JP5620655B2

JP5620655B2 - 多段燃焼システム及び方法

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Publication number: JP5620655B2
Application number: JP2009187905A
Authority: JP
Inventors: ジョン・ドゥーイー・ブロッシュ; アータン・イルマズ; バラチャンダー・ヴァラサラジャン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2029-08-14
Also published as: DE102009026400A1; JP2010096488A; CN101726004B; US20100095649A1; CH699761B1; CH699761A2; CN101726004A

Description

本発明の実施形態は、多段燃焼システム及び方法に関する。

様々なタイプのガスタービンシステムが存在する。例えば、航空転用ガスタービンは、発電、舶用推進、ガス圧縮、コジェネレーション及び海上作業台動力のような用途に使用される。ガスタービンシステムは一般的に、空気流を加圧するための圧縮機と、加圧空気を燃料と混合しかつ混合気に点火して作動ガスを生成する燃焼器と、作動ガスを膨張させかつ発電するためのタービンセクションとを含む。燃焼器は一般的に、圧縮機及びタービンセクションと同軸に配置される。

ガスタービンシステムの燃焼器が、窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）、一酸化炭素及び未燃炭化水素のような排出物（エミッション）を最小限にすることは有利である。軸方向多段化は、そのようなエミッションを低減するための１つの解決法である。

軸方向多段化をもってしても、ＮＯ_Ｘは、高い火炎温度で大量に生成される。ＮＯ_Ｘエミッションは、火炎温度を低下させること及び／又は高温ゾーンでの燃料の滞留時間を短縮することによって、低減することができる。一酸化炭素は、燃料と二酸化炭素との間の中間体として生成される。ＮＯ_Ｘエミッションに比べて、低い一酸化炭素エミッションには、より長い滞留時間及びより高い温度が有利である。多段燃焼器の最初の火炎ゾーン（すなわち第１段）は一般的に、ＮＯ_Ｘと一酸化炭素との要件をバランスさせるような低い火炎温度及び長い滞留時間を有する。第２の火炎ゾーンは、燃焼生成物を所望の最終温度にしながら、この温度での滞留時間を最小限にするように用いられる。一般的に、第２段噴射器は、第１段噴射器よりも高温ゾーン内に配置される。従って、第２段噴射器は、熱損傷を一層受けやすい。時には、第２段において、空気、蒸気、窒素又は別の不活性ガスを燃料と混合させ又はそれらと共に噴射して、熱制御を改善しかつ冷却を行う場合がある。

軸方向多段化はまた、燃焼ダイナミックス（振動）又は騒音として知られる別の燃焼器の問題に対処するために用いられる。燃焼ダイナミックスは、燃焼により放出された熱と燃焼器又は燃料管路内で発生した圧力波との間の相互作用によって生じる。軸方向多段化においては、燃焼ダイナミックスの問題は、燃焼を２つのゾーンにわたって拡散させて相互作用を分離する又は弱めることによって対処される。

燃料の燃焼特性は、軸方向多段燃焼器における設計選択肢を制限することが多い。例えば、遅い反応速度は、不完全燃焼を引き起こしかつ一酸化炭素及び未燃炭化水素のエミッションを生じるおそれがある。一方、速すぎる反応速度は、第２段反応ゾーンが第２段噴射器に非常に近接した位置になるような保炎を生じる可能性があり、第２段噴射器が損傷を受けるおそれがある。最後に、第２段燃料と第１段生成物との間の混合の不足は、高温火炎ゾーンを発生させることに加えて上記の問題との両方を悪化させ、それにより一層高いＮＯ_Ｘ、不安定な火炎及び他の問題を引き起こすおそれがある。一般的に、１つ又はそれ以上の希釈剤或いは空気を燃料に加えるか又は多段燃焼器内の燃料付近に噴射して噴射燃料の運動量を増加させて、混合過程を強化することができる。

一般的に、軸方向多段燃焼器は、希薄燃焼段すなわち第１段からリッチ燃焼段すなわち第２段に熱エネルギーを移動させて部分酸化反応を加速することによって機能する。段間の熱交換が、２つの等量比のうちより高い方を有する段で発生する部分酸化反応を加速するように用いられる。この熱交換は、２つの段の燃焼ガスの直接混合、又はガス生成物を実際には混合しない状態で熱エネルギーを移動させるための機構、又は段の１つ又は両方内への蒸気の導入の１つ或いはそれ以上によって可能にすることができる。

