CN115898648A - 燃气轮机设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够在燃气轮机的紧急停止时防止因未燃燃料引起的不良情况的燃气轮机设备。燃气轮机设备(100)具备：燃料配管(17)，其连接于燃料供给设备(16)；燃料供给配管(15)，其连接于燃气轮机(GT)的燃烧器(3)；燃料处理配管(33)，其连接于处理燃料的燃料处理装置(32)；以及三通阀(31)，其具有连接于燃料配管(17)的入口端口(31i)、连接于燃料供给配管(15)的第一出口端口(31oa)及连接于燃料处理配管(33)的第二出口端口(31ob)。

Description

燃气轮机设备

技术领域

本发明涉及燃气轮机设备。

背景技术

在燃气轮机设备中，为了抑制从地球环境保护的观点出发成为温暖化的一个原因的二氧化碳的排出量，而计划将氨、氢等作为燃料用于燃气轮机的燃烧器。

在专利文献1了公开了一种燃气轮机设备，该燃气轮机设备利用向燃烧器供给氨气来作为燃料并使该氨气在燃烧器燃烧从而产生的燃烧气体使涡轮旋转。专利文献1所记载的燃气轮机设备具备贮存液体氨的罐以及使液体氨气化的气化器。

在从气化器向燃烧器供给燃料的配管，从其上游侧朝向下游侧依次设置有第一开闭阀、第二开闭阀以及第一控制阀。另外，在连接第一开闭阀与第二开闭阀的配管，经由第三开闭阀连接有回收氨气的回收槽。

在专利文献1记载了在关闭第二开闭阀的状态下从气化器向氨供给管供给氨气后，关闭第一开闭阀，从而使泄漏检查管内为密闭空间，来检查是否产生了泄漏。另外，在专利文献1记载了在泄漏检查后、设施停止后打开第三开闭阀，从而将残留于氨供给管的氨气回收于回收槽。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-178840号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1所记载的燃气轮机设备中，在燃气轮机的紧急停止时，有可能产生残留于氨供给管内的作为未燃燃料的氨气向大气放出这样的不良情况。

在燃气轮机设备中，期望在燃气轮机的紧急停止时防止因未燃燃料引起的不良情况。在因未燃燃料引起的不良情况中除了氨气向大气放出以外，还包括在燃料为氢的情况下残留的作为未燃燃料的氢气在非意图的场所、时机起火。

本发明的目的在于提供能够在燃气轮机的紧急停止时防止因未燃燃料引起的不良情况的燃气轮机设备。

用于解决课题的方案

本发明的一方案的燃气轮机设备具备：燃料配管，其连接于燃料供给设备；燃料供给配管，其连接于燃气轮机的燃烧器；燃料处理配管，其连接于处理燃料的燃料处理装置；以及三通阀，其具有连接于所述燃料配管的入口端口、连接于所述燃料供给配管的第一出口端口以及连接于所述燃料处理配管的第二出口端口。

发明效果

根据本发明，能够提供能够在燃气轮机的紧急停止时防止因未燃燃料引起的不良情况的燃气轮机设备。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的燃气轮机设备的结构的概要的图，且示出主燃料供给系统、副燃料供给系统、燃料处理系统以及氮气供给系统。

图2是示出本发明的第一实施方式的燃气轮机设备的结构的概要的图，且示出主燃料供给系统、副燃料供给系统、燃料处理系统以及水供给系统。

图3是示出本发明的第一实施方式的燃气轮机的通常时的运转中的燃气轮机的旋转速度与燃料流量的时间序列变化的一例的图。

图4是示出将本发明的第一实施方式的燃气轮机紧急停止时的燃气轮机的旋转速度与燃料流量的时间序列变化的一例的图。

图5是示出由控制装置执行的三通阀的切换控制的内容的一例的流程图。

图6是示出由控制装置执行的三通阀的切换控制的内容的其他例子的流程图。

图7是示出本发明的第二实施方式的燃气轮机设备的结构的概要的图。

图8是示出本发明的第三实施方式的燃气轮机设备的结构的概要的图。

图9是示出将本发明的第三实施方式的燃气轮机紧急停止时的燃气轮机的旋转速度与燃料流量的时间序列变化的一例的图。

图10是示出由控制装置执行的起动用马达、水供给系统以及燃料处理系统的控制的内容的一例的流程图。

图11是示出本发明的第四实施方式的燃气轮机设备的概要的图。

图12是示出本发明的第四实施方式的燃气轮机的通常时的运转中的燃气轮机的旋转速度与燃料流量的时间序列变化的一例的图。

图13是示出本发明的第四实施方式的燃气轮机的通常时的运转中的燃气轮机的旋转速度与供给水流量的时间序列变化的一例的图。

图14是示出将本发明的第四实施方式的燃气轮机紧急停止时的燃气轮机的旋转速度与燃料流量的时间序列变化的一例的图。

图15是示出将本发明的第四实施方式的燃气轮机紧急停止时的燃气轮机的旋转速度与供给水流量的时间序列变化的一例的图。

图16是涉及本发明的变形例且示出在歧管的上游侧设置三通阀的例子的图。

图17是涉及本发明的变形例且示出在歧管的下游侧设置三通阀的例子的图。

附图标记说明

1…压缩机，2…涡轮，2N…旋转速度传感器，3、3D…燃烧器，3s、3Ds…机室，4…发电机，5…压缩空气，5a…燃烧空气，5b…二次燃烧空气，5c…稀释空气，6…燃烧气体，8…烟囱，9…起动用马达，11、102…副燃料配管，12、18、24、54、73、104、113…流量调节阀，13、19、25、57、59、74、82、105、114、119…切断阀，14、20、26、29、30、34、36、56、75、78、83、106、115…开闭阀，15…主燃料供给配管(燃料供给配管)，16、71…主燃料供给设备(燃料供给设备)，17、72、117…主燃料配管(燃料配管)，17Pa…入口压传感器，17Pb…出口压传感器，17T…燃料温度传感器，23…氮气配管，31…三通阀，31i…入口端口，31oa…第一出口端口，31ob…第二出口端口，32、77…燃料处理装置，32T…水罐，33、76…燃料处理配管，37…控制装置，38…输入装置，40…内筒，41、41D…喷烧器，41a…燃料嘴，41b…回旋器，41Da…液体燃料嘴，42…火花塞，43…外筒，44…端罩，45…内筒帽，46…喷出孔，47…喷出孔，48…过渡零件，49、49s…喷雾嘴，50…水歧管，51、51s…水供给配管，52…水泵，53…压力调节阀，55、55s…切断阀(水切断阀)，58…第二分支管，80…排放孔，81…排放配管，98、99…喷雾孔，101…外罩，118…第一分支管，140…氨浓度传感器，150…歧管，Fag…氨气的燃料流量，Fb1…第一分支水流量，Fb2…第二分支水流量，Fk…煤油的燃料流量，Fla…液体氨的燃料流量，Fng…天然气的燃料流量，Fw…喷雾水流量，GT…燃气轮机，S1、S1B、S1D…主燃料供给系统，S2、S2D…副燃料供给系统，S3、S3B、S3C…燃料处理系统，S4…氮气供给系统，S5、S5D…水供给系统。

具体实施方式

以下，使用附图来说明本发明的实施例。需要说明的是，在各附图中对相同的结构标注相同的附图标记，针对重复的部分省略其详细的说明。

<第一实施方式>

参照图1～图5来说明本发明的第一实施方式的燃气轮机设备100。

图1是示出本发明的第一实施方式的燃气轮机设备100的结构的概要的图，且示出主燃料供给系统S1、副燃料供给系统S2、燃料处理系统S3以及氮气供给系统S4。

如图1所示那样，燃气轮机设备100具备：燃气轮机GT；起动用马达9，其连接于燃气轮机GT且使燃气轮机GT起动；以及外罩101，其收容燃气轮机GT及起动用马达9。

燃气轮机GT具有：涡轮2；压缩机1，其与涡轮2连结，并生成燃烧用的被压缩了的空气(以下，也记为压缩空气)5；以及多个燃烧器3。需要说明的是，在图1中，以一个燃烧器3为代表而图示。

外罩101以包围压缩机1、涡轮2以及多个燃烧器3的外周的方式设置，并防止在燃气轮机GT产生的噪音扩散等。

压缩机1将外部的空气吸入并压缩，且将被压缩了的空气(压缩空气)5向燃烧器3供给。燃烧器3通过使由压缩机1压缩了的空气5与燃料混合而成的混合气体燃烧，从而生成高温的燃烧气体6。

涡轮2利用由燃烧器3生成的燃烧气体6产生旋转驱动力。涡轮2的旋转轴与发电机4的旋转轴连结。发电机4利用从涡轮2传递的旋转驱动力进行发电。驱动了涡轮2后的燃烧气体6作为废气7从烟囱8向燃气轮机设备100的外部放出。

燃气轮机设备100具备主燃料供给系统S1、副燃料供给系统S2、燃料处理系统S3、氮气供给系统S4以及控制各系统的控制装置37。另外，燃气轮机设备100具备三通阀31，该三通阀31具有入口端口31i、第一出口端口31oa以及第二出口端口31ob。

需要说明的是，燃气轮机设备100具备检测燃气轮机GT的旋转速度并将表示检测结果的信号向控制装置37输出的旋转速度传感器2N等多个传感器。在控制装置37连接有由操作员操作的输入装置38。控制装置37基于来自输入装置38的操作信号以及来自多个传感器的信号，控制多个控制阀。

在多个控制阀中包括后述的切断阀13、19、25、55、55s、后述的流量调节阀12、18、24、54、54s、以及三通阀31。在本说明书中，切断阀具有打开其内部通路的供给位置(开放位置)以及关闭内部通路的切断位置。在切断阀处于供给位置时，切断阀的上游侧的流体通过切断阀向下游侧供给，在切断阀处于切断位置时，从切断阀的上游侧向下游侧的流体的供给被切断。流量调节阀通过调节其内部通路的开口面积，从而调节所通过的流体的流量。

主燃料供给系统S1是将作为主燃料的氨气向燃烧器3供给的系统。主燃料供给系统S1具有：主燃料供给设备16，其供给氨气；主燃料配管17，其连接于主燃料供给设备16以及三通阀31的入口端口31i；以及开闭阀20、切断阀19及流量调节阀18，它们设置于主燃料配管17。三通阀31的第一出口端口31oa连接于主燃料供给配管15。主燃料供给配管15连接于燃气轮机GT的燃烧器3。即，主燃料配管17经由三通阀31而连接于燃烧器3。

在主燃料配管17与主燃料供给配管15由三通阀31连通着的状态下，从主燃料供给设备16向主燃料配管17供给的氨气通过三通阀31以及主燃料供给配管15向燃烧器3供给。

主燃料供给设备16具备：罐(未图示)，其贮存液体氨；泵(未图示)，其压送液体氨；气化器(未图示)，其使由泵升压了的液体氨气化；以及加热装置(未图示)，其用于防止气化了的液体氨液化。

从自主燃料供给设备16供给主燃料的主燃料配管17的上游侧朝向下游侧依次设置有开闭阀20、切断阀19以及流量调节阀18。开闭阀20是能够开闭主燃料配管17的手动阀。

切断阀19是能够根据来自控制装置37的信号来开闭主燃料配管17的控制阀。切断阀19设置于主燃料配管17中的主燃料供给设备16与流量调节阀18之间，且具有从主燃料供给设备16向燃烧器3供给燃料的供给位置以及切断从主燃料供给设备16向燃烧器3的燃料的供给的切断位置。

流量调节阀18是通过根据来自控制装置37的信号来调整主燃料配管17的开口面积，从而控制通过流量调节阀18的主燃料的流量即向燃烧器3供给的燃料(氨气)的流量的控制阀。

在主燃料配管17设置有燃料温度传感器17T以及入口压传感器17Pa，且根据情况设置有出口压传感器17Pb。燃料温度传感器17T检测氨气的温度，且将表示检测结果的信号向控制装置37输出。入口压传感器17Pa检测流量调节阀18的入口侧压力，且将表示检测结果的信号向控制装置37输出。根据情况，出口压传感器17Pb检测流量调节阀18的出口侧压力，并将表示检测结果的信号向控制装置37输出。

