JP2001153363A - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

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JP2001153363A
JP2001153363A JP33872799A JP33872799A JP2001153363A JP 2001153363 A JP2001153363 A JP 2001153363A JP 33872799 A JP33872799 A JP 33872799A JP 33872799 A JP33872799 A JP 33872799A JP 2001153363 A JP2001153363 A JP 2001153363A
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正彦 山田
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浩明 岡本
Yasunori Iwai
保憲 岩井
Akihiro Onoda
昭博 小野田
Yasuo Okamoto
安夫 岡本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine combustor which is contrived to reduce the occurrence of NOx and can improve the service life of gas turbine equipment by preventing the intrusion of a frame into a premixing duct. SOLUTION: For the gas turbine combustor having at least two or more fuel systems from which fuel is supplied at variable quantities when the combustor is operated, a lower limit is provided for the minimum fuel flow rate when the fuel is supplied to the system to which the fuel is supplied at the maximum 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、空気と燃料とを予
混合して燃焼させるガスタービン燃焼器に係わり、特
に、NOx発生量の低減を図ったガスタービン燃焼器に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine combustor for premixing air and fuel for combustion, and more particularly to a gas turbine combustor for reducing the amount of NOx generated.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の火力発電プラントに適用するガス
タービン燃焼器は、NOx濃度の環境汚染規制値を達成
するため、希薄予混合燃焼を採用しているものが主流を
占めるようになっている。希薄予混合燃焼では、燃料と
空気とを予め燃料希薄状態で混合して燃焼させることか
ら排出されるNOx量が少ないが、安定でNOxの低い
燃焼をする混合範囲が狭いことから、単独では着火から
定格負荷まで対応することができなかった。このため、
燃料制御系統数を複数化させた多段燃焼方式が採用され
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, gas turbine combustors applied to recent thermal power plants employ lean premixed combustion in order to achieve environmental pollution regulation values of NOx concentration. . In lean premixed combustion, the amount of NOx emitted is small because fuel and air are mixed and burned in a fuel-lean state in advance, but the mixture range in which stable and low NOx combustion is performed is narrow. To the rated load. For this reason,
A multi-stage combustion system in which the number of fuel control systems is increased is employed.

【0003】多段燃焼方式には、例えば、2段式を採用
しているガスタービンがある。図5に、2つの燃料系統
を備えたガスタービン燃焼器を概略的に示す。
[0003] As a multi-stage combustion system, for example, there is a gas turbine employing a two-stage system. FIG. 5 schematically shows a gas turbine combustor having two fuel systems.

【0004】図5に示すように、円筒形状の燃焼器ライ
ナ1の上流側に燃料系統が設けられ、この燃料系統は、
燃焼器ライナ1に拡散燃料aを導入する拡散燃料系統2
と、燃焼器ライナ1に予混合燃料bを導入する予混合燃
料系統3とを備える。
As shown in FIG. 5, a fuel system is provided on the upstream side of the combustor liner 1 having a cylindrical shape.
Diffusion fuel system 2 for introducing diffusion fuel a into combustor liner 1
And a premixed fuel system 3 for introducing the premixed fuel b into the combustor liner 1.

【0005】拡散燃料系統2には、図示しない燃料供給
源から拡散燃料aを供給する拡散燃料配管4を備え、こ
の拡散燃料配管4は燃焼器ライナ1の上流側中央に設け
られた拡散燃焼用パイロットノズル5に接続される。そ
して、このパイロットノズル5を介して拡散燃料aが燃
焼器ライナ1内に導入される。
The diffusion fuel system 2 includes a diffusion fuel pipe 4 for supplying diffusion fuel a from a fuel supply source (not shown). The diffusion fuel pipe 4 is provided at the center of the upstream side of the combustor liner 1 for diffusion combustion. Connected to pilot nozzle 5. Then, the diffusion fuel a is introduced into the combustor liner 1 through the pilot nozzle 5.

【0006】一方、予混合燃料系統3には、図示しない
燃料供給源から燃料を導入する予混合燃料配管6を有す
る。そして、燃焼器ライナ1の外周側には、空気と燃料
とを予め混合する予混合ダクト7が設けられ、この予混
合ダクト7の上流側中央に設けられた予混合燃焼用メイ
ンノズル8に予混合燃料配管6が接続される。そして、
このノズル8を介して、予混合燃料bが燃焼器ライナ1
に供給される。
On the other hand, the premixed fuel system 3 has a premixed fuel pipe 6 for introducing fuel from a fuel supply source (not shown). A premixing duct 7 for mixing air and fuel in advance is provided on the outer peripheral side of the combustor liner 1. A premixing combustion main nozzle 8 provided in the center of the premixing duct 7 on the upstream side is provided. The mixed fuel pipe 6 is connected. And
The premixed fuel “b” is supplied to the combustor liner 1 through the nozzle 8.
Supplied to

【0007】このような構成を有するガスタービン燃焼
器の燃料系統では、着火時または夜間などの電力供給量
が少ない負荷の小さい範囲では拡散燃焼用パイロットノ
ズル5を介して拡散燃料aを導入して火炎を確保する。
また、ガスタービンの負荷が増大したときに、拡散燃焼
用パイロットノズル5の絞りを調節して拡散燃料aの導
入量を減らし、予混合燃焼用メインノズル8から予混合
燃料bを供給する。
In the fuel system of the gas turbine combustor having such a configuration, the diffusion fuel a is introduced via the diffusion combustion pilot nozzle 5 in a small load range such as at the time of ignition or at night when the power supply is small. Secure the flame.
Further, when the load on the gas turbine increases, the throttle of the diffusion combustion pilot nozzle 5 is adjusted to reduce the amount of diffusion fuel a introduced, and the premix fuel b is supplied from the premix combustion main nozzle 8.

【0008】このような2段式を採用することで、予混
合燃料bは、拡散火炎の火種により安定して希薄予混合
燃焼するためNOxの発生を抑制することができる。
[0008] By employing such a two-stage system, the premixed fuel b stably performs lean premixed combustion by the type of diffusion flame, so that the generation of NOx can be suppressed.

【0009】また、さらにNOx発生量を低減するた
め、拡散燃焼に供給する燃料の割合を小さくすることが
有効である。しかし、火種が小さいと予混合火炎が薄い
ときに燃焼性が悪くなる。そこで燃焼性を良くするため
に、予混合燃料系統3を2系統に分割した。このガスタ
ービン燃焼器の制御系統を多段燃焼方式の他の例とし
て、図6に示す。なお、図6は図5とほぼ同様であるた
めに、同一箇所には同一の符号を用いて説明を省略す
る。
In order to further reduce the amount of NOx generated, it is effective to reduce the proportion of fuel supplied to diffusion combustion. However, if the kind of fire is small, the flammability deteriorates when the premixed flame is thin. Therefore, in order to improve the combustibility, the premixed fuel system 3 was divided into two systems. FIG. 6 shows another example of the multistage combustion system using the control system of the gas turbine combustor. Since FIG. 6 is almost the same as FIG. 5, the same parts are denoted by the same reference numerals and the description is omitted.

