JP4638086B2 - 燃料制御装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンの燃焼器やボイラの燃料ノズル側に燃料を供給する燃料制御装置に関し、種類の異なる複数の燃料を一つの燃料供給系統で供給できるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
タービン発電プラントや火力発電プラント等では、液体燃料が燃焼器やボイラの燃料ノズル側に供給されている。プラントの地域等により使用する燃料の要望も様々であり、比重や粘性が異なる燃料が適用できる燃料系統の要求がなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
比重や粘性が異なる燃料を適用しようとした場合、異なる燃料を同じ圧力で供給しても体積流量が異なったり、圧送ポンプが共用できない等の問題が生じる。このため、燃料毎にポンプからノズルに至るまでの燃料系統を構築し、燃料に応じて燃料系統を分けざるを得ないのが実情となっている。燃料に応じて燃料系統を分けると、部品点数が増加しプラントの大型化やコスト高騰を招いてしまう。
【0004】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、種類の異なる複数の燃料を一つの燃料供給系統で供給できる燃料制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は、特性が異なる液体燃料が送られる複数の液体燃料系統と、複数の液体燃料系統が合流され混合燃料をノズル側に送る一系統の燃料供給系統と、燃料供給系統に備えられる圧力調整弁と、燃料の混合状況に拘らず燃料供給系統の体積流量が所定状態に保持されるように燃料の混合状況に応じて圧力調整弁を動作させて混合燃料の供給圧力を制御する制御手段とからなることを特徴とする。
【0006】
そして、複数の燃料系統には、複数の液体燃料を混合する混合弁手段と、混合弁手段の後流側に設けられ混合燃料を供給燃料供給系統に供給する一つの混合燃料圧送ポンプとが設けられていることを特徴とする。また、複数の燃料系統には、それぞれに個別圧送ポンプが設けられることを特徴とする。
【0007】
また、上記目的を達成するための本発明の構成は、特性が異なる液体燃料が送られる複数の液体燃料系統と、複数の液体燃料系統が合流され混合燃料をノズル側に送る一系統の燃料供給系統と、燃料供給系統に備えられる圧力調整弁と、それぞれの液体燃料系統に設けられる個別圧送ポンプと、個別圧送ポンプの後流側のそれぞれの液体燃料系統に設けられる切替弁と、燃料の混合状況に拘らず燃料供給系統の体積流量が所定状態に保持されるように切替弁の動作状況に応じて圧力調整弁を動作させて混合燃料の供給圧力を制御する制御手段とからなることを特徴とする。
【0008】
そして、燃料供給系統は、ガスタービンの燃焼器側に燃料を供給する系統であることを特徴とする。また、燃料供給系統は、ボイラの燃料ノズル側に燃料を供給する系統であることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3に基づいて本発明の燃料制御装置を説明する。図1乃至図3には本発明の第1実施形態例乃至第3実施形態例に係る燃料制御装置の概略系統をそれぞれ示してある。尚、各実施形態例において同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【0010】
図1に基づいて第1実施形態例を説明する。
【0011】
図1に示すように、異なる種類の液体燃料が貯留される第1タンク1及び第2タンク2が設けられ、第1タンク1および第2タンク2には特性として比重が多少異なる(例えば、1:1.3 程度)液体燃料がそれぞれ貯留されている。第1タンク1および第2タンク2は混合弁手段としての三方弁3を介して一つの混合燃料圧送ポンプ4につながっている。三方弁3の動作により第1タンク1および第2タンク2の液体燃料が適宜混合され、混合燃料が混合燃料圧送ポンプ4により圧送される。第1タンク1および第2タンク2から混合燃料圧送ポンプ4までが、複数の液体燃料系統になっている。
【0012】
混合燃料圧送ポンプ4は一系統の燃料供給系統である燃料供給ライン5に混合燃料を圧送するようになっており、燃料供給ライン5はガスタービン6の燃焼器7側のノズルにつながっている。燃料供給ライン5には圧力調整弁8が設けられ、圧力調整弁8は制御手段9の指令により動作される。制御手段9には三方弁3の動作状況、即ち、異なる種類の液体燃料の混合状況が入力され、液体燃料の混合状況に基づいて圧力調整弁8が動作される。圧力調整弁8の動作は、液体燃料の混合状況に拘らず燃焼器7側のノズルに送られる混合燃料の体積流量が一定になる状態の供給圧力となるように動作され、燃料供給ライン5の供給圧力が制御される。
【0013】
尚、燃料供給ライン5を火力発電プラントのボイラの燃料ノズル側につなげるようにすることも可能である。
【0014】
