JP2002038970A - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

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JP2002038970A
JP2002038970A JP2000229052A JP2000229052A JP2002038970A JP 2002038970 A JP2002038970 A JP 2002038970A JP 2000229052 A JP2000229052 A JP 2000229052A JP 2000229052 A JP2000229052 A JP 2000229052A JP 2002038970 A JP2002038970 A JP 2002038970A
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JP
Japan
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liquid fuel
steam
fuel
gas turbine
supply unit
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Application number
JP2000229052A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Saito
武雄 斉藤
Kazuhiko Kawaike
和彦 川池
Yoji Ishibashi
洋二 石橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine combustor capable of improving the mixing degree of fuel and steam by simplifying a structure without using any special device, and capable of achieving low NOx and low smoke. SOLUTION: This gas turbine combustor is provided with a liquid fuel supplying part 20a for atomizing and supplying liquid fuel, an air supplying part 51a for supplying combustion air, and a steam supplying part 40a for supplying steam, and the atomized liquid fuel, the combustion air and the steam are mixed to each other and burnt. A steam passage 40 of the steam supplying part is provided around a liquid fuel nozzle 21 of the liquid fuel supplying part, a combustion air passage 51s of the air supplying part is provided on the outer peripheral part of it, a wall body 5a having mixed gas flow holes 32 is provided on the front surface part in the injecting direction of the liquid fuel nozzle, the atomized liquid fuel and the steam are allowed to flow to the mixed gas flow holes 32, and the mixed gas is injected to the air flow passage 51s.

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器
に係わり、特に燃料として液体燃料を使用するガスター
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, and more particularly to a gas turbine combustor using liquid fuel as fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来ガスタービン燃焼器の燃料として
は、主に気体燃料が使用されてきたが、最近においては
液体燃料が使用されるようになってきている。燃料とし
て液体燃料を使用するガスタービン燃焼器においては、
大気汚染物質である窒素酸化物(NOx)や煤煙(スモ
ーク)の排出量を抑制するために、燃焼室内の火炎温度
の上昇を如何にして抑えるかが、大きな技術課題となっ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, gaseous fuel has been mainly used as fuel for gas turbine combustors, but liquid fuel has recently been used. In gas turbine combustors using liquid fuel as fuel,
A major technical issue is how to suppress the rise in flame temperature in the combustion chamber in order to suppress the emission of nitrogen oxides (NOx) and soot (smoke), which are air pollutants.

【0003】一般には、燃焼器内圧よりも高い圧力の空
気流を利用して液体燃料を噴霧/微粒化することで燃焼
室内での局所的な高温場の発生を抑制するようにした
り、また燃料ノズルに導入する燃焼用空気中に、予め蒸
気を混入することで燃焼室内全体の火炎温度を低下さ
せ、NOx、スモークの排出量低減を図るようにしてい
るのが普通である。
In general, a liquid fuel is sprayed / atomized using an air flow having a pressure higher than the internal pressure of a combustor to suppress the generation of a local high-temperature field in a combustion chamber, Normally, steam is previously mixed into the combustion air introduced into the nozzle to lower the flame temperature of the entire combustion chamber, thereby reducing the emission of NOx and smoke.

【0004】なお、この液体燃料の微粒化に関連するも
のとしては、例えば特開平11−211086号公報に
開示されているように、液体燃料を圧縮機から抽気/昇
圧した燃料噴霧用空気の気流を利用して微粒化するよう
にしたもの、また特開平8−145363号公報のよう
に、燃料ノズルの中心部から噴射した液体燃料を、ノズ
ル外周側の高圧空気旋回流を用いて微粒化するもの、ま
た、比較的有効であろうと考えられているものとして
は、例えば特開昭55−82230号公報のように、燃
焼室に噴霧された液体燃料の周囲に、加熱蒸気流を付加
させ、これにより燃料液滴の蒸発を促進させるようにし
たものなどがある。
[0004] In connection with the atomization of the liquid fuel, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-211086, the air flow of the fuel spray air in which the liquid fuel is bled / pressurized from a compressor. A liquid fuel injected from the center of a fuel nozzle is atomized by using a high-pressure swirling flow on the outer periphery of the nozzle as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-145363. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-82230 discloses a method in which a heated steam flow is added around liquid fuel sprayed into a combustion chamber. There is one that promotes the evaporation of the fuel droplets.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この噴霧された液体燃
料の周囲に、加熱蒸気流を付加させるようにした燃焼方
式は、噴霧された燃料と付加される蒸気との混合が一
様,かつ均一であると非常に威力を発揮し、ほぼ満足で
きる燃焼状態を得ることができるのであるが、しかし反
面,この燃料と蒸気の混合状態が悪いと、蒸気供給設備
を有する高価な燃焼器構成としたにもかかわらず、火炎
温度は下がらずNOxやスモーク排出量低減の効果には
何等寄与しない嫌いがある。
The combustion system in which a heated steam flow is added around the sprayed liquid fuel has a uniform and uniform mixture of the sprayed fuel and the steam to be added. In this case, it is very effective and a nearly satisfactory combustion state can be obtained, but on the other hand, if the mixing state of this fuel and steam is poor, an expensive combustor configuration with steam supply equipment is used. Nevertheless, there is a dislike that the flame temperature does not drop and does not contribute to the effect of reducing NOx and smoke emissions at all.

