JPH06207527A - ガスタービンにおける多段燃焼法 - Google Patents
ガスタービンにおける多段燃焼法Info
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- JPH06207527A JPH06207527A JP26647893A JP26647893A JPH06207527A JP H06207527 A JPH06207527 A JP H06207527A JP 26647893 A JP26647893 A JP 26647893A JP 26647893 A JP26647893 A JP 26647893A JP H06207527 A JPH06207527 A JP H06207527A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/36—Open cycles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/003—Gas-turbine plants with heaters between turbine stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
- F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 予混合燃焼プロセスの化学量論的過剰な組合
せ、化学量論的不足な組合せ、またはこの両方の組合せ
に基づいていて、しかも後燃焼プロセスを有する２段ま
たはそれ以上の段のガスタービンの最高圧力レベル、な
らびに、１つまたは複数の中間圧力レベルにおける燃焼
プロセスを提供する。 【構成】 第１の燃焼段を、化学量論的不足な燃焼部分
１７と化学量論的過剰な燃焼部分１８とに分割し、少な
くとも化学量論的過剰な燃焼部分１８から生じた高温ガ
ス９を、第１のタービン１０に供給する。
せ、化学量論的不足な組合せ、またはこの両方の組合せ
に基づいていて、しかも後燃焼プロセスを有する２段ま
たはそれ以上の段のガスタービンの最高圧力レベル、な
らびに、１つまたは複数の中間圧力レベルにおける燃焼
プロセスを提供する。 【構成】 第１の燃焼段を、化学量論的不足な燃焼部分
１７と化学量論的過剰な燃焼部分１８とに分割し、少な
くとも化学量論的過剰な燃焼部分１８から生じた高温ガ
ス９を、第１のタービン１０に供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮段に後置された第
１の燃焼段の高温ガスを第１のタービンに供給し、この
第１のタービンから生じた排ガスを、第１のタービンに
後置された第２の燃焼段で新たに高温ガスに調製し、次
いでこの高温ガスを第２のタービンに供給するようにし
て行なう、ガスタービンにおける多段燃焼法に関する。
１の燃焼段の高温ガスを第１のタービンに供給し、この
第１のタービンから生じた排ガスを、第１のタービンに
後置された第２の燃焼段で新たに高温ガスに調製し、次
いでこの高温ガスを第２のタービンに供給するようにし
て行なう、ガスタービンにおける多段燃焼法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼プラントにおける、大気圧で運転さ
れる特に完全な反応段は、次のことにより得られる。す
なわち、たとえば、空気吹き込み式の石炭ガス化装置か
ら生じる燃料の場合、燃料結合された窒素を反応させる
ための、場合によっては予混合燃焼段に後置された反応
段を備えた化学量論的不足な予混合燃焼段に続いて、化
学量論的不足な範囲でも、適当な形式で燃焼ガスから熱
を抽出することにより達成されるわけである。導出され
る熱出力はたいてい、残留空気供給の後、約１４００℃
の限界温度を超えないように設定され、この限界温度
は、最高温度の１次ゾーンにおける滞留時間が短ければ
短いほど高くなってよい。
れる特に完全な反応段は、次のことにより得られる。す
なわち、たとえば、空気吹き込み式の石炭ガス化装置か
ら生じる燃料の場合、燃料結合された窒素を反応させる
ための、場合によっては予混合燃焼段に後置された反応
段を備えた化学量論的不足な予混合燃焼段に続いて、化
学量論的不足な範囲でも、適当な形式で燃焼ガスから熱
を抽出することにより達成されるわけである。導出され
る熱出力はたいてい、残留空気供給の後、約１４００℃
の限界温度を超えないように設定され、この限界温度
は、最高温度の１次ゾーンにおける滞留時間が短ければ
