JPH0783076A - Combustion state grasping method and device to practice this method - Google Patents

Combustion state grasping method and device to practice this method

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JPH0783076A
JPH0783076A JP23339393A JP23339393A JPH0783076A JP H0783076 A JPH0783076 A JP H0783076A JP 23339393 A JP23339393 A JP 23339393A JP 23339393 A JP23339393 A JP 23339393A JP H0783076 A JPH0783076 A JP H0783076A
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combustion
temperature
flame stabilizer
premixed
fuel
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和行 伊藤
Tadataka Murakami
忠孝 村上
Shigeru Azuhata
茂 小豆畑
Michio Kuroda
倫夫 黒田
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Abstract

PURPOSE:To constantly and precisely grasp a combustion state by previously examining a correlation between temperature of a flame holder to hold premixed flame and a combustion state of premixed gas and grasping the combustion state relative to the measured temperature of the flame holder from the correlation. CONSTITUTION:A combustor 10 is furnished with a primary combustion cylinder 13 forming a primary combustion chamber 12 inside of a combustor casing 11 and a secondary combustion cylinder 22 arranged on the downstream side of the primary combustion cylinder 13 and forming a secondary combustion chamber 21. Additionally, at least a premixed burner 23 to inject premixed gas into the secondary combustion chamber 21 and a flame holder 30 to hold premixed flame 29 due to combustion of the premixed gas are furnished. In this case, correlation between temperature of the flame holder 23 and a combustion state of the premixed gas is previously examined. Thereafter, the temperature of the flame holder 30 is measured, for example, by a thermocouple 35. In the meantime, by a control device 100, a combustion state relative to the measured temperature of the flame holder 30 is grasped from the correlation.

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、予混合燃焼を行う燃焼
器の燃焼状態把握方法、この把握方法を実行する装置、
及び燃焼器設備の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion state grasping method for a combustor for premixed combustion, an apparatus for executing this grasping method,
And a control device for combustor equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービン燃焼器における燃焼状態の
制御は、排出NOxの低減や、燃焼器出口での燃焼ガス
温度を均一にしてタービン翼に過度の負担を掛けない上
で、重要である。燃焼器の燃焼状態の制御技術に関して
は、例えば、特開昭60−218535号公報、特開昭
61−135942号公報、特開昭61−49136号
公報、特開昭64−29626号公報等に記載されてい
るものがある。これらの技術は、燃焼器出口における燃
焼ガス温度を検出して、この温度に応じて燃料噴射量を
制御するもの、又は燃焼器出口におけるNOx濃度を検
出して、この濃度に応じて燃料噴射量を制御するもので
ある。
2. Description of the Related Art Control of a combustion state in a gas turbine combustor is important in order to reduce exhaust NOx and to make the combustion gas temperature at the combustor outlet uniform so as not to overload the turbine blade. Regarding the technique for controlling the combustion state of the combustor, see, for example, JP-A-60-218535, JP-A-61-135942, JP-A-61-49136, and JP-A-64-29626. Some are listed. These techniques detect the combustion gas temperature at the combustor outlet and control the fuel injection amount according to this temperature, or detect the NOx concentration at the combustor outlet and determine the fuel injection amount according to this concentration. Is to control.

【0003】また、これらの技術の他に、燃焼器内に形
成されている火炎を撮像し、撮像の結果得られた火炎画
像を利用して、燃料噴射量等を制御するものもある。
In addition to these techniques, there is also one in which the flame formed in the combustor is imaged and the flame image obtained as a result of the imaging is used to control the fuel injection amount and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】近年、ガスタービン燃
焼器は、排出NOx量の低減を図るべく、予混合燃焼を
行うものが増えてきている。この予混合燃焼は、排出N
Oxの低減に関しては拡散燃焼よりも優れているもの
の、火炎の安定性の面で劣っている。このため、予混合
燃焼を行う燃焼器では、予混合バーナの出口に保炎器を
設けたり、燃焼室内に旋回流を形成したりして、予混合
火炎の安定化を図っている。
In recent years, the number of gas turbine combustors performing premixed combustion is increasing in order to reduce the amount of NOx discharged. This premixed combustion is
Although it is superior to diffusion combustion in reducing Ox, it is inferior in flame stability. Therefore, in a combustor that performs premixed combustion, a flame stabilizer is provided at the outlet of the premixed burner, or a swirl flow is formed in the combustion chamber to stabilize the premixed flame.

【0005】基本的に、従来技術において検出した燃焼
器出口の燃焼ガス温度やNOx濃度は、燃焼状態と一定
の相関関係があると言える。しかしながら、予混合バー
ナの出口に保炎器を設けたり、燃焼室内に旋回流を形成
させたりすると、燃焼器出口の燃焼ガス温度やNOx濃
度が、上流側の燃焼状態を正確に示しているとは言えな
くなる。また、燃焼筒の側周から燃焼筒を冷却する等の
ため、燃焼に直接影響のない空気が燃焼室内に供給され
ることも、燃焼器出口の燃焼ガス温度やNOx濃度が正
確に燃焼状態を示さなくなる一因にもなっている。この
ため、燃焼状態を正確に把握するため、火炎自体の温度
を直接温度計で測定することが考えられるが、火炎の温
度が高いために、この温度に耐えうる温度計が存在せ
ず、火炎自体の温度を直接測定することができない。ま
た、仮りに、火炎温度に耐えうる温度計が存在したとし
ても、この温度計により火炎が乱れ、火炎の安定化の面
から好ましくない。
Basically, it can be said that the combustion gas temperature and NOx concentration at the combustor outlet detected in the prior art have a certain correlation with the combustion state. However, if a flame stabilizer is provided at the exit of the premix burner or a swirl flow is formed in the combustion chamber, the combustion gas temperature and NOx concentration at the exit of the combustor accurately indicate the combustion state on the upstream side. Can't say. In addition, since the combustion cylinder is cooled from the side circumference of the combustion cylinder, air that does not directly affect the combustion is supplied to the combustion chamber, and the combustion gas temperature and NOx concentration at the combustor outlet accurately control the combustion state. It is also one of the reasons for not showing. For this reason, it is possible to directly measure the temperature of the flame itself with a thermometer in order to accurately grasp the combustion state, but since the temperature of the flame is high, there is no thermometer that can withstand this temperature, It cannot directly measure its own temperature. Even if there is a thermometer that can withstand the flame temperature, this thermometer disturbs the flame, which is not preferable in terms of flame stabilization.

【0006】この点、火炎画像から燃焼状態を判断する
ことは、直接火炎を捕らえているので、以上のような問
題点はない。しかしながら、実際問題として、火炎は、
空間内にある広がりをもって存在する上に、火炎自体が
ゆれるために、火炎に対して正確に焦点を合わせること
が難しい。また、撮像方向によっては、火炎相互が重な
ってしまい、目的の火炎を撮像することができない場合
もある。
In this respect, judging the combustion state from the flame image does not have the above problems because the flame is directly captured. However, as a practical matter, the flame
It is difficult to accurately focus on the flame because it exists in space with a certain extent and the flame itself shakes. In addition, depending on the image capturing direction, the flames may overlap with each other, and it may not be possible to capture the target flame.

【0007】すなわち、従来技術では、正確に燃焼状態
を把握することができないという問題点がある。本発明
は、このような従来の問題点に着目してなされたもの
で、燃焼状態を正確に把握することができる燃焼状態把
握方法、この把握方法を実行する装置、及びこの把握方
法で把握した燃焼状態に応じて燃焼器設備を制御する制
御装置を提供することを目的とする。
That is, the conventional technique has a problem that the combustion state cannot be accurately grasped. The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and has been grasped by a combustion state grasping method capable of accurately grasping a combustion state, an apparatus for executing this grasping method, and this grasping method. An object of the present invention is to provide a control device that controls combustor equipment according to a combustion state.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の燃焼状態把握方法は、燃料と空気とを混合し、この混
合により生成された予混合気体を噴出する予混合バーナ
と、該予混合気体の燃焼により生成される燃焼ガスの循
環流を自身の下流側に形成して、該予混合気体の燃焼に
より形成される予混合火炎を保炎する保炎器とを有して
いる燃焼器の燃焼状態把握方法において、前記保炎器の
温度と前記予混合気体の燃焼状態との相関関係を予め調
べておき、該保炎器の温度を測定し、測定された該保炎
器の温度に対する燃焼状態を前記相関関係から把握する
ことを特徴とするものである。
A combustion state grasping method for achieving the above object is a premixing burner for mixing a fuel and air and ejecting a premixed gas produced by this mixing, and the premixing burner. A combustor having a flame retainer for forming a circulating flow of combustion gas generated by combustion of gas on the downstream side thereof and holding a premixed flame formed by combustion of the premixed gas. In the combustion state grasping method, the temperature of the flame stabilizer and the combustion state of the premixed gas are investigated in advance, the temperature of the flame stabilizer is measured, and the measured temperature of the flame stabilizer is measured. Is grasped from the above correlation.

【0009】ここで、前記燃焼状態把握方法における前
記相関関係としては、具体的には、前記保炎器の温度
が、該温度に対して予め定めた保炎器設定温度範囲内で
あるか否かにより、燃焼正常か燃焼異常かを示すもの
や、前記保炎器の温度と前記予混合気体の空燃比との関
係を示すものや、前記保炎器の温度と前記燃焼ガス中の
NOx濃度との関係を示すもの等、が考えられる。
Here, as the correlation in the combustion state grasping method, specifically, whether the temperature of the flame stabilizer is within a preset temperature range of the flame stabilizer determined with respect to the temperature. Depending on whether the combustion is normal or abnormal, the relationship between the temperature of the flame stabilizer and the air-fuel ratio of the premixed gas, the temperature of the flame stabilizer and the NOx concentration in the combustion gas. And the like, which indicate a relationship with.

