JP6175190B2 - 燃料流路のパージ方法、この方法を実行するパージ装置、この装置を備えるガスタービン設備 - Google Patents
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Description
本発明は、液体燃料と気体燃料とを選択的に噴射するノズルを有する燃焼器における燃料流路のパージ方法、この方法を実行するパージ装置、この装置を備えるガスタービン設備に関する。本願は、2014年6月3日に、日本国に出願された特願2014−114737号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。
ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスで駆動するタービンと、を備えている。
燃焼器としては、軽油等の油燃料と天然ガス等の気体燃料とを選択的に噴射するデュアル方式のノズルを有するものがある。このようなデュアル方式のノズルを有する燃焼器では、使用燃料を油燃料から気体燃料に切り替えた後、ノズルの油燃料流路に油燃料が残っていると、この油燃料が高温環境下でコーキングすることがある。油燃料が油燃料流路内でコーキングすると、油燃料流路が狭まり、この油燃料流路に目的の流量の油燃料を流すことが困難になる。
そこで、以下の特許文献1に記載の技術では、油燃料から気体燃料への切替が完了した後、油燃料流路に水を間欠的に複数回供給し、その後、この油燃料流路に空気を供給して、油燃料流路中に残っていた油燃料を除去し、油燃料流路内での油燃料のコーキングを抑えている。
上記特許文献1に記載の技術では、油燃料から気体燃料への切替が完了した後に油燃料流路に水を供給する。このため、上記特許文献1に記載の技術では、油燃料から気体燃料への切替過程で、油燃料流路に流れる油燃料の流量が少なくなり、油燃料流路を流れる油燃料の流速が落ちた際に、油燃料がコーキングするおそれがある、という問題点がある。
そこで、本発明は、液体燃料のコーキングを抑えることができる技術を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するための発明に係る一態様としての燃料流路のパージ方法は、
液体燃料と気体燃料とを選択的に噴射するノズルを有し、前記ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されている、燃焼器における燃料流路のパージ方法において、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記ノズルに供給されている液体燃料供給状態のときに、前記液体燃料流路に水を供給する水供給工程と、前記液体燃料供給状態から、前記ノズルの前記液体燃料流路に供給される前記液体燃料が少なくなる一方で、前記ノズルの前記気体燃料流路に前記気体燃料が供給され始め、前記気体燃料流路に供給される前記気体燃料が多くなる燃料切替状態のときに、前記液体燃料流路に水を供給する切替中水パージ工程と、前記液体燃料が前記液体燃料流路に供給されなくなって前記燃料切替状態が終了し、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記気体燃料のみが前記ノズルに供給され始めてから、前記液体燃料流路に水を供給する切替後水パージ工程と、を実行し、前記切替中水パージ工程では、前記水供給工程で前記液体燃料流路に供給する水の流量である第一流量よりも少ない第二流量の水を前記液体燃料流路に供給し、前記切替後水パージ工程では、少なくとも一時的に前記第二流量よりも多い第三流量の水を前記液体燃料流路に供給する。
液体燃料と気体燃料とを選択的に噴射するノズルを有し、前記ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されている、燃焼器における燃料流路のパージ方法において、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記ノズルに供給されている液体燃料供給状態のときに、前記液体燃料流路に水を供給する水供給工程と、前記液体燃料供給状態から、前記ノズルの前記液体燃料流路に供給される前記液体燃料が少なくなる一方で、前記ノズルの前記気体燃料流路に前記気体燃料が供給され始め、前記気体燃料流路に供給される前記気体燃料が多くなる燃料切替状態のときに、前記液体燃料流路に水を供給する切替中水パージ工程と、前記液体燃料が前記液体燃料流路に供給されなくなって前記燃料切替状態が終了し、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記気体燃料のみが前記ノズルに供給され始めてから、前記液体燃料流路に水を供給する切替後水パージ工程と、を実行し、前記切替中水パージ工程では、前記水供給工程で前記液体燃料流路に供給する水の流量である第一流量よりも少ない第二流量の水を前記液体燃料流路に供給し、前記切替後水パージ工程では、少なくとも一時的に前記第二流量よりも多い第三流量の水を前記液体燃料流路に供給する。
当該パージ方法では、燃料切替状態中でも、ノズルの液体燃料流路に水を供給するので、燃料切替状態中、液体燃料流路内での液体燃料のコーキングを抑えることができる。また、燃料切替状態中、液体燃料及び気体燃料の燃焼が不安定になり易い。そこで、当該パージ方法では、少ない流量である第二流量の水をノズルの液体燃料流路に水を供給することで、燃料切替状態での燃焼安定性を確保しつつ、燃料切替状態でのコーキングを抑える。また、当該パージ方法では、切替後水パージ工程で、少なくとも一時的に第二流量よりも多い第三流量の水を液体燃料流路に供給するので、切替後水パージ工程における洗浄効果を高めることができる。
ここで、前記燃料流路のパージ方法において、前記第三流量は、前記第一流量よりも少なくてもよい。
また、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ方法において、前記切替後水パージ工程は、前記切替中水パージ工程から連続して前記第二流量の水を前記液体燃料流路に供給する水置換工程と、前記水置換工程後に前記第三流量の水を前記液体燃料流路に供給するクリーニング工程と、を含んでもよい。
当該パージ方法では、切替後水パージ工程の最初に少ない流量である第二流量の水を液体燃料流路に供給する水置換工程を実行するので、液体燃料流路に溜まっていた液体燃料が大量に燃焼筒等の燃焼器の筒内に噴出することを避けることができ、燃焼安定性を確保することができる。また、水置換工程後に、第二流量よりも多い第三流量の水を液体燃料流路に供給するクリーニング工程を実行するので、液体燃料流路中に残っている液体燃料の除去を促進することができる。
また、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ方法において、前記切替後水パージ工程は、水を間欠的に前記液体燃料流路に供給する間欠パージ工程を含んでもよい。
前記クリーニング工程を実行する前記燃料流路のパージ方法において、前記切替後水パージ工程は、前記クリーニング工程後に、水を間欠的に前記液体燃料流路に供給する間欠パージ工程を含んでもよい。
前記間欠パージ工程を実行する、いずれかの前記燃料流路のパージ方法において、前記間欠パージ工程では、前記第三流量の水を前記液体燃料流路に供給してもよい。
間欠水パージ工程を実行するパージ方法では、例えば、液体燃料流路の隅等に残っている液体を除去することができる。
以上のいずれかの前記燃料流路のパージ方法において、前記水供給工程では、前記燃料切替状態になった時点で前記液体燃料流路に供給される水の流量が前記第二流量になるよう、前記燃料切替状態に至る前から、前記液体燃料流路に供給する水流量を徐々に少なくしてもよい。
以上のいずれかの前記燃料流路のパージ方法において、前記切替後水パージ工程の終了後、空気を前記液体燃料流路に供給する空気パージ工程を実行してもよい。
当該パージ方法では、切替後水パージ工程後に、空気パージ工程を実行するので、液体燃料流路内に残っている水が水滴として、高温を燃焼筒等の燃焼器の筒内に滴下してしまうのを回避することができる。
前記空気パージ工程を実行する前記燃料流路のパージ方法において、前記空気パージ工程は、第一圧力の空気を前記液体燃料流路に供給する低圧パージ工程と、前記低圧パージ工程後に前記第一圧力よりも高い第二圧力の空気を前記液体燃料流路に供給する高圧パージ工程と、を含んでもよい。
当該パージ方法では、空気パージ工程の最初に低圧である第一圧力の空気を液体燃料流路に供給する低圧パージ工程を実行するので、液体燃料流路に溜まっていた水が大量に燃焼筒等の燃焼器の筒内に噴出することを避けることができ、燃焼安定性を確保することができる。また、低圧パージ工程後に、第一圧力よりも高い第二圧力の空気を液体燃料流路に供給する高圧パージ工程を実行するので、低圧パージ工程後に液体燃料流路中に残っている水を効果的に燃焼器の筒内に噴射させることができる。
以上のいずれかの前記燃料流路のパージ方法において、前記燃焼器は、前記ノズルとしての第一ノズルの他に、第二ノズルを有しており、前記第二ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されており、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記第二ノズルに供給されている液体燃料供給状態から、前記液体燃料が前記第二ノズルに供給されなくなり、前記気体燃料のみが前記第二ノズルに供給されているときで、且つ前記第一ノズルに対する前記切替後水パージ工程の実行中に、前記第二ノズルの前記液体燃料流路に空気を供給する空気パージ工程を実行してもよい。
当該パージ方法では、第一ノズルに対する切替後水パージ工程が終了する前である切替後水パージ工程中に、第二ノズルに対する空気パージ工程を実行するので、第二ノズルの液体燃料流路内における液体燃料のコーキングを抑制することができる。