短いほど高くなってよい。
【０００３】新世代の燃焼室の発展と相俟って、後燃焼
システムも発展した。この後燃焼システムは、臨界限界
温度を超えずに、第１の希薄予混合燃焼段に続いてさら
に燃料を供給することを目的としている。従来の予混合
燃焼法とは基本的に異なったこのような後燃焼法の場合
には、火炎安定化が行なわれず、一方では燃料の極めて
迅速な混合が必要である。このことは、１次段から生じ
る高温の燃焼ガスによる充分に急速かつ強力な燃料の混
合を達成するために、例えば天然ガスの場合、主要な空
気量、つまり全空気量の約１０％と共に後置バーナに吹
き込まれるか、または排ガス流と共に吹き込まれなけれ
ばならないことを意味する。他方では、空気または排ガ
ス流が燃料の即座の点火を防止するようになっている。
システムも発展した。この後燃焼システムは、臨界限界
温度を超えずに、第１の希薄予混合燃焼段に続いてさら
に燃料を供給することを目的としている。従来の予混合
燃焼法とは基本的に異なったこのような後燃焼法の場合
には、火炎安定化が行なわれず、一方では燃料の極めて
迅速な混合が必要である。このことは、１次段から生じ
る高温の燃焼ガスによる充分に急速かつ強力な燃料の混
合を達成するために、例えば天然ガスの場合、主要な空
気量、つまり全空気量の約１０％と共に後置バーナに吹
き込まれるか、または排ガス流と共に吹き込まれなけれ
ばならないことを意味する。他方では、空気または排ガ
ス流が燃料の即座の点火を防止するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた方法において、予混合燃焼プロセスの化学量論
的過剰な組合せ、化学量論的不足な組合せ、またはこの
両方の組合せに基づいていて、しかも後燃焼プロセスを
有する２段またはそれ以上の段のガスタービンの最高圧
力レベル、ならびに、１つまたは複数の中間圧力レベル
における燃焼プロセスを提供することである。
で述べた方法において、予混合燃焼プロセスの化学量論
的過剰な組合せ、化学量論的不足な組合せ、またはこの
両方の組合せに基づいていて、しかも後燃焼プロセスを
有する２段またはそれ以上の段のガスタービンの最高圧
力レベル、ならびに、１つまたは複数の中間圧力レベル
における燃焼プロセスを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、第１の燃焼段を、化学量論的不足
な燃焼部分と化学量論的過剰な燃焼部分とに分割し、少
なくとも化学量論的過剰な燃焼部分から生じた高温ガス
を、第１のタービンに供給するようにした。
に本発明の方法では、第１の燃焼段を、化学量論的不足
な燃焼部分と化学量論的過剰な燃焼部分とに分割し、少
なくとも化学量論的過剰な燃焼部分から生じた高温ガス
を、第１のタービンに供給するようにした。
【０００６】
【発明の効果】本発明の主要な利点は、１次燃焼の後の
熱供給が後置バーナによって行なわれるところに見るこ
とができる。さらに、熱抽出は、タービン段、つまり全
プロセス実施範囲内で熱交換要素に部分的または全体的
に替わるものとしてのタービン段によって行なわれる。
構成エレメントである「タービン」が、構成エレメント
である「熱交換器」と同様に、化学量論的過剰または化
学量論的不足なガスから、規定された熱量を抽出するの
で有利である。このようにして、以下のことが達成され
る。すなわち、 −有害物質エミッションを低く保つことができ、 −後置バーナのために必要な冷却空気を少量で済ませる
ことができ、 −極めて単純な構造を有することができ、 −熱機械的な変換不能性を回避でき、 −ＫＷ毎の生産コストを低く維持できるのである。
熱供給が後置バーナによって行なわれるところに見るこ
とができる。さらに、熱抽出は、タービン段、つまり全
プロセス実施範囲内で熱交換要素に部分的または全体的
に替わるものとしてのタービン段によって行なわれる。
構成エレメントである「タービン」が、構成エレメント
である「熱交換器」と同様に、化学量論的過剰または化
学量論的不足なガスから、規定された熱量を抽出するの
で有利である。このようにして、以下のことが達成され
る。すなわち、 −有害物質エミッションを低く保つことができ、 −後置バーナのために必要な冷却空気を少量で済ませる
ことができ、 −極めて単純な構造を有することができ、 −熱機械的な変換不能性を回避でき、 −ＫＷ毎の生産コストを低く維持できるのである。
【０００７】本発明の別の利点は、タービン羽根または
軸の冷却のために用いられる冷却空気の一部をさらに後
