JP2783638B2 - Gas turbine combustion equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、アンモニアを含む低カロリーガスを燃料と
するガスタービン燃焼装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a gas turbine combustion device using low calorie gas containing ammonia as fuel.
（従来の技術） 最近、ガスタービンの燃料の多様化にともない石炭ガ
スなどの低カロリーガスを燃料として使用する研究がな
されている。そして、このような低カロリーガスのもの
は、ガス中にアンモニアを含むものがあり、このような
ガスを燃焼すると、燃焼生成物としてアンモニアの酸化
物であるNOやNO2（以下、Fuel NOxと称する。）を排出
する。(Prior Art) Recently, with the diversification of fuels for gas turbines, studies have been made to use low calorie gas such as coal gas as fuel. Some of such low-calorie gases contain ammonia in the gas, and when such a gas is burned, NO or NO 2 (hereinafter referred to as Fuel NOx), which is an oxide of ammonia, is produced as a combustion product. ) Is discharged.
NOxは、環境規制の対象であり、基準値以下に抑制し
なければならず、従来のガスタービン燃焼装置では、Fu
el NOxの低減技術としてRich−lean燃焼法が知られてい
る。第４図は、このような方法の一例を示すもので、ま
ず、燃料系統１から燃料ノズル２を通って燃焼器３内部
に燃料を導入する。そして、燃焼器３内部に導入した燃
料を燃料過濃燃焼域４に送り込み、過濃燃焼させて燃料
中のアンモニアを分解する。次いで、未燃分を多量に含
む燃料ガスに対し稀薄燃焼用空気孔５から空気を導入し
て稀薄燃焼域６に送り込み、完全燃焼させる。この場
合、稀薄燃焼域６では、分解されたアンモニアが酸化さ
れて水と窒素とFuel NOxになるが、通常の燃焼法に比べ
てFuel NOxの割合を大幅に低減できる。NOx is subject to environmental regulations and must be kept below the reference value.
The Rich-lean combustion method is known as a technique for reducing el NOx. FIG. 4 shows an example of such a method. First, fuel is introduced into the combustor 3 from the fuel system 1 through the fuel nozzle 2. Then, the fuel introduced into the combustor 3 is sent to the fuel-rich combustion zone 4, where the fuel is burnt and the ammonia in the fuel is decomposed. Next, air is introduced from the lean combustion air hole 5 for the fuel gas containing a large amount of unburned components and is sent to the lean combustion region 6 to be completely burned. In this case, in the lean combustion zone 6, the decomposed ammonia is oxidized to water, nitrogen and Fuel NOx, but the ratio of Fuel NOx can be greatly reduced as compared with the normal combustion method.
一方、広い負荷範囲での低NOx燃焼を目的として副燃
焼室を設け、ここに別系統制御の燃料を供給する方法も
考えられている。第５図は、このような方法の一例を示
すもので、まず、燃料系統11から供給される燃料を副燃
料系統12と主燃料系統13に分岐する。副燃料系統12で
は、副制御弁14を介して副燃料室18で燃焼し易い燃空比
で燃焼させるよう副燃料ノズル16を通る燃料の流量を調
整し、主燃料系統13では、主制御弁15を介して燃料を負
荷に対応した流量に調整し、主燃料ノズル17を通って主
燃料室19に供給する。主燃料室19は、燃料過濃燃焼域20
と稀薄燃焼域21を有し、これらの間に稀薄燃焼用空気孔
22を有している。この状態で、燃料過濃燃焼域20では、
定格点において主燃料ノズル17から供給される燃料を通
常の燃焼方法で火炎が形成されないような不十分な空気
を配分する。すると、副燃焼室18からの高温の燃焼ガス
が着火源となり、燃料過濃燃焼域20で火炎が形成され、
燃料過濃燃焼が行われ、燃料中のアンモニアが分解され
る。この状態から未燃分を多量に含む燃料ガスに対し薄
稀燃焼用空気孔22から空気を導入して稀薄燃焼域21に送
込み、完全燃焼させる。こうすると、稀薄燃焼域21で分
解されたアンモニアは酸化されて水と窒素とFuel NOxに
なるが、上述したRich−lean燃焼法に比べ、Fuel NOxの
割合を更に小さくでき、また定格点での当量比をRich−
lean燃焼法より高く、しかも中間負荷でも燃料過濃燃焼
している範囲を大きくできるようになり広い負荷範囲で