【0010】図6に示すように、予混合燃料系統3は、
燃料器ライナ1の外周面から予混合燃料bを導入する第
1の予混合燃料系統9と、燃焼器ライナ1の上流側であ
って、拡散燃料導入部近傍部から予混合燃料bを導入す
る第2の予混合燃料系統10とを有する。なお、第1の
予混合燃料系統9は、図5に示す予混合燃料系統3と同
一である。
As shown in FIG. 6, the premixed fuel system 3
A first premixed fuel system 9 for introducing the premixed fuel b from the outer peripheral surface of the fuel unit liner 1 and a premixed fuel b from an upstream side of the combustor liner 1 and near the diffusion fuel introduction unit. And a second premixed fuel system 10. The first premixed fuel system 9 is the same as the premixed fuel system 3 shown in FIG.

【0011】第2の予混合燃料系統10では、燃焼器ラ
イナ1上流側の拡散燃焼用パイロットノズル5の外周側
に、小型の予混合ダクト11を設置する。この小型の予
混合ダクト11の上流側には予混合燃焼用パイロットノ
ズル12が設けられ、この予混合燃焼用パイロットノズ
ル12は図示しない燃料供給源から燃料を供給する予混
合燃料配管13に接続される。そして、この第2の予混
合燃料系統10からも燃料器ライナ1内に予混合燃料b
が供給される。
In the second premixed fuel system 10, a small premixed duct 11 is provided on the outer peripheral side of the diffusion combustion pilot nozzle 5 upstream of the combustor liner 1. A pilot nozzle 12 for premixed combustion is provided upstream of the small premixed duct 11, and the pilot nozzle 12 for premixed combustion is connected to a premixed fuel pipe 13 for supplying fuel from a fuel supply source (not shown). You. Then, the premixed fuel b also enters the fuel liner 1 from the second premixed fuel system 10.
Is supplied.

【0012】このような燃料系統を有するガスタービン
燃焼器では、ガスタービン運転時での負荷の小さい範囲
では、第1の予混合燃料系統9から燃料を供給せず、拡
散燃焼用パイロットノズル5からの拡散火炎で第2の予
混合燃料系統10の予混合燃焼用パイロットノズル12
により予混合燃料bを導入して燃焼させる。
In the gas turbine combustor having such a fuel system, fuel is not supplied from the first premixed fuel system 9 in a range where the load during operation of the gas turbine is small, and the diffusion combustion pilot nozzle 5 Pilot nozzle 12 for the premixed combustion of the second premixed fuel system 10 with the diffusion flame of
To introduce and burn the premixed fuel b.

【0013】一方、負荷が大きい範囲では拡散燃料系統
2から拡散燃料aを導入し、また第2の予混合燃料系統
10から予混合燃料bを導入する。そしてこれらの火炎
により、第1の予混合燃料系統9から導入される予混合
燃料bを安定して燃焼させる。
On the other hand, in the range where the load is large, the diffusion fuel a is introduced from the diffusion fuel system 2 and the premixed fuel b is introduced from the second premixed fuel system 10. Then, the premixed fuel b introduced from the first premixed fuel system 9 is stably burned by these flames.

【0014】このように、ガスタービン運転時に負荷の
変動に応じて第1および第2の予混合燃料系統9,10
からの燃料供給量を変えることでNOx発生をより一層
低減することができる。
As described above, the first and second premixed fuel systems 9 and 10 are operated in response to a change in load during operation of the gas turbine.
NOx generation can be further reduced by changing the fuel supply amount from the fuel cell.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような予混合燃焼は、NOx発生を抑制するには効果
的であるが予混合気内に火炎が伝播しやすく、燃焼器ラ
イナ1内の火炎が予混合ダクト7,11の中に侵入し、
一旦侵入するとダクト7,11の壁を焼損するという問
題を有していた。
However, the premixed combustion as described above is effective in suppressing the generation of NOx, but the flame easily propagates in the premixed gas and the flame in the combustor liner 1 Penetrates into the premixing ducts 7 and 11,
Once invaded, there is a problem that the walls of the ducts 7 and 11 are burned.

【0016】このように燃焼器ライナ1内の火炎のダク
ト7,11内への侵入を防止するため、予混合燃料bガ
スの噴出速度を火炎の伝播する速度より充分高くするな
どの工夫がなされている。しかしながら、このような工
夫を施したにもかかわらず、ダクト7,11内に火炎が
侵入するという不具合が観察されることがしばしばあっ
た。
As described above, in order to prevent the flame in the combustor liner 1 from entering the ducts 7 and 11, the injection speed of the premixed fuel b gas is made sufficiently higher than the speed at which the flame propagates. ing. However, in spite of such a contrivance, a problem that a flame invades the ducts 7 and 11 was often observed.

【0017】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、NOx発生量の低減を図るとと
もに、予混合ダクト内への火炎侵入を防止し、製品寿命
を向上させたガスタービン燃焼器を提供することを目的
とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and aims to reduce the amount of NOx generated, prevent a flame from entering the premixing duct, and improve the product life. An object is to provide a turbine combustor.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
目的を達成するために、燃焼器内の火炎がダクト内に侵
入する機構について詳細に調査した。
In order to achieve the above object, the present inventors have investigated in detail the mechanism by which a flame in a combustor enters a duct.

【0019】通常、多段予混合燃焼している状態から拡
散燃料aと予混合燃料bとの割合を拡散燃料aが減る方
向にシフトしていくと、拡散燃料aがある割合より小さ
くなると火炎が不安定となり、予混合燃料aは失火と再
着火とを繰り返す。その時の燃焼器ライナ1内の圧力変
化は、失火時に急激な体積縮小で圧力が低下し、逆に再
着火時には爆発的燃焼で圧力が上昇する。この再着火時
の圧力上昇が大きいとき、瞬時に燃焼器ライナ1内の高
温ガスが予混合ダクト7,11内に逆流して予混合燃料
bに着火して予混合ダクト7,11内燃焼を引き起こす
事が本発明者らの研究により明らかとなった。本願発明
はこのような知見に基づいて完成されたものである。
Normally, when the ratio of the diffusion fuel a and the premixed fuel b is shifted from the state of multi-stage premix combustion to the direction in which the diffusion fuel a decreases, a flame is generated when the diffusion fuel a becomes smaller than a certain ratio. It becomes unstable, and the premixed fuel a repeats misfire and reignition. The pressure change in the combustor liner 1 at that time is such that the pressure decreases due to rapid volume reduction at the time of misfire, and conversely, the pressure increases at the time of re-ignition due to explosive combustion. When the pressure rise at the time of this reignition is large, the high-temperature gas in the combustor liner 1 instantaneously flows back into the premixed ducts 7 and 11 to ignite the premixed fuel b, and the combustion in the premixed ducts 7 and 11 is started. The cause was clarified by the study of the present inventors. The present invention has been completed based on such knowledge.

