JPH08178290A

JPH08178290A - ガスタービン燃料供給装置

Info

Publication number: JPH08178290A
Application number: JP31728494A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamanaka; 哲哉山中; Hajime Yasui; 元安井; Yoshihiro Yuya; 好浩油谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1996-07-12
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JP3499026B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な制御で、４系統に燃料を分配できるよう
にする。【構成】燃料供給管８を、燃料止め弁１１の下流側で三
分岐する。分岐した各供給管に、第１燃料制御弁２３、
第２燃料制御弁２４および第３燃料制御弁２５を設け
る。第１燃料制御弁２３の下流側に、第１拡散燃料供給
管２７を接続する。第２燃料制御弁の下流側に、燃料分
配弁２６を介してパイロット予混合燃料供給管２８およ
びメイン燃料供給管２９を接続する。第３燃料制御弁の
下流側に、第２拡散燃料供給管３０を接続する。各燃料
制御弁２３，２４，２５および燃料分配弁２６を、制御
装置３１で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発電プラントなどに適用
される、多段燃焼法を用いた燃焼器を具備したガスター
ビンにおいて、排ガス中のＮＯｘを低減するよう燃焼器
への燃料流量制御を行うガスタービン燃料供給装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンやコンバインドサイクル発
電プラントには、ガスタービン燃焼器が複数台組込まれ
ており、このガスタービン燃焼器にて燃焼せしめられた
燃焼ガスをガスタービンに案内してガスタービンを駆動
させるようになっている。この種のガスタービンプラン
トでは、タービン入口温度を上昇させるとタービン熱効
率が向上することが知られており、タービン熱効率を向
上させるために、タービン入口温度すなわちガスタービ
ン燃焼器等の出口温度の上昇が図られている。

【０００３】燃焼ガス温度は、ガスタービンや燃焼器材
料の耐熱限界によって種々の制約を受ける。また、ガス
タービン燃焼器におけるＮＯｘ（窒素酸化物）対策上か
らも燃焼ガス温度は制約を受ける。

【０００４】ガスタービン燃焼器のＮＯｘ発生の主な原
因は、ガスタービン燃焼器内における燃焼ガスの局所的
な高温化が挙げられ、ＮＯｘ発生量はガスタービン燃焼
器の燃焼域の燃焼ガス温度に依存する。ＮＯｘは、ガス
タービン燃焼器内部で燃料と空気とが拡散混合して燃焼
する中で、燃料と空気とが当量比１に近い状態で断熱火
炎温度に近い高温で拡散燃焼する場合、多量に発生す
る。

【０００５】ガスタービン燃焼器でＮＯｘの発生を低く
抑える方法として燃料と空気を予め燃料希薄状態で混合
して燃焼させる予混合希薄燃焼方式がある。

【０００６】予混合希薄燃焼方式を採用したガスタービ
ン燃焼器には、実公平４−４３７２６号公報に開示され
たものがある。このガスタービン燃焼器は、図９に示す
ように、メイン燃料の予混合化に加えてパイロット燃料
も一部予混合化することにより、ＮＯｘ発生量の多い拡
散燃焼を減少させ、大幅な低ＮＯｘ化を図ったものであ
る。

【０００７】図９に示す従来のガスタービン燃焼器は、
燃焼器ライナ１内が第１段燃焼域２と第２段燃焼域３と
に分けられる。燃焼器ライナ１の頭部にパイロット燃料
ノズル４が設けられ、このパイロット燃料ノズル４から
第１段燃焼域２にパイロット燃料を供給している。パイ
ロット燃料は、パイロット燃料ノズル４でパイロット拡
散燃料とパイロット予混合燃料に分けられる。パイロッ
ト拡散燃料は、スワラ７により拡散されて第１段燃焼域
２に供給されて燃焼せしめられる一方、パイロット予混
合燃料は、空気通路部内で空気と均一に混合された後、
スワラ７から第１段燃焼域２内に噴射されて燃焼に供さ
れるようになっている。

【０００８】また、燃焼器ライナ１の周りには、メイン
燃料ノズル５から噴出されるメイン燃料を空気と予混合
する予混合ダクト６が設けられており、この予混合ダク
ト６で予混合されたメイン燃料は第２段燃焼域３に噴射
されて燃焼を行うようになっている。

【０００９】パイロット拡散燃料とパイロット予混合燃
料の燃料配分は、各燃料噴射口の面積により一義的に決
定されるが、低ＮＯｘ化を図るため、スワラ７および空
気通路部の通路面積は、パイロット予混合燃料の燃空比
（燃料の重量流量／空気の重量流量）を充分に低くする
ように比較的大きく定められる。