米国特許第６，８６８，６７６号公報米国特許第３，６７５，４２５Ａ号公報米国特許第５，０６９，０２９Ａ号公報米国特許第５，９３４，０６７Ａ号公報米国特許第６，６７２，７５６Ｂ１号公報米国特許第７，１７２，６３８Ｂ２号公報米国特許第７，２６３，９８５Ｂ２号公報米国特許出願公開第２００７／０１３０８３０Ａ１号公報

軸方向多段燃焼システムの設計においてより柔軟性を有すること、及びそのような燃焼システムにおいて望ましくないエミッションを低減することが好ましいと言える。

簡潔に言うと、本明細書に開示した１つの実施形態によると、多段燃焼システムは、第１の化学組成を有する第１の燃料を供給するための第１の燃料源と、第１の燃料を噴射するための第１の噴射器と、第１の化学組成における水素、一酸化炭素、炭化水素、或いは２つ又はそれ以上の炭化水素の組合せの１つ若しくはそれ以上の相対反応濃度（relative reactive concentration）がその相対反応濃度とは異なるようになった第２の化学組成を有する第２の燃料を供給するための第２の燃料源と、第１の噴射器の下流に第２の燃料を噴射するように配置された第２の噴射器とを含む。

別の実施形態では、第１の化学組成における水素、一酸化炭素、炭化水素、或いは２つ又はそれ以上の炭化水素の組合せの１つ若しくはそれ以上の相対反応濃度が第２の化学組成の相対反応濃度とは異なるようになった種々の化学組成を有する２つ又はそれ以上の燃料を２つ又はそれ以上の燃焼段において別個に導入するように構成された多段燃焼器を提供する。

別の実施形態では、多段燃焼させる方法を提供する。本方法は、第１段において、第１の燃料を導入するステップと、次に第２段において、第１の燃料の第１の化学組成における水素、一酸化炭素、炭化水素、或いは２つ又はそれ以上の炭化水素の組合せの１つ若しくはそれ以上の相対反応濃度がその相対反応濃度とは異なるようになった該第１の燃料とは異なる化学組成を有する第２の燃料を導入するステップとを含む。

別の実施形態では、多段燃焼させる方法を提供する。本方法は、初期燃料を分離器に導入して、該初期燃料を化学的に分離して第１の燃料及び第２の燃料を該第１の燃料が該第２の燃料よりも低反応性であるように形成するステップと、第１段において第１の燃料を導入するステップと、次に第２段において第２の燃料を導入するステップとを含む。

別の実施形態では、多段燃焼させる方法を提供する。本方法は、第１の燃料を第１の部分及び第２の部分に分割するステップと、第１段において第１の燃料の第１の部分を導入するステップと、第１の燃料の第２の部分を付加的燃料と混合して、該第１の燃料がそれよりも低反応であるように第２の燃料を形成するステップと、次に第２段において第２の燃料を導入するステップとを含む。

本発明のこれらの及びその他の特徴、態様並びに利点は、図面全体にわたって同じ参照符号が同様の部分を表している添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことより一層理解されるようになるであろう。

燃焼器エンジンの断面図。本明細書に開示した例示的な多段燃焼システムの実施形態のブロック図。本明細書に開示した例示的な多段燃焼システムの実施形態のブロック図。本明細書に開示した例示的な多段燃焼システムの実施形態のブロック図。本明細書に開示した例示的な多段燃焼システムの実施形態のブロック図。タービン内蔵システムで使用する燃焼器セクション用の燃焼器の側面断面図。

１つの実施形態では、図１に示すように、多段燃焼システム１０は、第１の化学組成を有する第１の燃料を供給するための第１の燃料源と、第２の化学組成を有する第２の燃料を供給するための第２の燃料源とを含み、第１の化学組成における水素、一酸化炭素、炭化水素、或いは２つ又はそれ以上の炭化水素の組合せの１つ若しくはそれ以上の相対反応濃度は、第２の化学組成の相対反応濃度とは異なるようになっている。本明細書で使用する場合に、異なる「相対反応濃度」というのは、燃料の１つ又は両方が、窒素、二酸化炭素及び蒸気のような１つ又はそれ以上の非反応性成分を有する可能性があるかどうかに関わらず、反応性成分（水素、一酸化炭素、炭化水素、或いは２つ又はそれ以上の炭化水素の組合せ）の間の異なる濃度を意味する。換言すると、非反応性成分が第１及び第２の燃料から除去されることになったとしても、得られた化学組成は依然として異なったものとなる。また、本明細書で使用する場合に、「数詞のない」表現は、文脈上そうでないことを明記していない限り、複数の指示対象も含む。例えば、各それぞれの燃料源から燃料を噴射するための単一の噴射器を示しているが、幾つかの実施形態では、複数の噴射器を用いて第１及び／又は第２の燃料を噴射することができる。

