JPH06129262A - Fuel controller of combustor for gas turbine - Google Patents

Fuel controller of combustor for gas turbine

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JPH06129262A
JPH06129262A JP27881692A JP27881692A JPH06129262A JP H06129262 A JPH06129262 A JP H06129262A JP 27881692 A JP27881692 A JP 27881692A JP 27881692 A JP27881692 A JP 27881692A JP H06129262 A JPH06129262 A JP H06129262A
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fuel
valve
line
switching
gas turbine
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Toshio Abe
利男 安部
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a device which can control a combustor capable of being driven with a low NOx at a high combustion efficiency regardless of load. CONSTITUTION:A distributing device 2 is branched into a pilot fuel line 5 and a premixed air-fuel mixture line 6 provided with a gate valve 10, wherein the pilot fuel line 5 is provided with a first switching valve 7 and a fixed flow rate valve 8, and the premixed air-fuel line 6 comprises lines 11, 12, 13 whose one-side ends are connected to the back stream side of the gate valve 10, while the other-side ends are connected to a fuel injection nozzle 56 of a premixed airfuel supplying pipe, and branched lines 11b, 12b 13b branched from the lines 11, 12, 13, and connected to the fuel injection nozzle 56. A second switching valve 14 is arranged in the branched line 11b of the line 11, while third and fourth switching valves 15, 16 are respectively arranged on the lines 12, 13. The first switching valve 7 comprises a valve making its action reverse to that of the gate valve 10, and respective switching valves are so constituted as to be operated by a fuel distribution controller 17 operated by receiving the signal from the controller of the gas turbine.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はガスタービン用燃料制御
装置に関し、更に詳しくは直接燃料を噴射するパイロッ
ト弁と空気と燃料とを予め混合させて燃焼させる予混合
供給管を有するガスタービン用燃料制御装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel control device for a gas turbine, and more particularly to a fuel control device for a gas turbine having a pilot valve for directly injecting fuel and a premixing supply pipe for premixing air and fuel for combustion. The present invention relates to a control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃焼筒内に燃料を直接噴射して燃焼させ
る燃焼器は着火性能と保焔性能が優れている。しかし、
この燃焼器は高温で燃焼するために高濃度のNOx を発
生すると言う問題があり、これを解消するために燃焼器
内に水あるいは蒸気を噴射して燃焼温度を低下させる方
法が採用されているが、この方法は熱効率を低下させる
上に、純水供給装置等が必要である。
2. Description of the Related Art A combustor in which fuel is directly injected into a combustion cylinder for combustion has excellent ignition performance and flame holding performance. But,
This combustor has a problem that it produces a high concentration of NOx because it burns at a high temperature. To solve this problem, a method of injecting water or steam into the combustor to lower the combustion temperature is adopted. However, this method requires a pure water supply device and the like in addition to reducing the thermal efficiency.

【0003】一方、空気と燃料とを予め混合し、これを
燃焼器に供給して燃焼させることによって比較的低温で
燃焼させて低NOx 化を図った燃焼器が提案されている
が、この燃焼器は燃料の濃度を燃焼に最適の状態 (薄め
となる) に調節して燃焼温度を制御する関係で安定燃焼
範囲が狭く、そのためガスタービン燃焼器の如く広い作
動範囲で安定かつ低NOx 状態で燃焼させるには予混合
気の当量比を正確に調節する必要があり、その結果、燃
料と燃焼用空気の流量を調節する複雑な流量制御が必要
となると言う問題がある。
On the other hand, there has been proposed a combustor in which air and fuel are mixed in advance, and the mixture is supplied to a combustor and burned to burn at a relatively low temperature to reduce NOx. The burner has a narrow stable combustion range because it controls the combustion temperature by adjusting the fuel concentration to the optimal state (thinner) for combustion, and therefore, it has a stable and low NOx state in a wide operating range like a gas turbine combustor. In order to burn, it is necessary to accurately adjust the equivalence ratio of the premixed gas, and as a result, there is a problem that complicated flow rate control for adjusting the flow rates of fuel and combustion air is required.

