JP2796421B2 - ガスタービン及びガスタービン燃焼器の切替方法 - Google Patents
ガスタービン及びガスタービン燃焼器の切替方法Info
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- JP2796421B2 JP2796421B2 JP28533490A JP28533490A JP2796421B2 JP 2796421 B2 JP2796421 B2 JP 2796421B2 JP 28533490 A JP28533490 A JP 28533490A JP 28533490 A JP28533490 A JP 28533490A JP 2796421 B2 JP2796421 B2 JP 2796421B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発電用ガスタービン等に適用されるガスタ
ービン及びガスタービン燃焼器の切替方法に関する。
ービン及びガスタービン燃焼器の切替方法に関する。
従来の技術 第３図は、従来の発電用ガスタービンの系統例を示
す。
す。
第３図において、軸流空気圧縮機１で圧縮された空気
が、空気制御弁２を通って、石炭焚ボイラ、加圧流動床
ボイラまたは石炭ガス化炉等の主燃焼器３に流入し、高
温ガスの発生を促すようになっている。そして、発生し
た高温ガスは、ガス制御弁４を通ってタービン５に導か
れ、膨脹して軸流空気圧縮機１と発電機６とを駆動す
る。タービン５の排気は、排気ガスボイラ７へ流入し、
蒸気発生に供された後、大気に放出される。
が、空気制御弁２を通って、石炭焚ボイラ、加圧流動床
ボイラまたは石炭ガス化炉等の主燃焼器３に流入し、高
温ガスの発生を促すようになっている。そして、発生し
た高温ガスは、ガス制御弁４を通ってタービン５に導か
れ、膨脹して軸流空気圧縮機１と発電機６とを駆動す
る。タービン５の排気は、排気ガスボイラ７へ流入し、
蒸気発生に供された後、大気に放出される。
このようなタービンシステムにおいて、従来は、主燃
焼器３とは別に、灯油、軽油、重油または天然ガス等の
石炭以外の燃料を燃焼することができる単数の起動用燃
焼器８と、該燃焼器８に流入する圧縮空気を制御する単
数の起動制御弁９とが、主燃焼器３をバイパスするよう
に、空気制御弁２の上流側からガス制御弁４の下流側を
繋ぐ単数の渡り配管10に配置されている。
焼器３とは別に、灯油、軽油、重油または天然ガス等の
石炭以外の燃料を燃焼することができる単数の起動用燃
焼器８と、該燃焼器８に流入する圧縮空気を制御する単
数の起動制御弁９とが、主燃焼器３をバイパスするよう
に、空気制御弁２の上流側からガス制御弁４の下流側を
繋ぐ単数の渡り配管10に配置されている。
発明が解決しようとする課題 上述した系統構成の従来のガスタービンでは、起動用
燃焼器８から主燃焼器３への切替時に、起動制御弁９を
開から閉とするが、起動制御弁９が全閉状態に近くなっ
た場合、起動用燃焼器８での断面風速が低下し、燃焼が
不安定になる。そして、燃焼が不安定になると、タービ
ン５に負荷変動や回転数変動が惹起され、切替時に安定
運転ができない。
燃焼器８から主燃焼器３への切替時に、起動制御弁９を
開から閉とするが、起動制御弁９が全閉状態に近くなっ
た場合、起動用燃焼器８での断面風速が低下し、燃焼が
不安定になる。そして、燃焼が不安定になると、タービ
ン５に負荷変動や回転数変動が惹起され、切替時に安定
運転ができない。
また、主燃焼器３から起動用燃焼器８への切替時に
は、起動制御弁９と空気制御弁２及びガス制御弁４は逆
操作をするが、同様の不安定現象を生ずる。
は、起動制御弁９と空気制御弁２及びガス制御弁４は逆
操作をするが、同様の不安定現象を生ずる。
本発明は、このような従来技術の課題を解決するため
になされたもので、起動用燃焼器から主燃焼器への切替
及び逆切替の際、負荷変動や回転数変動等を惹起せず、
安定した挙動が得られるガスタービン及びガスタービン
燃焼器の切替方法を提供することを目的とする。
になされたもので、起動用燃焼器から主燃焼器への切替
及び逆切替の際、負荷変動や回転数変動等を惹起せず、
安定した挙動が得られるガスタービン及びガスタービン
燃焼器の切替方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段及び作用 本発明者において、前述した従来のガスタービンにお
ける起動用燃焼器から主燃焼器への切替及び逆切替の際
の負荷変動や回転数変動の発生原因を究明したところ、
以下のことが明らかとなった。
