JP2002523685A - ガスタービンの運転方法及びガスタービン - Google Patents
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Abstract
Description
転方法に関する。この発明は、さらに、燃焼器内に複数のハイブリッドバーナを
備えたガスタービンに関する。
0月におけるH.Maghon.P.Behrenbrick.W.Termuehlen及びG.Gaertnerの論
文「ガスタービンのNox及びCO放出削減の進展」に記載されている。
気とともに燃焼するための方法及び装置を開示する。この燃焼器には少なくとも
1つの空気取入口を通して空気が、そして複数のバーナを通して燃料が供給され
る。この場合、各バーナは、位相特性、例えばその時間遅れを、燃焼器における
音響パルスがこのバーナを介して供給される燃料の燃焼の際に熱的パルスを発生
させる時間に対応して持っている。バーナを介する燃料の供給は、バーナの遅れ
時間が互いにそれぞれ異なるように制御される。1つのバーナの遅れ時間は燃焼
器内の音響振動とそのバーナにおける熱振動との間のバーナ位置における位相差
に一致する。このような燃焼振動は燃焼器の音響と燃焼の際の熱出力発生との間
の相互作用によって生ずる。これら燃焼振動は、大きな騒音を発生したり、機械
的損傷を招いたりする。燃焼器内に複数のバーナを備えた構成においては、個々
のバーナから出る燃焼振動が相互に増幅し合うことがある。バーナに異なる量の
燃料が供給されるとバーナの遅れ時間はまちまちになる。燃焼器のバーナの遅れ
時間は、それぞれ、バーナ、燃焼器及び火炎からなるシステムの個々のコンポー
ネントに帰せられる種々の加数から構成される。バーナ及び燃焼器に関係する加
数は、主にバーナと燃焼器の位置関係によって決まる。火炎自体に帰せられる加
数は、主として燃焼それ自体の性質によって決まる。この加数自身は、さらに、
燃焼が起きる火炎の前面に燃焼物質を移送するための移送時間を表す対流による
遅れ時間、燃焼物質を発火に必要な温度に加熱するための加熱時間並びに燃焼自
体の経過により定まる反応速度論的な遅れ時間に分解される。通常、対流による
遅れ時間が他の両者を凌駕する。各バーナの遅れ時間を異ならせることで、個々
のバーナから出る燃焼振動が最早相互に増幅し合うことはなくなる。
することである。さらに、この発明の課題は、特に燃焼振動の形成の傾向が小さ
い点で優れた特性を備えるガスタービンを提供することにある。
ナを備え、各ハイブリッドバーナがパイロットバーナと主バーナを持ち、各パイ
ロットバーナにパイロット燃料量を供給するガスタービンの運転方法において、
パイロットバーナの少なくとも2つを異なるパイロット燃料量で運転し、パイロ
ット燃料量の差をガスタービンの負荷に関係して設定することで解決される。
ーナは、特に拡散バーナとして動作する、即ち、燃料と燃焼空気とが燃焼器にお
いて拡散によって混合し、燃焼する。主バーナはプレミックスバーナ、即ち燃料
と燃焼空気とを燃焼器に入る前に混合し、続いて燃焼させる。その場合、通常、
主バーナの燃料混合体はパイロットバーナの火炎で発火する。
であり或いはタービンの駆動のための出力である。高い放出出力は主バーナの運
転によって得られ、パイロットバーナは第一に主バーナの燃焼を安定化する働き
をする。放出出力が低いときには、拡散バーナとしてのパイロットバーナのみを
作動させることもできる。
の発明は、異なる燃料量をバーナに静的に供給することでは燃焼構成の可能な放
出出力、従ってまた負荷の全範囲にわたって燃焼振動を抑制することができない
という認識に基づいている。放出出力が低いとき、通常パイロットバーナは、燃
料分の少ない主バーナの混合燃料を安定して発火させるため、多量の燃料を供給
せねばらない。少なくとも2つのパイロットバーナにそれぞれ供給されるパイロ
ット燃料量を燃焼システムの放出出力に応じて調整することにより、バーナ相互
の不調が各運転状態に対応して生ずる。異なるパイロット燃料量の供給は、燃焼
の安定化のために必要な最小パイロット燃料量に合わされる。この燃焼構成は、
それ故、一方では低い負荷において安定して運転可能であり、他方燃焼振動が少
なくとも2つのパイロットバーナに異なるパイロット燃料量を供給することによ
り、これに伴うパイロットバーナの異なる遅れ時間により有効に抑制可能である
。
って、放出出力が高いときにはパイロット燃料量のより大きな差が設定可能であ
り、燃焼の安定性を損なうことがない。正に比較的高い出力において障害となる
燃焼振動が生ずるので、この場合、パイロットバーナを異なるパイロット燃焼量
で運転するのが燃焼振動を抑制する点で特に有利である。
イロット燃料量の1〜2%、残りのハイブリッドバーナは最大パイロット燃料量
の5〜15%で運転するのがよい。
1の数のハイブリッドバーナを第1のパイロット燃料量で、第2の数のハイブリ
ッドバーナを第2のパイロット燃料量で運転し、この第1の量は第2の量の4倍
以上、第2のパイロット燃料量は第1のパイロット燃料量の2倍以上であるよう
にするのがよい。燃焼装置の最大出力の60%を越える出力においては、比較的
少数のハイブリッドバーナを残りのハイブリッドバーナより少量のパイロット燃
料量で運転することで足りる。このようにして、パイロットバーナからの発生出
力は殆ど削減されず、それにもかかわらず燃焼振動が有効に抑制される。特にこ
の方法は環状燃焼器を備えたガスタービンに適用できる。このガスタービンは、
定置形のガスタービン或いは航空機の推進機構である。ガスタービンの放出出力
が大きい場合には非常に大きい燃焼振動が生ずることがある。正に環状燃焼器で
は、このような燃焼振動は実際には予測不能であり、付加的な対策により対処せ
ねばらない。パイロット燃料量を負荷に関係して異なるように設定することは、
この場合、燃焼振動を抑制するための簡単なかつ効果的な手段を提供する。
ッドバーナを備え、この各ハイブリッドバーナがパイロットバーナと主バーナと
を持ち、各パイロットバーナにパイロット燃料量を供給し、さらにパイロットバ
ーナの少なくとも2つに異なる量のパイロット燃料を供給するように負荷に関連
して制御する制御ユニットを備えるガスタービンによって解決される。
ての説明に対応して生ずる。
、必ずしも尺度に忠実ではない。
