JP2556798B2 - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

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JP2556798B2
JP2556798B2 JP4154275A JP15427592A JP2556798B2 JP 2556798 B2 JP2556798 B2 JP 2556798B2 JP 4154275 A JP4154275 A JP 4154275A JP 15427592 A JP15427592 A JP 15427592A JP 2556798 B2 JP2556798 B2 JP 2556798B2
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combustion
combustion chamber
air
burner
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信一 大賀
潤一 北嶋
武清 木村
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、燃焼にともなって発
生する窒素酸化物(NOx)の排出量の低減化、つまり
低N0x化を達成するようになされたガスタービンの燃
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 combustor for a gas turbine, which is designed to reduce the amount of nitrogen oxide (NOx) produced during combustion, that is, to reduce NOx. .

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ガス
タービンの燃焼器において、低NOx燃焼を実現する手
段として、例えば特公平1−30055号公報に開示さ
れているように、燃焼室内に複数個の予混合燃焼式のメ
インバーナを配置し、これらメインバーナの燃焼作動数
を負荷に応じて制御するようになしたマルチバーナ燃焼
器が知られている。このマルチバーナ燃焼器によれば、
それ以前から行われていた低NOx化の手段の一つで、
燃焼室内に水や蒸気を噴射して燃焼火炎温度を低下させ
る方法のもつ欠点、すなわち、エンジン熱効率の低下
(水噴射の場合)、悪い水質によるタービン等の腐蝕に
ともなうエンジンの寿命低下、さらには水質を良くする
ための前処理に要する設備および維持管理費の高騰など
の欠点を克服することができるとともに、性能の低下を
抑えつつ、大幅な低NOx化を達成することができると
いう優れた効果を有している。
2. Description of the Related Art As a means for realizing low NOx combustion in a gas turbine combustor, as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 1-30055, a plurality of combustion chambers are provided. There is known a multi-burner combustor in which main burners of the premixed combustion type are arranged and the number of combustion operations of these main burners is controlled according to the load. According to this multi-burner combustor,
It is one of the means of reducing NOx that was carried out before that,
Disadvantages of the method of lowering the combustion flame temperature by injecting water or steam into the combustion chamber, namely, lowering the engine thermal efficiency (in the case of water injection), shortening the life of the engine due to corrosion of the turbine etc. due to bad water quality, An excellent effect that it is possible to overcome the drawbacks such as a rise in equipment and maintenance costs required for pretreatment for improving water quality, and to achieve a significant reduction in NOx while suppressing deterioration in performance. have.

【0003】反面、上記のようなマルチバーナ燃焼器に
おいては、予混合燃焼にともない、着火・起動時の火炎
が不安定であること、負荷変動が頻繁な場合、複数個の
バーナのオン/オフ回数が増えて燃焼が不安定になりや
すいこと、予混合部への逆火を生じやすいこと、などの
問題点を有していた。
On the other hand, in the above-mentioned multi-burner combustor, the flames at the time of ignition / starting are unstable due to premixed combustion, and when the load changes frequently, a plurality of burners are turned on / off. There are problems that the number of times increases and combustion tends to be unstable, and that flashback to the premixing section is likely to occur.