置バーナに供給することから得られる。したがって、圧
縮器の中間圧力レベルからの空気の取り出しを制限する
ことができ、このプロセスはさらに改善される。
軸の冷却のために用いられる冷却空気の一部をさらに後
置バーナに供給することから得られる。したがって、圧
縮器の中間圧力レベルからの空気の取り出しを制限する
ことができ、このプロセスはさらに改善される。
【０００８】本発明の課題を解決するための有利な別の
構成は、請求項２以下に記載されている。
構成は、請求項２以下に記載されている。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面につき詳しく説
明する。本発明を理解するために直接必要でない部材は
省略した。媒体の流れ方向は矢印で示した。
明する。本発明を理解するために直接必要でない部材は
省略した。媒体の流れ方向は矢印で示した。
【００１０】図１は、圧縮器群と燃焼室とタービン群か
ら成るガスターボ群を示した図である。吸い込まれた空
気１は、第１の圧縮器２で予圧縮される。この空気の一
部は、この圧縮器の端部で分岐して、低圧側の燃焼室１
１に案内される。この圧縮された空気の残りの部分は、
続いて第２の圧縮器４で圧縮完了され、次いで、圧縮さ
れた燃焼用の空気５として高圧側の燃焼室８に供給され
る。この場合、この燃焼室８は環状燃焼室であり、この
環状燃焼室は、所定の数のバーナ７によって運転され
る。ここでは、欧州特許第３２１８０９号明細書に記載
された予混合バーナが使用できると有利である。個々の
予混合バーナに燃料を供給するための燃料ランス６がエ
アケーシング１５の外方に延びている。高温ガス９は、
まず、高圧タービン１０に供給され、次いでこの排ガス
は、低圧側の燃焼室１１を貫流する。この燃焼室は環状
の管の形を有している。別の燃料供給部分として形成さ
れた燃料噴射部分１４によって、この排ガスは新たな熱
調製を受ける。これにより、この排ガスは高温ガス１２
として、後続のタービン、つまり、低圧タービン１３に
供給される。次いで、排ガス１６は、低圧タービン１３
の下流側で別の用途で、たとえば複合プラントのベース
熱担体として利用される。このガスターボ群の最上レベ
ル、つまり、高圧タービン１０の手前では、有利には前
記予混合用のバーナ７によって、希薄予混合燃焼が行な
われる。排ガスの膨張部分と、それに結合された冷却部
分に続いて、小さな排ガスディフューザ（図示せず）
が、すでに述べた環状の低圧側の燃焼室１１に移行する
ように設けられている。この低圧側の燃焼室において
は、燃焼部分を使用する前には、約１００ｍ／ｓのガス
速度が形成されている。圧縮器２から分岐された空気３
の量、つまり、圧縮器２によって吸い込まれた空気１の
ほぼ１０％は、中間の圧縮器圧力レベルから取り出さ
れ、まず、低圧側の燃焼室１１の壁の冷却のために使用
される。次いでこの空気は燃焼室１１に供給される。こ
の空気は、一方では、燃料噴射部分１４が、高圧タービ
ン１０から生じる周囲の高温の排ガスによってただちに
点火してしまうのを防止するために役立つ。これによ
り、燃焼室１１における部分的な予混合が達成される。
他方では、これにより、燃料噴射部分１４における燃料
は高い噴射パルスを得る。この噴射パルスは急速な混合
と迅速な第２の燃焼とのために必要である。燃焼室１１
に続いて、直接低圧タービン１３が設けられている。こ
のようにして、以下のような利点が得られる。すなわ
ち、 −有害物質エミッションを低く保つことができ、 −低圧側燃焼室における燃焼のために必要な冷却空気を
少量で済ませることができ、 −構造を極めて単純にでき、 −熱機械的な変換不能性を回避することができ、 −ＫＷ毎の生産コストを低く保つことができるのであ
る。
ら成るガスターボ群を示した図である。吸い込まれた空
気１は、第１の圧縮器２で予圧縮される。この空気の一
部は、この圧縮器の端部で分岐して、低圧側の燃焼室１
１に案内される。この圧縮された空気の残りの部分は、
続いて第２の圧縮器４で圧縮完了され、次いで、圧縮さ
れた燃焼用の空気５として高圧側の燃焼室８に供給され
る。この場合、この燃焼室８は環状燃焼室であり、この
環状燃焼室は、所定の数のバーナ７によって運転され
る。ここでは、欧州特許第３２１８０９号明細書に記載
された予混合バーナが使用できると有利である。個々の
予混合バーナに燃料を供給するための燃料ランス６がエ
アケーシング１５の外方に延びている。高温ガス９は、
まず、高圧タービン１０に供給され、次いでこの排ガス
は、低圧側の燃焼室１１を貫流する。この燃焼室は環状