【0004】このような要求から、本発明者は図2に示
すように、燃焼器本体50の中央頂部にパイロット弁51を
有する燃焼筒52を配置し、この燃焼筒52を拡散領域Aを
形成する小径部53と、混合気燃焼領域Bを形成する中間
円錐部54と、主燃焼領域Cを形成する大径部55とで構成
し、燃焼用空気aと燃料噴射ノズル56から供給された燃
料F1 を予め混合して予混合気F2 として予混合燃焼領
域Bへ供給するように予混合気供給管57を水平方向に等
間隔を置いて6本配置したガスタービン用燃焼器を構成
した。そしてかかるパイロット弁と、複数の予混合気供
給管とを配置した燃焼器の燃料を極めて応答性に優れ、
簡単に制御することができるガスタービン用燃焼器の燃
料制御装置を特願平4−83975 号として先に提案した。
Due to such requirements, the inventor of the present invention arranges a combustion cylinder 52 having a pilot valve 51 at the central top of the combustor body 50 as shown in FIG. 2, and forms the diffusion region A with the combustion cylinder 52. The small-diameter portion 53, the intermediate conical portion 54 that forms the air-fuel mixture combustion region B, and the large-diameter portion 55 that forms the main combustion region C, and the fuel supplied from the combustion air a and the fuel injection nozzle 56. A gas turbine combustor was constructed in which six premixed gas supply pipes 57 were arranged at equal intervals in the horizontal direction so that F 1 was premixed and supplied to the premixed combustion region B as a premixed gas F 2 . . And the fuel of the combustor in which the pilot valve and the plurality of premixed gas supply pipes are arranged is extremely excellent in responsiveness
A fuel control device for a gas turbine combustor that can be easily controlled was previously proposed as Japanese Patent Application No. 4-83975.

【0005】即ち、このガスタービン用燃焼器の燃料制
御装置は、流量制御弁を有するガスタービン用燃焼器の
燃料量制御装置に、更に燃料分配装置を付加的に接続
し、この燃料分配装置を介して燃焼器に供給される燃料
を制御する装置であって、前記分配装置は、パイロット
燃料管路と仕切弁を有する予混合気管路とに分岐され、
前記パイロット燃料管路は第1の切換弁と定流量弁とを
有し、前記予混合燃焼管路は第2, 3, 4の切換弁が併
設された管路をそれぞれ経由して予混合気供給管の燃料
噴射ノズルにそれぞれ接続され、更に前記第1の切換弁
は第2の切換弁と逆作動する弁で構成され、前記各切換
弁等はガスタービンの制御装置からの信号を受けて作動
する燃料分配制御装置によってされるように構成したも
のである。
That is, this fuel control device for a gas turbine combustor is further connected to a fuel amount control device for a gas turbine combustor having a flow rate control valve, and this fuel distribution device is additionally connected. A device for controlling fuel supplied to a combustor via the distribution device, wherein the distribution device is branched into a pilot fuel line and a premix gas line having a sluice valve,
The pilot fuel pipe line has a first switching valve and a constant flow valve, and the premix combustion pipe line passes through the pipe lines provided with the second, third and fourth switching valves, respectively, and the premixed gas mixture is supplied. The first switching valve is connected to the fuel injection nozzle of the supply pipe, and the first switching valve and the second switching valve are reversely operated. The switching valves receive signals from the control device of the gas turbine. It is configured to be operated by an operating fuel distribution control device.

