JP2000356344A - Gas turbine combustion equipment and method for controlling its combustion state - Google Patents

Gas turbine combustion equipment and method for controlling its combustion state

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JP2000356344A
JP2000356344A JP11166812A JP16681299A JP2000356344A JP 2000356344 A JP2000356344 A JP 2000356344A JP 11166812 A JP11166812 A JP 11166812A JP 16681299 A JP16681299 A JP 16681299A JP 2000356344 A JP2000356344 A JP 2000356344A
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Japan
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fuel
combustion
gas turbine
supply system
nozzle
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JP11166812A
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Japanese (ja)
Inventor
Shohei Yoshida
正平 吉田
Yoshitaka Hirata
義隆 平田
Masaya Otsuka
雅哉 大塚
Tomoya Murota
知也 室田
Shigeyoshi Kobayashi
成嘉 小林
Bunji Moriwaki
文治 森脇
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide combustion equipment to sufficiently prevent the generation of combustion vibration even in a case of a wide oscillation frequency without complicating constitution of a combustor and perform stable combustion. SOLUTION: Gas turbine combustion equipment comprises a plurality of fuel nozzles 12 to inject fuel in a combustion chamber; and a fuel feed system 16 to regulate and supply a fuel flow rate, corresponding to a gas turbine load, to the fuel nozzle group. Each fuel nozzle 12 is provided with a plurality of fuel injection means 12A, 12B, 22, and 23, and each fuel injection means is coupled to a fuel supply system through a fuel distributing device 18 to distribute a fuel flow rate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン燃焼
装置およびその燃焼状態制御方法に関するものである。
The present invention relates to a gas turbine combustion apparatus and a combustion state control method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、発電機を駆動するガスタービン
は、圧縮機と燃焼器とを備え、圧縮機によって圧縮した
空気を燃焼器に導き、燃焼器で所定量の燃料と混合させ
て燃焼するようにしている。燃焼によって生成された燃
焼ガスは、タービンに噴射してタービンを駆動し、ガス
タービンに連結した発電機によって発電するように構成
されている。このような燃焼器の多くは、燃焼安定性に
優れた拡散燃焼方式と、低NOx(窒素酸化物)化に有
効な予混合燃焼方式の混焼方式で構成され、高負荷運転
時には予混合燃焼の割合を高くして低NOx化を図るよ
うにしている。
2. Description of the Related Art Generally, a gas turbine for driving a generator includes a compressor and a combustor, guides air compressed by the compressor to a combustor, and mixes the air with a predetermined amount of fuel in the combustor for combustion. Like that. The combustion gas generated by the combustion is configured to be injected into a turbine to drive the turbine and generate power by a generator connected to the gas turbine. Most of such combustors are composed of a mixed combustion system of a diffusion combustion system having excellent combustion stability and a premix combustion system effective for reducing NOx (nitrogen oxide). The ratio is increased to reduce NOx.

【0003】この予混合燃焼方式は、低NOx化に有効
であるが、反面、可燃範囲が拡散燃焼に比べて狭く、予
混合燃焼割合を高くすると燃焼振動などの不安定燃焼が
発生し易い。燃焼振動が発生すると、燃焼器の構成部品
が摩耗したり、予混合バーナ内部に火炎が逆流し、バー
ナ内部の焼損した部品でその下流に配置されているガス
タービン翼が損傷するなどの重大な事故につながること
が考えられる。
[0003] This premixed combustion system is effective in reducing NOx, but on the other hand, the flammable range is narrower than that of diffusion combustion, and when the premixed combustion ratio is increased, unstable combustion such as combustion oscillation is likely to occur. Combustion oscillations can cause serious wear, such as wear of the components of the combustor, backflow of the flame inside the premix burner, and damage to the gas turbine blades located downstream of the burnt parts inside the burner. It could lead to an accident.

【0004】このような燃焼振動の防止策として、例え
ば特開平8−135970号公報にも開示されているよ
うに、燃料ノズルの燃料噴出孔の位置を、予混合気の流
れ方向位置で変化させ、燃焼振動によって発生される燃
料濃度分布の周期変動を分散化し、燃焼振動レベルの増
加を防止するものなどがある。
As a measure for preventing such combustion vibration, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-135970, the position of a fuel injection hole of a fuel nozzle is changed in the flow direction of a premixed gas. In addition, there is a method of dispersing periodic fluctuations of a fuel concentration distribution generated by combustion vibration to prevent an increase in combustion vibration level.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、ガス
タービン燃焼器の低NOx化には予混合燃焼が有効であ
るが、予混合燃焼は拡散燃焼に比べて可燃範囲が狭く、
燃焼振動などの不安定燃焼が発生し易い。ガスタービン
燃焼器の燃焼振動は、ガスタービン燃焼器の構造および
運転条件(燃焼温度、予混合気流速、燃焼器圧力)から
定まる気柱の固有振動数と、拡散バーナや予混合バーナ
などの燃焼不安定によって発生する熱エネルギーの変動
周期とが共鳴することによって、急激に増大すると考え
られる。
As described above, premixed combustion is effective for reducing NOx in a gas turbine combustor, but premixed combustion has a narrower flammable range than diffusion combustion.
Unstable combustion such as combustion oscillation is likely to occur. The combustion vibration of the gas turbine combustor is determined by the natural frequency of the gas column determined by the structure and operating conditions (combustion temperature, premixed gas flow velocity, combustor pressure) of the gas turbine combustor, and the combustion of diffusion burners, premixed burners, etc. It is supposed that the heat energy fluctuates rapidly due to resonance with the fluctuation cycle of the heat energy generated by the instability.

【0006】拡散バーナと予混合バーナの燃焼不安定要
因の一つに、拡散火炎と予混合火炎の火炎干渉が考えら
れる。すなわち、拡散バーナによって形成された拡散火
炎と、予混合バーナによって形成された予混合火炎とが
互い干渉するもので、拡散火炎が変動するとその影響を
受けて予混合火炎が変動し、さらに、予混合火炎の変動
により拡散火炎が変動し、この変動が周期的に繰り返さ
れ燃焼振動が増大するものである。
One of the factors of unstable combustion between the diffusion burner and the premixed burner is considered to be flame interference between the diffusion flame and the premixed flame. That is, the diffusion flame formed by the diffusion burner and the premixed flame formed by the premixed burner interfere with each other. When the diffusion flame fluctuates, the premixed flame fluctuates under the influence of the fluctuation and the premixed flame fluctuates. The diffusion flame fluctuates due to the fluctuation of the mixed flame, and this fluctuation is repeated periodically to increase combustion oscillation.