前記第二ノズルに対する前記空気パージ工程を実行する前記燃料流路のパージ方法において、前記第一ノズルに対する前記切替後水パージ工程が開始されてから、所定時間経過後に前記第二ノズルに対する前記空気パージ工程を実行してもよい。
前記クリーニング工程を実行する、いずれかの前記燃料流路のパージ方法において、前記燃焼器は、前記ノズルとしての第一ノズルの他に、第二ノズルを有しており、前記第二ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されており、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記第二ノズルに供給されている液体燃料供給状態から、前記液体燃料が前記第二ノズルに供給されなくなり、前記気体燃料のみが前記第二ノズルに供給されているときで、且つ前記第一ノズルに対する前記切替後水パージ工程の実行中に、前記第二ノズルの前記液体燃料流路に空気を供給する空気パージ工程を実行し、前記第一ノズルに対する前記クリーニング工程の開始タイミングに合わせて、前記第二ノズルに対する前記空気パージ工程を開始してもよい。
第一ノズルに対する水置換工程中、第一ノズルから燃焼筒等の燃焼器の筒内に噴射される液体燃料の流量が比較的多い。この水置換工程中に、第二ノズルからも液体燃料を噴射すると、燃焼器の筒内に噴射される液体燃料の流量が非常に多くなり、燃焼量が増加する上に燃焼安定性が損なわれる。このため、当該パージ方法では、第一ノズルに対する水置換工程の終了タイミングに合わせて、言い換えると、第一ノズルに対するクリーニング工程の開始タイミングに合わせて、この第二ノズルに対する空気パージ工程を開始する。
また、第二ノズルに対して空気パージ工程を実行する、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ方法において、前記第二ノズルに対する前記空気パージ工程は、第三圧力の空気を前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給する低圧パージ工程と、前記第二ノズルに対する前記低圧パージ工程後に前記第三圧力よりも高い第四圧力の空気を前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給する高圧パージ工程と、を含んでもよい。
当該パージ方法では、第二ノズルに対する空気パージ工程の最初に低圧である第三圧力の空気を液体燃料流路に供給する低圧パージ工程を実行するので、液体燃料流路に溜まっていた液体燃料が大量に燃焼筒等の燃焼器の筒内に噴出することを避けることができ、燃焼安定性を確保することができる。また、低圧パージ工程後に、第三圧力よりも高い第四圧力の空気を液体燃料流路に供給する高圧パージ工程を実行するので、低圧パージ工程後に液体燃料流路中に残っている液体燃料を効果的に除去することができる。
また、第二ノズルに対して空気パージ工程を実行する、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ方法において、前記第二ノズルは、前記第二ノズルから噴射した燃料を拡散燃焼させるノズルであり、前記第二ノズルに対する前記空気パージ工程である第一空気パージ工程後に、前記第一空気パージ工程で前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給する空気の圧力より低い圧力の空気を前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給する第二空気パージ工程を実行してもよい。
当該パージ方法では、第二ノズルの液体燃料流路内に火炎が逆流するのを防ぐことができる。
上記問題点を解決するための発明に係る一態様としての燃料流路のパージ装置は、
液体燃料と気体燃料とを選択的に噴射するノズルを有し、前記ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されている、燃焼器における燃料流路のパージ装置において、前記液体燃料流路に水を送る水ラインと、前記水ラインを流れる水の流量を調節する水調節弁と、前記水調節弁の開度を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ノズルへの燃料供給状態を認識する燃料供給状態認識部と、前記燃料供給状態認識部で認識された前記燃料供給状態に応じて前記水調節弁の開度を制御する水パージ制御部と、を有し、前記燃料供給状態認識部は、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記ノズルに供給されている液体燃料供給状態と、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記気体燃料のみが前記ノズルに供給されている気体燃料供給状態と、前記液体燃料供給状態から前記気体燃料供給状態への遷移状態である燃料切替状態と、を認識し、前記水パージ制御部は、前記燃料供給状態認識部が前記液体燃料供給状態であると認識しているときに、前記液体燃料流路に第一流量の水が供給される切替前開度を前記水調節弁に指示し、前記燃料供給状態認識部が前記燃料切替状態であると認識しているときに、前記液体燃料流路に第二流量の水が供給される切替中開度を前記水調節弁に指示し、前記燃料供給状態認識部が前記気体燃料供給状態になったと認識したときに、前記液体燃料流路に水が供給される切替後開度を前記水調節弁に指示し、前記水パージ制御部は、前記第二流量が前記第一流量よりも少なくなるよう、前記切替前開度よりも前記切替中開度を小さくし、前記気体燃料供給状態で少なくとも一時的に前記第二流量よりも多い第三流量の水が前記液体燃料流路に供給されるよう前記切替後開度を定める。
液体燃料と気体燃料とを選択的に噴射するノズルを有し、前記ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されている、燃焼器における燃料流路のパージ装置において、前記液体燃料流路に水を送る水ラインと、前記水ラインを流れる水の流量を調節する水調節弁と、前記水調節弁の開度を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ノズルへの燃料供給状態を認識する燃料供給状態認識部と、前記燃料供給状態認識部で認識された前記燃料供給状態に応じて前記水調節弁の開度を制御する水パージ制御部と、を有し、前記燃料供給状態認識部は、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記ノズルに供給されている液体燃料供給状態と、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記気体燃料のみが前記ノズルに供給されている気体燃料供給状態と、前記液体燃料供給状態から前記気体燃料供給状態への遷移状態である燃料切替状態と、を認識し、前記水パージ制御部は、前記燃料供給状態認識部が前記液体燃料供給状態であると認識しているときに、前記液体燃料流路に第一流量の水が供給される切替前開度を前記水調節弁に指示し、前記燃料供給状態認識部が前記燃料切替状態であると認識しているときに、前記液体燃料流路に第二流量の水が供給される切替中開度を前記水調節弁に指示し、前記燃料供給状態認識部が前記気体燃料供給状態になったと認識したときに、前記液体燃料流路に水が供給される切替後開度を前記水調節弁に指示し、前記水パージ制御部は、前記第二流量が前記第一流量よりも少なくなるよう、前記切替前開度よりも前記切替中開度を小さくし、前記気体燃料供給状態で少なくとも一時的に前記第二流量よりも多い第三流量の水が前記液体燃料流路に供給されるよう前記切替後開度を定める。
当該パージ装置では、燃料切替状態中でも、ノズルの液体燃料流路に水を供給するので、燃料切替状態中、液体燃料流路内での液体燃料のコーキングを抑えることができる。また、燃料切替状態中、液体燃料及び気体燃料の燃焼が不安定になり易い。そこで、当該パージ装置では、少ない流量である第二流量の水をノズルの液体燃料流路に水を供給することで、料切替状態での燃焼安定性を確保しつつ、燃料切替状態でのコーキングを抑える。また、当該パージ装置では、気体燃料供給状態で、少なくとも一時的に第二流量よりも多い第三流量の水を液体燃料流路に供給するので、気体燃料供給状態での液体燃料流路の洗浄効果を高めることができる。
ここで、前記燃料流路のパージ装置において、前記水パージ制御部は、前記第三流量が前記第一流量よりも少なくなる前記切替後開度を定めてもよい。
また、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置において、前記水パージ制御部は、前記燃料供給状態認識部が前記気体燃料供給状態になったと認識したときに、前記切替後開度として、前記燃料切替状態から連続して前記第二流量の水が前記液体燃料流路に供給されるよう、前記切替中開度と同じ開度である水置換開度を前記水調節弁に指示し、前記水置換開度を前記水調節弁に指示した後、前記切替後開度として、前記第三流量の水が前記液体燃料流路に供給されるようクリーニング開度を前記水調節弁に指示してもよい。
また、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置において、前記水パージ制御部は、前記切替後開度として、間欠的に前記液体燃料流路に水が供給される間欠パージ開度を前記水調節弁に指示してもよい。
前記クリーニング開度を定める前記燃料流路のパージ装置において、前記水パージ制御部は、前記クリーニング開度を前記水調節弁に指示した後、前記切替後開度として、間欠的に前記液体燃料流路に水が供給される間欠パージ開度を前記水調節弁に指示してもよい。
前記クリーニング開度を定める、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置において、前記水パージ制御部は、前記液体燃料流路に水を供給している際の流量が前記第三流量になる前記間欠パージ開度を前記水調節弁に指示してもよい。