【0006】この燃料制御装置は、パイロット弁は定格
負荷運転において保焔状態ないしは無負荷運転より少な
い燃料を供給して燃焼させるので、このパイロット弁よ
り噴射される燃料が高温でNOx を発生させてもその量
は少ない。そしてタービンの出力に応じて予混合燃料噴
射ノズル56を次々に作動させて燃焼させるので、高出力
状態においても低NOx 燃焼を行うことができる上に、
多数の切換弁は流量の制御を実質的に行なわずに作動本
数のみを制御するので、比較的良好に燃料の流量ならび
にその分配を制御することができる。
In this fuel control device, the pilot valve supplies less fuel than in the flame-holding state or no-load operation in the rated load operation to burn the fuel. Therefore, the fuel injected from the pilot valve generates NOx at a high temperature. But the amount is small. And since the premixed fuel injection nozzles 56 are operated and burned one after another according to the output of the turbine, it is possible to perform low NOx combustion even in a high output state.
Since a large number of switching valves control only the number of actuated valves without substantially controlling the flow rate, the flow rate of fuel and its distribution can be controlled relatively well.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで先に提案した
前記ガスタービン用燃焼器の燃料制御装置においては、
燃料分配制御装置によって複数の燃料噴射ノズル、具体
的には2本の燃料噴射ノズルを単位として燃料供給量を
制御するようになっているため、所定の燃料制御が充分
に達成できないため、低NOx で燃焼効率が高い燃焼範
囲、すなわち運転範囲が狭いという問題があった。
In the fuel control device for the gas turbine combustor proposed above,
Since the fuel distribution control device is designed to control the fuel supply amount in units of a plurality of fuel injection nozzles, specifically, two fuel injection nozzles, a predetermined fuel control cannot be achieved sufficiently, so that a low NO There was a problem that the combustion range where the combustion efficiency was high at x , that is, the operating range was narrow.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は前記したような
問題点を解決するためになされたものであって、流量制
御弁1cを有するガスタービン用燃焼器の燃料量制御装
置1に、燃料分配装置2を付加的に接続し、この燃料分
配装置2を介して燃焼器50に供給される燃料を制御する
装置であって、前記分配装置2はパイロット燃料管路5
と仕切弁10を有する予混合気管路6とに分岐され、前記
パイロット燃料管路5は第1の切換弁7と定流量弁8と
を有し、前記予混合気管路6は前記仕切弁10の後流側に
一端が接続され、他端が予混合気供給管57の燃料噴射ノ
ズル56に接続された管路11, 12,13と該管路11, 12, 13
から分岐され、燃料噴射ノズル56に接続される分岐管路
11b, 12b, 13bとで構成され、前記分岐管路11bに第
2の切換弁14を、管路12,13に第3, 4の切換弁15, 16
を夫々配置するとともに、前記第1の切換弁7は仕切弁
10と逆作動する弁で構成され、前記各切換弁等はガスタ
ービンの制御装置からの信号を受けて作動する燃料分配
制御装置17によって操作されるように構成されているガ
スタービン用燃焼器の燃料制御装置を提供せんとするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a fuel quantity control device 1 for a gas turbine combustor having a flow control valve 1c is provided with Distributor 2 is additionally connected to control fuel supplied to combustor 50 via fuel distributor 2, said distributor 2 being a pilot fuel line 5.
And a premix gas line 6 having a sluice valve 10, the pilot fuel line 5 has a first switching valve 7 and a constant flow valve 8, and the premix gas line 6 has the sluice valve 10 Of the pipes 11, 12, 13 having one end connected to the wake side and the other end connected to the fuel injection nozzle 56 of the premixed gas supply pipe 57 and the pipes 11, 12, 13
A branch line that is branched from and is connected to the fuel injection nozzle 56.
11b, 12b, 13b, the second switching valve 14 is provided in the branch line 11b, and the third and fourth switching valves 15, 16 are provided in the lines 12 and 13.
And the first switching valve 7 is a sluice valve.
Of the combustor for a gas turbine configured to be operated by a fuel distribution control device 17 that operates by receiving a signal from the control device of the gas turbine. It is intended to provide a fuel control device.

【0009】[0009]

【作 用】かかるガスタービン用燃焼器の燃料制御装置
によれば、管路11の分岐管路11bに設けられた第2の切
換弁14の開閉により1本の燃料噴射ノズル56への燃料供
給を制御することとなるため、他の管路12, 13に設けら
れた第3, 4の切換弁15,16により夫々2本の燃料噴射
ノズル56への燃料供給を制御するようにしたとしてもこ
れらの組合せによって6段階の燃料供給制御が可能とな
り、その結果、精度が良くなり、広い範囲にわたって低
NOx かつ高い燃料効率が保持できる。
[Operation] According to the fuel control device for the gas turbine combustor, the fuel is supplied to one fuel injection nozzle 56 by opening and closing the second switching valve 14 provided in the branch pipeline 11b of the pipeline 11. Therefore, even if the fuel supply to the two fuel injection nozzles 56 is controlled by the third and fourth switching valves 15 and 16 provided in the other pipelines 12 and 13, respectively. The combination of these makes it possible to control the fuel supply in six stages, and as a result, the accuracy is improved and low NO x and high fuel efficiency can be maintained over a wide range.