ける起動用燃焼器から主燃焼器への切替及び逆切替の際
の負荷変動や回転数変動の発生原因を究明したところ、
以下のことが明らかとなった。
すなわち、起動用燃焼器の空気流量割合と、断面風速
との関係を調べると、両者は互いに逆比例の関係にあ
り、かつ空気流量割合の大小に拘らず、断面風速が一定
以下の領域では、燃焼が不安定となることである。
との関係を調べると、両者は互いに逆比例の関係にあ
り、かつ空気流量割合の大小に拘らず、断面風速が一定
以下の領域では、燃焼が不安定となることである。
従来のガスタービンでは、単数の起動用燃焼器を用い
ているため、燃焼器切替の際、空気流量割合が大きく断
面風速の小さい燃焼不安定領域での運転が避けられず、
したがって、その領域での運転時に負荷変動や回転数変
動が惹起され、安定運転が損なわれていたものである。
ているため、燃焼器切替の際、空気流量割合が大きく断
面風速の小さい燃焼不安定領域での運転が避けられず、
したがって、その領域での運転時に負荷変動や回転数変
動が惹起され、安定運転が損なわれていたものである。
以上の知見に基づき、請求項１の発明に係るガスター
ビンは、主燃焼器と、複数の起動用燃焼器と、圧縮機と
タービンとの間で前記主燃焼器と前記複数の起動用燃焼
器とをそれぞれ並列な関係に接続する配管群と、前記配
管群それぞれに設けられた複数の流量制御弁とを備えた
構成とし、これにより、空気流量割合が大きく、かつ断
面風速も大きい安定作動領域での運転を可能としたもの
である。
ビンは、主燃焼器と、複数の起動用燃焼器と、圧縮機と
タービンとの間で前記主燃焼器と前記複数の起動用燃焼
器とをそれぞれ並列な関係に接続する配管群と、前記配
管群それぞれに設けられた複数の流量制御弁とを備えた
構成とし、これにより、空気流量割合が大きく、かつ断
面風速も大きい安定作動領域での運転を可能としたもの
である。
また、請求項２の発明に係るガスタービン燃焼器の切
替方法は、圧縮機とタービンとの間で、主燃焼器と、複
数の起動用燃焼器及び流量制御弁とを、それぞれ並列な
関係で接続した請求項１の発明に係るガスタービンの運
転に際し、起動用燃焼器から主燃焼器への切替または主
燃焼器から起動用燃焼器への切替のときに、複数の流量
制御弁を順次、開から閉へ、または閉から開へと操作す
ることを特徴とする。これにより、起動用燃焼器から主
燃焼器あるいは主燃焼器から起動用燃焼器への切替時、
複数個の起動用燃焼器を順次、消化または着火していく
ことにより、空気流量割合が大きく、かつ断面風速も大
きい安定作動領域内で段階的に切替を推移させることが
できる。
替方法は、圧縮機とタービンとの間で、主燃焼器と、複
数の起動用燃焼器及び流量制御弁とを、それぞれ並列な
関係で接続した請求項１の発明に係るガスタービンの運
転に際し、起動用燃焼器から主燃焼器への切替または主
燃焼器から起動用燃焼器への切替のときに、複数の流量
制御弁を順次、開から閉へ、または閉から開へと操作す
ることを特徴とする。これにより、起動用燃焼器から主
燃焼器あるいは主燃焼器から起動用燃焼器への切替時、
複数個の起動用燃焼器を順次、消化または着火していく
ことにより、空気流量割合が大きく、かつ断面風速も大
きい安定作動領域内で段階的に切替を推移させることが
できる。
実施例 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照し
て説明する。
て説明する。
第１図は本実施例によるガスタービンの系統構成図、
第２図はその作用説明図である。そして、説明を簡明に
するため、第１図中、従来と同一の構成部分について
は、第３図と同一の符号を使用する。
第２図はその作用説明図である。そして、説明を簡明に
するため、第１図中、従来と同一の構成部分について
は、第３図と同一の符号を使用する。
本実施例のガスタービンでは、第１図に示すように、
単数の主燃焼器３と、複数の起動用燃焼器8a,8b,8c…と
が備えられている。これら主燃焼器２と複数の起動用燃
焼器8a…とが、圧縮機１とタービン５との間で、配管群
11によってそれぞれ並列な関係で接続され、また、配管
群11それぞれには、複数の流量制御弁が設けられてい
る。
単数の主燃焼器３と、複数の起動用燃焼器8a,8b,8c…と
が備えられている。これら主燃焼器２と複数の起動用燃
焼器8a…とが、圧縮機１とタービン５との間で、配管群
11によってそれぞれ並列な関係で接続され、また、配管
群11それぞれには、複数の流量制御弁が設けられてい
る。
詳述すると、配管群11は、圧縮機１、主燃焼器２及び
タービン５を接続する主配管12と、この主配管12にそれ