以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置において、前記燃料供給状態認識部は、前記液体燃料供給状態から前記燃料切替状態に切り替わるタイミングを事前に認識し、前記水パージ制御部は、前記燃料切替状態になった時点で前記液体燃料流路に供給される水の流量が前記第二流量になるよう、前記燃料供給状態認識部が前記タイミングを事前に認識すると、前記液体燃料流路に供給する水の流量が徐々に少なくなる前記切替前開度を前記水調節弁に指示してもよい。
以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置において、前記液体燃料流路に空気を送る空気ラインと、前記空気ラインを流れる空気の圧力を調節する空気調節弁と、を備え、前記制御装置は、前記空気調節弁の開度を制御する空気パージ制御部を有し、前記水パージ制御部は、前記水調節弁に対して前記切替後開度を指示した後、弁閉を指示し、前記空気パージ制御部は、前記気体燃料供給状態で前記水調節弁が閉状態のとき、前記空気を前記液体燃料流路に供給する空気パージ開度を前記空気調節弁に指示してもよい。
前記空気パージ制御部を有する前記燃料流路のパージ装置において、前記空気パージ制御部は、第一圧力の空気を前記液体燃料流路に供給する低圧パージ開度を前記空気パージ開度として前記空気調節弁に指示し、前記低圧パージ開度を指示した後に、前記第一圧力よりも高い第二圧力の空気を前記液体燃料流路に供給する高圧パージ開度を前記空気パージ開度として前記空気調節弁に指示してもよい。
前記空気パージ制御部を有する、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置において、前記燃焼器は、前記ノズルとしての第一ノズルの他に、第二ノズルを有しており、前記第二ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されており、前記第一ノズルの前記液体燃料流路に空気を送る前記空気ラインである第一空気ラインの他に、前記第二ノズルの前記液体燃料流路に空気を送る第二空気ラインと、前記第二空気ラインを流れる空気の圧力を調節する第二空気調節弁と、を備え、前記燃料供給状態認識部は、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記気体燃料のみが前記第二ノズルに供給されている気体燃料供給状態を認識し、前記空気パージ制御部は、前記第一ノズル及び前記第二ノズルがいずれも前記気体燃料供給状態であり、前記水パージ制御部が前記切替後開度を指示している最中に、前記第二ノズルの前記液体燃料流路に空気が供給される空気パージ開度を前記第二空気調節弁に指示してもよい。
前記第二ノズルを有する燃焼器における、前記燃料流路のパージ装置において、前記水パージ制御部が前記水調節弁に対して前記切替後開度を指示してから、所定時間経過後に前記第二空気調節弁の前記空気パージ開度を前記第二空気調節弁に指示してもよい。
前記第二ノズルを有する燃焼器における、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置において、前記空気パージ制御部は、前記第二空気調節弁の前記空気パージ開度として、第三圧力の空気が前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給される低圧パージ開度を前記第二空気調節弁に指示し、前記第二空気調節弁に前記低圧パージ開度を指示した後、前記第二空気調節弁の前記空気パージ開度として、前記第三圧力よりも高い第四圧力の空気が前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給される高圧パージ開度を前記第二空気調節弁に指示してもよい。
前記第二ノズルを有する燃焼器における、以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置において、前記第二ノズルは、前記第二ノズルから噴射した燃料を拡散燃焼させるノズルであり、前記空気パージ制御部は、前記空気パージ開度である第一空気パージ開度を前記第二空気調節弁に指示した後、前記第一空気パージ開度で前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給される空気の圧力より低い圧力の空気が前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給される第二空気パージ開度を指示してもよい。
上記問題点を解決するための発明に係る一態様としてのガスタービン設備は、
以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置と、前記燃焼器と、前記燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備える。
以上のいずれかの前記燃料流路のパージ装置と、前記燃焼器と、前記燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備える。
本願の発明に係る一態様では、液体燃料から気体燃料への切替過程における燃料の安定燃焼を確保しつつ、液体燃料のコーキングを抑えることができる。
以下、本発明に係るガスタービン設備の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態のガスタービン設備は、図1に示すように、ガスタービン10を備えている。このガスタービン10には、図示されていない発電機が接続されている。
ガスタービン10は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機20と、燃料を圧縮空気中で燃焼させ燃焼ガスを生成する複数の燃焼器40と、燃焼ガスにより駆動するタービン30と、を備えている。
圧縮機20は、回転軸線Arを中心として回転する圧縮機ロータ21と、圧縮機ロータ21を回転可能に覆う圧縮機ケーシング25と、を有する。タービン30は、回転軸線Arを中心として回転するタービンロータ31と、タービンロータ31を回転可能に覆うタービンケーシング35と、を有する。タービンケーシング35の内周側とタービンロータ31の外周側との間は、燃焼器40からの燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路39を形成する。圧縮機ロータ21とタービンロータ31とは、同一回転軸線Ar上に位置し、互いに連結されてガスタービンロータ11を成している。このガスタービンロータ11には、前述した発電機の発電機ロータが連結されている。圧縮機ケーシング25とタービンケーシング35とは、互いに連結されてガスタービンケーシング15を成す。
複数の燃焼器40は、回転軸線Arを中心として周方向Dcに等間隔に並んでタービンケーシング35に固定されている。燃焼器40は、燃料が燃焼する筒61と、この筒61内に燃料を噴射する燃料噴射器41と、を有する。筒61は、両端が開口しており、一方の開口端に燃料噴射器41の一部が挿入され、他方の開口端にタービン30の燃焼ガス流路39が接続されている。
燃料噴射器41は、図2に示すように、燃焼器軸線Ac上に配置されているパイロットバーナ42と、燃焼器軸線Acを中心とする周方向に等間隔で配置されている複数のメインバーナ52と、タービンケーシング35に固定されているノズル基台62と、を有する。なお、以下の説明の都合上、燃焼器軸線Acが延びる方向を燃焼器軸線方向とし、この燃焼器軸線方向で、一方側を先端側、他方側を基端側とする。
パイロットバーナ42は、燃焼器軸線方向に長いパイロットノズル(第二ノズル)43と、パイロットノズル43の先端側の外周を囲む筒状のパイロット空気用筒48と、を有する。パイロット空気用筒48の先端側は、先端側に向かうに連れて次第に拡径されたパイロットコーンを成している。パイロットノズル43は、その基端側がノズル基台62を貫通した状態でノズル基台62に固定されている。パイロットノズル43には、天然ガス等の気体燃料Fgpが流れノズル先端部で開口45している気体燃料流路44と、軽油等の液体燃料Fopが流れノズル先端部で開口47している液体燃料流路46とが形成されている。パイロットノズル43の基端部には、気体燃料流路44と連通する気体燃料受入管65と、液体燃料流路46と連通する液体燃料受入管66とが接続されている。気体燃料受入管65には、後述のパイロット気体燃料分岐ライン278が接続され、液体燃料受入管66には、後述のパイロット液体燃料分岐ライン258が接続されている。
メインバーナ52は、燃焼器軸線方向に長いメインノズル53と、メインノズル53の外周を囲む筒状のメイン空気用筒58と、を有する。メインノズル53は、その基端がノズル基台62に固定されている。メインノズル53には、気体燃料Fgmが流れノズル先端部で開口55している気体燃料流路54と、液体燃料Fomが流れノズル先端部で開口57している液体燃料流路56とが形成されている。ノズル基台62には、メインノズル53の気体燃料流路54と連通する気体燃料流路63と、メインノズル53の液体燃料流路56と連通する液体燃料流路64とが形成されている。このノズル基台62には、ノズル基台62に形成されている気体燃料流路63と連通する気体燃料受入管67と、ノズル基台62に形成されている液体燃料流路64と連通する液体燃料受入管68とが接続されている。気体燃料受入管67には、後述のメイン気体燃料分岐ライン279が接続され、液体燃料受入管68には、後述のメイン液体燃料分岐ライン259が接続されている。
パイロット空気用筒48の内周側は、圧縮機20からの圧縮空気が流れるパイロット空気流路49を成している。パイロットノズル43から噴射された液体燃料Fop又は気体燃料Fgpは、このパイロット空気流路49を通過した圧縮空気中で燃焼(拡散燃焼)して、拡散火炎を形成する。