【0010】[0010]

【実 施 例】次に、図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図1は、本発明のガスタービン用燃焼器の燃
料制御装置の構成図であって、前段には図2に示した燃
焼器本体50に供給する燃料を制御および遮断するガスタ
ービン用燃焼器の燃料量制御装置1を有しており、この
燃料制御装置1の後段には本発明において付加された燃
料分配装置2が設けられている。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a fuel control device for a gas turbine combustor according to the present invention. In the preceding stage, a gas turbine combustor for controlling and shutting off the fuel supplied to the combustor body 50 shown in FIG. A fuel amount control device 1 is provided, and a fuel distribution device 2 added in the present invention is provided at a subsequent stage of the fuel control device 1.

【0011】従来の燃料制御装置1は、前後に仕切弁1
a, 1bを配置した流量制御弁1cを有する主燃料管路
3と、この流量制御弁1cが閉止された際に仕切弁1a
と流量制御弁1cとの間に残っている燃料を排出する仕
切弁1dを有する排気管4及びこれらをタービンの運転
状態に応じて制御するための制御装置 (図示せず) とか
ら構成されている。なお、この燃料制御装置1は従来の
ガスタービン用燃焼器に付設されているものであって、
その設備によって各種の構成からなるものである。
The conventional fuel control device 1 has a front and rear sluice valve 1
a and 1b are arranged in the main fuel line 3 having a flow control valve 1c, and a sluice valve 1a when the flow control valve 1c is closed.
And an exhaust pipe 4 having a sluice valve 1d for discharging the fuel remaining between the flow control valve 1c and the flow control valve 1c, and a control device (not shown) for controlling these according to the operating state of the turbine. There is. The fuel control device 1 is attached to a conventional gas turbine combustor,
It has various configurations depending on the equipment.

【0012】燃料分配装置2は主燃料管路3をパイロッ
ト燃料管路5と予混合気管路6とに分岐されており、こ
のパイロット燃料管路5には第1切換弁7とバネ圧等で
流量が自動的に決定される定流量弁8が併設されてお
り、これらの下流側で一体となってパイロット弁51に燃
料を供給する管路9が設けられている。また、予混合気
管路6には電磁仕切弁10が設けられ、これの下流が複数
の管路11, 12, 13に分岐され、それぞれの管路11, 12,
13は燃料噴射ノズル56に接続されている。
In the fuel distribution system 2, the main fuel line 3 is branched into a pilot fuel line 5 and a premixed gas line 6. The pilot fuel line 5 has a first switching valve 7 and a spring pressure. A constant flow valve 8 whose flow rate is automatically determined is provided alongside, and a pipe line 9 for integrally supplying fuel to the pilot valve 51 is provided on the downstream side thereof. Further, an electromagnetic sluice valve 10 is provided in the premix air pipe 6, and the downstream of the solenoid sluice valve 10 is branched into a plurality of pipe lines 11, 12, 13.
13 is connected to the fuel injection nozzle 56.

【0013】そしてこのそれぞれの管路11, 12, 13には
一端が燃料噴射ノズル56に接続される分岐管路11a,11
b,12a, 12b,13a,13b・・の他端が接続されると
ともに、特に、この分岐管路11bには第2の切換弁14が
設けらりている。また、管路12, 13にはそれぞれ第3の
切換弁15、第4の切換弁16が設けられている。そして仕
切弁10と前記第1切換弁7とは「逆作動」する弁であっ
て、この第1切換弁7が閉止すると瞬時にこの仕切弁10
が開弁し、第1の切換弁7が開弁する時には仕切弁10は
閉弁するように動作する。
Further, one end of each of the pipelines 11, 12 and 13 is connected to the fuel injection nozzle 56, and branch pipelines 11a and 11
The other ends of b, 12a, 12b, 13a, 13b, ... Are connected, and in particular, a second switching valve 14 is provided in this branch conduit 11b. In addition, a third switching valve 15 and a fourth switching valve 16 are provided in the pipelines 12 and 13, respectively. The sluice valve 10 and the first switching valve 7 are "reverse operating" valves, and when the first shunting valve 7 is closed, the sluice valve 10
When the first switching valve 7 opens, the sluice valve 10 operates so as to close.

【0014】つまり、A)パイロット弁51に対して定流
量弁8と第1切換弁7との両者より燃料が供給されて保
焔状態 (燃料割合で15%程度) から半出力 (ハーフロー
ド、25%程度) までのタービン出力が発生するように動
作している。 B)次に管路11aから燃料噴射ノズル56にも同時に燃料
が供給され、タービン出力の50%程度の負荷に対応する
よう制御されている。
That is, A) Fuel is supplied to the pilot valve 51 from both the constant flow valve 8 and the first switching valve 7, and the fuel is supplied from the flame-retained state (fuel ratio of about 15%) to the half output (half load, half load, It operates to generate turbine output up to 25%). B) Next, fuel is simultaneously supplied to the fuel injection nozzle 56 from the pipe 11a, and is controlled so as to handle a load of about 50% of the turbine output.