【0020】すなわち、請求項1記記載の発明は、一つ
の燃焼器に対して少なくとも2系統以上の燃料系統を有
し、かつ運転時に各系統からの燃料供給量を可変とした
ガスタービン燃焼器において、燃料流量が最大の系統に
燃料が供給されるときには、最小の燃料流量の下限を設
けることを特徴とする。
That is, the invention according to claim 1 provides a gas turbine combustor having at least two or more fuel systems for one combustor, and having a variable fuel supply amount from each system during operation. Is characterized in that when fuel is supplied to a system having a maximum fuel flow rate, a lower limit of the minimum fuel flow rate is set.

【0021】請求項2記載の発明は、一つの燃焼器に対
して少なくとも3系統以上の燃料系統を有し、かつ運転
時に各系統からの燃料供給量を可変としたガスタービン
燃焼器において、燃料流量が最大の系統に燃料が供給さ
れるときには、最小の燃料流量の下限を、その最小の燃
料流量に次いで少ない燃料流量の関数とすることを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a gas turbine combustor having at least three or more fuel systems for one combustor and having a variable fuel supply from each system during operation. When fuel is supplied to the system having the highest flow rate, the lower limit of the minimum fuel flow rate is set to be a function of the fuel flow rate which is the second lowest after the minimum fuel flow rate.

【0022】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載のガスタービン燃焼器において、燃料は、拡散燃料
または予混合燃料であることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2
The gas turbine combustor as described, wherein the fuel is a diffusion fuel or a premixed fuel.

【0023】請求項4記載の発明は、請求項1記載のガ
スタービン燃焼器において、最小の燃料流量の下限を大
気温度の関数とすることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the first aspect, the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the atmospheric temperature.

【0024】請求項5記載の発明は、請求項1記載のガ
スタービン燃焼器において、最小の燃料流量の下限を圧
縮機吐出温度の関数とすることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the first aspect, the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the compressor discharge temperature.

【0025】請求項6記載の発明は、請求項1記載のガ
スタービン燃焼器において、最小の燃料流量の下限を大
気湿度の関数とすることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the first aspect, the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the atmospheric humidity.

【0026】請求項7記載の発明は、請求項2記載のガ
スタービン燃焼器において、最小の燃料流量の下限をそ
の最小の燃料流量に次いで少ない燃料流量と大気温度と
の関数とすることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the second aspect, the lower limit of the minimum fuel flow rate is set to be a function of the fuel flow rate and the ambient temperature which are the second lowest fuel flow rate. And

【0027】請求項8記載の発明は、請求項2記載のガ
スタービン燃焼器において、最小の燃料流量の下限をそ
の最小の燃料流量に次いで少ない燃料流量と圧縮機吐出
温度との関数とすることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the second aspect, the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the fuel flow rate and the compressor discharge temperature that is the second lowest fuel flow rate after the minimum fuel flow rate. It is characterized by.

【0028】請求項9記載の発明は、請求項2記載のガ
スタービン燃焼器において、最小の燃料流量の下限をそ
の最小の燃料流量に次いで少ない燃料流量と大気湿度と
の関数とすることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the second aspect, the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the fuel flow rate and the atmospheric humidity which are the second lowest fuel flow rate and the second lowest fuel flow rate. And

【0029】請求項10記載の発明は、請求項1または
2記載のガスタービン燃焼器において、燃料流量を実測
して制御することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the first or second aspect, the fuel flow rate is measured and controlled.

【0030】請求項11記載の発明は、請求項1または
2記載のガスタービン燃焼器において、燃料流量の実測
にかえて各燃料系統に設けた流量調整弁の弁開度信号に
より制御することを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the first or second aspect, control is performed by a valve opening signal of a flow control valve provided in each fuel system instead of actually measuring the fuel flow rate. Features.

【0031】燃料系統が2系統以上ある多段予混合燃焼
の場合には、燃料流量が最大の系統に燃料が供給される
ときに、最小の燃料流量の下限を設けると良い。例え
ば、燃料として拡散燃料および予混合燃料を用いた場合
に、すなわち従来例の図5に示す燃料系統2,3を備え
る場合に、燃焼器ライナ1内の高温ガスが予混合ダクト
7,11内に逆流して予混合燃料に着火するのを防止す
るために、予混合燃料bの失火再着火を防ぐことが必要
である。具体的には、図5に示す予混合燃料bが失火再
着火を引き起こすことがないよう、拡散燃料aを下限流
量以上導入して運転することで、予混合燃料aの失火再
着火を回避できる。
In the case of multistage premixed combustion in which there are two or more fuel systems, when the fuel is supplied to the system having the largest fuel flow rate, it is preferable to set a lower limit for the minimum fuel flow rate. For example, when diffusion fuel and premixed fuel are used as the fuel, that is, when the fuel systems 2 and 3 shown in FIG. 5 of the conventional example are provided, the high-temperature gas in the combustor liner 1 It is necessary to prevent misfiring and reignition of the premixed fuel b in order to prevent the premixed fuel b from igniting the premixed fuel by flowing backward. More specifically, the misfire / reignition of the premixed fuel a can be avoided by introducing and operating the diffusion fuel a at or above the lower limit flow rate so that the premixed fuel b shown in FIG. 5 does not cause misfire / reignition. .

【0032】なお、予混合燃料bの失火および再着火を
繰り返す限界の流量は、燃焼用空気の温度および湿度に
より変化することが実験的に明らかとなっている。ガス
タービンでは、燃焼用空気の温度は圧縮機吐出温度であ
るため、圧縮機吐出温度により拡散燃料aの流量下限を
変化させることでNOx発生量の低減を図るとともに、
予混合ダクト7,11内への火炎の侵入を防止できる。
また、圧縮機吐出温度は大気温度の関数であるため、制
御のための数値として大気温度を用いてもよい。さら
に、燃焼用空気の湿度は大気湿度と同じであるので大気
湿度により拡散燃料の流量下限を変化させてNOx発生
量を低減し、ダクト内への火炎の侵入を防止できる。
It has been experimentally found that the limit flow rate of repetition of misfire and re-ignition of the premixed fuel b varies depending on the temperature and humidity of the combustion air. In a gas turbine, since the temperature of combustion air is the compressor discharge temperature, the amount of NOx generated is reduced by changing the lower limit of the flow rate of the diffusion fuel a according to the compressor discharge temperature.
The flame can be prevented from entering the premixing ducts 7 and 11.
Further, since the compressor discharge temperature is a function of the atmospheric temperature, the atmospheric temperature may be used as a numerical value for control. Further, since the humidity of the combustion air is the same as the atmospheric humidity, the lower limit of the flow rate of the diffusion fuel is changed according to the atmospheric humidity to reduce the amount of NOx generated and prevent the flame from entering the duct.

