JPH02208417A - ガスタービン燃焼器及びその運転方法 - Google Patents
ガスタービン燃焼器及びその運転方法Info
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- JPH02208417A JPH02208417A JP1023884A JP2388489A JPH02208417A JP H02208417 A JPH02208417 A JP H02208417A JP 1023884 A JP1023884 A JP 1023884A JP 2388489 A JP2388489 A JP 2388489A JP H02208417 A JPH02208417 A JP H02208417A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
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- F02C9/32—Control of fuel supply characterised by throttling of fuel
- F02C9/34—Joint control of separate flows to main and auxiliary burners
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- F05D2270/31—Fuel schedule for stage combustors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガスタービン燃焼器に係り、特に一部拡散、一
部予混合型のガスタービン燃焼器及びその運転方法に関
するものである。
部予混合型のガスタービン燃焼器及びその運転方法に関
するものである。
一般にガスタービン燃焼器から排出される排ガス中には
、大気汚染の元凶とされるＮＯｘやｃｏ。
、大気汚染の元凶とされるＮＯｘやｃｏ。
ＵＨＣなどが含まれているのが普通である。このうち特
にＮＯｘについては５厳しい排出規制が設けられている
。従来湿式低ＮＯｘ化法として、水や蒸気を燃焼器内に
噴霧するものが用いられていたが、このものではプラン
トの効率を低下させてしまうため、現在では、乾式低Ｎ
Ｏｘ化法が主流になっている。乾式低Ｎ Ｏｘ化法とは
、燃焼器内に供給される燃料を多段に配分して、１段あ
たりの燃焼負荷を少なくするとともに希薄燃焼を行なり
せることにより、部分的なホットスポットの発生を押え
、低ＮＯｘ化を図るようにしたものである。一般にガス
タービン用の燃焼器の場合には、構造等の制限から、燃
焼器の上流側と下流側に燃料噴射部を配置するいわゆる
二段燃焼器が極く普通に用いられている。この種燃焼器
としてはたとえば特開昭５６−２５６２２号公報のもの
がある。第２図は、この二段燃焼器の一例を示したもの
である。
にＮＯｘについては５厳しい排出規制が設けられている
。従来湿式低ＮＯｘ化法として、水や蒸気を燃焼器内に
噴霧するものが用いられていたが、このものではプラン
トの効率を低下させてしまうため、現在では、乾式低Ｎ
Ｏｘ化法が主流になっている。乾式低Ｎ Ｏｘ化法とは
、燃焼器内に供給される燃料を多段に配分して、１段あ
たりの燃焼負荷を少なくするとともに希薄燃焼を行なり
せることにより、部分的なホットスポットの発生を押え
、低ＮＯｘ化を図るようにしたものである。一般にガス
タービン用の燃焼器の場合には、構造等の制限から、燃
焼器の上流側と下流側に燃料噴射部を配置するいわゆる
二段燃焼器が極く普通に用いられている。この種燃焼器
としてはたとえば特開昭５６−２５６２２号公報のもの
がある。第２図は、この二段燃焼器の一例を示したもの
である。
図において、円筒状の燃焼筒７はその長手方向に２分割
され、上流側（図中左側）に第１段目燃焼用の副室１が
形成され、また下流側に第２段目燃焼用の主室２が形成