【0006】このようなことから最近においては、如何
にして液体燃料の微粒化および微粒化された噴霧燃料と
蒸気との一様な混合度合いを高めるかが大きな課題とな
っている。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、特殊な装置を用いることなく構成簡
単にして液体燃料の微粒化および燃料と蒸気との一様な
混合度合いを高めることができ、低NOx化、低スモー
ク化を図ることが可能なこの種のガスタービン燃焼器を
提供することにある。
[0006] For these reasons, it has recently become a major issue how to atomize liquid fuel and increase the degree of uniform mixing of atomized spray fuel and steam. The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to simplify the configuration without using a special device and to increase the degree of atomization of liquid fuel and the uniform mixing degree of fuel and steam. Another object of the present invention is to provide a gas turbine combustor of this type that can achieve low NOx and low smoke.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、液体
燃料を噴霧状にし供給する液体燃料供給部と、燃焼用空
気を供給する空気供給部と、蒸気を供給する蒸気供給部
とを備え、前記噴霧状液体燃料,燃焼用空気および前記
蒸気を混合させて燃焼させるようにしたガスタービン燃
焼器において、前記噴霧状液体燃料の噴射前面部に、噴
霧状液体燃料と蒸気との混合ガスが流通する混合ガス流
通孔を備えた壁体を設け、前記混合ガス流通孔の排出側
端部を前記燃焼用空気流通路に開口するように形成し所
期の目的を達成するようにしたものである。
That is, the present invention comprises a liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel in a spray form, an air supply unit for supplying combustion air, and a vapor supply unit for supplying steam. In the gas turbine combustor in which the spray liquid fuel, the combustion air and the steam are mixed and burned, a mixed gas of the spray liquid fuel and the steam flows to the front surface of the spray of the spray liquid fuel. A wall having a mixed gas flow hole is provided, and a discharge side end of the mixed gas flow hole is formed so as to open to the combustion air flow passage, thereby achieving an intended purpose. .

【0008】また本発明は、液体燃料を噴霧状にし供給
する液体燃料供給部と、燃焼用空気を供給する空気供給
部と、蒸気を供給する蒸気供給部とを備え、前記噴霧状
液体燃料,燃焼用空気および前記蒸気を混合させて燃焼
させるようにしたガスタービン燃焼器において、前記液
体燃料供給部の液体燃料ノズルの周囲に、前記蒸気供給
部の蒸気流路を設け、かつその外周部に前記空気供給部
の燃焼用空気流路を設けるとともに、前記液体燃料ノズ
ルの噴射方向前面部に混合ガス流通孔を有する壁体を設
け、前記混合ガス流通孔に前記噴霧状液体燃料および蒸
気を流通させ、かつこの両混合ガスを前記空気流通路に
噴射するように形成したものである。
The present invention further comprises a liquid fuel supply unit for supplying the liquid fuel in the form of spray, an air supply unit for supplying combustion air, and a vapor supply unit for supplying steam. In a gas turbine combustor configured to mix and burn combustion air and the steam, a steam flow path of the steam supply unit is provided around a liquid fuel nozzle of the liquid fuel supply unit, and an outer peripheral portion thereof is provided. A combustion air flow path of the air supply unit is provided, and a wall having a mixed gas flow hole is provided at a front surface of the liquid fuel nozzle in a jet direction, and the sprayed liquid fuel and the vapor flow through the mixed gas flow hole. And the two mixed gases are injected into the air flow passage.