メイン空気用筒58の内周側は、圧縮機20からの圧縮空気が流れるメイン空気流路59を成している。このメイン空気流路59を流れる圧縮空気には、このメイン空気流路59内に配置されているメインノズル53から液体燃料Fom又は気体燃料Fgmが噴射される。このため、メイン空気流路59内でメインノズル53の先端部よりも下流側には、圧縮空気と液体燃料Fom又は気体燃料Fgmとが混ざり合った予混合気体が流れる。この予混合気体は、メイン空気流路59から流出すると燃焼(予混合燃焼)して、予混合火炎を形成する。前述の拡散火炎は、この予混合火炎を保炎する役目を担っている。
ガスタービン設備は、以上で説明したガスタービン10の他に、図3に示すように、複数の燃焼器40に液体燃料Foを供給する液体燃料供給装置250と、複数の燃焼器40に気体燃料Fgを供給する気体燃料供給装置270と、燃焼器40のメインノズル(第一ノズル)53における液体燃料流路56に水Wを供給する水パージ装置210と、燃焼器40のメインノズル(第一ノズル)53及びパイロットノズル(第二ノズル)43における液体燃料流路56,46に空気Aを供給する空気パージ装置230と、これらを制御する制御装置100と、を備えている。
液体燃料供給装置250は、液体燃料供給源251に接続されている液体燃料メインライン252と、パイロット液体燃料ライン253と、メイン液体燃料ライン254と、パイロット液体燃料分配器256と、メイン液体燃料分配器257と、複数のパイロット液体燃料分岐ライン258と、複数のメイン液体燃料分岐ライン259と、を有する。パイロット液体燃料ライン253及びメイン液体燃料ライン254は、いずれも、液体燃料メインライン252から分岐したラインである。パイロット液体燃料ライン253には、パイロット液体燃料分配器256が接続されている。複数のパイロット液体燃料分岐ライン258は、複数の燃焼器40のパイロットノズル43毎に設けられ、それぞれがパイロット液体燃料分配器256に接続されている。メイン液体燃料ライン254には、メイン液体燃料分配器257が接続されている。複数のメイン液体燃料分岐ライン259は、複数の燃焼器40のメインノズル53毎に設けられ、それぞれがメイン液体燃料分配器257に接続されている。
液体燃料メインライン252には、ここを流れる液体燃料Foの流量を調節する液体燃料メイン弁262が設けられている。パイロット液体燃料ライン253には、ここを流れる液体燃料Fopの流量を調節するパイロット液体燃料弁263が設けられている。複数のパイロット液体燃料分岐ライン258には、それぞれ、ここを流れる液体燃料Fopの流量を調節するパイロット液体燃料分岐弁268が設けられている。メイン液体燃料ライン254には、ここを流れる液体燃料Fomの流量を調節するメイン液体燃料弁264が設けられている。複数のメイン液体燃料分岐ライン259には、それぞれ、ここを流れる液体燃料Fomの流量を調節するメイン液体燃料分岐弁269が設けられている。
気体燃料供給装置270は、気体燃料供給源271に接続されている気体燃料メインライン272と、パイロット気体燃料ライン273と、メイン気体燃料ライン274と、パイロット気体燃料分配器276と、メイン気体燃料分配器277と、複数のパイロット気体燃料分岐ライン278と、複数のメイン気体燃料分岐ライン279と、を有する。パイロット気体燃料ライン273及びメイン気体燃料ライン274は、いずれも、気体燃料メインライン272から分岐したラインである。パイロット気体燃料ライン273には、パイロット気体燃料分配器276が接続されている。複数のパイロット気体燃料分岐ライン278は、複数の燃焼器40のパイロットノズル43毎に設けられ、それぞれがパイロット気体燃料分配器276に接続されている。メイン気体燃料ライン274には、メイン気体燃料分配器277が接続されている。複数のメイン気体燃料分岐ライン279は、複数の燃焼器40のメインノズル53毎に設けられ、それぞれがメイン気体燃料分配器277に接続されている。
気体燃料メインライン272には、ここを流れる液体燃料Fgの流量を調節する気体燃料メイン弁282が設けられている。パイロット気体燃料ライン273には、ここを流れる気体燃料Fgpの流量を調節するパイロット気体燃料弁283が設けられている。複数のパイロット気体燃料分岐ライン278には、それぞれ、ここを流れる液体燃料Fgpの流量を調節するパイロット気体燃料分岐弁288が設けられている。メイン気体燃料ライン274には、ここを流れる気体燃料Fgmの流量を調節するメイン気体燃料弁284が設けられている。複数のメイン気体燃料分岐ライン279には、それぞれ、ここを流れる液体燃料Fgmの流量を調節するメイン気体燃料分岐弁289が設けられている。
水パージ装置210は、水供給源211と、水メインライン212と、水分配器216と、複数の水分岐ライン218と、を有する。水供給源211は、水を昇圧して水メインライン212に送り込むポンプを有する。水メインライン212は、この水供給源211に接続されている。水分配器216は、水メインライン212に接続されている。複数の水分岐ライン218は、複数のメイン液体燃料分岐ライン259毎に設けられ、一端がメイン液体燃料分岐ライン259に接続され、他端が水分配器216に接続されている。水メインライン212には、ここを流れる水Wの流量を調節する水調節弁213が設けられている。
空気パージ装置230は、空気供給源231と、空気メインライン232と、パイロット空気ライン233と、メイン空気ライン234と、を有する。空気供給源231は、空気を昇圧して空気メインライン232に送り込むパージ用コンプレッサを有する。空気メインライン232は、この空気供給源231に接続されている。パイロット空気ライン233及びメイン空気ライン234は、いずれも、空気メインライン232から分岐したラインである。パイロット空気ライン233は、パイロット液体燃料ライン253に接続されている。メイン空気ライン234は、水メインライン212に接続されている。空気メインライン232には、ここを流れる空気Aの流量を調節する空気メイン弁237が設けられている。パイロット空気ライン233には、ここを流れる空気Apの流量を調節するパイロット空気調節弁238が設けられている。メイン空気ライン234には、ここを流れる空気Amの流量を調節するメイン空気調節弁239が設けられている。
制御装置100は、燃焼器40に供給される気体燃料Fgを制御する気体燃料制御部101と、燃焼器40に供給される液体燃料Foを制御する液体燃料制御部102と、燃焼器40への燃料供給状態を認識する燃料供給状態認識部105と、燃料供給状態に応じて水調節弁213の開度を制御する水パージ制御部106と、燃料供給状態に応じてパイロット空気調節弁238及びメイン空気調節弁239の開度を制御する空気パージ制御部107と、を有する。なお、この制御装置100は、コンピュータで構成されている。
本実施形態のパージ装置は、水パージ装置210と、空気パージ装置230と、制御装置100の燃料供給状態認識部105、水パージ制御部106及び空気パージ制御部107と、を有して構成される。
次に、制御装置100の動作について説明しつつ、この制御装置100の動作に応じた各種装置等の動作について説明する。
制御装置100の気体燃料制御部101及び液体燃料制御部102は、ガスタービン10の運転中、ガスタービン10の燃焼器40に供給する燃料の流量等を制御する。
具体的に、気体燃料制御部101は、まず、出力計111で検知された発電機出力と上位装置からの負荷指令等とに応じて、気体燃料Fgの総流量を求める。気体燃料制御部101は、気体燃料Fgの総流量又はタービン30の入口温度等に応じて、気体燃料メインライン272から分岐しているパイロット気体燃料ライン273、メイン気体燃料ライン274を流れる気体燃料Fgの流量比を求める。また、液体燃料制御部102は、出力計111で検知された発電機出力と上位装置からの負荷指令等とに応じて、液体燃料Foの総流量を求める。液体燃料制御部102は、液体燃料Foの総流量又はタービン30の入口温度等に応じて、液体燃料メインライン252から分岐しているパイロット液体燃料ライン253、メイン液体燃料ライン254を流れる液体燃料Foの流量比を求める。
気体燃料制御部101は、気体燃料メイン弁282、パイロット気体燃料弁283、メイン気体燃料弁284に対して、開度指令を送る。気体燃料制御部101は、上位装置からの気体燃料焚きを示す燃料切替指令を受けると、気体燃料Fgの総流量に応じた開度指令を気体燃料メイン弁282に送る。さらに、気体燃料制御部101は、気体燃料Fgの総流量及び前述の流量比で定まる各気体燃料ライン273,274の流量に応じた開度指令を各気体燃料弁283,284に送る。この結果、パイロット気体燃料ライン273及びメイン気体燃料ライン274のそれぞれに、所定の流量の気体燃料Fgが流れる。パイロット気体燃料ライン273を流れた気体燃料Fgpは、パイロット気体燃料分配器276、パイロット気体燃料分岐ライン278を経て、各燃焼器40のパイロットノズル43の気体燃料流路44に流れ込み、パイロットノズル43から筒61内に噴射される。メイン気体燃料ライン274を流れた気体燃料Fgmは、メイン気体燃料分配器277、メイン気体燃料分岐ライン279を経て、各燃焼器40のメインノズル53の気体燃料流路54に流れ込み、メインノズル53から筒61内に噴射される。
一方、液体燃料制御部102は、上位装置からの気体燃料焚きを示す燃料切替指令を受けると、液体燃料メイン弁262、パイロット液体燃料弁263、メイン液体燃料弁264に対して、開度「0」を示す開度指令、つまり弁閉指令を送る。この結果、各燃焼器40のパイロットノズル43及びメインノズル53から液体燃料Foが噴射されなくなる。