【0007】この点、上述した公知例のように、燃料ノ
ズルの燃料噴出孔の位置を、予混合気の流れ方向で変化
させ、燃焼振動によって加速される燃料濃度分布の周期
変動を分散化する方法は、たしかに燃焼振動の抑制に効
果が見られる。しかし、この方法は、ある特定された周
波数の燃焼振動抑制に大きな効果を示すが、異なった周
波数の燃焼振動や、複数の振動周波数が発生する場合に
は、十分な効果が発揮されない場合が生じる。
[0007] In this respect, as in the above-mentioned known example, the position of the fuel ejection hole of the fuel nozzle is changed in the flow direction of the premixed gas, and the periodic fluctuation of the fuel concentration distribution accelerated by combustion vibration is dispersed. The method certainly has an effect on suppressing combustion oscillation. However, this method has a great effect on suppressing the combustion vibration of a certain specified frequency, but when the combustion vibration of a different frequency or a plurality of vibration frequencies is generated, a sufficient effect may not be exhibited. .

【0008】ガスタービン燃焼器の気柱固有振動数,す
なわち燃焼振動周波数は多数存在し、これらの燃焼振動
周波数と燃焼に伴なう火炎の変動周期が一致すると、燃
焼振動が発生する。ガスタービン燃焼器の開発時には、
燃焼器の性能確認のための燃焼試験を実施し、燃焼振動
の発生周波数や振幅レベルを確認、調整して製品化され
るのが普通であった。しかし、燃焼振動特性に影響を及
ぼす燃焼器の境界条件や、燃料発熱量の相違などによっ
て、実機発電プラントで発生する燃焼振動の周波数や振
幅レベルが、性能確認燃焼試験と異なる場合が多々生じ
る。したがって、実機発電プラントにおける試運転時に
燃焼振動特性などを調節する技術が必要となる。しか
し、従来技術では燃焼振動などを調節する手段が少な
く、燃焼器の構造変更で対応しなければならない場合も
考えられた。
[0008] There are a large number of natural frequencies of the gas column of the gas turbine combustor, that is, a large number of combustion oscillation frequencies. When these combustion oscillation frequencies coincide with the fluctuation period of the flame accompanying combustion, combustion oscillation is generated. When developing a gas turbine combustor,
A combustion test was conducted to confirm the performance of the combustor, and the frequency and amplitude level of the combustion oscillation were confirmed and adjusted, and the product was usually manufactured. However, the frequency and amplitude level of the combustion vibration generated in the actual power plant often differ from the performance confirmation combustion test due to the boundary condition of the combustor that affects the combustion vibration characteristic and the difference in the amount of heat generated by the fuel. Therefore, there is a need for a technique for adjusting the combustion oscillation characteristics and the like at the time of test operation in an actual power plant. However, in the related art, there are few means for adjusting the combustion vibration and the like, and it has been considered that the structure must be changed by changing the combustor structure.

【0009】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、燃焼器の構成を複雑化することな
く、広域振動周波数であっても燃焼振動の発生を充分防
止することができ、安定した燃焼を行うことが可能なこ
の種のガスタービン燃焼装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the foregoing, and it is an object of the present invention to prevent the generation of combustion vibration even at a wide range of vibration frequency without complicating the structure of the combustor. Another object of the present invention is to provide a gas turbine combustion apparatus of this type capable of performing stable combustion.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、燃焼
室に燃料を噴射する燃料ノズルと、この燃料ノズルに燃
料を供給する燃料供給系とを備えたガスタービン燃焼装
置において、前記燃料ノズルに、火炎パターンが異なる
複数個の燃料噴出手段を設けるとともに、前記それぞれ
の燃料噴出手段を、供給燃料流量を分配する燃料分配装
置を介して前記燃料供給系に結合するようにし所期の目
的を達成するようにしたものである。
That is, the present invention relates to a gas turbine combustion apparatus including a fuel nozzle for injecting fuel into a combustion chamber and a fuel supply system for supplying fuel to the fuel nozzle. A plurality of fuel ejection means having different flame patterns are provided, and each of the fuel ejection means is connected to the fuel supply system via a fuel distribution device for distributing a supplied fuel flow rate, thereby achieving an intended purpose. It is something to do.

【0011】また本発明は、燃焼室に燃料を噴射する複
数個の燃料ノズルと、この燃料ノズル群にガスタービン
負荷に応じた燃料流量を調整供給する燃料供給系とを備
えたガスタービン燃焼装置において、前記それぞれの燃
料ノズルに、燃料の噴出状態が異なる複数個の燃料噴出
手段を設けるとともに、前記それぞれの燃料噴出手段
を、供給燃料流量を分配する燃料分配装置を介して前記
燃料供給系に結合するようにしたものである。
Further, the present invention provides a gas turbine combustion apparatus having a plurality of fuel nozzles for injecting fuel into a combustion chamber, and a fuel supply system for adjusting a fuel flow rate according to a gas turbine load to the fuel nozzle group. In the above, each of the fuel nozzles is provided with a plurality of fuel ejection means having different fuel ejection states, and each of the fuel ejection means is connected to the fuel supply system via a fuel distribution device for distributing a supplied fuel flow rate. It is intended to be combined.

【0012】また本発明は、燃焼室に燃料を噴射する複
数個の燃料ノズルと、この燃料ノズル群にガスタービン
負荷に応じた燃料流量を調整供給する燃料供給系とを備
えたガスタービン燃焼装置において、前記それぞれの燃
料ノズルに火炎パターンの異なる複数の燃料噴出手段を
設けるとともに、前記燃料噴出手段と前記燃料供給系と
の間に燃料供給系からの燃料を前記燃料噴出手段に分配
する燃料分配装置を設け、かつ前記燃焼室内に燃焼室内
の燃焼状態を検出する燃焼状態検出装置を設けるととも
に、この燃焼状態検出装置からの燃焼状態検知信号によ
り前記燃料分配装置の燃料分配量を制御するようにした
ものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a gas turbine combustion apparatus comprising: a plurality of fuel nozzles for injecting fuel into a combustion chamber; and a fuel supply system for adjusting a fuel flow according to a gas turbine load to the fuel nozzle group. A fuel distributing means for distributing fuel from a fuel supply system to the fuel ejecting means between the fuel ejecting means and the fuel supply system; A device is provided, and a combustion state detection device for detecting a combustion state in the combustion chamber is provided in the combustion chamber, and a fuel distribution amount of the fuel distribution device is controlled by a combustion state detection signal from the combustion state detection device. It was done.