されている。
され、上流側（図中左側）に第１段目燃焼用の副室１が
形成され、また下流側に第２段目燃焼用の主室２が形成
されている。
副室１の上流側端部近傍には、１段目燃料ノズル（Ｆｌ
燃料ノズル）３が装着されている。この燃料ノズル３は
、ノズル孔から噴射された燃料３０と囲りの空気Ｃが拡
散混合して燃焼するいわゆる拡散燃焼方式のものである
。
燃料ノズル）３が装着されている。この燃料ノズル３は
、ノズル孔から噴射された燃料３０と囲りの空気Ｃが拡
散混合して燃焼するいわゆる拡散燃焼方式のものである
。
二段目の主室２の端面２２には空気旋回器４が取り付け
られ、２段目の燃料ノズル（Ｆ２燃料ノズル）５から噴
射された燃料３２と空気ｎが、空気旋回器４内で混合し
、その出口側において、予混合燃焼を行なう。
られ、２段目の燃料ノズル（Ｆ２燃料ノズル）５から噴
射された燃料３２と空気ｎが、空気旋回器４内で混合し
、その出口側において、予混合燃焼を行なう。
第３図は横軸に燃空比縦軸にＮＯｘ相対値を示し、拡散
燃焼と予混燃焼の特徴を示したものである。
燃焼と予混燃焼の特徴を示したものである。
メタンガスの理論燃空比は０．０５８ であり、ガスタ
ービン燃焼器は通常この値より小さい燃空比で用いられ
る。低ＮＯｘ化要求のない地方で以前から用いられてい
る単段燃焼器に於いては定格条件での燃空比範囲は、０
．０４近傍であった。
ービン燃焼器は通常この値より小さい燃空比で用いられ
る。低ＮＯｘ化要求のない地方で以前から用いられてい
る単段燃焼器に於いては定格条件での燃空比範囲は、０
．０４近傍であった。
本方式のＮＯｘ特性は、一部拡散燃焼方式であるため、
燃空比が変化しても、ＮＯｘ相対値の変化は比較的小さ
い。又、第３図に示す如く、予混合燃焼に於いては、燃
空比が小さくなるとＮＯｘ相対値が急激に減少すること
が特徴である。従来の低ＮＯｘ燃焼器は、これらの拡散
燃焼と予混合燃焼を組合せた、いわゆるハイ−ブリッド
燃焼器であり、ガスタービンの起動時から低負荷までの
間は拡散燃焼を用い、そして低負荷から定格負荷まで、
予混合燃焼と拡散燃焼を同時に用いる。第３図に於いて
は、副室１内の火炎が拡散火炎であり、主室２の火炎が
予混合火炎である。更に、図にＩＦＣとして示しである
ように、従来例に於いては、予混合の主室火炎の作動範
囲を拡大するため、内部空気流量調節機構を設け、空気
量と燃料量すなわち燃空比制御を行なっている。ＮＯｘ
濃度の規制が年々廠しくなるため、従来においては二段
燃焼となして、予混合燃焼部（Ｆ２火炎）を追加するだ
けで足りたが、近年は、−段目の拡散燃焼部（Ｆ１火炎
）に於いても低ＮＯｘ化を図る必要が生じてきた。従っ
て、−段燃焼部（Ｆｌ火炎）の燃空比を小さくし、かつ
副室１内に内筒１０（第２図）を設け、拡散火炎を長く
シ、空気との接触面積を増加し、火炎温度を低下するこ
とにより、低ＮＯｘ化増強を図って来た。
燃空比が変化しても、ＮＯｘ相対値の変化は比較的小さ
い。又、第３図に示す如く、予混合燃焼に於いては、燃
空比が小さくなるとＮＯｘ相対値が急激に減少すること
が特徴である。従来の低ＮＯｘ燃焼器は、これらの拡散
燃焼と予混合燃焼を組合せた、いわゆるハイ−ブリッド
燃焼器であり、ガスタービンの起動時から低負荷までの
間は拡散燃焼を用い、そして低負荷から定格負荷まで、
予混合燃焼と拡散燃焼を同時に用いる。第３図に於いて
は、副室１内の火炎が拡散火炎であり、主室２の火炎が
予混合火炎である。更に、図にＩＦＣとして示しである
ように、従来例に於いては、予混合の主室火炎の作動範
囲を拡大するため、内部空気流量調節機構を設け、空気
量と燃料量すなわち燃空比制御を行なっている。ＮＯｘ
濃度の規制が年々廠しくなるため、従来においては二段
燃焼となして、予混合燃焼部（Ｆ２火炎）を追加するだ
けで足りたが、近年は、−段目の拡散燃焼部（Ｆ１火炎
）に於いても低ＮＯｘ化を図る必要が生じてきた。従っ
て、−段燃焼部（Ｆｌ火炎）の燃空比を小さくし、かつ