【0009】すなわちこのように形成されたガスタービ
ン燃焼器であると、液体燃料供給部の液体燃料ノズルの
周囲に蒸気供給部の蒸気流路が設けられ、かつその外周
部には空気供給部の燃焼用空気流路が設けられるととも
に、前記液体燃料ノズルの噴射方向前面部に混合ガス流
通孔を有する壁体が設けられ、そして前記混合ガス流通
孔に噴霧状液体燃料および蒸気が流通され、かつこの両
混合ガスが空気流通路に噴射するように形成されている
ので、燃料ノズルからの液体燃料は、前記壁体の混合ガ
ス流通路(噴霧燃料噴出孔)に向って噴射され、噴霧燃
料噴出孔の内壁に燃料液膜が形成され、かつ蒸気がこの
噴霧燃料噴出孔に流入し、蒸気流の運動量が燃料液膜に
伝達され、燃料液膜がせん断/分裂されることにより、
液体燃料の粒径が細かく微粒化され、噴霧燃料噴出孔の
出口部から燃焼空気に向って噴霧され、したがって微粒
化状態で燃料と蒸気との一様な混合度合いが高まり、低
NOx化、低スモーク化を図ることが可能となるのであ
る。
That is, in the gas turbine combustor formed as described above, the vapor flow path of the vapor supply section is provided around the liquid fuel nozzle of the liquid fuel supply section, and the air supply section of the air supply section is provided on the outer periphery thereof. A combustion air flow path is provided, a wall having a mixed gas flow hole is provided on the front side of the liquid fuel nozzle in the injection direction, and the sprayed liquid fuel and vapor flow through the mixed gas flow hole, and Since the two mixed gases are formed so as to be injected into the air flow passage, the liquid fuel from the fuel nozzle is injected toward the mixed gas flow passage (spray fuel injection hole) of the wall, and the sprayed fuel is injected. A fuel liquid film is formed on the inner wall of the hole, and steam flows into the sprayed fuel ejection hole, the momentum of the steam flow is transmitted to the fuel liquid film, and the fuel liquid film is sheared / split.
The particle size of the liquid fuel is finely atomized and sprayed toward the combustion air from the outlet of the atomized fuel injection hole. Therefore, in the atomized state, the degree of uniform mixing of the fuel and the vapor is increased, and the NOx is reduced and the NOx is reduced. It is possible to achieve smoke.

【0010】[0010]

【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(b),図2および図3に
はそのガスタービン燃焼器のノズル部分が断面で示され
ている。図中中央部の5が燃料ノズルであり、21が液
体燃料供給管、この液体燃料供給管と同心円状に配置さ
れている30がノズルボディ、50が空気供給管であ
る。なお、51sは燃焼用空気流通路であり、52はそ
の空気流通路に配置された空気旋回器、40は蒸気流通
路、11は燃焼室、矢印Agは、ガスタービンの作動ガ
ス流通方向を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. FIGS. 1 (b), 2 and 3 show cross sections of the nozzle portion of the gas turbine combustor. In the figure, reference numeral 5 denotes a fuel nozzle, reference numeral 21 denotes a liquid fuel supply pipe, reference numeral 30 denotes a nozzle body which is arranged concentrically with the liquid fuel supply pipe, and reference numeral 50 denotes an air supply pipe. In addition, 51s is a combustion air flow path, 52 is an air swirler arranged in the air flow path, 40 is a steam flow path, 11 is a combustion chamber, and arrow Ag indicates a working gas flow direction of the gas turbine. ing.

【0011】また、図1(a)は、この燃焼器が採用さ
れるガスタービンの概略を示すもので、200がその燃
焼器、100が空気圧縮機、300がタービンである。
空気圧縮機100で圧縮された高圧空気110は、燃焼
器200に導入され、燃料系統201から供給される燃
料と混合/燃焼し、高温高圧の燃焼ガス210となりタ
ービン300へと導入される。ガスタービンは、高圧高
温の燃焼ガス210が断熱膨張する際に発生する仕事量
を、タービン300において軸回転力に転換することに
より、発電機400から出力を得ている。
FIG. 1 (a) schematically shows a gas turbine employing this combustor, wherein 200 is its combustor, 100 is an air compressor, and 300 is a turbine.
The high-pressure air 110 compressed by the air compressor 100 is introduced into the combustor 200, mixes and burns with the fuel supplied from the fuel system 201, and becomes a high-temperature and high-pressure combustion gas 210 and is introduced into the turbine 300. The gas turbine obtains an output from the generator 400 by converting the amount of work generated when the high-pressure and high-temperature combustion gas 210 undergoes adiabatic expansion into a shaft rotation force in the turbine 300.