【0010】また、前記目的を達成するための燃焼状態
把握装置は、燃料と空気とを混合し、この混合により生
成された予混合気体を噴出する予混合バーナと、該予混
合気体の燃焼により生成される燃焼ガスの循環流を自身
の下流側に形成して、該予混合気体の燃焼により形成さ
れる予混合火炎を保炎する保炎器とを有している燃焼器
の燃焼状態把握装置において、前記保炎器の温度を測定
する保炎器温度測定手段と、予め定められた該保炎器の
温度と前記予混合気体の燃焼状態との相関関係から、該
保炎器温度測定手段で測定された温度に対する燃焼状態
を把握する燃焼状態把握手段とを備えていることを特徴
とするものである。ここで、前記燃焼状態把握装置は、
前記燃焼状態把握手段で把握された前記燃焼状態を表示
する表示手段を備えていることが好ましい。
Further, a combustion state grasping device for achieving the above object comprises a premixing burner which mixes fuel and air and ejects a premixed gas produced by this mixing, and a premixed burner which burns the premixed gas. Grasp the combustion state of a combustor having a flame stabilizer that forms a circulating flow of the generated combustion gas on its downstream side and holds the premixed flame formed by the combustion of the premixed gas. In the apparatus, the flame stabilizer temperature measuring means for measuring the temperature of the flame stabilizer, and the flame stabilizer temperature measurement from a predetermined correlation between the flame stabilizer temperature and the combustion state of the premixed gas. And a combustion state grasping means for grasping the combustion state with respect to the temperature measured by the means. Here, the combustion state grasping device,
It is preferable to provide a display unit for displaying the combustion state grasped by the combustion state grasping unit.

【0011】また、前記目的を達成するための燃焼器設
備の制御装置は、以上で述べた前記燃焼状態把握装置
と、前記燃焼状態把握装置に設けられている前記燃焼状
態把握手段で把握された前記燃焼状態に応じて、前記予
混合バーナに供給される燃料と空気とのうち、少なくと
も一方の流量を調節する流量調節弁で調節する流体(前
記燃料又は前記空気)の流量を求め、該流量を該流量調
節弁に出力する流量演算手段とを備えていることを特徴
とするものである。
Further, the control device of the combustor equipment for achieving the above object is grasped by the combustion state grasping device described above and the combustion state grasping means provided in the combustion state grasping device. Depending on the combustion state, the flow rate of the fluid (the fuel or the air) adjusted by the flow rate control valve that controls the flow rate of at least one of the fuel and the air supplied to the premix burner is determined, and the flow rate is determined. Is provided to the flow rate control valve.

【0012】[0012]

【作用】従来技術において述べたように、燃焼器出口の
燃焼ガス温度から燃焼状態をある程度予測することは可
能である。しかし、燃焼器出口の燃焼ガスは、予混合燃
焼により生成されてから燃焼器出口に至るまでに各種影
響を受けるために、燃焼器出口の燃焼ガス温度が燃焼状
態を正確に表しているとは言えない。これに対して、予
混合火炎の温度を直接測定することができれば、正確に
燃焼状態を把握することができるものの、高温の火炎温
度を直接測定する温度計が存在しない等の理由により、
予混合火炎自体の温度から燃焼状態を把握することは実
現できない。
As described in the prior art, it is possible to predict the combustion state to some extent from the combustion gas temperature at the combustor outlet. However, the combustion gas at the combustor outlet is affected by various effects from the time it is generated by premixed combustion until it reaches the combustor outlet, so the combustion gas temperature at the combustor outlet does not accurately represent the combustion state. I can not say. On the other hand, if the temperature of the premixed flame can be directly measured, it is possible to accurately grasp the combustion state, but because of the fact that there is no thermometer that directly measures the high flame temperature,
It is not possible to understand the combustion state from the temperature of the premixed flame itself.

【0013】そこで、本発明では、予混合火炎を保炎す
る保炎器の温度から燃焼状態を把握している。保炎器
は、自身の下流側に予混合燃焼により生成された燃焼ガ
スの循環流を形成して、自身の下流側を高温にし、ここ
を予混合気体の着火ポイントとすることにより、予混合
火炎の安定化を図るものである。従って、予混合燃焼に
より生成されたばかりの燃焼ガスが保炎器に接触するこ
とになるため、予混合火炎の温度を正確に示すことにな
る。このため、保炎器の温度から燃焼状態を正確に把握
することができる。また、保炎器の温度は、予混合火炎
の温度より確実に低いため、この温度を温度計により実
際に測定することも可能である。
Therefore, in the present invention, the combustion state is grasped from the temperature of the flame holder for holding the premixed flame. The flame stabilizer forms a circulation flow of the combustion gas generated by premixed combustion on the downstream side of the flame stabilizer to raise the temperature of the downstream side of itself to the ignition point of the premixed gas, thereby premixing the premixed gas. It is intended to stabilize the flame. Therefore, since the combustion gas just generated by the premixed combustion comes into contact with the flame stabilizer, the temperature of the premixed flame is accurately indicated. Therefore, the combustion state can be accurately grasped from the temperature of the flame stabilizer. Moreover, since the temperature of the flame stabilizer is certainly lower than the temperature of the premixed flame, it is also possible to actually measure this temperature with a thermometer.

【0014】また、本発明者らは、この保炎器温度と、
燃焼状態を示す指標の一つである空燃比とには、一定の
相関関係を有することを見出した。そこで、この相関関
係を利用して、予混合気体の空燃比を正確に把握するこ
とにより、予混合気体の空燃比を制御することができ
る。
Further, the present inventors have found that this flame stabilizer temperature and
It was found that there is a certain correlation with the air-fuel ratio, which is one of the indicators showing the combustion state. Therefore, the air-fuel ratio of the premixed gas can be controlled by accurately grasping the air-fuel ratio of the premixed gas using this correlation.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明に係る各種実施例について説明
する。
EXAMPLES Various examples according to the present invention will be described below.

【0016】まず、本発明の第1の実施例について、図
1〜図6を用いて説明する。図2に示すように、本実施
例のガスタービン設備は、空気を圧縮する圧縮機50
と、この圧縮機50で圧縮された空気で燃料を燃焼させ
る複数の燃焼器10,10,…と、これら燃焼器10,
10,…から排出される燃焼ガスで駆動するガスタービ
ン60と、このガスタービン60で駆動する発電機65
と、これらを制御する制御装置100とを備えている。
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the gas turbine facility of this embodiment has a compressor 50 that compresses air.
, A plurality of combustors 10, 10, ... Combusting fuel with air compressed by the compressor 50, and these combustors 10,
A gas turbine 60 driven by the combustion gas discharged from 10, and a generator 65 driven by the gas turbine 60.
And a control device 100 for controlling them.

【0017】燃焼器10は、図1に示すように、円筒状
の燃焼器ケーシング11と、一次燃焼室12を形成する
円筒状の一次燃焼筒13と、二次燃焼室21を形成し一
次燃焼筒13の下流側に配されている二次燃焼筒22
と、一次燃焼室12内に燃料を噴射する拡散バーナ14
と、二次燃焼室21内に予混合気体を噴出する予混合バ
ーナ23と、予混合気体の燃焼により形成される予混合
火炎29を保炎する保炎器30とを有して構成されてい
る。
As shown in FIG. 1, the combustor 10 has a cylindrical combustor casing 11, a cylindrical primary combustion cylinder 13 forming a primary combustion chamber 12, and a secondary combustion chamber 21. Secondary combustion cylinder 22 arranged on the downstream side of the cylinder 13.
And a diffusion burner 14 for injecting fuel into the primary combustion chamber 12.
A premixing burner 23 for ejecting the premixed gas into the secondary combustion chamber 21 and a flame stabilizer 30 for holding the premixed flame 29 formed by the combustion of the premixed gas. There is.

【0018】拡散バーナ14は、円筒状の燃焼器ケーシ
ング11の中心軸上に設けられている。一次燃焼筒13
は、円筒状の燃焼器ケーシング11の中心軸上で、且つ
拡散バーナ14の下流側に設けられている。一次燃焼筒
13の回りには、図4及び図5に示すように、複数の予
混合バーナ23,23,…が環状に設けられている。予
混合バーナ23は、図1に示すように、燃料ノズル28
と、燃料と空気とを混合する予混合室24を形成する予
混合室形成体25とを有している。予混合室形成体25
は、その上流端にケーシング11内に流入した空気を取
り入れる取入口26が形成され、その下流端に予混合気
体を噴出する噴出口27が形成されている。予混合室2
4内の上流側には燃料ノズル28が設けられている。
The diffusion burner 14 is provided on the central axis of the cylindrical combustor casing 11. Primary combustion cylinder 13
Is provided on the central axis of the cylindrical combustor casing 11 and on the downstream side of the diffusion burner 14. Around the primary combustion cylinder 13, as shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of premixing burners 23, 23, ... Are provided in an annular shape. The premix burner 23, as shown in FIG.
And a premixing chamber forming body 25 forming a premixing chamber 24 for mixing the fuel and the air. Premix chamber forming body 25
Has an intake port 26 for taking in the air flowing into the casing 11 at its upstream end, and an injection port 27 for ejecting the premixed gas at its downstream end. Premixing chamber 2
A fuel nozzle 28 is provided on the upstream side within 4.