の低NOx燃焼を達成できる。On the other hand, a method has been considered in which a sub-combustion chamber is provided for the purpose of low-NOx combustion over a wide load range, and a separate system-controlled fuel is supplied thereto. FIG. 5 shows an example of such a method. First, the fuel supplied from the fuel system 11 is branched into an auxiliary fuel system 12 and a main fuel system 13. In the auxiliary fuel system 12, the flow rate of the fuel passing through the auxiliary fuel nozzle 16 is adjusted so as to burn at a fuel-air ratio that facilitates combustion in the auxiliary fuel chamber 18 via the auxiliary control valve 14. The fuel is adjusted to a flow rate corresponding to the load via 15 and supplied to the main fuel chamber 19 through the main fuel nozzle 17. The main fuel chamber 19 has a rich fuel combustion zone 20
And a lean burn zone 21 with lean burn air holes between them.
Has 22. In this state, in the fuel-rich combustion zone 20,
At the rated point, the fuel supplied from the main fuel nozzle 17 is distributed with insufficient air such that a flame is not formed by a normal combustion method. Then, the high-temperature combustion gas from the sub-combustion chamber 18 becomes an ignition source, and a flame is formed in the fuel-rich combustion zone 20,
Fuel rich combustion is performed, and ammonia in the fuel is decomposed. From this state, air is introduced into the lean burn zone 21 from the lean burn air hole 22 for fuel gas containing a large amount of unburned components, and is sent to the lean burn zone 21 for complete combustion. In this way, the ammonia decomposed in the lean combustion zone 21 is oxidized to water, nitrogen, and Fuel NOx, but the fuel NOx ratio can be further reduced as compared to the above-described Rich-lean combustion method, and at the rated point. Rich-
It is higher than the lean combustion method, and the range of fuel rich combustion can be enlarged even at an intermediate load, and low NOx combustion over a wide load range can be achieved.
（発明が解決しようとする課題） ところが、Rich−lean燃焼法によると、中間負荷での
燃空比が小さいため、燃料過濃燃焼域での当量比が小さ
くなり、稀薄燃焼になって低NOx燃焼を達成できない。
そこで、中間負荷でも燃料過濃燃焼させると、定格点で
は超過濃燃焼になってしまう。また、NOx転換率も燃料
過濃燃焼域の当量比が高い程低くなる傾向がある。つま
り、広い負荷範囲でNOx低減、高いレベルの低NOx化を図
るためには、燃料過濃燃焼域の当量比を高くすることが
必要であるが、通常の燃焼方法においては、燃料過濃燃
焼域の当量比に上限があり対応できないことがある。一
方、負荷範囲での低NOx燃焼を目的として副燃焼室を設
け、ここに別系統制御の燃料を供給する方法によると、
燃料制御系が極めて複雑となり、制御が面倒になるだけ
でなく故障の原因になる欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, according to the Rich-lean combustion method, since the fuel-air ratio at an intermediate load is small, the equivalent ratio in the fuel-rich combustion region is reduced, and lean combustion is performed, resulting in low NOx. Cannot achieve combustion.