副室１内に内筒１０（第２図）を設け、拡散火炎を長く
シ、空気との接触面積を増加し、火炎温度を低下するこ
とにより、低ＮＯｘ化増強を図って来た。
（発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこのような構成であると、拡散火炎の保炎
性に問題が出てきた。第４図は燃空比曲線で、横軸に回
転数並びにガスタービン負荷を示し、縦軸に燃空比を示
す。ガスタービンは、１６％回転数に於いて着火し、そ
の後数分のウオーミングアツプを経て、加速に入る。こ
のとき燃空比は急激に増え、ピークに達する。その後徐
々に燃空比は下がり、定格回転数無負荷に於いては最小
となる。
性に問題が出てきた。第４図は燃空比曲線で、横軸に回
転数並びにガスタービン負荷を示し、縦軸に燃空比を示
す。ガスタービンは、１６％回転数に於いて着火し、そ
の後数分のウオーミングアツプを経て、加速に入る。こ
のとき燃空比は急激に増え、ピークに達する。その後徐
々に燃空比は下がり、定格回転数無負荷に於いては最小
となる。
更に負荷が上昇すれば、燃空比は徐々に高くなり、定格
負荷直前に於いて、極大となるｓＦｉ燃料ノズル３（第
２図）は、起動時から定格速度約３０％負荷まで用いら
れ、加速時に於いて大量の燃料が投入される。したがっ
て大量の燃料が投入されるとＦ１燃料ノズル３の囲りは
、空間が小さいことから酸欠状態となり、Ｆ１火炎は空
間の比較的大きい主室側に吹き飛び１周囲の空気に冷や
されて、消火してしまう恐れがある。この火炎が吹き飛
ぶ回転数はガスタービン吐出空気温度に関係しており、
勿論空気温度が高ければ、火炎の吹飛び吹消えは遅れる
。
負荷直前に於いて、極大となるｓＦｉ燃料ノズル３（第
２図）は、起動時から定格速度約３０％負荷まで用いら
れ、加速時に於いて大量の燃料が投入される。したがっ
て大量の燃料が投入されるとＦ１燃料ノズル３の囲りは
、空間が小さいことから酸欠状態となり、Ｆ１火炎は空
間の比較的大きい主室側に吹き飛び１周囲の空気に冷や
されて、消火してしまう恐れがある。この火炎が吹き飛
ぶ回転数はガスタービン吐出空気温度に関係しており、
勿論空気温度が高ければ、火炎の吹飛び吹消えは遅れる
。
第５図は、横軸にガスタービン回転数、縦軸に燃料流量
を取ったものである。ガスタービン運転曲線を回転数と
燃料流量によって決まる線として表現すると１図中Ｘ印
のごとくなり、このケースでは低回転数で吹き消えが起
こっている。
を取ったものである。ガスタービン運転曲線を回転数と
燃料流量によって決まる線として表現すると１図中Ｘ印
のごとくなり、このケースでは低回転数で吹き消えが起
こっている。
この様に複数の吹き消え点をつなぎ合わせると上限の吹
消限界線が得られる。同様に、燃料希薄側にも下限の吹
消限界線が存在する。従ってガスタービンの起動に於い
ては、これらの吹き消え限界線の間を通って運転すれば
良いわけであるが、そのためには、燃料流量増加率をあ
まり大きくできないため、ガスタービン定格回転数無負
荷までのガスタービン起動時間が１５〜２０分必要であ
った。
消限界線が得られる。同様に、燃料希薄側にも下限の吹
消限界線が存在する。従ってガスタービンの起動に於い
ては、これらの吹き消え限界線の間を通って運転すれば
良いわけであるが、そのためには、燃料流量増加率をあ
まり大きくできないため、ガスタービン定格回転数無負
荷までのガスタービン起動時間が１５〜２０分必要であ
った。
このように前述した従来技術は、ガスタービン燃焼器の
低ＮＯｘ化の為には非常に有効な技術であるが、ガスタ
ービンの急速起動という点に関しては、起動中火炎の吹
消がおこるか又は火炎が吹消はしないが定格回転数に達
する時間が非常に長いという欠点が有った。
低ＮＯｘ化の為には非常に有効な技術であるが、ガスタ
ービンの急速起動という点に関しては、起動中火炎の吹
消がおこるか又は火炎が吹消はしないが定格回転数に達
する時間が非常に長いという欠点が有った。