【００１０】図１０はこのような２段燃焼方式を適用し
たガスタービン燃焼器におけるガスタービン燃料供給装
置の従来例を示している。

【００１１】上記の燃料供給装置において、図示しない
ガス燃料供給源から導かれた１本の燃料供給管８が双手
に分岐され、分岐管の一方がパイロット燃料供給管９と
して燃焼器のパイロット系統に接続されるとともに、分
岐管の他方がメイン燃料供給管１０として燃焼器のメイ
ン系統に接続されている。

【００１２】また、燃料供給管８の分岐点より上流側の
位置には、燃料止め弁１１及びトータルガス燃料供給量
を制御する燃料制御弁１２が設けられている。そして、
パイロット燃料供給管９およびメイン燃料供給管１０
に、供給燃料の分配比率を設定するパイロット燃料分配
弁１３およびメイン燃料分配弁１４がそれぞれ設けられ
ている。

【００１３】また、ガスタービン制御装置１５は、関数
発生器１６および演算器１７を有する構成となってい
る。この制御装置にはガスタービンの速度負荷制御を行
うための燃料制御弁１２の弁位置制御信号ｎが入力さ
れ、燃料制御弁１２はこの弁位置制御信号ｎによって制
御されるようになっている。

【００１４】さらに、弁位置制御信号ｎは関数発生器１
６に入力される。この弁位置制御信号ｎはガスタービン
の負荷に比例または線形的な関係を有することから予め
求めた関係データに基づき、弁位置制御信号ｎから燃料
分配比が決定される。それに基づいて関数発生器１６か
らメイン燃料分配弁１４の弁位置制御信号ｍが出力さ
れ、メイン燃料分配弁１４が制御される。そして、この
弁位置制御信号ｍは、演算器１７に入力され、パイロッ
ト燃料分配弁１３の弁位置制御信号を（１−ｍ）となる
ように計算し、その信号に基づいてパイロット燃料分配
弁１３が制御される。

【００１５】図９のガスタービン燃焼器では、メイン燃
料に加えて、パイロット燃料の一部を予混合希薄させて
いるためにパイロット拡散燃料の割合を少なくすること
ができ、大幅な低ＮＯｘ化が図れる。しかし、この拡散
燃料の割合は、パイロット燃料の流量により一義的に定
まるため、全燃料流量に対し２０％程度までしか絞るこ
とができず、それ以上少なくすることが困難で、低ＮＯ
ｘ化にも限界があった。

【００１６】近年のガスタービンプラントにおいては、
ガスタービンの熱効率のより一層の効率化を図るため、
ガスタービン燃焼器での燃焼ガス温度の高温化が模索さ
れており、この燃焼ガス温度の高温化に伴って低ＮＯｘ
化への要求がより一層高まりつつある。低ＮＯｘ化の目
標値を達成するためには、ＮＯｘ発生量の多い拡散燃焼
を全燃焼量に対し数％程度に抑え、残りの全てをＮＯｘ
がほとんど生じない予混合希薄燃焼させる低ＮＯｘのガ
スタービン燃焼器の開発が要求されている。

【００１７】これらの要求に応じて開発されたガスター
ビン燃焼器を図１１に示す。このガスタービン燃焼器
は、第１段燃料供給手段により燃焼器ライナ１内の第１
段燃焼域２に燃料を噴射させる一方、第２段燃料供給手
段により燃料希薄状態で第２段燃焼域３に燃料を噴射さ
せて燃焼器ライナ１内で燃焼させる。第１段燃料は、第
１拡散燃料ノズル１８、第２拡散燃料ノズル１９、予混
合燃料ノズル２０から構成されるパイロットノズル２１
から供給される。この内、第１拡散燃料ノズル１８から
は、拡散燃焼割合の高い低負荷域で必要な流量を流すこ
とができるようになっている。また、第２拡散燃料ノズ
ル１９は、ガスタービン高負荷域における低ＮＯｘ運転
時に全燃料流量に対し、数％程度の拡散燃焼用燃料を流
すのに適している。

【００１８】また、第２段燃料は、燃焼器ライナ１の周
りに配置されるメイン燃料ノズル２２から供給される。
このメイン燃料ノズル２２から供給された燃料は予混合
ダクト６内で空気と予混合された後、第２段燃焼域３に
噴射されて予混合燃焼を行う。

【００１９】この燃焼器は、パイロット予混合燃焼系統
を独立させて設けることにより、拡散燃料の割合を安定
燃焼に必要十分なものに制御することができ、拡散燃焼
を全燃焼量の数％に抑えることができるため、大幅な低
ＮＯｘ化が可能となっている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記の低ＮＯｘ燃焼器
において燃料供給系統は、第１段燃料供給手段の第１拡
散系統、第２拡散系統、予混合系統と第２段燃料供給手
段の予混合系統の合計４系統必要となる。ところが、従
来の燃料供給装置においては、第１段燃料供給手段が１
系統、第２段燃料供給手段が１系統の合計２系統に燃料
を供給するものであり、４系統に燃料を供給する新しい
燃料供給装置を提供する必要がある。その際、燃料制御
命令を入力信号とする関数のみによる制御では、ＮＯｘ
発生に最も影響する燃焼ガス温度が制御に入っていない
ため、低ＮＯｘ制御が困難になる。