Therefore, if the fuel is richly concentrated even at the intermediate load, the fuel becomes excessively rich at the rated point. Also, the NOx conversion rate tends to decrease as the equivalent ratio in the fuel-rich combustion zone increases. In other words, in order to reduce NOx over a wide load range and to reduce NOx at a high level, it is necessary to increase the equivalence ratio in the fuel-rich combustion region. There is an upper limit in the equivalence ratio of the region, and it may not be possible to respond. On the other hand, according to the method of providing a sub-combustion chamber for the purpose of low NOx combustion in the load range and supplying fuel of another system control here,
The fuel control system becomes extremely complicated, which has the drawback of not only complicating the control but also causing a failure.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、広い負
荷範囲における高レベルのNOxの低減を簡単な制御系に
より実現することができる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 has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas turbine combustion device that can realize high-level NOx reduction over a wide load range with a simple control system.
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） アンモニアを含む低カロリーガスを燃料とするガスタ
ービン燃焼装置において、副燃料ノズルを有する副燃焼
室と主燃料ノイズを有する主燃焼室を備えた装置本体
と、前記低カロリーガスの燃料系統に燃料流量制御弁を
備えるとともに、該燃料流量制御弁の下流側で副燃料系
統と主燃料系統を分岐して形成し、前記燃料流量制御弁
により前記副燃料系統および主燃料系統を介して前記副
燃料ノズルおよび主燃料ノイズに供給される燃料総量を
制御する燃料流量制御系統とを具備し、前記主燃料ノイ
ズの開口面積の上記副燃料ノズルおよび主燃料ノイズの
開口面積の和に対する割合を70％から90％に設定してい
る。[Means for Solving the Problems] A gas turbine combustion device using low calorie gas containing ammonia as fuel is provided with a sub combustion chamber having a sub fuel nozzle and a main combustion chamber having main fuel noise. An apparatus main body, a fuel flow control valve is provided in the low calorie gas fuel system, and a sub fuel system and a main fuel system are branched and formed on the downstream side of the fuel flow control valve, and the fuel flow control valve controls the fuel flow. A fuel flow control system for controlling the total amount of fuel supplied to the sub-fuel nozzle and the main fuel noise via a sub-fuel system and a main fuel system, wherein the sub-fuel nozzle and the main fuel nozzle have an opening area of the main fuel noise. The ratio of fuel noise to the sum of the opening areas is set from 70% to 90%.
（作用） この結果、アンモニアを含む低カロリーガス燃焼させ
る場合、低カロリーガスの燃料系統に燃料流量制御弁を
備えるとともに、この燃料流量制御弁の下流側で副燃料
系統と主燃料系統を分岐して形成した燃料流量制御系統
の燃料流量制御弁の制御により燃料ノズル面積に略比例
した燃料配分である70％から90％の燃料が主燃焼室の燃
料過濃燃焼域に供給されるようになるので、通常の保炎
しないような燃料過濃状態でも、副燃焼室からの高温の
燃焼ガスが着火源となり火炎を形成できるようになり、
簡単な制御系により広い負荷範囲で高いレベルのNOx低
減を達成できる。(Operation) As a result, when burning low calorie gas containing ammonia, a fuel flow control valve is provided in the fuel system of low calorie gas, and the sub fuel system and the main fuel system are branched downstream of the fuel flow control valve. By controlling the fuel flow control valve of the formed fuel flow control system, 70% to 90% of fuel, which is a fuel distribution approximately proportional to the fuel nozzle area, is supplied to the fuel-rich combustion region of the main combustion chamber. Therefore, even in a fuel-rich state where normal flame holding is not performed, high-temperature combustion gas from the sub-combustion chamber becomes an ignition source and can form a flame,
A simple control system can achieve a high level of NOx reduction over a wide load range.