控制装置37基于由燃料温度传感器17T检测出的温度(也记为燃料温度)、由入口压传感器17Pa检测出的压力、根据情况而言由出口压传感器17Pb检测出的压力以及向燃烧器3供给的燃料的要求流量，来控制主燃料供给设备16的升压泵(未图示)、加热装置(未图示)以及流量调节阀18的开度。

燃料处理系统S3具有：燃料处理装置32，其处理燃料(未燃燃料)；燃料处理配管33，其连接于燃料处理装置32及三通阀31的第二出口端口31ob；以及开闭阀34，其设置于燃料处理配管33。开闭阀34是能够开闭燃料处理配管33的手动阀。

燃料处理装置32具备：水罐32T，其蓄积有用于对通过燃料处理配管33导入的氨气进行溶解处理的水；供水泵(未图示)，其向水罐32T供给水；以及阀(未图示)，其控制从供水泵供给的水的流量。

通过燃料处理配管33将氨气导向燃料处理装置32。氨气具有良好的水溶性。因此，若将氨气导向燃料处理装置32的水罐32T内，则氨气溶入水中。水罐32T内的氨的浓度被燃料处理装置32调整为规定的浓度(例如，20～25％程度)以下。

副燃料供给系统S2是将作为副燃料的天然气向燃烧器3供给的系统。副燃料供给系统S2具有：副燃料供给设备10，其供给天然气；副燃料配管11，其连接于副燃料供给设备10以及燃烧器3；以及开闭阀14、切断阀13及流量调节阀12，它们设置于副燃料配管11。

副燃料供给设备10具备：罐(未图示)，其贮存液化天然气(LNG)；泵(未图示)，其压送液化天然气；以及气化器(未图示)，其使由泵升压了的液化天然气气化。由气化器生成的天然气向副燃料配管11供给。

从自副燃料供给设备10供给副燃料的副燃料配管11的上游侧朝向下游侧依次设置有开闭阀14、切断阀13以及流量调节阀12。开闭阀14是能够开闭副燃料配管11的手动阀。切断阀13是能够根据来自控制装置37的信号来开闭副燃料配管11的控制阀。流量调节阀12是通过根据来自控制装置37的信号来调整副燃料配管11的开口面积，从而控制通过流量调节阀12的副燃料的流量的控制阀。

燃烧器3能够稳定地燃烧主燃料以及副燃料。控制装置37以多个运转模式运转燃气轮机GT。在多个运转模式中存在利用燃烧器3仅使天然气燃烧的天然气专烧模式、利用燃烧器3使氨气与天然气同时燃烧的混烧模式以及利用燃烧器3仅使氨气燃烧的氨气专烧模式。

氮气供给系统S4是将残留于主燃料供给系统S1的主燃料配管17、副燃料供给系统S2的副燃料配管11以及燃料处理系统S3的燃料处理配管33的燃料置换为氮的系统。氮气供给系统S4具有：氮气供给设备22；氮气配管23，其连接于氮气供给设备22；以及开闭阀26、切断阀25及流量调节阀24，它们设置于氮气配管23。

在流量调节阀24的下游侧，氮气配管23经由开闭阀30而连接于主燃料配管17。另外，在流量调节阀24的下游侧，氮气配管23经由开闭阀29而连接于副燃料配管11。并且，在流量调节阀24的下游侧，氮气配管23经由开闭阀36而连接于燃料处理配管33。开闭阀29、30、36是能够开闭氮气配管23的手动阀。

氮气供给设备22具备：罐(未图示)，其贮存液体氮；泵(未图示)，其压送液体氮；以及气化器(未图示)，其使由泵升压了的液体氮气化。由气化器生成的氮气向氮气配管23供给。

从自氮气供给设备22供给氮气的氮气配管23的上游侧朝向下游侧依次设置有开闭阀26、切断阀25以及流量调节阀24。开闭阀26是能够开闭氮气配管23的手动阀。切断阀25是能够根据来自控制装置37的信号来开闭氮气配管23的控制阀。流量调节阀24是通过根据来自控制装置37的信号来调整氮气配管23的开口面积，从而控制通过流量调节阀24的氮气的流量的控制阀。

控制装置37控制各种控制阀(切断阀13、19、25、55、55s、流量调节阀12、18、24、54、54s、三通阀31等)。控制装置37由具备CPU(Central Processing Unit)、MPU(MicroProcessing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等处理器37a、ROM(Read OnlyMemory)、闪存器、硬盘驱动器等非易失性存储器37b、被称为所谓的RAM(Random AccessMemory)的易失性存储器37c、输入输出接口、以及其他周边电路的计算机构成。需要说明的是，控制装置37可以由一个计算机构成，也可以由多个计算机构成。

在非易失性存储器37b保存有能够执行各种运算的程序、阈值、数学式、数据表等。即，非易失性存储器37b是能够对实现本实施方式的功能的程序进行读取的存储介质。处理器37a是将存储于非易失性存储器37b的程序在易失性存储器37c展开而执行运算的运算装置，且按照程序对从输入输出接口、非易失性存储器37b以及易失性存储器37c取入的信号进行规定的运算处理。

输入输出接口的输入部将从输入装置38、各种传感器输入的信号变换为能够由处理器37a运算。另外，输入输出接口的输出部生成与由处理器37a进行的运算结果相应的输出用的信号，并将该信号向各种控制阀(切断阀13、19、25、55、55s、流量调节阀12、18、24、54、54s、三通阀31等)、泵等输出。

在三通阀31中，如上所述，入口端口31i连接于主燃料配管17，第一出口端口31oa连接于主燃料供给配管15，第二出口端口31ob连接于燃料处理配管33。三通阀31具有将入口端口31i与第一出口端口31oa连通并切断入口端口31i与第二出口端口31ob的连通的第一位置以及将入口端口31i与第二出口端口31ob连通并切断入口端口31i与第一出口端口31oa的连通的第二位置。即，三通阀31能够将入口端口31i选择性地连通于第一出口端口31oa以及第二出口端口31ob中的一方。由此，在涡轮2紧急停止了时，通过利用三通阀31使主燃料配管17与燃料处理配管33连通，从而能够将残留于主燃料配管17的氨气导向燃料处理装置32。

在新设以氨气为主燃料的燃气轮机设备的情况下，切断阀19以及流量调节阀18优选为尽可能置于燃烧器3的附近。然而，在对已设燃气轮机设备追设氨气的燃料系统的情况下，例如在与天然气的供给设备分离的位置配置氨(主燃料)供给设备16以及作为其附带设备的切断阀19及流量调节阀18。若氨(主燃料)供给设备16配置于比天然气(副燃料)供给设备10远离涡轮2的位置，则从主燃料供给系统S1的切断阀19到燃烧器3的主燃料配管17的长度比从副燃料供给系统S2的切断阀13到燃烧器3的副燃料配管11的长度长。

三通阀31将残留于从切断阀19到三通阀31的主燃料配管17内的氨气通过燃料处理配管33导向燃料处理装置32。另一方面，残留于主燃料供给配管15内的氨气通过燃烧器3、涡轮2以及烟囱8向燃气轮机设备100的外部、即大气放出。因此，假设在三通阀31配置于切断阀19与流量调节阀18之间、即比燃烧器3靠近主燃料供给设备16的位置的情况下，主燃料供给配管15的长度变长，因此向大气放出的氨气的量也变多。因此，三通阀31优选为尽可能配置于燃烧器3的附近。

在本实施方式中，三通阀31配置于流量调节阀18与燃烧器3之间。即，三通阀31配置于主燃料配管17中的流量调节阀18的下游侧。另外，三通阀31配置于比流量调节阀18靠近燃烧器3的位置。在本实施方式中，三通阀31配置于外罩101的内侧。由此，能够缩短将三通阀31与燃烧器3连接的主燃料供给配管15的长度。其结果是，能够将涡轮2的紧急停止时的氨气向大气的排出量抑制得较低。

需要说明的是，在主燃料供给配管15设置有歧管150(参照图16)，在歧管150连接有多个燃烧器3，对此在图1中未图示。歧管150具有供给氨气的环状的空间。从歧管150向多个燃烧器3分别供给燃料。即，歧管150向多个燃烧器3分支供给燃料。

图2是示出本发明的第一实施方式的燃气轮机设备100的结构的概要的图，且示出主燃料供给系统S1、副燃料供给系统S2、燃料处理系统S3以及水供给系统S5。在图2中，省略了控制装置37的图示。

如图2所示那样，燃烧器3通过使从压缩机1供给的压缩空气5与从燃料系统(主燃料供给系统S1以及副燃料供给系统S2)供给的燃料混合并燃烧，从而生成燃烧气体6。燃烧器3具有内筒(内衬)40、喷烧器41、火花塞42、外筒(套筒)43以及端罩44。燃烧器3是利用外筒43和端罩44将内筒40、喷烧器41以及火花塞42密闭的压力容器，且连接于机室3s。

内筒40是在内部形成燃烧室的圆筒状的构件，并在其内侧生成燃烧气体6。喷烧器41设置于内筒40的图示左端侧的轴中心位置。需要说明的是，在喷烧器41的外周设置有内筒帽45。

喷烧器41具有：燃料嘴41a，其喷射氨气、天然气等燃料；以及回旋器41b，其设置于燃料嘴41a的外周并生成回旋流。

在燃料嘴41a按照每个燃料的种类形成有喷出孔。在本实施方式的燃料嘴41a形成有与副燃料配管11连通并用于喷出天然气的喷出孔46以及与主燃料供给配管15连通并用于喷出氨气的喷出孔47。

需要说明的是，在本实施方式中，说明了在燃料嘴41a形成有与燃料的种类相应的喷出孔46、47的例子，但本发明并不限定于此。喷烧器41的喷出孔也可以是一个系统。在该情况下，例如，在喷烧器41的上游侧设置能够将从各燃料系统供给的燃料切换而导向喷出孔、或者能够将从各燃料系统供给的燃料混合而导向喷出孔的装置(燃料切换装置、燃料混合装置)。

外筒43设置于内筒40的外周侧。由外筒43的内周面和内筒40的外周面形成从外筒43的一端侧开口导入的压缩空气5的流路(也记为空气流路)。外筒43的另一端侧开口被端罩44封堵。

由压缩机1生成的压缩空气5通过机室3s而在由燃烧器3的外筒43和内筒40形成的环状的空气流路流动。在环状的空气流路内流动的压缩空气5的一部分作为稀释空气5c从设置于内筒40的稀释孔向内筒40的内部导入，并与燃烧气体6混合。在环状的空气流路内流动的压缩空气5的一部分作为二次燃烧空气5b从设置于内筒40的燃烧孔向内筒40的内部导入。二次燃烧空气5b用于与未在后述的燃烧空气5a燃烧完的燃料一起燃烧。

另外，在环状的空气流路内流动的压缩空气5的一部分作为内衬冷却空气从设置于内筒帽45的冷却孔向内筒40的内部导入。并且，在环状的空气流路内流动的压缩空气5的一部分作为燃烧空气5a通过回旋器41b而向内筒40的内部导入。

供给到内筒40的燃烧空气(压缩空气)5a混合于燃料(氨气、天然气)。燃烧空气5a与燃料的混合气体在内筒40的内部被火花塞42点火而燃烧。由此生成的燃烧气体6通过过渡零件48而向涡轮2供给，并驱动涡轮2。

燃烧空气(压缩空气)5a通过回旋器41b，从而生成回旋流。通过生成回旋流，从而内筒40内的火焰稳定。

本实施方式的燃气轮机设备100具备水供给系统S5。水供给系统S5是如下系统：通过向燃烧器3的燃烧场喷雾水，从而减小成为大气污染的原因的废气7中的氮氧化物(NOx)的排出量，并且增加针对涡轮2的工作流体而增加输出。水供给系统S5具有：水供给配管51，其连接于燃料处理装置32的水罐32T以及燃烧器3；水泵52、压力调节阀53、开闭阀56、切断阀55及流量调节阀54，它们设置于水供给配管51；以及后述的喷雾嘴49。