一部の実施形態では、第２の燃料は、第１の燃料よりも高反応性の燃料を含むことができる。これらの実施形態の幾つかにおいて、第１の燃料は、第２の燃料よりも低いエネルギー含量燃料である。他の実施形態では、第１の燃料は、第２の燃料よりも高いエネルギー含量燃料である。ここで考えている実施形態では、第１の噴射器１２は、第１の燃料を噴射するために存在し、また第２の噴射器１４は、第２の燃料を噴射するために存在しており、ここで第２の噴射器１４は、第１の噴射器１２の下流に配置される。第１の噴射器１２は、多段燃焼システム１０の第１段内に設置することができる。同様に、第２の噴射器１４は、多段燃焼システム１０の第１段内に設置することができる。一般的に、第２段の上流端部は、縮小断面のスロート領域によって第１段の下流端部に相互連結される。換言すると、スロート領域は、第１段に近接する該スロート領域の断面が第２段に近接する断面よりも大きくなるように先細にすることができる。第１及び第２段は、円形断面を有することができるが、その他の構成もまた使用することができる。

１つの実施形態では、第１及び第２の燃料は、両方とも液体燃料か又は両方とも気体燃料とすることができる。別の実施形態では、第１の燃料又は第２の燃料の一方は液体燃料とすることができ、また他方は気体燃料とすることができる。本明細書で使用する場合に、「より高反応性の燃料」という用語は、相対的に速い反応速度を有する燃料を意味し、同様に、「より低反応性の燃料」という用語は、相対的に遅い反応速度を有する燃料を意味する。さらに、本明細書で使用する場合に、「高エネルギー燃料」という用語は、高いエネルギー密度を有する燃料を意味し、同様に「低エネルギー燃料」という用語は、低いエネルギー密度を有する燃料を意味する。高エネルギー燃料は低エネルギー燃料よりも高反応性である場合も、或いは高反応性でない場合もあることに注目されたい。

燃焼システム１０は、ガスタービン、ガス発生器、ガスタービンエンジン又はその他の熱発生装置を含む幾つかの実施例を有するあらゆる所望の用途で使用される。この図示した実施例では、燃焼システム１０は、空気用の入口ポート１６及び出口ポート１８を含む。参照符号２０及び２２は、それぞれ燃焼の第１段及び第２段を表している。各段に付加される燃料が同一でありかつ異なる段において異なるように混合することができる空気のような付加的ガスが相違しているだけである従来型の解決法に比べて、第１の噴射器によって供給される燃料の下流により高反応性の燃料を噴射することにより、汚染物質をより少なくし、燃焼ゾーンにおける空気対燃料混合比をより一定に保持しかつ一次ゾーンにおけるフラッシュバック事象の発生を減少させるように作用させることができる。１つの実施形態では、第１及び第２の燃料の一方又は両方が、それぞれ第１及び第２の噴射器に供給される前に空気と予混合される。別の実施形態では、燃料は、該燃料及び空気が火炎ゾーンの前に混合されるのを可能にするように、燃焼器の上流部分で空気内に噴射することができる。加えて少量の空気を、冷却のような目的で第２段内に噴射することができる。

水素、エタン又はその他の炭化水素のような天然ガスよりも高反応性である燃料は、より高い速火炎速度及び／又はより速い点火時間を有する傾向にあり、これが、火炎温度に耐えるように設計されていない燃焼器システムの一部で過早燃焼を引き起こすおそれがある。本明細書で使用する場合に、「天然ガス」という用語は、主としてメタン（ＣＨ_４）と、それに限定されないがエタン（Ｃ_２Ｈ_６）、ブタン（Ｃ_４Ｈ_１０）、プロパン（Ｃ_３Ｈ_８）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、窒素（Ｎ_２）、ヘリウム（Ｈｅ_２）、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）、又はそれらの組合せのようなその他のものの１つ或いはそれ以上とを含む気体燃料を意味する。天然ガスよりも低反応性の燃料（例えば、一酸化炭素又は二酸化炭素又は窒素又はそれらの組合せのより高い濃度を有する燃料）の場合には、火炎速度が遅いことにより、ネットフローがその正常安定ゾーンから下流方向に火炎を吹き飛ばしかつ該火炎を消滅させる可能性があるような吹消えを引き起こすおそれがある。燃焼器内での総滞留時間があまりに短い場合には、燃焼が完了しないおそれがある。その場合には、排気内に、未燃燃料又は過度な一酸化炭素が存在するおそれがある。