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面にしたがい説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は、同実施例の概略的構成図を示すものであ
る。図において、31はガスタービン燃焼装置本体で、こ
の装置本体31は、副燃料ノズル32を有する副燃焼室33、
主燃料ノズル34を有する主燃焼室35からなっている。こ
の場合、副燃料ノズル32と主燃料ノズル34の開口面積の
比は、予め決められており、ここでは、主燃料ノズル34
の開口面積を、副燃料ノズル32および主燃料ノズル34の
開口面積の合計の70％から90％の間に設定している。FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of the embodiment. In the figure, 31 is a gas turbine combustion device main body, and this device main body 31 has a sub combustion chamber 33 having a sub fuel nozzle 32,
It comprises a main combustion chamber 35 having a main fuel nozzle 34. In this case, the ratio of the opening area of the sub fuel nozzle 32 to the opening area of the main fuel nozzle 34 is determined in advance.
Is set between 70% and 90% of the total opening area of the auxiliary fuel nozzle 32 and the main fuel nozzle 34.
主燃料室35は、燃料過濃燃焼域351と稀薄燃焼域352を
有し、これら燃料過濃燃焼域351と稀薄燃焼域352の間に
稀薄燃焼空気孔353を設け、また、稀薄燃焼域352の下流
に、希釈空気孔354を有する希釈領域355を設けている。The main fuel chamber 35 has a rich fuel combustion zone 351 and a lean burn zone 352, and a lean burn air hole 353 is provided between the rich fuel burn zone 351 and the lean burn zone 352. Downstream, a dilution region 355 having a dilution air hole 354 is provided.
そして、低カロリーガス燃料系統36を燃料流量制御弁
37を介して副燃料系統38と主燃料系統39に分岐し、それ
ぞれ副燃料ノズル32および主燃料ノズル34に接続してい
る。Then, the low calorie gas fuel system 36 is connected to the fuel flow control valve.
It branches into an auxiliary fuel system 38 and a main fuel system 39 via 37, and is connected to an auxiliary fuel nozzle 32 and a main fuel nozzle 34, respectively.
次に、このように構成した実施例の動作を説明する。
この場合、ガスタービンを定格負荷点で運転した場合を
示している。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.
In this case, the case where the gas turbine is operated at the rated load point is shown.
いま、燃料系統36に低カロリーガスからなる燃料が供
給されると、燃料流量制御弁37を介して副燃料系統38と
主燃料系統39に分岐され、副燃料ノズル32および主燃料
ノズル34に送られる。Now, when the fuel composed of the low calorie gas is supplied to the fuel system 36, the fuel is branched to the sub fuel system 38 and the main fuel system 39 via the fuel flow control valve 37, and is sent to the sub fuel nozzle 32 and the main fuel nozzle 34. Can be
この状態で、副燃料ノズル32から供給される燃料は、
副燃焼室33で適正な燃空比で燃焼される。そして、副燃
焼室33での燃焼により得られた高温の燃焼ガスは、主燃
料ノズル34より供給される燃料を加え、さらに完全燃焼
させるのに不充分な空気を供給して主燃焼室35の燃料過
濃燃焼域351に送り込まれ、燃料過濃燃焼される。この
場合、主燃料ノズル34の開口面積を、副燃料ノズル32お
よび主燃料ノズル34の開口面積の合計の70％から90％の
間に設定することにより、燃料ノズル面積に略比例した
燃料配分である70％から90％の燃料が主燃焼室35の燃料
過濃燃焼域351に供給される。これにより、通常の保炎
しないような燃料過濃状態でも、副燃焼室33からの高温
の燃焼ガスが着火源となり、保炎するようになる。ま
た、燃料過濃燃焼域351での燃焼は、燃料過濃燃焼であ
るので、ここから排出される燃焼ガスには多量の未燃成
分が含まれている。In this state, the fuel supplied from the auxiliary fuel nozzle 32 is
The fuel is burned in the sub-combustion chamber 33 at an appropriate fuel-air ratio. Then, the high-temperature combustion gas obtained by the combustion in the sub-combustion chamber 33 adds the fuel supplied from the main fuel nozzle 34, supplies insufficient air for complete combustion, and supplies the air to the main combustion chamber 35. The fuel is sent to the fuel-rich combustion zone 351 and fuel-rich combustion is performed. In this case, by setting the opening area of the main fuel nozzle 34 to be between 70% and 90% of the total opening area of the sub fuel nozzle 32 and the main fuel nozzle 34, the fuel distribution can be substantially proportional to the fuel nozzle area. A certain 70% to 90% of the fuel is supplied to the fuel-rich combustion zone 351 of the main combustion chamber 35. As a result, even in a fuel-rich state in which normal flame holding is not performed, the high-temperature combustion gas from the sub-combustion chamber 33 becomes an ignition source, and the flame is maintained. Further, since the combustion in the fuel-rich combustion zone 351 is fuel-rich combustion, the combustion gas discharged therefrom contains a large amount of unburned components.
