JP3131805B2 - ガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装置 - Google Patents
ガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン燃焼器に
おける燃料制御装置、より詳しくは低ＮＯx燃焼できる
ガスタービン燃焼器における燃料配分制御装置に関する
ものである。
おける燃料制御装置、より詳しくは低ＮＯx燃焼できる
ガスタービン燃焼器における燃料配分制御装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン燃焼器において低ＮＯx 燃
焼を計るため水噴射もしくは蒸気噴射方式、二段燃焼方
式等種々の方式が提案されているが、その一つに燃料を
パイロット弁から拡散領域に供給してパイロット火焔を
形成するとともに、複数の予混合気管内に配置された燃
料噴射弁から該予混合気管内に供給して予混合気として
この予混合気を予混合気燃焼領域において燃焼させるよ
うにしたガスタービン用燃焼器が知られている。そして
このようなガスタービン用燃焼器には通常ガスタービン
の負荷に応じて燃料が制御されてパイロット弁及び複数
の燃料噴射弁に導かれるようになっている。ところで、
このような方式においてはパイロットの火焔の吹き消え
防止と、低ＮＯx 燃焼のための予混合気形成と予混合気
の予混合燃焼領域内の供給が問題となる。
焼を計るため水噴射もしくは蒸気噴射方式、二段燃焼方
式等種々の方式が提案されているが、その一つに燃料を
パイロット弁から拡散領域に供給してパイロット火焔を
形成するとともに、複数の予混合気管内に配置された燃
料噴射弁から該予混合気管内に供給して予混合気として
この予混合気を予混合気燃焼領域において燃焼させるよ
うにしたガスタービン用燃焼器が知られている。そして
このようなガスタービン用燃焼器には通常ガスタービン
の負荷に応じて燃料が制御されてパイロット弁及び複数
の燃料噴射弁に導かれるようになっている。ところで、
このような方式においてはパイロットの火焔の吹き消え
防止と、低ＮＯx 燃焼のための予混合気形成と予混合気
の予混合燃焼領域内の供給が問題となる。
【０００３】本発明者等は前記問題を解決するために、
ガスタービン負荷により制御された燃料をパイロット噴
射弁に供給するとともに、複数の燃料噴射弁に夫々分岐
して供給するようにし、各燃料噴射弁への燃料供給を燃
料供給圧と圧縮機吐出圧との差圧によって制御する燃料
分配方式を先に提案した (特開平1-144216号) 。即ち、
ガスタービンが比較的低負荷時、例えば燃料の割合が定
格燃料量の15〜50％程度においてはパイロット噴射弁に
全燃料量を供給し、ガスタービンがそれ以上の高負荷時
においては予混合気を形成するように燃料噴射弁に供給
するようにしたものである。
ガスタービン負荷により制御された燃料をパイロット噴
射弁に供給するとともに、複数の燃料噴射弁に夫々分岐
して供給するようにし、各燃料噴射弁への燃料供給を燃
料供給圧と圧縮機吐出圧との差圧によって制御する燃料
分配方式を先に提案した (特開平1-144216号) 。即ち、
ガスタービンが比較的低負荷時、例えば燃料の割合が定
格燃料量の15〜50％程度においてはパイロット噴射弁に
全燃料量を供給し、ガスタービンがそれ以上の高負荷時
においては予混合気を形成するように燃料噴射弁に供給
するようにしたものである。
【０００４】そして燃料噴射弁への供給はガスタービン
の高負荷域に応じて燃料と空気との当量比φが複数段の
燃焼モードで常に0.35〜0.７で運転するようにしたもの
である。しかし、このようなガスタービン用燃焼器にお
ける燃料分配制御装置にはパイロット噴射弁への燃料供
給量を制御することができないという問題がある。即
ち、パイロット噴射弁に供給される燃料は自立運転する
ためには約40％程度の燃料を供給する必要があるが、こ
の条件の場合にはパイロット火焔は高温となり、ＮＯx
が多く発生する。しかしながら、予混合燃焼領域での燃
焼が開始すると、このパイロット噴射弁への燃料供給量
はパイロット火焔保持のため15％程度に減量することに
より低ＮＯx 燃焼をさせることができる。
の高負荷域に応じて燃料と空気との当量比φが複数段の
燃焼モードで常に0.35〜0.７で運転するようにしたもの
である。しかし、このようなガスタービン用燃焼器にお
ける燃料分配制御装置にはパイロット噴射弁への燃料供
給量を制御することができないという問題がある。即
ち、パイロット噴射弁に供給される燃料は自立運転する
ためには約40％程度の燃料を供給する必要があるが、こ
の条件の場合にはパイロット火焔は高温となり、ＮＯx
が多く発生する。しかしながら、予混合燃焼領域での燃