【0012】一般の液体燃料焚ガスタービン燃焼器で
は、例えば図9に示されているように、空気圧縮機10
0で圧縮された高圧空気110から抽気した空気をクー
ラー1で冷却した後に、タービン軸2にギアを介して連
結された燃料噴霧用空気圧縮機3で昇圧し、その空気4
の運動量を利用して、燃料ノズル5において燃料供給装
置6より供給される液体燃料7を噴霧/微粒化するよう
にしている。
In a general liquid fuel-fired gas turbine combustor, for example, as shown in FIG.
After the air extracted from the high-pressure air 110 compressed at 0 is cooled by the cooler 1, the pressure is increased by the fuel-spray air compressor 3 connected to the turbine shaft 2 via a gear.
The liquid fuel 7 supplied from the fuel supply device 6 is atomized / atomized at the fuel nozzle 5 by using the momentum of the fuel nozzle 5.

【0013】またガスタービンの排熱を利用して蒸気を
生成する排熱回収ボイラ500から導入される蒸気9
を、燃焼器に導入される空気流中10に予め混合するこ
とで、燃焼室内11の火炎温度を下げNOxやスモーク
の排出量低減を図るようにしている。
The steam 9 introduced from an exhaust heat recovery boiler 500 that generates steam using the exhaust heat of the gas turbine 9
Is preliminarily mixed into the airflow 10 introduced into the combustor, thereby lowering the flame temperature in the combustion chamber 11 and reducing the emission of NOx and smoke.

【0014】図1に戻り、本発明における燃焼器の燃料
ノズルは、端部に複数の燃料噴孔20を備えた液体燃料
供給管21の外周部にノズルボディ30が配置され、こ
のノズルボディ30と液体燃料供給管21との間に蒸気
流路40が形成されるように構成され、さらに、このノ
ズルボディ30の下流側には、壁体5a,すなわち蒸気
流路40から外方に向って(ガスタービン作動ガス方向
と所定の傾斜角をもって)開口された複数の噴霧燃料噴
出孔(混合ガス流通孔)31を有する壁体が設けられて
いる。
Referring back to FIG. 1, the fuel nozzle of the combustor according to the present invention has a nozzle body 30 disposed on the outer periphery of a liquid fuel supply pipe 21 having a plurality of fuel injection holes 20 at its end. A vapor passage 40 is formed between the nozzle body 30 and the liquid fuel supply pipe 21. Further, on the downstream side of the nozzle body 30, the wall 5a, that is, the vapor passage 40 is directed outward. A wall having a plurality of spray fuel injection holes (mixed gas flow holes) 31 opened (with a predetermined inclination angle with respect to the gas turbine working gas direction) is provided.

【0015】また、ノズルボディ30の外周部には空気
供給管50があり、ノズルボディ30と空気供給管50
との間,すなわち燃焼空気流通路51sには、燃焼空気
51に旋回を与える旋回器52が設けられている。
An air supply pipe 50 is provided on the outer periphery of the nozzle body 30, and the nozzle body 30 and the air supply pipe 50 are provided.
In other words, a swirler 52 for swirling the combustion air 51 is provided between them, that is, in the combustion air flow passage 51s.

【0016】燃料ノズル5に導入される液体燃料7は、
液体燃料供給管21の端部にある燃料噴孔20より噴霧
燃料噴出孔31の入口部32に向って(作動ガスAg方
向)噴射され、噴霧燃料噴出孔31の内壁に燃料液膜が
形成される。しかる後、蒸気流路40を流れる蒸気9が
噴霧燃料噴出孔31に流入し、蒸気流の運動量が燃料液
膜に伝達され、燃料液膜がせん断/分裂されることによ
り、液体燃料の粒径が細かく微粒化され、噴霧燃料噴出
孔31の出口部33から燃焼空気51に向って噴霧され
る。
The liquid fuel 7 introduced into the fuel nozzle 5 is
The fuel is injected from the fuel injection hole 20 at the end of the liquid fuel supply pipe 21 toward the inlet 32 of the spray fuel injection hole 31 (in the direction of the working gas Ag), and a fuel liquid film is formed on the inner wall of the spray fuel injection hole 31. You. Thereafter, the steam 9 flowing through the steam flow path 40 flows into the spray fuel ejection holes 31, and the momentum of the steam flow is transmitted to the fuel liquid film, and the fuel liquid film is sheared / split, whereby the particle diameter of the liquid fuel is reduced. Is atomized finely, and is sprayed toward the combustion air 51 from the outlet 33 of the fuel spray hole 31.