另外，水供给系统S5具有：水供给配管51s，其在水泵52的下游从水供给配管51分支；开闭阀56s、切断阀55s及流量调节阀54s，它们设置于水供给配管51s；以及后述的喷雾嘴49s。

水泵52吸起燃料处理装置32的水罐32T内的氨水并吐出。水供给配管51、51s将从水泵52吐出的氨水向燃烧器3供给。

开闭阀56是能够开闭水供给配管51的手动阀。切断阀(水切断阀)55是能够根据来自控制装置37的信号来开闭水供给配管51的控制阀。切断阀55具有从水罐32T向燃烧器3供给氨水的供给位置以及切断从水罐32T向燃烧器3的氨水的供给的切断位置。另外，开闭阀56s是能够开闭水供给配管51s的手动阀。切断阀(水切断阀)55s是能够根据来自控制装置37的信号来开闭水供给配管51s的控制阀。切断阀55s具有从水罐32T向燃烧器3供给氨水的供给位置以及切断从水罐32T向燃烧器3的氨水的供给的切断位置。

流量调节阀54是通过根据来自控制装置37的信号来调整水供给配管51的开口面积，从而控制通过流量调节阀54的氨水的流量的控制阀。另外，流量调节阀54s是通过根据来自控制装置37的信号来调整水供给配管51s的开口面积，从而控制通过流量调节阀54s的氨水的流量的控制阀。压力调节阀53根据来自控制装置37的信号来调节水供给配管51内的压力(水泵52的吐出压)。

在燃烧器3的端罩44形成有水歧管50以及与水歧管50连通的多个喷雾嘴49。水歧管50具有从水供给配管51供给氨水的环状的空间。多个喷雾嘴49设置于与回旋器41b对置的位置。喷雾嘴49向导入回旋器41b的燃烧空气(压缩空气)5a喷雾从水供给配管51供给的氨水。

另外，在机室3s形成有与机室3s内连通的多个喷雾嘴49s。喷雾嘴49s将从水供给配管51s供给的氨水向机室3s的内部喷雾。

参照图3来说明本实施方式的燃气轮机GT的通常时的运转方法的一例。图3是示出本发明的第一实施方式的燃气轮机GT的通常时的运转中的燃气轮机GT的旋转速度Ng与燃料流量的时间序列变化的一例的图。需要说明的是，在燃料流量中存在向燃烧器3供给的天然气的流量即天然气的燃料流量Fng以及向燃烧器3供给的氨气的流量即氨气的燃料流量Fag。

氨气与天然气相比难以着火。因此，本实施方式的燃气轮机设备100使用关于点火、起动方面可靠性较高的天然气来使燃气轮机GT起动，之后将燃料从天然气向氨气切换。

如图3所示那样，燃气轮机GT在a点利用起动用马达9(参照图1)来起动。燃气轮机GT在成为规定的旋转速度的b点将存在残留的可能性的燃料的清除运转实施一定时间。之后，在c点天然气向燃烧器3供给，并被火花塞42点火。

通过燃烧器3的点火，燃气轮机GT的旋转速度Ng从c点到d点进行上升，在d点到达额定旋转速度。起动用马达9在旋转速度从c点到d点进行上升的过程中从涡轮2的旋转轴(转子)分离。因此，在成为额定旋转速度的d点，涡轮2仅利用由燃烧器3产生的燃烧气体6的能量旋转。

控制装置37在燃气轮机GT的旋转速度Ng到达额定旋转速度后，以成为规定的负荷的方式使天然气的燃料流量Fng增加直到e点。之后，控制装置37以天然气专烧模式运转燃气轮机设备100直到f点。

控制装置37在到达f点后，使天然气的燃料流量Fng逐渐减少，并且使氨气的燃料流量Fag逐渐增加。从f点到g点，控制装置37以将天然气与氨气这两方向燃烧器3供给并使这两方燃烧的混烧模式运转燃气轮机设备100。

控制装置37在g点使天然气的燃料流量Fng为0(零)，并从g点起以氨气专烧模式运转燃气轮机设备100。在氨气专烧模式下，仅氨气被燃烧器3燃烧，因此与天然气专烧模式时相比能够减小废气7所含的二氧化碳的量。

控制装置37在到达h点后，使氨气的燃料流量Fag逐渐减少，并且使天然气的燃料流量Fng逐渐增加。从h点到i点，控制装置37以将天然气与氨气这两方向燃烧器3供给并使这两方燃烧的混烧模式运转燃气轮机设备100。

控制装置37在i点使氨气的燃料流量Fag为0(零)，从i点起以仅将天然气向燃烧器3供给并使其燃烧的天然气专烧模式运转燃气轮机设备100。

在i点，氨气的燃料流量Fag成为0(零)，但存在在图1所示的主燃料配管17残留有氨气的可能性。因此，作业者关闭主燃料供给系统S1的开闭阀20以及氮气供给系统S4的开闭阀29、36，并开放氮气供给系统S4的开闭阀26、30。之后，操作员操作输入装置38，利用控制装置37控制氮气供给系统S4的流量调节阀24以及切断阀25，从而向主燃料配管17供给氮气。

由此，残留于主燃料配管17内的氨气被氮气向燃烧器3内推出。虽然向燃烧器3导入氨气，但此时燃烧器3利用天然气稳定地燃烧。因此，利用燃烧器3燃烧氨气，从烟囱8向大气放出浓度较高的氨气的可能性较低。

如图3所示那样，控制装置37从j点起使天然气的燃料流量Fng减少，在k点使天然气的燃料流量Fng为0(零)。由此，在之后的1点，燃气轮机GT停止。

燃气轮机设备100为了在产生了构成燃气轮机设备100的机器的故障等异常的情况下将燃气轮机设备100的损伤止于最小限度，而具有各种保护功能。

例如，在关于燃料方面，考虑到当燃料的压力、温度降低时会引起异常燃烧。因此，控制装置37当检测出燃料的压力、温度的降低时，利用切断阀13、19切断向燃烧器3的燃料的供给，使燃气轮机GT紧急停止。

参照图4来说明本实施方式的燃气轮机GT的紧急停止方法的一例。图4是示出将本发明的第一实施方式的燃气轮机GT紧急停止时的燃气轮机GT的旋转速度与燃料流量的时间序列变化的一例的图。

图4的到g点为止的时间序列变化与图3相同。如图4所示那样，燃气轮机设备100从g点起以氨气专烧模式运转。在图4中，示出在m点由于检测出某种异常(例如，燃料的温度降低到阈值以下)而燃气轮机GT紧急停止了的状况。

控制装置37在后述的紧急停止条件成立时，向紧急停止模式转换，利用切断阀19开始切断氨气向燃烧器3的供给(m点)。当氨气的供给被切断时，燃气轮机GT停止。

在此，若图1所示的三通阀31保持将主燃料配管17与主燃料供给配管15连通着的状态，则残留于主燃料配管17的氨气通过燃烧器3、涡轮2以及烟囱8向燃气轮机设备100的外部放出。

在大规模的发电设备中，认为由于从较高的烟囱进行的大气扩散，在较多的情况下氨气的放出成为问题的可能性不高。然而，在中小规模的发电设备中，还存在与住宅街相邻的设备，因此期望尽可能减小氨气从烟囱的放出。

于是，本实施方式的燃气轮机设备100的控制装置37在氨气专烧模式或混烧模式下的运转中，在预先设定的紧急停止条件成立的情况下，与伴随着燃气轮机GT的紧急停止的切断阀19的从供给位置向切断位置的切换动作连动，使三通阀31从第一位置向第二位置进行切换动作。当三通阀31成为第二位置时，在三通阀31的作用下，主燃料配管17与燃料处理配管33连通，且主燃料配管17与主燃料供给配管15的连通被切断。

参照图5的流程图来说明由本实施方式的控制装置37执行的三通阀31的切换控制的内容的一例。图5所示的流程图的处理在燃气轮机设备100的运转中以规定的控制周期反复执行。

控制装置37通过执行存储于非易失性存储器37b的程序，从而作为判定燃气轮机GT的紧急停止条件是否成立的停止条件判定部(异常检测部)、判定运转模式的模式判定部、判定切断阀19的动作的切断阀动作判定部、基于停止条件判定部及模式判定部的判定结果向切断阀13、19输出指令的切断阀指令部以及基于切断阀动作判定部的判定结果向三通阀31输出指令的三通阀指令部发挥功能。

如图5所示那样，在步骤S100中，控制装置37判定燃气轮机GT的紧急停止条件是否成立。即，控制装置37作为停止条件判定部发挥功能。燃气轮机GT的紧急停止条件例如在检测出燃料低温异常的情况下成立。

控制装置37判定由燃料温度传感器17T检测出的燃料温度是否小于温度阈值。控制装置37在由燃料温度传感器17T检测出的燃料温度小于温度阈值的情况下，判定为检测出燃料低温异常。控制装置37在由燃料温度传感器17T检测出的燃料温度为温度阈值以上的情况下，判定为未检测出燃料低温异常。温度阈值预先存储于非易失性存储器37b。

在步骤S100中，在检测出燃料低温异常的情况下，控制装置37判定为紧急停止条件成立而向步骤S110前进。在步骤S100中，在未检测出燃料低温异常的情况下，控制装置37判定为紧急停止条件不成立而向步骤S115前进。

在步骤S110中，控制装置37向切断阀13、19输出用于将切断阀13、19向切断位置切换的指令而向步骤S120前进。需要说明的是，在步骤S110的处理中，根据紧急停止条件即将成立之前的运转模式而控制的切断阀13、19不同。在紧急停止条件即将成立之前的运转模式为氨气专烧模式的情况下，控制装置37将主燃料供给系统S1的切断阀19向切断位置切换。在紧急停止条件即将成立之前的运转模式为天然气专烧模式的情况下，控制装置37将副燃料供给系统S2的切断阀13向切断位置切换。在紧急停止条件即将成立之前的运转模式为混烧模式的情况下，控制装置37将切断阀13、19这两方向切断位置切换。

在步骤S115中，控制装置37向切断阀13、19输出用于将切断阀13、19保持于供给位置的指令而向步骤S145前进。需要说明的是，在步骤S115的处理中，根据当前所设定的运转模式而控制的切断阀13、19不同。在当前所设定的运转模式为氨气专烧模式的情况下，控制装置37使主燃料供给系统S1的切断阀19保持于供给位置。在当前所设定的运转模式为天然气专烧模式的情况下，控制装置37使副燃料供给系统S2的切断阀13保持于供给位置。在当前所设定的运转模式为混烧模式的情况下，控制装置37使切断阀13、19这两方保持于供给位置。

这样，控制装置37作为在紧急停止条件未成立的情况下将切断阀13、19保持于供给位置，且在紧急停止条件成立的情况下将切断阀13、19向切断位置切换的切断阀指令部(切断阀控制部)发挥功能。

在步骤S120中，控制装置37判定切断阀19是否从供给位置向切断位置进行了切换动作。即，控制装置37作为判定切断阀19的动作的切断阀动作判定部发挥功能。

在步骤S120中，若判定为切断阀19从供给位置向切断位置进行了切换动作，则处理向步骤S130前进。在步骤S120中，若判定为切断阀19未从供给位置向切断位置进行切换动作，则处理向步骤S145前进。

在步骤S130中，控制装置37判定紧急停止条件即将成立之前的运转模式是天然气专烧模式、混烧模式、氨气专烧模式、非燃烧模式中的哪一个。即，控制装置37作为判定紧急停止条件即将成立之前的运转模式的运转模式判定部发挥功能。需要说明的是，非燃烧模式是天然气以及氨气均不向燃烧器3供给的运转模式。在非燃烧模式中，进行基于起动用马达9的起动运转等。

在步骤S130中，若判定为紧急停止条件即将成立之前的运转模式为氨气专烧模式或混烧模式，则处理向步骤S140前进。在步骤S130中，若判定为紧急停止条件即将成立之前的运转模式为天然气专烧模式或非燃烧模式，则处理向步骤S145前进。