焼が開始すると、このパイロット噴射弁への燃料供給量
はパイロット火焔保持のため15％程度に減量することに
より低ＮＯx 燃焼をさせることができる。
【０００５】したがって、ガスタービンの起動時や低負
荷運転時においてはパイロット噴射弁への燃料供給量を
大とし、高負荷運転時においてはこのパイロット噴射弁
への燃料供給量を小とすることが好ましいが、このよう
な燃料制御をするためには高精度の制御装置を必要とす
る等の問題がある。本発明者は前記問題点を解決するた
めに、パイロット噴射弁に燃料を供給するためのパイロ
ット燃料管路を定流量弁を有する第１のパイロット燃料
管路と第１の切換弁を有する第２のパイロット燃料管路
とで形成するとともに、燃料噴射弁へ燃料を供給する予
混合燃料管路を分岐させ、この分岐管に第２の切換弁を
設け、低負荷時、具体的には50％負荷程度までは第１の
パイロット燃料管路及び第２のパイロット燃料管路から
パイロット噴射弁へ燃料を供給し、これを超える負荷に
なると第１の切換弁を閉塞して第２のパイロット燃料管
路からの燃料供給を遮断すると同時に第２の切換弁の内
一つの切換弁を開放して予混合気燃料を燃料噴射弁へ供
給するとともに高負荷に応じて残りの第２の切換弁を段
階的に開閉するようにした燃料分配制御装置を先に提案
した。
荷運転時においてはパイロット噴射弁への燃料供給量を
大とし、高負荷運転時においてはこのパイロット噴射弁
への燃料供給量を小とすることが好ましいが、このよう
な燃料制御をするためには高精度の制御装置を必要とす
る等の問題がある。本発明者は前記問題点を解決するた
めに、パイロット噴射弁に燃料を供給するためのパイロ
ット燃料管路を定流量弁を有する第１のパイロット燃料
管路と第１の切換弁を有する第２のパイロット燃料管路
とで形成するとともに、燃料噴射弁へ燃料を供給する予
混合燃料管路を分岐させ、この分岐管に第２の切換弁を
設け、低負荷時、具体的には50％負荷程度までは第１の
パイロット燃料管路及び第２のパイロット燃料管路から
パイロット噴射弁へ燃料を供給し、これを超える負荷に
なると第１の切換弁を閉塞して第２のパイロット燃料管
路からの燃料供給を遮断すると同時に第２の切換弁の内
一つの切換弁を開放して予混合気燃料を燃料噴射弁へ供
給するとともに高負荷に応じて残りの第２の切換弁を段
階的に開閉するようにした燃料分配制御装置を先に提案
した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記したよう
なガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装置にお
いては、低ＮＯx 化及び制御方式の簡略化の目的は達成
することができる。しかし、大気温変化に追従した効果
的な燃料分配ができないという問題がある。即ち、図５
にも示すようにガスタービン出力は大気温が０℃のとき
は30℃の場合に比して25％程度増加することとなる。そ
の結果、同じ出力の場合で大気温が低いときは空気量に
対して燃料不足となり安定した燃焼ができないという問
題がある。特にパイロット噴射弁から拡散領域に噴射さ
れる燃料は低ＮＯx 燃焼を行うためには重要な問題とな
っている。
なガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装置にお
いては、低ＮＯx 化及び制御方式の簡略化の目的は達成
することができる。しかし、大気温変化に追従した効果
的な燃料分配ができないという問題がある。即ち、図５
にも示すようにガスタービン出力は大気温が０℃のとき
は30℃の場合に比して25％程度増加することとなる。そ
の結果、同じ出力の場合で大気温が低いときは空気量に
対して燃料不足となり安定した燃焼ができないという問
題がある。特にパイロット噴射弁から拡散領域に噴射さ
れる燃料は低ＮＯx 燃焼を行うためには重要な問題とな
っている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の問題
点を解決するためになされたものであって、ガスタービ
ンの負荷により制御された燃料をパイロット弁から拡散
領域に供給してパイロット火焔を形成するとともに、複
数の予混合気管内に配置された燃料噴射弁から該予混合
気管内に供給して予混合気となし、この予混合気を予混
合気燃焼領域において燃焼させるようにしたガスタービ
ン用燃焼器において、流量制御弁２を有する燃料管路１
と、この燃料管路１に接続される分配管路５とガスター
ビンの負荷信号Ｖ7 と負荷遮断信号Ｖ6 とを入力して負
荷設定信号を出力する制御装置10とからなり、前記分配
回路５をパイロット燃料管路11と予混合燃料管路12とで
構成し、このパイロット燃料管路11を定流量弁13を有す
る第１のパイロット燃料管路14と、第１の切換弁７を有