5、環状燃焼器7及びタービン9が直列に配置されている。環状燃焼器7の周囲
に沿って複数のハイブリッドバーナ11が配置されている。各ハイブリッドバー
ナ11にはパイロット燃料を供給するための燃料配管13が接続されている。こ
の燃料配管13の一部に制御ユニット15が挿入されている。この制御ユニット
15は燃料配管13の全てに挿入することもできる。制御ユニット15にはさら
に信号線17が接続されている。
空気の燃焼の出力発生によりガスタービン1の放出出力が発生する。信号線17
を介して、制御ユニット15に、ガスタービン1の瞬時放出出力の大きさを表す
信号が送られる。この信号に基づき、制御ユニット15は接続された燃料配管3
へのパイロット燃料量を制御する。制御ユニット15は必ずしも直接燃料配管に
接続される必要はない。制御ユニットは燃料配管13に配置した弁を制御するこ
ともできよう。制御ユニット15により少なくとも2つのハイブリッドバーナ1
1に異なるパイロット燃料量が供給される。この異なるパイロット燃料量により
、ハイブリッドバーナ11に異なる遅れ時間が生ずる。この遅れ時間は、この場
合、燃焼器7における音響振動と、各ハイブリッドバーナ11における熱出力発
生の振動との間の位相差を表す。この異なる遅れ時間によりこの位相状態は、個
々のハイブリッドバーナ11から出る燃焼振動が相互に弱め合って、少なくとも
相互に増幅し合わないように変化する。この結果燃焼振動の発生が抑制される。
11は中央にパイロットバーナ21を備える。このパイロットバーナ21に、燃
料配管13を介してパイロット燃料量23が、空気通路22を介して燃焼空気2
4が供給される。パイロットバーナ21は環状通路状の主バーナ25により同心
的に囲まれている。これに予め混合された燃料と空気の混合燃料27が導かれ、
これはパイロットバーナ21のパイロット火炎29で発火する。燃料配管13に
は制御ユニット15が挿入されている。この制御ユニットは信号線17からの信
号に関連して燃料配管13に供給されるパイロット燃料量23を制御する。この
制御は、その場合、ハイブリッドバーナ11が設置された、図示しないガスター
ビンの放出出力に関連して行われる。放出出力が小さいとき、パイロットバーナ
21に最大のパイロット燃料量23が供給され、これにより主バーナ25におけ
る相対的に燃料分の少ない燃料と空気の混合燃料27を、強烈なパイロット火炎
29により安定的に発火させる。比較的大きい出力の場合には燃料と空気の混合
燃料27として比較的燃料分の濃い混合ガスが生ずる。それ故、パイロット火炎
29により燃料と空気の混合燃料27の安定した燃焼を維持するために、やや少
なめのパイロット燃料量23でも充分である。
ト燃料を多くして運転される。これにより燃焼振動の効果的な抑制が行われる。
Claims (6)
- 【請求項1】燃焼器(7)内に複数のハイブリッドバーナ(11)を備え、
各ハイブリッドバーナ(11)がパイロットバーナ(21)と主バーナ(25)
を持ち、各パイロットバーナ(21)にパイロット燃料量(23)を供給するガ
スタービン(1)の運転方法において、パイロットバーナ(21)の少なくとも
2つを異なるパイロット燃料量(23)で運転し、パイロット燃料量(23)の
差をガスタービン(1)の負荷に関係して設定することを特徴とするガスタービ
ンの運転方法。 - 【請求項2】パイロット燃料量(23)の差が負荷の上昇と共に増大するこ
とを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】ガスタービン(1)の最大負荷においてハイブリッドバーナ(
11)の大部分が最大パイロット燃料量(23)の1〜2%で、残りのハイブリ
ッドバーナ(11)が最大パイロット燃料量(23)の5〜15%で運転される
ことを特徴とする請求項1から2の1つに記載の方法。 - 【請求項4】ガスタービン(1)の最大負荷のXX%以上の負荷において第
1の数のハイブリッドバーナ(11)が第1のパイロット燃料量(23)で、第2
の数のハイブリッドバーナ(11)が第2のパイロット燃料量(23)で運転さ
れ、この第1の数は第2の数のXX倍以上で、第2のパイロット燃料量(23)
は第1のパイロット燃料量(23)のXX倍以上であることを特徴とする請求項
1から3の1つに記載の方法。 - 【請求項5】ガスタービン(1)が環状燃焼器(7)を備えていることを特
徴とする請求項1から4の1つに記載の方法。 - 【請求項6】燃焼器(7)内に複数のハイブリッドバーナ(11)を備え、
各ハイブリッドバーナ(11)がパイロットバーナ(21)と主バーナ(25)
とを持ち、各パイロットバーナ(21)にはパイロット燃料量(23)が供給さ
れるガスタービン(1)において、パイロットバーナ(21)の少なくとも2つ
に異なる大きさのパイロット燃料量(23)を供給するように負荷に関係して制
御する制御ユニット(15)備えることを特徴とするガスタービン。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013536397A (ja) * | 2010-08-27 | 2013-09-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | バーナ装置 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020134740A1 (en) * | 2001-03-23 | 2002-09-26 | Pierre Cote | Inverted air box aerator and aeration method for immersed membrane |
DE59901946D1 (de) * | 1998-04-23 | 2002-08-08 | Siemens Ag | Brennkammeranordnung |
SE521293C2 (sv) * | 2001-02-06 | 2003-10-21 | Volvo Aero Corp | Förfarande och anordning för tillförsel av bränsle till en brännkammare |
EP1278014B1 (en) * | 2001-07-18 | 2007-01-24 | Rolls-Royce PLC | Fuel delivery system |