【0013】また、この場合、前記燃料噴出手段を、燃
料の噴出速度,噴出流量あるいは噴出方向の異なる燃料
噴出孔を有するように形成したものである。また、前記
それぞれの燃料噴出手段を、拡散燃焼あるいは予混合燃
焼を行うようにしたものである。
In this case, the fuel ejection means is formed so as to have fuel ejection holes having different ejection speeds, ejection flow rates, or ejection directions of the fuel. Further, each of the fuel injection means performs diffusion combustion or premix combustion.

【0014】また本発明は、ガスタービンの負荷に応じ
た燃料流量を調整供給する燃料供給系およびこの燃料供
給系から供給される燃料を燃焼室内に噴射する複数の燃
料ノズルを備えたガスタービン燃焼装置の燃焼状態制御
方法において、前記それぞれの燃料ノズルに、火炎パタ
ーンの異なる複数個の燃料噴出手段を設け、これらそれ
ぞれの燃料噴出手段に供給される燃料流量を燃焼度合に
応じて配分調整し、前記燃焼室内の燃焼状態を制御する
ようにしたものである。
Further, the present invention provides a gas turbine combustion system having a fuel supply system for adjusting and supplying a fuel flow rate according to the load of a gas turbine, and a plurality of fuel nozzles for injecting fuel supplied from the fuel supply system into a combustion chamber. In the combustion state control method of the device, each of the fuel nozzles is provided with a plurality of fuel ejection means having different flame patterns, and the fuel flow supplied to each of the fuel ejection means is distribution-adjusted according to the degree of combustion. The combustion state in the combustion chamber is controlled.

【0015】すなわちこのように形成されたガスタービ
ン燃焼装置であると、燃料ノズルに火炎パターンが異な
る複数個の燃料噴出手段が設けられ、かつ、このそれぞ
れの燃料噴出手段がそれぞれ燃料供給流量の分配調整が
可能な燃料分配装置を介して燃料供給系に結合されるよ
うに形成されているので、燃料ノズルから噴出する燃料
の噴出方法を制御することによって、火炎パターンをコ
ントロールすることが可能であり、この結果、燃焼器の
構成を複雑化することなく、すなわち燃焼器の体格や構
成を変えることなく、広域振動周波数であっても燃焼振
動の発生を充分防止することができ、安定した燃焼を行
うことが可能となるのである。
That is, in the gas turbine combustion apparatus formed as described above, the fuel nozzle is provided with a plurality of fuel ejection means having different flame patterns, and each of the fuel ejection means distributes a fuel supply flow rate. Since it is formed so as to be connected to the fuel supply system via an adjustable fuel distribution device, it is possible to control the flame pattern by controlling the ejection method of the fuel ejected from the fuel nozzle. As a result, without complicating the configuration of the combustor, that is, without changing the size and configuration of the combustor, it is possible to sufficiently prevent the occurrence of combustion vibration even at a wide range of vibration frequency, and achieve stable combustion. It is possible to do it.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図1にはそのガスタービン燃焼
装置を備えたガスタービンプラントの要部および燃料ノ
ズル部が断面で示されている。このガスタービンプラン
トは、主としてガスタービン1と、このガスタービン1
に連結され、燃焼用の圧縮空気を得る圧縮機2と、燃焼
器3などにより構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a cross section of a main part of a gas turbine plant provided with the gas turbine combustion device and a fuel nozzle portion. This gas turbine plant mainly includes a gas turbine 1 and this gas turbine 1
And a compressor 2 for obtaining compressed air for combustion, a combustor 3 and the like.

【0017】圧縮機2より吐出された圧縮空気は、燃焼
器3に導かれ燃焼器内筒4の内部に形成されている燃焼
室5で、ノズルより供給される燃料とともに燃焼する。
燃焼によって生成された燃焼ガスは、トランジションピ
ース6を経てガスタービン1に噴射され、ガスタービン
1を駆動し、ガスタービンに連結されている発電機7に
よって発電するように構成されている。
The compressed air discharged from the compressor 2 is guided to the combustor 3 and burns together with the fuel supplied from the nozzles in a combustion chamber 5 formed inside the combustor inner cylinder 4.
The combustion gas generated by the combustion is injected into the gas turbine 1 via the transition piece 6, drives the gas turbine 1, and is configured to generate electric power by the generator 7 connected to the gas turbine.

【0018】燃焼器3の主な構成は、燃料供給系および
空気供給系からなり、これらが外筒8およびエンドカバ
ー9で密閉された圧力容器10に装着されている。燃焼
器内筒4の上流位置(燃焼ガスの流通方向からみて)に
は、内筒4より径の小さな副室11が設けられ、副室1
1の上流位置には、拡散燃料ノズル12が設置されてい
る。
The main structure of the combustor 3 is composed of a fuel supply system and an air supply system, which are mounted on a pressure vessel 10 hermetically closed by an outer cylinder 8 and an end cover 9. An auxiliary chamber 11 having a smaller diameter than the inner cylinder 4 is provided upstream of the combustor inner cylinder 4 (as viewed from the flow direction of the combustion gas).
A diffusion fuel nozzle 12 is provided at an upstream position of the fuel cell 1.

【0019】また、副室11の外周位置には、予混合バ
ーナ13が設置されており、この予混合バーナ13の上
流側には予混合燃料ノズル14が配置されている。さら
に、予混合バーナ13の下流側には、予混合火炎の安定
性を図る保炎器15が設置されている。また、拡散燃料
ノズル12には拡散燃料流量を制御する拡散燃料供給系
16が、予混合燃料ノズル14には予混合燃料流量を制
御する予混合燃料供給系17が設けられている。
A premix burner 13 is provided at an outer peripheral position of the sub-chamber 11, and a premix fuel nozzle 14 is disposed upstream of the premix burner 13. Further, on the downstream side of the premix burner 13, a flame stabilizer 15 for stabilizing the premix flame is installed. The diffusion fuel nozzle 12 is provided with a diffusion fuel supply system 16 for controlling the flow rate of the diffusion fuel, and the premix fuel nozzle 14 is provided with a premix fuel supply system 17 for controlling the flow rate of the premix fuel.