燃料ストリームの反応性成分を変更すること、従って異なる段で噴射される燃料組成を変化させることによって、多段燃焼の有効性を高めることができる。例えば、より高反応性の燃料の幾つかは、燃焼器の第２段において導入して、第２の燃料が迅速に燃焼しかつ滞留時間を最小にするようにすることができる。従って、より低反応性の燃料は、燃焼器の第１ゾーンに移動させて、燃焼器内での第１の燃料の滞留時間を増加させることによって完全燃焼を可能にすることができる。

加えて、窒素及び二酸化炭素のような不活性物質は、熱制御のために第２段において導入することができる。例えば、窒素は、第２段において導入して噴射器を冷却するのに役立てることができる。

１つの実施形態では、第１の燃料は、第２の燃料よりも高い炭素含有量を有する。別の実施形態では、第２の燃料は、第１の燃料よりも高い水素含有量を有する。より具体的な実施例では、第１の燃料は、天然ガス又は一酸化炭素又は水素又は窒素の１つ或いはそれ以上を含み、また第２の燃料は、水素又はメタン又はメタンより大きい炭化水素又は天然ガスの１つ或いはそれ以上を含む。燃料源の数は必ずしも２つに限定されないことに注目されたい。幾つかの実施形態では、燃焼システムは、２つより多い燃料源を含むことができる。また、多段燃焼は、軸方向多段化するか、又は半径方向に多段化するか、又は幾つかのその他の形態として構成することができる。

幾つかの実施形態では、第２の噴射器は、第１段からの燃焼生成物のストリーム内に設置することができる。ガスタービン内で多段燃焼システムを使用する１つの実施形態では、第２の噴射器は、タービン入口セクション内に又はタービンセクションの第１段翼形部上に設置することができる。この実施形態では、燃焼システムは、吸気セクションと、吸気セクションの下流の圧縮機セクションと、第１の噴射器を使用する第１段を有する燃焼器セクションと、第２の噴射器を使用しかつ第１段の下流に設置されて第１段の燃焼生成物のストリームをさらに燃焼させるようになった第２段と、タービンセクションと、排気セクションとを含むことができる。噴射器は、継手と、燃料混合通路を囲む翼形部形状を形成した壁と、燃料混合通路及び一次燃焼生成物ストリーム間を連通するようになった少なくとも１つの出口とを含む。他の実施形態では、第２の噴射器は、該第２の噴射器が第１段からの燃焼生成物のストリーム内に設置されるように燃焼器の壁の表面上に設置することができる。

次に図２を参照すると、第１の燃料源２４は、第１の噴射器１２内に供給される第１の燃料２６を含む。第２の燃料源３０は、第２の噴射器１４によって燃焼器内に供給される第２の燃料３２を含む。例えば、第１の燃料２６は、天然ガスを含むことができ、また第２の燃料３２は、約５０容量％のメタン及び約５０容量％の一酸化炭素を含むことができる。別の実施形態では、第１の燃料２６は、天然ガスを含み、また第２の燃料３２は、約５０容量％のメタン及び約５０容量％の水素を含む。

１つの実施形態では、第１及び第２の燃料源の少なくとも１つは、初期燃料を第１の燃料、第２の燃料又はその両方に化学的に分離するようになった燃料分離器を含む。図３の実施形態では、例えば、初期燃料源３６によって供給された燃料を化学的に分離するための燃料分離器３８が設けられる。この図示した実施形態では、燃料源３６に含まれた初期燃料は、第１の燃料４０及び第２の燃料４４に分離される。第１の燃料４０は、第１の噴射器１２に輸送され、また第２の燃料４４は、第２の噴射器１４に輸送される。

燃料源３６内の燃料が、約９０容量％の水素及び約１０容量％の一酸化炭素を含む１つの実施例では、第１の燃料４０は、約２０容量％の一酸化炭素及び８０容量％の水素の混合物を含む一方、第２の燃料４４は、約１００容量％の水素を含む。この実施形態では、燃料源３６内の燃料は、炭素の少なくとも一部分を分離するために事前処理することができる。