ぞれ並列に接続された複数の渡り配管10a,10b,10c…と
からなっている。そして、主配管12には、流量制御弁と
しての空気制御弁２とガス制御弁４とが主燃焼器２の上
下流位置に設けられている。また、各渡り配管10a…
は、主配管12の圧縮機１から空気制御弁２に至るまでの
空気配管部分と、主配管12のガス制御弁４からタービン
５に至るガス配管部分とを繋ぐ状態で並列に設けられて
いる。そして、各渡り配管10a…には、流量制御弁とし
ての起動制御弁9a,9b,9c…が、それぞれ起動用燃焼器8a
…の上流側に位置して設置されている。
タービン５を接続する主配管12と、この主配管12にそれ
ぞれ並列に接続された複数の渡り配管10a,10b,10c…と
からなっている。そして、主配管12には、流量制御弁と
しての空気制御弁２とガス制御弁４とが主燃焼器２の上
下流位置に設けられている。また、各渡り配管10a…
は、主配管12の圧縮機１から空気制御弁２に至るまでの
空気配管部分と、主配管12のガス制御弁４からタービン
５に至るガス配管部分とを繋ぐ状態で並列に設けられて
いる。そして、各渡り配管10a…には、流量制御弁とし
ての起動制御弁9a,9b,9c…が、それぞれ起動用燃焼器8a
…の上流側に位置して設置されている。
しかして，通常運転時には、軸流空気圧縮機１で圧縮
された空気が、空気制御弁２を通って、主燃焼器３に流
入し、高温ガスの発生を促す。発生した高温ガスは、ガ
ス制御弁４を通ってタービン５に導かれ、膨脹して軸流
空気圧縮機１と発電機６とを駆動する。タービン５の排
気は、排気ガスボイラ７へ流入し、蒸気発生に供された
後、大気に放出される。
された空気が、空気制御弁２を通って、主燃焼器３に流
入し、高温ガスの発生を促す。発生した高温ガスは、ガ
ス制御弁４を通ってタービン５に導かれ、膨脹して軸流
空気圧縮機１と発電機６とを駆動する。タービン５の排
気は、排気ガスボイラ７へ流入し、蒸気発生に供された
後、大気に放出される。
一方、起動用燃焼器8a…から主燃焼器３への切替、ま
たは主燃焼器３から起動用燃焼器8a…への切替のときに
は、各起動制御弁9a…を順次、開から閉へ、または閉か
ら開へと操作し、複数個の起動用燃焼器8a…を順次、消
化または着火していく。
たは主燃焼器３から起動用燃焼器8a…への切替のときに
は、各起動制御弁9a…を順次、開から閉へ、または閉か
ら開へと操作し、複数個の起動用燃焼器8a…を順次、消
化または着火していく。
このような切替方法によると、第２図に示すように、
空気流量割合が大きく、かつ断面風速も大きい安定作動
領域内で段階的に切替を推移させることができる。
空気流量割合が大きく、かつ断面風速も大きい安定作動
領域内で段階的に切替を推移させることができる。
すなわち、第２図は、起動用燃焼器8a…の空気流量割
合と、断面風速との関係を示したものである。同図に破
線Ａで示したように、空気流量割合と断面風速とは互い
に逆比例の関係にある。また、同図に斜線で示したよう
に、断面風速が一定以下で燃焼不安定な領域（Ｂ）が存
在する。
合と、断面風速との関係を示したものである。同図に破
線Ａで示したように、空気流量割合と断面風速とは互い
に逆比例の関係にある。また、同図に斜線で示したよう
に、断面風速が一定以下で燃焼不安定な領域（Ｂ）が存
在する。
従来のガスタービンでは、単数の起動用燃焼器を用い
ているため、燃焼器切替の際、破線Ａに沿う挙動を行っ
ていたため、安定作動範囲（Ｃ）が狭く、燃焼不安定領
域（Ｂ）での運転が避けられなかった。したがって、そ
の領域（Ｂ）での運転時に負荷変動や回転数変動が惹起
され、安定運転が損なわれていたものである。
ているため、燃焼器切替の際、破線Ａに沿う挙動を行っ
ていたため、安定作動範囲（Ｃ）が狭く、燃焼不安定領
域（Ｂ）での運転が避けられなかった。したがって、そ
の領域（Ｂ）での運転時に負荷変動や回転数変動が惹起
され、安定運転が損なわれていたものである。
これに対し、本発明では、複数個の起動用燃焼器8a…
を順次、消化または着火していくことにより、同図に曲
線Ｄで示すように、安定作動領域内を段階的に推移する
ので、安定作動範囲（Ｅ）が拡大でき、燃焼が不安定な
作動領域を小さくできる。したがって、切替時に負荷変
動や回転数変動を惹起せず、安定な切替作用が得られる
ようになる。
を順次、消化または着火していくことにより、同図に曲
線Ｄで示すように、安定作動領域内を段階的に推移する
ので、安定作動範囲（Ｅ）が拡大でき、燃焼が不安定な
作動領域を小さくできる。したがって、切替時に負荷変
動や回転数変動を惹起せず、安定な切替作用が得られる