【0020】本発明による第一の実施例では、拡散燃料
ノズル12に火炎パターンの異なる複数の燃料噴出手段
を設けたのである。すなわち、拡散燃料ノズル12を、
火炎パターンの異なる拡散燃料ノズル12Aおよび12
Bから構成し、拡散燃料供給系16の下流位置に、拡散
燃料ノズル12Aに繋がる燃料配管19と、拡散燃料ノ
ズル12Bに繋がる燃料配管20に、拡散燃料を配分す
る燃料分配装置18を設置したのである。
In the first embodiment according to the present invention, the diffusion fuel nozzle 12 is provided with a plurality of fuel ejection means having different flame patterns. That is, the diffusion fuel nozzle 12 is
Diffusion fuel nozzles 12A and 12 with different flame patterns
B, and a fuel distribution device 18 that distributes the diffusion fuel to the fuel pipe 19 connected to the diffusion fuel nozzle 12A and the fuel pipe 20 connected to the diffusion fuel nozzle 12B at the downstream position of the diffusion fuel supply system 16. is there.

【0021】一般に、ガスタービン燃焼器の燃料ノズル
構造は、燃料ノズルの作動環境における燃焼安定性や排
気ガス特性などによって決められ、その火炎パターン
(火炎形状、火炎形成位置など)は、燃料ノズルの作動
環境や燃料流量などによって決定される。したがって、
従来例の燃料ノズルでは、燃料ノズルに供給される燃料
流量や空気流量が決まると、火炎パターンは燃料ノズル
の作動環境によって決まり、同一燃焼条件下で火炎パタ
ーンを変化させることは困難になる。
Generally, the fuel nozzle structure of a gas turbine combustor is determined by the combustion stability in the operating environment of the fuel nozzle, the exhaust gas characteristics, and the like, and its flame pattern (flame shape, flame formation position, etc.) depends on the fuel nozzle. It is determined by the operating environment and fuel flow rate. Therefore,
In the fuel nozzle of the conventional example, when the flow rate of fuel and the flow rate of air supplied to the fuel nozzle are determined, the flame pattern is determined by the operating environment of the fuel nozzle, and it is difficult to change the flame pattern under the same combustion condition.

【0022】一方、前述したように、燃焼振動の発生要
因の一つに、拡散火炎と予混合火炎の干渉がある。火炎
干渉は、互いの火炎パターンなどに起因することが多
く、火炎パターンをコントロールすることで火炎干渉、
すなわち、燃焼振動の発生を抑制することが可能とな
る。
On the other hand, as described above, one of the causes of the combustion oscillation is the interference between the diffusion flame and the premixed flame. Flame interference is often caused by each other's flame pattern, etc.
That is, it is possible to suppress the occurrence of combustion oscillation.

【0023】本実施例では、拡散ノズル12を火炎パタ
ーンの異なる拡散ノズル12Aおよび拡散ノズル12B
で構成したため、拡散燃料供給系16から供給する燃料
流量を一定(ガスタービン負荷に応じた流量)にしたま
ま、拡散ノズル12Aおよび拡散ノズル12Bに供給さ
れる燃料流量配分を、燃料分配装置18で制御すること
により、火炎パターンを変化させることができるため、
燃焼振動の発生を抑制することが可能となる。
In this embodiment, the diffusion nozzles 12 are different from the diffusion nozzles 12A and 12B having different flame patterns.
Therefore, while the flow rate of the fuel supplied from the diffusion fuel supply system 16 is kept constant (the flow rate according to the gas turbine load), the distribution of the flow rate of the fuel supplied to the diffusion nozzles 12A and 12B is determined by the fuel distribution device 18. By controlling, it is possible to change the flame pattern,
It is possible to suppress the occurrence of combustion oscillation.

【0024】図2は図1に示した拡散ノズル12、予混
合バーナ13の火炎パターンを、模式的に示したもので
ある。高負荷運転条件では、排気ガス特性や信頼性を考
慮して予混合燃焼割合が決められ、拡散燃料供給系16
によって、拡散ノズル12に供給される燃料流量が決ま
る。この図は拡散燃料供給系16から供給される燃料流
量を一定のまま、燃料分配装置18を制御した時に、形
成される拡散火炎パターンの変化を示したものである。
FIG. 2 schematically shows a flame pattern of the diffusion nozzle 12 and the premix burner 13 shown in FIG. Under high load operation conditions, the premixed combustion ratio is determined in consideration of exhaust gas characteristics and reliability, and the diffusion fuel supply system 16
Thus, the flow rate of the fuel supplied to the diffusion nozzle 12 is determined. This figure shows a change in the diffusion flame pattern formed when the fuel distribution device 18 is controlled while the flow rate of the fuel supplied from the diffusion fuel supply system 16 is kept constant.

【0025】図2(a)は拡散燃料供給系16から供給
された全燃料を、拡散ノズル12Aに供給した場合であ
る。拡散ノズル12には空気旋回器21が形成され、拡
散燃焼用空気に旋回流を発生させる。拡散ノズル12A
の燃料噴出孔22は、旋回空気流に沿うように形成され
ているため、拡散ノズル12Aの火炎は、図2aに示さ
れているように、燃焼器の略半径方向に伸びるように形
成される。
FIG. 2A shows a case where all the fuel supplied from the diffusion fuel supply system 16 is supplied to the diffusion nozzle 12A. An air swirler 21 is formed in the diffusion nozzle 12 to generate a swirling flow in the air for diffusion combustion. Diffusion nozzle 12A
Is formed so as to follow the swirling air flow, so that the flame of the diffusion nozzle 12A is formed to extend substantially in the radial direction of the combustor as shown in FIG. 2A. .

【0026】一方、図2(c)は拡散燃料供給系16か
ら供給された全燃料を、拡散ノズル12Bに供給した場
合の火炎パターンを示したものである。拡散ノズル12
Bの燃料噴出孔23は、燃焼器軸方向に燃料が噴出され
るように形成されているため、拡散ノズル12Bの火炎
は、この図2(c)に示されているように燃焼器軸方向
に伸びるように形成される。図2(b)は拡散ノズル1
2A、12Bに燃料を供給した時の火炎パターンを示し
たものである。
On the other hand, FIG. 2C shows a flame pattern when all the fuel supplied from the diffusion fuel supply system 16 is supplied to the diffusion nozzle 12B. Diffusion nozzle 12
Since the fuel ejection hole 23 of B is formed so that fuel is ejected in the axial direction of the combustor, the flame of the diffusion nozzle 12B flows in the axial direction of the combustor as shown in FIG. It is formed to extend. FIG. 2B shows the diffusion nozzle 1
It shows a flame pattern when fuel is supplied to 2A and 12B.

