JP2009052768A - Gas turbine combustion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼にともなって発生する窒素酸化物の排出量を低減しつつ、広い燃焼負荷範囲で作動可能なガスタービン燃焼装置に関する。 The present invention relates to a gas turbine combustion apparatus that can operate in a wide combustion load range while reducing the emission amount of nitrogen oxides generated by combustion.
ガスタービンエンジンにおいては、環境保全への配慮から、燃焼により排出される排ガスの組成に関して厳しい環境基準が設けられており、窒素酸化物(以下、NOxという)などの有害物質を低減することが求められている。一方、大型のガスタービンや航空機用エンジンでは、低燃費化および高出力化の要請から、圧力比が高く設定される傾向にあり、それに伴って燃焼装置入口における高温・高圧化が進み、この燃焼装置の入口温度の高温化によって燃焼温度が高くなり易いことから、NOxをむしろ増加させる要因になることが懸念されている。 Gas turbine engines have strict environmental standards regarding the composition of exhaust gas emitted by combustion, considering environmental conservation, and it is required to reduce harmful substances such as nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx). It has been. On the other hand, large gas turbines and aircraft engines tend to have higher pressure ratios due to demands for lower fuel consumption and higher output, and as a result, higher temperatures and higher pressures at the inlet of the combustion device have progressed. Since the combustion temperature tends to increase due to the increase in the inlet temperature of the apparatus, there is a concern that it may be a factor that rather increases NOx.
ガスタービンの燃焼装置において低NOx燃焼を実現するために、火炎を安定して燃焼させるメインバーナとして、予混合気を、多数の孔が形成された噴射面から噴射させる面燃焼バーナを備えたものが提案されている(特許文献1)。この面燃焼バーナを使用すると、希薄な予混合気が、噴射面の孔を通ることによって一層均一に混合される。さらに、燃料が狭い噴射口から集中的に噴射される通常のノズル方式のバーナと異なり、予混合気が広い面に均等に分散されて燃焼室内に噴射される。したがって、局所的に火炎温度が高温となる燃焼領域を存在させず、かつ混合気の希薄化により全体的にも火炎温度を低くできることから、NOx発生量を効果的に低減できる利点がある。
しかし、従来の面燃焼バーナを用いた燃焼装置においては、面燃焼バーナから噴射される予混合気によって形成される一次燃焼領域によってのみ燃焼領域が構成されており、燃焼負荷の増加に対しては、面燃焼バーナの負荷を増加すること、すなわち、面燃焼バーナから噴射される予混合気の燃料濃度を上げることにより対応する必要がある。この場合、断熱火炎温度が高くなることから、NOx排出値を十分低く抑えることができないこと、および、わずかな予混合気の燃料濃度の不均一によって局所的に過度な高温燃焼が生じ、バーナの焼損を引き起こすおそれがあることから、高負荷側への燃焼負荷変動に十分対応しきれないという問題があった。面燃焼バーナを複数本に分割して構成し、作動本数を切り替えることによって燃焼負荷の変動に対応することも考えられるが、燃焼装置の最大定格負荷での燃焼時には上記の問題が発生することには変わりなく、また、コスト面からも望ましい構成とはいえない。 However, in the conventional combustion apparatus using the surface combustion burner, the combustion region is constituted only by the primary combustion region formed by the premixed gas injected from the surface combustion burner. It is necessary to cope by increasing the load of the surface combustion burner, that is, by increasing the fuel concentration of the premixed gas injected from the surface combustion burner. In this case, since the adiabatic flame temperature becomes high, the NOx emission value cannot be kept low enough, and a slight non-uniformity in the fuel concentration of the premixed gas causes excessively high temperature combustion locally. Since there is a possibility of causing burnout, there is a problem that the combustion load fluctuation to the high load side cannot be sufficiently handled. Although it is possible to divide the surface combustion burner into a plurality of parts and respond to fluctuations in the combustion load by switching the number of operations, the above problem will occur at the time of combustion at the maximum rated load of the combustion device Is not changed and is not desirable from the viewpoint of cost.