【0033】次に、燃料系統が3系統以上あるガスター
ビン燃焼器について説明する。このような多段予混合燃
焼の場合に、通常の予混合燃焼状態から3つの燃料系統
の割合を可変し、失火再着火の不安定燃焼が生ずる配分
を調査した。なお、最大流量を供給する予混合燃料系統
を第1系統とし、最小の燃料流量である燃料系統を第2
系統、最小の燃料流量に次いで少ない燃料系統を第3系
統とした。そして、第2の燃料流量を横軸とし、また第
3の燃料流量を縦軸として両者の関係を図7のグラフ上
に示した。なお、第2の燃料流量を横軸とし、第3の燃
料流量を縦軸とした。
Next, a gas turbine combustor having three or more fuel systems will be described. In the case of such multistage premixed combustion, the ratio of the three fuel systems was varied from the normal premixed combustion state, and the distribution in which unstable combustion of misfiring and reignition occurred was investigated. The premixed fuel system supplying the maximum flow rate is defined as the first system, and the fuel system having the minimum fuel flow rate is defined as the second system.
The third system was the system with the second lowest fuel flow after the system. The relationship between the two is shown on the graph of FIG. 7 with the second fuel flow rate on the horizontal axis and the third fuel flow rate on the vertical axis. Note that the horizontal axis represents the second fuel flow rate and the vertical axis represents the third fuel flow rate.

【0034】図7に示すように、失火再着火限界線13
が1本のカーブとして得られ、この失火再着火限界線1
3が不安定燃焼範囲と安定燃焼範囲とに区切られている
ことが実験的に明らかとなっている。この実験的事実か
ら、失火再着火による圧力の急激な変動で予混合ダクト
内へ火炎が侵入するのを回避するためには、第2燃料流
量および第3燃料流量を調節して、不安定燃焼領域に入
れないことが必要である。
As shown in FIG. 7, the misfire / reignition limit line 13
Is obtained as one curve, and this misfire re-ignition limit line 1
It has been experimentally found that 3 is divided into an unstable combustion range and a stable combustion range. From this experimental fact, in order to prevent the flame from entering the premixing duct due to a sudden change in pressure due to misfiring and reignition, the second fuel flow rate and the third fuel flow rate are adjusted and unstable combustion is performed. It is necessary to keep out of the area.

【0035】また、失火および再着火を繰り返す第2系
統および第3系統の燃料流量領域限界線13は、燃焼用
空気の温度と湿度により変化するのが実験的に明らかと
なっている。ガスタービンでは、燃焼用空気の温度は圧
縮機吐出温度である。このため、圧縮機吐出温度により
拡散燃料の流量下限を変化させることでNOx発生量の
低減を図るとともにダクト内への火炎の侵入を防止でき
る。また、圧縮機吐出温度は大気温度の関数であること
から、制御のための数値として大気温度を用いてもよ
い。さらに、燃焼用空気の湿度は大気湿度と同じである
ので大気湿度により拡散燃料の流量下限を変化させて、
NOx発生量の低減を図るとともに予混合ダクト内への
火炎の侵入を防止できる。
Further, it has been experimentally found that the fuel flow range limit line 13 of the second system and the third system in which misfire and re-ignition are repeated changes depending on the temperature and humidity of the combustion air. In a gas turbine, the temperature of the combustion air is the compressor discharge temperature. For this reason, by changing the lower limit of the flow rate of the diffusion fuel in accordance with the compressor discharge temperature, it is possible to reduce the amount of generated NOx and to prevent the flame from entering the duct. Since the compressor discharge temperature is a function of the atmospheric temperature, the atmospheric temperature may be used as a numerical value for control. Furthermore, since the humidity of the combustion air is the same as the atmospheric humidity, the lower limit of the flow rate of the diffusion fuel is changed according to the atmospheric humidity,
It is possible to reduce the amount of generated NOx and to prevent the flame from entering the premix duct.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図1ないし図4を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0037】第1実施形態(図1、図2) 本実施形態においては、2系統の燃料系統を備えたガス
タービン燃焼器について図1および図2を用いて説明す
る。
First Embodiment (FIGS. 1 and 2) In this embodiment, a gas turbine combustor having two fuel systems will be described with reference to FIGS.

【0038】図1は、2系統の燃料系統を備え、これら
の燃料系統に燃料流量を制御する手段を設けたガスター
ビン燃焼器の概略を示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a gas turbine combustor provided with two fuel systems and provided with means for controlling the fuel flow rate in these fuel systems.

【0039】図1に示すように、円筒形状の燃焼器ライ
ナ20の上流側に燃料系統を備え、この燃料系統は、燃
焼器ライナ20に拡散燃料aを導入する拡散燃料系統2
1と、燃焼器ライナ20に予混合燃料bを導入する予混
合燃料系統22とを有する。
As shown in FIG. 1, a fuel system is provided upstream of the cylindrical combustor liner 20. The fuel system is a diffusion fuel system 2 for introducing the diffusion fuel a into the combustor liner 20.
1 and a premixed fuel system 22 for introducing a premixed fuel b into the combustor liner 20.

【0040】拡散燃料系統21には、図示しない燃料供
給源から燃焼器ライナ20内に拡散燃料aを供給する拡
散燃料配管23を設け、この拡散燃料配管23に拡散燃
料aを導入する流量を調節する拡散燃料流量調節弁24
を備える。また、拡散燃料配管23の下流側先端部は燃
焼器ライナ20の上流側中央に設けられた拡散燃焼用パ
イロットノズル25に接続され、このパイロットノズル
25を介して拡散燃料aが燃焼器ライナ20内に導入さ
れる。
The diffusion fuel system 21 is provided with a diffusion fuel pipe 23 for supplying the diffusion fuel a into the combustor liner 20 from a fuel supply source (not shown), and the flow rate of introducing the diffusion fuel a into the diffusion fuel pipe 23 is adjusted. Diffusion fuel flow control valve 24
Is provided. The downstream end of the diffusion fuel pipe 23 is connected to a diffusion combustion pilot nozzle 25 provided at the center of the upstream side of the combustor liner 20, and the diffusion fuel a is supplied through the pilot nozzle 25 into the combustion liner 20. Will be introduced.