【0027】また、図2(a)は拡散ノズル12Aの拡
散火炎24と、保炎器15の予混合火炎25が干渉した
イメージを表したものである。拡散火炎24にゆらぎが
発生すると、このゆらぎによって、予混合火炎25にも
ゆらぎが発生する。予混合火炎25は燃焼割合が高いた
め、予混合火炎25にゆらぎが発生すると発熱変動が生
じ、この変動周期が燃焼器の気柱共鳴周波数と一致する
と燃焼振動が増大する場合がある。このような場合、本
実施例では、燃料分配装置18を制御することによって
拡散燃料流量を変化させることなく、拡散火炎パターン
を図2(a)から図2(c)の状態に変化させることが
可能となり、これによって、拡散火炎と予混合火炎の干
渉を抑制し、燃焼振動をコントロールすることが可能と
なる。
FIG. 2 (a) shows an image in which the diffusion flame 24 of the diffusion nozzle 12A and the premixed flame 25 of the flame stabilizer 15 interfere with each other. When the diffusion flame 24 fluctuates, the fluctuation causes the premixed flame 25 to fluctuate. Since the premixed flame 25 has a high combustion rate, fluctuations in the premixed flame 25 cause heat generation fluctuations. When the fluctuation period matches the air column resonance frequency of the combustor, combustion vibrations may increase. In such a case, in the present embodiment, the diffusion flame pattern can be changed from the state shown in FIG. 2A to the state shown in FIG. 2C without changing the diffusion fuel flow rate by controlling the fuel distribution device 18. This makes it possible to suppress the interference between the diffusion flame and the premixed flame and control the combustion oscillation.

【0028】以上、燃焼振動の抑制方法として、火炎パ
ターンをコントロールする方法について述べたが、火炎
パターンは燃焼振動のみならず、排気ガス特性や燃焼器
構成部品のメタル温度特性などにも密接な関係があるた
め、本実施例のように火炎パターンをコントロールする
ことによって、燃焼器の運転調整範囲が拡大し、この結
果、安定して燃焼する運転裕度が広がり、燃焼器の信頼
性を確保することが可能となる。
As described above, the method of controlling the flame pattern has been described as a method of suppressing the combustion vibration. However, the flame pattern is closely related not only to the combustion vibration but also to the exhaust gas characteristics and the metal temperature characteristics of the components of the combustor. Therefore, by controlling the flame pattern as in the present embodiment, the operation adjustment range of the combustor is expanded, and as a result, the operating margin for stable combustion is increased, and the reliability of the combustor is ensured. It becomes possible.

【0029】図1(b)および図3から図6および図8
に本発明を適用される燃料ノズルの実施例および変形例
が示されている。図1(b)は第1の実施例で説明した
拡散燃料ノズル12の拡大図を示したもので、燃料噴出
孔22は燃焼器の略半径方向に形成され、燃料噴出孔2
3は燃焼器の軸方向形成されている。
FIG. 1B and FIGS. 3 to 6 and FIG.
FIG. 1 shows an embodiment and a modified example of a fuel nozzle to which the present invention is applied. FIG. 1B is an enlarged view of the diffusion fuel nozzle 12 described in the first embodiment. The fuel ejection hole 22 is formed substantially in the radial direction of the combustor.
3 is formed in the axial direction of the combustor.

【0030】図3は第二の実施例を示したもので、拡散
燃料ノズル28の同一円周上に、噴出角度の異なる噴出
孔26、27を形成したものである。図1で説明した拡
散燃料ノズル12では、燃料分配装置18によって拡散
燃料ノズル12A、12Bに燃料を供給した場合、拡散
燃料ノズル12Aによって形成される拡散火炎と、拡散
燃料ノズル12Bによって形成される拡散火炎が、別々
に形成されることが考えられるが、図3に示した拡散燃
料ノズル28は、燃料噴出位置が同一円周上にあるた
め、火炎が分散されにくくより安定して燃焼することが
考えられ、第1の実施例と同等の効果が期待できる。
FIG. 3 shows a second embodiment in which ejection holes 26 and 27 having different ejection angles are formed on the same circumference of the diffusion fuel nozzle 28. In the diffusion fuel nozzle 12 described in FIG. 1, when fuel is supplied to the diffusion fuel nozzles 12A and 12B by the fuel distribution device 18, the diffusion flame formed by the diffusion fuel nozzle 12A and the diffusion flame formed by the diffusion fuel nozzle 12B. Although it is conceivable that the flames are formed separately, the diffusion fuel nozzle 28 shown in FIG. 3 has a fuel ejection position on the same circumference, so that the flame is difficult to be dispersed and burns more stably. It can be considered that the same effect as that of the first embodiment can be expected.

【0031】以上、火炎パターンをコントロールするの
に、燃料噴出孔の噴出方向を変更する方法について述べ
たが、火炎パターンをコントロールする方法として、噴
出孔の径を変更して噴出速度を制御する方法や噴出孔の
形状を変更する方法も考えられ、これらの方法も第1の
実施例と同等の効果が期待できる。
The method of changing the ejection direction of the fuel ejection holes for controlling the flame pattern has been described above. As a method of controlling the flame pattern, a method of controlling the ejection speed by changing the diameter of the ejection holes is described. It is also conceivable to change the shape of the nozzle or the outlet, and these methods can be expected to have the same effect as in the first embodiment.