本発明は、面燃焼バーナによる低温かつ均一な燃焼、すなわち低NOx燃焼を維持し、面燃焼バーナの焼損を防止しながら、広い負荷範囲にわたって低NOx燃焼可能なガスタービン燃焼装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a gas turbine combustion apparatus capable of low NOx combustion over a wide load range while maintaining low temperature and uniform combustion by a surface combustion burner, that is, low NOx combustion, and preventing burning of the surface combustion burner. Objective.
前記した目的を達成するために、本発明に係るガスタービン燃焼装置は、筒状の側壁を有し、内側に燃焼室を形成する燃焼筒と、多数の孔が形成された噴射面から予混合気を前記燃焼室の上流部に噴射して一次燃焼領域を形成させる面燃焼バーナと、前記燃焼筒の側壁に配置され、前記一次燃焼領域の下流側に二次燃焼領域を形成させる追焚バーナとを備えている。 In order to achieve the above-described object, a gas turbine combustion apparatus according to the present invention is premixed from a combustion cylinder having a cylindrical side wall and forming a combustion chamber inside, and an injection surface in which a large number of holes are formed. A surface combustion burner for injecting air into the upstream portion of the combustion chamber to form a primary combustion region, and a remnant burner which is disposed on a side wall of the combustion cylinder and forms a secondary combustion region on the downstream side of the primary combustion region And.
この構成によれば、希薄な予混合気が、多数の孔を持つ噴射面を備えた面燃焼バーナから噴射されて、燃焼室の上流側の一次燃焼領域が形成されるので、低負荷燃焼において断熱火炎温度を低く保ち、NOx排出量を低く抑えることができる。さらに、燃焼装置に高負荷燃焼が要求される場合にも、第2のバーナである追焚バーナを作動させて一次燃焼領域の下流側に二次燃焼領域を形成することにより出力を調整できるので、一次燃焼領域における高温・不均一な燃焼が回避される。したがって低NOx燃焼を維持し、面燃焼バーナの負荷の増大による焼損を防止しつつ、燃焼装置全体として高負荷燃焼への対応が可能となる。 According to this configuration, the lean premixed gas is injected from the surface combustion burner having the injection surface having a large number of holes to form the primary combustion region on the upstream side of the combustion chamber. The adiabatic flame temperature can be kept low and the NOx emission amount can be kept low. Furthermore, even when high-load combustion is required for the combustion device, the output can be adjusted by operating the tracking burner, which is the second burner, to form a secondary combustion region downstream of the primary combustion region. High temperature and non-uniform combustion in the primary combustion region is avoided. Therefore, it is possible to cope with high-load combustion as a whole combustion apparatus while maintaining low NOx combustion and preventing burnout due to an increase in the load of the surface combustion burner.
前記面燃焼バーナは、好ましくは、前記予混合気を通過させて噴射面から噴射する面燃焼部材と、この面燃焼部材に予混合気を供給するミキサとを有する。このように構成することで、簡易な構造のバーナによって、希薄な予混合気を燃焼室内で均一に燃焼させてNOx排出量を抑制することができる。 The surface combustion burner preferably includes a surface combustion member that allows the premixed gas to pass through and is injected from an injection surface, and a mixer that supplies the surface combustion member with the premixed gas. With this configuration, the lean premixed gas can be uniformly burned in the combustion chamber and the NOx emission amount can be suppressed by the burner having a simple structure.
前記面燃焼バーナの前記噴射面は、例えば、前記燃焼筒の軸心に垂直な平坦面形状を有するものである。このような形状の採用により、簡易な構成によって均一な一次燃焼領域を形成することができる。 The injection surface of the surface combustion burner has, for example, a flat surface shape perpendicular to the axis of the combustion cylinder. By adopting such a shape, a uniform primary combustion region can be formed with a simple configuration.