在步骤S140中，控制装置37向三通阀31输出用于将三通阀31从第一位置向第二位置切换的指令。在步骤S145中，控制装置37向三通阀31输出用于将三通阀31保持于第一位置的指令。当步骤S140或步骤S145的处理结束时，本控制周期中的图5的流程图所示的处理结束。

这样，控制装置37作为三通阀指令部(三通阀控制部)发挥功能，该三通阀指令部在氨气专烧模式或混烧模式下的运转中，在切断阀19保持于供给位置的情况下，将三通阀31保持于第一位置，在切断阀19从供给位置向切断位置进行了切换动作的情况下，将三通阀31从第一位置向第二位置切换。

因此，例如，如图4所示那样，在以氨气专烧模式运转着燃气轮机GT时，在由于某种理由而燃气轮机GT紧急停止了的情况下，三通阀31伴随着切断阀19的从通常位置向切断位置的切换动作而从第一位置向第二位置进行切换动作。由此，在三通阀31的作用下，连接于燃烧器3的主燃料供给配管15与主燃料配管17的连通被切断，连接于燃料处理装置32的水罐32T的燃料处理配管33与主燃料配管17连通。

残留于从切断阀19到三通阀31的主燃料配管17的氨气通过三通阀31以及燃料处理配管33被导向燃料处理装置32的水罐32T内。氨气溶入水罐32T内的水中。这样处理了的水罐32T内的氨水以不成为规定的浓度以上的方式被管理。

根据上述的实施方式，起到以下的作用效果。

(1)燃气轮机设备100具备：主燃料配管(燃料配管)17，其连接于主燃料供给设备(燃料供给设备)16；主燃料供给配管(燃料供给配管)15，其连接于燃气轮机GT的燃烧器3；燃料处理配管33，其连接于处理燃料的燃料处理装置32；以及三通阀31，其具有连接于主燃料配管17的入口端口31i、连接于主燃料供给配管15的第一出口端口31oa及连接于燃料处理配管33的第二出口端口31ob。

根据该结构，通过在燃气轮机GT的紧急停止时切换三通阀31，从而能够将残留于主燃料配管17的氨气导向燃料处理装置32，因此能够有效地抑制氨气向大气放出。另外，仅通过三通阀31的切换动作，就能够将主燃料配管17与主燃料供给配管15的连通切断并且使主燃料配管17与燃料处理配管33连通。因此，无需设置用于切换各配管15、17、33的连通与切断的多个切换阀。多个切换阀有时难以设置于燃气轮机GT的附近。与此相对，根据本实施方式，能够容易地将三通阀31设置于燃气轮机GT的附近。其结果是，能够缩短主燃料供给配管15的长度，因此能够在燃气轮机GT的紧急停止时将残留于主燃料供给配管15的氨气向大气的放出量抑制得较低。

(2)燃气轮机设备100具备设置于主燃料配管17并调节向燃烧器3供给的燃料的流量的流量调节阀18。三通阀31设置于流量调节阀18与燃烧器3之间。根据该结构，与三通阀31设置于流量调节阀18的上游侧的情况相比，能够缩短主燃料供给配管15的长度，能够将氨气向大气的放出量抑制得较低。

(3)三通阀31配置于收容燃气轮机GT的外罩101的内侧。根据该结构，与三通阀31配置于外罩101的外侧的情况相比，能够缩短主燃料供给配管15的长度，能够将氨气向大气的放出量抑制得较低。需要说明的是，在外罩101的内侧难以设置三通阀31的情况下，通过与外罩101相邻地设置三通阀31，能够缩短主燃料供给配管15的长度，能够将氨气向大气的放出量抑制得较低。

(4)燃气轮机设备100具备：切断阀19，其设置于主燃料配管17中的主燃料供给设备16与流量调节阀18之间，且具有从主燃料供给设备16向燃烧器3供给燃料的供给位置以及切断从主燃料供给设备16向燃烧器3的燃料的供给的切断位置；以及控制装置37，其控制切断阀19及三通阀31。控制装置37将切断阀19从供给位置向切断位置切换，并且将三通阀31从连通主燃料配管17与主燃料供给配管15的第一位置向连通主燃料配管17与燃料处理配管33的第二位置切换。

通过该结构，能够利用切断阀19切断向燃气轮机GT的氨气(燃料)的供给，并且将残留于主燃料配管17的氨气(未燃燃料)通过三通阀31导向燃料处理装置32。其结果是，与在将切断阀19向切断位置切换完成后(成为全闭后)开始将三通阀31从第一位置向第二位置切换的情况相比，能够将残留于主燃料配管17的氨气(未燃燃料)向大气的放出量抑制得较低。

(5)从主燃料供给设备16通过三通阀31向燃烧器3供给的燃料为氨气。燃料处理装置32具有蓄积有用于对通过燃料处理配管33导入的氨气进行处理的水的水罐32T。根据该结构，氨气被燃料处理装置32的水罐32T内的水溶解处理。由燃料处理装置32生成的氨水被适当保管于水罐32T内。

(6)燃气轮机设备100具备：主燃料供给系统S1，其包括作为将氨气作为燃料而供给的燃料供给设备的主燃料供给设备16；以及副燃料供给系统S2，其包括将天然气作为燃料而供给的副燃料供给设备10。

控制装置37以多个运转模式运转燃气轮机GT。在多个运转模式中包括：氨气专烧模式，其利用燃烧器3使来自主燃料供给系统S1以及副燃料供给系统S2中的主燃料供给系统S1的燃料燃烧；天然气专烧模式，其利用燃烧器3使来自主燃料供给系统S1以及副燃料供给系统S2中的副燃料供给系统S2的燃料燃烧；以及混烧模式，其利用燃烧器3使来自主燃料供给系统S1以及副燃料供给系统S2这两方的燃料燃烧。

控制装置37在氨气专烧模式或混烧模式下的运转中，在预先设定的紧急停止条件成立的情况下，将切断阀19从供给位置向切断位置切换，并且将三通阀31从第一位置向第二位置切换。根据该结构，在氨气作为燃料向燃烧器3供给时，在紧急停止燃气轮机GT的情况下，能够通过三通阀31的动作而将主燃料配管17内的氨气适当地导向燃料处理装置32。

(7)燃气轮机设备100具备向主燃料供给系统S1以及副燃料供给系统S2供给氮气的氮气供给系统S4。根据该结构，在切换运转模式、或者使燃气轮机GT停止时等，能够利用氮气将残留于主燃料供给系统S1以及副燃料供给系统S2的配管内的燃料置换。

(8)燃气轮机设备100具备水供给系统S5，该水供给系统S5具有如下两种氨水供给系统中的至少一方，一种氨水供给系统具有将燃料处理装置32的水罐32T内的氨水向燃烧器3供给的水供给配管51以及将从水供给配管51供给的氨水向燃烧器3内喷雾的喷雾嘴49，另一种氨水供给系统具有将燃料处理装置32的水罐32T内的氨水向机室3s供给的水供给配管51s以及将从水供给配管51s供给的氨水向机室3s内喷雾的喷雾嘴49s。在将水罐32T内的氨水委托给产业废弃物处理从业者而在产业废弃物处理设施中适当处理氨水的情况下，产生废弃费用。根据该结构，通过将水罐32T内的氨水向燃烧器3或机室3s内喷雾，能够有效利用能量。另外，能够减小废弃的氨水的量，因此能够减小废弃费用。

对喷雾氨水的时机进行说明。在从喷雾嘴49喷雾的情况下，优选在天然气专烧模式下喷雾氨水。使氨气燃烧的燃烧器3将燃料与空气分别向内筒(内衬)40供给并使它们以扩散燃烧方式燃烧的情况较多。在扩散燃烧方式中局部地燃料温度变高且氮氧化物较多地产生。因此，通过从喷雾嘴49喷雾氨水从而防止火焰温度的上升，能够期待抑制氮氧化物的产生的效果。需要说明的是，氨容易溶于水。因此，考虑到在氨燃烧时若从喷雾嘴49喷雾氨水，则氨气溶入氨水，对燃烧性能造成影响。因此，在氨燃烧时优选为从设置于机室3s的喷雾嘴49s喷雾氨水。喷雾到机室3s内的氨水在到达燃烧器3的喷烧器41以前蒸发，因此认为对氨燃烧的燃烧特性造成影响的情况较少。

<第一实施方式的变形例1>

在第一实施方式中，说明了判定切断阀19是否从供给位置向切断位置进行了切换动作，并在切断阀19从供给位置向切断位置进行了切换动作的情况下，将三通阀31向第二位置进行切换动作的例子(参照图5)，但本发明并不限定于此。控制装置37也可以在燃气轮机GT的紧急停止条件成立的情况下使切断阀19与三通阀31同时进行切换动作。

图6是示出由控制装置37执行的三通阀31的切换控制的内容的其他例子的流程图。在图6的流程图中，代替图5的流程图的步骤S110、S115、S120、S140、S145的处理，执行步骤S241、S244、S247的处理。图6所示的流程图的处理在燃气轮机设备100的运转中以规定的控制周期反复执行。

图6的步骤S100、S130的处理是与图5的步骤S100、S130相同的处理。如图6所示那样，在步骤S100中，若判定为紧急停止条件成立，则处理向步骤S130前进，若判定为紧急停止条件不成立，则处理向步骤S247前进。

在步骤S130中，若判定为紧急停止条件即将成立之前的运转模式为氨气专烧模式或混烧模式，则处理向步骤S241前进。在步骤S130中，若判定为紧急停止条件即将成立之前的运转模式为天然气专烧模式或非燃烧模式，则处理向步骤S244前进。

在步骤S241中，控制装置37向切断阀19输出用于将切断阀19向切断位置切换的指令，并且向三通阀31输出用于将三通阀31向第二位置切换的指令。另外，在步骤S130中判定为紧急停止条件即将成立之前的运转模式为混烧模式的情况下，在步骤S241中，控制装置37向切断阀13输出用于将副燃料供给系统S2的切断阀13向切断位置切换的指令。

在步骤S130中判定为紧急停止条件即将成立之前的运转模式为天然气专烧模式的情况下，在步骤S244中，控制装置37向切断阀13输出用于将副燃料供给系统S2的切断阀13向切断位置切换的指令。

在步骤S247中，控制装置37向切断阀13、19输出用于将切断阀13、19保持于供给位置的指令，并且向三通阀31输出用于将三通阀31保持于第一位置的指令。需要说明的是，在步骤S247的处理中，根据当前所设定的运转模式而控制的切断阀13、19不同。在当前所设定的运转模式为氨气专烧模式的情况下，控制装置37使主燃料供给系统S1的切断阀19保持于供给位置。在当前所设定的运转模式为天然气专烧模式的情况下，控制装置37使副燃料供给系统S2的切断阀13保持于供给位置。在当前所设定的运转模式为混烧模式的情况下，控制装置37使切断阀13、19这两方保持于供给位置。

这样，本变形例的控制装置37与上述实施方式同样地，在紧急停止条件成立、且紧急停止条件即将成立之前的运转模式为利用燃烧器3使主燃料(氨气)燃烧的模式(氨气专烧模式或混烧模式)的情况下，将切断阀19向切断位置切换并且将三通阀31向第二位置切换。

根据本变形例，能够得到与上述实施方式相同的作用效果。需要说明的是，在上述实施方式以及本变形例中，说明了在紧急停止条件成立的情况下将运转模式的判定结果加入考虑而控制切断阀19以及三通阀31的动作的例子，但本发明并不限定于此。控制装置37也可以在紧急停止条件成立的情况下，向切断阀19输出用于将切断阀19向切断位置切换的指令并且向三通阀31输出用于将三通阀31向第二位置切换的指令。