【0019】保炎器30は、図1及び図6に示すよう
に、断面がほぼ二等辺三角形状を成している保炎器本体
31と、この本体31を支持するための支持脚32とで
形成されている。断面が二等辺三角形状の保炎器本体3
1は、その頂点に該当する部分が上流側を向き、底辺に
該当する部分が下流側を向き、且つこの底辺に該当する
部分が予混合バーナ23の噴出口27よりも下流側に位
置するように、支持脚32で支持されている。保炎器本
体31は、図5に示すように、環状に配された複数の予
混合バーナ23,23,…に対応して、上下流方向の投
影形状が環状を成し、環状に配された複数の予混合バー
ナ23,23,…から噴出される予混合気体を外周側と
内周側との分割できるよう設けられている。保炎器30
は、予混合バーナ23内に、放射方向に設けられている
複数の保炎器支持板33,33,…に固定されている。
保炎器30の内部には、図6に示すように、断面が二等
辺三角形状の保炎器本体31の底辺に該当する部分の温
度を測定すべく、複数の熱電対35,35,…が埋め込
まれている。熱電対35を保炎器に埋め込むために形成
された孔は、銀ろう、あるいはニッケルろう34で塞が
れている。1基のガスタービン60に対する複数の燃焼
器10,10,…は、通常、同一形状に形成されている
ので、各燃焼器10,10,…相互の保炎器温度の対応
がとれるよう、各燃焼器毎の温度計(熱電対)35の位
置は同一であることが望ましい。この熱電対35,3
5,…は、信号線を介して、ケーシング外部に設けられ
ている発信器36と接続されている。この発信器36か
らの信号は、制御装置100に入力するようになってい
る。
As shown in FIGS. 1 and 6, the flame stabilizer 30 has a flame stabilizer main body 31 whose cross section is substantially an isosceles triangle shape, and a support leg 32 for supporting the main body 31. Is formed by. Flame stabilizer main body 3 whose cross section is an isosceles triangle
1, the part corresponding to the apex faces the upstream side, the part corresponding to the bottom side faces the downstream side, and the part corresponding to the bottom side is located downstream of the ejection port 27 of the premixing burner 23. It is supported by the support legs 32. As shown in FIG. 5, the flame stabilizer main body 31 has a projected shape in the upstream and downstream directions that corresponds to the plurality of annularly arranged premixing burners 23, 23, ... The premixed gas ejected from the plurality of premixed burners 23, 23, ... Is provided so as to be divided into an outer peripheral side and an inner peripheral side. Flame stabilizer 30
Are fixed in the premix burner 23 to a plurality of flame stabilizer support plates 33, 33, ...
As shown in FIG. 6, inside the flame stabilizer 30, a plurality of thermocouples 35, 35, ... To measure the temperature of the portion corresponding to the bottom side of the flame stabilizer main body 31 having an isosceles triangular cross section. Is embedded. The hole formed for embedding the thermocouple 35 in the flame stabilizer is closed with silver solder or nickel solder 34. The plurality of combustors 10, 10, ... For one gas turbine 60 are usually formed in the same shape, so that each combustor 10, 10 ,. The position of the thermometer (thermocouple) 35 for each combustor is preferably the same. This thermocouple 35,3
5, ... Are connected to a transmitter 36 provided outside the casing via signal lines. The signal from the oscillator 36 is input to the control device 100.

【0020】圧縮機50と複数の燃焼器10,10,…
との間には、図2に示すように、圧縮機50で圧縮され
た空気を燃焼器10に導くための圧縮空気ライン51が
設けられている。この圧縮空気ライン51には、圧縮さ
れた空気の温度を測定する温度計53、空気圧力を測定
する圧力計54、空気流量を測定する流量計52が設け
られている。空気流量計52としては、熱式質量流量
計、ピトー管式流量計、オリフィス式流量計等、各種流
量計が考えられる。これら温度計53、圧力計54、空
気流量計52からの信号は、制御装置100に入力する
ようになっている。
The compressor 50 and the plurality of combustors 10, 10, ...
As shown in FIG. 2, a compressed air line 51 for introducing the air compressed by the compressor 50 to the combustor 10 is provided between and. The compressed air line 51 is provided with a thermometer 53 that measures the temperature of the compressed air, a pressure gauge 54 that measures the air pressure, and a flow meter 52 that measures the air flow rate. As the air flow meter 52, various flow meters such as a thermal mass flow meter, a Pitot tube flow meter, an orifice flow meter, etc. can be considered. The signals from the thermometer 53, pressure gauge 54, and air flow meter 52 are input to the control device 100.

【0021】複数の燃焼器10,10,…に燃料を供給
するための燃料ラインは、図2に示すように、主拡散燃
料ライン71と、この主拡散燃料ライン71から分岐し
て各燃焼器10,10,…の拡散バーナ14,14,…
に燃料を供給するための複数の副拡散燃料ライン74,
74…と、主予混合燃料ライン81と、主予混合燃料ラ
イン81から分岐して各燃焼器10,10,…毎に予混
合燃料を分配する複数の副予混合燃料ライン84,8
4,…と、副予混合燃料ライン84から分岐して1基の
燃焼器10に有する複数の予混合バーナ23,23,…
毎に予混合燃料を分配する複数の予混合バーナ燃料ライ
ンとがある。但し、図1〜図3においては、図面の都合
上、予混合バーナ燃料ラインを省略している。各燃料ラ
インに流れる燃料は、同一の燃料であり、本実施例にお
いては気体燃料である。主拡散燃料ライン71、副拡散
燃料ライン74、主予混合燃料ライン81、副予混合燃
料ライン84には、それぞれ、各ラインを通過する燃料
流量を測定する燃料流量計73,76,83,86と、
燃料調節弁72,75,82,85が設けられている。
各燃料調節弁72,75,82,85は、その弁開度を
決めるための流量が制御装置100からの信号により制
御される。
A fuel line for supplying fuel to the plurality of combustors 10, 10, ... Is a main diffusion fuel line 71 and a branch from the main diffusion fuel line 71, as shown in FIG. 10, 10, ... Diffusion burners 14, 14, ...
A plurality of sub-diffusion fuel lines 74 for supplying fuel to
74, a main premixed fuel line 81, and a plurality of auxiliary premixed fuel lines 84, 8 branched from the main premixed fuel line 81 to distribute the premixed fuel to each of the combustors 10, 10 ,.
4, a plurality of premixing burners 23, 23, ... Branching from the auxiliary premixing fuel line 84 and provided in one combustor 10.
There are multiple premix burner fuel lines that distribute premix fuel to each. However, in FIGS. 1 to 3, the premix burner fuel line is omitted for convenience of the drawings. The fuel flowing through each fuel line is the same fuel, which is a gaseous fuel in this embodiment. The main diffusion fuel line 71, the sub diffusion fuel line 74, the main premixed fuel line 81, and the sub premixed fuel line 84 are respectively fuel flow meters 73, 76, 83, 86 for measuring the flow rate of the fuel passing through each line. When,
Fuel control valves 72, 75, 82, 85 are provided.
The flow rate of each fuel control valve 72, 75, 82, 85 for determining the valve opening is controlled by a signal from the control device 100.

【0022】制御装置100は、図3に示すように、各
燃焼器10に設けられている複数の熱電対35,35,
…で検出された保炎器30の各位置での温度に応じて各
燃焼器10内の燃焼が異常か正常かを判定する燃焼異常
判定部101,101,…と、各燃焼器10に設けられ
ている複数の熱電対35,35,…で検出された保炎器
30の各位置での温度の平均を求める平均温度演算部1
02,102,…と、この平均温度から各燃焼器10の
空燃比を求める空燃比演算部103,103,…と、各
燃焼器10ごとの空燃比の平均を求める平均空燃比演算
部104と、この平均空燃比と各燃焼器10の空燃比と
の偏差を求める空燃比偏差演算部106,106,…
と、各燃焼器10毎の空燃比偏差に基づき副予混合燃料
ライン84に流す燃料流量を求め、この燃料流量を副予
混合燃料調節弁85に出力する副予混合燃料量演算部1
07,107,…と、外部からの負荷指令に応じて主予
混合燃料ライン81に流す燃料流量を求め、この燃料流
量を主予混合燃料調節弁82に出力する主予混合燃料量
演算部108と、平均空燃比から排出NOx濃度を予測
する排出NOx濃度予測部105と、燃焼異常の判定結
果、各燃焼器10の空燃比、平均空燃比、排出NOx濃
度等を表示する表示部109とを有している。なお、制
御装置100には、以上の他、拡散燃料調節弁72,7
5,75,…の制御量を求める拡散燃料量演算部等も設
けられている。
As shown in FIG. 3, the control device 100 includes a plurality of thermocouples 35, 35, 35,
A combustion abnormality determining unit 101, 101, for determining whether the combustion in each combustor 10 is abnormal or normal according to the temperature at each position of the flame stabilizer 30 detected by. Average temperature calculator 1 for obtaining the average of the temperatures at each position of the flame stabilizer 30 detected by the plurality of thermocouples 35, 35, ...
02, 102, ..., Air-fuel ratio calculation units 103, 103, ... For obtaining the air-fuel ratio of each combustor 10 from this average temperature, and Average air-fuel ratio calculation unit 104 for obtaining the average air-fuel ratio for each combustor 10. , Air-fuel ratio deviation calculation units 106, 106, ... Which obtain the deviation between this average air-fuel ratio and the air-fuel ratio of each combustor 10.
And a fuel flow rate flowing through the sub-premix fuel line 84 based on the air-fuel ratio deviation of each combustor 10, and outputs the fuel flow rate to the sub-premix fuel control valve 85.
07, 107, ..., and a main premixed fuel amount calculation unit 108 that obtains a fuel flow rate to be flown to the main premixed fuel line 81 in accordance with a load command from the outside and outputs this fuel flow rate to the main premixed fuel control valve 82. And an exhaust NOx concentration predicting unit 105 that predicts the exhaust NOx concentration from the average air-fuel ratio, and a display unit 109 that displays the combustion abnormality determination result, the air-fuel ratio of each combustor 10, the average air-fuel ratio, the exhaust NOx concentration, and the like. Have In addition to the above, the control device 100 includes the diffusion fuel control valves 72, 7.
There is also provided a diffusion fuel amount calculation unit for obtaining control amounts of 5, 75, ....

【0023】ところで、以上は、制御装置100のソフ
トウエアー的構成であり、現実には、本実施例の制御装
置100は、電子計算機で構成されている。従って、表
示部109は、ディスプレイ装置で構成され、その他の
諸機能は、各種データやプログラムが記憶されているR
OMやRAMと、これらのプログラム等に従って諸演算
を実行するCPUとを有して構成されている。
By the way, the above is the software configuration of the control device 100. In reality, the control device 100 of the present embodiment is configured by an electronic computer. Therefore, the display unit 109 is composed of a display device, and other various functions are stored in various data and programs.
It is configured to have an OM and a RAM, and a CPU that executes various calculations according to these programs and the like.