【0032】次に本発明による第三の実施例を、図5を
用いて説明する。図5は拡散燃料ノズル29と、予混合
燃料ノズル30を備えたパイロットバーナ31に本発明
を適用したものである。パイロットバーナ31は、拡散
燃料ノズル29、予混合燃料ノズル30、旋回羽根3
2、ダクト33などで構成され、拡散燃料ノズル29に
は配管19が、予混合燃料ノズル30には配管20が接
続されている。配管19、20は燃料分配装置18に接
続され、拡散燃料供給系16によって流量を制御する。
拡散ノズル29の燃料噴出孔34は、旋回羽根32の下
流側に位置し、燃料を噴出して拡散火炎を形成する。予
混合燃料ノズル30は、旋回羽根32の上流側に位置
し、噴出した燃料は空気と混合して予混合火炎を形成す
る。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the present invention applied to a pilot burner 31 provided with a diffusion fuel nozzle 29 and a premixed fuel nozzle 30. The pilot burner 31 includes a diffusion fuel nozzle 29, a premixed fuel nozzle 30, and a swirl vane 3
2, a pipe 33 is connected to the diffusion fuel nozzle 29, and a pipe 20 is connected to the premixed fuel nozzle 30. The pipes 19 and 20 are connected to the fuel distribution device 18, and the flow rate is controlled by the diffusion fuel supply system 16.
The fuel ejection hole 34 of the diffusion nozzle 29 is located on the downstream side of the swirl vanes 32 and ejects fuel to form a diffusion flame. The premixed fuel nozzle 30 is located upstream of the swirl vanes 32, and the ejected fuel mixes with air to form a premixed flame.

【0033】本実施例では、燃料分配装置18によって
拡散燃料ノズル29に全流量を供給すると拡散燃焼が、
予混合燃料ノズル30に全流量を供給すると全予混合燃
焼を行うことが可能である。したがって、ガスタービン
起動時は、拡散燃焼を行い燃焼器の安定性を確保し、負
荷運転時は予混合燃焼を行って、排気ガス特性をコント
ロールすることが可能となる。さらに、燃料分配装置1
8によって拡散火炎と予混合火炎をコントロールするこ
とにより、燃焼振動を抑制することが可能であり、第1
の実施例と同等の効果が期待できる。
In this embodiment, when the fuel distribution device 18 supplies the entire flow rate to the diffusion fuel nozzle 29, diffusion combustion is performed.
When the entire flow rate is supplied to the premixed fuel nozzle 30, it is possible to perform the entire premixed combustion. Therefore, when the gas turbine is started, diffusion combustion is performed to ensure the stability of the combustor, and during load operation, premixed combustion is performed to control exhaust gas characteristics. Further, the fuel distribution device 1
By controlling the diffusion flame and the premixed flame by the use of No. 8, the combustion oscillation can be suppressed.
The same effect as that of the embodiment can be expected.

【0034】次に本発明による第四の実施例を、図6を
用いて説明する。この図は予混合バーナ35に、燃料噴
出位置や噴出方法の異なる予混合燃料ノズル36、37
を配置したもので、予混合燃料ノズル36には配管38
が、予混合燃料ノズル37には配管39が接続されてい
る。配管38、39は燃料分配装置40に接続され、予
混合燃料供給系17によって流量を制御する。予混合燃
料ノズル36、37は旋回羽根41の下流側位置し、燃
料を噴出して空気と混合させ混合気を作る。予混合バー
ナ35の燃料濃度分布は、予混合火炎パターンに強い影
響を与えるため、予混合バーナ35の燃料濃度分布を制
御することによって燃焼振動の抑制、排気ガス特性の改
善などを行うことが可能である。
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. This figure shows that premixed burners 35 are provided with premixed fuel nozzles 36 and 37 having different fuel ejection positions and ejection methods.
The premixed fuel nozzle 36 has a pipe 38
However, a pipe 39 is connected to the premixed fuel nozzle 37. The pipes 38 and 39 are connected to a fuel distribution device 40, and the flow rate is controlled by the premixed fuel supply system 17. The premixed fuel nozzles 36 and 37 are located downstream of the swirl vanes 41 and eject fuel to mix with air to form a mixture. Since the fuel concentration distribution of the premixed burner 35 has a strong influence on the premixed flame pattern, controlling the fuel concentration distribution of the premixed burner 35 can suppress combustion oscillations and improve exhaust gas characteristics. It is.

【0035】例えば、予混合燃料ノズル36は、予混合
バーナ35の外周側に燃料を噴出する構造とし、予混合
燃料ノズル37は、予混合バーナ35の内周側に燃料を
噴出する構造とする。火炎の安定性を確保するため、予
混合バーナ35の内周側の燃料濃度分布を濃くしたい場
合には、予混合燃料ノズル37から噴出する燃料流量が
多くなるように燃料分配装置40を調節する。また、一
般的には、燃料濃度分布を均一にすると窒素酸化物を低
減することが可能であるが、本実施例では予混合燃料ノ
ズル36、37から噴出する燃料流量を燃料分配装置4
0で調節することにより、燃料濃度分布のコントロール
が可能となる。この結果、燃焼安定性を確保し、低NO
x化を図ることが可能となり、第1の実施例と同等の効
果が期待できる。
For example, the premixed fuel nozzle 36 has a structure for ejecting fuel to the outer peripheral side of the premixed burner 35, and the premixed fuel nozzle 37 has a structure for ejecting fuel to the inner peripheral side of the premixed burner 35. . When it is desired to increase the fuel concentration distribution on the inner peripheral side of the premix burner 35 in order to ensure the stability of the flame, the fuel distribution device 40 is adjusted so that the flow rate of fuel injected from the premix fuel nozzle 37 increases. . In general, nitrogen oxides can be reduced by making the fuel concentration distribution uniform. However, in this embodiment, the flow rate of fuel injected from the premixed fuel nozzles 36 and 37 is controlled by the fuel distribution device 4.
By adjusting the value to 0, the fuel concentration distribution can be controlled. As a result, combustion stability is ensured and low NO
x can be achieved, and the same effect as in the first embodiment can be expected.

【0036】次に本発明による第五の実施例を、図7を
用いて説明する。図7は第1の実施例に、燃焼器の燃焼
振動を計測する燃焼振動計42を設置するとともに、燃
焼振動レベルを判別して拡散燃料供給系16、予混合燃
料供給系17、燃料分配装置18を制御する演算器44
を設置したものである。
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a first embodiment in which a combustion vibrometer 42 for measuring the combustion vibration of the combustor is installed, and the combustion vibration level is determined to determine the diffusion fuel supply system 16, the premixed fuel supply system 17, and the fuel distribution device. Arithmetic unit 44 for controlling 18
Is installed.