<第一实施方式的变形例2>

在第一实施方式中，说明了在检测出燃料低温异常的情况下燃气轮机GT的紧急停止条件成立的例子，但本发明并不限定于此。

控制装置37也可以在检测出燃烧器3的燃烧异常的情况下，判定为紧急停止条件成立。在燃气轮机GT中，沿涡轮2下游的环状的流路内的周向设置有多个燃烧温度传感器。燃烧温度传感器检测燃气轮机GT的废气温度的周向的温度分布。燃烧温度传感器是检测来自燃烧器3的废气的温度(燃烧温度)，并将表示检测结果的信号向控制装置37输出的热电偶等。控制装置37利用多个燃烧温度传感器取得废气温度，并运算多个燃烧温度传感器的废气温度的平均值。控制装置37将运算出的平均值与多个燃烧温度传感器的废气温度分别进行比较。控制装置37在从运算出的平均值减去燃烧温度传感器的废气温度而得到的值即温度偏差为偏差阈值以上的情况下，判定为在相当于该位置的燃烧器3中检测出火焰丢失等燃烧异常。另外，控制装置37也可以将燃烧温度传感器的温度变化与其他运转数据进行比较，而判定为检测出燃烧异常。

另外，在燃气轮机GT设置有检测多个燃烧器3的燃烧温度的燃烧温度传感器。燃烧温度传感器是检测燃烧器3的喷烧器41的温度的热电偶等。控制装置37在喷烧器41的燃烧温度传感器的值为阈值以下的情况下，判定为在燃烧器3中检测出火焰丢失等燃烧异常。

这样，在基于燃烧温度传感器的检测结果直接检测燃烧器3的燃烧状态的结构中，认为能够抑制在燃气轮机GT的紧急停止时有可能产生的时间延迟。

另外，控制装置37也可以在检测出燃料压力比压力阈值低的燃料低压力异常的情况下，判定为紧急停止条件成立。控制装置37也可以在检测出废气7的温度比高温阈值高的废气高温异常的情况下，判定为紧急停止条件成立。控制装置37也可以在检测出废气7的温度比低温阈值低的废气低温异常的情况下，判定为紧急停止条件成立。控制装置37也可以在检测出废气温度偏差比偏差阈值高的废气温度偏差异常的情况下，判定为紧急停止条件成立。

控制装置37也可以在检测出流量调节阀18的动作异常的情况下，判定为紧急停止条件成立。控制装置37也可以在检测出燃气轮机GT的轴振动值比振动阈值高的轴振动异常的情况下，判定为紧急停止条件成立。并且，控制装置37也可以在检知到调节燃料的流量的流量调节阀的追随异常、燃料泄漏、火灾等的情况下，判定为紧急停止条件成立。

在设想多个与紧急停止条件的成立与否相关的异常的情况下，控制装置37在检测出多个异常中的至少一个的情况下，判定为紧急停止条件成立。另外，控制装置37在未检测出多个异常中的全部的情况下，判定为紧急停止条件不成立。

需要说明的是，异常检测方法并不限定于利用一个参数进行的情况。例如，也可以基于入口压传感器17Pa、出口压传感器17Pb以及燃料温度传感器17T的检测结果，来检测向燃烧器3供给的燃料的异常。

<第一实施方式的变形例3>

在第一实施方式中，说明了在燃气轮机GT的紧急停止时将三通阀31从第一位置向第二位置切换的例子，但将三通阀31从第一位置向第二位置切换的时机并不仅限定于紧急停止时。

例如，在进行图1所示的主燃料配管17以及燃料处理配管33的泄漏检查的情况下，作业者关闭开闭阀34，操作输入装置38利用控制装置37将三通阀31向第二位置切换。之后，从主燃料供给设备16将氨气向主燃料配管17供给。由此从主燃料配管17通过三通阀31向燃料处理配管33供给氨气。在泄漏检查完成后，作业者关闭开闭阀20，打开开闭阀34。由此，主燃料配管17以及燃料处理配管33内的氨气被导向燃料处理装置32。

<第二实施方式>

参照图7来说明本发明的第二实施方式的燃气轮机设备100B。图7是示出本发明的第二实施方式的燃气轮机设备100B的结构的概要的图。需要说明的是，对与在第一实施方式中说明了的结构相同或者相当的结构标注相同的附图标记，主要说明不同点。需要说明的是，在图7中，省略了外罩101的图示，但与第一实施方式同样地三通阀31配置于外罩101的内侧。

在第一实施方式中，说明了在将氨气作为燃料来运转燃气轮机GT的燃气轮机设备100中抑制燃气轮机GT的紧急停止时的氨气向大气的放出的方法。与此相对，在本第二实施方式中，说明代替在第一实施方式中说明了的氨气而将氢气作为主燃料向燃烧器3供给来运转燃气轮机GT的燃气轮机设备100B。已知在将氢气用作主燃料的情况下，与氨气同样地能够抑制二氧化碳的产生。

然而，在将氢气作为燃料来运转燃气轮机GT的燃气轮机设备中，期望在燃气轮机GT的紧急停止时对氢气适当进行处理。燃气轮机GT中的燃烧器3的下游侧的流路呈复杂形状的情况较多。若燃气轮机GT紧急停止，则向燃烧器3的空气的供给也被切断，因此存在氢气持续留在燃气轮机GT内的可能性。在将燃气轮机GT紧急停止时，在连接于燃烧器3的配管内残留的氢气越多，则氢气滞留于燃气轮机GT内的流路的可能性越高。若可燃范围较大的氢气滞留于燃气轮机GT内，则存在在非意图的场所氢气起火且燃气轮机GT的构成部件损伤的可能性。

于是，在本第二实施方式中，设为如下结构：在燃气轮机GT的紧急停止时，抑制残留于配管内的氢气向燃气轮机GT内流入，并防止氢气滞留于燃气轮机GT内。以下，详细说明。

在第二实施方式的燃气轮机设备100B中，代替在第一实施方式中说明了的主燃料供给系统S1，而设置有主燃料供给系统S1B。主燃料供给系统S1B是将作为主燃料的氢气向燃烧器3供给的系统。主燃料供给系统S1B具有：主燃料供给设备71；主燃料配管72，其连接于主燃料供给设备71及三通阀31的入口端口31i；以及开闭阀75、切断阀74及流量调节阀73，它们设置于主燃料配管72。

主燃料供给设备71具备：罐(未图示)，其贮存液体氢；泵(未图示)，其压送液体氢；以及气化器(未图示)，其使由泵升压了的液体氢气化。由气化器生成的氢气向主燃料配管17供给。供给到主燃料配管17的氢气通过三通阀31向燃烧器3供给。

从自主燃料供给设备71供给主燃料的主燃料配管72的上游侧朝向下游侧依次设置有开闭阀75、切断阀74以及流量调节阀73。开闭阀75是能够开闭主燃料配管72的手动阀。

切断阀74是能够根据来自控制装置37的信号来开闭主燃料配管72的控制阀。流量调节阀73是通过根据来自控制装置37的信号来调整主燃料配管72的开口面积，从而控制通过流量调节阀73的主燃料的流量即向燃烧器3供给的燃料(氢气)的流量的控制阀。

燃料处理系统S3B具有：燃料处理装置77；燃料处理配管76，其连接于三通阀31的第二出口端口31ob；以及开闭阀78，其设置于燃料处理配管76。开闭阀78是能够开闭燃料处理配管76的手动阀。

燃料处理装置77例如是对氢气进行燃烧处理的补燃器。燃料处理装置77也可以是将氢气向大气放出处理的烟囱。氢气通过燃料处理配管76被导向燃料处理装置77。若将氢气导向燃料处理装置77，则利用燃料处理装置77适当处理氢气。

燃气轮机设备100B与第一实施方式同样地具备将残留于主燃料配管72、副燃料配管11以及燃料处理配管76的燃料置换为氮的氮气供给系统S4。

说明本第二实施方式的燃气轮机GT的运转方法的一例。如上所述，在本第二实施方式的燃气轮机设备100B中，从主燃料供给设备71通过三通阀31向燃烧器3供给的主燃料为氢气。氢气与天然气相比可燃范围较大，在燃气轮机的点火失败时担心燃烧器下游侧的流路内的再点火(爆炸)。因此，本第二实施方式的燃气轮机设备100B与第一实施方式同样地，有时使用天然气使燃气轮机GT起动，之后将燃料从天然气切换为氢气。需要说明的是，在第二实施方式中，使燃气轮机GT停止时的运转方法也与第一实施方式相同。

即，燃气轮机设备100B通过天然气专烧模式下的运转将燃气轮机GT起动，并从天然气专烧模式经过利用燃烧器3使氢气与天然气同时燃烧的混烧模式转换为利用燃烧器3仅使氢气燃烧的氢气专烧模式。在停止燃气轮机GT的情况下，燃气轮机设备100B从氢气专烧模式经过混烧模式转换为天然气专烧模式。

需要说明的是，在从混烧模式转换为天然气专烧模式后，作业者关闭主燃料供给系统S1B的开闭阀75和氮气供给系统S4的开闭阀29、36，并开放氮气供给系统S4的开闭阀26、30。之后，操作员操作输入装置38，利用控制装置37控制氮气供给系统S4的流量调节阀24以及切断阀25，从而向主燃料配管72供给氮气。由此，在主燃料配管72内残留氢气被置换为氮气。

本第二实施方式的控制装置37与第一实施方式同样地，在紧急停止条件成立、且紧急停止条件即将成立之前的运转模式为利用燃烧器3使主燃料(氢气)燃烧的模式(氢气专烧模式或混烧模式)的情况下，将切断阀74从供给位置向切断位置切换，并且将三通阀31从第一位置向第二位置切换。

由此，向燃气轮机GT的燃料的供给被切断阀74切断，并且残留于主燃料配管72的氢气通过三通阀31被导向燃料处理装置77。能够在燃气轮机GT的紧急停止时将流入燃烧器3的氢气的量抑制得较低，因此能够减小燃气轮机GT内的起火的风险。

需要说明的是，在利用氢气驱动燃气轮机GT前，残留于燃料处理配管76的氢气被置换为氮气。因此，能够防止在燃料处理配管76的内部氢气起火。

<第三实施方式>

参照图8～图10来说明本发明的第三实施方式的燃气轮机设备100C。图8是示出本发明的第三实施方式的燃气轮机设备100C的概要的图。在图8中，省略了控制装置37的图示。需要说明的是，对与在第一实施方式中说明了的结构相同或者相当的结构标注相同的附图标记，主要说明不同点。

如图8所示那样，第三实施方式的燃气轮机设备100C的燃料处理系统S3C除了第一实施方式中说明了的燃料处理配管33以及开闭阀34以外，还具有：排放配管81，其连接于燃烧器3以及燃料处理装置32；以及切断阀82及开闭阀83，它们设置于排放配管81。

排放配管81连接于在燃烧器3的外筒43形成的排放孔80。排放孔80将燃烧器3的外筒43贯通，并将外筒43的内侧与排放配管81连通。通常，在烧气的燃烧器不设置排放孔。

参照图9以及图10来说明本第三实施方式的燃气轮机GT的紧急停止方法的一例。图9是与图4同样的图，且是示出将本发明的第三实施方式的燃气轮机GT紧急停止时的燃气轮机GT的旋转速度Ng与燃料流量的时间序列变化的一例的图。

第一实施方式的控制装置37如图4所示那样在紧急停止条件成立时，向紧急停止模式转换，利用切断阀19切断向燃烧器3的氨气的供给(m点)。通过切断氨气的供给，从而燃气轮机GT停止。由于压缩机1停止，因此向燃烧器3的压缩空气5的供给也被切断。

与此相对，本第三实施方式的控制装置37如图9所示那样，在氨气专烧模式或混烧模式下的运转中，从紧急停止条件成立起一定时间内利用起动用马达9使燃气轮机GT以规定的旋转速度旋转。另外，控制装置37在氨气专烧模式或混烧模式下的运转中，从紧急停止条件成立起一定时间内将水罐32T内的氨水通过切断阀55向喷雾嘴49供给，并从喷雾嘴49向燃烧器3内喷雾氨水。

参照图10来详细说明由控制装置37执行的起动用马达9、水供给系统S5以及燃料处理系统S3C的控制的内容的一例。需要说明的是，图10的流程图是提取与起动用马达9、水供给系统S5以及燃料处理系统S3C的控制相关的处理而得到的。对主燃料供给系统S1的切断阀19以及三通阀31的控制与第一实施方式相同，因此省略其说明。