あるいは、前記面燃焼バーナの前記噴射面を、次の(a)〜(g)のいずれかの形状を有するものとしてもよい。
(a)前記燃焼室の上流から下流に向かって先細りの円錐形状。
(b)閉じた下流端面を備えた円筒形状。
(c)前記燃焼筒の軸心を回転対称軸とする曲面形状。ここで曲面とは、滑らかに湾曲した面を意味し、例えば、下流側に膨出する半球形状、椀形形状、半楕円球形状、弾丸形状などである。
(d)閉じた下流端面を備えた多角筒形状。
(e)前記燃焼室の上流から下流に向かって先細りの多角錐形状。
(f)前記燃焼室の上流から下流に向かって先細りの円錐台形状。
(g)前記燃焼室の上流から下流に向かって先細りの多角錐台形状。
前記噴射面をこのような形状とした場合には、燃焼面の面積を増加させることにより、面燃焼バーナ自体の最大燃焼負荷が向上するので、広い負荷範囲にわたって低NOx燃焼可能な燃焼装置とすることができる。
Alternatively, the injection surface of the surface combustion burner may have any one of the following shapes (a) to (g).
(A) A conical shape tapered from the upstream to the downstream of the combustion chamber.
(B) A cylindrical shape with a closed downstream end face.
(C) A curved surface shape with the axis of the combustion cylinder as the axis of rotational symmetry. Here, the curved surface means a smoothly curved surface, for example, a hemispherical shape, a bowl shape, a semi-elliptical spherical shape, a bullet shape, or the like that bulges downstream.
(D) Polygonal cylinder shape with a closed downstream end face.
(E) A polygonal pyramid shape that tapers from upstream to downstream of the combustion chamber.
(F) A truncated cone shape that tapers from the upstream to the downstream of the combustion chamber.
(G) A polygonal frustum shape that tapers from the upstream to the downstream of the combustion chamber.
When the injection surface has such a shape, by increasing the area of the combustion surface, the maximum combustion load of the surface combustion burner itself is improved, so that the combustion apparatus is capable of low NOx combustion over a wide load range. be able to.
以上のように、本発明に係るガスタービン燃焼装置によれば、一次燃焼領域を形成させる面燃焼バーナとは別に、二次燃焼領域を形成させる追焚バーナを設けることにより、面燃焼バーナによる低NOx燃焼という利点を維持し、かつ面燃焼バーナの負荷増大による焼損を回避しつつ、広い負荷範囲にわたって低NOx燃焼が可能となる。 As described above, according to the gas turbine combustion apparatus according to the present invention, by providing the remedy burner for forming the secondary combustion region separately from the surface combustion burner for forming the primary combustion region, Low NOx combustion is possible over a wide load range while maintaining the advantage of NOx combustion and avoiding burnout due to increased load of the surface combustion burner.