燃料過濃燃焼域351より排出される燃焼ガスは、稀薄
燃領域352に送られる。この場合、燃焼ガスには、稀薄
燃焼空気孔353より燃焼用空気が供給され、稀薄燃焼域3
52にて完全燃焼される。そして、さらに希釈空気孔354
から希釈空気が希釈領域355に送り込まれ、混合され燃
焼ガス温度が図示しない第１段静翼入口温度にして排出
されるようになる。The combustion gas discharged from the rich fuel combustion region 351 is sent to the lean burn region 352. In this case, the combustion gas is supplied to the combustion gas from the lean burn air hole 353, and the lean burn region 3
Completely burned at 52. And further dilution air holes 354
The dilution air is fed into the dilution region 355, mixed, and the combustion gas temperature is set to the first stage stationary blade inlet temperature (not shown) and discharged.
このようにすると、燃焼安定性が高く、NOx排出の少
ない燃焼が得られるようになる。このことを第２図によ
り説明する。第２図は、横軸に主燃料の全燃料に対する
割合を示すが、この場合の主燃料の全燃料に対する割合
は、弁の制御でなく、副燃料ノズル32および主燃料ノズ
ル34の面積比で決定されている。また、この時の燃料配
分の変化に対して、空気配分も副燃焼室33と燃料過濃燃
焼域351の当量比が一定になるように変化させるように
している。一方、縦軸は装置本体31の出口でのNOxとCO
の排出濃度を示している。In this way, combustion with high combustion stability and low NOx emission can be obtained. This will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the ratio of the main fuel to the total fuel on the horizontal axis. In this case, the ratio of the main fuel to the total fuel is not controlled by the valve but by the area ratio of the sub fuel nozzle 32 and the main fuel nozzle 34. Has been determined. Further, in response to the change in the fuel distribution at this time, the air distribution is also changed so that the equivalent ratio between the sub-combustion chamber 33 and the fuel-rich combustion region 351 becomes constant. On the other hand, the vertical axis shows NOx and CO at the outlet of the device body 31.
Shows the emission concentration of
しかして、主燃焼割合が100％の時、すなわち、副燃
焼がない時は、燃料過濃燃焼域で火炎が維持されないた
め、安定燃焼が得られず、Rich−lean燃焼も達成されな
いことからNOx、COとも高い値になっている。そして、
副燃焼の割合が徐々に大きくなると、着火源の効果が出
始めてNOx、COとも低下していき、主燃焼割合が90％を
下回る辺りで完全燃焼となり、Rich−lean燃焼も達成さ
れて、NOxも最小値を示すようになる。さらに、主燃焼
の割合を低減していくと、主燃焼割合が70％を下回る辺
りでNOxが増加するようになる。これは副燃焼室が燃焼
しやすい燃空比で燃焼しているため、NOxを多く発生す
ることであり、副燃焼割合が大きくなればNOxが増加す
ることの表れである。しかし、主燃焼割合が70％以上の
場合は、副燃焼室で発生するNOxは、主燃料中のアンモ
ニアと反応して還元されて窒素と水に分解されるため、
NOxの排出が少なくなる。この結果、主燃料の割合が70
％〜90％の範囲が好まいしことが分かる。When the main combustion ratio is 100%, that is, when there is no sub-combustion, the flame is not maintained in the fuel-rich combustion region, so that stable combustion cannot be obtained and Rich-lean combustion cannot be achieved. , CO are both high. And
When the ratio of sub-combustion gradually increases, the effect of the ignition source starts to appear, and both NOx and CO decrease, and complete combustion occurs when the main combustion ratio falls below 90%, and rich-lean combustion is also achieved. NOx also shows the minimum value. Further, as the ratio of the main combustion is reduced, the NOx increases when the ratio of the main combustion falls below 70%. This means that the sub-combustion chamber is burning at a fuel-air ratio that facilitates combustion, so that a large amount of NOx is generated. This indicates that the NOx increases as the sub-combustion ratio increases. However, when the main combustion ratio is 70% or more, NOx generated in the sub-combustion chamber reacts with ammonia in the main fuel and is reduced to be decomposed into nitrogen and water.