图10所示的流程图的处理在燃气轮机设备100的运转中以规定的控制周期反复执行。如图10所示那样，在步骤S300中，控制装置37与图5的步骤S100同样地判定紧急停止条件是否成立。在步骤S300中，若判定为紧急停止条件成立，则处理向步骤S330前进。步骤S300的处理反复执行直到进行肯定判定。

在步骤S330中，控制装置37与图5的步骤S130同样地，判定紧急停止条件即将成立之前的运转模式是否为氨专烧模式或混烧模式。

在步骤S330中，若判定为紧急停止条件即将成立之前的运转模式为氨气专烧模式或混烧模式，则处理向步骤S350前进。在步骤S330中，若判定为紧急停止条件即将成立之前的运转模式为天然气专烧模式或非燃烧模式，则图10的流程图所示的处理结束。

在步骤S350中，控制装置37将排放配管81的切断阀82从切断位置向供给位置切换并且开始时间的计测，而向步骤S355前进。

在步骤S355中，控制装置37判定由旋转速度传感器2N检测出的燃气轮机GT的旋转速度Ng是否小于旋转速度阈值Na。在步骤S350中，若判定为旋转速度Ng小于旋转速度阈值Na，则处理向步骤S360前进。步骤S355的处理反复执行直到进行肯定判定。

在步骤S360中，控制装置37使起动用马达9起动，并开始起动用马达9的动作控制，而向步骤S370前进。由此，对燃气轮机GT赋予旋转转矩。控制装置37以使燃气轮机GT的旋转速度Ng保持恒定的方式控制起动用马达9的动作。

在步骤S370中，控制装置37在步骤S350中判定开始了计测的时间Tc是否为时间阈值Ta以上。时间阈值Ta预先存储于控制装置37的非易失性存储器37b。

在步骤S370中，若判定为时间Tc为时间阈值Ta以上，则处理向步骤S380前进。步骤S370的处理反复执行直到进行肯定判定。

在步骤S380中，控制装置37使起动用马达9的动作停止，并向步骤S390前进。由此，燃气轮机GT的旋转速度Ng降低，燃气轮机GT停止。

在步骤S390中，控制装置37将水供给系统S5的切断阀55从供给位置切换为切断位置，并结束图10的流程图所示的处理。由此，由水供给系统S5进行的向燃烧器3内的水喷雾停止。

这样，本第三实施方式的控制装置37在氨气专烧模式或混烧模式下的运转中，在紧急停止条件成立时，将运转模式转换为紧急停止模式。控制装置37在向紧急停止模式转换时，与上述实施方式同样地，将切断阀19从供给位置向切断位置切换，并且将三通阀31从第一位置向第二位置切换。

如图9所示那样，在m点，当从控制装置37对切断阀19输出向切断位置的切换指令时，氨气的燃料流量Fag以及燃气轮机的旋转速度Ng急剧降低。在n点，氨气的燃料流量Fag被切断阀19切断且成为0(零)。

控制装置37监视燃气轮机GT的旋转速度Ng，在旋转速度Ng降低到小于旋转速度阈值Na的情况下，驱动起动用马达9，利用起动用马达9对燃气轮机GT赋予旋转转矩(o点)。控制装置37以从o点到p点使燃气轮机GT的旋转速度Ng保持恒定值(例如Nc)的方式控制起动用马达9的动作。控制装置37在从紧急停止条件成立起的时间Tc经过一定时间Ta时，停止起动用马达9的动作(p点)。起动用马达9的动作停止，从而燃气轮机GT的旋转速度Ng降低，并在q点成为0(零)。

这样，本第三实施方式的控制装置37在将切断阀19从供给位置向切断位置切换并且将三通阀31从第一位置向第二位置切换时，利用起动用马达9使燃气轮机GT旋转一定时间，从而利用压缩机1将空气向燃烧器3以及涡轮2供给。由此，能够将残留于燃气轮机GT内的氨气的浓度稀释。其结果是，能够降低从烟囱8排出的气体的氨浓度，因此能够有效地抑制恶臭的产生。

另外，本第三实施方式的控制装置37在紧急停止条件成立并向紧急停止模式转换后，也继续从喷雾嘴49将氨水喷雾。由此，能够使残留于燃烧器3内的氨气溶入从喷雾嘴49喷雾的水。向燃烧器3的内筒40内喷射并吸收了燃烧器3内的氨气的氨水从内筒40的开口部流入外筒43与内筒40之间的环状流路，并通过排放孔80向排放配管81排出。排出到排放配管81的氨水被回收于燃料处理装置32的水罐32T。

因此，根据本第三实施方式，能够将从烟囱8排出的氨气的量与第一实施方式相比减小。

<第三实施方式的变形例1>

在第三实施方式中也与第一实施方式的变形例2同样地，在设想多个与紧急停止条件的成立与否相关的异常的情况下，控制装置37在检测出多个异常中的至少一个的情况下，判定为紧急停止条件成立。另外，控制装置37在未检测出多个异常中的全部的情况下，判定为紧急停止条件不成立。

需要说明的是，在检测出燃气轮机GT的轴振动值比阈值高的轴振动异常的情况下，在使燃气轮机GT紧急停止时，若利用起动用马达9使燃气轮机GT的旋转速度Ng保持一定时间，则有可能招致燃气轮机GT的损伤。因此，优选的是，控制装置37在检测出轴振动异常的情况下，在紧急停止模式下不执行使起动用马达9起动的控制。

<第三实施方式的变形例2>

紧急停止模式下的起动用马达9、燃料处理系统S3C以及水供给系统S5的控制的流程并不限定于图10的流程图所示的流程。例如，在第三实施方式中，说明了在从紧急停止条件成立起的时间Tc经过了时间阈值Ta的情况下，停止起动用马达9并且停止由水供给系统S5进行的水喷雾的例子，但也可以使停止起动用马达9的时机与停止水喷雾的时机不同。控制装置37也可以在时间Tc经过了第一时间阈值Ta1的情况下使起动用马达9停止，并在时间Tc经过了第二时间阈值Ta2的情况下使水喷雾停止。或者，也可能根据其运转状态不喷雾水。

另外，在第三实施方式中，说明了计测从紧急停止条件成立起的时间的例子，但本发明并不限定于此。控制装置37也可以计测从起动用马达9起动起的时间，并与时间阈值进行比较来决定停止起动用马达9的时机。

<第四实施方式>

参照图11～图15来说明本发明的第四实施方式的燃气轮机设备100D。图11是示出本发明的第四实施方式的燃气轮机设备100D的概要的图。在图11中，省略了控制装置37的图示。需要说明的是，对与在第一以及第三实施方式中说明了的结构相同或者相当的结构标注相同的附图标记，主要说明不同点。

在第一以及第三实施方式中，说明了向燃烧器3供给的主燃料为氨气且副燃料为天然气的例子，在第二实施方式中，说明了向燃烧器3供给的主燃料为氢气且副燃料为天然气的例子。与此相对，在第四实施方式中，说明向燃烧器3D供给的主燃料为液体氨且副燃料为煤油的例子。

第四实施方式的燃气轮机设备100D具备主燃料供给系统S1D、副燃料供给系统S2D、燃料处理系统S3C、水供给系统S5D、以及连接于主燃料供给系统S1D的主燃料配管117、主燃料供给配管15及燃料处理系统S3C的燃料处理配管33的三通阀31。需要说明的是，三通阀31与上述实施方式同样地设置于尽可能靠近燃烧器3D的位置。

主燃料供给系统S1D是将高纯度的液体氨作为主燃料向燃烧器3D供给的系统。主燃料供给系统S1D具有：主燃料供给设备112，其供给液体氨；主燃料配管117，其连接于主燃料供给设备112及三通阀31的入口端口31i；以及开闭阀115、切断阀114及流量调节阀113，它们设置于主燃料配管117。

主燃料供给设备112具备贮存液体氨的罐(未图示)以及压送液体氨的泵。需要说明的是，在本第四实施方式中，在不使液体氨气化的情况下向燃烧器3D供给。因此，在本第四实施方式中，能够省略在第一实施方式中说明了的主燃料用的气化器，能够简化主燃料供给系统S1D。供给到主燃料配管117的液体氨通过三通阀31向燃烧器3D供给。

从自主燃料供给设备112供给主燃料的主燃料配管117的上游侧朝向下游侧依次设置有开闭阀115、切断阀114以及流量调节阀113。开闭阀115是能够开闭主燃料配管117的手动阀。

切断阀114是能够根据来自控制装置37的信号来开闭主燃料配管117的控制阀。切断阀114设置于主燃料配管117中的主燃料供给设备112与流量调节阀113之间，且具有从主燃料供给设备112向燃烧器3D供给燃料的供给位置以及切断从主燃料供给设备112向燃烧器3D的燃料的供给的切断位置。

流量调节阀113是通过根据来自控制装置37的信号来调整主燃料配管117的开口面积，从而控制通过流量调节阀113的主燃料的流量即向燃烧器3D供给的燃料(液体氨)的流量的控制阀。

副燃料供给系统S2D是将作为副燃料的煤油向燃烧器3D供给的系统。副燃料供给系统S2D具有：副燃料供给设备103，其供给煤油；副燃料配管102，其连接于副燃料供给设备103以及燃烧器3D；以及开闭阀106、切断阀105及流量调节阀104，它们设置于副燃料配管102。

副燃料供给设备103具备贮存作为副燃料的煤油的罐(未图示)以及压送煤油的泵。

从自副燃料供给设备103供给副燃料的副燃料配管102的上游侧朝向下游侧依次设置有开闭阀106、切断阀105以及流量调节阀104。开闭阀106是能够开闭副燃料配管102的手动阀。切断阀105是能够根据来自控制装置37的信号来开闭副燃料配管102的控制阀。流量调节阀104是通过根据来自控制装置37的信号来调整副燃料配管102的开口面积，从而控制通过流量调节阀104的副燃料的流量的控制阀。

燃料处理装置32是与第一实施方式相同的结构，且具备：水罐32T，其蓄积有用于对通过燃料处理配管33导入的液体氨进行稀释处理的水；供水泵(未图示)，其向水罐32T供给水；以及阀(未图示)，其控制从供水泵供给的水的流量。

如图11所示那样，燃烧器3D的基本结构与第三实施方式(参照图8)相同，但喷烧器41D的结构不同。本第四实施方式的燃烧器3D的喷烧器41D代替第一实施方式中说明了的燃料嘴41a，而具有能够喷雾液体燃料的液体燃料嘴41Da。

在液体燃料嘴41Da形成有针对每个燃料的种类的喷雾孔。在本实施方式的液体燃料嘴41Da形成有与副燃料配管102连通并用于喷雾煤油的喷雾孔98以及与主燃料供给配管15连通并用于喷雾液体氨的喷雾孔99。

在燃烧器3D，与第一实施方式同样地，以减小废气7中的氮氧化物(NOx)的排出量的目的，设置有向燃烧场喷雾氨水的喷雾嘴49。另外，在机室3Ds，与第一实施方式同样地，以增加燃气轮机GT的输出的目的设置有喷雾嘴49s。从水罐32T向喷雾嘴49、49s供给氨水。

水供给系统S5D与第一实施方式同样地，具有：水供给配管51，其连接于燃料处理装置32的水罐32T以及燃烧器3D；水泵52、压力调节阀53、开闭阀56、切断阀55及流量调节阀54，它们设置于水供给配管51；以及喷雾嘴49。另外，水供给系统S5D具有：水供给配管51s，其在水泵52的下游从水供给配管51分支；开闭阀56s、切断阀55s及流量调节阀54s，它们设置于水供给配管51s；以及喷雾嘴49s。

在本第四实施方式中，在水供给配管51中的流量调节阀54的下游侧设置有切断阀57。切断阀57与切断阀55同样地是能够根据来自控制装置37的信号来开闭水供给配管51的控制阀。

在水供给配管51中的切断阀57的下游侧设置有从水供给配管51分支的第一分支管118。第一分支管118连接于主燃料供给配管15。在第一分支管118设置有切断阀119。切断阀119是能够根据来自控制装置37的信号来开闭第一分支管118的控制阀。