以下、本発明の実施形態を図面に従って詳細に説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る燃焼装置が適用されるガスタービンエンジンを示す簡略構成図である。ガスタービンエンジンGTは圧縮機1、燃焼装置2およびタービン3を主構成要素として構成されており、圧縮機1から供給される圧縮空気を燃焼装置2で燃焼させ、それにより発生する高圧の燃焼ガスをタービン3に供給する。圧縮機1は回転軸5を介してタービン3に連結されて、このタービン3によって駆動される。このガスタービンエンジンGTの出力により、発電機または航空機のロータのような負荷4を駆動する。燃焼装置2には、燃料供給装置7から送給される燃料が、燃料制御装置9を介して供給される。燃焼装置2には、キャン型、アニュラー型があるが、本発明に係る実施形態では、主にキャン型について説明する。なお、本発明はアニュラー型にも適用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a simplified configuration diagram showing a gas turbine engine to which a combustion apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied. The gas turbine engine GT includes a compressor 1, a
図2は図1の実施形態に係る燃焼装置2を示す断面図である。この燃焼装置2は、エンジン回転軸心の周りに環状に複数個配置されるもので、内側に燃焼室10を形成する燃焼筒12と、多数の孔が形成された噴射面14aを有する面燃焼バーナ14Aと、燃焼筒12の側壁12aに配置された追焚バーナ18とを備えている。燃焼筒12および面燃焼バーナ14Aは、燃焼装置2の外筒となる円筒状のハウジングHに同心状に、すなわち共通の軸心Oを有して収容されている。
FIG. 2 is a sectional view showing the
前記ハウジングHは、その上流側を形成するハウジング上流部Huと、下流側を形成するハウジング下流部Hdとを主な構成要素としており、ハウジング上流部Huとハウジング下流部Hdとは、それぞれの接合側端部に設けられた環状のフランジ20,22を介してボルト24により連結されている。また、ハウジングHは、その下流側端に設けられたフランジ26を介して、圧縮機1およびタービン3を含むエンジン本体のメインハウジング(図示せず)にボルト(図示せず)により結合されている。一方、ハウジングHの上流側端にはエンドカバー28がボルト30により固定されている。
The housing H is mainly composed of a housing upstream portion Hu that forms the upstream side and a housing downstream portion Hd that forms the downstream side. The housing upstream portion Hu and the housing downstream portion Hd are joined to each other. The
前記燃焼筒12の上流端には、一端に環状のフランジ部32aを有する支持筒32の他端がボルト34によって連結されており、支持筒32のフランジ部32aをハウジングHのハウジング上流部Huのフランジ20にボルト36で連結することにより、燃焼筒12の上流端部がハウジングHに固定されている。燃焼筒12の頂壁中央は、上流側に凹入しており、この凹入部における中央に円形の連通孔16が形成され、この連通孔16の周縁部分がバーナ取付座15とされている。燃焼筒12への面燃焼バーナ14Aの取付構造については、後に詳述する。
The other end of the
燃焼筒12の下流端部は、タービン部への燃焼ガス導入路である遷移ダクト(図示せず)の入口部に支持されている。ハウジングHと燃焼筒12との間に、圧縮機1からの圧縮空気を矢印Aで示すように燃焼筒12に対し上流方向に導く空気通路40が形成されている。さらに、この空気通路40に面して、支持筒32の側壁を形成する周壁に複数の空気導入孔42が周方向に並んで設けられ、空気通路40を通って送られてきた圧縮空気Aが、支持筒32,ハウジングHの上流部Huおよびエンドカバー28によって形成される空気導入空間44に導入される。