本発明の１つの目的は、ガスタービンの起動を所定の短
時間内に完了するガスタービン燃焼器を提供することに
ある。
時間内に完了するガスタービン燃焼器を提供することに
ある。
本発明のもう一つの目的は、ガスタービン起動時に於け
るＦｌ拡散内炎の安定性を図ることが可能な前述の燃焼
器を提供することにある。
るＦｌ拡散内炎の安定性を図ることが可能な前述の燃焼
器を提供することにある。
さらに本発明の目的はガスタービンの起動を短時間に行
うことのできるその運転方法を提供するにある。
うことのできるその運転方法を提供するにある。
すなわち本発明は、燃焼筒の上流側に配置され、かつ空
気及び燃料供給系を有する燃焼副室と、この副室の下流
側に配置され、空気及び燃料供給系を有する燃焼主室と
を備え、ガスタービンの起動が、前記副室内の燃焼ガス
により行なわれるように形成されたガスタービン燃焼器
において、前記燃焼副室内に、ガスタービンの回転数変
動時に燃料を噴射する燃料ノズルを設けるようになした
ものである。
気及び燃料供給系を有する燃焼副室と、この副室の下流
側に配置され、空気及び燃料供給系を有する燃焼主室と
を備え、ガスタービンの起動が、前記副室内の燃焼ガス
により行なわれるように形成されたガスタービン燃焼器
において、前記燃焼副室内に、ガスタービンの回転数変
動時に燃料を噴射する燃料ノズルを設けるようになした
ものである。
すなわちこの構成であると、ガスタービンの起動加速時
においても、副室内を燃焼させている燃料ノズルの燃料
を増大させなくてもよくなり、すなわち燃空比による副
室内の燃焼は吹消え域に突入することはなくなり所期の
目的が達成されるのである。
においても、副室内を燃焼させている燃料ノズルの燃料
を増大させなくてもよくなり、すなわち燃空比による副
室内の燃焼は吹消え域に突入することはなくなり所期の
目的が達成されるのである。
以下図示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
。第１図にはそのガスタービン燃焼器が断面で示されて
いる。
。第１図にはそのガスタービン燃焼器が断面で示されて
いる。
燃焼器は主として次のものより構成されている。
すなわち燃焼筒７、この燃焼筒を包っている外筒１６ａ
、１６ｂ、エンドカバー６、それに前記燃焼筒７の内部
に配置され、燃焼主室２を形成している主室壁２ａ、燃
焼副室１を形成している副室壁１ａ、副室内の上流側（
図中左側）に設けられた燃料ノズル３．主室内の上流側
に設けられた燃料ノズル５により構成されている。
、１６ｂ、エンドカバー６、それに前記燃焼筒７の内部
に配置され、燃焼主室２を形成している主室壁２ａ、燃
焼副室１を形成している副室壁１ａ、副室内の上流側（
図中左側）に設けられた燃料ノズル３．主室内の上流側
に設けられた燃料ノズル５により構成されている。
そして燃焼筒７の上流側の内部に設けられている副室１
は、その下流側に設けられている主室より径を絞った形
に形成されており、副室の上流側に供給されたＦＬ燃料
を行なう。一方、燃焼筒７の下流側の主室は副室１より
径が大きく形成され、副室の下流側（主室の上流側）よ
り供給されたＦ２燃料３２及び副室１内に未燃となった
ＣＯ等の可燃分の燃焼を行う。又この主室２では、主室
下流部に配置された希釈空気孔１４より流入する空気ｇ
により燃焼ガスｈを所定の温度まで低下させることが行
なわれる。燃料供給系は、本発明では、三段供給方式が
取られる。すなわち、主に副室１での燃焼に係わる。Ｆ
１燃料ノズル３と、主室２内での燃焼に係わるＦｚ燃料
ノズル５、更にガスタービン起動時に用いられるＦＳ燃
料ノズル１２の三段供給である。一般にＦ１燃料ノズル
３は単独のノズルが、エンドカバー６の外部より副室１
にそう人されており、Ｆｚ燃料ノズル５は、副室１と主
室２を継ぐ部分に固定されて、同上に複数個設定されて
いる。この部分を詳述すれば、主室２と副室１の中の空
間に、空気旋回器４が配置され、この上流側に燃料溜め