する第２のパイロット燃料管路15と、前記定流量弁13の
両端に接続され、開閉弁９と定流量弁18を有するパイロ
ット燃料分岐管路17とにより構成し、前記開閉弁９を前
記制御装置10からの指令信号により開閉するようにした
ことを特徴とするガスタービン用燃焼器における燃料分
配制御装置である。
点を解決するためになされたものであって、ガスタービ
ンの負荷により制御された燃料をパイロット弁から拡散
領域に供給してパイロット火焔を形成するとともに、複
数の予混合気管内に配置された燃料噴射弁から該予混合
気管内に供給して予混合気となし、この予混合気を予混
合気燃焼領域において燃焼させるようにしたガスタービ
ン用燃焼器において、流量制御弁２を有する燃料管路１
と、この燃料管路１に接続される分配管路５とガスター
ビンの負荷信号Ｖ7 と負荷遮断信号Ｖ6 とを入力して負
荷設定信号を出力する制御装置10とからなり、前記分配
回路５をパイロット燃料管路11と予混合燃料管路12とで
構成し、このパイロット燃料管路11を定流量弁13を有す
る第１のパイロット燃料管路14と、第１の切換弁７を有
する第２のパイロット燃料管路15と、前記定流量弁13の
両端に接続され、開閉弁９と定流量弁18を有するパイロ
ット燃料分岐管路17とにより構成し、前記開閉弁９を前
記制御装置10からの指令信号により開閉するようにした
ことを特徴とするガスタービン用燃焼器における燃料分
配制御装置である。
【０００８】更に具体的には、ガスタービンの負荷によ
り制御された燃料をパイロット弁から拡散領域に供給し
てパイロット火焔を形成するとともに、複数の予混合気
管内に配置された燃料噴射弁から該予混合気管内に供給
して予混合気となし、この予混合気を予混合気燃焼領域
において燃焼させるようにしたガスタービン用燃焼器に
おいて、流量制御弁２を有する燃料管路１と、この燃料
管路１に接続される分配回路５と、ガスタービンの負荷
信号Ｖ7 と負荷遮断信号Ｖ6 とを入力して負荷設定信号
Ｖ2 〜Ｖ4 を出力する制御装置10とよりなり、前記分配
回路５をパイロット燃料管路と予混合燃料管路とにより
構成し、前記パイロット燃料管路を定流量弁13を有する
第１のパイロット燃料管路14と、第１の切換弁７を有す
る第２のパイロット燃料管路15と、この第１のパイロッ
ト燃料管路14と第２のパイロット燃料管路15を集合する
第３のパイロット燃料管路16と、開閉弁９を有する一端
を前記第１のパイロット燃料管路14であって、かつ定流
量弁13の上流側に接続するとともに、その他端を前記第
３のパイロット燃料管路16に接続したパイロット燃料分
岐管路とにより構成し、前記第３のパイロット燃料管路
16をパイロット噴射弁21に連結し、前記開閉弁９を前記
制御装置10からの指令信号により開閉するようにしたこ
とを特徴とするガスタービン用燃焼器における燃料分配
制御装置である。
り制御された燃料をパイロット弁から拡散領域に供給し
てパイロット火焔を形成するとともに、複数の予混合気
管内に配置された燃料噴射弁から該予混合気管内に供給
して予混合気となし、この予混合気を予混合気燃焼領域
において燃焼させるようにしたガスタービン用燃焼器に
おいて、流量制御弁２を有する燃料管路１と、この燃料
管路１に接続される分配回路５と、ガスタービンの負荷
信号Ｖ7 と負荷遮断信号Ｖ6 とを入力して負荷設定信号
Ｖ2 〜Ｖ4 を出力する制御装置10とよりなり、前記分配
回路５をパイロット燃料管路と予混合燃料管路とにより
構成し、前記パイロット燃料管路を定流量弁13を有する
第１のパイロット燃料管路14と、第１の切換弁７を有す
る第２のパイロット燃料管路15と、この第１のパイロッ
ト燃料管路14と第２のパイロット燃料管路15を集合する
第３のパイロット燃料管路16と、開閉弁９を有する一端
を前記第１のパイロット燃料管路14であって、かつ定流
量弁13の上流側に接続するとともに、その他端を前記第
３のパイロット燃料管路16に接続したパイロット燃料分
岐管路とにより構成し、前記第３のパイロット燃料管路
16をパイロット噴射弁21に連結し、前記開閉弁９を前記
制御装置10からの指令信号により開閉するようにしたこ
とを特徴とするガスタービン用燃焼器における燃料分配
制御装置である。
【０００９】
【作 用】かかるガスタービン用燃焼器における燃料制
御装置において、ガスタービンの負荷に応じた燃料量が
流量制御弁により制御されて分配回路に供給され、ここ
でパイロット噴射弁と燃料噴射弁とに供給される。この
ときガスタービンの起動時又は低負荷時、具体的には負
荷が50％程度まではパイロット噴射弁に供給されるが、
その内15％程度は定流量弁を有する第１のパイロット燃
料管路から、またそれ以上は第１の切換弁を開放して第
２のパイロット燃料管路からパイロット噴射弁に供給さ