液体燃料制御部102は、上位装置からの液体燃料焚きを示す燃料切替指令を受けると、液体燃料Foの総流量に応じた開度指令を液体燃料メイン弁262に送る。さらに、液体燃料制御部102は、液体燃料Fgの総流量及び前述の流量比で定まる各液体燃料ライン253,254の流量に応じた開度指令を各気体燃料弁263,264に送る。この結果、パイロット液体燃料ライン253及びメイン液体燃料ライン254のそれぞれに、所定の流量の液体燃料Foが流れる。パイロット液体燃料ライン253を流れた気体燃料Fopは、パイロット液体燃料分配器256、パイロット液体燃料分岐ライン258を経て、各燃焼器40のパイロットノズル43の液体燃料流路46に流れ込み、パイロットノズル43から筒61内に噴射される。メイン液体燃料ライン254を流れた液体燃料Fomは、メイン液体燃料分配器257、メイン液体燃料分岐ライン259を経て、各燃焼器40のメインノズル53の液体燃料流路56に流れ込み、メインノズル53から筒61内に噴射される。
一方、気体燃料制御部101は、上位装置からの液体燃料焚きを示す燃料切替指令を受けると、気体燃料メイン弁282、パイロット気体燃料弁283、メイン気体燃料弁284に対して、開度「0」を示す開度指令、つまり弁閉指令を送る。この結果、各燃焼器40のパイロットノズル43及びメインノズル53から気体燃料Fgが噴射されなくなる。
燃料供給状態認識部105は、気体燃料Fgと液体燃料Foとのうち液体燃料Foのみがメインノズル53に供給されている液体燃料供給状態Moと、気体燃料Fgのみがメインノズル53に供給されている気体燃料供給状態Mgと、液体燃料供給状態Moから気体燃料供給状態Mgへの遷移状態である燃料切替状態Mcと、を認識する。さらに、燃料供給状態認識部105は、気体燃料Fgと液体燃料Foとのうち液体燃料Foのみがパイロットノズル43に供給されている液体燃料供給状態Poと、気体燃料Fgのみがパイロットノズル43に供給されている気体燃料供給状態Pgと、液体燃料供給状態Poから気体燃料供給状態Pgへの遷移状態である燃料切替状態Pcと、を認識する。燃料供給状態認識部105は、気体燃料制御部101及び液体燃料制御部102から出力される指令等に応じて、これらの状態を認識する。
水パージ制御部106は、燃料供給状態認識部105により燃料供給状態が液体燃料供給状態Moであると認識されると、メインノズル53の液体燃料流路56に第一流量w1の水Wが供給される切替前開度を水調節弁213に指示する。この結果、水供給源211からの水Wが、水メインライン212、水分配器216及び水分岐ライン218を介して、メイン液体燃料分岐ライン259に流れ込む。メイン液体燃料分岐ライン259に流れ込んだ水Wは、ここを流れる液体燃料Fomと共に、各燃焼器40のメインノズル53の液体燃料流路56に流れ込み、メインノズル53から筒61内に噴射される。
液体燃料供給状態Moの際に、メインノズル53の液体燃料流路56から筒61内に噴射される水Wは、同じくメインノズル53の液体燃料流路56から筒61内に噴射される液体燃料Fomを拡散させる。また、この水Wは、メインノズル53から噴射された液体燃料Fomの燃焼で形成される予混合火炎の温度を低下させて、筒61のメタル温度の低減、及びサーマルNOxの低減に寄与する。さらに、この水Wは、蒸気になってタービン30の燃焼ガス流路39に流れ込むため、ガスタービン出力の向上にも寄与する。
次に、図4に示すタイミングチャートに従って、液体燃料焚きから気体燃料焚きへの燃料切替過程の各弁の動作について説明する。
液体燃料焚きの際、メイン液体燃料弁264及びパイロット液体燃料弁263は、それぞれ、液体燃料制御部102からの指示に応じた開度で開いている。このため、各燃焼器40のメインノズル53及びパイロットノズル43からは、液体燃料Foが噴射されている。一方、メイン気体燃料弁284は及びパイロット気体燃料弁283は、それぞれ、閉じている。このため、各燃焼器40のメインノズル53及びパイロットノズル43から、気体燃料Fgは噴射されない。すなわち、メインノズル53及びパイロットノズル43は、いずれも、液体燃料供給状態Mo,Poになっている。
この際、水パージ装置210の水調節弁213は、前述したように、メインノズル53の液体燃料流路56に第一流量w1の水Wが供給される切替前開度になっている(S1:水供給工程)。このため、メインノズル53が液体燃料供給状態Moの際、水供給源211からの水Wが、水メインライン212、水分配器216を介して、メイン液体燃料分岐ライン259に流れ込む。メイン液体燃料分岐ライン259に流れ込んだ水は、各メインノズル53の液体燃料流路56に流れ込み、メインノズル53から筒61内に噴射される。本実施形態において、第一流量w1は、このメインノズル53の液体燃料流路56に供給される液体燃料Fomの流量に対して一定の割合の流量である。このため、負荷指令が変化して、メインノズル53の液体燃料流路56に供給される液体燃料Fomの流量が変化すると、この変化に伴って、第一流量w1も変化する。なお、水供給工程(S1)中、この第一流量w1は一定の流量であってもよい。
外部から制御装置100に燃料切替指令が入力すると(t1)、液体燃料制御部102からの指示によりパイロット液体燃料弁263が閉じ始める一方で、気体燃料制御部101からの指示によりパイロット気体燃料弁283が開き始める。このため、パイロットノズル43から噴射される液体燃料Fopが減少し始める一方で、パイロットノズル43から気体燃料Fgpが噴射され始める。すなわち、各燃焼器40のパイロットノズル43は、液体燃料供給状態Poから燃料切替状態Pcになる。
その後(t3)、パイロット液体燃料弁263が完全に閉となり、パイロット気体燃料弁283が気体燃料制御部101からの指示応じた開度になると、パイロットノズル43から液体燃料Fopが噴射されなくなる一方で、パイロットノズル43から気体燃料Fgpが所定の流量で噴射されるようになる。すなわち、各燃焼器40のパイロットノズル43は、燃料切替状態Pcから気体燃料供給状態Pgになる。
各燃焼器40のパイロットノズル43が気体燃料供給状態Pgになると(t3)、液体燃料制御部102からの指示によりメイン液体燃料弁264が閉じ始める一方で、気体燃料制御部101からの指示によりメイン気体燃料弁284が開き始める。このため、メインノズル53から噴射される液体燃料Fomが減少し始める一方で、メインノズル53から気体燃料Fgmが噴射され始める。すなわち、各燃焼器40のメインノズル53は、液体燃料供給状態Moから燃料切替状態Mcになる。
その後(t4)、メイン液体燃料弁264が完全に閉となり、メイン気体燃料弁284が気体燃料制御部101からの指示応じた開度になると、メインノズル53から液体燃料Fomが噴射されなくなる一方で、メインノズル53から気体燃料Fgmが所定の流量で噴射されるようになる。すなわち、各燃焼器40のメインノズル53は、燃料切替状態Mcから気体燃料供給状態Mgになる。
制御装置100の燃料供給状態認識部105は、メインノズル53が燃料切替状態Mcに切り替わるタイミング(t3)を事前に認識し、メインノズル53が燃料切替状態Mcになった時点(t3)で、メインノズル53の液体燃料流路56に第二流量w2の水が流れるよう、切替前開度を水調節弁213に指示する。すなわち、メインノズル53が燃料切替状態Mcになる時点(t3)より前の時点(t2)から、切替前開度は、メインノズル53の液体燃料流路56に第一流量w1の水Wが流れる開度から、第二流量w2の水Wが流れる開度に徐々に変化する。燃料供給状態認識部105は、外部から燃料切替指令を受けてから(t1)、メインノズル53が燃料切替状態Mcに切り替わるまでの時間を予め保持しており、これにより、メインノズル53が燃料切替状態Mcに切り替わるタイミング(t3)を事前に認識する。
水パージ制御部106は、燃料供給状態認識部105によりメインノズル53が燃料切替状態Mcであると認識されると(t3)、メインノズル53の液体燃料流路56に前述の第二流量w2の水が流れる切替中開度を水調節弁213に指示する(S2:切替中水パージ工程)。この第二流量w2は、メインノズル53が燃料切替状態Mc中、一定である。前述の第一流路w1は、前述したように、液体燃料Fomの流量に応じて変動するが、いずれの場合でも、第二流量w2より多い。言い換えると、第二流量w2は、第一流量w1よりも少ない。
水パージ制御部106は、燃料供給状態認識部105によりメインノズル53が気体燃料供給状態Mgであると認識されると(t4)、切替後開度を水調節弁213に指示する(S3:切替後水パージ工程)。水調節弁213には、切替後開度として、メインノズル53が気体燃料供給状態Mgであると認識されてから(t4)の所定時間、メインノズル53の液体燃料流路56に第二流量w2の水Wが流れる開度、つまり切替中開度と同じ開度である水置換開度が指示される(S4:水置換工程)。そして、所定時間経過後(t5)、水調節弁213には、切替後開度として、メインノズル53の液体燃料流路56に第三流量w3の水Wが流れる開度であるクリーニング開度が所定時間指示される(S5:クリーニング工程)。この第三流量w3は、この所定時間中一定である。前述の第一流路w1は、前述したように、液体燃料Fomの流量に応じて変動するが、いずれの場合でも、第三流量w3より多い。また、第三流量w3は、第二流量w2よりも多い、よって、第三流量w3は、一流量w1よりも少なく、第二流量w2よりも多い。
水調節弁213には、メインノズル53の液体燃料流路56に第三流量w3の水Wが流れるクリーニング開度が所定時間指示された後(t8)、切替後開度として、開度「0」が指示され、その後(t10)、切替後開度として、メインノズル53の液体燃料流路56に第三流量w3の水Wが流れる開度が所定時間指示される。以降、切替後開度として、開度「0」と、メインノズル53の液体燃料流路56に第三流量w3の水Wが流れる開度とが繰り返される間欠パージ開度が、水調節弁213に指示される。よって、メインノズル53の液体燃料流路56には、第三流量w3の水Wが間欠的に供給される(S6:間欠パージ工程)。