A downstream end portion of the
燃焼筒12の上流側の周壁には、1つ又は複数の点火プラグ46が、ハウジングHを貫通してハウジングHに固定されており、面燃焼バーナ14Aの噴射面14aから噴射された予混合気Pに点火して、燃焼筒12の上流部において一次燃焼領域S1を形成させる。また、燃焼筒12における一次燃焼領域S1よりも下流側には、短いパイプを貫通させて形成された複数の希釈用空気孔48が配設されており、ハウジングHにおける各希釈用空気孔48に対向する部分に、第2のバーナである複数の追焚バーナ18が、各々の先端部を希釈用空気孔48に臨ませてハウジングHのハウジング下流部Hdに取り付けられている。この追焚バーナ18は、燃料を希釈用空気孔48を通じて燃焼筒12内に噴射して、燃焼室10内で一次燃焼領域S1の下流側に二次燃焼領域S2を形成させる。追焚バーナ18は、燃焼筒12の軸心Oに沿ってほぼ同一の位置、すなわち、ほぼ同一の軸心方向位置に、円周方向に等間隔に複数設けられて、追焚バーナ段18Sを形成している。図2の実施形態ではこの追焚バーナ段18Sを軸心方向に離間して2段設けているが、燃焼装置2に要求される燃焼負荷や寸法などによって、1段としてもよく、3段以上としてもよい。なお、追焚バーナ18を予混合式のバーナとしてもよい。
One or a plurality of
面燃焼バーナ14Aは、平坦面形状の噴射面14aを有する面燃焼部材50A、面燃焼部材50Aに向けて予混合気Pを案内するノズル52、バーナ取付座15の連通孔16およびノズル52を介して面燃焼部材50Aに予混合気Pを供給するミキサ54、および燃料Fをミキサ54に導入する燃料導入通路56を備えている。面燃焼部材50Aは、軸心方向に貫通する多数の孔を有する円板状の部材であり、その円板形状の中心が燃焼筒12の軸心O上に配置されて、噴射面14aが軸心Oに垂直となるように設定されている。本実施形態においては、メタルニットによって面燃焼部材50Aを形成しているが、これに限らず、軸心方向に貫通する多数の孔がほぼ均一に分布している部材であれば、面燃焼部材50Aとして使用することができる。例えば、ステンレス板のような金属板にパンチングによって孔を開けたパンチングプレート、金属粉、金属繊維、金属網等を焼結した焼結金属、あるいは金属網を積層したものを用いることが可能である。
The
ノズル52は上流端の外周に環状のフランジ部52aを有する円筒状の部材であり、他端に面燃焼部材50Aが接合されている。ノズル52の上流側に配置されるミキサ54もほぼ円筒状の部材であり、その下流側端には、ノズル52のフランジ部52aに対応する環状のフランジ部54aが設けられている。面燃焼バーナ14Aと燃焼筒12との連結は、次のようにして行われる。凹状のバーナ取付座15にノズル52のフランジ部52aを嵌め込み、バーナ取付座15を、ノズル52の上流側端のフランジ部52aとミキサ54の下流側端のフランジ部54aとの間に介在させて、ボルト55をミキサ54のフランジ部54aおよびバーナ取付座15の各挿通孔に挿通し、ノズル52のフランジ部52aに設けたねじ孔にねじ込むことにより、ミキサ54およびノズル52をバーナ取付座15に取り付けている。
The
燃料導入通路56の本体部56aは、ミキサ54よりも小径の円筒部材により形成されており、その下流側端の外周部とミキサ54の内周部との間に、軸心Oから径方向に放射状に延びる6〜8本の円管からなるスポーク56bが設けられている。スポーク56bの背面には、図3の背面図に示すように、下流側に向く複数の噴射孔56dが径方向に離間して形成されている。図2の燃料導入通路56の本体部56aを通過した燃料Fは、さらにスポーク56bの内方を通って、噴射孔56dからミキサ54内へ噴射される。上記のように6〜8本のスポーク56bを設けることにより、ミキサ54内へ燃料Fを均一に噴射することができる。一方、ミキサ54の上流開口である空気導入口54bから空気Aがミキサ54内に導入され、スポーク56bの噴射孔56dから噴射された燃料Fと混合される。スポーク56bのさらに下流側には、燃料Fと空気Aの予混合を促進するための予混合体58が取り付けられている。予混合体58は、金属板に複数の孔を開けた板材を用いているが、軸心方向に貫通する多数の孔がほぼ均一に分布している部材であればよい。例えば、ステンレス板のような金属板にパンチングによって孔を開けたパンチングプレート、金属粉、金属繊維、金属網等を焼結した焼結金属、あるいは金属網を積層したものを用いることが可能である。なお、この予混合体58は軸心方向に離間させて複数設けてもよく、あるいは省略してもよい。