れ拡散領域においてパイロット火炎が形成される。この
ときパイロット火炎中にはＮＯx 排出量が多い。そして
ガスタービン負荷が例えば50％の負荷になると予混合気
管路から燃料噴射弁に燃料が供給される。このときパイ
ロット噴射弁には第１のパイロット燃料管路から15％の
燃料が供給され、小さいパイロット火炎が形成されるた
めにＮＯx 排出量が減る。そして残りの燃料は燃料噴射
弁へ導かれ予混合気となって予混合燃焼領域で低ＮＯx
燃焼される。
御装置において、ガスタービンの負荷に応じた燃料量が
流量制御弁により制御されて分配回路に供給され、ここ
でパイロット噴射弁と燃料噴射弁とに供給される。この
ときガスタービンの起動時又は低負荷時、具体的には負
荷が50％程度まではパイロット噴射弁に供給されるが、
その内15％程度は定流量弁を有する第１のパイロット燃
料管路から、またそれ以上は第１の切換弁を開放して第
２のパイロット燃料管路からパイロット噴射弁に供給さ
れ拡散領域においてパイロット火炎が形成される。この
ときパイロット火炎中にはＮＯx 排出量が多い。そして
ガスタービン負荷が例えば50％の負荷になると予混合気
管路から燃料噴射弁に燃料が供給される。このときパイ
ロット噴射弁には第１のパイロット燃料管路から15％の
燃料が供給され、小さいパイロット火炎が形成されるた
めにＮＯx 排出量が減る。そして残りの燃料は燃料噴射
弁へ導かれ予混合気となって予混合燃焼領域で低ＮＯx
燃焼される。
【００１０】勿論、ガスタービンの負荷が低下するとこ
の逆がなされる。そして、ガスタービンから負荷遮断信
号が制御装置に入力されるとこの信号により仕切弁を閉
塞し、予混合気管路への燃料が遮断される。このとき、
第１の切換弁が開放され、パイロット噴射弁への燃料供
給量が増加される。そしてパイロット噴射弁に供給され
る燃料は大気温度の変化に応じて制御装置からの指令信
号により開閉される開閉弁により調整される。
の逆がなされる。そして、ガスタービンから負荷遮断信
号が制御装置に入力されるとこの信号により仕切弁を閉
塞し、予混合気管路への燃料が遮断される。このとき、
第１の切換弁が開放され、パイロット噴射弁への燃料供
給量が増加される。そしてパイロット噴射弁に供給され
る燃料は大気温度の変化に応じて制御装置からの指令信
号により開閉される開閉弁により調整される。
【００１１】
【実 施 例】以下図１乃至図４に基づき本発明による
ガスタービン用燃焼器における燃料制御装置の実施例を
説明する。図１は燃料分配制御装置の系統図であって、
１は図示しないガスタービンの負荷信号により燃料を制
御するための流量制御弁２を有する燃料管路であり、こ
の燃料管路１には仕切弁３ａ, ３ｂと仕切弁３ｃを有す
る排気管４が設けられるとともに分配回路５が接続さ
れ、この分配管路５に設けられる仕切弁６、第１の切換
弁７、第２の切換弁８ａ〜８ｃ及び開閉弁９は制御装置
10からの負荷遮断信号Ｖ1 と負荷設定信号Ｖ2 〜Ｖ4 と
指令信号Ｖ5 とによって開閉制御される。
ガスタービン用燃焼器における燃料制御装置の実施例を
説明する。図１は燃料分配制御装置の系統図であって、
１は図示しないガスタービンの負荷信号により燃料を制
御するための流量制御弁２を有する燃料管路であり、こ
の燃料管路１には仕切弁３ａ, ３ｂと仕切弁３ｃを有す
る排気管４が設けられるとともに分配回路５が接続さ
れ、この分配管路５に設けられる仕切弁６、第１の切換
弁７、第２の切換弁８ａ〜８ｃ及び開閉弁９は制御装置
10からの負荷遮断信号Ｖ1 と負荷設定信号Ｖ2 〜Ｖ4 と
指令信号Ｖ5 とによって開閉制御される。
【００１２】詳述すれば、分配回路５は「パイロット燃
料管路11」と「予混合燃料管路12」とで構成されてい
る。パイロット燃料管路11は、バネ力を調整することに
より流量が可変可能な定量弁13を有する第１のパイロッ
ト燃料管路14と、第１の切換弁７を有する第２のパイロ
ット燃料管路15と、第１のパイロット燃料管路14と第２
の燃料管路15と集合する第３のパイロット燃料管路16
と、更に、開閉弁９を有し一端が第１のパイロット燃料
管路14であって定流量弁13の上流側に、他端が第３のパ
イロット燃料管路16に接続されたパイロット燃料分岐管
17で構成されている。また、このパイロット燃料分岐管
17には定流量弁18が直列に設けられている。
料管路11」と「予混合燃料管路12」とで構成されてい
る。パイロット燃料管路11は、バネ力を調整することに
より流量が可変可能な定量弁13を有する第１のパイロッ
ト燃料管路14と、第１の切換弁７を有する第２のパイロ
ット燃料管路15と、第１のパイロット燃料管路14と第２
の燃料管路15と集合する第３のパイロット燃料管路16
と、更に、開閉弁９を有し一端が第１のパイロット燃料
