构成要素具备空气压缩机1、燃烧器3、燃气轮机2以及发电机23。空气压缩机1从大气吸入空气并压缩而生成压缩空气4，将压缩空气4供给至燃烧器3。燃烧器3使压缩空气4与油燃料及/或气体燃料进行混合燃烧并生成燃烧气体20。燃烧气体20被导入燃气轮机2，燃气轮机2由燃烧气体20驱动。通过燃气轮机2的旋转动力，驱动发电机23并发电。从燃气轮机2排出的尾气21从烟囱22排出。另外，在空气压缩机1与燃气轮机2上连接燃气轮机起动用马达等，但省略图示。另外，发电机23具备负荷检测器(省略图示)，将由负荷检测器计测的燃气轮机的负荷的信号输入控制装置40。另外，本发明适于煤炭气体化复合发电设备(IGCC)中的燃气轮机设备的燃气轮机燃烧器，但省略构成IGCC的煤炭气体化炉等煤炭气体化设备、利用来自燃气轮机的尾气的热量产生蒸汽的排热回收锅炉、由在排热回收锅炉、煤炭气体化设备中的气体冷却器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮设备等的图示。
图2是表示应用本发明的实施例的燃气轮机燃烧器的一例的结构的概略剖视图。这种燃气轮机燃烧器例如记载在日本特开2016-38108号公报中。
燃气轮机燃烧器3大致形成为圆筒结构，具备形成其侧面的外筒27、设在外筒27的端部的端罩28、燃烧嘴(先导燃烧嘴38、主燃烧嘴39A～F)、由外筒27的内周面和其外周面形成环状的空间的内筒(燃烧室内衬)26。在内筒26的内部形成油燃料及/或气体燃料与压缩空气4燃烧的燃烧室。在燃烧室中产生的燃烧气体20通过尾筒25被导入燃气轮机2。
在内筒26的端罩28侧端部设置形成有多个空气孔34的空气孔板33。在空气孔板33的外周面与内筒26的内表面之间设置密封部件36。空气孔板33与气体燃料喷嘴35一起构成先导燃烧嘴及主燃烧嘴。
来自空气压缩机1的压缩空气4被导入车室24内，通过由尾筒25的周围与车室24的内表面形成的空间导入形成于内筒26的外周与外筒27的内周之间的流道。在尾筒25、内筒26上，为了冷却这些，还存在形成有贯通孔(省略图示)的情况，压缩空气4的一部分通过贯通孔流入这些的内部。在形成于内筒26的外周与外筒27的内周之间的流道中流动的压缩空气4在端罩28转向，通过形成于空气孔板33的多个空气孔34喷射至燃烧室内。空气孔板33具有以先导燃烧嘴的中央部从燃烧室离开的方式具有倾斜而凹下的结构。该结构是适于在使用含有氢气的气体燃料的情况的结构，通过为以燃烧室侧表面的中央部从燃烧室离开的方式具有倾斜而凹下的构造，从燃烧嘴中央部的表面观察稳定火焰的角度缩小，因此，能抑制通过辐射而流入燃烧嘴中央部的热流束，因此能减小燃烧嘴中央部过热的危险。另外，空气孔34以在燃烧室内具有旋转成分并喷射压缩空气的方式倾斜地形成。
在端罩28的中央部设置构成先导燃烧嘴的油燃料喷嘴37。向油燃料喷嘴37通过油燃料配管8、油燃料流量调整阀9供给来自油燃料供给装置5的油燃料。油燃料流量调整阀9通过控制装置40控制开度。另外，在油燃料配管8上，在油燃料供给装置5与油燃料流量调整阀9之间设置油燃料遮断阀(省略图示)。
在端罩28的内部形成主气体支管29、30、先导气体支管31。在主气体支管29、30上，通过气体燃料配管10、主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14、主燃烧嘴气体燃料配管12供给来自气体燃料供给装置6的气体燃料。供给至主气体支管29、30的气体燃料从多个气体燃料喷嘴35分别喷射到空气孔板33的构成主燃烧嘴的多个空气孔34的各个。多个空气孔34和多个气体燃烧喷嘴35使一个气体燃料喷嘴与一个空气孔对应地配置。在先导气体支管31上通过气体燃料配管10、先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13、先导燃烧嘴气体燃料配管11供给来自气体燃料供给装置6的气体燃料。供给至先导气体支管31的气体燃料从多个气体燃料喷嘴35喷射到空气孔板33的构成先导燃烧嘴的多个空气孔34的各个。