【0024】次に、本実施例の作用について説明する。
燃焼に用いられる空気は、圧縮機50で圧縮され、圧縮
空気ライン51を介して各燃焼器10,10,…に供給
される。燃焼器10内に供給された空気は、その一部が
一次燃焼室12内に直接供給され、残りの一部が予混合
バーナ23の予混合室24内に供給される。また、空気
の一部は、一次燃焼筒13及び二次燃焼筒22の冷却用
にも用いられるが、ここでは図示しない。一方、予混合
燃焼に用いられる燃料は、主予混合燃料ライン81、複
数の燃焼器10,10,…毎に設けられている副予混合
燃料ライン84,84,…、複数の予混合バーナ23,
23…毎に設けられている予混合バーナラインを経て、
予混合バーナ23の燃料ノズル28に供給される。ま
た、拡散燃焼に用いられる燃料は、主拡散燃料ライン7
1、複数の燃焼器10,10,…毎に設けられている副
拡散燃料ライン74,74,…を経て、拡散バーナ14
に供給される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The air used for combustion is compressed by the compressor 50 and supplied to the combustors 10, 10, ... Through the compressed air line 51. A part of the air supplied into the combustor 10 is directly supplied into the primary combustion chamber 12, and the remaining part is supplied into the premixing chamber 24 of the premixing burner 23. Although part of the air is also used for cooling the primary combustion cylinder 13 and the secondary combustion cylinder 22, it is not shown here. On the other hand, the fuel used for the premixed combustion is the main premixed fuel line 81, the sub-premixed fuel lines 84, 84, ... Provided for each of the plurality of combustors 10, 10 ,. ,
23 ... through the premix burner line provided for each
It is supplied to the fuel nozzle 28 of the premix burner 23. The fuel used for diffusion combustion is the main diffusion fuel line 7
1, the plurality of combustors 10, 10, ... Via the sub diffusion fuel lines 74, 74 ,.
Is supplied to.

【0025】一次燃焼室12内に供給された空気及び燃
料は、ここで拡散燃焼する。拡散燃焼により生成された
高温の燃焼ガスは、一次燃焼室12内に流れ込んで、こ
こで形成される予混合火炎29の安定化に寄与する。
The air and fuel supplied into the primary combustion chamber 12 are diffused and burned here. The high-temperature combustion gas generated by diffusion combustion flows into the primary combustion chamber 12 and contributes to the stabilization of the premixed flame 29 formed here.

【0026】予混合バーナ23の燃料ノズル28から噴
射された燃料は、ここに供給された空気と混合する。燃
料と空気とが混合して形成された予混合気体は、バーナ
23の噴出口27から二次燃焼室21内に噴出され、こ
こで予混合燃焼する。この燃焼に生成された燃焼ガス
は、保炎器30の下流側に形成される循環流の中に入り
込み、保炎器30の下流側部分を高温にする。この結
果、保炎器30の下流側に予混合火炎29が安定して形
成される。
The fuel injected from the fuel nozzle 28 of the premix burner 23 mixes with the air supplied thereto. The premixed gas formed by mixing the fuel and the air is ejected from the ejection port 27 of the burner 23 into the secondary combustion chamber 21, where the premixed combustion is performed. The combustion gas generated by this combustion enters into the circulation flow formed on the downstream side of the flame stabilizer 30, and raises the temperature of the downstream portion of the flame stabilizer 30. As a result, the premixed flame 29 is stably formed on the downstream side of the flame stabilizer 30.

【0027】各燃焼器10内の燃焼で生成された燃焼ガ
スは、ガスタービン60に供給され、ガスタービン60
を駆動する。このガスタービン60の駆動により、発電
機65が駆動する。熱電対35により測定された保炎器
30の温度は、発信器36を介して制御装置100に出
力され、予混合燃料の制御に用いられる。
The combustion gas generated by the combustion in each combustor 10 is supplied to the gas turbine 60, and the gas turbine 60
To drive. By driving the gas turbine 60, the generator 65 is driven. The temperature of the flame stabilizer 30 measured by the thermocouple 35 is output to the control device 100 via the transmitter 36 and used for controlling the premixed fuel.

【0028】ここで、保炎器30の温度に基づいた予混
合燃料の制御について説明する。通常、燃焼器10内の
燃焼状態は、空燃比で表すことができる。本発明者ら
は、この空燃比と保炎器30の温度とが概略次式の関係
にあることを見出した。従って、保炎器30の温度から
空燃比を導き出せる結果、保炎器30の温度から燃焼状
態を把握することができる。 Tf=T0+k1・Ta−k2・ln(λ)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(数1) ただし、Tf:保炎器温度(℃)、T0:定数(℃)、T
a:燃焼器10に流入する空気温度(℃)、k1:定数
(−)、k2:定数(℃)、λ:空燃比(−)である。
Here, the control of the premixed fuel based on the temperature of the flame stabilizer 30 will be described. Generally, the combustion state in the combustor 10 can be represented by an air-fuel ratio. The present inventors have found that the air-fuel ratio and the temperature of the flame stabilizer 30 are approximately in the following equation. Therefore, as a result of being able to derive the air-fuel ratio from the temperature of the flame stabilizer 30, the combustion state can be grasped from the temperature of the flame stabilizer 30. Tf = T0 + k1 · Ta−k2 · ln (λ) ···· (Equation 1) where Tf: Flame stabilizer temperature ( ℃), T0: Constant (℃), T
a: air temperature (° C.) flowing into the combustor 10, k1: constant (−), k2: constant (° C.), λ: air-fuel ratio (−).

【0029】ところで、上記の定数は燃焼器10の運転
条件や構造により異なるので、保炎器30の温度Tfと
これとの関係における空燃比λとについて、具体的な数
値を上げることは難しいが、一例を上げると、空燃比λ
(λ=17.4が理論空燃比、この場合燃料はメタンであ
る。)が29.6から33.1になると保炎器30の温度
Tfは約30℃減少することになる。
By the way, since the above constants differ depending on the operating conditions and structure of the combustor 10, it is difficult to increase the concrete value of the temperature Tf of the flame stabilizer 30 and the air-fuel ratio λ in relation to this. , As an example, the air-fuel ratio λ
When (λ = 17.4 is the stoichiometric air-fuel ratio, the fuel is methane in this case) from 29.6 to 33.1, the temperature Tf of the flame stabilizer 30 decreases by about 30 ° C.

【0030】また、空燃比λと排出NOx濃度との関係
は、予混合燃焼部に限定すれば概略次式で表される。 NOx=k3−k4・ln(λ)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(数2) ただし、NOx:排出NOx濃度(ppm)、k3:定数
(ppm)、k4:定数(ppm)である。なお、(数
2)は、NOx濃度と空燃比λとの関係を示すものであ
るが、(数1)を組み合わせることにより、NOx濃度
と保炎器温度との関係を規定する式に変形できることは
言うまでもない。
Further, the relationship between the air-fuel ratio λ and the exhausted NOx concentration is roughly expressed by the following equation if it is limited to the premixed combustion section. NOx = k3−k4 · ln (λ) (Equation 2) where NOx: Emission NOx concentration (ppm), k3: constant (ppm), k4: constant (ppm). Note that (Equation 2) shows the relationship between the NOx concentration and the air-fuel ratio λ, but by combining (Equation 1), it can be transformed into an expression that defines the relationship between the NOx concentration and the flame stabilizer temperature. Needless to say.

【0031】制御装置100は、以上の(数1)及び
(数2)を用いて各燃焼器10の燃焼状態を把握し、予
混合燃料を制御する。
The control device 100 grasps the combustion state of each combustor 10 using the above (Equation 1) and (Equation 2), and controls the premixed fuel.

【0032】具体的には、各燃焼器10に設けられてい
る複数の熱電対35,35,…からの信号が制御装置1
00に入力されると、各燃焼器10ごとに対応して設け
られている燃焼異常判定部101がこの信号に基づき燃
焼状態が異常か正常かの判定を行う。燃焼状態が異常か
否かの判定は、保炎器30の温度が予め設定されている
上限値と下限値とで規定される設定温度範囲内か否かに
より判定される。この上限値としては、保炎器30を形
成する材料の許容温度、例えば、800℃に設定する。ま
た、下限値としては、設定負荷に対応した空燃比から計
算される保炎器30温度から所定の値、例えば、100℃
を引いた値に設定する。
Specifically, signals from a plurality of thermocouples 35, 35, ...
00, the combustion abnormality determination unit 101 provided corresponding to each combustor 10 determines whether the combustion state is abnormal or normal based on this signal. Whether or not the combustion state is abnormal is determined by whether or not the temperature of the flame stabilizer 30 is within a set temperature range defined by preset upper and lower limits. The upper limit value is set to an allowable temperature of the material forming the flame stabilizer 30, for example, 800 ° C. Also, as the lower limit value, a predetermined value from the flame stabilizer 30 temperature calculated from the air-fuel ratio corresponding to the set load, for example, 100 ° C.
Set to the value minus.

【0033】保炎器30の温度が上限値を超える場合に
は、保炎器30が溶解し始める可能性が高まると共に、
最悪の場合、逆火する恐れもある。また、保炎器30の
温度が下限値を下回る場合には、失火が予想される。そ
こで、一基の燃焼器10における複数の熱電対35,3
5,…からの信号のうち、一つでも設定温度範囲外のも
のがあれば、全燃焼器10,10,…への燃料供給を止
めるべく、異常である旨を主予混合燃料量演算部108
に出力し、主予混合燃料調節弁82を全閉させる。な
お、主予混合燃料量演算部108では、通常、外部から
の負荷指令信号に応じた燃料量を求め、この燃料量を主
予混合燃料調節弁82に出力して、主予混合燃料量を制
御している。このように、主予混合燃料量(全予混合燃
料量)を個々の燃焼器10への燃料流量の制御とは別個
に制御しているので、個々の燃焼器10への燃料流量の
制御に時間遅れや誤差が生じる場合でも、発電量が変動
するのを防ぐことができる。
When the temperature of the flame stabilizer 30 exceeds the upper limit value, the possibility that the flame stabilizer 30 begins to melt increases, and
In the worst case, there is a risk of flashback. Further, when the temperature of the flame stabilizer 30 is below the lower limit value, misfire is expected. Therefore, a plurality of thermocouples 35, 3 in one combustor 10 are used.
If at least one of the signals from 5, ... goes out of the set temperature range, the main premixed fuel amount calculation unit indicates that there is an abnormality in order to stop the fuel supply to all combustors 10, 10 ,. 108
To fully close the main premixed fuel control valve 82. The main premixed fuel amount calculation unit 108 normally obtains a fuel amount according to a load command signal from the outside, and outputs this fuel amount to the main premixed fuel control valve 82 to determine the main premixed fuel amount. Have control. In this way, the main premixed fuel amount (total premixed fuel amount) is controlled separately from the control of the fuel flow rate to each combustor 10, so that the fuel flow rate to each combustor 10 can be controlled. Even if a time delay or an error occurs, it is possible to prevent the power generation amount from changing.