別の実施例では、燃料源３６内の燃料は、ガス化複合発電で用いられる「合成ガス」のようなガスを含む。本明細書で使用する場合に、「合成ガス」というのは、それに限定されないが、組成が原材料に応じて決まるようになった一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）及び水素（Ｈ_２）のような気体燃料を含むことができる。例えば、初期燃料は、約４０容量％の水素、約４０容量％の一酸化炭素及び約２０容量％の二酸化炭素を含む組成を有することができ、第１の燃料４０は、約３３．３容量％の水素及び約６６．６容量％の一酸化炭素の混合物を含むことができ、また第２の燃料４４は、約５０容量％の水素及び約５０容量％の二酸化炭素を含むことができる。

燃料源３６の燃料が、約５０容量％の水素及び約５０容量％の一酸化炭素を含む別の実施例では、第１の燃料３８は、約１００容量％の一酸化炭素を含む一方、第２の燃料４４は、約１００容量％の水素を含む。

燃料源３６内の燃料が約５０容量％のメタン及び約５０容量％の水素を含むさらに別の実施例では、第１の燃料３８は、約８０容量％のメタン及び約２０容量％の水素の混合物を含む一方、第２の燃料４４は、約２０容量％のメタン及び約８０容量％の水素を含む。

別の実施形態では、第１及び第２の燃料源の少なくとも１つは、燃料改質装置５８を含む。例えば、図４を参照すると、初期燃料源５０は、燃料５１を供給し、燃料５１は、燃料経路５２及び５６に沿って２つの分岐路に分割される。第１の燃料５１は、燃料経路５２に沿って第１の噴射器１２に輸送され、また燃料経路５６に沿って、燃料は、改質装置５８に通して該燃料を化学的に改質して、第２の噴射器１４に第２の燃料６０を供給する。１つの実施形態では、改質装置５８のような改質装置を使用して、天然ガス又はその他の炭化水素燃料を例えば一酸化炭素及び水素の混合物に改質することができる。初期燃料源５０内の燃料５１がメタンを含む１つの実施例では、第１の燃料は、メタンを含み、また第２の燃料６０は、約１０容量％の一酸化炭素、２０容量％の水素及び７０容量％のメタンの混合物を含む。

別の実施形態では、第１及び第２の燃料源の少なくとも１つは、第１の燃料の少なくとも一部分と別の燃料の少なくとも一部分とを混合する燃料混合器を含む。図５に示すように、第１の燃料源６６は、第１の燃料６７を含む。第１の燃料６７の第１の部分６８は、第１の噴射器１２内に供給される。第２の燃料源７２は、第２の噴射器１４内に供給される第２の燃料７４を提供する。第２の燃料源７２は、付加的燃料源７８との組合せである。この図示した実施形態では、混合器８０は、第１の燃料の一部分８２を付加的燃料８４と混合して第２の燃料７４を形成する。

第１の燃料６７が天然ガスでありまた付加的燃料源７８が窒素のような低いエネルギー含量燃料を含む１つの実施例では、第２の燃料７４は、５０容量％の低いエネルギー含量燃料（窒素のような）及び５０容量％の天然ガスを含む。別の実施例では、第１の燃料６７が、天然ガスであり、付加的燃料源７８が、水素のような高いエネルギー含量燃料を含み、また第２の燃料７４が、５０容量％の高いエネルギー含量燃料（水素のような）及び５０容量％の天然ガスを含む。上述の実施形態では、必要に応じて、第１又は第２の燃料のいずれかと空気を混合することができる。

次に図６を参照すると、燃焼器セクション９２を有するタービン内蔵システム用の軸方向多段燃焼器９０を全体的に示している。タービン内蔵システムは、米国特許第６，８６８，６７６号に詳細に説明されており、この特許は、参考文献として本明細書にその全体を組入れている。燃焼器セクション９２は、第１段９４と、該第１段９４の下流の第２段９６とを含む。この図示した実施形態では、第２段９６は、第１段９４の燃焼生成物のストリーム内に第２段燃料混合気を横方向に噴射するために噴射器９８を含む。矢印９９は、空気の流入方向を表し、また矢印１０１は、タービンセクションへの排気の排出方向を表している。図示していないが、タービン内蔵システムはまた、吸気セクションと、吸気セクションの下流の圧縮機セクションと、タービンセクションと、排気セクションとを含むことができる。燃焼器セクション９２は、複数の円周方向に間隔を置いて配置された燃焼器９０の円形配列を含むことができる。燃料／空気の混合気は、各燃焼器９０内で燃焼して高温のエネルギーガス流を生成し、このガス流は、移行部品１００を通って流れてタービンセクション（図示せず）の第１段翼形部１０２にガスを流すようにする。本方法は、円形燃焼器システム及び環状燃焼器システムを含むがそれらシステムに限定されない異なる燃焼器システムと関連させて用いることができることを意図している。幾つかの実施形態では、燃焼器セクション９２の第１段９４に加圧空気を送給して、複数の燃焼器９０の各々の一次反応ゾーン１０４内で燃料混合物と結合させかつ該燃料混合物を燃焼させるようにすることができる。１つの実施形態では、噴射器９８は、例えばタービンセクションの第１段翼形部１０２のようなタービンセクションに設けることができる。