NOx emissions are reduced. As a result, the main fuel
It can be seen that the range of% to 90% is preferable.
したがって、主燃料割合が限定された燃焼装置では、
燃料流量制御系が一つであっても定格負荷点での燃料過
濃燃焼域の当量比を、通常のRich−lean燃焼法より高く
設定して保炎できるので、簡単な制御系により良好な燃
焼制御を実現できることになる。Therefore, in a combustion device with a limited main fuel ratio,
Even if there is only one fuel flow control system, the equivalent ratio of the fuel-rich combustion zone at the rated load point can be set higher than that of the normal Rich-lean combustion method, and the flame can be maintained. Combustion control can be realized.
次に、燃料過濃燃焼域の当量比が高いことによる効果
を第３図（ａ）により説明する。第３図（ａ）は、横軸
に燃空比を取り、縦軸に燃料過濃燃焼域の当量比を取っ
ている。この場合、上述したように燃料流量制御系統が
ひとつのため、燃焼装置としてのハードウェアが決まれ
ば、各領域への空気配分が決定され、燃空比に対する燃
料過濃燃焼域の当量比の関係グラフは、原点を通る直線
になる。ここで、本発明による直線はX1となり、従来の
Rich−lean燃焼法による直線はX2で表される。この場
合、負荷が小さくなると燃空比が小さくなり、同時に燃
料過濃燃焼域の当量比も小さくなるが、燃料過濃燃焼域
の当量比が１を越えたとき、Rich−lean燃焼法の効果を
呈することから、従来では、図示Y2に示すように定格点
近傍だけであるのに対し、本発明では、図示Y1に示すよ
うに広い負荷範囲でRich−lean燃焼状態を保つことがで
き、負荷範囲を拡げることができる。Next, the effect of a high equivalent ratio in the fuel-rich combustion region will be described with reference to FIG. In FIG. 3A, the horizontal axis represents the fuel-air ratio, and the vertical axis represents the equivalent ratio in the fuel-rich combustion region. In this case, since there is one fuel flow control system as described above, if the hardware as the combustion device is determined, the distribution of air to each region is determined, and the relationship between the equivalent ratio of the fuel-rich combustion region and the fuel-air ratio is determined. The graph becomes a straight line passing through the origin. Here, the straight line according to the present invention is X1, which is the conventional value.
The straight line by the Rich-lean combustion method is represented by X2. In this case, when the load decreases, the fuel-air ratio decreases, and at the same time, the equivalent ratio in the fuel-rich combustion region also decreases. However, when the equivalent ratio in the fuel-rich combustion region exceeds 1, the effect of the Rich-lean combustion method is reduced. Conventionally, as shown in the figure Y2, only the vicinity of the rated point, whereas in the present invention, the Rich-lean combustion state can be maintained in a wide load range as shown in the figure Y1, the load The range can be expanded.