【0034】燃焼異常でない場合には、保炎器30の温
度がそのまま平均温度演算部102に出力され、そこ
で、保炎器30の各位置での温度の平均値が求められ
る。空燃比演算部103では、保炎器平均温度から、
(数1)を用いて燃焼器毎の空燃比を求める。なお、
(数1)を用いて空燃比を求めるに当たり、燃焼器10
に流入する空気温度Taが必要であるが、これは圧縮空
気ライン51に設けられている温度計53により測定さ
れた値が用いられる。平均空燃比演算部104では、全
燃焼器10,10,…の空燃比の平均値を求める。この
平均空燃比は、空燃比偏差演算部106に出力され、燃
焼器毎の空燃比との偏差が求められる。この空燃比偏差
は、副予混合燃料量演算部107に出力されて、この偏
差が無くなるような燃焼器毎の副予混合燃料量が演算さ
れる。但し、各燃焼器10ごとの副予混合燃料量を加算
したものが、主予混合燃料量(全予混合燃料量)にな
り、主予混合燃料量と主拡散燃料量とを加算したものが
全燃料量にならなければならない。各燃焼器毎の副予混
合燃料量は、各燃焼器毎に設けられている副予混合燃料
調節弁85に出力され、この燃料量になるよう副予混合
燃料ライン84を流れる燃料の流量が調節される。
When there is no combustion abnormality, the temperature of the flame stabilizer 30 is output as it is to the average temperature calculation unit 102, and the average value of the temperature at each position of the flame stabilizer 30 is obtained there. In the air-fuel ratio calculation unit 103, from the flame stabilizer average temperature,
The air-fuel ratio for each combustor is calculated using (Equation 1). In addition,
In calculating the air-fuel ratio using (Equation 1), the combustor 10
The temperature Ta of the air flowing in is required, but the value measured by the thermometer 53 provided in the compressed air line 51 is used. The average air-fuel ratio calculation unit 104 calculates the average value of the air-fuel ratios of all the combustors 10, 10, .... This average air-fuel ratio is output to the air-fuel ratio deviation calculation unit 106, and the deviation from the air-fuel ratio for each combustor is obtained. This air-fuel ratio deviation is output to the sub-premixed fuel amount calculation unit 107, and the sub-premixed fuel amount for each combustor that eliminates this deviation is calculated. However, the sum of the sub-premixed fuel amounts for each combustor 10 becomes the main premixed fuel amount (total premixed fuel amount), and the sum of the main premixed fuel amount and the main diffusion fuel amount is The total fuel quantity must be reached. The sub-premixed fuel amount for each combustor is output to the sub-premixed fuel control valve 85 provided for each combustor, and the flow rate of the fuel flowing through the sub-premixed fuel line 84 is adjusted to this fuel amount. Adjusted.

【0035】また、平均空燃比は、排出NOx濃度予測
部105にも出力され、この平均空燃比から(数2)を
用いて排出NOx濃度が予想される。予測された結果が
予め設定されている上限値を超える場合には、排出NO
x濃度を下げるべく、上限値を超える分に対応した平均
空燃比が各空燃比偏差演算部106に出力される。な
お、新たに求められる平均空燃比は、平均空燃比演算部
104で求められた空燃比よりも大きい値(燃料量に対
して空気量が多い)である。各空燃比偏差演算部106
では、この新たに求められた平均空燃比と燃焼器毎の空
燃比との偏差を求めることになる。
The average air-fuel ratio is also output to the exhausted NOx concentration predicting section 105, and the exhausted NOx concentration is predicted from this average air-fuel ratio using (Equation 2). If the predicted result exceeds the preset upper limit value, the emission NO
To reduce the x concentration, the average air-fuel ratio corresponding to the amount exceeding the upper limit value is output to each air-fuel ratio deviation calculation unit 106. The newly calculated average air-fuel ratio is a value larger than the air-fuel ratio calculated by the average air-fuel ratio calculation unit 104 (the air amount is larger than the fuel amount). Each air-fuel ratio deviation calculation unit 106
Then, the deviation between the newly obtained average air-fuel ratio and the air-fuel ratio of each combustor is obtained.

【0036】いずれかの燃焼異常判定部101,10
1,…において、燃焼異常と判定した場合には、どの燃
焼器10,10,…が燃焼異常であるかが表示部109
に表示される。表示部109には、この他、各燃焼器毎
の空燃比、全燃焼器10,10,…の平均空燃比、排出
NOx濃度が表示される。
Any of the combustion abnormality determining units 101, 10
When it is determined that the combustion is abnormal, the combustor 10, 10, ...
Is displayed in. In addition to this, the display unit 109 also displays the air-fuel ratio of each combustor, the average air-fuel ratio of all combustors 10, 10, ..., And the exhausted NOx concentration.

【0037】以上のように、本実施例では、保炎器30
の温度から燃焼状態を把握しているので、保炎器30の
下流側に形成される予混合火炎29の温度を直接測定す
るのと実質的にかわりなく、予混合燃焼状態を正確に把
握することができる。
As described above, in this embodiment, the flame stabilizer 30 is used.
Since the combustion state is grasped from the temperature of, the temperature of the premixed flame 29 formed on the downstream side of the flame stabilizer 30 is substantially directly measured, and the premixed combustion state is grasped accurately. be able to.

【0038】通常、本実施例のように、1基のガスター
ビン60に対して同一仕様の燃焼器10を複数基設ける
場合、たとえ各燃焼器10が同一仕様であっても、現実
には、燃焼器毎の製造精度誤差、配管長の長さの相違、
ガス流路の長さの相違等により、燃焼特性は燃焼器10
ごとに異なっている。燃焼特性が燃焼器10ごとに異な
ると、当然、各燃焼器10から排出される燃焼ガス特性
(具体的には、ガス温度やNOx濃度)も異なってく
る。このため、ガスタービン60のブレードに掛る負荷
に偏りが生じて、ガスタービン60の寿命を短くしてし
まったり、一部の燃焼器10から排出NOx量が増大す
る結果、全燃焼器10,10,…からの排出NOx量の
平均値が増大してしまう等の不具合が生じる。本実施例
では、各燃焼器毎の空燃比を求め、各燃焼器毎の空燃比
が全燃焼器10,10,…の平均空燃比になるよう制御
しているので、各燃焼器10ごとの負荷が平準化され、
上記のような不具合を回避することができる。
Normally, when a plurality of combustors 10 having the same specifications are provided for one gas turbine 60 as in this embodiment, even if each combustor 10 has the same specifications, in reality, Manufacturing accuracy error for each combustor, difference in pipe length,
Due to the difference in the length of the gas flow path, the combustion characteristics of the combustor 10
Each is different. When the combustion characteristics differ from one combustor 10 to another, naturally, the characteristics of the combustion gas discharged from each combustor 10 (specifically, the gas temperature and NOx concentration) also differ. As a result, the load on the blades of the gas turbine 60 becomes uneven, the life of the gas turbine 60 is shortened, and the amount of NOx exhausted from some combustors 10 increases. , And the like, the average value of the amount of NOx discharged from the vehicle increases, and other problems occur. In this embodiment, the air-fuel ratio of each combustor is obtained, and the air-fuel ratio of each combustor is controlled to be the average air-fuel ratio of all combustors 10, 10 ,. The load is leveled,
The above problems can be avoided.

【0039】また、排出NOx濃度が上限値を超える場
合には、平均空燃比の値を大きくして、各燃焼器10の
空燃比がこの平均空燃比になるよう制御されるので、排
出NOx濃度の低減も図ることができる。
When the exhausted NOx concentration exceeds the upper limit value, the average air-fuel ratio is increased and the air-fuel ratio of each combustor 10 is controlled to this average air-fuel ratio. Can be reduced.

【0040】なお、本実施例において、1基の燃焼器1
0における1個の保炎器30に対して、複数の熱電対3
5,35,…を設けたが、これは1基の燃焼器10内の
燃焼状態を正確に把握するためであり、その必要がない
場合は、1個の保炎器30に対して熱電対35を1個の
み設けてもでもよい。係る場合、本実施例における制御
装置100の平均温度演算部102が不要になることは
言うまでもない。
In this embodiment, one combustor 1
For one flame stabilizer 30 at 0, a plurality of thermocouples 3
, 35, ... are provided for the purpose of accurately grasping the combustion state in one combustor 10, and when it is not necessary, a thermocouple for one flame stabilizer 30 is provided. Only one 35 may be provided. In such a case, it goes without saying that the average temperature calculation unit 102 of the control device 100 in the present embodiment is unnecessary.

【0041】また、本実施例では、燃焼器毎の空燃比及
び全燃焼器10,10,…の平均空燃比を表示する関係
上、これらの値を求めているが、保炎器30の温度自体
が燃焼状態を示しているので、空燃比を求めることな
く、燃焼器毎の保炎器平均温度から全燃焼器10,1
0,…の保炎器平均温度を求め、燃焼器毎の保炎器平均
温度と全燃焼器10,10,…の保炎器平均温度との偏
差に応じて副予混合燃料を制御するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, these values are obtained in order to display the air-fuel ratio of each combustor and the average air-fuel ratio of all combustors 10, 10 ,. Since it itself indicates the combustion state, all the combustors 10, 1 are calculated from the average temperature of the flame stabilizer for each combustor without obtaining the air-fuel ratio.
The flame stabilizer average temperature of 0, ... Is obtained, and the sub-premixed fuel is controlled according to the deviation between the flame stabilizer average temperature of each combustor and the flame stabilizer average temperature of all combustors 10, 10. You may

【0042】次に、本発明に係る第2の実施例について
図7を用いて説明する。本実施例は、1基の燃焼器10
内の各部における燃焼状態を制御するものである。第1
の実施例の燃焼器10のように、複数の予混合バーナ2
3,23,…を備えている燃焼器10では、各バーナ毎
に予混合バーナ燃料ライン(第1の実施例を示す図3に
おいては省略)87,87,…が設けられている。そこ
で、本実施例では、第1の実施例のように各燃焼器10
に供給される副予混合燃料量の制御ではなく、1基の燃
焼器10における複数の予混合バーナ23,23,…に
供給される各予混合燃料を制御している。予混合バーナ
燃料ライン87には、予混合バーナ燃料調節弁88が設
けられている。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, one combustor 10 is used.
It controls the combustion state in each part inside. First
A plurality of premix burners 2 such as the combustor 10 of the embodiment of
In the combustor 10 provided with 3, 23, ..., Premixed burner fuel lines (not shown in FIG. 3 showing the first embodiment) 87, 87, ... Are provided for each burner. Therefore, in this embodiment, as in the first embodiment, each combustor 10 is
, Rather than controlling the amount of sub-premixed fuel supplied to the pre-mixed burners 23, 23 ,. The premix burner fuel line 87 is provided with a premix burner fuel control valve 88.