以上で、切替後水パージ工程(S3)が終了する。この切替後水パージ工程(S3)が終了すると、その旨が水パージ制御部106から空気パージ制御部107に通知される。空気パージ制御部107は、この通知を受けた後(t13)、メインノズル53の液体燃料流路56に空気Aが流れる空気パージ開度をメイン空気調節弁239に指示する(S7:空気パージ工程)。この結果、空気供給源231からの空気Aがメイン空気ライン234から水メインライン212に流れ込む。水メインライン212に流れ込んだ空気Aは、水分配器216、メイン液体燃料分岐ライン259を介して、各メインノズル53の液体燃料流路56に流れ込み、メインノズル53から筒61内に噴射される。
メイン空気調節弁239には、空気パージ開度として、まず、第一圧力a1の空気Aがメインノズル53の液体燃料流路56に供給される低圧パージ開度が指示される(S8:低圧パージ工程)。そして、所定時間経過後(t14)、メイン空気調節弁239には、空気パージ開度として、第一圧力a1よりも高い第二圧力a2の空気Aがメインノズル53の液体燃料流路56に供給される高圧パージ開度が所定時間指示される(S9:高圧パージ工程)。
以上で、メインノズル53の液体燃料流路56に対するパージ処理が終了する。
空気パージ制御部107は、パイロットノズル43及びメインノズル53が気体燃料供給状態Pg,Mgになってから(t4)、所定時間経過後、パイロットノズル43の液体燃料流路46に空気Aが流れる空気パージ開度をパイロット空気調節弁238に指示する(t5)。言い換えると、空気パージ制御部107は、メインノズル53に対する切替後水パージ工程(S3)が開始されてから(t4)、所定時間経過後、第一空気パージ開度をパイロット空気調節弁238に指示する(t5)。この結果、空気供給源231からの空気Aがパイロット空気ライン233からパイロット液体燃料ライン253に流れ込む。パイロット液体燃料ライン253に流れ込んだ空気Aは、パイロット液体燃料分配器256、パイロット液体燃料分岐ライン258を介して、各パイロットノズル43の液体燃料流路46に流れ込み、パイロットノズル43から筒61内に噴射される(S11:第一空気パージ工程)。
パイロット空気調節弁238には、第一空気パージ開度として、まず、第三圧力a3の空気Aがパイロットノズル43の液体燃料流路46に供給される低圧パージ開度が指示される(S12:低圧パージ工程)。そして、所定時間経過後(t6)、パイロット空気調節弁238には、第一空気パージ開度として、第三圧力a3よりも高い第四圧力a4の空気Aがパイロットノズル43の液体燃料流路46に供給される高圧パージ開度が所定時間指示される(S13:高圧パージ工程)。
第三圧力a3の空気Aがパイロットノズル43の液体燃料流路46に供給される時点(t5)は、メインノズル53に対してクリーニング工程(S5)が開始される時点と一致する。また、パイロットノズル43に対する高圧パージ工程(S13)は、メインノズル53に対するクリーニング工程(S5)が終了する時点(t8)より前に、終了する(t7)。以上で、第一空気パージ工程(S11)が終了する。
メインノズル53に対するクリーニング工程(S5)が終了した時点(t8)の後で、メインノズル53に対する間欠パージ工程(S6)における最初の水供給が開始する時点(t10)の前の時点(t9)になると、空気パージ制御部107は、第二空気パージ開度をパイロット空気調節弁238に指示する(S14:第二空気パージ工程)。空気パージ制御部107は、メインノズル53に対する間欠パージ工程(S6)が終了した時点(t11)の後で、メインノズル53に対する空気パージ工程(S7)が開始する時点(t13)の前の時点(t12)になると、開度「0」をパイロット空気調節弁238に指示し、第二空気パージ工程(S14)を終了させる。第二空気パージ開度は、第二空気パージ工程(S14)中、一定で、第一空気パージ開度のいずれの時点の開度よりも小さい。よって、第二空気パージ工程(S14)中、パイロットノズル43の液体燃料流路46に供給される空気の圧力は、第一空気パージ工程(S11)中の第三圧力a3及び第四圧力a4よりも低い。
空気パージ制御部107は、メインノズル53に対する空気パージ工程(S7)が終了した時点(t15)の後の時点(t16)になると、再び、パイロット空気調節弁238に第二空気パージ開度を指示する(S15:第二空気パージ工程)。以降、パイロットノズル43が気体燃料供給状態Pg中、パイロット空気調節弁238は、第二空気パージ開度を維持する。
本実施形態のように、軽油等の液体燃料Foと天然ガス等の気体燃料Fgを選択的に噴射するノズル43,53を有する燃焼器40では、使用燃料を液体燃料Foから気体燃料Fgに切り替えた後、ノズル43,53の液体燃料流路46,56に液体燃料Foが残っていると、この液体燃料Foが高温環境下でコーキングすることがある。
そこで、本実施形態では、メインノズル53が液体燃料供給状態Moから気体燃料供給状態Mgになると、切替後水パージ工程(S3)を実行し、メインノズル53の液体燃料流路56内を水で洗浄する。切替後水パージ工程(S3)のクリーニング工程(S5)では、気体燃料供給状態Mgの際に、メインノズル53から水Wを噴射しても、気体燃料Fgの燃焼安定性が損なわれない範囲内での最大流量若しくは最大流量に近い第三流量w3の水をメインノズル53の液体燃料流路56に供給し、メインノズル53の液体燃料流路56内の洗浄性を高める。
しかしながら、気体燃料供給状態Mgになった直後(t4)から、メインノズル53の液体燃料流路56内に多くの流量の水を供給すると、メイン液体燃料分岐ライン259やメインノズル53の液体燃料流路56内に溜まっていた液体燃料Fomが大量にメインノズル53から噴射する。このため、筒61内で燃焼する燃料の量が急激に増加し、燃焼量が急激に増加する上に燃焼安定性が損なわれる。そこで、本実施形態では、気体燃料供給状態Mgになった直後(t4)から、メイン液体燃料分岐ライン259やメインノズル53の液体燃料流路56内に溜まっていた液体燃料Fomを置換し得る量の水を供給し終わるまでの所定時間、第三流量w3よりも少ない第二流量w2の水Wをメインノズル53の液体燃料流路56内に供給する(S4:水置換工程)。
メイン液体燃料分岐ライン259やメインノズル53の液体燃料流路56内に溜まっていた液体燃料Fomがほぼ水Wに置換されると、前述したように、第二流量よりも多い第三流量の水をメインノズル53の液体燃料流路56に供給し、ここに僅かに残っている液体燃料Fomの除去を促進する。
メインノズル53の液体燃料流路56の形状によっては、このメインノズル53に対してクリーニング工程(S5)を実行した後も、メインノズル53の液体燃料流路56内の液体燃料Fomを十分に除去できない場合がある。例えば、メインノズル53の液体燃料流路56に鋭角な部分が存在する場合や、なんらかの隙間等が存在する場合、メインノズル53に対してクリーニング工程(S5)を実行した後も、メインノズル53の液体燃料流路56内の液体燃料Fomを十分に除去できないことが多い。そこで、本実施形態では、クリーニング工程(S5)後、第三流量w3の水Wを間欠的に液体燃料流路56に流す間欠パージ工程(S6)を実行する。このように、水Wを間欠的に液体燃料流路56に流すことで、液体燃料流路56に水が流れていない間に、液体燃料流路56の鋭角な部分や隙間等から液体燃料Fomが流れ出し、その後に、液体燃料流路56に供給される水により、この液体燃料Fomが除去される。
この間欠パージ工程(S6)で、水Wを間欠的に流す回数は、例えば、5回程度である。なお、水Wを間欠的に流す回数が5回では、メインノズル53の液体燃料流路56内の液体燃料Fomを十分に除去できない場合には、例えば、この回数を10回にしてもよい。また、水Wを間欠的に流す回数が5回未満でも、メインノズル53の液体燃料流路56内の液体燃料Fomを十分に除去できる場合には、5回未満でもよい。さらに、クリーニング工程(S5)の実行で、メインノズル53の液体燃料流路56内の液体燃料Fomを十分に除去できる場合には、間欠パージ工程(S6)を省略してもよい。
メインノズル53の液体燃料流路56内に水Wが残り、例えば、これが水滴として、高温を筒61に滴下すると、筒61が損傷するおそれがある。このため、本実施形態では、切替後水パージ工程(S3)後、メインノズル53の液体燃料流路56に空気Aを供給し、メインノズル53の液体燃料流路56から筒61内に水Wと共に空気Aを噴射する(S7:空気パージ工程)。
空気パージ工程(S7)の開始時から高い圧力の空気Aを液体燃料流路56に供給すると、メイン液体燃料分岐ライン259やメインノズル53の液体燃料流路56内に溜まっていた水Wが大量にメインノズル53から噴射する。このため、筒61内で噴射される水Wの量が急激に増加し、気体燃料Fgの燃焼安定性が損なわれる。そこで、本実施形態では、メイン液体燃料分岐ライン259やメインノズル53の液体燃料流路56内に溜まっていた水Wを置換し得る量の空気Aを供給し終わるまでの所定時間、低圧の第一圧力a1の空気Aをメインノズル53の液体燃料流路56内に供給する(S8:低圧パージ工程)。その後、メインノズル53の液体燃料流路56内に僅かに残っている水Wを筒61内に噴射させてしまうために、高圧の第二圧力a2の空気Aをメインノズル53の液体燃料流路56内に供給する(S9:高圧パージ工程)。
以上、本実施形態では、気体燃料供給状態Mgになると(t4)、水置換工程(S4)を実行してからクリーニング工程(S5)を実行するので、気体燃料Fgの燃焼安定性を確保しつつ、メインノズル53の液体燃料流路56の洗浄性を高めることができる。さらに、本実施形態では、クリーニング工程(S5)後に、間欠パージ工程(S7)を実行するので、メインノズル53の液体燃料流路56の洗浄性をより高めることができる。
ところで、液体燃料Fomから気体燃料Fgmへの燃料切替状態Mcでは、メインノズル53の液体燃料流路56に流れる液体燃料Fomの流量が次第に少なくなるので、液体燃料流路56を流れる液体燃料Fomの流速が次第に低下する。特に、燃料切替状態Mcが気体燃料供給状態Mgに近づくと、液体燃料流路56を流れる液体燃料Fomの流速が著しく低くなる。このため、燃料切替状態Mcでも、液体燃料Fomが液体燃料流路56内でコーキングするおそれがある。