【0004】このようなマルチバーナ燃焼器のもつ問題
点を解消できるガスタービンの燃焼器として、本出願人
は、先に特願平2−149688号に開示されているよ
うに、燃焼室の中央部に燃料を直接燃焼室内に噴出する
拡散燃焼式のパイロットバーナを設けるとともに、この
パイロットバーナの周囲に複数個の予混合燃焼式のメイ
ンバーナを配置し、その複数個のメインバーナを負荷の
変動に応じて作動制御するようにしたものを提案してい
る。この先に提案したガスタービンの燃焼器(以下、先
行技術と称す)によれば、燃焼室の中央部に設けたパイ
ロットバーナが拡散燃焼式であって、常に良好な保炎効
果を有しているため、着火・起動時はもちろん、急激な
負荷変動があっても燃焼を安定よく保持することがで
き、また、各メインバーナの燃料噴出ノズルを分散型と
することにより、燃料と空気との混合距離・スペースを
大きくしなくても、逆火の発生を概ね防止することがで
きるという効果を奏する。
As disclosed in Japanese Patent Application No. 2-149688, the applicant of the present application has proposed a combustor for a gas turbine capable of solving the problems of the multi-burner combustor as described above. A diffusion combustion type pilot burner that directly injects fuel into the combustion chamber is installed in this section, and multiple premixed combustion type main burners are arranged around this pilot burner. It is proposed that the operation is controlled according to the above. According to the previously proposed gas turbine combustor (hereinafter referred to as "prior art"), the pilot burner provided in the central portion of the combustion chamber is a diffusion combustion type and always has a good flame holding effect. Therefore, it is possible to maintain stable combustion not only at the time of ignition / start-up, but also when there is a sudden load change, and the fuel injection nozzles of each main burner are distributed so that the fuel and air are mixed. Even if the distance and space are not increased, it is possible to substantially prevent the occurrence of flashback.

【0005】ところで、上記した先行技術において、メ
インバーナは、燃焼室側の端部に旋回スワーラを設けた
空気流入管内に分散型ノズルを有する燃料管を挿嵌して
構成されているものであり、燃焼作動時にメインバーナ
における旋回スワーラ内側のボス部が過熱されやすく、
その過熱されたボス部に上記空気流入管内で予混合され
旋回スワーラを通って燃焼室内に噴出される混合気が接
触することにより、逆火を発生しやすいという課題が残
されていた。
By the way, in the above-mentioned prior art, the main burner is constructed by inserting a fuel pipe having a dispersion type nozzle into an air inflow pipe having a swirl swirler at the end portion on the combustion chamber side. The boss inside the swirl swirler in the main burner is easily overheated during combustion operation,
The overheated boss portion is contacted with the air-fuel mixture that is premixed in the air inflow pipe and is ejected into the combustion chamber through the swirling swirler, which causes a problem that flashback is likely to occur.

【0006】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、上述の先行技術による効果を達成できるだけでな
く、簡単な構成改良を施すだけで、予混合燃焼時の逆火
の発生を確実に防止することができるガスタービンの燃
焼器を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and not only can achieve the effects of the above-mentioned prior art, but can also prevent the occurrence of flashback during premixed combustion only by making a simple structural improvement. It is an object of the present invention to provide a combustor of a gas turbine that can be manufactured.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項1に係るガスタービンの燃焼器
は、燃焼室の中央部に燃料を直接燃焼室内に噴出する拡
散燃焼式のパイロットバーナを設けるとともに、このパ
イロットバーナの周囲に複数個の予混合燃焼式のメイン
バーナを配置し、これらメインバーナは、燃焼室側の端
部に旋回スワーラを設けた空気流入管内に分散型ノズル
を有する燃料管を挿嵌して構成されているガスタービン
の燃焼器において、上記メインバーナにおける旋回スワ
ーラ内側のボス部に上記空気流入管に連通する空気通路
を形成し、この空気通路に流入した空気を燃焼室に向け
て噴出する空気噴出孔を上記ボス部の先端部に形成した
ものである。
In order to achieve the above object, a combustor for a gas turbine according to claim 1 of the present invention is a diffusion combustion type in which fuel is directly injected into the center of the combustion chamber into the combustion chamber. A pilot burner is installed, and a plurality of premixed combustion type main burners are arranged around this pilot burner.The main burners are equipped with a swirl swirler at the end on the combustion chamber side. In a combustor of a gas turbine that is configured by inserting a fuel pipe having an air passage, an air passage communicating with the air inflow pipe is formed in a boss portion inside the swirl swirler of the main burner, and the air passage is introduced into the air passage. An air ejection hole for ejecting air toward the combustion chamber is formed at the tip of the boss portion.