管１８が接続されており、燃料溜め管１８への燃料の輸
送は、外部の燃料供給管４０を経由して行なわれる。燃
料溜め管１８の下流側の燃料ノズル５は、空気旋回器４
内に突出して配置され、周上に複数個装着されているａ
Ｆｓ燃料ノズル１２は副室１と同志に設置された柱状体
（内筒コーン）１０の軸芯で、かつその下流側先端に設
置される。Ｆｓ燃料ノズル１２の燃料噴出は、ＦＺ燃料
ノズル５より多少上流側に行なわれ、燃料そのものは、
Ｆｌ、Ｐａ燃料系統と別系統で供給される。
は、その下流側に設けられている主室より径を絞った形
に形成されており、副室の上流側に供給されたＦＬ燃料
を行なう。一方、燃焼筒７の下流側の主室は副室１より
径が大きく形成され、副室の下流側（主室の上流側）よ
り供給されたＦ２燃料３２及び副室１内に未燃となった
ＣＯ等の可燃分の燃焼を行う。又この主室２では、主室
下流部に配置された希釈空気孔１４より流入する空気ｇ
により燃焼ガスｈを所定の温度まで低下させることが行
なわれる。燃料供給系は、本発明では、三段供給方式が
取られる。すなわち、主に副室１での燃焼に係わる。Ｆ
１燃料ノズル３と、主室２内での燃焼に係わるＦｚ燃料
ノズル５、更にガスタービン起動時に用いられるＦＳ燃
料ノズル１２の三段供給である。一般にＦ１燃料ノズル
３は単独のノズルが、エンドカバー６の外部より副室１
にそう人されており、Ｆｚ燃料ノズル５は、副室１と主
室２を継ぐ部分に固定されて、同上に複数個設定されて
いる。この部分を詳述すれば、主室２と副室１の中の空
間に、空気旋回器４が配置され、この上流側に燃料溜め
管１８が接続されており、燃料溜め管１８への燃料の輸
送は、外部の燃料供給管４０を経由して行なわれる。燃
料溜め管１８の下流側の燃料ノズル５は、空気旋回器４
内に突出して配置され、周上に複数個装着されているａ
Ｆｓ燃料ノズル１２は副室１と同志に設置された柱状体
（内筒コーン）１０の軸芯で、かつその下流側先端に設
置される。Ｆｓ燃料ノズル１２の燃料噴出は、ＦＺ燃料
ノズル５より多少上流側に行なわれ、燃料そのものは、
Ｆｌ、Ｐａ燃料系統と別系統で供給される。
Ｆｓ燃料ノズル１２の周縁には下流側へ突出した筒１２
ａが設置され、外部流れの影響を少なくして、保炎性を
良くする為のいわゆるリセスとする。
ａが設置され、外部流れの影響を少なくして、保炎性を
良くする為のいわゆるリセスとする。
次に、Ｆｓノズル１２の起動過程における運転方法を説
明する。第６図は１つの燃料投入パターンを示したもの
である。起動時は、Ｆｚ燃料Ω（第１図）を投入し、着
火クロスファイアさせる（Ａ点）０次いてＦ１燃料を増
大させＦｉ燃料Ｑが上限吹消限界流量に近付くと、Ｆｌ
燃料ａを一定に保ち、Ｆｓ燃料ｍを投入する（Ｂ点）、
Ｆ１燃料ノズル３が単独で燃焼可能な回転数（回転数の
パラメータとしての圧縮機吐出空気温度）に到達すれば
、Ｆ１燃料ａ流量を増加しく０点）、Ｆｓ燃料ｍを減少
させる。定格回転数無負荷に到達する前にＦｓ燃料ｍ流
量はＯとする。
明する。第６図は１つの燃料投入パターンを示したもの
である。起動時は、Ｆｚ燃料Ω（第１図）を投入し、着
火クロスファイアさせる（Ａ点）０次いてＦ１燃料を増
大させＦｉ燃料Ｑが上限吹消限界流量に近付くと、Ｆｌ
燃料ａを一定に保ち、Ｆｓ燃料ｍを投入する（Ｂ点）、
Ｆ１燃料ノズル３が単独で燃焼可能な回転数（回転数の
パラメータとしての圧縮機吐出空気温度）に到達すれば
、Ｆ１燃料ａ流量を増加しく０点）、Ｆｓ燃料ｍを減少
させる。定格回転数無負荷に到達する前にＦｓ燃料ｍ流
量はＯとする。
第７図はＦｓ燃料ノズル１２の詳細構造例を示すもので
、第７図（ａ）、（ｂ）は、保炎性向上法の一つとして
８つの燃料噴出孔外部に空気旋回器４４を設けたもので
ある。空気旋回器４４の外周は、円筒コーン１０と適合
する。燃料ガスは。
、第７図（ａ）、（ｂ）は、保炎性向上法の一つとして
８つの燃料噴出孔外部に空気旋回器４４を設けたもので
ある。空気旋回器４４の外周は、円筒コーン１０と適合