ようになる。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、複数の起動用燃
焼器を用いて、主燃焼器との切替の際に安定作動域内で
段階的に起動制御が行えるようにしたので、切替時の負
荷変動や回転数変動を惹起せず、安定な切替作用が得ら
れるようになるという優れた効果が奏される。
焼器を用いて、主燃焼器との切替の際に安定作動域内で
段階的に起動制御が行えるようにしたので、切替時の負
荷変動や回転数変動を惹起せず、安定な切替作用が得ら
れるようになるという優れた効果が奏される。
第１図は本発明に係るガスタービンの一実施例を示す系
統図、第２図はその作用を示す特性図、第３図は従来の
ガスタービンを示す系統図である。 １……圧縮機、２……空気制御弁、３……主燃焼器、４
……ガス制御弁、５……タービン、６……発電機、７…
…排気ガスボイラ、8a,8b,8c……起動用燃焼器、9a,9b,
9c……起動制御弁、10a,10b,10c……渡り配管、11……
配管群、12……主配管。
統図、第２図はその作用を示す特性図、第３図は従来の
ガスタービンを示す系統図である。 １……圧縮機、２……空気制御弁、３……主燃焼器、４
……ガス制御弁、５……タービン、６……発電機、７…
…排気ガスボイラ、8a,8b,8c……起動用燃焼器、9a,9b,
9c……起動制御弁、10a,10b,10c……渡り配管、11……
配管群、12……主配管。
Claims (2)
- 【請求項１】主燃焼器と、複数の起動用燃焼器と、圧縮
機とタービンとの間で前記主燃焼器と前記複数の起動用
燃焼器とをそれぞれ並列な関係に接続する配管群と、前
記配管群それぞれに設けられた複数の流量制御弁とを備
えたことを特徴とするガスタービン。 - 【請求項２】圧縮機とタービンとの間で、主燃焼器と、
複数の起動用燃焼器及び流量制御弁とを、それぞれ並列
な関係で接続したガスタービンの運転に際し、起動用燃
焼器から主燃焼器への切替または主燃焼器から起動用燃
焼器への切替のときに、複数の流量制御弁を順次、開か
ら閉へ、または閉から開へと操作することを特徴とする
ガスタービン燃焼器の切替方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28533490A JP2796421B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | ガスタービン及びガスタービン燃焼器の切替方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28533490A JP2796421B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | ガスタービン及びガスタービン燃焼器の切替方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04159423A JPH04159423A (ja) | 1992-06-02 |
| JP2796421B2 true JP2796421B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=17690208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28533490A Expired - Lifetime JP2796421B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | ガスタービン及びガスタービン燃焼器の切替方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2796421B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2502951C (en) * | 2002-10-24 | 2013-05-21 | Airbus Deutschland Gmbh | Device for producing water on board of an airplane |
-
1990
- 1990-10-23 JP JP28533490A patent/JP2796421B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04159423A (ja) | 1992-06-02 |
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