管路14であって定流量弁13の上流側に、他端が第３のパ
イロット燃料管路16に接続されたパイロット燃料分岐管
17で構成されている。また、このパイロット燃料分岐管
17には定流量弁18が直列に設けられている。
【００１３】そして予混合気燃料管路12は、仕切弁６の
後流側において第２の切換弁８ａ〜８ｃを有する分岐管
19ａ〜19ｃで構成されている。そして第３のパイロット
燃料管路16は図２にも示されるガスタービン燃焼器20の
パイロット噴射弁21に接続されるとともに、分岐管19ａ
〜19ｃは燃料噴射弁22ａ〜22ｆに接続されるようになっ
ている。
後流側において第２の切換弁８ａ〜８ｃを有する分岐管
19ａ〜19ｃで構成されている。そして第３のパイロット
燃料管路16は図２にも示されるガスタービン燃焼器20の
パイロット噴射弁21に接続されるとともに、分岐管19ａ
〜19ｃは燃料噴射弁22ａ〜22ｆに接続されるようになっ
ている。
【００１４】制御装置10にはガスタービン制御装置から
の負荷遮断信号Ｖ6 と負荷信号Ｖ7とが入力される。そ
してあらかじめ記憶装置23に入力された所定値が大気温
度検出器24から入力された信号Ｖ8 により演算装置25に
より演算され補正された設定負荷Ｖ9 が比較器26に導か
れ、この比較器26により負荷信号Ｖ7 と比較され負荷信
号Ｖ2 〜Ｖ4 が出力され、第１の切換弁７及び第２の切
換弁８ａ〜８ｃが開閉制御される演算装置25では、大気
温度の関数、即ち、基準気温の負荷設定値をＬio、定数
をＡ、基準大気温を to 、運転時の気温をｔとすると
き、この負荷設定値 Li を、
の負荷遮断信号Ｖ6 と負荷信号Ｖ7とが入力される。そ
してあらかじめ記憶装置23に入力された所定値が大気温
度検出器24から入力された信号Ｖ8 により演算装置25に
より演算され補正された設定負荷Ｖ9 が比較器26に導か
れ、この比較器26により負荷信号Ｖ7 と比較され負荷信
号Ｖ2 〜Ｖ4 が出力され、第１の切換弁７及び第２の切
換弁８ａ〜８ｃが開閉制御される演算装置25では、大気
温度の関数、即ち、基準気温の負荷設定値をＬio、定数
をＡ、基準大気温を to 、運転時の気温をｔとすると
き、この負荷設定値 Li を、
【００１５】一方、第１のパイロット燃料管路14への燃
料は、例えば定流量弁13を〔15％〕とすると共に、開閉
弁９を〔10％〕と選定する。そして大気が低温のときは
この開閉弁９を閉塞する。即ち、大気温度が例えば30℃
の高温において設定される場合において大気温度検出器
24からの信号Ｖ8 が設定された低温信号であるときは制
御装置10からの指令信号Ｖ5 が出力されて開閉弁９を閉
鎖し、パイロット噴射弁21には第１のパイロット燃料管
路14から〔15％〕の燃料が供給され、拡散燃焼されるこ
とになる。このとにより低ＮＯx 燃焼が可能となる。な
お、第１の切換弁７と第２の切換弁８ａとは逆作動する
弁で構成されている。
料は、例えば定流量弁13を〔15％〕とすると共に、開閉
弁９を〔10％〕と選定する。そして大気が低温のときは
この開閉弁９を閉塞する。即ち、大気温度が例えば30℃
の高温において設定される場合において大気温度検出器
24からの信号Ｖ8 が設定された低温信号であるときは制
御装置10からの指令信号Ｖ5 が出力されて開閉弁９を閉
鎖し、パイロット噴射弁21には第１のパイロット燃料管
路14から〔15％〕の燃料が供給され、拡散燃焼されるこ
とになる。このとにより低ＮＯx 燃焼が可能となる。な
お、第１の切換弁７と第２の切換弁８ａとは逆作動する
弁で構成されている。
【００１６】前記燃料分配制御装置において、今、第１
の切換弁７と第２の切換弁８ａが作動する負荷設定値を
〔50％〕、第２の切換弁８ｂの負荷設定値を〔75％〕、
第３の切換弁８ｃの負荷設定値を〔90％〕として記憶装
置19に入力しておく。そしてガスタービンを起動すると
負荷信号Ｖ7 が制御装置10の比較器26に入力される。こ
のとき負荷が〔40％〕に達するまでは第１の切換弁７を
開放とし、第２の切換弁８ａ〜８ｃを閉塞状態を保持す
る。そして負荷が〔40％〕を超えると作動可能な状態に
する。
の切換弁７と第２の切換弁８ａが作動する負荷設定値を
〔50％〕、第２の切換弁８ｂの負荷設定値を〔75％〕、
第３の切換弁８ｃの負荷設定値を〔90％〕として記憶装
置19に入力しておく。そしてガスタービンを起動すると
負荷信号Ｖ7 が制御装置10の比較器26に入力される。こ
のとき負荷が〔40％〕に達するまでは第１の切換弁７を
開放とし、第２の切換弁８ａ〜８ｃを閉塞状態を保持す
る。そして負荷が〔40％〕を超えると作動可能な状態に
する。
【００１７】更に負荷位置Ｖ7 による負荷が〔50％〕を
超えると負荷設定信号Ｖ2 が発せられ、第２の切換弁８