の管の形を有している。別の燃料供給部分として形成さ
れた燃料噴射部分１４によって、この排ガスは新たな熱
調製を受ける。これにより、この排ガスは高温ガス１２
として、後続のタービン、つまり、低圧タービン１３に
供給される。次いで、排ガス１６は、低圧タービン１３
の下流側で別の用途で、たとえば複合プラントのベース
熱担体として利用される。このガスターボ群の最上レベ
ル、つまり、高圧タービン１０の手前では、有利には前
記予混合用のバーナ７によって、希薄予混合燃焼が行な
われる。排ガスの膨張部分と、それに結合された冷却部
分に続いて、小さな排ガスディフューザ（図示せず）
が、すでに述べた環状の低圧側の燃焼室１１に移行する
ように設けられている。この低圧側の燃焼室において
は、燃焼部分を使用する前には、約１００ｍ／ｓのガス
速度が形成されている。圧縮器２から分岐された空気３
の量、つまり、圧縮器２によって吸い込まれた空気１の
ほぼ１０％は、中間の圧縮器圧力レベルから取り出さ
れ、まず、低圧側の燃焼室１１の壁の冷却のために使用
される。次いでこの空気は燃焼室１１に供給される。こ
の空気は、一方では、燃料噴射部分１４が、高圧タービ
ン１０から生じる周囲の高温の排ガスによってただちに
点火してしまうのを防止するために役立つ。これによ
り、燃焼室１１における部分的な予混合が達成される。
他方では、これにより、燃料噴射部分１４における燃料
は高い噴射パルスを得る。この噴射パルスは急速な混合
と迅速な第２の燃焼とのために必要である。燃焼室１１
に続いて、直接低圧タービン１３が設けられている。こ
のようにして、以下のような利点が得られる。すなわ
ち、 −有害物質エミッションを低く保つことができ、 −低圧側燃焼室における燃焼のために必要な冷却空気を
少量で済ませることができ、 −構造を極めて単純にでき、 −熱機械的な変換不能性を回避することができ、 −ＫＷ毎の生産コストを低く保つことができるのであ
る。
【００１１】もちろん、タービン羽根および／または軸
の冷却に使用される冷却空気の一部を、続いて低圧側の
燃焼室１１に供給することもできる。これにより、圧縮
器２の中間圧力レベルから空気を取り出すことが制限さ
れ、そのプロセスがさらに改善される。
の冷却に使用される冷却空気の一部を、続いて低圧側の
燃焼室１１に供給することもできる。これにより、圧縮
器２の中間圧力レベルから空気を取り出すことが制限さ
れ、そのプロセスがさらに改善される。
【００１２】図２に示した実施例によれば、タービン１
０の高圧部分のために、２つのタービン通路を設けるこ
とが可能である。一方の通路１７では、化学量論的不足
なガスが膨張されられる。これらのガスは、ここでも有
利には欧州特許第３２１８０９号明細書に記載のバーナ
によって、化学量論的不足な予混合燃焼部分から最高圧
レベルで生じる。第２の通路１８では、化学量論的過剰
な予混合燃焼部分から最高圧レベルで生じたガスが膨張
させられる。化学量論的過剰な予混合燃焼部分として形
成された通路１８の温度制限は、規定された圧力におい
て、元来ＮＯｘ形成を左右する滞留時間から生ぜしめら
れる。これとは別に、温度制限の要求は、タービン羽根
の熱限界負荷からも生じる。これに対して、化学量論的
不足な予混合燃焼部分として形成された通路１７の温度
制限は、タービン限界温度にのみ関連する。化学量論的
不足な混合物におけるＮＯｘ形成の問題は、温度制限の
必要性をほとんどもたらさない。全燃料は、化学量論的
過剰に運転される燃焼室８と、化学量論的不足に運転さ
れる燃焼室とに、最高圧レベルで分配される。高圧ター
ビン１０において膨張が行なわれた後に、両混合物は低
圧側の燃焼室１１において、全体的または部分的に一緒
に案内され、ひいては新たに反応させられる。化学量論
的不足な高温ガスによって貫流された高圧タービン段
は、低圧側の燃焼室１１に用いられるＬＢＴＵ燃料発生
器として見ることもできる。これらのガスは、極めて僅
かな発熱量しか有していないので、このことは低圧側の
燃焼室１１におけるＮＯｘ形成を制限する。さらに、こ
れらのガスは、燃焼室１１を通る全質量流の主要な部分
を形成する。このことは、迅速な混合と、さらなる燃焼
とを可能にする。この技術の重要な自由度は、化学量論
的不足な燃焼室１９を空気で冷却することが可能である
ことからも得られる。次いでこの空気は、化学量論的過
剰な燃焼室８に供給される。これにより、さらにこの冷
却法は著しく容易になる。極端な場合、化学量論的な部
分燃焼が可能である限り、排ガス流はこのようにして冷