する。燃料ガスは。
ｍの方向から流入し、Ｒの如くある角度にて、噴射され
る。ｅは、空気流であり、内筒コーン１０を冷却すると
同時に、空気旋回器４４を通過し、燃料ｍと拡散混合す
る。内筒コーン１０の周囲は、Ｆ１燃焼ガス流ｆにより
囲まれているが、Ｆｓ燃料ｍは、安定な火炎を、空気旋
回器４４とノズルチップ４２の下流に形成する。
る。ｅは、空気流であり、内筒コーン１０を冷却すると
同時に、空気旋回器４４を通過し、燃料ｍと拡散混合す
る。内筒コーン１０の周囲は、Ｆ１燃焼ガス流ｆにより
囲まれているが、Ｆｓ燃料ｍは、安定な火炎を、空気旋
回器４４とノズルチップ４２の下流に形成する。
Ｆｓ燃料ｍの点火は、Ｆｓ燃料ｍ投人時、 Ｆ１燃焼ガ
スｆにより自然着火する。
スｆにより自然着火する。
第７図（ａ）、（ｂ）は、他の保炎性を向上させた。バ
ッフル構造４６のＦｓ燃料ノズル１２を示す、第７図（
、）の如く、空気旋回器４４はないが、内筒コーン１０
に適合するバッフル（遮へい筒）４６を設け、周囲のＦ
ｚ燃焼ガス流ｆから独立に安定した火炎を形成させる。
ッフル構造４６のＦｓ燃料ノズル１２を示す、第７図（
、）の如く、空気旋回器４４はないが、内筒コーン１０
に適合するバッフル（遮へい筒）４６を設け、周囲のＦ
ｚ燃焼ガス流ｆから独立に安定した火炎を形成させる。
特にバッフル４６の外周側に小さな渦４８が形成される
ため、Ｆｓ燃料ノズル１２から噴出される燃料ｋに連続
的に点火する火種となる。
ため、Ｆｓ燃料ノズル１２から噴出される燃料ｋに連続
的に点火する火種となる。
以上種々述べてきたように、本発明は燃焼副室内に、副
室の上流側壁面より下流側へのびた柱状体（コーン）を
設けるとともに、この柱状体の下流側先端に、ガスター
ビンの回転数変動時に燃料を噴射する燃料ノズルを設け
るようになしたから、ガスタービンの起動加速時におい
ても、副室内を燃焼させている燃料ノズルの燃料を増大
させなくてもよくなり、すなわち燃空比による副室内の
燃焼は吹消え域に突入することはなくなり、したがって
副室内の火炎を安定に保つことが可能となり、またガス
タービンの起動を短時間に行うことが可能となる。
室の上流側壁面より下流側へのびた柱状体（コーン）を
設けるとともに、この柱状体の下流側先端に、ガスター
ビンの回転数変動時に燃料を噴射する燃料ノズルを設け
るようになしたから、ガスタービンの起動加速時におい
ても、副室内を燃焼させている燃料ノズルの燃料を増大
させなくてもよくなり、すなわち燃空比による副室内の
燃焼は吹消え域に突入することはなくなり、したがって
副室内の火炎を安定に保つことが可能となり、またガス
タービンの起動を短時間に行うことが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示すガスタービン燃焼器の
縦断側面図、第２図は従来のガスタービン燃焼器を示す
縦断側面図、第３図はＮＯｘと燃空比の関係を示す特性
曲線図、第４図は燃空比とガスタービンの回転数との関
係を示す特性曲線図、第５図は燃料流量とガスタービン
の回転数との関係を示す特性曲線図、第６図は燃料流量
とガスタービンの回転数との関係を示す特性曲線図、第
７図（ａ）は燃料噴射用のノズルの一実施例を示す縦断
側面図、第７図（ｂ）はその正面図、第８図（ａ）は燃
料噴射用のノズルの一実施例を示す縦断側面図、第８図
（ｂ）はその正面図である。 １・・・副室、２・・・主室、３・・・Ｆ１燃料ノズル
、５・・・Ｆ２燃料ノズル、１０・・・柱状体、１２・
・・Ｆｓ燃料ノズル。 第 図 燃焼副室 燃焼主室 柱状体 燃料ノズル 図 燃量比（Ｆ／Ａ ＋
縦断側面図、第２図は従来のガスタービン燃焼器を示す
縦断側面図、第３図はＮＯｘと燃空比の関係を示す特性
曲線図、第４図は燃空比とガスタービンの回転数との関
係を示す特性曲線図、第５図は燃料流量とガスタービン
の回転数との関係を示す特性曲線図、第６図は燃料流量
とガスタービンの回転数との関係を示す特性曲線図、第