ａを開放するとともに第１の切換弁７が閉塞され、パイ
ロット噴射弁21からは25％程度の燃料が図２の拡散領域
Ｄに、そして残りが燃料噴射弁22a, 22bから噴射され予
混合気となって予混合気燃焼領域Ｅで燃焼される。そし
て負荷が〔75％〕以上になると負荷設定信号Ｖ3 が発せ
られ、第２の切換弁８ｂが開放し、燃料噴射弁22c, 22d
から、また負荷が〔90％〕以上になると負荷設定信号Ｖ
4 が発せられ、第２の切換弁８ｃが開放され、燃料噴射
弁22ｅ, 22ｆからそれぞれ段階的に予混合気燃焼領域Ｅ
に予混合気となって供給され、燃焼されるのである。
超えると負荷設定信号Ｖ2 が発せられ、第２の切換弁８
ａを開放するとともに第１の切換弁７が閉塞され、パイ
ロット噴射弁21からは25％程度の燃料が図２の拡散領域
Ｄに、そして残りが燃料噴射弁22a, 22bから噴射され予
混合気となって予混合気燃焼領域Ｅで燃焼される。そし
て負荷が〔75％〕以上になると負荷設定信号Ｖ3 が発せ
られ、第２の切換弁８ｂが開放し、燃料噴射弁22c, 22d
から、また負荷が〔90％〕以上になると負荷設定信号Ｖ
4 が発せられ、第２の切換弁８ｃが開放され、燃料噴射
弁22ｅ, 22ｆからそれぞれ段階的に予混合気燃焼領域Ｅ
に予混合気となって供給され、燃焼されるのである。
【００１８】この状態において負荷が低下すると、これ
ら第２の切換弁８ａ〜８ｃは逆に閉塞し、最終の第２の
切換弁８ａが閉塞すると同時に第１の切換弁７が開放し
てパイロット噴射弁21に多量の燃料を供給し吹き消えを
防ぐことができる。これらの第１の切換弁７及び第２の
切換弁８ａ〜８ｃの作動フローを示すと図３のとおりで
ある。
ら第２の切換弁８ａ〜８ｃは逆に閉塞し、最終の第２の
切換弁８ａが閉塞すると同時に第１の切換弁７が開放し
てパイロット噴射弁21に多量の燃料を供給し吹き消えを
防ぐことができる。これらの第１の切換弁７及び第２の
切換弁８ａ〜８ｃの作動フローを示すと図３のとおりで
ある。
【００１９】また、図４は負荷とＮＯx の関係の一例を
示したものであるが、この図において運転時の大気温度
ｔが30℃であり、かつ負荷設定値を第２の切換弁８ａを
負荷50％、第２の切換弁８ｂの負荷75％、そして第２の
切換弁８ｃの負荷90％とした場合を実線で示している。
また、大気温度が低下し０℃となった場合には、補正し
た値を点線で示しており、大気温度ｔが30℃のものに +
αだけ大なる負荷信号に補正して第２の切換弁８ａ〜８
ｃを開閉するようにしている。
示したものであるが、この図において運転時の大気温度
ｔが30℃であり、かつ負荷設定値を第２の切換弁８ａを
負荷50％、第２の切換弁８ｂの負荷75％、そして第２の
切換弁８ｃの負荷90％とした場合を実線で示している。
また、大気温度が低下し０℃となった場合には、補正し
た値を点線で示しており、大気温度ｔが30℃のものに +
αだけ大なる負荷信号に補正して第２の切換弁８ａ〜８
ｃを開閉するようにしている。
【００２０】このように燃料を調節することによって同
一の空燃比でで予混合気燃焼領域３での燃焼が可能とな
り、比較的低ＮＯx で、かつ安定した燃焼を保持するこ
とができるのである。なお、本実施例においては燃料噴
射弁22ａ〜22ｆを夫々有する予混合気管を６本設け、第
２の切換弁８ａ〜８ｃで夫々一挙に２本の燃料噴射弁22
ａ〜22ｆに燃料を供給する場合について説明した。しか
し、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば予
混合気管はそれ以上の本数としてもよく、また各燃料噴
射弁22ａ〜22ｆ夫々に第２の切換弁８ａなどを有する分
岐管19ａ〜19ｃを接続し６段階において制御してもよ
い。勿論、負荷遮断信号Ｖ5 が制御装置10に入力される
と、この制御装置10から遮断信号Ｖ1 が仕切弁６に与え
られこの仕切弁６を閉塞するのである。
一の空燃比でで予混合気燃焼領域３での燃焼が可能とな
り、比較的低ＮＯx で、かつ安定した燃焼を保持するこ
とができるのである。なお、本実施例においては燃料噴
射弁22ａ〜22ｆを夫々有する予混合気管を６本設け、第
２の切換弁８ａ〜８ｃで夫々一挙に２本の燃料噴射弁22
ａ〜22ｆに燃料を供給する場合について説明した。しか
し、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば予
混合気管はそれ以上の本数としてもよく、また各燃料噴
射弁22ａ〜22ｆ夫々に第２の切換弁８ａなどを有する分
岐管19ａ〜19ｃを接続し６段階において制御してもよ
い。勿論、負荷遮断信号Ｖ5 が制御装置10に入力される
と、この制御装置10から遮断信号Ｖ1 が仕切弁６に与え
られこの仕切弁６を閉塞するのである。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係るガスタービン用燃焼器にお