却することができる。このようにすると、化学量論的な
高温ガスは、化学量論的不足な高温ガスと化学量論的過
剰な高温ガスとの間の反応を防止するために使用できる
と言える。
０の高圧部分のために、２つのタービン通路を設けるこ
とが可能である。一方の通路１７では、化学量論的不足
なガスが膨張されられる。これらのガスは、ここでも有
利には欧州特許第３２１８０９号明細書に記載のバーナ
によって、化学量論的不足な予混合燃焼部分から最高圧
レベルで生じる。第２の通路１８では、化学量論的過剰
な予混合燃焼部分から最高圧レベルで生じたガスが膨張
させられる。化学量論的過剰な予混合燃焼部分として形
成された通路１８の温度制限は、規定された圧力におい
て、元来ＮＯｘ形成を左右する滞留時間から生ぜしめら
れる。これとは別に、温度制限の要求は、タービン羽根
の熱限界負荷からも生じる。これに対して、化学量論的
不足な予混合燃焼部分として形成された通路１７の温度
制限は、タービン限界温度にのみ関連する。化学量論的
不足な混合物におけるＮＯｘ形成の問題は、温度制限の
必要性をほとんどもたらさない。全燃料は、化学量論的
過剰に運転される燃焼室８と、化学量論的不足に運転さ
れる燃焼室とに、最高圧レベルで分配される。高圧ター
ビン１０において膨張が行なわれた後に、両混合物は低
圧側の燃焼室１１において、全体的または部分的に一緒
に案内され、ひいては新たに反応させられる。化学量論
的不足な高温ガスによって貫流された高圧タービン段
は、低圧側の燃焼室１１に用いられるＬＢＴＵ燃料発生
器として見ることもできる。これらのガスは、極めて僅
かな発熱量しか有していないので、このことは低圧側の
燃焼室１１におけるＮＯｘ形成を制限する。さらに、こ
れらのガスは、燃焼室１１を通る全質量流の主要な部分
を形成する。このことは、迅速な混合と、さらなる燃焼
とを可能にする。この技術の重要な自由度は、化学量論
的不足な燃焼室１９を空気で冷却することが可能である
ことからも得られる。次いでこの空気は、化学量論的過
剰な燃焼室８に供給される。これにより、さらにこの冷
却法は著しく容易になる。極端な場合、化学量論的な部
分燃焼が可能である限り、排ガス流はこのようにして冷
却することができる。このようにすると、化学量論的な
高温ガスは、化学量論的不足な高温ガスと化学量論的過
剰な高温ガスとの間の反応を防止するために使用できる
と言える。
【００１３】この場合には、両高温ガスの膨張さえも同
じ高圧タービン段において可能であると言える。回転羽
根における中間床帯域（図示せず）によって半径方向に
分離すること、または、周方向に分離することが考えら
れる。機械全体の大きさ如何では、化学量論的不足な比
較的少量の高温ガス流を、選択的に設けられた冷却され
ないラジアルタービン（図示せず）を介して膨張させる
ことが可能である。ここでは、化学量論的不足な高圧タ
ービン段への冷却空気の吹き込みが、タービンにおける
冷却空気のために制限されるということに留意しなけれ
ばならない。
じ高圧タービン段において可能であると言える。回転羽
根における中間床帯域（図示せず）によって半径方向に
分離すること、または、周方向に分離することが考えら
れる。機械全体の大きさ如何では、化学量論的不足な比
較的少量の高温ガス流を、選択的に設けられた冷却され
ないラジアルタービン（図示せず）を介して膨張させる
ことが可能である。ここでは、化学量論的不足な高圧タ
ービン段への冷却空気の吹き込みが、タービンにおける
冷却空気のために制限されるということに留意しなけれ
ばならない。
【００１４】図３は、図２に示した実施例のラジアルタ
ービンを遠心タービン２１として形成する可能性を示し
ている。この遠心タービンは、ＰＦＢＣ装置における微
粒子の析出のために役立つと言える。これにより、空気
吹き込み式の石炭ガス化の考えは、ＰＦＢＣ装置の考え
と組み合わせることが可能である。エアケーシング１５
からは一部の空気２０が分岐されて、自発的な化学量論
的不足な燃焼部分２３に供給される。ここで使用される
バーナは、主段の予混合バーナに相当する。ここでも、
環状燃焼室が設けられていると有利である。化学量論的
不足な状態で作業する遠心タービン２１においては、粒
子はまず極めて小さな大きさ、つまり直径１マイクロメ
ータ以下に析出される。このタービンへの流入温度が約
８００℃を著しく上回らなければ、アルカリ化合物はこ
れらの粒子に結合したままであり、遠心タービン２１に
よって取り出すことができる。これにより浄化されたＬ
ＢＴＵガスは遠心タービン２１から出て、場合によって