７図（ａ）は燃料噴射用のノズルの一実施例を示す縦断
側面図、第７図（ｂ）はその正面図、第８図（ａ）は燃
料噴射用のノズルの一実施例を示す縦断側面図、第８図
（ｂ）はその正面図である。 １・・・副室、２・・・主室、３・・・Ｆ１燃料ノズル
、５・・・Ｆ２燃料ノズル、１０・・・柱状体、１２・
・・Ｆｓ燃料ノズル。 第 図 燃焼副室 燃焼主室 柱状体 燃料ノズル 図 燃量比（Ｆ／Ａ ＋
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、燃焼筒の上流側に配置され、かつ空気及び燃料供給
系を有する燃焼副室と、該副室の下流側に配置され、空
気及び燃料供給系を有する燃焼主室とを備え、ガスター
ビンの起動が前記副室内の燃焼高温ガスにより行なわれ
るように形成されたガスタービン燃焼器において、 前記燃焼副室内に、その先端が燃焼副室の下流側近傍に
位置するように、燃焼副室側壁より突出した柱状体を設
けるとともに、前記柱状体の先端に、ガスタービンの回
転数上昇時に副室内の燃空比を増大させる燃料ノズルを
設けたことを特徴とするガスタービン燃焼器。 ２、前記燃料ノズルの燃料噴出量を、ガスタービンの回
転数を関数として制御するようにしたことを特徴とする
請求項１記載のガスタービン燃焼器。 ３、前記燃料ノズルは、下流方向に向つて燃料を噴射す
るように形成されるとともに、該ノズル周囲に、該ノズ
ル面より下流側へ突出した遮へい筒を備えていることを
特徴とする請求項１若しくは２記載のガスタービン燃焼
器。 ４、燃焼筒の上流側に配置され、かつ空気及び燃料供給
系を有する燃焼副室と、該副室の下流側に配置され、前
記副室内で未燃となつた可燃ガスを燃焼する燃焼主室を
有するガスタービン燃焼器において、 前記燃焼副室内に、副室の上流側壁面より下流側へのび
た柱状体を設けるとともに、該柱状体の下流側先端に、
ガスタービンの回転数変動時に燃料を噴射する燃料ノズ
ルを設けたことを特徴とするガスタービン燃焼器。 ５、燃焼筒の上流側に配置され、かつ空気及び燃料供給
系を有する燃焼副室と、該燃焼副室の下流側に配置され
、前記副室内で未燃となつた可燃ガスを燃焼する燃焼主
室を有するガスタービン燃焼器において、前記燃料副室
内に、副室の燃焼空間に突出した柱状体を設けるととも
に、該柱状体の下流側端面に、ガスタービンの急速負荷
変動時に燃料を噴射する燃料ノズルを設けたことを特徴
とするガスタービン燃焼器。 ６、燃焼筒の上流側に配置され、かつ空気及び燃料供給
系を有する燃焼副室と、該燃焼副室の下流側に配置され
、前記副室内で未燃となつた可燃ガスを燃焼する燃焼主
室を有するガスタービン燃焼器において、前記燃料副室
内に、副室の燃焼空間に突出したコーンを設けるととも
に、該コーンの先端面に、副室内の燃空比を増大させる
燃料ノズルを設けたことを特徴とするガスタービン燃焼
器。 ７、燃焼筒の上流側に配置され、かつ空気及び燃料供給
系を有する燃焼副室と、該副室の下流側に配置され、空
気及び燃料供給系を有する燃焼主室とを備え、ガスター
ビンの起動が、前記副室内の燃焼ガスにより行なわれる
ように形成されたガスタービン燃焼器において、 前記燃焼副室内に、ガスタービンの回転数上昇時に燃料
を噴射する燃料ノズルを設けたことを特徴とするガスタ
ービン燃焼器。 ８、燃焼筒の上流側に配置され、かつ空気及び燃料供給
系を有する燃焼副室と、該副室の下流側に配置され、空
気及び燃料供給系を有する燃焼主室とを備え、ガスター
ビンの起動が、前記副室内の燃焼ガスにより行なわれる
ように形成されたガスタービン燃焼器において、 前記燃焼副室内に、ガスタービンの加速時の回転数が定
格回転数の２０〜６０％のときに燃料を噴射する燃料ノ
ズルを設けたことを特徴とするガスタービン燃焼器。 ９、燃焼筒の上流側に配置され、かつ空気及び燃料供給
系を有する燃焼副室と、該副室の下流側に配置され、空
気及び燃料供給系を有する燃焼主室とを備え、ガスター
ビンの起動時には前記副室で発生する高温ガスにてガス