次に、高レベルの低NOx燃焼が達成できる効果を第３
図（ｂ）により説明する。第３図（ｂ）は、横軸に燃空
比を取り、縦軸に燃料中のアンモニアがNOxに転換した
割合を示すNOx転換率を示している。この場合、Z1は、
本発明のNOxの転換率を示し、Z2に従来のもののNOx転換
率の特性を示している。しかして、NOx転換率は、燃料
過濃燃焼域が燃料過濃燃焼状態でないと高い値で一定値
を保っており、燃料過濃燃焼状態になると低下するよう
になるが、Z1は、定格点での燃料過濃燃焼域の当量比が
Z2より高いため、定格点でのNOx転換率を低くでき、ま
た、中間負荷でのNOx転換率も低くできるようになるの
で、高レベルの低NOx燃焼が達成できることになる。Next, the effect that high level low NOx combustion can achieve is the third.
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 (b) shows the fuel-air ratio on the horizontal axis, and the NOx conversion rate indicating the ratio of conversion of ammonia in the fuel to NOx on the vertical axis. In this case, Z1 is
The conversion rate of NOx of the present invention is shown, and the characteristics of the NOx conversion rate of the conventional one are shown in Z2. Thus, the NOx conversion rate is maintained at a high value and constant when the fuel-rich combustion region is not in the fuel-rich combustion state, and decreases when the fuel-rich combustion state is reached, but Z1 is the rated point. The equivalent ratio of the fuel-rich combustion zone at
Since it is higher than Z2, the NOx conversion rate at the rated point can be lowered, and the NOx conversion rate at the intermediate load can be lowered, so that a high level of low NOx combustion can be achieved.
なお、本発明は、上記実施例にのみ限定されず、要旨
を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented without changing the gist.
［発明の効果］ 本発明によれば、アンモニアを含むガスを燃料とする
カスタービン燃焼装置であって、副燃料ノズルを有する
副燃焼室と主燃料ノズルを有する主燃焼室を備えた装置
本体と、副燃料系統と主燃料系統を分岐して形成し上記
副燃料系統を上記副燃料ノズルに接続するとともに上記
主燃料系統を上記主燃料ノズルに接続した燃料流量制御
系統とを具備し、上記主燃料ノズルの開口面積の上記副
燃料ノズルおよび主燃料ノズルの開口面積の和に対する
割合を70％から90％に設定するようにしたので、副燃料
系統と主燃料系統を分岐して形成した燃料流量制御系統
より燃料ノズル面積に略比例した燃料配分である70％か
ら90％の燃料が主燃料室の燃料過濃燃焼域に供給できる
ようになり、通常の保炎しないような燃料過濃状態で
も、副燃焼室からの高温の燃焼ガスが着火源となり火炎
を形成でき、広い負荷範囲で高いレベルのNOx低減を達
成でき、しかも燃料流量制御系を一つにできることか
ら、簡単な制御系により故障の少ない良好な燃焼制御を
実現することもできる。[Effects of the Invention] According to the present invention, there is provided a gas turbine combustion device that uses a gas containing ammonia as a fuel, the device main body including a sub-combustion chamber having a sub-fuel nozzle and a main combustion chamber having a main fuel nozzle. A fuel flow control system that branches and forms a sub fuel system and a main fuel system, connects the sub fuel system to the sub fuel nozzle, and connects the main fuel system to the main fuel nozzle. Since the ratio of the opening area of the fuel nozzle to the sum of the opening areas of the sub fuel nozzle and the main fuel nozzle is set from 70% to 90%, the fuel flow rate formed by branching the sub fuel system and the main fuel system From the control system, 70% to 90% of fuel, which is a fuel distribution approximately proportional to the fuel nozzle area, can be supplied to the fuel-rich combustion zone of the main fuel chamber. , Secondary combustion High-temperature combustion gas from the chamber can be used as an ignition source to form a flame, achieve a high level of NOx reduction over a wide load range, and have a single fuel flow control system. Good combustion control can also be realized.