は別の浄化ステップの後で、低圧側の燃焼プロセスに高
温で供給される。これらの燃焼プロセスの極めて重要な
自由度は、化学量論的過剰な高温ガス（図２参照）も、
高圧タービンへの流入時に完全には反応してしまう必要
はないということにある。例えば、高圧タービン１０に
おける高い比率のＣＯは全く問題ではないと言える。そ
れというのは、このガスはいずれにしても低圧側の燃焼
部分１１に供給されるからである。これにより、主燃焼
室は事実上１次ゾーンに制限することができる。この事
実は極めて単純な構造と冷却空気の節約とを生ぜしめ
る。
ービンを遠心タービン２１として形成する可能性を示し
ている。この遠心タービンは、ＰＦＢＣ装置における微
粒子の析出のために役立つと言える。これにより、空気
吹き込み式の石炭ガス化の考えは、ＰＦＢＣ装置の考え
と組み合わせることが可能である。エアケーシング１５
からは一部の空気２０が分岐されて、自発的な化学量論
的不足な燃焼部分２３に供給される。ここで使用される
バーナは、主段の予混合バーナに相当する。ここでも、
環状燃焼室が設けられていると有利である。化学量論的
不足な状態で作業する遠心タービン２１においては、粒
子はまず極めて小さな大きさ、つまり直径１マイクロメ
ータ以下に析出される。このタービンへの流入温度が約
８００℃を著しく上回らなければ、アルカリ化合物はこ
れらの粒子に結合したままであり、遠心タービン２１に
よって取り出すことができる。これにより浄化されたＬ
ＢＴＵガスは遠心タービン２１から出て、場合によって
は別の浄化ステップの後で、低圧側の燃焼プロセスに高
温で供給される。これらの燃焼プロセスの極めて重要な
自由度は、化学量論的過剰な高温ガス（図２参照）も、
高圧タービンへの流入時に完全には反応してしまう必要
はないということにある。例えば、高圧タービン１０に
おける高い比率のＣＯは全く問題ではないと言える。そ
れというのは、このガスはいずれにしても低圧側の燃焼
部分１１に供給されるからである。これにより、主燃焼
室は事実上１次ゾーンに制限することができる。この事
実は極めて単純な構造と冷却空気の節約とを生ぜしめ
る。
【図１】主として圧縮器群と、タービン群と、中間接続
された燃焼室とから成るガスターボ群を示した図であ
る。
された燃焼室とから成るガスターボ群を示した図であ
る。
【図２】高圧タービンが２つのタービン通路を有する、
図１に類似の別のガスターボ群を示した図である。
図１に類似の別のガスターボ群を示した図である。
【図３】遠心タービンが補足された、図１に類似の別の
ガスターボ群を示した図である。
ガスターボ群を示した図である。
１ 空気、 ２ 圧縮器、 ３ 空気、 ４ 圧縮器、
５ 空気、 ６ 燃料ランス、 ７ バーナ、 ８
燃焼室、 ９ 高温ガス、 １０ 高圧タービン、 １
１ 燃焼室、 １２ 高温ガス、 １３ 低圧タービ
ン、 １４ 燃料噴射部分、 １５ エアケーシング、
１６ 排ガス、 １７ 通路、 １８通路、 １９
化学量論的不足な燃焼室、 ２０ 空気、 ２１ 遠心
タービン、 ２２ ＬＢＴＵ燃料、 ２３ 化学量論的
過剰な燃焼室
５ 空気、 ６ 燃料ランス、 ７ バーナ、 ８
燃焼室、 ９ 高温ガス、 １０ 高圧タービン、 １
１ 燃焼室、 １２ 高温ガス、 １３ 低圧タービ
ン、 １４ 燃料噴射部分、 １５ エアケーシング、
１６ 排ガス、 １７ 通路、 １８通路、 １９
化学量論的不足な燃焼室、 ２０ 空気、 ２１ 遠心
タービン、 ２２ ＬＢＴＵ燃料、 ２３ 化学量論的
過剰な燃焼室
Claims (8)
- 【請求項１】 圧縮段に後置された第１の燃焼段の高温
ガスを第１のタービンに供給し、この第１のタービンか
ら生じた排ガスを、第１のタービンに後置された第２の
燃焼段で新たに高温ガスに調製し、次いでこの高温ガス
を第２のタービンに供給するようにして行なう、ガスタ
ービンにおける多段燃焼法において、第１の燃焼段を、
化学量論的不足な燃焼部分（１７，２３）と化学量論的
過剰な燃焼部分（１８）とに分割し、少なくとも化学量
論的過剰な燃焼部分（１８）から生じた高温ガス（９）
を、第１のタービン（１０）に供給することを特徴とす
る、ガスタービンにおける多段燃焼法。 - 【請求項２】 化学量論的不足な燃焼部分（１７）と化
学量論的過剰な燃焼部分（１８）とから生じた高温ガス
を、第１のタービン（１０）に供給する、請求項１記載
の多段燃焼法。 - 【請求項３】 化学量論的不足な燃焼部分（１７）と化
学量論的過剰な燃焼部分（１８）とから生じた高温ガス