【0008】また、この発明の請求項2のガスタービン
の燃焼器は、燃焼室の一端側に配置されたエンドカバー
に同心円状の複数の燃料通路が形成されており、これら
燃料通路を、上記パイロットバーナを中心として互いに
180°離れた箇所に配置された2個を一組とする複数
組のメインバーナの燃料管に接続したものである。
Further, in the combustor of the gas turbine according to claim 2 of the present invention, a plurality of concentric fuel passages are formed in the end cover arranged at one end side of the combustion chamber, and these fuel passages are formed as described above. It is connected to the fuel pipes of a plurality of sets of main burners, one set of which is arranged at a position 180 ° apart from each other around the pilot burner.

【0009】[0009]

【作用】この発明の請求項1によれば、燃焼室の中央部
に設けられたパイロットバーナが拡散燃焼式であるか
ら、良好な保炎効果を発揮して、その周囲に配置したメ
インバーナへの火移りが確実、容易で、着火・起動時の
燃焼火炎の安定化が図れるとともに、頻繁な負荷変動に
ともないメインバーナのオン/オフ回数が多くなって
も、燃焼を安定よく保持することが可能で、負荷の変動
に応じたメインバーナの1本当たりの等量比の変化によ
って低NOx燃焼を確実に維持することができる。ま
た、メインバーナでの予混合燃焼時において、空気流入
管内に流入した空気の一部が旋回スワーラ内側のボス部
に形成された空気通路を通って、ボス部の先端部の空気
噴出孔から燃焼室に向けて噴出され、その空気によって
上記ボス部が冷却されるために、ボス部の過熱を防ぎ、
予混合燃焼時の逆火を防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the pilot burner provided in the central portion of the combustion chamber is of the diffusion combustion type, it exerts a good flame holding effect to the main burners arranged around it. The transfer of fire is reliable and easy, and the combustion flame at the time of ignition / starting can be stabilized, and even if the number of times the main burner is turned on / off increases due to frequent load changes, stable combustion can be maintained. It is possible, and the low NOx combustion can be reliably maintained by the change of the equivalence ratio per main burner according to the change of the load. Also, during premixed combustion in the main burner, part of the air flowing into the air inflow pipe passes through the air passage formed in the boss inside the swirl swirler, and burns from the air ejection hole at the tip of the boss. Since it is jetted toward the chamber and the air cools the boss, the boss is prevented from overheating,
It is possible to prevent flashback during premixed combustion.

【0010】また、請求項2によれば、燃焼室の一端側
に配置されたエンドカバーに同心円状に形成された複数
の燃料通路が、対称的に配置された2個を一組とする複
数組のメインバーナの燃料管に接続されているので、各
メインバーナへの燃料の配分を均等化しやすく、これに
よって、所定の低NOx燃焼を安定よく行うことができ
る。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of fuel passages, which are concentrically formed in the end cover arranged at one end of the combustion chamber, are arranged in a symmetrical manner. Since it is connected to the fuel pipes of the main burners of the group, it is easy to equalize the distribution of the fuel to the main burners, and thereby a predetermined low NOx combustion can be stably performed.

【0011】[0011]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図1は、この発明の一実施例によるガスタ
ービンの燃焼器を示す断面図、図2は図1のA−A線に
沿った断面図である。両図において、1は円筒状の外
筒、2は外筒1内に収納された円筒状の燃焼室であり、
上記外筒1の一端側にはフランジ1a,3aを介してエ
ンジン(図示せず)の外壁3がボルト・ナットにより結
合されているとともに、外筒1の他端側にはエンドカバ
ー4がボルト5により固定されており、さらに上記燃焼
室2のエンドカバー4側の端部は蓋板6により閉塞され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a sectional view showing a combustor of a gas turbine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. In both figures, 1 is a cylindrical outer cylinder, 2 is a cylindrical combustion chamber housed in the outer cylinder 1,
An outer wall 3 of an engine (not shown) is coupled to one end of the outer cylinder 1 via flanges 1a and 3a by bolts and nuts, and an end cover 4 is bolted to the other end of the outer cylinder 1. The end portion on the end cover 4 side of the combustion chamber 2 is closed by a cover plate 6.