气体燃料喷嘴35与空气孔34以同轴的方式配置且形成同轴喷流燃烧嘴，主燃烧嘴是将多个该同轴喷流燃烧嘴集合化的构造。另外，先导燃烧嘴将使多个同轴喷流燃烧嘴集合化的构造与油燃料喷射喷嘴一体化。通过使多个同轴喷流燃烧嘴集合化的构造，预先提高燃料和空气的分散性并供给到燃烧室内，通过以短距离混合燃料和空气，防止回火并实现低NOX燃烧。另外，先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13、主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14由控制装置40分别控制开度。另外，气体燃料配管10分支为先导燃烧嘴气体燃料配管11和主燃烧嘴气体燃料配管12，在气体燃料配管10上，在气体燃料供给装置6与分支点之间设置气体燃料遮断阀(省略图示)。另外，在IGCC设备的情况下，气体燃料供给装置6供给来自煤炭气体化设备的煤炭气体化气体。
在主气体支管29、30上还通过氮气供给装置7、氮气供给配管15、主燃烧嘴氮气供给配管17、主燃烧嘴氮气流量调整阀19以及主燃烧嘴气体燃料配管12供给氮气。另外，在先导气体支管31上，通过氮气供给装置7、氮气供给配管15、先导燃烧嘴氮气供给配管16、先导燃烧嘴氮气流量调整阀18、先导燃烧嘴气体燃料配管11供给氮气。先导燃烧嘴氮气流量调整阀18、主燃烧嘴氮气流量调整阀19由控制装置40分别控制开度。另外，氮气供给配管15分支为先导燃烧嘴氮气供给配管16和主燃烧嘴氮气供给配管17，分别在先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13的下游与先导燃烧嘴气体燃料配管11合流，在主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14的下游，与主燃烧嘴气体燃料配管12合流。在氮气供给配管15上，在氮气供给装置7与分支点之间设置氮气遮断阀(省略图示)。在利用主燃烧嘴、先导燃烧嘴开始燃烧之前，即、将气体燃料供给到气体燃料喷嘴35之前，从氮气供给装置供给氮气，通过氮气清洗对主气体支管29、30、先导气体支管31、燃料喷射喷嘴35的燃料气体供给系统进行净化(氮气置换)。
在外筒27设置点火栓32。点火栓32贯通内筒26，着火点位于空气孔板33的燃烧室侧。点火栓32的电火花动作由控制装置40控制。
图3是表示应用本发明的应用例的燃气轮机燃烧器的一例的结构的从燃烧室观察的燃烧嘴的主视图。如图3所示，燃烧器燃烧嘴由先导燃烧嘴38和配置在其外周的多个(在图3的例子中为6个)主燃烧嘴39A～39F构成。就位于中央部的先导燃烧嘴用的先导燃烧嘴38而言，油燃料喷嘴37位于其中心(也是燃烧器的轴心)。在先导燃烧嘴38的周围配置多个主燃烧嘴39A～39F。另外，空气孔板33在以先导燃烧嘴38、主燃烧嘴39A～39F的各自的轴心为中心的多个同心圆上形成空气孔。
接着，关于本发明的实施例的燃气轮机燃烧器的运转方法中的燃料切换进行说明。
首先，关于比较例的燃气轮机燃烧器的运转方法中的燃料切换进行说明。图4表示比较例的燃料切换逻辑与此时的煤尘量的关系。在此，将先导燃烧嘴称为F1燃烧嘴，将主燃烧嘴称为F2燃烧嘴。
在IGCC中使用的燃气轮机燃烧器中，从F1燃烧嘴的油燃料喷嘴37喷射油燃料，利用点火栓32点火，利用燃气轮机燃烧器生成燃烧气体，使燃气轮机起动。此时，先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13、主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14、先导燃烧嘴氮气流量调整阀18、主燃烧嘴氮气流量调整阀19关闭。进行了预定的燃烧后，将燃气轮机燃烧器的燃料从油燃料切换为气体燃料。该燃料切换在部分负荷的状态下进行。首先，以预定角度打开先导燃烧嘴氮气流量调整阀18、主燃烧嘴氮气流量调整阀19，以预定时间进行氮气清洗。