JP2002129981A - ガスタービンの燃料供給系 - Google Patents
ガスタービンの燃料供給系Info
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Abstract
ることを防ぐことができるガスタービンの合成ガス燃料
供給系を提供することである。 【解決手段】 合成ガス燃料から液体燃料への燃料切り
替えで、ガスタービン燃焼器13の燃料ノズル14への
合成ガス燃料の供給が停止され、液体燃料による運転と
なったときは、空気供給系16は燃料ノズル14の保護
のため燃料ノズル14にパージ用空気を供給する。そし
て、空気供給系16により燃料ノズル14にパージ用空
気が供給されているときには、不活性ガス供給系17
は、合成ガス燃料供給系15の補助燃料供給弁19と燃
料供給弁23との間に不活性ガスを供給し、合成ガス燃
料とパージ用空気とが直接接触して爆発するのを防ぐ。
Description
用するガスタービンの燃料供給系パージ装置およびパー
ジの運転方法に関する。
石油残渣油をガス化した合成ガス燃料を使用するものが
ある。合成ガス燃料を使用するガスタービンにおいて
は、ある運転条件を確立してから合成ガス燃料を使用す
るようにしている。
使用するが、起動時や試運転時または合成ガス製造設備
のトラブル時には液体燃料を使用する。そして、ある程
度の合成ガスの運転条件が確立されてから液体燃料と合
成ガス燃料との切り替えを行っている。また、ガスター
ビン停止時も合成ガス燃料から液体燃料に切り替えてか
ら運転を停止させるようになっている。
スタービンの燃料供給系の系統図である。合成ガス燃料
は合成ガス燃料供給系15から供給されガスタービン燃
焼器13に供給される。すなわち、合成ガス燃料は、燃
料供給弁23、燃料遮断弁24、燃料流量調整弁29を
経由してガスタービン燃焼器13に供給され、燃焼ノズ
ル14で燃焼する。
体燃料の使用時には、合成ガス燃料供給系15の燃料供
給弁23、燃料遮断弁24、燃料流量調整弁29は閉じ
られ、ガスタービン燃焼器13の燃料ノズル14には空
気供給系16から高温のパージ用空気が供給される。こ
れは、ガスタービン燃焼器13内での液体燃料の燃焼に
よる火炎から燃料ノズル14を保護すると共に、燃料ノ
ズル14が閉塞するのを防止するためである。
弁30および空気供給弁33を介してガスタービン燃焼
器13に供給され、その空気圧力は圧力スイッチ32で
検出され、また、空気圧力の異常時や燃料切替時に配管
内のパージ用空気を大気放出弁31から放出できるよう
になっている。
ガスタービンの燃料供給系では、液体燃料から合成ガス
燃料への切り替えの際には、燃料流量調整弁29とガス
タービン燃焼器13との間の配管にパージ用の高温空気
が存在する状態となるので、この状態で燃料流量調整弁
29を開くと、合成ガス燃料とパージ用の高温のパージ
用空気とが接触して爆発する危険性がある。これは、合
成ガス燃料中には自然着火温度の低い水素等が含まれて
おり、自然着火温度の低い水素等と高温のパージ用空気
中の酸素とが反応を起こすことがあるからである。
替え時においても、燃料流量調整弁29とガスタービン
燃焼器13との間の配管に合成ガス燃料が存在する状態
となるので、この状態で空気案内弁30と空気供給弁3
3とを開くと、合成ガス燃料とパージ用空気とが接触し
て爆発する可能性がある。
空気とが直接接触することを防ぐことができるガスター
ビンの合成ガス燃料供給系を提供することである。
ガスタービンの燃料供給系は、合成ガス燃料と液体燃料
とを切り替えてガスタービン燃焼器へ燃料を供給する燃
料供給系において、前記合成ガス燃料を補助燃料供給弁
および燃料供給弁さらに燃料遮断弁および流量調整弁を
介してガスタービンの燃焼器の燃料ノズルに供給する合