【0012】7は燃料を直接燃焼室2内に噴出する拡散
燃焼式のパイロットバーナで、上記燃焼室2の中央部に
1つだけ設けられている。8は燃料と空気とを混合させ
たのちにその混合気を燃焼室2内に拡散させて噴出する
予混合燃焼式のメインバーナであって、上記パイロット
バーナ7の周囲で、かつそのパイロットバーナ7に近接
させて円周方向に等間隔を隔てて8個が配置されてい
る。これらパイロットバーナ7およびメインバーナ8は
ともに、上記蓋板6を貫通してその先端が燃焼室2内に
突出するように設けられている。
Reference numeral 7 is a diffusion combustion type pilot burner for directly injecting fuel into the combustion chamber 2, and only one is provided in the central portion of the combustion chamber 2. Reference numeral 8 denotes a premixed combustion type main burner that mixes fuel and air and then diffuses the mixture into the combustion chamber 2 and ejects the mixture, around the pilot burner 7 and in the pilot burner 7. And eight of them are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Both the pilot burner 7 and the main burner 8 are provided so as to penetrate the cover plate 6 and have their tips protruding into the combustion chamber 2.

【0013】上記パイロットバーナ7は、図3に明示し
たように、円環状の旋回スワーラ9を内嵌するパイロッ
ト用の空気流入管10とこの空気流入管10内に同心状
に嵌合保持されたパイロット燃料管11とこのパイロッ
ト燃料管11の先端部に固定されたパイロット用(保炎
用)多孔ノズル12とから構成されており、上記パイロ
ット燃料管11がパイロット燃料供給管13に接続され
ている。上記パイロット用多孔ノズル12の噴孔12a
は、図4に示すように、斜め外方に向かって開口し、か
つ円周方向に等間隔を隔てて複数個形成されている。
As shown in FIG. 3, the pilot burner 7 is fitted and held concentrically with the pilot air inflow pipe 10 into which an annular swirl swirler 9 is fitted. It is composed of a pilot fuel pipe 11 and a pilot (flame holding) multi-hole nozzle 12 fixed to the tip of the pilot fuel pipe 11, and the pilot fuel pipe 11 is connected to a pilot fuel supply pipe 13. . Injection hole 12a of the multi-hole nozzle 12 for pilot
As shown in FIG. 4, a plurality of are opened obliquely outward and are formed at equal intervals in the circumferential direction.

【0014】上記メインバーナ8は、図5に明示するよ
うに、円環状の旋回スワーラ14を内嵌する空気流入管
15とこの空気流入管15内に同心状に嵌合保持された
燃料管16とこの燃料管16の先端部に固定されて上記
旋回スワーラ14に対向位置させた分散型ノズル17と
から構成されており、上記燃料管16が燃料供給管18
に接続されている。上記分散型ノズル17は、図6に示
すように、燃料管16の先端部から半径方向に放射状に
延び、かつ先端が閉じられた複数本(図では6本で示す
が、それ以下でも以上でもよい)のパイプ17Aにそれ
ぞれ燃料管16に対して直角な平面に位置するように多
数の噴孔17aが形成されて構成されている。
As shown in FIG. 5, the main burner 8 has an air inlet pipe 15 into which an annular swirler 14 is fitted, and a fuel pipe 16 concentrically fitted and held in the air inlet pipe 15. And a dispersion type nozzle 17 fixed to the tip of the fuel pipe 16 and positioned to face the swirl swirler 14, and the fuel pipe 16 is connected to the fuel supply pipe 18.
It is connected to the. As shown in FIG. 6, the dispersion-type nozzles 17 extend radially from the tip of the fuel pipe 16 in a radial direction and have a plurality of ends closed (indicated by 6 in the figure, but less or more than that). A large number of injection holes 17a are formed in each of the (good) pipes 17A so as to be located in a plane perpendicular to the fuel pipes 16.