在水供给配管51的流量调节阀54与切断阀57之间设置有从水供给配管51分支的第二分支管58。第二分支管58连接于主燃料配管117中的切断阀114与流量调节阀113之间。在第二分支管58设置有切断阀59。切断阀59是能够根据来自控制装置37的信号来开闭第二分支管58的控制阀。

在燃烧器3D，与第三实施方式同样地，设置有排放孔80。排放孔80与第三实施方式同样地连接于燃料处理系统S3C的排放配管81。

燃烧器3D能够稳定地燃烧主燃料以及副燃料。控制装置37根据所设定的运转模式来控制各控制阀。在运转模式中存在利用燃烧器3D仅使煤油燃烧的煤油专烧模式、利用燃烧器3D使液体氨与煤油同时燃烧的混烧模式以及利用燃烧器3D仅使液体氨燃烧的液体氨专烧模式。

在连接涡轮2与烟囱8的排气管设置有氨浓度传感器140。氨浓度传感器140检测燃气轮机GT的废气7中的氨的浓度，并将表示检测结果的信号向控制装置37输出。控制装置37在检测出氨浓度异常的情况下，切换为降低氨浓度的运转模式、或者根据情况判定为紧急停止条件成立。控制装置37在由氨浓度传感器140检测出的氨浓度比浓度阈值高时判定为检测出氨浓度异常。

控制装置37在废气7中的氨浓度比浓度阈值高的情况下，切换为降低氨浓度的运转模式、或者根据情况使燃气轮机GT紧急停止。由此，能够减小从烟囱8向大气放出的氨的量。

参照图12以及图13来说明本实施方式的燃气轮机GT的运转方法的一例。图12是示出本发明的第四实施方式的燃气轮机GT的通常时的运转中的燃气轮机GT的旋转速度Ng与燃料流量的时间序列变化的一例的图。需要说明的是，在燃料流量中存在向燃烧器3D供给的煤油的流量即煤油的燃料流量Fk以及向燃烧器3D供给的液体氨的流量即液体氨的燃料流量Fla。

液体氨与煤油相比不易着火。因此，本第四实施方式的燃气轮机设备100D使用关于点火、起动方面可靠性较高的煤油使燃气轮机GT起动，之后，将燃料从煤油向液体氨切换。

如图12所示那样，燃气轮机GT在a点通过起动用马达9(参照图11)而起动。在燃气轮机GT成为规定的旋转速度的b点，将存在残留的可能性的燃料的清除运转实施一定时间。之后，在c点煤油向燃烧器3D供给，并被火花塞42点火。

通过燃烧器3D的点火，燃气轮机GT的旋转速度Ng从c点到d点进行上升，在d点到达额定旋转速度。起动用马达9在旋转速度从c点到d点进行上升的过程中从涡轮2的旋转轴(转子)分离。因此，在成为额定旋转速度的d点，涡轮2仅利用由燃烧器3D产生的燃烧气体6的能量旋转。

控制装置37在燃气轮机GT的旋转速度Ng到达额定旋转速度后，以成为规定的负荷的方式使煤油的燃料流量Fk直到ee点进行增加。之后，控制装置37以煤油专烧模式运转燃气轮机设备100D直到ff点。

控制装置37在到达ff点后，使煤油的燃料流量Fk逐渐减少，并且使液体氨的燃料流量Fla逐渐增加。从ff点到gg点，控制装置37以将煤油与液体氨这两方向燃烧器3D供给并使这两方燃烧的混烧模式运转燃气轮机设备100D。

控制装置37在gg点使煤油的燃料流量Fk为0(零)，从gg点起以液体氨专烧模式运转燃气轮机设备100D。在液体氨专烧模式下仅液体氨被燃烧器3D燃烧，因此与煤油专烧模式时相比能够减小废气7所含的二氧化碳的量。

控制装置37在到达hh点后，使液体氨的燃料流量Fla逐渐减少，并且使煤油的燃料流量Fk逐渐增加。从hh点到ii点，控制装置37以将煤油与液体氨这两方向燃烧器3D供给并使这两方燃烧的混烧模式运转燃气轮机设备100D。

控制装置37在ii点使液体氨的燃料流量Fla为0(零)，从ii点起以仅将煤油向燃烧器3D供给并使其燃烧的煤油专烧模式运转燃气轮机设备100D。

控制装置37从jj点起使煤油的燃料流量Fk减少，并在kk点使煤油的燃料流量Fk为0(零)。由此，在之后的1点，燃气轮机GT停止。

接着，参照图13来说明由水供给系统S5D进行的向燃烧器3D的水喷雾处理以及水置换处理。图13是示出本发明的第四实施方式的燃气轮机GT的通常时的运转中的燃气轮机GT的旋转速度Ng与供给水流量的时间序列变化的一例的图。需要说明的是，在供给水流量中存在从喷雾嘴49以及喷雾嘴49s喷雾的氨水的流量即喷雾水流量Fw、从第一分支管118向主燃料供给配管15供给的氨水的流量即第一分支水流量Fb1以及从第二分支管58向主燃料配管117供给的氨水的流量即第二分支水流量Fb2。

从第一分支管118向主燃料供给配管15供给的氨水与残留于主燃料供给配管15的液体氨混合，并从液体燃料嘴41Da喷雾。

如图13所示那样，控制装置37例如在从开始向燃烧器3D供给煤油起到煤油的燃料流量Fk到达最大值之间的r点，开始从喷雾嘴49以及喷雾嘴49s喷雾氨水。喷雾水流量Fw从r点起增加，并在s点成为所控制的值。喷雾水流量Fw从t点起减少，并在u点成为0(零)。喷雾水流量Fw优选根据NOx排出特性等来控制。

需要说明的是，喷雾水流量Fw的特性并不限定于图13所示的例子，例如也可以与液体氨的燃料流量特性相应地变化。即，也可以设为如下那样的特性：喷雾水流量Fw从ff点起增加，在gg点成为最大值，并从hh点起减少，在ii点成为0(零)。

在此，说明从喷雾嘴49、49s进行的氨水的喷雾方法。喷雾水流量Fw表示从设置于燃烧器3的端罩44的喷雾嘴49以及设置于机室3s的喷雾嘴49s喷雾的氨水的总量。优选在煤油专烧模式下从喷雾嘴49喷雾氨水。在煤油专烧模式下，在内筒(内衬)40内部燃烧温度局部地上升，氮氧化物的排出量变多。通过从喷雾嘴49向燃烧场喷雾氨水，从而降低燃烧温度，能够期待抑制氮氧化物的产生。另一方面，通过设置于机室3s的喷雾嘴49s在液体氨专烧时喷雾氨水，从而增加针对涡轮2的工作流体，能够期待增加燃气轮机GT的输出。

这样，在本第四实施方式中，与第一实施方式同样地，通过将水罐32T内的氨水向燃烧器3D内喷雾，能够有效利用能量。另外，能够减小废弃的氨水的量，因此能够减小废弃费用。

控制装置37在hh点(参照图12)至ii点之间，控制主燃料配管117的切断阀114使其从供给位置向切断位置进行切换动作，并且使三通阀31从第一位置向第二位置进行切换动作。切断阀114在ii点完成向切断位置的切换动作。由此，能够使向燃烧器3D喷雾的液体氨的量为最小限度，能够抑制从烟囱8放出的废气7的氨的浓度。

并且，在本第四实施方式中，在与液体氨的燃料流量Fla开始减少的hh点相同的时期即v点，控制装置37使设置于第一分支管118的切断阀119从切断位置向供给位置进行切换动作。由此，残留于主燃料供给配管15的液体氨以及通过第一分支管118供给的氨水向液体燃料嘴41Da供给。

在主燃料配管117的切断阀114向切断位置切换前，从第一分支管118向三通阀31以及主燃料供给配管15供给氨水。当切断阀114切换为切断位置时，不存在向主燃料供给配管15的液体氨的供给。由此，主燃料供给配管15的内部被从第一分支管118供给的氨水清洗。

需要说明的是，第一分支水流量Fb1从v点到w点进行增加，在从w点到x点之间成为规定的流量，且从x点到y点进行减少。在从w点到x点之间，从液体燃料嘴41Da向燃烧器3D内喷雾规定的流量的氨水，但燃烧器3D利用煤油稳定地燃烧。因此，液体氨与来自第一分支管118的氨水的混合水即使向燃烧器3D喷出也稳定地燃烧。其结果是，能够进一步抑制从烟囱8向大气放出的废气7的氨的浓度。

需要说明的是，在图13所示的例子中，第一分支水流量Fb1减少的时机(x点)成为与喷雾水流量Fw开始减少的时机(t点)相同的时期，但第一分支水流量Fb1开始减少的时机(x点)以及第一分支水流量Fb1成为0(零)的时机(y点)能够任意地设定。

在本实施方式中，切断阀114从供给位置向切断位置切换，并且三通阀31从第一位置向第二位置切换。因此，残留于比切断阀114靠下游侧的主燃料配管117内的液体氨通过三通阀31以及燃料处理配管33被导向燃料处理装置32。

需要说明的是，在液体氨回收到燃料处理装置32后，在液体氨所通过的燃料处理配管33的内部附着有液体氨。于是，在本第四实施方式的燃气轮机设备100D中，如图11所示那样，在主燃料配管117中的切断阀114的下游侧连接有从水供给配管51分支的第二分支管58。

控制装置37在认为液体氨向燃料处理装置32结束流动的时刻、即图13的vv点，将切断阀59从切断位置向供给位置切换。第二分支水流量Fb2从vv点到ww点进行增加，在从ww点到xx点之间向主燃料配管117供给规定的流量的氨水。第二分支水流量Fb2从xx点起减少，并在yy点成为0(零)。供给到主燃料配管117的氨水通过三通阀31向燃料处理配管33供给，并被回收于燃料处理装置32。由此，附着于主燃料配管117以及燃料处理配管33内的高纯度的液体氨被氨水清洗。

参照图14以及图15来说明本发明的第四实施方式的燃气轮机GT的紧急停止方法的一例。图14是示出将本发明的第四实施方式的燃气轮机GT紧急停止时的燃气轮机GT的旋转速度Ng与燃料流量的时间序列变化的一例的图。图15是示出将本发明的第四实施方式的燃气轮机GT紧急停止时的燃气轮机GT的旋转速度Ng与供给水流量的时间序列变化的一例的图。

图14的到gg点为止的时间序列变化与图12相同。如图14所示那样，燃气轮机设备100D从gg点起以液体氨专烧模式运转。在图14中，示出在mm点由于检测出某种异常而燃气轮机GT紧急停止了的状况。

如图14所示那样，控制装置37在紧急停止条件成立时，向紧急停止模式转换，利用切断阀114开始切断向燃烧器3D的液体氨的供给(mm点)。在nn点，液体氨的燃料流量Fla被切断阀114切断并成为0(零)。另外，控制装置37将切断阀114从供给位置向切断位置切换，并且将三通阀31从第一位置向第二位置切换。

需要说明的是，本第四实施方式的控制装置37与第三实施方式同样地，在紧急停止模式下，驱动起动用马达9，使燃气轮机GT以规定的旋转速度旋转一定时间(o点～p点)。

图15的到s点为止时间序列变化与图13相同。如图15所示那样，本第四实施方式的控制装置37与切断阀114的从供给位置向切断位置的切换动作连动，使切断阀119从切断位置向供给位置进行切换动作(mm点)。另外，控制装置37在将切断阀119设为供给位置一定时间后，返回切断位置。由此，第一分支水流量Fb1从mm点到w′点进行增加，从w′点到x′点成为恒定值，且从x′点到y′点进行减少。由此，能够利用氨水冲洗在图11所示的主燃料供给配管15残留的高纯度的液体氨，并能够使溶入了液体氨的氨水从喷雾孔99向内筒40内喷雾。

从主燃料供给配管15通过喷雾孔99供给到内筒40内的氨水从内筒40的开口部流入外筒43与内筒40之间的环状流路，之后，从排放孔80流入排放配管81。流入到排放配管81的氨水被导向燃料处理装置32的水罐32T。由此，能够减小从烟囱8向大气放出的氨的量。