成ガス燃料供給系と、前記燃料ノズルへの合成ガス燃料
の供給が停止され前記液体燃料による運転のときに前記
ガスタービン燃焼器の合成ガス燃料の燃料ノズルにパー
ジ用空気を供給する空気供給系と、前記空気供給系によ
り前記燃料ノズルにパージ用空気が供給されているとき
に前記合成ガス燃料供給系の前記補助燃料供給弁と前記
燃料供給弁との間に不活性ガスを供給する不活性ガス供
給系とを備えたことを特徴とする。
料供給系においては、合成ガス燃料から液体燃料への燃
料切り替えで、ガスタービン燃焼器の燃料ノズルへの合
成ガス燃料の供給が停止され、液体燃料による運転とな
ったときは、空気供給系は燃料ノズルの保護のため燃料
ノズルにパージ用空気を供給する。そして、空気供給系
により燃料ノズルにパージ用空気が供給されているとき
には、不活性ガス供給系は、合成ガス燃料供給系の補助
燃料供給弁と燃料供給弁との間に不活性ガスを供給し、
合成ガス燃料とパージ用空気とが直接接触して爆発する
のを防ぐ。
料供給系は、合成ガス燃料と液体燃料とを切り替えてガ
スタービン燃焼器へ燃料を供給する燃料供給系におい
て、前記合成ガス燃料を補助燃料供給弁および燃料供給
弁さらに燃料遮断弁および流量調整弁を介してガスター
ビンの燃焼器の燃料ノズルに供給する合成ガス燃料供給
系と、前記燃料ノズルへの合成ガス燃料の供給が停止さ
れ前記液体燃料による運転のときに前記ガスタービン燃
焼器の合成ガス燃料の燃料ノズルにパージ用空気を供給
する空気供給系と、前記空気供給系により前記燃料ノズ
ルにパージ用空気が供給されているときに前記合成ガス
燃料供給系の前記燃料供給弁と前記燃料遮断弁との間に
不活性ガスを供給する不活性ガス供給系とを備えたこと
を特徴とする。
料供給系においては、合成ガス燃料から液体燃料への燃
料切り替えで、ガスタービン燃焼器の燃料ノズルへの合
成ガス燃料の供給が停止され、液体燃料による運転とな
ったときは、空気供給系は燃料ノズルの保護のため燃料
ノズルにパージ用空気を供給する。そして、空気供給系
により燃料ノズルにパージ用空気が供給されているとき
には、不活性ガス供給系は、合成ガス燃料供給系の燃料
供給弁と燃料遮断弁との間に不活性ガスを供給し、合成
ガス燃料とパージ用空気とが直接接触して爆発するのを
防ぐ。
料供給系は、請求項1または請求項2の発明において、
前記不活性ガス供給系は、不活性ガス圧力が一定となる
ように不活性ガスを供給することを特徴とする。
料供給系においては、請求項1または請求項2の発明の
作用に加え、不活性ガス圧力が低下した場合には、不活
性ガスを供給して圧力を回復させる。
料供給系は、請求項1または請求項2の発明において、
前記不活性ガス供給系は、不活性ガス流量に基づいて不
活性ガスの供給を確認することを特徴とする。
料供給系においては、請求項1または請求項2の発明の
作用に加え、不活性ガスでパージを行っているときに不
活性ガス流量を検知して、不活性ガスが確実に流れてい
ることを確認する。
する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係わるガス
タービンの燃料供給系の系統図である。
の補助燃料供給弁19および燃料供給弁23、さらに燃
料遮断弁24および燃料流量調整弁29を通ってガスタ
ービン燃焼器13に供給される。補助燃料供給弁19と
燃料供給弁23との間には、フレアー放出弁20aおよ
び逆止弁20bより構成されたフレアー放出系が設けら
れ、このフレアー放出系はフレアースタック21に接続
されている。逆止め弁20bとフレアースタック21と
の間にはガス分析器27cが設けられている。
9との間には大気放出弁25および圧力スイッチ28が
設けられている。また大気放出弁25は大気放出系26
に接続され、この大気放出系26にはガス分析器27a
が設けられている。