【0015】C)これ以上に出力を必要とする際には、
分岐管路11b又は管路12, 13に設けられた各切換弁14,
15, 16を作動させて予混合気供給管57に付設されている
燃料噴射ノズル56への燃料の送給に切換えられるように
構成されている。 D)これとは逆に、タービン出力が減少して電磁仕切弁
10が閉止する場合にはこの電磁仕切弁10の閉止と共に第
1切換弁7が開弁するように動作する。
C) When more output is required,
Each switching valve 14 provided in the branch pipe 11b or the pipes 12, 13
It is configured so that the fuel supply to the fuel injection nozzle 56 attached to the premixed gas supply pipe 57 can be switched by operating 15 and 16. D) On the contrary, the turbine output decreases and the electromagnetic gate valve
When the valve 10 is closed, the first switching valve 7 is opened together with the closing of the electromagnetic gate valve 10.

【0016】この電磁仕切弁10は緊急遮断弁としても用
いられ、タービンの出力が急に低下した場合やなんらか
の事故等の緊急遮断時に閉止して第2〜第4切換弁14,
15,16への燃料を一斉に遮断する機能を有する。一方、
第2〜第4切換弁14, 15, 16は電磁仕切弁10が閉止する
と1秒以内程度で閉止し、この電磁仕切弁10が開弁した
際には管路11, 12, 13の燃料が遮断されるように作動す
るようになっている。
This electromagnetic sluice valve 10 is also used as an emergency shutoff valve, and is closed at the time of an emergency shutoff such as when the output of the turbine suddenly drops or some accident occurs, and the second to fourth switching valves 14,
It has the function of shutting off fuel to 15 and 16 all at once. on the other hand,
The second to fourth switching valves 14, 15, 16 are closed within about 1 second when the electromagnetic sluice valve 10 is closed, and when the electromagnetic sluice valve 10 is opened, the fuel in the pipelines 11, 12, 13 is released. It is designed to operate so that it is shut off.

【0017】前記第2の切換弁14は、分岐管11bに接続
されている1本の燃料噴射ノズル56に供給される燃料
を、また、第3,4の切換弁15,16は、燃焼器本体50の
直径上に配置されている2本の燃料噴射ノズル56を一対
として分岐管路12a,12b,13a,13bに供給される燃
料を制御するようになっている。また、17は燃料分配制
御装置、18と19は圧力変換器である。
The second switching valve 14 supplies fuel supplied to one fuel injection nozzle 56 connected to the branch pipe 11b, and the third and fourth switching valves 15 and 16 are combustors. Two fuel injection nozzles 56 arranged on the diameter of the main body 50 are used as a pair to control the fuel supplied to the branch lines 12a, 12b, 13a, 13b. Further, 17 is a fuel distribution control device, and 18 and 19 are pressure converters.

【0018】即ち、図3に示されるように、切換弁7,
10,14,15,16 の操作によって負荷信号等により1本から
6本の任意の本数の燃料噴射ノズル56に選択的に燃料を
供給するようになっている。なお、切換弁7と切換弁10
とは逆作動することが示されている。そしてこの燃料分
配制御装置17には負荷遮断信号S1 , 負荷信号S2 , 大
気温度S3 , 圧力変換器19を経由したCDP信号S4 ,
圧力変換器18を経由した燃料前圧とCDPとの差圧信号
5 等の各信号を受け、切換弁7, 14, 15, 16と電磁仕
切弁10を制御するように構成されている。また、圧力信
号は負荷信号がない場合に燃料の制御に対して、負荷信
号と同様の制御に用いることができる。
That is, as shown in FIG. 3, the switching valves 7,
The fuel is selectively supplied to any one to six fuel injection nozzles 56 by a load signal or the like by operating 10, 14, 15, and 16. The switching valve 7 and the switching valve 10
It has been shown to work in reverse. Then, the fuel distribution control device 17 has a load cutoff signal S 1 , a load signal S 2 , an atmospheric temperature S 3 , and a CDP signal S 4 via a pressure converter 19.
It is configured to receive signals such as the differential pressure signal S 5 between the fuel pre-pressure and the CDP via the pressure converter 18 and control the switching valves 7, 14, 15, 16 and the electromagnetic sluice valve 10. Further, the pressure signal can be used for the same control as the load signal, as opposed to the fuel control when there is no load signal.