【0041】一方、予混合燃料系統22には、図示しな
い燃料供給源から燃料を供給する予混合燃料配管26を
設け、この予混合燃料配管26に予混合燃料bを導入す
る流量を調節する予混合燃料流量調節弁27を備える。
この予混合燃料配管26の下流側は、燃焼器ライナ20
の外周側に配置された予混合ダクト28に接続されてお
り、この予混合ダクト28の上流側中央に設けられた予
混合燃焼用メインノズル29を介して予混合燃料bが燃
焼器ライナ20内に供給される。
On the other hand, the premixed fuel system 22 is provided with a premixed fuel pipe 26 for supplying fuel from a fuel supply source (not shown). A mixed fuel flow control valve 27 is provided.
Downstream of the premixed fuel pipe 26 is a combustor liner 20.
Is connected to a premixing duct 28 arranged on the outer peripheral side of the combustor liner 20. Supplied to

【0042】そして、各燃料系統21,22には燃料
a,bの導入量を制御する手段が設けられている。制御
手段として、拡散燃料系統21の流量調節弁24には、
この流量調節弁24の開度を検知および調節して拡散燃
料aの流量を調整する拡散燃料開度設定器30を接続す
る。この拡散燃料開度設定器30には、拡散燃料aを導
入する下限値の量を発信する最小開度信号発信器31を
接続する。
Each of the fuel systems 21 and 22 is provided with means for controlling the amount of fuel a and b introduced. As a control means, the flow control valve 24 of the diffusion fuel system 21 includes:
A diffusion fuel opening degree setting device 30 for detecting and adjusting the opening degree of the flow rate control valve 24 to adjust the flow rate of the diffusion fuel a is connected. This diffusion fuel opening degree setting device 30 is connected to a minimum opening signal transmitter 31 for transmitting the lower limit amount for introducing the diffusion fuel a.

【0043】一方、予混合燃料系統22の流量調節弁2
7にも同様に、流量調節弁27の開度を検知および調節
して予混合燃料bの流量を可変する予混合燃料開度設定
器32を接続する。この予混合燃料開度設定器32は拡
散燃料開度設定器30に接続されており、予混合燃料b
の流量変動に応じて拡散燃料aの流量を可変できる。
On the other hand, the flow control valve 2 of the premixed fuel system 22
Similarly, a premix fuel opening degree setting device 32 that detects and adjusts the opening of the flow control valve 27 to vary the flow rate of the premix fuel b is connected to 7. The premixed fuel opening degree setting device 32 is connected to the diffusion fuel opening degree setting device 30, and the premixed fuel b
The flow rate of the diffusion fuel a can be varied in accordance with the flow rate fluctuation of.

【0044】図2は、図1に示す最小開度信号発信器3
1に、センサ33および関数演算器34を接続したガス
タービン燃焼器の概略を示す図である。
FIG. 2 shows the minimum opening signal transmitter 3 shown in FIG.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a gas turbine combustor in which a sensor 33 and a function calculator 34 are connected.

【0045】図2に示すように、センサ33では、大気
温度、圧縮機吐出温度または大気湿度を検知し、この検
知されたセンサ信号から得られる下限開度を関数演算器
34で演算し、最小開度信号発信器31に信号を発信す
るようになっている。
As shown in FIG. 2, the sensor 33 detects the atmospheric temperature, the compressor discharge temperature or the atmospheric humidity, and the lower limit opening obtained from the detected sensor signal is calculated by the function calculator 34. A signal is transmitted to the opening signal transmitter 31.

【0046】このような燃料系統を有するガスタービン
燃焼器では、着火時には拡散燃焼用パイロットノズル2
5から拡散燃料aを導入して火炎を確保する。そして、
ガスタービンの負荷が増大したときには、拡散燃焼用パ
イロットノズル25から供給される拡散燃料aの導入量
を低減し、予混合燃焼用メインノズル29から予混合燃
料bを導入する。この予混合燃料bの導入により、拡散
燃料開度設定器30が予混合燃料開度設定器32から予
混合燃料開度が0でない信号を受ける。この信号を受け
たとき、最小開度信号発信器31からの信号に基づき、
拡散燃料bの燃料流量が下限値を下回らないように制御
されるようになっている。
In the gas turbine combustor having such a fuel system, the diffusion combustion pilot nozzle 2
5 to introduce a diffusion fuel a to secure a flame. And
When the load on the gas turbine increases, the amount of diffusion fuel a supplied from the diffusion combustion pilot nozzle 25 is reduced, and the premix fuel b is introduced from the premix combustion main nozzle 29. With the introduction of the premixed fuel b, the diffused fuel opening degree setting unit 30 receives a signal from the premixed fuel opening degree setting unit 32 that the premixed fuel opening degree is not zero. When receiving this signal, based on the signal from the minimum opening signal transmitter 31,
The fuel flow of the diffusion fuel b is controlled so as not to fall below the lower limit.

【0047】なお、ガスタービン運転時、特に、夜間な
どの電力供給量が少ない負荷の小さい範囲では、予混合
燃料開度設定器32からの信号により予混合燃料bの供
給を減らし、着火時と同様に拡散燃料aを導入して火炎
を確保する。
During operation of the gas turbine, particularly in a low load range where the amount of power supply is small, such as at night, the supply of the premixed fuel b is reduced by the signal from the premixed fuel opening degree setting device 32 to reduce the ignition time. Similarly, the flame is secured by introducing the diffusion fuel a.

【0048】本実施形態によれば、ガスタービンの負荷
に応じて開度設定器31,32の信号により流量調節弁
24,27の開閉して燃料導入量を変えることで、予混
合燃料bは、拡散火炎の火種により安定して希薄予混合
燃焼するため、NOx発生を抑制できる。
According to the present embodiment, the premixed fuel b is changed by opening and closing the flow control valves 24 and 27 by the signals of the opening degree setting devices 31 and 32 according to the load of the gas turbine to change the fuel introduction amount. In addition, since lean premix combustion is performed stably by the type of diffusion flame, NOx generation can be suppressed.

【0049】また、図2に示す大気温度、圧縮機吐出温
度または大気湿度を検知するセンサ33を設置し、この
信号から得られる関数に基づいて燃焼器ライナ20への
燃料導入量を可変することで、燃焼条件に最適な下限値
が常に与えられ、予混合ダクト28内への火炎の侵入を
防止しガスタービン燃焼器の寿命向上を図れる。
A sensor 33 for detecting the atmospheric temperature, compressor discharge temperature or atmospheric humidity shown in FIG. 2 is installed, and the amount of fuel introduced into the combustor liner 20 is varied based on a function obtained from this signal. Thus, the optimum lower limit value is always given to the combustion condition, the flame is prevented from entering the premixing duct 28, and the life of the gas turbine combustor can be improved.

【0050】なお、本実施形態では、燃料流量信号は拾
わず開度発信器30,31,32からの信号により流量
が制御されている。この開度発信器30,31,32に
替えて、他の実施形態として、各燃料系統21,22に
流量計を設けて燃料流量を実測し、この実測数値を各燃
料系統21,22にフィードバックすることで燃料流量
を制御しても良い。さらに、開度発信器30,31,3
2からの信号と流量計からの実測数値とにより制御して
も良く、各燃料系統21,22に設けられた設定機器の
設定精度をさらに向上できる。
In this embodiment, the fuel flow rate signal is not picked up, and the flow rate is controlled by signals from the opening degree transmitters 30, 31, and 32. Instead of the opening degree transmitters 30, 31, 32, as another embodiment, a flow meter is provided in each of the fuel systems 21, 22 to measure the fuel flow rate, and the measured value is fed back to each of the fuel systems 21, 22. By doing so, the fuel flow rate may be controlled. Further, the opening degree transmitters 30, 31, 3
2 may be controlled based on a signal from the flowmeter 2 and an actual measurement value from the flow meter, and the setting accuracy of setting devices provided in the fuel systems 21 and 22 can be further improved.