DE102004015187A1 (de) * | 2004-03-29 | 2005-10-20 | Alstom Technology Ltd Baden | Brennkammer für eine Gasturbine und zugehöriges Betriebsverfahren |
US7640725B2 (en) * | 2006-01-12 | 2010-01-05 | Siemens Energy, Inc. | Pilot fuel flow tuning for gas turbine combustors |
US7805922B2 (en) * | 2006-02-09 | 2010-10-05 | Siemens Energy, Inc. | Fuel flow tuning for a stage of a gas turbine engine |
DE102007009922A1 (de) | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Ulrich Dreizler | Hohlflamme |
US20110067377A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | General Electric Company | Gas turbine combustion dynamics control system |
US20110072826A1 (en) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | General Electric Company | Can to can modal decoupling using can-level fuel splits |
US10215412B2 (en) * | 2012-11-02 | 2019-02-26 | General Electric Company | System and method for load control with diffusion combustion in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system |
US20150107255A1 (en) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | General Electric Company | Turbomachine combustor having an externally fueled late lean injection (lli) system |
JP5973096B1 (ja) * | 2016-01-14 | 2016-08-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | プラント分析装置、プラント分析方法、およびプログラム |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3361535D1 (en) * | 1982-05-28 | 1986-01-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gas turbine combustion chamber and method of operating it |
JPS61241425A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-27 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビンの燃料ガス制御方法及び制御装置 |
US4735052A (en) * | 1985-09-30 | 1988-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas turbine apparatus |
DE4223828A1 (de) * | 1992-05-27 | 1993-12-02 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum Betrieb einer Brennkammer einer Gasturbine |
US5289685A (en) * | 1992-11-16 | 1994-03-01 | General Electric Company | Fuel supply system for a gas turbine engine |
JP3335713B2 (ja) * | 1993-06-28 | 2002-10-21 | 株式会社東芝 | ガスタービン燃焼器 |
US5402634A (en) * | 1993-10-22 | 1995-04-04 | United Technologies Corporation | Fuel supply system for a staged combustor |
US5442922A (en) * | 1993-12-09 | 1995-08-22 | United Technologies Corporation | Fuel staging system |
JP2858104B2 (ja) * | 1996-02-05 | 1999-02-17 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
-
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-
2001
- 2001-02-28 US US09/795,097 patent/US6425239B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013536397A (ja) * | 2010-08-27 | 2013-09-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | バーナ装置 |
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