【0017】このとき、図9に示す蒸気9を予め燃焼空
気10に混入する従来の方式においては、噴霧燃料噴出
孔31から噴出される噴霧燃料34は、蒸気を含んだ燃
焼空気53より高速であるため、噴霧燃料34が蒸気を
含んだ燃焼空気53と良く混合されないまま燃焼室11
に到達してしまい、燃焼室内の局所的な火炎温度の上昇
が抑えられず、NOx、スモークの排出量を低減するこ
とが難しかったわけであるが、本発明ではこれが見事に
解決されるのである。
At this time, in the conventional method in which the steam 9 shown in FIG. 9 is mixed into the combustion air 10 in advance, the spray fuel 34 ejected from the spray fuel ejection hole 31 is faster than the combustion air 53 containing steam. Therefore, the spray fuel 34 is not well mixed with the combustion air 53 containing steam and the combustion chamber 11
, The local increase in the flame temperature in the combustion chamber could not be suppressed, and it was difficult to reduce the emissions of NOx and smoke. However, the present invention solves this brilliantly.

【0018】すなわち、本発明のものでは液体燃料の微
粒化が蒸気の運動量を利用して行なわれるので、液体燃
料と蒸気とが効果的に一様に混合され、したがって燃焼
室11内の局所的な火炎温度の上昇は抑制され、NO
x、スモークの排出量を効果的に低減することが可能と
なるのである。
That is, according to the present invention, since the atomization of the liquid fuel is performed by using the momentum of the steam, the liquid fuel and the steam are effectively and uniformly mixed, and therefore, the locality in the combustion chamber 11 is reduced. Flame temperature rise is suppressed and NO
It is possible to effectively reduce x and smoke emissions.

【0019】また、上記実施例で述べた燃料ノズルは、
蒸気流を利用して液体燃料を噴霧/微粒化するものであ
るが、ノズルで、前述の構成要素を満たしていれば図4
あるいは図5のような構造であってもよい。すなわち、
燃料噴射方向が常に下流側方向(作動ガス流通方向)と
は限らず、ノズル径方向に噴射するように形成され、そ
の下流側に霧燃料噴出孔31が配置されるように形成さ
れればよい。
The fuel nozzle described in the above embodiment is
The liquid fuel is sprayed / atomized using a vapor flow. If the nozzle satisfies the above-described components, the liquid fuel is sprayed or atomized.
Alternatively, it may have a structure as shown in FIG. That is,
The fuel injection direction is not always limited to the downstream direction (the working gas flow direction), but may be formed so as to be injected in the nozzle radial direction, and the mist fuel injection hole 31 may be arranged downstream. .

【0020】さらに、本発明の実施例で述べた燃料ノズ
ルを備えたガスタービンは、図6に示す様なシステム構
成が考えられる。この構成では、図9の従来構成に示す
ような、ガスタービンの軸出力を低下させる要因となっ
ている燃料噴霧用空気圧縮機3の設置を必要としないの
で、ガスタービン軸出力を増加することが可能である。
さらに、従来の蒸気配管と燃料噴霧用空気配管の二系統
の配管を、燃料噴霧用蒸気配管として一系統に纏められ
るため、配管系を簡素化でき、信頼性が向上するととも
に製作コストを削減することが可能である。
Further, the gas turbine having the fuel nozzle described in the embodiment of the present invention may have a system configuration as shown in FIG. In this configuration, as shown in the conventional configuration of FIG. 9, it is not necessary to install the fuel spray air compressor 3 which is a factor of reducing the shaft output of the gas turbine. Is possible.
Furthermore, since the conventional two lines of steam piping and fuel spray air piping can be combined into one system as fuel spray steam piping, the piping system can be simplified, reliability is improved, and manufacturing costs are reduced. It is possible.