【0051】また、本実施形態では、2系統の燃料系統
を有するがスタービン燃焼器を示したが、燃料系統は2
系統に限定されるものではなく、2系統以上の燃料系統
を有するガスタービン燃焼器にも適用することができ
る。
Further, in this embodiment, although there are two fuel systems, a sturbine combustor is shown.
The present invention is not limited to the system, and can be applied to a gas turbine combustor having two or more fuel systems.

【0052】第2実施形態(図3、図4) 本実施形態においては、3系統の燃料系統を備えたガス
タービン燃焼器について図3および図4を用いて説明す
る。なお、図3は、第1実施形態における図1の予混合
燃料系統22を分割したものであり、図1とほぼ同様の
構成を有するため同一箇所には同一の符号を用いてその
説明を省略する。
Second Embodiment (FIGS. 3 and 4) In this embodiment, a gas turbine combustor having three fuel systems will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a view obtained by dividing the premixed fuel system 22 of FIG. 1 according to the first embodiment, and has substantially the same configuration as that of FIG. I do.

【0053】図3は、3系統の燃料系統を備え、燃料系
統に燃料流量を制御する手段を設けたガスタービン燃焼
器の概略を示す図である。
FIG. 3 is a view schematically showing a gas turbine combustor provided with three fuel systems and provided with means for controlling the fuel flow rate in the fuel system.

【0054】図3に示すように、予混合燃料系統22
は、燃料器ライナ20の外周面から予混合燃料bを導入
する第1の予混合燃料系統35と、燃焼器ライナ20の
上流側であって、拡散燃料導入部近傍部から予混合燃料
bを導入する第2の予混合燃料系統36とを有する。
As shown in FIG. 3, the premixed fuel system 22
Is a first premixed fuel system 35 for introducing the premixed fuel b from the outer peripheral surface of the fuel liner 20 and a premixed fuel b from the vicinity of the diffusion fuel introduction portion on the upstream side of the combustor liner 20. And a second premixed fuel system 36 to be introduced.

【0055】第1の予混合燃料系統35は、第1実施形
態の図1に示す予混合燃料系統22と同一である。
The first premixed fuel system 35 is the same as the premixed fuel system 22 of the first embodiment shown in FIG.

【0056】第2の予混合燃料系統36は、図示しない
燃料供給源から燃焼器ライナ20内に予混合燃料bを供
給する予混合燃料配管37を設け、この予混合燃料配管
37に予混合燃料bの流量を調節する予混合燃料流量調
節弁38を備える。この予混合燃料配管38の下流側
は、燃焼器ライナ20の外周側に配置された小型の予混
合ダクト39に接続されており、この予混合ダクト39
の上流側中央に設置された予混合燃焼用パイロットノズ
ル40を介して予混合燃料bが燃焼器ライナ20に導入
される。
The second premixed fuel system 36 is provided with a premixed fuel pipe 37 for supplying a premixed fuel b into the combustor liner 20 from a fuel supply source (not shown). A premix fuel flow control valve 38 for controlling the flow of b is provided. The downstream side of the premixed fuel pipe 38 is connected to a small premixed duct 39 disposed on the outer peripheral side of the combustor liner 20.
The premixed fuel b is introduced into the combustor liner 20 via a premixed combustion pilot nozzle 40 installed at the upstream center of the combustor.

【0057】そして、各燃料系統21,35,36には
燃料a,bの導入量を制御する手段が設けられている。
Each fuel system 21, 35, 36 is provided with means for controlling the amount of fuel a, b introduced.

【0058】制御手段として、第1実施形態の図1に示
す燃料系統と同様に、拡散燃料系統21には、拡散燃料
開度設定器30と、この拡散燃料開度設定器30に接続
された最小開度信号発信器31とを備える。また第1の
予混合燃料系統35には、予混合燃料開度設定器32を
備える。
As a control means, similarly to the fuel system shown in FIG. 1 of the first embodiment, the diffusion fuel system 21 is connected to the diffusion fuel opening setting device 30 and the diffusion fuel opening setting device 30. A minimum opening signal transmitter 31. Further, the first premixed fuel system 35 includes a premixed fuel opening degree setting device 32.

【0059】一方、第2の予混合燃料系統36の流量調
節弁38には、この流量調節弁38の開度を検知および
調節して予混合燃料bの流量を調節する予混合燃料開度
設定器41を接続する。この予混合燃料開度設定器41
には、拡散燃料系統21の最小開度信号発信器31を接
続し、また、第1の予混合燃料系統35の予混合燃料開
度設定器32を接続し、予混合燃料bの流量変動に応じ
て拡散燃料aの流量を可変できる。
On the other hand, the flow control valve 38 of the second premixed fuel system 36 detects and adjusts the opening of the flow control valve 38 and adjusts the flow rate of the premixed fuel b to set the premixed fuel opening. Device 41 is connected. This premix fuel opening degree setting device 41
Is connected to the minimum opening signal transmitter 31 of the diffusion fuel system 21 and the premix fuel opening degree setting device 32 of the first premix fuel system 35, so that the flow rate fluctuation of the premix fuel b can be controlled. Accordingly, the flow rate of the diffusion fuel a can be changed.

【0060】図4は、図3に示す最小開度信号発信器3
1に、センサ33および関数演算器34を接続した燃料
系統を有するガスタービン燃焼器の概略を示す図であ
る。
FIG. 4 shows the minimum opening signal transmitter 3 shown in FIG.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a gas turbine combustor having a fuel system to which a sensor 33 and a function calculator 34 are connected.

【0061】図4に示すように、センサ33では、大気
温度、圧縮機吐出温度または大気湿度を検知し、この検
知されたセンサ信号から得られる下限開度を関数演算器
34で演算し、最小開度信号発信器31に信号を発信す
るようになっている。
As shown in FIG. 4, the sensor 33 detects the atmospheric temperature, the compressor discharge temperature or the atmospheric humidity, and the lower limit opening obtained from the detected sensor signal is calculated by the function calculator 34. A signal is transmitted to the opening signal transmitter 31.