控制装置37在认为主燃料配管117中的切断阀114至三通阀31之间的液体氨通过燃料处理配管33向燃料处理装置32结束流动的时刻、即图15的vv′点，使切断阀59从切断位置向供给位置进行切换动作。另外，控制装置37在将切断阀59设为供给位置一定时间后，返回切断位置。由此，第二分支水流量Fb2从vv′点到ww′点进行增加，在从ww′点到xx′点之间向主燃料配管117供给规定的流量的氨水。第二分支水流量Fb2从xx′点起减少，并在yy′点成为0(零)。供给到主燃料配管117的氨水通过三通阀31向燃料处理配管33供给，并被回收于燃料处理装置32。由此，附着于主燃料配管117以及燃料处理配管33内的高纯度的液体氨被氨水清洗。

如以上那样，在本第四实施方式中，说明了从主燃料供给设备112通过三通阀31向燃烧器3D供给的燃料为液体氨的例子。在这样的第四实施方式中，也与上述实施方式同样地，与切断阀114的从供给位置向切断位置的切换动作连动，配置于燃烧器3D的附近的三通阀31从第一位置向第二位置进行切换动作。由此，在燃气轮机GT的紧急停止时，能够将由于液体氨气化而生成的氨气向大气的放出量抑制得较低。

以下那样的变形例也为本发明的范围内。

<变形例1>

在第一～第三实施方式中，说明了将天然气用作副燃料的例子，但也可以将天然气以外的气体燃料用作副燃料。另外，在第四实施方式中，说明了将煤油用作副燃料的例子，但也可以将煤油以外的液体燃料用作副燃料，也可以将气体燃料用作副燃料。并且，在第一～第四实施方式中，说明了燃气轮机设备具备主燃料供给系统以及副燃料供给系统这两个系统的燃料供给系统的例子，但本发明并不限定于此。燃气轮机设备也可以具备三个系统以上的燃料供给系统。

<变形例2>

在上述实施方式中，说明了具备多个燃烧器的多缸式的燃气轮机GT，但本发明并不限定于此。本发明也能够应用于具备单一的燃烧器的单缸式的燃气轮机GT。

<变形例3>

在上述实施方式中，说明了在连接于多个燃烧器的歧管的上游侧设置三通阀31的例子，但本发明并不限定于此。三通阀31也可以设置于将歧管与燃烧器3连接的配管。需要说明的是，如在上述实施方式中说明了的那样，通过在歧管的上游侧设置三通阀31，与在歧管的下游侧设置三通阀31的情况相比能够减小三通阀31的数量。为了使氨气向大气的放出量更少，期望将主燃料供给配管15中的三通阀31的位置相对地设为歧管的附近。另一方面，在歧管的下游侧的配管设置三通阀31的情况下，能够抑制残留于歧管内的燃料向大气的放出。任一例均能够将残留于主燃料配管17的氨气导向燃料处理装置32，因此能够有效地抑制氨气向大气放出。

在此，在图16中示出将三通阀31配置于歧管150的上游侧的例子，在图17中示出将三通阀31配置于歧管150的下游侧的例子。燃气轮机设备具备多个燃烧器3(3a、3b、3c、…、3n)，燃料经由歧管150向该燃烧器3a～3n分支供给。

在图16的例子中，在为歧管150的上游侧的一个部位配置有三通阀31。在该例子中、主燃料供给配管15构成为包括导入配管15z、歧管150以及多个支管15a、15b、15c、…、15n。导入配管15z连接于三通阀31的第一出口端口31oa以及歧管150，且将通过三通阀31并从主燃料配管17供给的燃料导向歧管150。歧管150将由导入配管15z导入的燃料分支而向多个支管15a、15b、15c、…、15n供给。多个支管15a、15b、15c、…、15n连接于歧管150以及多个燃烧器3(3a、3b、3c、…、3n)，并将从歧管150供给的燃料向多个燃烧器3(3a、3b、3c、…、3n)供给。根据该结构，与在从歧管150分支出的支管分别设置三通阀的情况相比，能够减少三通阀的数量以及向燃料处理装置32供给未燃燃料的配管的数量。

在图17的例子中，在为歧管150的下游侧的支管17a、17b、17c、…、17n分别配置有三通阀31(31a、31b、31c、…、31n)。在该例子中，主燃料配管17构成为包括导入配管17z、歧管150以及多个支管17a、17b、17c、…、17n。另外，燃料处理配管33构成为包括多个小径配管33a、33b、33c、…、33n以及内径比这些小径配管大的大径配管33z。

导入配管17z连接于主燃料供给设备16以及歧管150，且将从主燃料供给设备16供给的燃料导向歧管150。歧管150将由导入配管17z导入的燃料分支而向多个支管17a、17b、17c、…、17n供给。多个支管17a、17b、17c、…、17n连接于歧管150以及多个三通阀31(31a、31b、31c、…、31n)的入口端口31i。在多个三通阀31(31a、31b、31c、…、31n)各自的第一出口端口31oa连接多个主燃料供给配管15(15A、15B、15C、…、15N)。在多个三通阀31(31a、31b、31c、…、31n)各自的第二出口端口31ob连接构成燃料处理配管33的多个小径配管33a、33b、33c、…、33n。多个主燃料供给配管15(15A、15B、15C、…、15N)连接于多个燃烧器3(3a、3b、3c、…、3n)。多个小径配管33a、33b、33c、…、33n连接于构成燃料处理配管33的大径配管33z。大径配管33z连接于燃料处理装置32。根据该结构，通过将多个三通阀31(31a、31b、31c、…、31n)从第一位置切换为第二位置，能够将包括具有规定的容量的歧管150内的残存燃料在内的主燃料配管17内的残存燃料导向燃料处理装置32，能够更加减小氨气向大气的放出量。

上述的实施方式以及变形例是为了使本发明容易理解地说明而例示的，并不限定于必须具备已说明的全部结构。另外，能够将某实施方式、变形例的结构的一部分置换为其他实施方式、变形例的结构。另外，也能够对某实施方式、变形例的结构添加其他实施方式、变形例的结构。

例如，在第三实施方式中，说明了主燃料为氨气的例子，在第三实施方式中，也可以代替氨气而将氢气用作主燃料。在紧急停止条件成立后，利用起动用马达9使燃气轮机GT旋转一定时间，因此能够减小燃气轮机GT内的氢气的浓度。其结果是，与第二实施方式相比，能够更有效地防止在非意图的场所的氢气的起火。

另外，在第一实施方式的变形例2中，说明了紧急停止条件成立的各种异常的例子。基于第一实施方式的变形例2所记载的各种异常判定紧急停止条件是否成立的处理能够在第二～第四实施方式中也同样地进行。

如以上所述，如在上述实施方式以及变形例中说明了的那样，燃气轮机设备具备三通阀，该三通阀将连接于燃料供给设备的燃料配管、连接于燃烧器的燃料供给配管以及连接于燃料处理装置的燃料处理配管连接。根据该结构，在使燃气轮机GT紧急停止时使三通阀与燃料供给配管的切断阀一起动作，并利用三通阀将燃料配管与燃料处理配管连通，从而能够将残留于燃料供给配管内的未燃燃料(氨气、氢气、液体氨等)向燃料处理装置供给。根据这样的燃气轮机设备，能够在燃气轮机的紧急停止时防止因未燃燃料引起的不良情况。

Claims (13)

1.一种燃气轮机设备，其中，

所述燃气轮机设备具备：

燃料配管，其连接于燃料供给设备；

燃料供给配管，其连接于燃气轮机的燃烧器；

燃料处理配管，其连接于处理燃料的燃料处理装置；以及

三通阀，其具有连接于所述燃料配管的入口端口、连接于所述燃料供给配管的第一出口端口以及连接于所述燃料处理配管的第二出口端口。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机设备，其中，

所述燃气轮机设备具备设置于所述燃料配管并调节向所述燃烧器供给的燃料的流量的流量调节阀，

所述三通阀设置于所述流量调节阀与所述燃烧器之间。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机设备，其中，

所述三通阀配置于收容所述燃气轮机的外罩的内侧。

4.根据权利要求3所述的燃气轮机设备，其中，

所述燃气轮机设备具备：

切断阀，其设置于所述燃料配管中的所述燃料供给设备与所述流量调节阀之间，且具有从所述燃料供给设备向所述燃烧器供给燃料的供给位置以及切断从所述燃料供给设备向所述燃烧器的燃料的供给的切断位置；以及

控制装置，其控制所述切断阀以及所述三通阀，

所述控制装置将所述切断阀从所述供给位置向所述切断位置切换，并且将所述三通阀从连通所述燃料配管与所述燃料供给配管的第一位置向连通所述燃料配管与所述燃料处理配管的第二位置切换。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机设备，其中，

从所述燃料供给设备通过所述三通阀向所述燃烧器供给的所述燃料为氨气，

所述燃料处理装置具有蓄积有用于对通过所述燃料处理配管导入的氨气进行处理的水的水罐。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机设备，其中，

所述燃气轮机设备具备：

主燃料供给系统，其包括作为将氨气作为燃料而供给的所述燃料供给设备的主燃料供给设备；以及

副燃料供给系统，其包括将天然气作为燃料而供给的副燃料供给设备，

所述控制装置以多个运转模式运转所述燃气轮机，

在所述多个运转模式中包括：

氨气专烧模式，其利用所述燃烧器使来自所述主燃料供给系统以及所述副燃料供给系统中的所述主燃料供给系统的燃料燃烧；

天然气专烧模式，其利用所述燃烧器使来自所述主燃料供给系统以及所述副燃料供给系统中的所述副燃料供给系统的燃料燃烧；以及

混烧模式，其利用所述燃烧器使来自所述主燃料供给系统以及所述副燃料供给系统这两方的燃料燃烧，

所述控制装置在所述氨气专烧模式或所述混烧模式下的运转中，在预先设定的紧急停止条件成立的情况下，将所述切断阀从所述供给位置向所述切断位置切换，并且将所述三通阀从所述第一位置向所述第二位置切换。

7.根据权利要求6所述的燃气轮机设备，其中，

所述燃气轮机设备具备向所述主燃料供给系统以及所述副燃料供给系统供给氮气的氮气供给系统。

8.根据权利要求6所述的燃气轮机设备，其中，

所述燃气轮机设备具备水供给系统，所述水供给系统具有：水供给配管，其将所述燃料处理装置的所述水罐内的氨水向所述燃烧器供给；以及喷雾嘴，其将从所述水供给配管供给的氨水向所述燃烧器内喷雾。

9.根据权利要求8所述的燃气轮机设备，其中，

所述水供给系统具有设置于所述水供给配管并被所述控制装置控制的水切断阀，

所述水切断阀具有从所述水罐向所述燃烧器供给氨水的供给位置以及切断从所述水罐向所述燃烧器的氨水的供给的切断位置，

所述控制装置在所述氨气专烧模式或所述混烧模式下的运转中，在从所述紧急停止条件成立起一定时间内将所述水罐内的氨水通过所述水切断阀向所述喷雾嘴供给。

10.根据权利要求4所述的燃气轮机设备，其中，

从所述燃料供给设备通过所述三通阀向所述燃烧器供给的所述燃料为氢气。

11.根据权利要求4所述的燃气轮机设备，其中，

所述燃气轮机设备具备连接于所述燃气轮机并使所述燃气轮机起动的起动用马达，

所述控制装置在将所述切断阀从所述供给位置向所述切断位置切换，并且将所述三通阀从所述第一位置向所述第二位置切换时，利用所述起动用马达使所述燃气轮机旋转，并利用所述燃气轮机的压缩机将空气向所述燃烧器供给。

12.根据权利要求4所述的燃气轮机设备，其中，

从所述燃料供给设备通过所述三通阀向所述燃烧器供给的所述燃料为液体氨，

所述燃料处理装置具有蓄积有用于对通过所述燃料处理配管导入的液体氨进行处理的水的水罐。

13.根据权利要求1所述的燃气轮机设备，其中，

所述三通阀配置于将燃料向多个所述燃烧器分支供给的歧管的上游侧或下游侧。

Images