を、互いに平行な通路を介して第１のタービン（１０）
に供給する、請求項２記載の多段燃焼法。 - 【請求項４】 化学量論的不足な燃焼部分（２３）から
生じた高温ガスを、第２の燃焼段（１１）に供給する、
請求項１記載の多段燃焼法。 - 【請求項５】 化学量論的不足な燃焼部分（２３）から
生じた高温ガスを、第２の燃焼段（１１）に導入するの
に先だって、タービン（２１）に貫流させる、請求項４
記載の多段燃焼法。 - 【請求項６】 化学量論的不足な燃焼部分（２３）から
生じた高温ガスを、第２の燃焼段（１１）に導入するの
に先だって、遠心タービンに貫流させる、請求項５記載
の多段燃焼法。 - 【請求項７】 第１の燃焼段から生じる高温ガスを予混
合燃焼部分（７）によって調製し、第２の燃焼段から生
じる高温ガスを、この第２の燃焼段に噴射された燃料
（１４，２２）の自己点火によって調製する、請求項１
記載の多段燃焼法。 - 【請求項８】 圧縮段の下流で並列または直列に接続し
た単数または複数の処理段を、圧縮器（２，４）から生
じた空気流（３）によって冷却する、請求項１から７ま
でのいずれか１項記載の多段燃焼法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4236071.4 | 1992-10-26 | ||
| DE19924236071 DE4236071C2 (de) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | Verfahren für eine Mehrstufenverbrennung in Gasturbinen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207527A true JPH06207527A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=6471352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26647893A Pending JPH06207527A (ja) | 1992-10-26 | 1993-10-25 | ガスタービンにおける多段燃焼法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0595026A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06207527A (ja) |
| DE (1) | DE4236071C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100462630C (zh) * | 2007-02-14 | 2009-02-18 | 西安交通大学 | 多级高效环保型燃气轮机气体燃料分级燃烧方法及系统 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH688899A5 (de) * | 1994-05-26 | 1998-05-15 | Asea Brown Boveri | Verfahren zur Regelung einer Gasturbogruppe. |
| EP0703413B1 (de) * | 1994-09-21 | 2000-03-29 | ABB Alstom Power (Schweiz) AG | Brennkammer einer Gasturbogruppe |
| GB2307008A (en) * | 1995-11-13 | 1997-05-14 | Fred Moseley | Gas turbine engine with two stage combustion |
| US5906094A (en) * | 1997-04-30 | 1999-05-25 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation power plants and methods thereof |
| US5934064A (en) * | 1997-05-13 | 1999-08-10 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation power plant with reheating and method thereof |