本実施形態では、燃料切替状態Mcにおける液体燃料Fomのコーキングを抑制するため、この燃料切替状態Mcでも、メインノズル53の液体燃料流路56に水Wを供給する(S2:切替中水パージ工程)。燃料切替状態Mcでは、液体燃料Fo及び気体燃料Fgの燃焼が不安定になり易い。このため、この切替中水パージ工程(S2)では、液体燃料供給状態Moでの第一流量w1及びクリーニング工程(S5)での第三流量w3よりも少ない第二流量w2の水Wをメインノズル53の液体燃料流路56に供給する。
従って、本実施形態では、燃料切替状態Mcでの液体燃料Fo及び気体燃料Fgの燃焼安定性を確保しつつ、燃料切替状態Mcでのコーキングを抑えることができる。
また、本実施形態では、燃料切替状態Mcでも、メインノズル53の液体燃料流路56に水Wを供給するため、気体燃料供給状態Mgになった時点(t4)で、メイン液体燃料分岐ライン259やメインノズル53の液体燃料流路56内の液体燃料Fomがある程度水Wに置換している。このため、本実施形態では、後気体燃料供給状態Mgになった後の水置換工程(S4)を短時間で終わらせることができる。
なお、本実施形態では、切替中水パージ工程(S2)で供給する水Wの流量も、置換工程(S4)で供給する水の流量も、第二流量w2であるが、これらの流量は同じ流量である必要性はない。但し、切替中水パージ工程(S2)で供給する水Wの流量と置換工程(S4)で供給する水の流量とを同じ流量にすることで、水調節弁213の制御を簡素化することができる。
メインノズル53に対する水置換工程(S4)中、メインノズル53から筒61内に噴射される液体燃料Fomの流量が比較的多い。この水置換工程(S4)中に、パイロットノズル43からも液体燃料Fopを噴射すると、筒61内に噴射される液体燃料Foの流量が非常に多くなり、燃焼量が増加する上に燃焼安定性が損なわれる。このため、本実施形態では、パイロットノズル43が液体燃料供給状態Poから気体燃料供給状態Pgになり、且つメインノズル53に対する水置換工程(S4)の終了タイミングに合わせて、このパイロットノズル43に対する第一空気パージ工程(S11)を開始する。
この第一空気パージ工程(S11)の開始時から高い圧力の空気Aをパイロットノズル43の液体燃料流路46に供給すると、パイロット液体燃料分岐ライン258やパイロットノズル43の液体燃料流路46内に溜まっていた液体燃料Fopが大量にパイロットノズル43から噴射する。そこで、本実施形態では、パイロット液体燃料分岐ライン258やパイロットノズル43の液体燃料流路46内に溜まっていた液体燃料Fopを置換し得る量の空気Aを供給し終わるまでの所定時間、低圧の第三圧力a3の空気Aをパイロットノズル43の液体燃料流路46内に供給する(S12:低圧パージ工程)。その後、パイロットノズル43の液体燃料流路46内に僅かに残っている液体燃料Fopを筒61内に噴射させてしまうために、高圧の第四圧力a4の空気Aをパイロットノズル43の液体燃料流路46内に供給する(S13:高圧パージ工程)。
本実施形態では、この第一空気パージ工程(S11)が終了した後、前述の第二空気パージ工程(S14,15)を実行する。パイロットノズル43は、噴出した気体燃料Fgpを拡散燃焼させる。このため、パイロットノズル43の先端近傍に拡散火炎が形成される。このように、パイロットノズル43の先端近傍に拡散火炎が形成される状態では、この火炎が液体燃料流路46に逆流する可能性がある。そこで、本実施形態では、火炎の逆流を防ぐために、第二空気パージ工程(S14,15)で低圧の空気Aを液体燃料流路46に供給する。但し、本実施形態では、メインノズル53に対する空気パージ工程(S7)の実行中、パイロットノズル43に対する第二空気パージ工程(S14,15)を実行しない。これは、メインノズル53に対する空気パージ工程(S7)と、パイロットノズル43に対する第二空気パージ工程(S14,15)とを同時実行するだけの能力が、本実施形態の空気供給源231に備わっていないからである。言い換えると、本実施形態のように、パイロットノズル43とメインノズル53とで空気供給源231の使用タイミングをずらすことで、最小限の能力の空気供給源231を効率よく利用することができる。一方、空気供給源231の能力に余裕がある場合には、メインノズル53に対する空気パージ工程(S7)の実行中、パイロットノズル43に対する第二空気パージ工程(S14,15)を実行してもよい。さらに、S14の第二空気パージ工程とS15の第二空気パージ工程とを連続して行ってもよい。
以上、本実施形態では、メインノズル53に対する切替後水パージ工程(S3)が終了する前、つまり、メインノズル53に対する切替後水パージ工程(S3)中に、パイロットノズル43に対する第一空気パージ工程(S11)を実行する。このため、本実施形態では、パイロットノズル43の液体燃料流路46内における液体燃料Fopのコーキングを抑制することができる。
本発明に係る一態様によれば、液体燃料から気体燃料への切替過程における燃料の安定燃焼を確保しつつ、液体燃料のコーキングを抑えることができる。
10:ガスタービン、11:ガスタービンロータ、15:ガスタービンケーシング、20:圧縮機、21:圧縮機ロータ、25:圧縮機ケーシング、30:タービン、31:タービンロータ、35:タービンケーシング、40:燃焼器、41:燃料噴射器、42:パイロットバーナ、43:パイロットノズル(第二ノズル)、44:気体燃料流路、46:液体燃料流路、52:メインバーナ、53:メインノズル(第一ノズル又は単にノズル)、54:気体燃料流路、56:液体燃料流路、61:筒、100:制御装置、101:気体燃料制御部、102:液体燃料制御部、105:燃料供給状態認識部、106:水パージ制御部、107:空気パージ制御部、210:水パージ装置、211:水供給源、212:水メインライン、213:水調節弁、230:空気パージ装置、231:空気供給源、232:空気メインライン、237:空気メイン弁、233:パイロット空気ライン、234:メイン空気ライン、238:パイロット空気調節弁、239:メイン空気調節弁、250:液体燃料供給装置、251:液体燃料供給源、252:液体燃料メインライン、253:パイロット液体燃料ライン、254:メイン液体燃料ライン、262:液体燃料メイン弁、263:パイロット液体燃料弁、264:メイン液体燃料弁、270:気体燃料供給装置、271:気体燃料供給源、272:気体燃料メインライン、273:パイロット気体燃料ライン、274:メイン気体燃料ライン、283:パイロット気体燃料弁、284:メイン気体燃料弁
Claims (20)
- 液体燃料と気体燃料とを選択的に噴射するノズルを有し、前記ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されている、燃焼器における燃料流路のパージ方法において、
前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記ノズルに供給されている液体燃料供給状態のときに、前記液体燃料流路に水を供給する水供給工程と、
前記液体燃料供給状態から、前記ノズルの前記液体燃料流路に供給される前記液体燃料が少なくなる一方で、前記ノズルの前記気体燃料流路に前記気体燃料が供給され始め、前記気体燃料流路に供給される前記気体燃料が多くなる燃料切替状態のときに、前記液体燃料流路に水を供給する切替中水パージ工程と、
前記液体燃料が前記液体燃料流路に供給されなくなって前記燃料切替状態が終了し、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記気体燃料のみが前記ノズルに供給され始めてから、前記液体燃料流路に水を供給する切替後水パージ工程と、
を実行し、
前記切替中水パージ工程では、前記水供給工程で前記液体燃料流路に供給する水の流量である第一流量よりも少ない第二流量の水を前記液体燃料流路に供給し、前記切替後水パージ工程では、少なくとも一時的に前記第二流量よりも多い第三流量の水を前記液体燃料流路に供給する、
燃料流路のパージ方法。 - 請求項1に記載の燃料流路のパージ方法において、
前記第三流量は、前記第一流量よりも少ない、
燃料流路のパージ方法。 - 請求項1又は2に記載の燃料流路のパージ方法において、
前記切替後水パージ工程は、
前記切替中水パージ工程から連続して前記第二流量の水を前記液体燃料流路に供給する水置換工程と、
前記水置換工程後に前記第三流量の水を前記液体燃料流路に供給するクリーニング工程と、
を含む、
燃料流路のパージ方法。 - 請求項3に記載の燃料流路のパージ方法において、
前記切替後水パージ工程は、前記クリーニング工程後に、水を間欠的に前記液体燃料流路に供給する間欠パージ工程を含み、
前記間欠パージ工程では、前記第三流量の水を前記液体燃料流路に供給する、
燃料流路のパージ方法。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の燃料流路のパージ方法において、
前記水供給工程では、前記燃料切替状態になった時点で前記液体燃料流路に供給される水の流量が前記第二流量になるよう、前記燃料切替状態に至る前から、前記液体燃料流路に供給する水流量を徐々に少なくする、
燃料流路のパージ方法。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の燃料流路のパージ方法において、
前記切替後水パージ工程の終了後、空気を前記液体燃料流路に供給する空気パージ工程を実行し、
前記空気パージ工程は、
第一圧力の空気を前記液体燃料流路に供給する低圧パージ工程と、
前記低圧パージ工程後に前記第一圧力よりも高い第二圧力の空気を前記液体燃料流路に供給する高圧パージ工程と、
を含む、
燃料流路のパージ方法。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の燃料流路のパージ方法において、
前記燃焼器は、前記ノズルとしての第一ノズルの他に、第二ノズルを有しており、前記第二ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されており、