タービンを駆動加速し、タービンの負荷運転時には前記
主室で発生する高温ガスにて、ガスタービンを駆動する
ようになしたガスタービン燃焼器の運転方法において、 前記ガスタービン起動時に、前記燃焼副室の下流側へ燃
料を噴射しつつ、ガスタービンを起動するようにしたこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器の運転方法。 １０、燃焼筒の上流側に配置され、かつ空気及び燃料供
給系を有する燃焼副室と、該副室の下流側に配置され、
空気及び燃料供給系を有する燃焼主室とを備え、ガスタ
ービンの起動時には前記副室で発生する高温ガスにてガ
スタービンを駆動加速し、タービンの負荷運転時には前
記主室で発生する高温ガスにて、ガスタービンを駆動す
るようになしたガスタービン燃焼器の運転方法において
、 前記ガスタービン加速時に、前記燃焼副室の下流側近傍
へ、所定量の燃料を噴射し、燃焼副室の燃空比を所定値
を保つようにしたことを特徴とするガスタービン燃焼器
の運転方法。 １１、前記燃料の噴射を、タービンの定格回転数の２０
〜６０％の範囲内で行うようにしたことを特徴とする請
求項１０記載のガスタービン燃焼器の運転方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023884A JP2544470B2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | ガスタ―ビン燃焼器及びその運転方法 |
| EP90101599A EP0381079B1 (en) | 1989-02-03 | 1990-01-26 | Gas turbine combustor and method of operating the same |
| US07/470,596 US5121597A (en) | 1989-02-03 | 1990-01-26 | Gas turbine combustor and methodd of operating the same |
| DE69009202T DE69009202T2 (de) | 1989-02-03 | 1990-01-26 | Gasturbinenbrennkammer und Betriebsverfahren dafür. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023884A JP2544470B2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | ガスタ―ビン燃焼器及びその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02208417A true JPH02208417A (ja) | 1990-08-20 |
| JP2544470B2 JP2544470B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=12122874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1023884A Expired - Fee Related JP2544470B2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | ガスタ―ビン燃焼器及びその運転方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5121597A (ja) |
| EP (1) | EP0381079B1 (ja) |
| JP (1) | JP2544470B2 (ja) |
| DE (1) | DE69009202T2 (ja) |
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