【0021】また、本発明の実施例で述べた燃料ノズル
を備えたガスタービンは、図7に示す様なシステム構成
でもよい。これは、ガスタービンの起動から定格負荷ま
での全運転範囲において、別置された蒸気発生装置8か
らの蒸気を利用して液体燃料7を噴霧する構成である。
Further, the gas turbine provided with the fuel nozzle described in the embodiment of the present invention may have a system configuration as shown in FIG. This is a configuration in which the liquid fuel 7 is sprayed using steam from the separately provided steam generator 8 in the entire operation range from the start of the gas turbine to the rated load.

【0022】これにより蒸気流量をガスタービンの負荷
に対して個別に制御することが可能であるため、ガスタ
ービンの全運転においてNOx、スモークの排出量を効
果的に低減することが可能であり、また本方式では、従
来構成のような、ガスタービンの軸出力を低下させる要
因となっている燃料噴霧用空気圧縮機3の設置を必要と
しないので、ガスタービン軸出力を増加することが可能
である。
Thus, the steam flow rate can be individually controlled with respect to the load of the gas turbine, so that the emission of NOx and smoke can be effectively reduced in the entire operation of the gas turbine. Further, in the present system, the installation of the fuel spray air compressor 3 which is a factor of reducing the shaft output of the gas turbine as in the conventional configuration is not required, so that the shaft output of the gas turbine can be increased. is there.

【0023】さらに、従来の蒸気配管と燃料噴霧用空気
配管の二系統の配管を、燃料噴霧用蒸気配管として一系
統に纏められるため、配管系を簡素化でき、信頼性が向
上するとともに製作コストを削減することが可能であ
る。
Further, since the conventional two pipes of the steam pipe and the fuel spray air pipe can be integrated into one system as the fuel spray steam pipe, the pipe system can be simplified, the reliability is improved, and the manufacturing cost is improved. Can be reduced.

【0024】また、本発明の実施例で述べた燃料ノズル
を備えたガスタービンは図8に示す様なシステム構成で
もよい。これは、ガスタービンの起動から定格負荷まで
の全運転範囲において、ガスタービン下流に設置した排
熱回収ボイラ500、若しくは図示しない別置された蒸
気発生装置で生成した蒸気9を、燃料噴霧用空気圧縮機
3で昇圧した燃料噴霧用空気4と混合器60にて混合し
て、その混合気61を利用して液体燃料7を噴霧/微粒
化する構造となっている。
Further, the gas turbine having the fuel nozzle described in the embodiment of the present invention may have a system configuration as shown in FIG. This means that the steam 9 generated by the exhaust heat recovery boiler 500 installed downstream of the gas turbine or a separately installed steam generator not shown is supplied to the fuel spray air in the entire operation range from the start of the gas turbine to the rated load. The structure is such that the fuel 4 is mixed with the fuel spray air 4 pressurized by the compressor 3 in the mixer 60, and the liquid fuel 7 is sprayed / atomized by using the mixture 61.

【0025】これにより燃料噴霧用空気のみで液体燃料
を噴霧する図9の従来構造に比べて、燃料噴霧用空気4
に蒸気9を混合する分、燃料噴霧用空気4の供給量を減
少させることができるため、ガスタービンの軸出力を低
下させる要因となっている燃料噴霧用空気圧縮機3の容
量を下げることが可能となり、したがってガスタービン
軸出力を増加することが可能である。
Thus, compared to the conventional structure of FIG. 9 in which the liquid fuel is sprayed only by the fuel spray air, the fuel spray air 4 is sprayed.
Since the amount of supply of the fuel spray air 4 can be reduced by the amount of mixing the steam 9 with the steam, the capacity of the fuel spray air compressor 3 which is a factor of reducing the shaft output of the gas turbine can be reduced. It is possible to increase the gas turbine shaft power.