ものであり、パ−ジ用空気は空気供給系16の空気案内
弁30および空気供給弁33を通って燃料流量調整弁2
9の後流側に接続されてガスタービン燃焼器13の燃料
ノズル14に供給される。空気案内弁30の後流側には
大気放出弁31および圧力スイッチ32が設けられてい
る。また、大気放出弁31の後流側にはガス分析記27
bが設けられている。
するものであり、不活性ガスは不活性ガス圧力調整弁3
4aから供給され、パージ弁35通って合成ガス燃料供
給系15の補助燃料供給弁19と燃料供給弁23との間
の配管に供給される。不活性ガス圧力調整弁34aとパ
ージ弁35との間には不活性ガスの圧力を検出する圧力
スイッチ36aおよび不活性ガスの流量を検出する流量
計37aが設けられている。
液体燃料で運転されているとすると、合成ガス燃料供給
系15の補助燃料供給弁19、燃料供給弁23、燃料遮
断弁24、燃料流量調整弁29は閉じており、合成ガス
燃料は補助燃料供給弁19の上流側まで来ている状態で
ある。一方、空気供給系16の空気案内弁30および空
気供給弁33は開いており、パージ用空気をガスタービ
ン燃焼器13の燃料ノズル14に供給している。
は、合成ガス燃料供給系15の補助燃料供給弁19と燃
料供給弁23との配管の間に供給される。この場合、一
旦、フレアー放出弁20aが開けられ、残留合成ガス燃
料をフレアースタック21にて大気へ放出する。そし
て、ガス分析器27cにて補助燃料供給弁19と燃料供
給弁23との間の配管の残留合成ガスが不活性ガスによ
り置換されたことを確認し、これが完了するとフレアー
放出弁20aを閉じる。
検知し、不活性ガス圧力が低下したときは不活性ガスが
漏れたと判断する。または、流量計37aにより不活性
ガス流量を直接計測し、不活性ガスが漏れているか否か
を確認する。
イッチ36aと同様の機能を有する。図1の状態(液体
燃料運転時)では、合成ガス燃料とパージ用空気との間
に不活性ガスを挟むことになり、これによって、合成ガ
ス燃料とパージ用空気とが直接接触することがないよう
にしている。
への切り替えについて説明する。図2は液体燃料運転か
ら合成ガス燃料運転への切り替え開始時のガスタービン
の燃料供給系の系統図であり、燃料供給弁23と燃料遮
断弁24とを開いた状態を示している。
により、合成ガス燃料供給系15の補助燃料供給弁19
と燃料供給弁23との間には不活性ガスが満たされてい
る状態であるから、燃料供給弁23と燃料遮断弁24と
を開くことによって、燃料流量調整弁29までの配管区
間には不活性ガスが満たされることとなる。
ガス分析器27aによって燃料遮断弁24と燃料流量調
整弁29との間に不活性ガスが充満されたか否かの確認
を行い、確認ができたときは大気放出弁25を閉じる。
運転しているので、図1の状態と同様に補助燃料供給弁
19は閉じており、合成ガス燃料は補助燃料供給弁19
の上流側まで来ている状態である。そして、空気案内弁
30および空気供給弁33を閉じ、パージ用空気をガス
タービン燃焼器13の燃料ノズル14に流すのを停止さ
せる。
29を徐々に開き、不活性ガスをガスタービン燃焼器1
3の燃料ノズル14に流すと共に、空気供給弁33も開
き、パージ空気配管区間の高温パージ空気を不活性ガス
によって置換する。すなわち、空気供給系17の大気放
出弁31を開き、合成ガス燃料供給系15から空気案内
弁30までの配管区間に残された空気を排出し不活性ガ
スと置換する。不活性ガスと置換された否かはガス分析
器27bにて確認し、不活性ガスで置換されたと確認さ
れると大気放出弁31を閉じる。
活性ガス供給系17の圧力スイッチ36aは、不活性ガ
ス圧力を検知し、不活性ガスが漏れた場合は不活性ガス
圧力が低下したことで判明し、または流量計37aによ
り不活性ガス流量を直接計測し、不活性ガスが漏れのあ
る可否かを確認できる。また、圧力計22、28、32