上記構成の燃料制御装置では、三方弁3の動作により第1タンク1および第2タンク2の液体燃料が適宜混合され、混合燃料が混合燃料圧送ポンプ4により圧送される。燃料供給ライン5では圧力調整弁8の動作により、液体燃料の混合状況に拘らず混合燃料の体積流量が一定になるように供給圧力が制御され、体積流量が一定の混合燃料がガスタービン6の燃焼器7側のノズルに供給される。液体燃料の混合割合が変わった場合、三方弁3の動作状況に応じた制御手段9の指令により圧力調整弁8が動作され、体積流量が一定になる供給圧力に混合燃料が制御される。
【0015】
このため、比重が異なる液体燃料が混合された場合であっても、体積流量が一定になるように供給圧力が制御され、一系統の燃料供給ライン5により比重が異なる液体燃料の供給が可能になる。
【0016】
図2に基づいて第2実施形態例を説明する。
【0017】
図2に示すように、異なる種類の液体燃料が貯留される第1タンク1及び第2タンク2が設けられ、第1タンク1および第2タンク2には特性として比重が異なる(例えば、1:1.3 以上程度)液体燃料がそれぞれ貯留されている。第1タンク1の液体燃料は個別圧送ポンプとしての第1圧送ポンプ11(例えば、スクリューポンプ)により第1液体燃料系統12に送られ、第2タンク2の液体燃料は個別圧送ポンプとしての第2圧送ポンプ13(例えば、遠心式ポンプ)により第2液体燃料系統14に送られる。
【0018】
第1液体燃料系統12と第2液体燃料系統14は合流して燃料供給ライン5につながり、燃料供給ライン5で液体燃料が混合される。燃料供給ライン5には圧力調整弁8が設けられ、圧力調整弁8は制御手段9の指令により動作される。制御手段9には第1圧送ポンプ11及び第2圧送ポンプ13の駆動状況、即ち、異なる種類の液体燃料の混合状況が入力され、液体燃料の混合状況に基づいて圧力調整弁8が動作される。圧力調整弁8の動作は、液体燃料の混合状況に拘らず燃焼器7側のノズルに送られる混合燃料の体積流量が一定になる状態の供給圧力となるように動作され、燃料供給ライン5の供給圧力が制御される。
【0019】
上記構成の燃料制御装置では、第1圧送ポンプ11及び第2圧送ポンプ13の駆動により1タンク1および第2タンク2の液体燃料が第1液体燃料系統12及び第2液体燃料系統14に圧送され、燃料供給ライン5で適宜混合されて混合燃料とされる。燃料供給ライン5では圧力調整弁8の動作により、液体燃料の混合状況に拘らず混合燃料の体積流量が一定になるように供給圧力が制御され、体積流量が一定の混合燃料がガスタービン6の燃焼器7側のノズルに供給される。液体燃料の混合割合が変わった場合、第1圧送ポンプ11及び第2圧送ポンプ13の駆動状況に応じた制御手段9の指令により圧力調整弁8が動作され、体積流量が一定になる供給圧力に混合燃料が制御される。
【0020】
このため、比重が異なる液体燃料が混合された場合であっても、体積流量が一定になるように供給圧力が制御され、一系統の燃料供給ライン5により比重が異なる液体燃料の供給が可能になる。また、個別に第1圧送ポンプ11及び第2圧送ポンプ13が設けられているので、比重が大きく異なる液体燃料を適用することが可能になる。
【0021】
図3に基づいて第3実施形態例を説明する。
【0022】
図3に示すように、異なる種類の液体燃料が貯留される第1タンク1及び第2タンク2が設けられ、第1タンク1および第2タンク2には特性として粘性が異なる液体燃料がそれぞれ貯留されている。第1タンク1の液体燃料は個別圧送ポンプとしての第1圧送ポンプ11により第1液体燃料系統12に送られ、第2タンク2の液体燃料は個別圧送ポンプとしての第2圧送ポンプ13により第2液体燃料系統14に送られる。第1液体燃料系統12には第1切替弁16が設けられ、第2液体燃料系統14には第2切替弁17が設けられている。
【0023】
第1液体燃料系統12と第2液体燃料系統14は合流して燃料供給ライン5につながり、燃料供給ライン5で液体燃料が混合される。第1切替弁16及び第2切替弁17の動作により、液体燃料が適宜割合で混合される。燃料供給ライン5には圧力調整弁8が設けられ、圧力調整弁8は制御手段9の指令により動作される。制御手段9には第1切替弁16及び第2切替弁17の動作状況、即ち、異なる種類の液体燃料の混合状況が入力され、液体燃料の混合状況に基づいて圧力調整弁8が動作される。圧力調整弁8の動作は、液体燃料の混合状況に拘らず燃焼器7側のノズルに送られる混合燃料の体積流量が一定になる状態の供給圧力となるように動作され、燃料供給ライン5の供給圧力が制御される。
【0024】
上記構成の燃料制御装置では、第1圧送ポンプ11及び第2圧送ポンプ13の駆動により1タンク1および第2タンク2の液体燃料が第1液体燃料系統12及び第2液体燃料系統14に圧送され、第1切替弁16及び第2切替弁17の動作により圧送量が調整される。圧送量が調整された液体燃料は、燃料供給ライン5で適宜混合されて混合燃料とされる。燃料供給ライン5では圧力調整弁8の動作により、液体燃料の混合状況に拘らず混合燃料の体積流量が一定になるように供給圧力が制御され、体積流量が一定の混合燃料がガスタービン6の燃焼器7側のノズルに供給される。液体燃料の混合割合が変わった場合、第1切替弁16及び第2切替弁17の動作状況に応じた制御手段9の指令により圧力調整弁8が動作され、体積流量が一定になる供給圧力に混合燃料が制御される。