之后，关闭先导燃烧嘴氮气流量调整阀18、主燃烧嘴氮气流量调整阀19，在比较例中，以成为相当于不由F1燃烧嘴(先导燃烧嘴38)的同轴喷流燃烧嘴点火的燃料流量的开度的方式使先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13进行打开动作，向F1燃烧嘴的气体燃料供给系统(从先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13到先导燃烧嘴气体燃料配管11、先导气体支管31、气体燃料喷嘴35之间)填充燃料(F1预先填充)。F1预先填充的时间由气体燃料供给系统的体积决定。
F1预先填充结束后，逐渐关闭油燃料流量调整阀9，逐渐减少F1燃烧嘴中的油燃料，同时，逐渐打开先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13，并逐渐增加F1燃烧嘴中的气体燃料(F1燃料切换开始)。在该燃料切换过程中，在F1燃烧嘴的同轴喷流燃烧嘴上着火，形成F1气体火焰。使油燃料减少至预定流量，使F1燃烧嘴的气体燃料增加到预定流量(例如全开或半开流量)后，利用F1燃烧嘴进行预定时间混烧。之后，在F2预先填充开始前，以预定开度打开主燃烧嘴氮气流量调整阀19，再次关于F2燃烧嘴以预定时间进行氮气清洗。之后，关闭主燃烧嘴氮气流量调整阀19，以成为相当于未利用F2燃烧嘴点火的燃料流量的开度的方式使主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14进行打开动作，向F2燃烧嘴的气体燃料供给系统(从主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14到主燃烧嘴气体燃料配管12、主气体支管29、30、气体燃料喷嘴35之间)填充气体燃料(F2预先填充)。F2预先填充的时间由气体燃料供给系统的体积决定。在F2预先填充后，再次逐渐关闭油燃料流量调整阀9，再次逐渐减少F1燃烧嘴中的油燃料，同时逐渐打开主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14，逐渐增加F2燃烧嘴中的气体燃料(F2燃料切换开始)。关于F1燃烧嘴，使气体燃料流量在F1混烧的时点为预定流量的情况下，维持先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13的开度，在为半开流量的情况下，再次逐渐打开先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13的开度，增加F2燃烧嘴的气体燃料，并且增加气体燃料。在F2燃料切换过程中，在F2燃烧嘴上着火，形成F2气体火焰。在油燃料流量调整阀9全闭，主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14为预定开度时，燃料切换结束。
在这种燃料切换逻辑中，若进行从油燃料向气体燃料燃料切换，则存在尾气中的煤尘浓度变浓且尾气能可视化的情况。如图4所示，在F1燃料切换开始后(在F1燃烧嘴的同轴喷流燃烧嘴上着火后)，直到F2燃料切换开始(直到在F2燃烧嘴上着火期间)、即在除了在F1燃烧嘴烧油外还进行烧气期间(在F1燃烧嘴的混烧局面)，煤尘量以尾气可视化(有色烟化)的程度增加。
根据本发明人的研究，在比较例中，在燃料切换时(能从图4中的F1燃料切换开始到F2燃料切换开始)产生以下的现象。
气体燃料与油燃料相比，容易燃烧，因此，在气体燃料的燃烧中消耗大量的氧气，成为未向油燃料供给充分的氧气的状态。由于未促进油燃料的氧化反应，因此煤尘的产生量增加。
接着，关于本发明的实施例中的燃气轮机燃烧器的运转方法的燃料切换进行说明。图5是表示本发明的实施例的燃气轮机燃烧器的运转方法中的燃料切换逻辑与煤尘量的关系的图。