も圧力スイッチ36aと同様の機能を有する。
燃料とパージ高温のパージ用空気は不活性ガスを間に挟
むことにあり、これによって、直接接触することはない
ので、爆発する危険が防止できる。
ように、合成ガス燃料での運転となる。合成ガス燃料で
の運転状態では、不活性ガス供給系17の圧力調整弁3
4aおよびパージ弁35はともに閉じられ、不活性ガス
は圧力調整弁34aで遮断される。合成ガス燃料供給系
15の補助燃料供給弁19、燃料供給弁23、燃料遮断
弁24、燃料流量調整弁29は開いており、合成ガス燃
料はこれらの弁を通ってガスタービン燃焼器13の燃料
ノズル14に供給される。
供給弁33ともに閉じられ、パージ用空気は空気案内弁
30で遮断される。一方、空気案内弁30と空気供給弁
33の間に不活性ガスが満たされている。図4の状態で
も合成ガス燃料とパージ用空気とは不活性ガスを間に挟
むことによって、直接接触することはない。
替えて運転する場合も、同様に合成ガス燃料と高温パー
ジ空気とは不活性ガスを間に挟むことになるので、これ
によって、直接接触することはない。従って、合成ガス
燃料と高温のパージ用空気とが直接接触して爆発するの
を防ぐことができる。
る。図5は、本発明の第2の実施の形態に係わるガスタ
ービンの燃料供給系の系統図である。この第2の実施の
形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、合成ガ
ス燃料供給系15の補助燃料供給弁19と燃料供給弁2
3との間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系17
に代えて、合成ガス燃料供給系15の燃料供給弁23と
燃料遮断弁弁24との間に不活性ガスを供給する不活性
ガス供給系18を設けたものである。その他の構成は、
図1に示した第1の実施の形態と同一であるので、同一
要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
不活性ガス圧力調整弁34bから供給され、パージ弁3
8a通って合成ガス燃料供給系15の燃料供給弁23と
燃料遮断弁24との間に供給される。不活性ガス圧力調
整弁34bの下流側には圧力スイッチ36bおよび流量
計37bが設けられている。流量計37bの下流からパ
ージ弁38bにてフレアー放出系にバイパスとして接続
されている。
液体燃料での運転時は、合成ガス燃料供給系15の補助
燃料供給弁19、燃料供給弁23、燃料遮断弁24、燃
料流量調整弁29は閉じており、合成ガス燃料は補助燃
料供給弁19の上流側まで来ている状態である。一方、
空気供給系16の空気案内弁30および空気供給弁33
は開けており、パージ用空気をガスタービン燃焼器13
の燃料ノズル14に供給している。また、不活性ガス供
給系18からの不活性ガスは、合成ガス燃料供給系15
の燃料供給弁23と燃料遮断弁24との間の配管に供給
されている。
切り替えを行う場合には、燃料供給弁23とフレアー放
出弁20aとを開き、燃料遮断弁24と補助燃料供給弁
19との間の配管に不活性ガスを供給して、この配管区
間に残された合成ガス燃料と置換する。そして、ガス分
析器27cにて補助燃料供給弁19と燃料遮断弁24と
の間の配管に不活性ガスが充填されたことを確認して、
燃料供給弁23およびフレアー放出弁20aを共に閉じ
る。
5とを開き、燃料遮断弁24と燃料流量調整弁29との
間の配管に不活性ガスを供給し、この配管区間に残され
た合成ガス燃料と置換する。そして、ガス分析器27a
にて燃料遮断弁24と燃料流量調整弁29との間の配管
に残留合成ガス燃料が不活性ガスにより置換されたこと
を確認した後に、燃料遮断弁24と大気放出弁25とを
共に閉じる。
知し、不活性ガスが漏れた場合は不活性ガス圧力が低下