【0043】制御装置100aは、1基の燃焼器10に
設けられている複数の熱電対35,35,…で検出され
た保炎器30の温度に応じて燃焼器10内の燃焼が異常
か正常かを判定する燃焼異常判定部101と、複数の熱
電対35,35,…で検出された保炎器30の各場所で
の温度から温度検出位置に該当する燃料領域の空燃比を
求める空燃比演算部103a,103a,…と、空燃比
演算部103aで求められた各空燃比の平均を求める平
均空燃比演算部104aと、この平均空燃比と温度検出
位置に該当する燃料領域の空燃比との偏差を求める空燃
比偏差演算部106a,106a,…と、温度検出位置
に該当する各燃料領域毎の空燃比偏差に基づき予混合バ
ーナ毎の予混合燃料量を求める予混合バーナ燃料量演算
部107a,107a,…と、外部からの負荷指令に応
じた主予混合燃料量を求める主予混合燃料演算部108
と、燃焼異常の判定結果、温度検出位置に該当する燃料
領域の空燃比及び平均空燃比等を表示する表示部109
とを有している。制御装置100aのこれら諸機能は、
表示部109及び主予混合燃料量演算部108以外、全
て各燃焼器毎に対応して設けられている。なお、本実施
例は、予混合バーナ燃料ライン87に予混合バーナ燃料
調節弁88が設けられている以外、ハード的な構成は第
1の実施例と同様である。
The controller 100a determines whether the combustion inside the combustor 10 is abnormal according to the temperature of the flame stabilizer 30 detected by the plurality of thermocouples 35, 35, ... A combustion abnormality determination unit 101 that determines whether the temperature is normal, and a temperature that determines the air-fuel ratio of the fuel region corresponding to the temperature detection position from the temperature at each location of the flame stabilizer 30 detected by the plurality of thermocouples 35, 35 ,. ..., an average air-fuel ratio calculation unit 104a that obtains the average of the air-fuel ratios calculated by the air-fuel ratio calculation unit 103a, and an air-fuel ratio of the fuel region corresponding to the average air-fuel ratio and the temperature detection position. , And a premixed burner fuel amount calculation for obtaining a premixed fuel amount for each premixed burner based on the air-fuel ratio deviation for each fuel region corresponding to the temperature detection position. Parts 107a, 10 a, ... a, Shu予 mixed fuel calculation unit 108 for obtaining the Shu予 mixed fuel amount corresponding to the load command from the outside
And a display unit 109 that displays the combustion abnormality determination result, the air-fuel ratio and the average air-fuel ratio of the fuel region corresponding to the temperature detection position, and the like.
And have. These various functions of the control device 100a are
Except for the display unit 109 and the main premixed fuel amount calculation unit 108, all are provided corresponding to each combustor. The present embodiment has the same hardware configuration as the first embodiment except that the premix burner fuel control valve 88 is provided in the premix burner fuel line 87.

【0044】次に、本実施例の作用について説明する。
複数の熱電対35,35,…からの信号が制御装置10
0に入力されると、保炎器30の温度検出位置に該当す
る燃料領域が異常か正常かの判定を燃焼異常判定部10
1が行う。この燃焼異常か否かの判定は、第1の実施例
と同様に、保炎器30の温度が予め設定されている上限
値と下限値とで規定される設定温度範囲内か否かにより
判定される。一基の燃焼器10における複数の熱電対3
5,35,…からの信号のうち、一つでも設定温度範囲
外のものがあれば、全燃焼器10,10,…への燃料供
給を止めるべく、異常である旨を主予混合燃料量演算部
108に出力し、主予混合燃料調節弁82を全閉させ
る。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The signals from the plurality of thermocouples 35, 35, ...
When 0 is input, the combustion abnormality determination unit 10 determines whether the fuel area corresponding to the temperature detection position of the flame stabilizer 30 is abnormal or normal.
1 does. Similar to the first embodiment, the determination as to whether or not the combustion is abnormal is made based on whether or not the temperature of the flame stabilizer 30 is within the set temperature range defined by the preset upper and lower limits. To be done. Multiple thermocouples 3 in one combustor 10
If at least one of the signals from 5, 35, ... Is out of the set temperature range, it is determined that there is an abnormality in order to stop the fuel supply to all combustors 10, 10 ,. Output to the calculation unit 108 to fully close the main premixed fuel control valve 82.

【0045】燃焼異常でない場合には、各空燃比演算部
103a,103a,…が保炎器30の各温度検出位置
に該当する各燃料領域の空燃比を(数1)により求め
る。平均空燃比演算部104aでは、保炎器30の各温
度検出位置に該当する各燃料領域の空燃比の平均値が求
められれる。この平均空燃比は、空燃比偏差演算部10
6a,106a,…に出力され、各温度検出位置に該当
する各燃料領域の空燃比との偏差が求められる。この空
燃比偏差は、予混合バーナ燃料量演算部107a,10
7a,…に出力されて、この偏差が無くなるような予混
合バーナ毎の予混合燃料量が演算される。各予混合バー
ナ毎の予混合燃料量は、予混合バーナ燃料調節弁88に
出力され、この燃料量になるよう予混合バーナ燃料ライ
ン87を流れる予混合燃料の流量が調節される。
When there is no combustion abnormality, each air-fuel ratio calculation unit 103a, 103a, ... Calculates the air-fuel ratio of each fuel region corresponding to each temperature detection position of the flame stabilizer 30 by (Equation 1). The average air-fuel ratio calculation unit 104a obtains the average value of the air-fuel ratio of each fuel region corresponding to each temperature detection position of the flame stabilizer 30. This average air-fuel ratio is calculated by the air-fuel ratio deviation calculation unit 10
6a, 106a, ..., And the deviation from the air-fuel ratio of each fuel region corresponding to each temperature detection position is obtained. This air-fuel ratio deviation is calculated by the premix burner fuel amount calculation units 107a, 10a.
Are output to 7a, ... And the premixed fuel amount for each premixing burner that eliminates this deviation is calculated. The premixed fuel amount for each premixed burner is output to the premixed burner fuel control valve 88, and the flow rate of the premixed fuel flowing through the premixed burner fuel line 87 is adjusted so as to reach this fuel amount.

【0046】以上のように、本実施例においても、第1
の実施例と同様に、保炎器30の温度から燃焼状態を把
握しているので、予混合燃焼状態を正確に把握すること
ができる。また、予混合バーナ毎の燃料流量が制御され
るので、1基の燃焼器10内のアンバランスな燃焼状態
を平準化させることができる。
As described above, also in this embodiment, the first
Since the combustion state is grasped from the temperature of the flame stabilizer 30, as in the above embodiment, the premixed combustion state can be grasped accurately. Further, since the fuel flow rate for each premix burner is controlled, the unbalanced combustion state in one combustor 10 can be leveled.

【0047】なお、図7において、予混合バーナ燃料調
節弁88,88,…の数量(=予混合バーナ23の数
量)と熱電対35,35,…の数量とが同数であるが、
これは単に表記上の都合によるもので、例えば、1基の
燃焼器10において、32個の予混合バーナ燃料調節弁
88,88,…に対して、4個の熱電対35,35,…
であってもよい。この場合、1個の熱電対35での温度
測定結果に対する予混合燃料制御は、8個(=32÷
4)の予混燃料調節弁88,88,…で実行される。
In FIG. 7, the number of premix burner fuel control valves 88, 88, ... (= the number of premix burners 23) is the same as the number of thermocouples 35, 35 ,.
This is merely for notational convenience. For example, in one combustor 10, four thermocouples 35, 35, ... For 32 premixed burner fuel control valves 88, 88 ,.
May be In this case, the premixed fuel control for the temperature measurement result with one thermocouple 35 is 8 (= 32 ÷
4) The premixed fuel control valves 88, 88, ... Are executed.

【0048】また、本実施例は、1基の燃焼器10にお
ける各予混合バーナ23,23,…毎の燃料流量制御を
行うものであるが、第1の実施例のように、更に、各燃
焼器10,10,…毎の予混合燃料流量を調節すべく、
燃焼器毎の空燃比を求める燃焼器空燃比演算部103
と、全燃焼器10,10,…の平均空燃比を求める全燃
焼器平均空燃比演算部104と、燃焼器毎の空燃比と全
燃焼器10,10,…の平均空燃比を求める空燃比偏差
演算部106と、この空燃比偏差から副予混合燃料ライ
ン84に流す燃料量を求める副予混合燃料量演算部10
7とを、制御装置100aに付加してもよい。
Further, in the present embodiment, the fuel flow rate control for each of the premix burners 23, 23, ... In one combustor 10 is performed, but as in the first embodiment, further In order to adjust the premixed fuel flow rate for each of the combustors 10, 10 ,.
Combustor air-fuel ratio calculation unit 103 for obtaining the air-fuel ratio for each combustor
, An all-combustor average air-fuel ratio calculation unit 104 for obtaining an average air-fuel ratio of all combustors 10, 10, ..., An air-fuel ratio for each combustor and an average air-fuel ratio of all combustors 10, 10 ,. The deviation calculation unit 106 and the sub-premixed fuel amount calculation unit 10 for obtaining the amount of fuel flowing in the sub-premixed fuel line 84 from the air-fuel ratio deviation
7 may be added to the control device 100a.

【0049】次に、本発明に係る第3の実施例につい
て、図8及び図9を用いて説明する。本実施例は、保炎
器30の温度に基づいて、各燃焼器10bに供給される
空気流量を制御するものである。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the flow rate of air supplied to each combustor 10b is controlled based on the temperature of the flame stabilizer 30.