【0019】次に図4および図5を参照して本発明に係
る装置によってガスタービン用燃焼器に供給される燃料
を制御する概念を説明する。 〔保焔状態からタービンの低出力状態〕図4は横軸にタ
ービンの負荷を、縦軸に燃焼効率 (%) をとって描いた
図であって、0〜25%負荷の間は定流量弁8単独か、若
しくはこの定流量弁8と第1切換弁7が開弁して燃焼器
50のパイロット弁51に供給される燃料の流量を制御する
ように構成されている。 〔タービンの出力変化状態〕第1切換弁7が閉弁すると
共に分岐管6の上流側に設けられている電磁仕切弁10が
瞬時に逆作動して開弁する。この場合には約25%程度の
負荷に対応する。更に、第2切換弁14,第3の切換弁15
と第4の切換弁16により順次燃料供給量が増加され、負
荷の変動に対応するタービン出力を得るように制御され
るのである。
Next, the concept of controlling the fuel supplied to the gas turbine combustor by the apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. [Burning state to turbine low output state] Figure 4 shows the turbine load on the horizontal axis and the combustion efficiency (%) on the vertical axis. The valve 8 alone, or the constant flow valve 8 and the first switching valve 7 are opened to open the combustor.
It is configured to control the flow rate of the fuel supplied to the pilot valve 51 of 50. [Turbine output change state] The first switching valve 7 is closed, and the electromagnetic sluice valve 10 provided on the upstream side of the branch pipe 6 is instantaneously reverse-operated and opened. In this case, it corresponds to a load of about 25%. Further, the second switching valve 14 and the third switching valve 15
Then, the fuel supply amount is sequentially increased by the fourth switching valve 16 and controlled so as to obtain the turbine output corresponding to the fluctuation of the load.

【0020】この状態が図4において1〜6と予混合気
管(燃料噴射ノズル)本数曲線とこの本数を変化させた
際に鋸歯状に燃焼効率が変化する様子を示している。燃
料噴射ノズルの本数が変化する際に一時的に燃焼効率が
低下するが、次第に負荷の増加と共に燃焼効率が増加し
てその本数に応じた最高の燃焼効率が得られていること
が分かる。図5は縦軸に排気ガス中のNOx の発生量
を、横軸に負荷をとって描いた図であって、所定の本数
の燃料噴射ノズルにおいて負荷を増加するにしたがって
次第にNOx が増加するが、30ppm以前において本
数を切換えることによってNOx が30ppmを超さな
いように制御することができることを意味している。つ
まり、負荷に応じて予備混合気管、即ち燃料噴射ノズル
の作動本数を制御することによって低NOx 運転を実施
することができる。 〔緊急遮断状態〕ガスタービンの負荷が急に低下した場
合や緊急停止の条件が発生した場合には負荷遮断信号S
1 が燃料分配制御装置17に加えられ、電磁仕切弁10が作
動して予混合気管路6を瞬時に遮断する。
This state is shown in FIG. 4 as 1 to 6 and the curve of the number of premixed gas pipes (fuel injection nozzles) and the manner in which the combustion efficiency changes in a sawtooth shape when the number is changed. It can be seen that the combustion efficiency temporarily decreases when the number of fuel injection nozzles changes, but the combustion efficiency gradually increases as the load increases, and the maximum combustion efficiency corresponding to the number is obtained. FIG. 5 is a diagram in which the vertical axis represents the amount of NO x generated in the exhaust gas and the horizontal axis represents the load. NO x gradually increases as the load increases in a predetermined number of fuel injection nozzles. However, it means that the NO x can be controlled so as not to exceed 30 ppm by switching the number before 30 ppm. That is, the low NO x operation can be performed by controlling the number of premixed gas pipes, that is, the number of fuel injection nozzles that are operated according to the load. [Emergency cutoff state] When the load on the gas turbine suddenly decreases or when an emergency stop condition occurs, the load cutoff signal S
1 is added to the fuel distribution control device 17, and the electromagnetic sluice valve 10 is actuated to instantly shut off the premixed gas line 6.