したことで判断する。また流量計37bにて不活性ガス
流量を直接計測し、不活性ガスが漏れがあるか否かを確
認する。また、圧力計22、28も圧力計36bと同様
の機能を有する。図5の状態では、合成ガス燃料とパー
ジ用空気は不活性ガスを間に挟むことになり、これによ
って、合成ガス燃料とパージ用空気とが直接接触するこ
とはないようにしている。
切替の開始時を示している。ガスタービンは液体燃料で
運転しているので、図5の状態と同様に補助燃料供給弁
19は閉じており、合成ガス燃料は補助燃料供給弁19
の上流側まで来ている状態である。また、不活性ガス供
給系18により、補助燃料供給弁19と燃料流量調整弁
29との間の配管には不活性ガスが満たされている。
の切替を開始するには、燃料遮断弁24と燃料流量調整
弁29とを開く。これによって、ガスタービン燃焼器1
3の燃料ノズル14に不活性ガスを流す。同時に空気案
内弁30を閉じ、大気放出弁31を開き、不活性ガスが
空気案内弁30までの空気供給系配管区間に残留空気を
大気へ追い出し、ガス分析器27bによって空気供給系
16内に不活性ガスが充満されることを確認する。この
確認によって、不活性ガスが満たされると、再び大気排
出弁31を閉じ大気供給弁33も閉じる。
いても、圧力スイッチ36bは不活性ガス圧力を検知
し、不活性ガスが漏れた場合は不活性ガス圧力が低下し
たことで判定できる。また流量計37bにより不活性ガ
ス流量を直接計測し、不活性ガスが漏れのあることの確
認が行える。圧力計22、28、32も圧力スイッチ3
6aと同様の機能を有する。図6の状態でも図5の状態
と同様に、合成ガス燃料とパージ用空気とは、不活性ガ
スを間に挟むことによって、直接接触することはない。
している。この状態では、不活性ガス供給系18の圧力
調整弁34bとパージ弁38aともに閉じられ、不活性
ガスは圧力調整弁34bまで供給された状態で遮断され
ている。合成ガス燃料供給系15は、補助燃料供給弁1
9、燃料供給弁23、燃料遮断弁24、燃料流量調整弁
29が開いており、合成ガス燃料はこれらの弁を通って
ガスタービン燃焼器13の燃料ノズル14に供給され
る。
給弁33ともに閉じられ、パージ用空気は空気案内弁3
0まで供給された状態で遮断されている。一方、空気案
内弁30と空気供給弁33との間に不活性ガスが満たさ
れている。この場合も合成ガス燃料と空気とは不活性ガ
スを間に挟むことによって、直接接触することはない。
替えて運転する場合も、同様に合成ガス燃料と高温パー
ジ空気とは不活性ガスを間に挟むことになるので、これ
によって、直接接触することはない。従って、合成ガス
燃料と高温のパージ用空気とが直接接触して爆発するの
を防ぐことができる。
成ガス燃料を使用するガスタービンの燃料供給系におい
て、燃料供給系に不活性ガス供給系を設けることによっ
て、液体燃料から合成ガス燃料への切り替え時、または
その反対の燃料切り替え時に、合成ガス燃料とパージ用
空気との間に不活性ガスを挟むことによって、合成燃料
ガスとパージ用空気とが直接接触するのを防ぐことが可
能となる。
力を検知し、不活性ガス圧力が低下した場合に不活性ガ
ス供給弁を開いて不活性ガスを供給し、不活性ガス供給
系の圧力を保持することが可能となる。さらに、不活性
ガス供給系の不活性ガスの流量を検知し、不活性ガス流
量が低下した場合に不活性ガス供給弁を開いて、不活性
ガス流量を増加させ、不活性ガス供給系の流量を保持す
ることが可能となる。
ンの燃料供給系の系統図。
ンの燃料供給系における液体燃料運転から合成ガス燃料
運転への切り替え開始時のガスタービンの燃料供給系の
系統図。
ンの燃料供給系における液体燃料運転から合成ガス燃料
運転への切り替えの際のパージ用空気を不活性ガスで置
換する場合のガスタービンの燃料供給系の系統図。
ンの燃料供給系における液体燃料から合成ガス燃料への