【0015】また、上記旋回スワーラ14の内側のボス
部14Aには空気通路19が形成されているとともに、
ボス部14Aの錐状先端部には斜め外方に向かって空気
を噴出する空気噴出孔14aが形成されていて、空気流
入管15内に流入した空気の一部を上記空気通路19お
よび噴出孔14aを通して燃焼室2内に噴出させること
により、ボス部14Aの過熱を抑制して予混合燃焼時の
逆火を防止するようになされている。
Further, an air passage 19 is formed in the boss portion 14A inside the swirl swirler 14, and
An air ejection hole 14a for ejecting air obliquely outward is formed at the conical tip portion of the boss portion 14A, and a part of the air that has flowed into the air inflow pipe 15 is formed in the air passage 19 and the ejection hole. By jetting out into the combustion chamber 2 through 14a, overheating of the boss portion 14A is suppressed to prevent flashback during premixed combustion.

【0016】なお、上記した各旋回スワーラ9,14は
ともに、半径方向に延びた羽根が空気流入管10,15
の長手方向に対して所定の角度だけ傾けられた状態で円
周方向に並設されて構成されている。
In each of the swirl swirlers 9 and 14 described above, the blades extending in the radial direction have air inflow pipes 10 and 15.
Are arranged side by side in the circumferential direction while being inclined at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction.

【0017】さらに、上記エンドカバー4には、同心円
状の4つの燃料通路24A〜24Dが形成されており、
それら各燃料通路24A〜24Dが、パイロットバーナ
7を中心にして互いに180°離れた箇所に配置された
2個を一組とする4組のメイスンーナ8における燃料供
給管18にそれぞれ接続されているとともに、これら各
燃料通路24A〜24D、上記パイロットバーナ7にお
けるパイロット燃料供給管13がそれぞれ燃料マニホー
ルド(図示省略)に接続されている。なお、図1中、3
8は点火栓である。
Further, the end cover 4 is formed with four concentric fuel passages 24A to 24D,
The fuel passages 24A to 24D are respectively connected to the fuel supply pipes 18 in the four sets of the masonna 8 including two sets arranged at positions 180 ° apart from each other around the pilot burner 7. The fuel passages 24A to 24D and the pilot fuel supply pipe 13 of the pilot burner 7 are connected to a fuel manifold (not shown). In addition, in FIG.
Reference numeral 8 is a spark plug.

【0018】つぎに、上記構成のガスタービンの燃焼器
における動作について説明する。パイロットバーナ7に
おいては、空気圧縮機(図示せず)から送給される圧縮
空気が空気流入管10に矢印Aのように流入し、旋回ス
ワーラ9を通って渦巻きながら燃焼室2内に拡散されて
供給されるとともに、燃料管11に供給された燃料は多
孔ノズル12の噴孔12aから燃焼室2内に噴出され
て、上記渦巻き状に空気により瞬間に拡散される。この
とき、渦巻きの中心部には安定した保炎部が形成される
ことになる。
Next, the operation of the combustor of the gas turbine having the above structure will be described. In the pilot burner 7, compressed air supplied from an air compressor (not shown) flows into the air inflow pipe 10 as indicated by an arrow A, and is diffused into the combustion chamber 2 while swirling through the swirling swirler 9. The fuel supplied to the fuel pipe 11 is jetted into the combustion chamber 2 through the injection holes 12a of the multi-hole nozzle 12 and is instantaneously diffused by the air in the spiral shape. At this time, a stable flame holding portion is formed at the center of the spiral.