【0025】
このため、粘性が異なる液体燃料が混合された場合であっても、体積流量が一定になるように供給圧力が制御され、一系統の燃料供給ライン5により粘性が異なる液体燃料の供給が可能になる。また、個別に第1圧送ポンプ11及び第2圧送ポンプ13が設けられ、第1切替弁16及び第2切替弁17の動作により圧送量が調整されるようになっているので、比重が大きく異なる液体燃料を適用することも可能になる。
【0026】
上述した各実施形態例における液体燃料は、例えば、ナフサや軽油が適用されるようになっている。
【0027】
【発明の効果】
本発明の燃料制御装置は、特性が異なる液体燃料が送られる複数の液体燃料系統と、複数の液体燃料系統が合流され混合燃料をノズル側に送る一系統の燃料供給系統と、燃料供給系統に備えられる圧力調整弁と、燃料の混合状況に拘らず燃料供給系統の体積流量が所定状態に保持されるように燃料の混合状況に応じて圧力調整弁を動作させて混合燃料の供給圧力を制御する制御手段とからなるので、比重や粘性等の特性の異なる燃料の混合状況に拘らず燃料供給系統の体積流量が所定状態に保持される。この結果、特性の異なる複数の燃料を一つの燃料供給系統で供給することが可能になり、燃料に応じて燃料系統を分ける必要がなくなり、プラントの大型化やコスト高騰を招くことがなくなる。
【0028】
また、本発明の燃料制御装置は、特性が異なる液体燃料が送られる複数の液体燃料系統と、複数の液体燃料系統が合流され混合燃料をノズル側に送る一系統の燃料供給系統と、燃料供給系統に備えられる圧力調整弁と、それぞれの液体燃料系統に設けられる個別圧送ポンプと、個別圧送ポンプの後流側のそれぞれの液体燃料系統に設けられる切替弁と、燃料の混合状況に拘らず燃料供給系統の体積流量が所定状態に保持されるように切替弁の動作状況に応じて圧力調整弁を動作させて混合燃料の供給圧力を制御する制御手段とからなるので、比重や粘性等の特性の異なる燃料の混合状況に拘らず燃料供給系統の体積流量が所定状態に保持される。この結果、特性の異なる複数の燃料を一つの燃料供給系統で供給することが可能になり、燃料に応じて燃料系統を分ける必要がなくなり、プラントの大型化やコスト高騰を招くことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例に係る燃料制御装置の概略系統図。
【図2】本発明の第2実施形態例に係る燃料制御装置の概略系統図。
【図3】本発明の第3実施形態例に係る燃料制御装置の概略系統図。
【符号の説明】
1 第1タンク
2 第2タンク
3 三方弁
4 混合燃料圧送ポンプ
5 燃料供給ライン
6 ガスタービン
7 燃焼器
8 圧力調整弁
9 制御手段
11 第1圧送ポンプ
12 第1液体燃料系統
13 第2圧送ポンプ
14 第2液体燃料系統
16 第1切替弁
17 第2切替弁

Claims (6)

  1. 特性が異なる液体燃料が送られる複数の液体燃料系統と、複数の液体燃料系統が合流され混合燃料をノズル側に送る一系統の燃料供給系統と、燃料供給系統に備えられる圧力調整弁と、燃料の混合状況に拘らず燃料供給系統の体積流量が所定状態に保持されるように燃料の混合状況に応じて圧力調整弁を動作させて混合燃料の供給圧力を制御する制御手段とからなることを特徴とする燃料制御装置。
  2. 請求項1において、
    複数の燃料系統には、複数の液体燃料を混合する混合弁手段と、混合弁手段の後流側に設けられ混合燃料を供給燃料供給系統に供給する一つの混合燃料圧送ポンプとが設けられていることを特徴とする燃料制御装置。
  3. 請求項1において、
    複数の燃料系統には、それぞれに個別圧送ポンプが設けられることを特徴とする燃料制御装置。
  4. 特性が異なる液体燃料が送られる複数の液体燃料系統と、複数の液体燃料系統が合流され混合燃料をノズル側に送る一系統の燃料供給系統と、燃料供給系統に備えられる圧力調整弁と、それぞれの液体燃料系統に設けられる個別圧送ポンプと、個別圧送ポンプの後流側のそれぞれの液体燃料系統に設けられる切替弁と、燃料の混合状況に拘らず燃料供給系統の体積流量が所定状態に保持されるように切替弁の動作状況に応じて圧力調整弁を動作させて混合燃料の供給圧力を制御する制御手段とからなることを特徴とする燃料制御装置。
  5. 請求項1もしくは請求項4において、
    燃料供給系統は、ガスタービンの燃焼器側に燃料を供給する系統であることを特徴とする燃料制御装置。
  6. 請求項1もしくは請求項4において、
    燃料供給系統は、ボイラの燃料ノズル側に燃料を供給する系統であることを特徴とする燃料制御装置。
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