【0026】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器であると、蒸気流または燃料噴
霧用空気と蒸気との混合気流を用いて液体燃料を噴霧/
微粒化することで、燃料と蒸気との混合度合いが高ま
り、燃焼室内の火炎温度が効果的に低下し、低NOx
化、低スモーク化を達成することが可能となるのであ
る。
As described above, in the gas turbine combustor formed as described above, the liquid fuel is sprayed / sprayed by using the steam flow or the mixture of the fuel spray air and the steam.
By atomization, the degree of mixing of fuel and steam is increased, the flame temperature in the combustion chamber is effectively reduced, and low NOx
It is possible to achieve low smoke and low smoke.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、特殊な装置を用いることなく構成簡単にして液体燃
料の微粒化および燃料と蒸気との一様な混合度合いを高
めることができ、低NOx化、低スモーク化を図ること
が可能なこの種のガスタービン燃焼器を得ることができ
る。
As described above, according to the present invention, the atomization of liquid fuel and the uniform mixing degree of fuel and steam can be increased by using a simple structure without using a special device. This type of gas turbine combustor that can achieve low NOx and low smoke 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器を備えたガスター
ビンおよびガスタービン燃焼器の一実施例を示す縦断側
面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional side view showing one embodiment of a gas turbine provided with a gas turbine combustor of the present invention and a gas turbine combustor.

【図2】図1のA−A線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】図1のB−B線に沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;

【図4】本発明のガスタービン燃焼器(要部)の他の実
施例を示す縦断側面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the gas turbine combustor (main part) of the present invention.

【図5】本発明のガスタービン燃焼器(要部)の他の実
施例を示す縦断側面図である。
FIG. 5 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the gas turbine combustor (main part) of the present invention.

【図6】本発明のガスタービン燃焼器を備えたガスター
ビン構成例である。
FIG. 6 is a configuration example of a gas turbine provided with the gas turbine combustor of the present invention.

【図7】本発明のガスタービン燃焼器を備えたガスター
ビン構成例である。
FIG. 7 is a configuration example of a gas turbine including the gas turbine combustor of the present invention.

【図8】本発明のガスタービン燃焼器を備えたガスター
ビン構成例である。
FIG. 8 is a configuration example of a gas turbine including the gas turbine combustor of the present invention.