切り替え完了状態を示すガスタービンの燃料供給系の系
統図。
ンの燃料供給系の系統図。
ンの燃料供給系における液体燃料運転から合成ガス燃料
運転への切り替え開始時のガスタービンの燃料供給系の
系統図。
ンの燃料供給系における液体燃料から合成ガス燃料への
切り替え完了状態を示すガスタービンの燃料供給系の系
統図。
燃料供給系の系統図
燃料供給系、16:空気供給系、17:不活性ガス供給
系、18:不活性ガス供給系、19:補助燃料供給弁、
20a:フレアー放出弁、20b:逆止め弁、21:フ
レアースタック、22:圧力スイッチ、23:燃料供給
弁、24:燃料遮断弁、25:大気放出弁、26:大気
放出系、27a、27b、27c:ガス分析器、28:
圧力スイッチ、29:燃料流量調整弁、30;空気案内
弁、31:大気放出弁、32:圧力スイッチ、33:空
気供給弁、34a、34b:圧力調整弁、35:パージ
弁、36a、36b:圧力スイッチ、37a、37b:
流量計、38a、38b:パージ弁
Claims (4)
- 【請求項1】 合成ガス燃料と液体燃料とを切り替えて
ガスタービン燃焼器へ燃料を供給する燃料供給系におい
て、前記合成ガス燃料を補助燃料供給弁および燃料供給
弁さらに燃料遮断弁および流量調整弁を介してガスター
ビンの燃焼器の燃料ノズルに供給する合成ガス燃料供給
系と、前記燃料ノズルへの合成ガス燃料の供給が停止さ
れ前記液体燃料による運転のときに前記ガスタービン燃
焼器の合成ガス燃料の燃料ノズルにパージ用空気を供給
する空気供給系と、前記空気供給系により前記燃料ノズ
ルにパージ用空気が供給されているときに前記合成ガス
燃料供給系の前記補助燃料供給弁と前記燃料供給弁との
間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系とを備えた
ことを特徴とするガスタービンの燃料供給系。 - 【請求項2】 合成ガス燃料と液体燃料とを切り替えて
ガスタービン燃焼器へ燃料を供給する燃料供給系におい
て、前記合成ガス燃料を補助燃料供給弁および燃料供給
弁さらに燃料遮断弁および流量調整弁を介してガスター
ビンの燃焼器の燃料ノズルに供給する合成ガス燃料供給
系と、前記燃料ノズルへの合成ガス燃料の供給が停止さ
れ前記液体燃料による運転のときに前記ガスタービン燃
焼器の合成ガス燃料の燃料ノズルにパージ用空気を供給
する空気供給系と、前記空気供給系により前記燃料ノズ
ルにパージ用空気が供給されているときに前記合成ガス
燃料供給系の前記燃料供給弁と前記燃料遮断弁との間に
不活性ガスを供給する不活性ガス供給系とを備えたこと
を特徴とするガスタービンの燃料供給系。 - 【請求項3】 前記不活性ガス供給系は、不活性ガス圧
力が一定となるように不活性ガスを供給することを特徴
とする請求項1または請求項2に記載のガスタービンの
燃料供給系。 - 【請求項4】 前記不活性ガス供給系は、不活性ガス流
量に基づいて不活性ガスの供給を確認することを特徴と
する請求項1または請求項2に記載のガスタービンの燃
料供給系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000330677A JP4115659B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | ガスタービンの燃料供給系 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002129981A true JP2002129981A (ja) | 2002-05-09 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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