前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記第二ノズルに供給されている液体燃料供給状態から、前記液体燃料が前記第二ノズルに供給されなくなり、前記気体燃料のみが前記第二ノズルに供給されているときで、且つ前記第一ノズルに対する前記切替後水パージ工程の実行中に、前記第二ノズルの前記液体燃料流路に空気を供給する空気パージ工程を実行する、
燃料流路のパージ方法。 - 請求項3又は4に記載の燃料流路のパージ方法において、
前記燃焼器は、前記ノズルとしての第一ノズルの他に、第二ノズルを有しており、前記第二ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されており、
前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記第二ノズルに供給されている液体燃料供給状態から、前記液体燃料が前記第二ノズルに供給されなくなり、前記気体燃料のみが前記第二ノズルに供給されているときで、且つ前記第一ノズルに対する前記切替後水パージ工程の実行中に、前記第二ノズルの前記液体燃料流路に空気を供給する空気パージ工程を実行し、
前記第一ノズルに対する前記クリーニング工程の開始タイミングに合わせて、前記第二ノズルに対する前記空気パージ工程を開始する、
燃料流路のパージ方法。 - 請求項7又は8に記載の燃料流路のパージ方法において、
前記第二ノズルに対する前記空気パージ工程は、
第三圧力の空気を前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給する低圧パージ工程と、
前記第二ノズルに対する前記低圧パージ工程後に前記第三圧力よりも高い第四圧力の空気を前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給する高圧パージ工程と、
を含む、
燃料流路のパージ方法。 - 請求項7から9のいずれか一項に記載の燃料流路のパージ方法において、
前記第二ノズルは、前記第二ノズルから噴射した燃料を拡散燃焼させるノズルであり、
前記第二ノズルに対する前記空気パージ工程である第一空気パージ工程後に、前記第一空気パージ工程で前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給する空気の圧力より低い圧力の空気を前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給する第二空気パージ工程を実行する、
燃料流路のパージ方法。 - 液体燃料と気体燃料とを選択的に噴射するノズルを有し、前記ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されている、燃焼器における燃料流路のパージ装置において、
前記液体燃料流路に水を送る水ラインと、
前記水ラインを流れる水の流量を調節する水調節弁と、
前記水調節弁の開度を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記ノズルへの燃料供給状態を認識する燃料供給状態認識部と、前記燃料供給状態認識部で認識された前記燃料供給状態に応じて前記水調節弁の開度を制御する水パージ制御部と、を有し、
前記燃料供給状態認識部は、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記液体燃料のみが前記ノズルに供給されている液体燃料供給状態と、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記気体燃料のみが前記ノズルに供給されている気体燃料供給状態と、前記液体燃料供給状態から前記気体燃料供給状態への遷移状態である燃料切替状態と、を認識し、
前記水パージ制御部は、前記燃料供給状態認識部が前記液体燃料供給状態であると認識しているときに、前記液体燃料流路に第一流量の水が供給される切替前開度を前記水調節弁に指示し、前記燃料供給状態認識部が前記燃料切替状態であると認識しているときに、前記液体燃料流路に第二流量の水が供給される切替中開度を前記水調節弁に指示し、前記燃料供給状態認識部が前記気体燃料供給状態になったと認識したときに、前記液体燃料流路に水が供給される切替後開度を前記水調節弁に指示し、
前記水パージ制御部は、前記第二流量が前記第一流量よりも少なくなるよう、前記切替前開度よりも前記切替中開度を小さくし、前記気体燃料供給状態で少なくとも一時的に前記第二流量よりも多い第三流量の水が前記液体燃料流路に供給されるよう前記切替後開度を定める、
燃料流路のパージ装置。 - 請求項11に記載の燃料流路のパージ装置において、
前記水パージ制御部は、前記第三流量が前記第一流量よりも少なくなる前記切替後開度を定める、
燃料流路のパージ装置。 - 請求項11又は12に記載の燃料流路のパージ装置において、
前記水パージ制御部は、
前記燃料供給状態認識部が前記気体燃料供給状態になったと認識したときに、前記切替後開度として、前記燃料切替状態から連続して前記第二流量の水が前記液体燃料流路に供給されるよう、前記切替中開度と同じ開度である水置換開度を前記水調節弁に指示し、
前記水置換開度を前記水調節弁に指示した後、前記切替後開度として、前記第三流量の水が前記液体燃料流路に供給されるようクリーニング開度を前記水調節弁に指示する、
燃料流路のパージ装置。 - 請求項13に記載の燃料流路のパージ装置において、
前記水パージ制御部は、前記クリーニング開度を前記水調節弁に指示した後、前記切替後開度として、間欠的に前記液体燃料流路に前記第三流量の水が供給される間欠パージ開度を前記水調節弁に指示する、
燃料流路のパージ装置。 - 請求項11から14のいずれか一項に記載の燃料流路のパージ装置において、
前記燃料供給状態認識部は、前記液体燃料供給状態から前記燃料切替状態に切り替わるタイミングを事前に認識し、
前記水パージ制御部は、前記燃料切替状態になった時点で前記液体燃料流路に供給される水の流量が前記第二流量になるよう、前記燃料供給状態認識部が前記タイミングを事前に認識すると、前記液体燃料流路に供給する水の流量が徐々に少なくなる前記切替前開度を前記水調節弁に指示する、
燃料流路のパージ装置。 - 請求項11から15のいずれか一項に記載の燃料流路のパージ装置において、
前記液体燃料流路に空気を送る空気ラインと、
前記空気ラインを流れる空気の圧力を調節する空気調節弁と、
を備え、
前記制御装置は、前記空気調節弁の開度を制御する空気パージ制御部を有し、
前記水パージ制御部は、前記水調節弁に対して前記切替後開度を指示した後、弁閉を指示し、
前記空気パージ制御部は、前記気体燃料供給状態で前記水調節弁が閉状態のとき、前記空気を前記液体燃料流路に供給する空気パージ開度を前記空気調節弁に指示する、
燃料流路のパージ装置。 - 請求項16に記載の燃料流路のパージ装置において、
前記空気パージ制御部は、
第一圧力の空気を前記液体燃料流路に供給する低圧パージ開度を前記空気パージ開度として前記空気調節弁に指示し、
前記低圧パージ開度を指示した後に、前記第一圧力よりも高い第二圧力の空気を前記液体燃料流路に供給する高圧パージ開度を前記空気パージ開度として前記空気調節弁に指示する、
燃料流路のパージ装置。 - 請求項16又は17に記載の燃料流路のパージ装置において、
前記燃焼器は、前記ノズルとしての第一ノズルの他に、第二ノズルを有しており、前記第二ノズルには、前記液体燃料が流れノズル先端部で開口している液体燃料流路と、前記気体燃料が流れ前記ノズル先端部で開口している気体燃料流路とが形成されており、
前記第一ノズルの前記液体燃料流路に空気を送る前記空気ラインである第一空気ラインの他に、前記第二ノズルの前記液体燃料流路に空気を送る第二空気ラインと、
前記第二空気ラインを流れる空気の圧力を調節する第二空気調節弁と、
を備え、
前記燃料供給状態認識部は、前記液体燃料と前記気体燃料とのうち前記気体燃料のみが前記第二ノズルに供給されている気体燃料供給状態を認識し、
前記空気パージ制御部は、前記第一ノズル及び前記第二ノズルがいずれも前記気体燃料供給状態であり、前記水パージ制御部が前記切替後開度を指示している最中に、前記第二ノズルの前記液体燃料流路に空気が供給される空気パージ開度を前記第二空気調節弁に指示する、
燃料流路のパージ装置。 - 請求項18に記載の燃料流路のパージ装置において、
前記第二ノズルは、前記第二ノズルから噴射した燃料を拡散燃焼させるノズルであり、
前記空気パージ制御部は、
前記第二空気調節弁の前記空気パージ開度として、第三圧力の空気が前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給される低圧パージ開度を前記第二空気調節弁に指示し、
前記第二空気調節弁に前記低圧パージ開度を指示した後、前記第二空気調節弁の前記空気パージ開度として、前記第三圧力よりも高い第四圧力の空気が前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給される高圧パージ開度を前記第二空気調節弁に指示し、
前記空気パージ開度である第一空気パージ開度を前記第二空気調節弁に指示した後、前記第一空気パージ開度で前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給される空気の圧力より低い圧力の空気が前記第二ノズルの前記液体燃料流路に供給される第二空気パージ開度を指示する、
燃料流路のパージ装置。 - 請求項11から19のいずれか一項に記載の燃料流路のパージ装置と、
前記燃焼器と、
前記燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動するタービンと、
を備えているガスタービン設備。
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