ける燃料分配制御装置は、ガスタービンの負荷により制
御された燃料をパイロット弁から拡散領域に供給してパ
イロット火焔を形成するとともに、複数の予混合気管内
に配置された燃料噴射弁から該予混合気管内に供給して
予混合気となし、この予混合気を予混合気燃焼領域にお
いて燃焼させるようにしたガスタービン用燃焼器におい
て、流量制御弁２を有する燃料管路１と、この燃料管路
１に接続される分配管路５とガスタービンの負荷信号Ｖ
7 と負荷遮断信号Ｖ6 とを入力して負荷設定信号を出力
する制御装置10とからなり、
ける燃料分配制御装置は、ガスタービンの負荷により制
御された燃料をパイロット弁から拡散領域に供給してパ
イロット火焔を形成するとともに、複数の予混合気管内
に配置された燃料噴射弁から該予混合気管内に供給して
予混合気となし、この予混合気を予混合気燃焼領域にお
いて燃焼させるようにしたガスタービン用燃焼器におい
て、流量制御弁２を有する燃料管路１と、この燃料管路
１に接続される分配管路５とガスタービンの負荷信号Ｖ
7 と負荷遮断信号Ｖ6 とを入力して負荷設定信号を出力
する制御装置10とからなり、
【００２２】前記分配回路５をパイロット燃料管路11と
予混合燃料管路12とで構成し、このパイロット燃料管路
11を定流量弁13を有する第１のパイロット燃料管路14
と、第１の切換弁７を有する第２のパイロット燃料管路
15と、前記定流量弁13の両端に接続され、開閉弁９と定
流量弁18を有するパイロット燃料分岐管路17とにより構
成し、前記開閉弁９を前記制御装置10からの指令信号に
より開閉するように構成している。従って、本発明によ
るガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装置によ
れば、開閉弁の開閉操作のみであるためその制御は簡単
かつ安価であり、しかも大気温度により制御装置から出
力される指令信号により開閉弁を操作することにより低
ＮＯx でしかも安定した燃焼が可能になるという効果が
ある。
予混合燃料管路12とで構成し、このパイロット燃料管路
11を定流量弁13を有する第１のパイロット燃料管路14
と、第１の切換弁７を有する第２のパイロット燃料管路
15と、前記定流量弁13の両端に接続され、開閉弁９と定
流量弁18を有するパイロット燃料分岐管路17とにより構
成し、前記開閉弁９を前記制御装置10からの指令信号に
より開閉するように構成している。従って、本発明によ
るガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装置によ
れば、開閉弁の開閉操作のみであるためその制御は簡単
かつ安価であり、しかも大気温度により制御装置から出
力される指令信号により開閉弁を操作することにより低
ＮＯx でしかも安定した燃焼が可能になるという効果が
ある。
【図１】ガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装
置の一実施例における全体系統図である。
置の一実施例における全体系統図である。
【図２】ガスタービン燃焼器の側面図である。
【図３】燃料分配フロー図である。
【図４】負荷とＮＯx の関係図である。
【図５】大気温度における出力と空燃比の関係図であ
る。 １ 燃料管路 ２ 流量制御
弁 ３ａ〜３ｃ, ６ 仕切弁 ４ 排気管 ５ 分配回路 ７ 第１の切
換弁 ８ａ〜８ｃ 第２の切換弁 ９ 開閉弁 10 制御装置 11 パイロッ
ト燃料管路 12 予混合気管路 13, 18 定流
量弁 14 第１のパイロット燃料管路 15 第２のパ
イロット燃料管路 16 第３のパイロット燃料分岐管 17, 19a, 19b
分岐管 20 ガスタービン燃焼器 21 パイロッ
ト噴射弁 22ａ〜22ｆ 燃料噴射弁 23 記憶装置 24 大気温度検出器 25 演算装置 26 比較器
る。 １ 燃料管路 ２ 流量制御
弁 ３ａ〜３ｃ, ６ 仕切弁 ４ 排気管 ５ 分配回路 ７ 第１の切
換弁 ８ａ〜８ｃ 第２の切換弁 ９ 開閉弁 10 制御装置 11 パイロッ
ト燃料管路 12 予混合気管路 13, 18 定流
量弁 14 第１のパイロット燃料管路 15 第２のパ
イロット燃料管路 16 第３のパイロット燃料分岐管 17, 19a, 19b
分岐管 20 ガスタービン燃焼器 21 パイロッ