【0062】このような燃料系統を有するガスタービン
燃焼器では、着火時および夜間などの電力供給量の比較
的少ない負荷の小さい範囲では、予混合燃焼用メインノ
ズル29から予混合燃料bを供給せずに、拡散燃焼用パ
イロットノズル25からの拡散火炎で、第2の予混合燃
料系統36の予混合燃料bを燃焼させる。そして、負荷
が大きい範囲では拡散燃焼用パイロットノズル25と第
2の予混合燃料系統36の予混合ダクト39からの火炎
で第1の予混合燃料系統35の予混合燃料bを安定して
燃焼させることで低NOx化を達成している。このよう
な負荷が大きい範囲においては、第1の予混合燃料系統
35の予混合燃料開度設定器32から予混合燃料開度が
0でない信号を受け、予混合燃料開度設定器41は最小
開度信号発信器31からの信号に従い、拡散燃料aの流
量が下限値を下回らないように制御している。なお、最
小開度信号発信器31は、拡散燃料開度設定器30の信
号を受けて内蔵する関数に従って第2の予混合燃料系統
36における予混合燃料bの下限値を発信する。
In the gas turbine combustor having such a fuel system, the premixed fuel b is supplied from the premixed combustion main nozzle 29 in a small load range where the power supply is relatively small, such as during ignition or at night. Instead, the premixed fuel b of the second premixed fuel system 36 is burned by the diffusion flame from the pilot nozzle 25 for diffusion combustion. In the range where the load is large, the premixed fuel b of the first premixed fuel system 35 is stably burned by the flame from the diffusion combustion pilot nozzle 25 and the premixed duct 39 of the second premixed fuel system 36. This achieves low NOx. In such a range where the load is large, the premixed fuel opening degree setter 41 receives the signal that the premixed fuel opening degree is not 0 from the premixed fuel opening degree setter 32 of the first premixed fuel system 35, and According to a signal from the opening signal transmitter 31, the flow rate of the diffusion fuel a is controlled so as not to fall below the lower limit. The minimum opening signal transmitter 31 receives the signal from the diffusion fuel opening setting device 30 and transmits the lower limit value of the premixed fuel b in the second premixed fuel system 36 according to a function contained therein.

【0063】また、図4に示すセンサ33では、大気温
度、圧縮機吐出温度または大気湿度を検知する。このセ
ンサ33で検知した信号から求められる下限開度を関数
演算器34で演算して最小開度信号発信器31に信号を
発信する。
The sensor 33 shown in FIG. 4 detects the atmospheric temperature, the compressor discharge temperature or the atmospheric humidity. The lower limit opening obtained from the signal detected by the sensor 33 is calculated by the function calculator 34 and a signal is transmitted to the minimum opening signal transmitter 31.

【0064】本実施形態によれば、図4に示す大気温
度、圧縮機吐出温度または大気湿度を検知するセンサ3
3を設置し、この信号から得られる関数により燃焼器ラ
イナ20への燃料導入量を可変させる。すなわち、ガス
タービンの負荷に応じて開度設定器31,32,41の
信号により流量調節弁24,27,38を開閉し、燃料
流量が最大である第1の予混合燃料系統35に予混合燃
料bが供給されるときに、最小の燃料流量である第2の
予混合燃料系統36の予混合燃料bの流量下限を拡散燃
料系統21の拡散燃料aの燃料流量の関数とすること
で、燃焼条件に最適な燃料流量の下限値が常に与えられ
るため、予混合ダクト28内への火炎の侵入を防止で
き、これによりガスタービン燃焼器の寿命向上が図れ
る。
According to this embodiment, the sensor 3 for detecting the atmospheric temperature, the compressor discharge temperature or the atmospheric humidity shown in FIG.
3 is installed, and the amount of fuel introduced into the combustor liner 20 is varied by a function obtained from this signal. That is, the flow control valves 24, 27, 38 are opened and closed according to the signals of the opening degree setting devices 31, 32, 41 in accordance with the load of the gas turbine, and premixed into the first premixed fuel system 35 having the maximum fuel flow. When the fuel b is supplied, the lower limit of the flow rate of the premixed fuel b in the second premixed fuel system 36, which is the minimum fuel flow rate, is set as a function of the fuel flow rate of the diffusion fuel a in the diffusion fuel system 21. Since the optimum lower limit of the fuel flow rate is always given to the combustion conditions, it is possible to prevent the intrusion of the flame into the premixing duct 28, thereby improving the life of the gas turbine combustor.

【0065】また、本実施形態においては開度発信器3
0,32,41からの信号により流量が制御されており
燃料流量信号は拾わないが、他の実施形態として、各燃
料系統21,35,36に燃料流量を計測する流量計を
設け、この流量計で実測された数値を各燃料系統21,
35,36にフィードバックすることで燃料流量を制御
しても良い。さらに、開度発信器30,32,41から
の信号と流量計からの実測数値とにより、各燃料系統2
1,35,36に設けられた設定機器の設定精度をさら
に向上することもできる。
In the present embodiment, the opening degree transmitter 3
Although the flow rate is controlled by signals from 0, 32, and 41 and the fuel flow rate signal is not picked up, as another embodiment, a flow meter for measuring the fuel flow rate is provided in each of the fuel systems 21, 35, and 36. The values measured by the meter are
The fuel flow rate may be controlled by feeding back to 35 and 36. Further, based on the signals from the opening degree transmitters 30, 32 and 41 and the measured values from the flow meter, each fuel system 2
It is also possible to further improve the setting accuracy of the setting devices provided in 1, 35 and 36.

【0066】なお、本実施形態では、3系統の燃料系統
を有するガスタービン燃焼器を示したが、燃料系統は3
系統に限定されるものではなく3系統以上の燃料系統を
有するガスタービン燃焼器にも適用することができる。
In this embodiment, the gas turbine combustor having three fuel systems has been described.
The present invention is not limited to the system, and can be applied to a gas turbine combustor having three or more fuel systems.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガスタービンの負荷に応じて燃料導入量を変化させるこ
とでNOx発生の低減を図るとともに、火種となる側の
燃料系統の流量下限を設け、予混合燃料の失火再着火に
よる急激な圧力変動に起因する予混合ダクト内への火炎
の侵入を防止し予混合ダクトの焼損を回避できるため、
ガスタービン燃焼器の製品寿命を向上することができ
る。
As described above, according to the present invention,
By changing the amount of fuel introduced according to the load of the gas turbine, NOx generation is reduced, and a lower limit of the flow rate of the fuel system on the ignition side is set, resulting from sudden pressure fluctuation due to misfiring and reignition of premixed fuel. To prevent the intrusion of flames into the premixing duct and prevent the premixing duct from burning.
The product life of the gas turbine combustor can be improved.

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

【図1】本発明の第1実施形態における、2系統の燃料
系統を備え、これらの燃料系統に燃料流量を制御する手
段を設けたガスタービン燃焼器を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a gas turbine combustor according to a first embodiment of the present invention, which includes two fuel systems and a means for controlling a fuel flow rate in these fuel systems.

【図2】図1に示す最小開度信号発信器31に、センサ
33および関数演算器34を接続したガスタービン燃焼
器を示す概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a gas turbine combustor in which a sensor 33 and a function calculator 34 are connected to the minimum opening signal transmitter 31 shown in FIG.

【図3】本発明の第2実施形態における、3系統の燃料
系統を備え、これらの燃料系統に燃料流量を制御する手
段を設けたガスタービン燃焼器を示す概略図。
FIG. 3 is a schematic view showing a gas turbine combustor according to a second embodiment of the present invention, which includes three fuel systems and a means for controlling a fuel flow rate in these fuel systems.