在本发明的实施例中，在将利用先导燃烧嘴(F1燃烧嘴)38的燃烧从烧油切换为烧气时，向主燃烧嘴(F2燃烧嘴)供给气体燃料并利用主燃烧嘴开始烧气，之后，向先导燃烧嘴供给气体燃料，并利用先导燃烧嘴开始烧气。
与比较例相同，从F1燃烧嘴的油燃料喷嘴37喷射油燃料，利用点火栓32点火，利用燃气轮机燃烧器生成燃烧气体，使燃气轮机起动。此时，先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13、主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14、先导燃烧嘴氮气流量调整阀18、主燃烧嘴氮气流量调整阀19关闭。在进行了预定的燃烧后，将燃气轮机燃烧器的燃料从油燃料切换为气体燃料。该燃料切换在部分负荷的状态下进行。
首先，以预定开度打开先导燃烧嘴氮气流量调整阀18、主燃烧嘴氮气流量调整阀19，以预定时间进行氮气清洗。之后，关闭主燃烧嘴氮气流量调整阀19，以成为相当于未在F2燃烧嘴着火的燃料流量的开度的方式使主燃烧嘴气体燃料流量调整阀13进行打开动作，向F2燃烧嘴的气体燃料供给系统(从主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14到主燃烧嘴燃料配管12、主气体支管29、30、气体燃料喷嘴35之间)填充气体燃料(F2预先填充)。F2预先填充的时间由气体燃料供给系统的体积决定。在F2预先填充结束后，逐渐关闭油燃料流量调整阀9，逐渐减少F1燃烧嘴中的油燃料，同时逐渐打开主燃烧嘴气体燃料流量调整阀14，逐渐增加F2燃烧嘴中的气体燃料(F2燃料切换开始)。此时，未向F1燃烧嘴供给气体燃料(先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13全闭)。在F2燃料切换过程中，在F2燃烧嘴上着火并形成F2气体火焰。
在F2预先填充、F2燃料切换的过程中，先导燃烧嘴氮气流量调整阀18可以保持打开状态，也可以保持关闭状态。
在F1燃烧嘴的烧油中，在煤尘的产生量多的情况下，打开了先导燃烧嘴氮气流量调整阀18这种方式还存在对煤尘量的减少有效的情况。
在F2预先填充的过程中，从防止在F2燃烧嘴的着火的观点来看，期望维持打开先导燃烧嘴氮气流量调整阀18。在F2燃料切换的过程中，从容易在F2燃烧嘴着火的观点来看，期望关闭先导燃烧嘴氮气流量调整阀18。但是，并未限定于此。
使油燃料减少到预定流量，使F2燃烧嘴的气体燃料增加到预定流量(例如全开流量)(F2燃料切换结束)。之后，以预定时间进行在F1燃烧嘴的烧油和在F2燃烧嘴的烧气的混烧。该混烧时间为比比较例中的利用F1燃烧嘴的F1混烧的时间短的时间(例如，在比较例中为100秒左右，但在本发明的实施例中为十几秒左右)。因为是短时间，因此在图5中省略F2燃料切换结束后的混烧的图示。另外，在不进行混烧地燃料切换结束后，可以马上开始后述的F1预先填充。在混烧时，先导燃烧嘴氮气流量调整阀18可以打开，也可以关闭。详细后述，但直到F1预先填充开始，先导燃烧嘴氮气流量调整阀18打开能更可靠地抑制产生煤尘。
接着，进行F1预先填充。在上述混烧时，在先导燃烧嘴氮气流量调整阀18关闭了的情况下，期望在F1预先填充前进行氮气清洗。以成为相当于未利用F1燃烧嘴(先导燃烧嘴38)的同轴喷流燃烧嘴着火的燃料流量的开度的方式使先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13进行打开动作，向F1燃烧嘴的气体燃料供给系统(从先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13到先导燃烧嘴气体燃料配管11、先导气体支管31、气体燃料喷嘴35之间)填充气体燃料(F1预先填充)。F1预先填充的时间由气体燃料供给系统的体积决定。