【0021】すると、この管路6より燃料の供給を受け
ていた管路11, 12, 13の燃料が断たれて燃料噴射ノズル
56の作動が停止する。その直後に第2切換弁14、第3切
換弁15及び第4切換弁16が閉止する。しかし、この状態
においても定流量弁8を通じて燃料がパイロット弁51に
供給されていると共に、電磁仕切弁10の閉止と共にこれ
と逆作動する第1切換弁7が開弁して保焔状態ないしは
最低の出力状態が保持されている。
Then, the fuel in the pipelines 11, 12 and 13 which has been supplied with the fuel from the pipeline 6 is cut off, and the fuel injection nozzle
56 stops working. Immediately after that, the second switching valve 14, the third switching valve 15 and the fourth switching valve 16 are closed. However, in this state as well, fuel is supplied to the pilot valve 51 through the constant flow valve 8, and the first switching valve 7 that operates in reverse with the closing of the electromagnetic sluice valve 10 opens to provide a flame-retained state or a minimum state. The output status of is retained.

【0022】なお、前記実施例においては予混合気管路
6を管路11, 12, 13に分岐し、これらに切換弁14, 15,
16を設けた例を示したが、これらの数は燃焼器50の規模
等によって適宜決定されるものであり、この予混合気管
6は前記実施例のみに限定されるものではない。
In the above embodiment, the premixed gas pipeline 6 is branched into the pipelines 11, 12 and 13, and the switching valves 14, 15, 15 are connected to these.
Although the example in which 16 is provided is shown, these numbers are appropriately determined depending on the scale of the combustor 50 and the like, and the premixed trachea 6 is not limited to the above-mentioned embodiment.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明に係るガスタービン用燃焼器の燃
料制御装置は流量制御弁1cを有するガスタービン用燃
焼器の燃料量制御装置1に、燃料分配装置2を付加的に
接続し、この燃料分配装置2を介して燃焼器50に供給さ
れる燃料を制御する装置であって、前記分配装置2は、
パイロット燃料管路5と仕切弁10を有する予混合気管路
6とに分岐され、前記パイロット燃料管路5は第1の切
換弁7と定流量弁8とを有し、前記予混合気管路6は前
記仕切弁10の後流側に一端が接続され、他端が予混合気
供給管57の燃料噴射ノズル56に接続された管路11, 12,
13と該管路11, 12, 13から分岐され、燃料噴射ノズル56
に接続される分岐管路11a, 11b,12a,12b,13a,
13bとで構成され、前記分岐管11bに第2の切換弁14
を、管路12,13に第3, 4の切換弁15, 16を夫々配置す
るとともに、前記第1の切換弁7と仕切弁10とは逆作動
する弁で構成され、前記各切換弁等はガスタービンの制
御装置からの信号を受けて作動する燃料分配制御装置17
によって作動されるように構成されている。
In the fuel control device for a gas turbine combustor according to the present invention, a fuel distribution device 2 is additionally connected to the fuel amount control device 1 for a gas turbine combustor having a flow control valve 1c. A device for controlling the fuel supplied to the combustor 50 via the fuel distribution device 2, said distribution device 2 comprising:
It is branched into a pilot fuel pipe line 5 and a premix gas pipe line 6 having a sluice valve 10. The pilot fuel pipe line 5 has a first switching valve 7 and a constant flow valve 8, and the premix gas pipe line 6 is provided. Is a conduit 11, 12, one end of which is connected to the downstream side of the gate valve 10 and the other end of which is connected to the fuel injection nozzle 56 of the premixed gas supply pipe 57.
13 and the pipes 11, 12 and 13 are branched off, and a fuel injection nozzle 56
Branch lines 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, connected to
13b and the second switching valve 14 in the branch pipe 11b.
The third and fourth switching valves 15 and 16 are arranged in the pipe lines 12 and 13, respectively, and the first switching valve 7 and the sluice valve 10 are configured to operate in reverse. Is a fuel distribution controller 17 that operates by receiving a signal from the controller of the gas turbine.
Is configured to be activated by.