ト噴射弁 22ａ〜22ｆ 燃料噴射弁 23 記憶装置 24 大気温度検出器 25 演算装置 26 比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−144216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−132607（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−144216（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−131619（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−285627（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−123304（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02C 9/28 F23R 3/34
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスタービンの負荷により制御された燃
料をパイロット弁から拡散領域に供給してパイロット火
焔を形成するとともに、複数の予混合気管内に配置され
た燃料噴射弁から該予混合気管内に供給して予混合気と
なし、この予混合気を予混合気燃焼領域において燃焼さ
せるようにしたガスタービン用燃焼器において、 流量制御弁２を有する燃料管路１と、この燃料管路１に
接続される分配管路５とガスタービンの負荷信号Ｖ7 と
負荷遮断信号Ｖ6 とを入力して負荷設定信号を出力する
制御装置10とからなり、前記分配回路５をパイロット燃
料管路11と予混合燃料管路12とで構成し、このパイロッ
ト燃料管路11を定流量弁13を有する第１のパイロット燃
料管路14と、第１の切換弁７を有する第２のパイロット
燃料管路15と、前記定流量弁13の両端に接続され、開閉
弁９と定流量弁18を有するパイロット燃料分岐管路17と
により構成し、前記開閉弁９を前記制御装置10からの指
令信号により開閉するようにしたことを特徴とするガス
タービン用燃焼器における燃料分配制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04157030A JP3131805B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | ガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04157030A JP3131805B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | ガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062572A JPH062572A (ja) | 1994-01-11 |
| JP3131805B2 true JP3131805B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=15640655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04157030A Expired - Fee Related JP3131805B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | ガスタービン用燃焼器における燃料分配制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3131805B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH700796A1 (de) * | 2009-04-01 | 2010-10-15 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum CO-emissionsarmen Betrieb einer Gasturbine mit sequentieller Verbrennung und Gasturbine mit verbessertem Teillast- Emissionsverhalten. |
| CN112032760B (zh) * | 2020-09-09 | 2022-11-29 | 江苏丰东热技术有限公司 | 燃烧控制系统、点火方法和热处理设备 |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP04157030A patent/JP3131805B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH062572A (ja) | 1994-01-11 |
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