【0037】ガスタービン燃焼器の燃焼振動特性は、空
気温度、空気湿度、燃料の発熱量によって変化する性質
があるため、第五の実施例では、燃焼振動レベルを検出
して燃焼振動レベルが増大しないように、燃料分配装置
18を制御するように構成したものである。例えば、燃
焼振動レベルにしきい値を複数設け、燃焼振動レベルが
しきい値を超えたら燃料流量供給系16を制御して、予
め定められた配分に設定する方法である。これによって
燃焼振動が増大することがなく、安定した燃焼状態を確
保することができる。また、本実施例では燃焼振動レベ
ルのほかに、燃焼器のメタル温度や排気ガス特性などを
検出する検出器43を併用し、これらの検出結果と合わ
せ火炎パターンをコントロールすることにより、さらに
信頼性を向上することが可能となる。
Since the combustion vibration characteristic of the gas turbine combustor has a property of changing according to the air temperature, the air humidity and the calorific value of the fuel, the fifth embodiment detects the combustion vibration level and increases the combustion vibration level. It is configured to control the fuel distribution device 18 so as not to do so. For example, there is a method in which a plurality of threshold values are provided for the combustion vibration level, and when the combustion vibration level exceeds the threshold value, the fuel flow rate supply system 16 is controlled to set the distribution to a predetermined value. Thus, a stable combustion state can be ensured without an increase in combustion oscillation. Further, in the present embodiment, in addition to the combustion vibration level, a detector 43 for detecting the metal temperature of the combustor, the exhaust gas characteristics, and the like is used in combination, and the flame pattern is controlled in accordance with the detection results to further improve the reliability. Can be improved.

【0038】なお、以上の説明では燃料ノズルに火炎パ
ターンの異なる燃料噴出孔を設けるにあたり同心円の二
重構造のノズルの場合を例に挙げて説明してきたが、燃
料ノズルの構成および燃料ノズルの構成と燃料噴孔との
関係は、前述した構成に限らず、例えば図4に示されて
いるように、三重(あるいはそれ以上でもよい)12
x,12y,12zの構成となし、それぞれに噴射方向
の異なる燃料噴出孔22,23を設けるようにしても良
いであろうし、また、この燃料噴出孔としては、図8に
示されているように、孔径D1,D2(D1>D2)や
噴出方向の異なる噴出孔22a,22bを種々組み合わ
せて設けるようにしてもよいであろう。
In the above description, the case of providing the fuel nozzles with different flame patterns in the fuel nozzle has been described by taking as an example the case of a nozzle having a concentric double structure. However, the configuration of the fuel nozzle and the configuration of the fuel nozzle are described. The relationship between the fuel injection hole and the fuel injection hole is not limited to the above-described configuration. For example, as shown in FIG.
x, 12y, and 12z, and fuel injection holes 22 and 23 having different injection directions may be provided for each of the fuel injection holes. The fuel injection holes may be formed as shown in FIG. Alternatively, the ejection holes 22a and 22b having different hole diameters D1 and D2 (D1> D2) and ejection directions may be provided in various combinations.

【0039】以上説明してきたようにこのように形成さ
れたガスタービン燃焼装置であると、燃料ノズルに、火
炎パターンが異なる複数個の燃料噴出孔が設けられ、か
つこのそれぞれの燃料噴出孔が、それぞれ燃料供給流量
の分配調整が可能な燃料分配装置を介して燃料供給系に
結合されるように形成されているので、燃料ノズルから
噴出する燃料の噴出状態を制御することによって、火炎
パターンをコントロールすることが可能であり、この結
果、燃焼振動の抑制や排気ガス特性の改善を行うことが
可能となり、また、この場合、燃料ノズルの体格は従来
と何等変わることはないのである。
As described above, in the gas turbine combustion apparatus formed as described above, the fuel nozzle is provided with a plurality of fuel injection holes having different flame patterns, and each of the fuel injection holes has Each is formed so as to be connected to the fuel supply system via a fuel distribution device that can adjust the distribution of the fuel supply flow rate, so that the flame pattern is controlled by controlling the ejection state of the fuel ejected from the fuel nozzle. As a result, it becomes possible to suppress combustion oscillation and improve exhaust gas characteristics, and in this case, the physical size of the fuel nozzle is not changed at all.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、燃焼器の構成を複雑化することなく、広域振動周波
数であっても燃焼振動の発生を充分防止することがで
き、安定した燃焼を行うことが可能なこの種のガスター
ビン燃焼装置を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the occurrence of combustion oscillation can be sufficiently prevented even at a wide range of oscillation frequency without complicating the structure of the combustor, and stable combustion can be achieved. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のガスタービン燃焼装置を備えたガスタ
ービンプラントの一実施例を示す縦断側面図およびその
燃焼装置に用いられる燃料ノズルの縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional side view showing an embodiment of a gas turbine plant provided with a gas turbine combustion device of the present invention, and a vertical sectional side view of a fuel nozzle used in the combustion device.

【図2】ガスタービン燃焼装置の火炎パターンの説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a flame pattern of a gas turbine combustion device.

【図3】本発明のガスタービン燃焼装置に用いられる燃
料ノズルの一実施例を示す要部断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a main part showing an embodiment of a fuel nozzle used in the gas turbine combustion device of the present invention.

【図4】本発明のガスタービン燃焼装置に用いられる燃
料ノズルの他の実施例を示す要部断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main part showing another embodiment of the fuel nozzle used in the gas turbine combustion device of the present invention.

【図5】本発明のガスタービン燃焼装置に用いられる燃
料ノズルの他の実施例を示す要部断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a main part showing another embodiment of the fuel nozzle used in the gas turbine combustion device of the present invention.

【図6】本発明のガスタービン燃焼装置に用いられる燃
料ノズルの他の実施例を示す要部断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a main part showing another embodiment of the fuel nozzle used in the gas turbine combustion device of the present invention.

【図7】本発明のガスタービン燃焼装置の他の実施例を
示す縦断側面図である。
FIG. 7 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the gas turbine combustion device of the present invention.