【0050】本実施例の燃焼器10bは、図8に示すよ
うに、各予混合バーナ23の空気取入口26に、ここか
ら予混合室24内に流入する予混合燃焼用の空気流量を
測定する空気流量計41、及びこの空気流量を調節する
予混合空気調節弁40を設けたもので、その他の構成に
関しては第1の実施例の燃焼器10と同一である。
As shown in FIG. 8, the combustor 10b of this embodiment measures the flow rate of air for premixed combustion which flows into the air inlet 26 of each premixed burner 23 from here and into the premixed chamber 24. The combustor 10 of the first embodiment is the same as that of the combustor 10 of the first embodiment except that an air flow meter 41 for controlling the air flow rate and a premix air control valve 40 for adjusting the air flow rate are provided.

【0051】また、本実施例の制御装置100bは、保
炎器30の温度に基づいて各燃焼器10bにおける空燃
比を制御するものであるから、基本的には第1の実施例
のものと同一である。但し、本実施例は、各燃焼器10
bの空燃比を制御するに当たり、各燃焼器10bに供給
される空気流量を制御するものであるから、空燃比偏差
演算部106で求められた空燃比に基づき予混合バーナ
23内に供給する空気量を予混合空気量演算部107b
で求め、この空気量を予混合空気調節弁40に出力する
ようにしている。
Further, since the control device 100b of the present embodiment controls the air-fuel ratio in each combustor 10b based on the temperature of the flame stabilizer 30, it is basically the same as that of the first embodiment. It is the same. However, in this embodiment, each combustor 10
In controlling the air-fuel ratio of b, since the flow rate of the air supplied to each combustor 10b is controlled, the air supplied to the premix burner 23 based on the air-fuel ratio calculated by the air-fuel ratio deviation calculation unit 106. The amount of the premixed air amount calculation unit 107b
Then, this air amount is output to the premix air control valve 40.

【0052】本実施例では、各燃焼器10に供給される
空気量を制御しているものの、作動結果として各燃焼器
10の空燃比をほぼ一定にすることができるので、第1
の実施例と同様の効果を得ることができる。なお、本実
施例では、各燃焼器10に供給される空気量を制御して
いるが、予混合空気調節弁40は各予混合バーナ23毎
に設けられているので、第2の実施例と同様に、各予混
合バーナ23毎に供給される空気量を制御するようにし
てもよい。
In this embodiment, although the amount of air supplied to each combustor 10 is controlled, the air-fuel ratio of each combustor 10 can be made substantially constant as a result of the operation, so the first
It is possible to obtain the same effect as that of the embodiment. In this embodiment, the amount of air supplied to each combustor 10 is controlled, but since the premix air control valve 40 is provided for each premix burner 23, it is different from the second embodiment. Similarly, the amount of air supplied to each premix burner 23 may be controlled.

【0053】次に、本発明に係る第4の実施例につい
て、図10を用いて説明する。本実施例は、以上の実施
例における制御を組み合わせたものである。
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a combination of the controls in the above embodiments.

【0054】すなわち、本実施例は、各燃焼器における
保炎器温度に基づいて、副予混合燃料調節弁、予混合バ
ーナ燃料調節弁、及び予混合空気調節弁の弁開度を制御
して、各燃焼器ごとの空燃比、及び1基の燃焼器内の空
燃比を調節するものである。従って、制御装置は、以上
の実施例の各機能を組み合わせてものになる。本実施例
によれば、各燃焼器毎の空燃比のアンバランス、1基の
燃焼器内の空燃比のアンバランスを防ぐことができる。
但し、本実施例は、各種調節弁の数量が非常に多くなる
ために、以上の実施例よりも製造コストや故障の面で不
利になることは否めない。
That is, in this embodiment, the valve opening degrees of the sub premix fuel control valve, the premix burner fuel control valve, and the premix air control valve are controlled based on the flame stabilizer temperature in each combustor. , The air-fuel ratio of each combustor, and the air-fuel ratio in one combustor. Therefore, the control device can combine the functions of the above embodiments. According to this embodiment, it is possible to prevent the imbalance of the air-fuel ratio of each combustor and the imbalance of the air-fuel ratio in one combustor.
However, in the present embodiment, the number of various control valves is very large, and thus it is undeniable that the present embodiment is more disadvantageous in terms of manufacturing cost and failure than the above embodiments.

【0055】なお、以上の実施例において保炎器30の
温度を測定するものとして、熱電対35を用いたが、保
炎器30の許容温度近傍の温度を測定することができる
ものであれば、熱電対以外のもの、例えば、測温抵抗体
等を用いていもよい。
Although the thermocouple 35 is used to measure the temperature of the flame stabilizer 30 in the above embodiments, any thermocouple 35 that can measure the temperature in the vicinity of the allowable temperature of the flame stabilizer 30 may be used. Other than the thermocouple, for example, a resistance temperature detector or the like may be used.

【0056】また、以上の実施例における保炎器30
は、予混合バーナ23から噴出する予混合気体を二分割
する、いわゆるブラフボディの保炎器30であるが、本
発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図11
に示すように、予混合気体を二分割せずに自身の下流側
に燃焼ガスの循環流を形成する、いわゆるリセス形の保
炎器30aに対して本発明を提供してもよい。また、図
12に示すように、予混合バーナ23bの噴出口27b
の周囲で且つ噴出口27bの下流側に燃焼ガスの循環流
を形成する保炎器30bであってもよい。これらの保炎
器30a,30bを採用する場合は、予混合火炎29の
着火ポイントとなる保炎器30a,30bの角部の温度
を測定するようにすることが好ましい。なお、図11及
び図12において、45は旋回羽根を示している。
Further, the flame stabilizer 30 in the above embodiment
Is a so-called bluff body flame stabilizer 30 which divides the premixed gas ejected from the premix burner 23 into two, but the present invention is not limited to this, and for example, FIG.
As shown in, the present invention may be provided for a so-called recess type flame stabilizer 30a that forms a circulation flow of combustion gas on the downstream side of itself without dividing the premixed gas into two. Further, as shown in FIG. 12, the jet port 27b of the premix burner 23b is also provided.
The flame stabilizer 30b that forms a circulation flow of the combustion gas around the nozzle and downstream of the ejection port 27b may be used. When employing these flame stabilizers 30a and 30b, it is preferable to measure the temperature of the corners of the flame stabilizers 30a and 30b, which are the ignition points of the premixed flame 29. In FIGS. 11 and 12, reference numeral 45 denotes a swirl vane.

【0057】[0057]

【発明の効果】保炎器は、自身の下流側に予混合燃焼に
より生成された燃焼ガスの循環流を形成して、予混合火
炎の安定化を図るものであるから、保炎器には、予混合
燃焼により生成されたばかりの燃焼ガスが接触すること
になる。従って、本発明によれば、予混合燃焼により生
成されたばかりの燃焼ガス温度を測定することができる
ため、燃焼状態を正確に把握することができる。
The flame stabilizer is intended to stabilize the premixed flame by forming a circulation flow of the combustion gas generated by the premixed combustion on the downstream side of the flame stabilizer. However, the combustion gas just generated by the premixed combustion comes into contact. Therefore, according to the present invention, since the temperature of the combustion gas just generated by the premixed combustion can be measured, the combustion state can be accurately grasped.

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

【図1】本発明に係る第1の実施例の燃焼器及び燃焼器
回りの構成を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a combustor and a structure around the combustor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る第1の実施例のガスタービン設備
の系統図である。
FIG. 2 is a system diagram of a gas turbine facility according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る第1の実施例の制御装置の機能ブ
ロック図である。
FIG. 3 is a functional block diagram of a control device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図1におけるIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.

【図5】図1におけるV−V線断面図である。5 is a sectional view taken along line VV in FIG.

【図6】本発明に係る第1の実施例の保炎器の斜視図で
ある。
FIG. 6 is a perspective view of the flame stabilizer according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明に係る第2の実施例の制御装置の機能ブ
ロック図である。
FIG. 7 is a functional block diagram of a control device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明に係る第3の実施例の燃焼器及び燃焼器
回りの構成を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a combustor and a structure around the combustor according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明に係る第3の実施例の制御装置の機能ブ
ロック図である。
FIG. 9 is a functional block diagram of a control device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明に係る第4の実施例の燃焼器及び燃焼
器回りの説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a combustor and its surroundings according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明に係る他の実施例の予混合バーナ及び
保炎器の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a premix burner and a flame stabilizer according to another embodiment of the present invention.

【図12】本発明に係る更に他の実施例の予混合バーナ
及び保炎器の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a premix burner and a flame stabilizer according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10b…燃焼器、11…ケーシング、12…一次
燃焼室、13…一次燃焼筒、14…拡散バーナ、21…
二次燃焼室、22…二次燃焼筒、23,23a,23b
…予混合バーナ、24…予混合室、26…空気取入口、
27…噴出口、28…燃焼ノズル、29…予混合火炎、
30,30a,30b…保炎器、35…熱電対、40…
予混合空気調節弁、41…予混合空気流量計、45…旋
回羽根、50…圧縮機、60…ガスタービン、65…発
電機、71…主拡散燃料ライン、72…主拡散燃料調節
弁、73…主拡散燃料流量計73、74…副拡散燃料ラ
イン、75…副拡散燃料調節弁、76…副拡散燃料流量
計、81…主予混合燃料ライン、82…主予混合燃料調
節弁、83…主予混合燃料流量計、84…副混合燃料ラ
イン、85…副予混合燃料調節弁、86…副予混合燃料
流量計、87…予混合バーナ燃料ライン、88…予混合
バーナ燃料調節弁、89…予混合バーナ燃料流量計、1
00,100a,100b,100c…制御装置、10
1…燃焼異常判定部、102…平均温度演算部、10
3,103a…空燃比演算部、104,104a…平均
空燃比演算部、105…排出NOx予測部、106,1
06a…空燃比偏差演算部、107…副予混合燃料量演
算部、107b…予混合空気量演算部、108…主予混
合燃料量演算部、109…表示部。
10, 10b ... Combustor, 11 ... Casing, 12 ... Primary combustion chamber, 13 ... Primary combustion cylinder, 14 ... Diffusion burner, 21 ...
Secondary combustion chamber, 22 ... Secondary combustion cylinder, 23, 23a, 23b
... premix burner, 24 ... premix chamber, 26 ... air intake,
27 ... Jet port, 28 ... Combustion nozzle, 29 ... Premixed flame,
30, 30a, 30b ... Flame stabilizer, 35 ... Thermocouple, 40 ...
Premix air control valve, 41 ... Premix air flow meter, 45 ... Swivel blade, 50 ... Compressor, 60 ... Gas turbine, 65 ... Generator, 71 ... Main diffusion fuel line, 72 ... Main diffusion fuel control valve, 73 ... Main diffusion fuel flowmeters 73, 74 ... Sub diffusion fuel line, 75 ... Sub diffusion fuel control valve, 76 ... Sub diffusion fuel flow meter, 81 ... Main premix fuel line, 82 ... Main premix fuel control valve, 83 ... Main premix fuel flow meter, 84 ... Sub mix fuel line, 85 ... Sub premix fuel control valve, 86 ... Sub premix fuel flow meter, 87 ... Premix burner fuel line, 88 ... Premix burner fuel control valve, 89 ... Premix burner fuel flow meter, 1
00, 100a, 100b, 100c ... Control device, 10
1 ... Combustion abnormality determination unit, 102 ... Average temperature calculation unit, 10
3, 103a ... Air-fuel ratio calculation unit, 104, 104a ... Average air-fuel ratio calculation unit, 105 ... Emission NOx prediction unit, 106, 1
06a ... Air-fuel ratio deviation calculation unit, 107 ... Sub-premixed fuel amount calculation unit, 107b ... Premixed air amount calculation unit, 108 ... Main premixed fuel amount calculation unit, 109 ... Display unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 倫夫 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Norio Kuroda 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd., Hitachi Works