The
次に、本実施形態に係る燃焼装置2の動作について説明する。図2に示すように、燃料導入通路56から導入された燃料Fは、スポーク56bの内方を通って、噴射孔56dからミキサ54内へ噴射され、一方、燃焼筒12の外側の空気通路40および空気導入孔42を経て空気導入空間44に導入された圧縮空気Aは、面燃焼バーナ14Aの空気導入口54bからミキサ54の内方空間に導入される。燃料Fと圧縮空気Aとは、スポーク56bおよび予混合体58によって希薄な予混合気Pとして混合され、面燃焼部材50Aの表面にほぼ均一に分布する多数の孔を介して噴射面14aから燃焼室10内に噴射される。このとき、希薄な予混合気Pが、噴射面14aから広く均一に分散して噴射されるため、この予混合気Pに点火プラグ46で点火して形成させる一次燃焼領域S1においては、火炎の断熱温度は全体として低く抑えられ、また局所的に高温となる領域が形成されることもないため、NOxの発生量は低く抑えられる。
Next, operation | movement of the
低負荷燃焼時には面燃焼バーナ14Aのみを作動させるが、高負荷燃焼時には、面燃焼バーナ14Aによる一次燃焼領域S1での燃焼負荷を変動させることなく、追焚バーナ18から負荷に応じた量の燃料を噴射して、一次燃焼領域S1の下流側に二次燃焼領域S2を形成させることによって、高負荷時の負荷変動に対応する。このとき、一次燃焼領域S1で発生した高温の燃焼ガス中に、空気および燃料を投入することにより、二次燃焼領域S2では、燃料によるNOx還元作用および高温低酸素燃焼でのNOx排出量の低減効果により、一次燃焼領域での希薄予混合燃焼による低NOxと相まって、燃焼装置2全体でNOx排出量が低減されるとともに、要求される必要負荷を満足することが可能となる。その結果、一次燃焼領域S1においてNOx発生量が抑えられる状態は維持され、かつ、追加分の負荷を二次燃焼領域S2からの出力で補うことができるので、燃焼装置2全体として対応できる負荷変動範囲が広くなる。本実施形態に係る燃焼装置2において全負荷の30%を追焚バーナ18に負担させた場合と、従来の平面燃焼バーナのみを備え追焚バーナ18を有しない燃焼装置において全負荷を平面燃焼バーナに負担させた場合とで、高負荷燃焼の比較実験を行ったところ、本実施形態のNOx排出量は、従来のものに比べて約半分に低減されていた。さらには、高負荷燃焼時でも、噴射面14aにおける予混合気濃度の不均一によって引き起こされる面燃焼バーナ14Aの焼損を防止することができた。なお、追焚バーナ18に負担させる負荷は、NOx抑制のために、全負荷の50%未満であり、好ましくは40%未満である。
Only the
なお、上記の第1実施形態においては、面燃焼バーナとして、平坦面形状の噴射面14aを有する面燃焼バーナ14Aを用いたが、噴射面の形状は、曲面を含む下流側へ向かって膨出した形状であってもよい。例えば、図4に示す第2実施形態のように、円錐面形状の噴射面14Baを有する面燃焼バーナ14Bを使用することができる。面燃焼バーナ14Bは、第1実施形態において、平坦面形状を有する面燃焼部材50Aを、燃焼筒12と同心で下流側に向かって先細りの円錐形状を有する面燃焼部材50Bに置き換えたものであり、そのほかの構造は第1実施形態と同様である。
In the first embodiment, the
さらに、図5〜図10にそれぞれ示す第3〜第8実施形態のように、面燃焼バーナとして、第1実施形態における面燃焼部材50Aを以下の各形状を有する面燃焼部材50C〜50Hに置き換えたものを用いることもできる。
Further, as in the third to eighth embodiments shown in FIGS. 5 to 10, as a surface combustion burner, the
図5に示す第3実施形態の面燃焼部材50Cは、燃焼筒12と同心の、円筒部50Caと下流端面を閉じる端壁部50Cbとからなる円筒形状を有する。端壁部50Cbは軸心Oに垂直な平坦面であり、円筒部50Caおよび端壁部50Cbが面燃焼バーナ14Cの噴射面14Caを形成している。
A
図6に示す第4実施形態の面燃焼部材50Dは、燃焼筒12の軸心Oを回転対称軸とする曲面形状、より具体的には、下流側に向かって膨出する半球形状を有する。半球の球面全体が面燃焼バーナ14Dの噴射面14Daを形成している。
The