【0024】従って、NOx を発生し易いパイロット弁
51には燃料が第1の切換弁7と定流量弁8とから供給さ
れるので保焔状態と低負荷状態を保持する。そしてそれ
より高い出力においては複数本、前記実施例においては
具体的には1本〜6本の予混合気供給管57の燃料噴射ノ
ズル56に選択的に燃料を供給することができるので、広
い運転範囲にわたって低NOx で、安定に、かつ高燃焼
効率で燃焼させることができるだけでなく、効率的な燃
料制御を行うことができるという効果がある。
Therefore, the pilot valve that easily generates NOx
Fuel is supplied to 51 from the first switching valve 7 and the constant flow valve 8, so that the flame-maintained state and the low-load state are maintained. At a higher output, it is possible to selectively supply fuel to the fuel injection nozzles 56 of the plurality of premixed gas supply pipes 57 in the above embodiment, specifically, one to six, so that it is wide. There is an effect that not only can combustion be performed with low NO x , stable and high combustion efficiency over the operating range, and efficient fuel control can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る燃料制御装置の配管図で
ある。
FIG. 1 is a piping diagram of a fuel control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に使用されるガスタービン用燃焼器の断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a gas turbine combustor used in the present invention.

【図3】切換弁と燃料噴射ノズルの関係示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a switching valve and a fuel injection nozzle.

【図4】燃焼効率をと負荷の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between combustion efficiency and load.

【図5】NOx の発生量と負荷の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of NO x generated and the load.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50 燃焼器本体 51 パイロット弁 52 燃焼筒 56 燃料噴射ノズ
ル 57 予混合気供給管 1 燃料制御装置 2 燃料分配装置 3 主燃料管路 5 パイロット燃
料管路 6 予混合気管路 7 第1切換弁 8 定流量弁 9 管路 10 電磁仕切弁 14 第2切換弁 15 第3切換弁 16 第4切換弁 17 燃料分配制御装置
50 Combustor body 51 Pilot valve 52 Combustion cylinder 56 Fuel injection nozzle 57 Premixed gas supply pipe 1 Fuel control device 2 Fuel distribution device 3 Main fuel pipe line 5 Pilot fuel pipe line 6 Premixed gas pipe line 7 First switching valve 8 Fixed Flow valve 9 Pipe line 10 Electromagnetic gate valve 14 2nd switching valve 15 3rd switching valve 16 4th switching valve 17 Fuel distribution control device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流量制御弁1cを有するガスタービン用
燃焼器の燃料量制御装置1に、燃料分配装置2を付加的
に接続し、この燃料分配装置2を介して燃焼器50に供給
される燃料を制御する装置であって、前記分配装置2は
パイロット燃料管路5と仕切弁10を有する予混合気管路
6とに分岐され、前記パイロット燃料管路5は第1の切
換弁7と定流量弁8とを有し、前記予混合気管路6は前
記仕切弁10の後流側に一端が接続され、他端が予混合気
供給管57の燃料噴射ノズル56に接続された管路11, 12,
13と該管路11, 12, 13から分岐され、燃料噴射ノズル56
に接続される分岐管路11b, 12b, 13bとで構成され、
前記管路11の分岐管路11bに第2の切換弁14を、管路1
2, 13に第3, 4の切換弁15, 16を夫々配置するととも
に、前記第1の切換弁7は仕切弁10と逆作動する弁で構
成され、前記各切換弁等はガスタービンの制御装置から
の信号を受けて作動する燃料分配制御装置17によってさ
れるように構成されているガスタービン用燃焼器の燃料
制御装置。
1. A fuel distribution device 2 is additionally connected to a fuel amount control device 1 of a gas turbine combustor having a flow control valve 1c, and is supplied to a combustor 50 via this fuel distribution device 2. A device for controlling fuel, wherein the distributor 2 is branched into a pilot fuel line 5 and a premix gas line 6 having a sluice valve 10, and the pilot fuel line 5 is fixed to a first switching valve 7. A flow passage 8 having a flow valve 8, one end of which is connected to the downstream side of the sluice valve 10 and the other end of which is connected to the fuel injection nozzle 56 of the premixed gas supply pipe 57. , 12,
13 and the pipes 11, 12 and 13 are branched off, and a fuel injection nozzle 56
And branch pipes 11b, 12b, 13b connected to
The second switching valve 14 is connected to the branch line 11b of the line 11,
Second and third switching valves 15 and 16 are arranged on the second and the third switching valves, respectively, and the first switching valve 7 is constituted by a valve that operates in reverse to the sluice valve 10. The switching valves and the like control the gas turbine. A fuel control device for a gas turbine combustor configured to be operated by a fuel distribution control device (17) which operates in response to a signal from the device.
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