【図9】従来の液体燃料焚きガスタービンの構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional liquid fuel-fired gas turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…クーラー、3…燃料噴霧用空気圧縮機、6…燃料供
給装置、7…液体燃料、8…蒸気供給装置、9…蒸気
流、11…燃焼室、20…燃料噴孔、20a…液体燃料
供給部、21…液体燃料供給管、30…ノズルボディ、
31…噴霧燃料噴出孔、40…蒸気流路、40a…蒸気
供給部、50…空気供給管、51…燃焼空気、51a…
空気供給部、51s…燃焼空気流通路、60…蒸気と燃
料噴霧用空気の混合器、61…蒸気と燃料噴霧用空気と
の混合気流、100…空気圧縮機、300…タービン、
400…発電機、500…排熱回収ボイラ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cooler, 3 ... Air compressor for fuel spraying, 6 ... Fuel supply device, 7 ... Liquid fuel, 8 ... Steam supply device, 9 ... Steam flow, 11 ... Combustion chamber, 20 ... Fuel injection hole, 20a ... Liquid fuel Supply unit, 21: liquid fuel supply pipe, 30: nozzle body,
31: spray fuel injection hole, 40: steam flow path, 40a: steam supply unit, 50: air supply pipe, 51: combustion air, 51a ...
Air supply unit, 51s: combustion air flow passage, 60: mixer of steam and fuel spray air, 61: mixed air flow of steam and fuel spray air, 100: air compressor, 300: turbine,
400: generator, 500: waste heat recovery boiler.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体燃料を噴霧状にし供給する液体燃料
供給部と、燃焼用空気を供給する空気供給部と、蒸気を
供給する蒸気供給部とを備え、前記噴霧状液体燃料,燃
焼用空気および前記蒸気を混合させて燃焼させるように
したガスタービン燃焼器において、 前記噴霧状液体燃料の噴射前面部に、噴霧状液体燃料と
蒸気との混合ガスが流通する混合ガス流通孔を備えた壁
体を設け、前記混合ガス流通孔の排出側端部を前記燃焼
用空気の流通路に開口するように形成したことを特徴と
するガスタービン燃焼器。
1. A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel in a spray form, an air supply unit for supplying combustion air, and a steam supply unit for supplying steam, wherein the liquid fuel and the combustion air are supplied. And a gas turbine combustor configured to mix and burn the steam, wherein a wall provided with a mixed gas flow hole through which a mixed gas of the spray liquid fuel and the steam flows is provided on a front surface of the spray of the spray liquid fuel. A gas turbine combustor, wherein a body is provided, and a discharge-side end of the mixed gas flow hole is formed to open to a flow passage of the combustion air.
【請求項2】 液体燃料を噴霧状にし供給する液体燃料
供給部と、燃焼用空気を供給する空気供給部と、蒸気を
供給する蒸気供給部とを備え、前記噴霧状液体燃料,燃
焼用空気および前記蒸気を混合させて燃焼させるように
したガスタービン燃焼器において、 前記液体燃料供給部の液体燃料ノズルの周囲に、前記蒸
気供給部の蒸気流路を設け、かつその外周部に前記空気
供給部の燃焼用空気流路を設けるとともに、前記液体燃
料ノズルの噴射方向前面部に混合ガス流通孔を有する壁
体を設け、前記混合ガス流通孔に前記噴霧状液体燃料お
よび蒸気を流通させ、かつこの両混合ガスを前記燃焼空
気の流通路に噴射するように形成したことを特徴とする
ガスタービン燃焼器。
2. A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel in a spray form, an air supply unit for supplying combustion air, and a vapor supply unit for supplying steam, wherein the liquid fuel and the combustion air are supplied. And a gas turbine combustor configured to mix and burn the steam, wherein a steam flow path of the steam supply unit is provided around a liquid fuel nozzle of the liquid fuel supply unit, and the air supply is provided around an outer periphery thereof. A portion having a combustion air flow path is provided, and a wall having a mixed gas flow hole is provided on the front side in the injection direction of the liquid fuel nozzle, and the spray liquid fuel and vapor are flowed through the mixed gas flow hole, and A gas turbine combustor characterized in that both gas mixtures are injected into the combustion air flow passage.
【請求項3】 液体燃料を噴霧状にし供給する液体燃料
供給部と、燃焼用空気を供給する空気供給部と、蒸気を
供給する蒸気供給部とを備え、前記噴霧状液体燃料,燃
焼用空気および前記蒸気を混合させて燃焼させるように
したガスタービン燃焼器において、 前記液体燃料供給部の液体燃料ノズルの周囲に、前記蒸
気供給部の蒸気流路を設けるとともに、その外周部に前
記空気供給部の燃焼用空気流路を設け、かつ前記蒸気流
路の噴出側開口部を前記燃料噴出孔から噴出される液体
燃料の噴出位置に開口させ、かつ前記燃料噴出孔から噴
出される液体燃料の噴出位置に、燃料液膜形成流路を有
する壁体を配置し、前記燃料液膜形成流路内に前記燃料
噴出孔から噴出された液体燃料の液膜を形成し、前記蒸
気流路から導入される蒸気流で前記液膜を分裂/微粒化
し、前記燃焼用空気中に微粒化された液体燃料を噴霧す
るようにしたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
3. A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel in a spray form, an air supply unit for supplying combustion air, and a vapor supply unit for supplying steam, wherein the liquid fuel and the combustion air are supplied. And a gas turbine combustor configured to mix and burn the steam, wherein a steam flow path of the steam supply unit is provided around a liquid fuel nozzle of the liquid fuel supply unit, and the air supply is provided at an outer peripheral portion thereof. The combustion air flow path of the section is provided, and the ejection side opening of the steam flow path is opened at the ejection position of the liquid fuel ejected from the fuel ejection hole, and the liquid fuel ejected from the fuel ejection hole is opened. A wall having a fuel liquid film forming flow path is arranged at the ejection position, a liquid film of liquid fuel ejected from the fuel ejection hole is formed in the fuel liquid film forming flow path, and introduced from the vapor flow path. The liquid in the vapor stream Dividing / atomizing gas turbine combustor is characterized in that so as to spray the atomized liquid fuel into the combustion air.
【請求項4】 前記液体燃料供給部の液体燃料の噴射方
向が、ガスタービン燃焼器の作動ガスと同方向に形成さ
れたものである請求項1〜3いずれかに記載のガスター
ビン燃焼器。
4. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein an injection direction of the liquid fuel of the liquid fuel supply unit is formed in the same direction as a working gas of the gas turbine combustor.
【請求項5】 前記壁体に設けられた混合ガス流通孔
が、液体燃料の噴射方向に対し、所定の角度傾斜して設
けられたものである請求項4記載のガスタービン燃焼
器。
5. The gas turbine combustor according to claim 4, wherein the mixed gas flow hole provided in the wall is provided at a predetermined angle with respect to a liquid fuel injection direction.
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