| DE19860583A1 (de) * | 1998-12-29 | 2000-07-06 | Abb Alstom Power Ch Ag | Brennkammer für eine Gasturbine |
| GB2346177B (en) * | 1999-02-01 | 2003-03-19 | Alstom Gas Turbines Ltd | Gas turbine engine |
| ES2261288T3 (es) | 2001-03-26 | 2006-11-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbina de gas. |
| EP2211110B1 (en) | 2009-01-23 | 2019-05-01 | Ansaldo Energia Switzerland AG | Burner for a gas turbine |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2243467A (en) * | 1937-02-13 | 1941-05-27 | Jendrassik George | Process and equipment for gas turbines |
| US2671314A (en) * | 1950-01-26 | 1954-03-09 | Socony Vacuum Oil Co Inc | Gas turbine and method of operation therefor |
| US3315467A (en) * | 1965-03-11 | 1967-04-25 | Westinghouse Electric Corp | Reheat gas turbine power plant with air admission to the primary combustion zone of the reheat combustion chamber structure |
| FR2221621B1 (ja) * | 1973-03-13 | 1976-09-10 | Snecma | |
| FR2392231A1 (fr) * | 1977-05-23 | 1978-12-22 | Inst Francais Du Petrole | Turbine a gaz comportant une chambre de combustion entre les etages de la turbine |
| JPH0816531B2 (ja) * | 1987-04-03 | 1996-02-21 | 株式会社日立製作所 | ガスタ−ビン燃焼器 |
| US5103630A (en) * | 1989-03-24 | 1992-04-14 | General Electric Company | Dry low NOx hydrocarbon combustion apparatus |
| FR2644846A1 (fr) * | 1989-03-24 | 1990-09-28 | Gen Electric | Dispositif et procede de combustion d'un hydrocarbure a faible teneur en nox, a l'etat sec |
-
1992
- 1992-10-26 DE DE19924236071 patent/DE4236071C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-24 EP EP93115394A patent/EP0595026A1/de not_active Withdrawn
- 1993-10-25 JP JP26647893A patent/JPH06207527A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100462630C (zh) * | 2007-02-14 | 2009-02-18 | 西安交通大学 | 多级高效环保型燃气轮机气体燃料分级燃烧方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4236071C2 (de) | 2002-12-12 |
| EP0595026A1 (de) | 1994-05-04 |
| DE4236071A1 (de) | 1994-04-28 |
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