【0019】一方、メインバーナ8においては、上記圧
縮空気が空気流入管15に矢印Bのように流入するとと
もに、エンドカバー4に形成された同心円状の4つの燃
料通路24A〜24D内に供給された燃料は、互いに1
80°離れた箇所に配置された2個を一組とするメイン
バーナ8の各燃料管16に均等に配分されたのち、分散
型ノズル17の噴孔17aから上記空気流入管15内に
噴出されて、上記の空気と混合された後、旋回スワーラ
14を通って燃焼室2内に拡散されて噴出される。ここ
で、燃料は分散型ノズル17の噴孔17aから空気流入
管15内に分散されて噴出されるので、その噴孔17a
から旋回スワーラ14までの距離が短くても、空気と充
分に混合される。そして、点火栓38によりパイロット
バーナ7への着火が行われると、このパイロットバーナ
7の周囲に近接して配置されているメインバーナ8への
着火が確実、容易に行われ、これによって、燃焼室2内
で所定の燃焼が行われてエンジン駆動のための高圧の燃
焼ガスを発生する。
On the other hand, in the main burner 8, the compressed air flows into the air inflow pipe 15 as shown by the arrow B and is supplied into the four concentric fuel passages 24A to 24D formed in the end cover 4. The fuel is one to the other
After being evenly distributed to the fuel pipes 16 of the main burner 8 which is a set of two units arranged at 80 ° apart, they are jetted into the air inflow pipe 15 from the injection holes 17a of the dispersion type nozzle 17. Then, after being mixed with the above-mentioned air, it is diffused into the combustion chamber 2 through the swirling swirler 14 and ejected. Here, since the fuel is dispersed and ejected from the injection hole 17a of the dispersion type nozzle 17 into the air inflow pipe 15, the injection hole 17a is formed.
Even if the distance from the swirl swirler 14 to the swirler 14 is short, it is sufficiently mixed with the air. When the pilot burner 7 is ignited by the spark plug 38, the main burner 8 arranged close to the periphery of the pilot burner 7 is surely and easily ignited, whereby the combustion chamber Predetermined combustion is carried out in 2 to generate high pressure combustion gas for driving the engine.

【0020】上記のような燃焼状態において、拡散燃焼
は中央部のパイロットバーナ7だけであり、あとは全て
メインバーナ8による予混合燃焼であるから、NOxの
発生量は十分に低減される。また、メインバーナ8にお
いては、上記空気流入管15内に流入した空気の一部が
旋回スワーラ14内側のボス部14Aに形成された空気
通路19を通り、そのボス部14Aの錐状先端部に形成
された孔14aから斜め外方に向かって燃焼室2内に噴
出されており、この空気により、ボス部14Aの過熱が
抑制されるので、予混合燃焼時の逆火が防止される。
In the above combustion state, the diffusion combustion is performed only by the pilot burner 7 in the central portion and the rest is premixed combustion by the main burner 8. Therefore, the amount of NOx generated is sufficiently reduced. Further, in the main burner 8, a part of the air flowing into the air inflow pipe 15 passes through the air passage 19 formed in the boss portion 14A inside the swirl swirler 14 and reaches the conical tip portion of the boss portion 14A. The air is ejected obliquely outward from the formed hole 14a into the combustion chamber 2, and the air suppresses overheating of the boss portion 14A, so that flashback during premixed combustion is prevented.