【図4】図3に示す最小開度信号発信器31に、センサ
33および関数演算器34を接続したガスタービン燃焼
器を示す概略図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a gas turbine combustor in which a sensor 33 and a function calculator 34 are connected to the minimum opening signal transmitter 31 shown in FIG. 3;

【図5】従来における、2系統の燃料系統を備えたガス
タービン燃焼器を示す概略図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a conventional gas turbine combustor provided with two fuel systems.

【図6】従来における、2系統の燃料系統を備えたガス
タービン燃焼器を示す概略図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional gas turbine combustor provided with two fuel systems.

【図7】本発明における、3系統以上の燃料系統がある
場合の火炎が不安定となる限界を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing a limit at which a flame becomes unstable when there are three or more fuel systems in the present invention.

【符号の説明】 20 燃焼器ライナ 21 拡散燃料系統 22 予混合燃料系統 23 拡散燃料配管 24 拡散燃料流量調節弁 25 拡散燃焼用パイロットノズル 26 予混合燃料配管 27 予混合燃料流量調節弁 28 予混合ダクト 29 予混合燃焼用メインノズル 30 拡散燃料開度設定器 31 最小開度信号発信器 32 予混合燃料開度設定器 33 センサ 34 関数演算器 35 第1の予混合燃料系統 36 第2の予混合燃料系統 37 予混合燃料配管 38 予混合燃料流量調節弁 39 予混合ダクト 40 予混合燃焼用パイロットノズル 41 予混合燃料開度設定器 a 拡散燃料 b 予混合燃料[Description of Signs] 20 Combustor liner 21 Diffusion fuel system 22 Premixed fuel system 23 Diffusion fuel pipe 24 Diffusion fuel flow control valve 25 Diffusion combustion pilot nozzle 26 Premixed fuel pipe 27 Premixed fuel flow control valve 28 Premixed duct 29 Main nozzle for premixed combustion 30 Diffusion fuel opening setter 31 Minimum opening signal transmitter 32 Premixed fuel opening setter 33 Sensor 34 Function calculator 35 First premixed fuel system 36 Second premixed fuel System 37 Premixed fuel pipe 38 Premixed fuel flow control valve 39 Premixed duct 40 Premixed combustion pilot nozzle 41 Premixed fuel opening degree setting device a Diffusion fuel b Premixed fuel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23N 5/00 F23N 5/00 U F23R 3/30 F23R 3/30 3/34 3/34 (72)発明者 岩井 保憲 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 小野田 昭博 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 岡本 安夫 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 Fターム(参考) 3K003 EA07 FA01 FA07 FB05 3K065 TA01 TA13 TA18 TB12 TB13 TC08 TF01 TN01 TN03 TN10 TN11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F23N 5/00 F23N 5/00 U F23R 3/30 F23R 3/30 3/34 3/34 (72) Invention Person Yasunori Iwai 2-4-2 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Keihin Works Co., Ltd. Person Yasuo Okamoto 2-4, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Toshiba Keihin Works (reference) 3K003 EA07 FA01 FA07 FB05 3K065 TA01 TA13 TA18 TA12 TB12 TB13 TC08 TF01 TN01 TN03 TN10 TN11

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一つの燃焼器に対して少なくとも2系統
以上の燃料系統を有し、かつ運転時に各系統からの燃料
供給量を可変としたガスタービン燃焼器において、燃料
流量が最大の系統に燃料が供給されるときには、最小の
燃料流量の下限を設けることを特徴とするガスタービン
燃焼器。
1. A gas turbine combustor having at least two or more fuel systems for one combustor and having a variable fuel supply amount from each system during operation, the system having the largest fuel flow rate A gas turbine combustor having a minimum fuel flow lower limit when fuel is supplied.
【請求項2】 一つの燃焼器に対して少なくとも3系統
以上の燃料系統を有し、かつ運転時に各系統からの燃料
供給量を可変としたガスタービン燃焼器において、燃料
流量が最大の系統に燃料が供給されるときには、最小の
燃料流量の下限を、その最小の燃料流量に次いで少ない
燃料流量の関数とすることを特徴とするガスタービン燃
焼器。
2. A gas turbine combustor having at least three or more fuel systems for one combustor and varying the amount of fuel supplied from each system during operation, the system having the largest fuel flow rate A gas turbine combustor characterized in that when fuel is supplied, the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the next lowest fuel flow rate.
【請求項3】 請求項1または2記載のガスタービン燃
焼器において、燃料は、拡散燃料または予混合燃料であ
ることを特徴とするガスタービン燃焼器。
3. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the fuel is a diffusion fuel or a premixed fuel.
【請求項4】 請求項1記載のガスタービン燃焼器にお
いて、最小の燃料流量の下限を大気温度の関数とするこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器。
4. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the atmospheric temperature.
【請求項5】 請求項1記載のガスタービン燃焼器にお
いて、最小の燃料流量の下限を圧縮機吐出温度の関数と
することを特徴とするガスタービン燃焼器。
5. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein a lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of a compressor discharge temperature.
【請求項6】 請求項1記載のガスタービン燃焼器にお
いて、最小の燃料流量の下限を大気湿度の関数とするこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器。
6. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the atmospheric humidity.
【請求項7】 請求項2記載のガスタービン燃焼器にお
いて、最小の燃料流量の下限をその最小の燃料流量に次
いで少ない燃料流量と大気温度との関数とすることを特
徴とするガスタービン燃焼器。
7. The gas turbine combustor according to claim 2, wherein the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the fuel flow rate and the ambient temperature which are the second lowest fuel flow rate. .
【請求項8】 請求項2記載のガスタービン燃焼器にお
いて、最小の燃料流量の下限をその最小の燃料流量に次
いで少ない燃料流量と圧縮機吐出温度との関数とするこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器。
8. The gas turbine combustor according to claim 2, wherein the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the fuel flow rate and the compressor discharge temperature which are smaller than the minimum fuel flow rate. Combustor.
【請求項9】 請求項2記載のガスタービン燃焼器にお
いて、最小の燃料流量の下限をその最小の燃料流量に次
いで少ない燃料流量と大気湿度との関数とすることを特
徴とするガスタービン燃焼器。
9. The gas turbine combustor according to claim 2, wherein the lower limit of the minimum fuel flow rate is a function of the fuel flow rate and the atmospheric humidity next to the minimum fuel flow rate. .
【請求項10】 請求項1または2記載のガスタービン
燃焼器において、燃料流量を実測して制御することを特
徴とするガスタービン燃焼器。
10. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the fuel flow rate is measured and controlled.
【請求項11】 請求項1または2記載のガスタービン
燃焼器において、燃料流量の実測にかえて各燃料系統に
設けた流量調整弁の弁開度信号により制御することを特
徴とするガスタービン燃焼器。
11. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the fuel flow rate is controlled by a valve opening signal of a flow control valve provided in each fuel system instead of actually measuring the fuel flow rate. vessel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009133220A (en) * 2007-11-29 2009-06-18 Hitachi Ltd Combusting system, remodeling method for combusting system, and fuel injection method for combusting system
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