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料と空気とを混合し、この混合により生
成された予混合気体を噴出する予混合バーナと、該予混
合気体の燃焼により生成される燃焼ガスの循環流を自身
の下流側に形成して、該予混合気体の燃焼により形成さ
れる予混合火炎を保炎する保炎器とを有している燃焼器
の燃焼状態把握方法において、 前記保炎器の温度と前記予混合気体の燃焼状態との相関
関係を予め調べておき、 前記保炎器の温度を測定し、 測定された前記保炎器の温度に対する燃焼状態を前記相
関関係から把握することを特徴とする燃焼状態把握方
法。
1. A premixing burner which mixes fuel and air and ejects a premixed gas generated by this mixing, and a circulation flow of combustion gas generated by combustion of the premixed gas, which is located downstream of itself. A flame stabilizer for holding a premixed flame formed by combustion of the premixed gas, the temperature of the flame stabilizer and the premixing Combustion state characterized by previously checking the correlation with the combustion state of gas, measuring the temperature of the flame stabilizer, and grasping the combustion state for the measured temperature of the flame stabilizer from the correlation How to grasp.
【請求項2】前記相関関係は、前記保炎器の温度が、該
温度に対して予め定めた保炎器設定温度範囲内であるか
否かにより、燃焼正常か燃焼異常かを示すものであるこ
とを特徴とする請求項1記載の燃焼器の燃焼状態把握方
法。
2. The correlation is indicative of normal combustion or abnormal combustion depending on whether or not the temperature of the flame stabilizer is within a predetermined flame stabilizer set temperature range with respect to the temperature. The method for ascertaining the combustion state of a combustor according to claim 1, wherein
【請求項3】前記相関関係は、前記保炎器の温度と前記
予混合気体の空燃比との関係を示すものであることを特
徴とする請求項1記載の燃焼状態把握方法。
3. The method according to claim 1, wherein the correlation indicates a relationship between the temperature of the flame stabilizer and the air-fuel ratio of the premixed gas.
【請求項4】前記相関関係は、前記保炎器の温度と前記
燃焼ガス中のNOx濃度との関係を示すものであること
を特徴とする請求項1記載の燃焼状態把握方法。
4. The combustion state grasping method according to claim 1, wherein the correlation indicates a relationship between the temperature of the flame stabilizer and the NOx concentration in the combustion gas.
【請求項5】燃料と空気とを混合し、この混合により生
成された予混合気体を噴出する予混合バーナと、該予混
合気体の燃焼により生成される燃焼ガスの循環流を自身
の下流側に形成して、該予混合気体の燃焼により形成さ
れる予混合火炎を保炎する保炎器とを有している燃焼器
の燃焼状態把握装置において、 前記保炎器の温度を測定する保炎器温度測定手段と、 予め定められた前記保炎器の温度と前記予混合気体の燃
焼状態との相関関係から、前記保炎器温度測定手段で測
定された温度に対する燃焼状態を把握する燃焼状態把握
手段と、 を備えていることを特徴とする燃焼状態把握装置。
5. A premixing burner that mixes fuel and air and injects a premixed gas generated by this mixing, and a circulating flow of combustion gas generated by combustion of the premixed gas on the downstream side thereof. And a flame stabilizer for holding a premixed flame formed by combustion of the premixed gas, the combustion state grasping device for the combustor comprising: Combustion for grasping the combustion state with respect to the temperature measured by the flame stabilizer temperature measuring means and the predetermined combustion temperature of the flame stabilizer and the combustion state of the premixed gas A combustion state grasping device characterized by comprising a state grasping means.
【請求項6】前記燃焼状態把握手段で把握された前記燃
焼状態を表示する表示手段を備えていることを特徴とす
る請求項5記載の燃焼状態把握装置。
6. The combustion state grasping apparatus according to claim 5, further comprising display means for displaying the combustion state grasped by the combustion state grasping means.
【請求項7】燃料と空気とを混合し、この混合により生
成された予混合気体を噴出する予混合バーナと、該予混
合気体の燃焼により生成される燃焼ガスの循環流を自身
の下流側に形成して、該予混合気体の燃焼により形成さ
れる予混合火炎を保炎する保炎器と有している燃焼器
と、該予混合バーナに供給される燃料と空気とのうち、
少なくとも一方の流量を調節する流量調節弁とを備えて
いる燃焼器設備の制御装置において、 前記保炎器の温度を測定する保炎器温度測定手段と、 予め定められた前記保炎器の温度と前記予混合気体の燃
焼状態との相関関係から、前記保炎器温度測定手段で測
定された温度に対する燃焼状態を把握する燃焼状態把握
手段と、 前記燃焼状態把握手段で把握された前記燃焼状態に応じ
て、前記流量調節弁で調節する流体(前記燃料又は前記
空気)の流量を求め、該流量を該流量調節弁に出力する
流量演算手段と、 を備えていることを特徴とする燃焼器設備の制御装置。
7. A premixing burner which mixes fuel and air and ejects a premixed gas produced by this mixing, and a circulating flow of combustion gas produced by combustion of the premixed gas, which is located downstream of itself. A combustor having a flame stabilizer for holding a premixed flame formed by combustion of the premixed gas, and fuel and air supplied to the premixed burner,
In a control device for a combustor facility, which comprises at least one flow rate control valve for controlling a flow rate, a flame stabilizer temperature measuring means for measuring a temperature of the flame stabilizer, and a predetermined temperature of the flame stabilizer. From the correlation between the combustion state of the premixed gas and the combustion state grasping means for grasping the combustion state for the temperature measured by the flame stabilizer temperature measuring means, and the combustion state grasped by the combustion state grasping means According to the above, a flow rate calculating means for obtaining a flow rate of the fluid (the fuel or the air) to be adjusted by the flow rate adjusting valve and outputting the flow rate to the flow rate adjusting valve is provided. Equipment control device.
【請求項8】前記燃焼器設備は、複数の前記燃焼器、及
び複数の該燃焼器に対応して複数の流量調節弁を備えて
おり、 前記保炎器温度測定手段は、複数の前記燃焼器毎の前記
保炎器の温度を測定し、 前記燃焼状態把握手段は、複数の前記燃焼器毎の前記保
炎器の温度から該燃焼器毎の燃焼状態をそれぞれ把握
し、 前記流量演算手段は、複数の前記流量調節弁で調節する
前記流体の流量をそれぞれ求め、各流量を複数の該流量
調節弁にそれぞれ出力することを特徴とする請求項7記
載の燃焼器設備の制御装置。
8. The combustor facility comprises a plurality of the combustors, and a plurality of flow rate control valves corresponding to the plurality of the combustors, wherein the flame stabilizer temperature measuring means comprises a plurality of the combustion chambers. Measuring the temperature of the flame stabilizer for each combustor, the combustion state grasping means grasps the combustion state of each combustor from the temperature of the flame retainer of each of the plurality of combustors, and the flow rate calculating means. The controller for combustor equipment according to claim 7, wherein the flow rate of the fluid adjusted by the plurality of flow rate adjusting valves is obtained, and each flow rate is output to the plurality of flow rate adjusting valves.
【請求項9】前記燃焼器は、複数の前記予混合バーナ、
及び複数の予混合バーナに対応して複数の流量調節弁を
有し、前記保炎器は複数の予混合バーナによる前記予混
合火炎を保炎できるよう設けられており、 前記保炎器温度測定手段は、前記保炎器の複数箇所にお
ける温度を測定し、 前記燃焼状態把握手段は、前記保炎器の複数箇所におけ
る温度から該保炎器の温度測定箇所に対応する各燃焼領
域の燃焼状態をそれぞれ把握し、 前記流量演算手段は、各燃焼領域の燃焼状態に影響を与
える前記予混合バーナに対応する前記流量調節弁によ
り、調節される流体の流量をそれぞれ求め、各流量を対
応する該流量調節弁にそれぞれ出力することを特徴とす
る請求項7又は8記載の燃焼器設備の制御装置。
9. The combustor includes a plurality of the premix burners,
And a plurality of flow control valves corresponding to a plurality of premix burners, the flame stabilizer is provided so as to be able to hold the premix flame by a plurality of premix burners, the flame stabilizer temperature measurement Means measures the temperature at a plurality of points of the flame stabilizer, the combustion state grasping means, from the temperature at a plurality of points of the flame stabilizer combustion state of each combustion region corresponding to the temperature measurement point of the flame stabilizer Respectively, the flow rate calculating means obtains the flow rate of the fluid to be adjusted by the flow rate adjusting valve corresponding to the premixing burner that affects the combustion state of each combustion region, and the flow rate corresponding to each flow rate is calculated. The control device for the combustor facility according to claim 7, wherein the control device outputs the flow rate control valve.
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