【0021】ところで、上記構成のガスタービンの燃焼
器においては、負荷の変動に応じて燃焼作動させるメイ
ンバーナ8の数を変更することにより、全負荷範囲にお
いて低NOxで安定した燃焼が行われる。すなわち、図
7は負荷運転時におけるバーナの燃焼作動状況を示し、
図8は燃焼起動時における弁制御方法を示す図であっ
て、円周方向に180°の間隔を置いて位置する2個の
メインバーナ8,8を一組(M1)として、負荷割合に
応じて、4組(M1,M2,M3,M4)それぞれに対
応する燃料遮断弁(図示せず)を順次開にして、燃料供
給管18および燃料管16を通して各組のメインバーナ
8に燃料を供給して予混合燃焼させることにより、全負
荷範囲において低NOxで、かつ、高い効率の安定燃焼
を行わせることが可能である。なお、図8において、横
軸はエンジン回転数の割合を示し、縦軸は燃料量であ
る。
By the way, in the combustor of the gas turbine having the above structure, the number of the main burners 8 to be operated for combustion is changed according to the fluctuation of the load, so that stable combustion is performed with low NOx in the entire load range. That is, FIG. 7 shows the combustion operation state of the burner during load operation,
FIG. 8 is a diagram showing a valve control method at the time of starting combustion, in which two main burners 8, 8 positioned at an interval of 180 ° in the circumferential direction are set as a set (M1) and the load ratio is changed. Then, the fuel cutoff valves (not shown) corresponding to each of the four sets (M1, M2, M3, M4) are sequentially opened, and fuel is supplied to the main burner 8 of each set through the fuel supply pipe 18 and the fuel pipe 16. By performing the premixed combustion in this way, it is possible to perform stable combustion with low NOx and high efficiency in the entire load range. In addition, in FIG. 8, the horizontal axis represents the ratio of the engine speed, and the vertical axis represents the fuel amount.

【0022】なお、上記実施例では、メインバーナ8を
8個設け、それを4組に分けて燃焼作動制御するように
したもので説明したが、そのメインバーナ8の数は4個
以上の偶数個であればよい。
In the above embodiment, eight main burners 8 are provided, and the combustion operation is controlled by dividing them into four sets, but the number of main burners 8 is an even number of four or more. Any number will do.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、燃焼室の中央部に拡散燃焼式のパイロットバーナ
を設けることで、良好な保炎効果を発揮して、その周囲
に配置したメインバーナへの火移りを確実、容易にでき
るばかりでなく、着火・起動時の燃焼火炎の安定化を図
ることができ、負荷変動が激しくてメインバーナのオン
/オフ回数が多くなる条件下においても、燃焼を安定よ
く保持させて低NOx燃焼を確実に維持することができ
る。しかも、メインバーナでの予混合燃焼時において、
空気流入管内に流入した空気の一部を旋回スワーラ内側
のボス部に形成された空気通路を通して、ボス部の先端
部の空気噴出孔から燃焼室に向けて噴出させることによ
って、上記ボス部を保冷して該ボス部の過熱を防ぐよう
にしているので、予混合燃焼時の逆火を、簡単な構成改
良によって確実に防止することができて、安全性の向上
を図ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, by providing the diffusion combustion type pilot burner in the central portion of the combustion chamber, a good flame holding effect is exerted and the surrounding area is provided. A condition that not only can reliably and easily transfer the fire to the placed main burner, but also stabilizes the combustion flame at the time of ignition / startup, and the load fluctuations are severe and the number of times the main burner is turned on / off increases. Even under the temperature, the combustion can be stably maintained and the low NOx combustion can be reliably maintained. Moreover, during premixed combustion in the main burner,
Cooling the boss part by injecting a part of the air that has flowed into the air inflow pipe toward the combustion chamber from the air ejection hole at the tip of the boss part through the air passage formed in the boss part inside the swirl swirler. Since the boss portion is prevented from overheating, flashback at the time of premixed combustion can be reliably prevented by a simple configuration improvement, and safety can be improved.

【0024】また、この発明の請求項2によれば、燃焼
室の一端側に配置されたエンドカバーに同心円状に複数
の燃料通路を形成して、これら複数の燃料通路を、対称
的に配置された2個を一組とする複数組のメインバーナ
の燃料管に接続することにより、少ないスペースにして
全体の小形化を図りつつ、各メインバーナへの燃料配分
を均等化しやすく、これによって、所定の低NOx燃焼
をより効果的に行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, a plurality of fuel passages are formed concentrically in the end cover arranged at one end side of the combustion chamber, and the plurality of fuel passages are arranged symmetrically. By connecting to the fuel pipes of a plurality of main burners, one of which is a set of two, it is easy to equalize the fuel distribution to each main burner while achieving a small space and reducing the overall size. The predetermined low NOx combustion can be performed more effectively.