【図8】本発明のガスタービン燃焼装置に用いられる燃
料ノズルの他の実施例を示す要部断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a main part showing another embodiment of the fuel nozzle used in the gas turbine combustion device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガスタービン、2…圧縮機、3…燃焼器、12…拡
散燃料ノズル、16…拡散燃料供給系、17…予混合燃
料供給系、18…燃料分配装置、30、36、37…予
混合燃料ノズル、35…予混合バーナ、42…燃焼振動
計、43…検出器、44…演算器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas turbine, 2 ... Compressor, 3 ... Combustor, 12 ... Diffusion fuel nozzle, 16 ... Diffusion fuel supply system, 17 ... Premix fuel supply system, 18 ... Fuel distribution device, 30, 36, 37 ... Premix Fuel nozzle, 35: premix burner, 42: combustion vibrometer, 43: detector, 44: arithmetic unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 雅哉 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 室田 知也 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 小林 成嘉 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 森脇 文治 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Masaya Otsuka 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Power and Electricity Development Division (72) Inventor Tomoya Murota Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 7-2-1, Hitachi, Ltd. Power and Electricity Development Division (72) Inventor Narika Kobayashi 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd. Power and Electricity Development Division (72 Inventor Fumiharu Moriwaki 3-1-1, Komachi, Hitachi-shi, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼室に燃料を噴射する燃料ノズルと、
該燃料ノズルに燃料を供給する燃料供給系とを備えたガ
スタービン燃焼装置において、 前記燃料ノズルに、火炎パターンが異なる複数個の燃料
噴出手段を設けるとともに、前記それぞれの燃料噴出手
段を、供給燃料流量を分配する燃料分配装置を介して前
記燃料供給系に結合するようにしたことを特徴とするガ
スタービン燃焼装置。
A fuel nozzle for injecting fuel into a combustion chamber;
A gas turbine combustion device comprising a fuel supply system for supplying fuel to the fuel nozzle, wherein the fuel nozzle is provided with a plurality of fuel ejection means having different flame patterns, and each of the fuel ejection means is provided with a fuel supply. A gas turbine combustion device, wherein the gas turbine combustion device is connected to the fuel supply system via a fuel distribution device that distributes a flow rate.
【請求項2】 燃焼室に燃料を噴射する複数個の燃料ノ
ズルと、この燃料ノズル群にガスタービン負荷に応じた
燃料流量を調整供給する燃料供給系とを備えたガスター
ビン燃焼装置において、 前記それぞれの燃料ノズルに、燃料の噴出状態が異なる
複数個の燃料噴出手段を設けるとともに、前記それぞれ
の燃料噴出手段を、供給燃料流量を分配する燃料分配装
置を介して前記燃料供給系に結合するようにしたことを
特徴とするガスタービン燃焼装置。
2. A gas turbine combustion apparatus comprising: a plurality of fuel nozzles for injecting fuel into a combustion chamber; and a fuel supply system for adjusting and supplying a fuel flow according to a gas turbine load to the fuel nozzle group. Each fuel nozzle is provided with a plurality of fuel ejection means having different fuel ejection states, and each of the fuel ejection means is connected to the fuel supply system via a fuel distribution device for distributing a supplied fuel flow rate. A gas turbine combustion device, characterized in that:
【請求項3】 燃焼室に燃料を噴射する複数個の燃料ノ
ズルと、この燃料ノズル群にガスタービン負荷に応じた
燃料流量を調整供給する燃料供給系とを備えたガスター
ビン燃焼装置において、 前記それぞれの燃料ノズルに火炎パターンの異なる複数
の燃料噴出手段を設けるとともに、前記燃料噴出手段と
前記燃料供給系との間に燃料供給系からの燃料を前記燃
料噴出手段に分配する燃料分配装置を設け、かつ前記燃
焼室内に燃焼室内の燃焼状態を検出する燃焼状態検出装
置を設けるとともに、この燃焼状態検出装置からの燃焼
状態検知信号により前記燃料分配装置の燃料分配量を制
御するようにしたことを特徴とするガスタービン燃焼装
置。
3. A gas turbine combustion apparatus comprising: a plurality of fuel nozzles for injecting fuel into a combustion chamber; and a fuel supply system for adjusting and supplying a fuel flow rate to the fuel nozzle group according to a gas turbine load. A plurality of fuel ejection means having different flame patterns are provided for each fuel nozzle, and a fuel distribution device for distributing fuel from a fuel supply system to the fuel ejection means is provided between the fuel ejection means and the fuel supply system. And a combustion state detection device for detecting a combustion state in the combustion chamber is provided in the combustion chamber, and a fuel distribution amount of the fuel distribution device is controlled by a combustion state detection signal from the combustion state detection device. Characteristic gas turbine combustion device.
【請求項4】 前記燃料噴出手段が、燃料の噴出速度,
噴出流量,若しくは噴出方向の異なる燃料噴出孔を備え
たものである請求項1ないし3いずれかの項に記載のガ
スタービン燃焼装置。
4. The fuel ejection means according to claim 1, wherein said fuel ejection means has a fuel ejection speed,
The gas turbine combustion device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a fuel ejection hole having a different ejection flow rate or ejection direction.
【請求項5】 前記それぞれの燃料噴出手段が、拡散燃
焼若しくは予混合燃焼を行うものである請求項1ないし
4いずれかの項に記載のガスタービン燃焼装置。
5. The gas turbine combustion device according to claim 1, wherein each of the fuel injection means performs diffusion combustion or premix combustion.
【請求項6】 ガスタービンの負荷に応じた燃料流量を
調整供給する燃料供給系およびこの燃料供給系から供給
される燃料を燃焼室内に噴射する複数の燃料ノズルを備
えたガスタービン燃焼装置の燃焼状態制御方法におい
て、 前記それぞれの燃料ノズルに、火炎パターンの異なる複
数個の燃料噴出手段を設け、これらそれぞれの燃料噴出
手段に供給される燃料流量を燃焼度合に応じて配分調整
し、前記燃焼室内の燃焼状態を制御するようにしたこと
を特徴とするガスタービン燃焼装置の燃焼状態制御方
法。
6. Combustion of a gas turbine combustion device having a fuel supply system for adjusting and supplying a fuel flow rate according to a load of a gas turbine and a plurality of fuel nozzles for injecting fuel supplied from the fuel supply system into a combustion chamber. In the state control method, each of the fuel nozzles is provided with a plurality of fuel ejection means having different flame patterns, and the flow rate of fuel supplied to each of the fuel ejection means is adjusted and distributed according to the degree of combustion. A method for controlling a combustion state of a gas turbine combustion device, wherein the combustion state of the gas turbine is controlled.
【請求項7】 前記異なる火炎パターンの発生を、前記
燃料ノズルからの燃料噴出速度,噴出流量,若しくは噴
出方向を異ならせることにより行うようにしたものであ
る請求項6記載のガスタービン燃焼装置の燃焼状態制御
方法。
7. The gas turbine combustion apparatus according to claim 6, wherein the generation of the different flame patterns is performed by changing a fuel injection speed, an injection flow rate, or an injection direction from the fuel nozzle. Combustion state control method.
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