図7に示す第5実施形態の面燃焼部材50Eは、燃焼筒12と同心の、多角筒部50Eaと下流端を閉じる端壁部50Ebとからなる多角筒形状を有する。本実施形態では六角筒形状としている。円筒部50Eaおよび端壁部50Ebが面燃焼バーナ14Eの噴射面14Eaを形成している。
The
図8に示す第6実施形態の面燃焼部材50Fは、燃焼筒12と同心の、燃焼室10の上流から下流に向かって先細りの多角錐形状を有する。本実施形態では六角錘としている。多角錐面全体が面燃焼バーナ14Fの噴射面14Faを形成している。
The
図9に示す第7実施形態の面燃焼部材50Gは、燃焼筒12と同心の、燃焼室10の上流から下流に向かって先細りの円錐台形状を有しており、円錐部50Gaと下流端面を閉じる端壁部50Gbとからなる。端壁部50Gbは軸心Oに垂直な平坦面であり、円錐部50Gaおよび端壁部50Gbが燃焼バーナ14Gの噴射面14Gaを形成している。
The
図10に示す第8実施形態の面燃焼部材50Hは、燃焼室10の上流から下流に向かって先細りの多角錐台形状を有しており、燃焼筒12と同心の、多角錐部50Haと下流端面を閉じる端壁部50Hbとからなる。本実施形態では六角錐台としている。端壁部50Hbは軸心Oに垂直な平坦面であり、多角錐部50Haおよび端壁部50Hbが燃焼バーナ14Hの噴射面14Haを形成している。
The
上記の各実施形態における面燃焼部材50B〜50Hとして、メタルニットと金属網とを積層した板状部材、ステンレス板のような金属板にパンチングによって孔を開けたパンチングプレート、金属粉、金属繊維、金属網等を焼結した焼結金属、あるいは金属網を積層したものを用いることが可能である。
As the
燃焼装置2に面燃焼バーナ14Aの代わりに面燃焼バーナ14B〜14Hを使用しても、予混合気Pが広い面に渡って均等に分散噴射されるため、低NOx燃焼が可能である。さらに、噴射面14Ba〜14Haの各面積が、第1実施形態の噴射面14aの面積よりも増大し、燃焼室10内に噴射できる予混合気量が増加することにより、面燃焼バーナ14Aよりも高負荷まで良好な予混合燃焼が可能となる。したがって、追焚バーナ18の効果と併せて、燃焼装置2全体としての燃焼負荷を一層大きくすることができる。
Even if the
2 燃焼装置
10 燃焼室
12 燃焼筒
14A〜14H 面燃焼バーナ
14a,14Ba〜14Ha 噴射面
18 追焚バーナ
50A〜50H 面燃焼部材
54 ミキサ
P 予混合気
S1 一次燃焼領域
S2 二次燃焼領域
O 燃焼筒の軸心
2
Claims (11)
多数の孔が形成された噴射面から予混合気を前記燃焼室の上流部に噴射して一次燃焼領域を形成させる面燃焼バーナと、
前記燃焼筒の側壁に配置され、前記一次燃焼領域の下流側に二次燃焼領域を形成させる追焚バーナとを備えるガスタービン燃焼装置。 A combustion cylinder having a cylindrical side wall and forming a combustion chamber inside;
A surface combustion burner for injecting premixed gas from an injection surface formed with a large number of holes to an upstream portion of the combustion chamber to form a primary combustion region;
A gas turbine combustion apparatus comprising: a combustor burner disposed on a side wall of the combustion cylinder and forming a secondary combustion region downstream of the primary combustion region.
3. The gas turbine combustion apparatus according to claim 1, wherein an injection surface of the surface combustion burner has a polygonal truncated pyramid shape that tapers from upstream to downstream of the combustion chamber.
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