本明細書では本発明の特定の特徴のみを図示しかつ説明してきたが、当業者には多くの修正及び変更が想起されるであろう。従って、特許請求の範囲は、全てのそのような修正及び変更を本発明の技術思想の範囲内に属するものとして保護しようとするものであることを理解されたい。

１０多段燃焼システム
１２第１の噴射器
１４第２の噴射器
１６入口ポート
１８出口ポート
２０第１段
２２第２段
２４第１の燃料源
２６第１の燃料
３２第２の燃料
３６初期燃料源
３８燃料分離器
４０第１の燃料
４４第２の燃料
５０燃料源
５１燃料
５２燃料経路
５６燃料経路
５８燃料改質装置
６６第１の燃料源
６７第１の燃料
６８第１の部分
７２第２の燃料源
７４第２の燃料
７８燃料源
８０混合器
８２部分
８４燃料
９０軸方向多段燃焼器
９２燃焼器セクション
９４第１段
９６第２段
９８噴射器
９９矢印
１００移行部品
１０１矢印
１０２第１段翼形部
１０４一次反応ゾーン

Claims

多段燃焼システム（１０）であって、
第１の化学組成を有する第１の燃料を供給するための第１の燃料源と、
第１段において前記第１の燃料を噴射するための第１の噴射器（１２）と、
第２の化学組成を有する第２の燃料であって、前記第１の化学組成における水素、一酸化炭素、炭化水素又は２種以上の炭化水素の組合せの１以上の相対反応濃度が、前記第２の化学組成の相対反応濃度とは異なる第２の燃料を供給するための第２の燃料源と、
第２段において、前記第１の噴射器（１２）の下流で前記第１段の燃焼生成物の流れに前記第２の燃料を噴射するように配置された第２の噴射器（１４）と
を含む、多段燃焼システム（１０）。
前記第１及び第２の燃料の一方が他方よりも反応性が高い、請求項１記載の多段燃焼システム（１０）。
前記第１及び第２の燃料の一方が他方よりも高いエネルギー含量を有する、請求項１記載の多段燃焼システム（１０）。
前記第１の燃料が、前記第２の燃料よりも高い炭素含有量を有する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の多段燃焼システム（１０）。
前記第２の燃料が、前記第１の燃料よりも高い水素含有量を有する、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の多段燃焼システム（１０）。
前記第１及び第２の噴射器（１２、１４）が、軸方向に多段化されている、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の多段燃焼システム（１０）。
前記多段燃焼システムがガスタービンにおける燃焼システムである、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の多段燃焼システム（１０）。
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の多段燃焼システム（１０）において多段燃焼させる方法であって、
第１段において、第１の燃料を導入するステップと、次に
第２段において、水素、一酸化炭素、炭化水素又は２種以上の炭化水素の組合せの１以上の濃度が前記第１の燃料の相対反応性化学組成とは異なる相対反応性化学組成を有する第２の燃料を導入するステップと
を含む、方法。
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の多段燃焼システム（１０）において多段燃焼させる方法であって、
初期燃料を分離器に導入して、該初期燃料を化学的に分離して第１の燃料及び第２の燃料を該第１の燃料が該第２の燃料よりも低反応性となるように形成するステップと、
第１段において前記第１の燃料を導入するステップと、次に
第２段において前記第２の燃料を導入するステップと
を含む、方法。
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の多段燃焼システム（１０）において多段燃焼させる方法であって、
第１の燃料を第１の部分と第２の部分とに分割するステップと、
第１段において前記第１の燃料の第１の部分を導入するステップと、
前記第１の燃料の第２の部分を付加的燃料と混合して、第１の燃料よりも反応性の低い第２の燃料を形成するステップと、次に
第２段において前記第２の燃料を導入するステップと
を含む、方法。