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

【図1】この発明の一実施例によるガスタービンの燃焼
器を示す縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional side view showing a combustor of a gas turbine according to an embodiment of the present invention.

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

【図3】パイロットバーナの拡大縦断面図である。FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a pilot burner.

【図4】図3の多孔ノズルの拡大正面図である。FIG. 4 is an enlarged front view of the multi-hole nozzle of FIG.

【図5】メインバーナの拡大縦断面図である。FIG. 5 is an enlarged vertical sectional view of a main burner.

【図6】図5の分散型ノズルの拡大縦断正面図である。FIG. 6 is an enlarged vertical sectional front view of the dispersion type nozzle of FIG.

【図7】負荷運転時におけるバーナの燃焼作動状況を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a combustion operation state of a burner during load operation.

【図8】燃焼起動時における弁制御方法を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a valve control method at the time of starting combustion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 燃焼室 4 エンドカバー 7 パイロットバーナ 8 メインバーナ 14 旋回スワーラ 14A ボス部 14a 空気噴出孔 15 空気流入管 16 燃料管 17 分散型ノズル 19 空気通路 24A〜24D 燃料通路 2 Combustion chamber 4 End cover 7 Pilot burner 8 Main burner 14 Swirling swirler 14A Boss portion 14a Air ejection hole 15 Air inflow pipe 16 Fuel pipe 17 Dispersion type nozzle 19 Air passage 24A-24D Fuel passage

フロントページの続き (72)発明者 木村 武清 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (56)参考文献 特開 平4−43220(JP,A) 特開 昭61−83813(JP,A)Front Page Continuation (72) Inventor Takesei Kimura 1-1 Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Ltd. Akashi Plant (56) Reference JP-A-4-43220 (JP, A) JP-A-61 -83813 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃焼室の中央部に燃料を直接燃焼室内に
噴出する拡散燃焼式のパイロットバーナを設けるととも
に、このパイロットバーナの周囲に複数個の予混合燃焼
式のメインバーナを配置し、これらメインバーナは、燃
焼室側の端部に旋回スワーラを設けた空気流入管内に分
散型ノズルを有する燃料管を挿嵌して構成されているガ
スタービンの燃焼器において、上記メインバーナにおけ
る旋回スワーラ内側のボス部に上記空気流入管に連通す
る空気通路を形成し、この空気通路に流入した空気を燃
焼室に向けて噴出する空気噴出孔を上記ボス部の先端部
に形成したことを特徴とするガスタービンの燃焼器。
1. A diffusion combustion type pilot burner for directly injecting fuel into the combustion chamber is provided in the center of the combustion chamber, and a plurality of premixed combustion type main burners are arranged around the pilot burner. The main burner is a gas turbine combustor configured by inserting a fuel pipe having a distributed nozzle into an air inflow pipe provided with a swirl swirler at the end on the combustion chamber side, and inside the swirl swirler in the main burner. An air passage communicating with the air inflow pipe is formed in the boss portion, and an air ejection hole for ejecting the air flowing into the air passage toward the combustion chamber is formed at the tip of the boss portion. Gas turbine combustor.
【請求項2】 上記燃焼室の一端側に配置されたエンド
カバーには、同心円状の複数の燃料通路が形成されてお
り、これら燃料通路は、上記パイロットバーナを中心と
して互いに180°離れた箇所に配置された2個を一組
とする複数組のメインバーナの燃料管に接続されている
請求項1のガスタービンの燃焼器。
2. A plurality of concentric fuel passages are formed in an end cover arranged on one end side of the combustion chamber, and these fuel passages are separated from each other by 180 ° about the pilot burner. The combustor for a gas turbine according to claim 1, wherein the combustor is connected to the fuel pipes of a plurality of sets of two main burners arranged in one set.
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