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例を示す概略的構成図、第２
図および第３図は、同実施例の動作を説明するための
図、第４図および第５図は、それぞれ従来のガスタービ
ン燃焼装置の一例を示す概略的構成図である。 31……装置本体、32……副燃料ノズル、33……副燃焼
室、34……主燃料ノズル、35……主燃焼室、351……燃
料過濃燃焼域、352……稀薄燃焼域、353……稀薄燃焼空
気孔、354……希釈空気孔、355……希釈領域、36……燃
料系統、37……燃料流量制御弁、38……副燃料ノズル、
39……主燃料ノズル。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention, FIG.
FIGS. 3 and 3 are diagrams for explaining the operation of the embodiment, and FIGS. 4 and 5 are schematic structural diagrams each showing an example of a conventional gas turbine combustion device. 31… device main body, 32… auxiliary fuel nozzle, 33… auxiliary combustion chamber, 34… main fuel nozzle, 35… main combustion chamber, 351… rich fuel combustion area, 352… lean combustion area, 353 ... lean burn air hole, 354 ... dilution air hole, 355 ... dilution area, 36 ... fuel system, 37 ... fuel flow control valve, 38 ... auxiliary fuel nozzle
39 …… Main fuel nozzle.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−96121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−311025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−153028（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−75821（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−69671（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−8373（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23R 3/28 F23R 3/34 F02C 9/34 F02C 7/228Continuation of the front page (56) References JP-A-56-96121 (JP, A) JP-A-63-311025 (JP, A) JP-A-59-153028 (JP, A) JP-A-2-75821 (JP) , A) Japanese Utility Model Showa 61-69671 (JP, U) JP-B 63-8373 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F23R 3/28 F23R 3/34 F02C 9/34 F02C 7/228
Claims (1)
するガスタービン燃焼装置において、 副燃料ノズルを有する副燃焼室と主燃料ノイズを有する
主燃焼室を備えた装置本体と、 前記低カロリーガスの燃料系統に燃料流量制御弁を備え
るとともに、前記燃料流量制御弁の下流側で副燃料系統
と主燃料系統を分岐して形成し、前記燃料流量制御弁に
より前記副燃料系統および主燃料系統を介して前記年副
燃料ノズルおよび主燃料ノイズに供給される燃料総量を
制御する燃料流量制御系統とを具備し、 前記主燃料ノイズの開口面積の上記副燃料ノズルおよび
主燃料ノイズの開口面積の和に対する割合を70％から90
％に設定したことを特徴とするガスタービン燃焼装置。1. A gas turbine combustion device using a low calorie gas containing ammonia as a fuel, comprising: a main body including a sub combustion chamber having a sub fuel nozzle and a main combustion chamber having a main fuel noise; A fuel flow control valve is provided in the fuel system, and an auxiliary fuel system and a main fuel system are branched and formed on the downstream side of the fuel flow control valve, and the fuel flow control valve intervenes through the auxiliary fuel system and the main fuel system. A fuel flow control system for controlling the total amount of fuel supplied to the annual sub-fuel nozzle and the main fuel noise, wherein an opening area of the main fuel noise is defined by a sum of an opening area of the sub-fuel nozzle and an opening area of the main fuel noise. 70% to 90%
%. A gas turbine combustion device characterized in that the ratio is set to%.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6698090A JP2783638B2 (en) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | Gas turbine combustion equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6698090A JP2783638B2 (en) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | Gas turbine combustion equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267620A JPH03267620A (en) | 1991-11-28 |
| JP2783638B2 true JP2783638B2 (en) | 1998-08-06 |
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ID=13331679
Family Applications (1)
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| JP6698090A Expired - Fee Related JP2783638B2 (en) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | Gas turbine combustion equipment |
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| JP (1) | JP2783638B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1990
- 1990-03-19 JP JP6698090A patent/JP2783638B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03267620A (en) | 1991-11-28 |
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