在F1预先填充结束后，再次逐渐关闭油燃料流量调整阀9，逐渐减少F1燃烧嘴中的油燃料，同时，逐渐打开先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13，逐渐增加F1燃烧嘴中的气体燃料(F1燃料切换开始)。在该燃料切换过程中，在F1燃烧嘴的同轴喷流燃烧嘴上着火而形成F1气体火焰。在油燃料流量调整阀9全闭，先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀13为预定开度(例如全开)时，燃料切换结束(F1燃料切换结束)。
若以这种燃料切换逻辑进行从油燃料向气体燃料的燃料切换，则能抑制尾气的煤尘量，抑制尾气的可视化。即，如图5所示，若为在利用F1燃烧嘴的燃料切换前开始利用F2燃烧嘴的烧气，则即使在混烧时也能抑制产生煤尘量。
当在F1燃料切换前进行了F2燃料切换时，能利用F2燃烧嘴的F2火焰促进油燃料的氧化反应，能减少煤尘的排出。另外，即使在F2燃料切换后开始利用F1燃烧嘴的混烧，也为同时投入F2燃料气体的状态，因此能利用F2火焰同样地促进油燃料的氧化反应，能减少煤尘的排出。另外，在F1燃料切换时，由于在F2燃料切换的过程中油燃料的燃料流量已经下降，因此，也抑制由F1混烧引起的煤尘的产生量。
在本实施例中，如上所述，在进行F2燃料切换后进行F1燃料切换。在F2燃料切换时，不供给F1燃料气体。因此，在F2燃料切换时，如上所述，能向F1燃烧嘴(先导燃烧嘴38)的同轴喷流燃烧嘴供给氮气。在进行F1燃烧嘴的烧油和F2燃烧嘴的烧气的混烧时，若向F1燃烧嘴(先导燃烧嘴38)的同轴喷流燃烧嘴供给氮气，则成为油火焰从油滴升起的状态，气化了的燃料与来自主燃烧嘴的空气混合，局部的火焰温度变低，由此能抑制产生煤尘。
接着，使用图6关于本发明的第二实施例进行说明。图6是在第一实施例中说明的燃烧嘴的主视图。油燃料喷嘴37、先导燃烧嘴38、主燃烧嘴39A～F的结构与第一实施例相同。在第二实施例中，使主燃烧嘴39的燃料系统构成为多个。
在本实施例那样的燃烧器中，在燃气轮机的运转状态下，向先导燃烧嘴和主燃烧嘴供给燃料，使燃气轮机运转，但为了兼具低NOX化和稳定燃烧，主燃烧嘴期望以根据负荷喷射气体燃料的方式分为多个组而构成。例如，如图6所示，分为主燃烧嘴39A、39C、39E的组(F2燃烧嘴)和主燃烧嘴39B、39D、39F的组(F3燃烧嘴)。与F2燃烧嘴、F3燃烧嘴的称呼相应，将先导燃烧嘴称为F1燃烧嘴。在部分负荷时，利用F1燃烧嘴或F1燃烧嘴和F2燃烧嘴进行燃烧。在将主燃烧嘴分为F2燃烧嘴、F3燃烧嘴的情况下，将主气体支管分为F2用和F3用，使气体燃料供给系统与之相应地分支为多个。另外，可以将F2燃烧嘴、F3燃烧嘴分别分为中央部侧的F2-1燃烧嘴、F3-1燃烧嘴、将外周侧分为F2-2燃烧嘴、F3-2燃烧嘴，并根据负荷能进行稳定的燃烧。在该情况下，也与之相应地分开主支管和气体燃料供给系统。本实施例由F1燃烧嘴、F2-1燃烧嘴、F2-2燃烧嘴、F3-1燃烧嘴、F3-2燃烧嘴构成燃烧器燃烧嘴，F1燃烧嘴能进行烧油和烧气。
在第一实施例中，在将F1燃烧嘴从烧油切换为烧气前，使F2燃烧嘴燃烧，抑制了从F1燃烧嘴产生的煤尘量。在第二实施例中，能从F2-1、F3-1、F2-2、F3-2选择与第一实施例相当的F2燃烧嘴。例如能根据切换的燃气轮机的负荷，作为F2燃烧嘴选择F2-1、F3-1。F2-1、F3-1位于主燃烧嘴的中央，也能进行扩散燃烧那样的燃烧方式，因此，在从油燃烧切换为F2燃烧嘴时，能确保稳定的燃烧状态。
另外，本发明未限定于上述第一、第二实施例，包括多种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解地说明本发明而详细地进行说明，未必限定于具备说明的全部的结构。另外，能将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能在某实施例的结构上追加其他实施例的结构。另外，能关于各实施例的结构的一部分进行其他结构的追加、删除、置换。
例如，本发明的燃气轮机燃烧器除了上述那样的IGCC，还能适用于从制铁设备得到的、作为包括氢气的衍生气体的焦炭炉气体(COG：Coke Oven Gas)、作为燃料使用高炉气体(BFG：BlaséFurnace Gas)、转炉气体(LDG：Linzer Donawitz Gas)或混合了这些的混合气体的燃气轮机、得到石油制油所的粗汽油分解设备等的、使包括氢气的衍生气体作为燃料的燃气轮机。
另外，作为燃气轮机燃烧器，本发明也能应用于由具有设在燃烧器中心部的扩散燃烧用的燃料喷出喷嘴的先导燃烧嘴和设在其外周的具有喷出燃料和空气的混合气的环状的预混合喷嘴的主燃烧嘴构成的燃烧器(例如日本特开平7-280267号公报所记载的燃烧器)。在该情况下，为能进行在先导燃烧嘴上具备油燃料喷出喷嘴和气体燃料喷出喷嘴的烧油、烧气的双方的燃烧嘴。
另外，在上述实施例中，主燃烧嘴是烧气的燃烧嘴，但主燃烧嘴也可以是能进行烧油和烧气双方的结构。在无法利用气体燃料的状况的情况下，只要主燃烧嘴也能燃烧油燃料，便能确保涡轮设备的运用的灵活性。在该情况下，在将燃料在先导燃烧嘴中从烧油切换为烧气时，只要利用主燃烧嘴进行烧气即可。
另外，在上述实施例中，进行氮气清洗，但也可以使用其他惰性气体进行清洗。

Claims (4)

1.一种燃气轮机燃烧器的运转方法，该燃气轮机燃烧器由先导燃烧嘴、配置于上述先导燃烧嘴的外周的主燃烧嘴构成，上述先导燃烧嘴构成为能烧油和烧气，上述主燃烧嘴构成为至少能烧气，该燃气轮机燃烧器的运转方法的特征在于，
在将利用上述先导燃烧嘴的燃烧从烧油切换为烧气时，向上述主燃烧嘴供给气体燃料，并利用主燃烧嘴开始烧气，之后，向上述先导燃烧嘴供给气体燃料，并利用先导燃烧嘴开始烧气。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器的运转方法，其特征在于，
在向上述主燃烧嘴供给气体燃料并利用主燃烧嘴进行烧气的过程中，向上述先导燃烧嘴的进行烧气的燃烧嘴供给惰性气体。
3.一种燃气轮机燃烧器，其特征在于，
由先导燃烧嘴、配置于上述先导燃烧嘴的外周的主燃烧嘴构成，上述先导燃烧嘴构成为能烧油和烧气，上述主燃烧嘴构成为至少能烧气，
该燃气轮机燃烧器具备：
油燃料供给系统，其向上述先导燃烧嘴的油燃料喷嘴供给油燃料，并具备油燃料流量调整阀；
先导燃烧嘴气体燃料供给系统，其向上述先导燃烧嘴的气体燃料喷嘴供给气体燃料，并具备先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀；
主燃烧嘴气体燃料供给系统，其向上述主燃烧嘴的气体燃料喷嘴供给气体燃料，并具备主燃烧嘴气体燃料流量调整阀；以及
控制装置，其向上述油燃料流量调整阀、上述先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀及上述主燃烧嘴气体燃料流量调整阀输出控制这些流量调整阀的开度的控制指令，
在将利用上述先导燃烧嘴的燃烧从烧油切换为烧气时，上述控制装置向上述油燃料流量调整阀输出逐渐关闭开度的指令，并且，输出逐渐打开上述主燃烧嘴气体燃料流量调整阀的开度的指令，之后，在维持打开了上述主燃烧嘴气体燃料流量调整阀的状态下向上述先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀输出逐渐打开的指令，并且向上述油燃料流量调整阀输出使开度全闭的指令。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
具备惰性气体供给系统，其向上述先导燃烧嘴的气体燃料喷嘴供给惰性气体，并具备惰性气体流量调整阀，
在打开上述主燃烧嘴气体燃料流量调整阀并利用主燃烧嘴形成火焰后，并在打开上述先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀之前，上述控制装置向上述惰性气体流量调整阀输出打开的指令。
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