【００２１】また、負荷遮断時および所内単独負荷運転
時は、燃料流量の急激な低下による失火の危険性があ
る。特に、予混合希薄燃焼では、燃料を減少させた場合
の失火の危険性は拡散燃焼よりも大きい。したがって、
急激な負荷の低下と保炎を両立させるためには、予混合
希薄燃焼を少なくして、拡散燃焼の割合をできるだけ大
きくすることが望ましい。ところが、上記の低ＮＯｘ燃
焼器においては、拡散燃焼は、全燃焼の数％であること
から、負荷遮断時および所内単独負荷運転時には、速や
かに拡散燃焼の割合を増加させなければならない。その
際、高負荷域においては、第１拡散系統は閉じているた
め、第２拡散燃料系統の供給割合を増加させることにな
る。しかし、定格運転時に全燃料流量の数％を流すだけ
の第２拡散系統では、無負荷定格速度運転状態の燃料流
量の７０％程度に設定される最小燃料流量の確保が困難
であるという問題がある。

【００２２】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、簡単な制御で４系統に燃料を分配することができ
るガスタービン燃料供給装置を提供することを目的とす
る。

【００２３】本発明の他の目的は、通常運転時に低ＮＯ
ｘ制御を容易に行なうことができるガスタービン燃料供
給装置を提供するにある。

【００２４】本発明のさらに他の目的は、負荷遮断時あ
るいは所内単独運転時に、速やかな燃料流量の減少と保
炎とを両立させることができるガスタービン燃料供給装
置を提供するにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の請求項１は、低負荷域で必要な燃料を流す第１
拡散燃料ノズル、高負荷域での低ＮＯｘ運転時に拡散燃
焼用燃料を流す第２拡散燃料ノズル、および予混合燃料
ノズルからなるパイロットノズルと、メイン燃料ノズル
とを有する多段燃焼法を用いたガスタービン用燃焼器の
燃料供給装置において、第１燃料制御弁を有し、前記第
１拡散燃料ノズルに燃料を供給する第１拡散燃料供給管
と、第２燃料制御弁を有し前記予混合燃料ノズルおよび
メイン燃料ノズルに燃料を供給する燃料供給管と、第３
燃料制御弁を有し前記第２拡散燃料ノズルに燃料を供給
する第２拡散燃料供給管と、前記燃料供給管の第２燃料
制御弁下流側に設けられた燃料分配機構とを設けるよう
にしたことを特徴とする。

【００２６】請求項２は、各燃料制御弁の分配関数を出
力する関数発生器と、各分配関数および燃料制御信号に
基づき各燃料制御弁の弁位置制御信号を出力する演算器
と、燃料分配機構に分配信号を出力する関数発生器と、
通常運転時に前記両関数発生器に演算タービン入口温度
を入力信号として与える演算器とを備え、前記演算ター
ビン入口温度を、大気温度、ガスタービン圧縮機吐出圧
力、ガスタービン圧縮機吐出温度、ガスタービン排ガス
温度、および圧縮機入口案内翼角度に基づき演算するよ
うにしたことを特徴とする。

【００２７】請求項３は、各燃料制御弁の分配関数を出
力する関数発生器と、各分配関数および燃料制御信号に
基づき各燃料制御弁の弁位置制御信号を出力する演算器
と、燃料分配機構に分配信号を出力する関数発生器とを
備え、前記両関数発生器には、負荷遮断時または所内単
独負荷運転時に、負荷遮断開始からの経過時間を入力信
号として与え、かつ第１拡散燃料供給管のプレフィル操
作を行なうようにしたことを特徴とする。

【００２８】

【作用】請求項１において、各拡散燃料ノズルには、燃
料制御弁を有する拡散燃料供給管を介して燃料が供給さ
れ、また予混合燃料ノズルおよびメイン燃料ノズルに
は、燃料制御弁で制御された流量の燃料が、燃料分配機
構で分配されて供給される。このため、簡単な制御で、
４系統に燃料を分配することが可能となる。

【００２９】請求項２においては、通常運転時に入力信
号として両関数発生器に与えられる演算タービン入口温
度が、大気温度、ガスタービン圧縮機吐出圧力、ガスタ
ービン圧縮機吐出温度、ガスタービン排ガス温度、およ
び圧縮機入口案内翼角度に基づき演算される。このた
め、大気温度による燃料制御命令の補正等を行なうこと
なく、低ＮＯｘ制御を容易に行なうことが可能となる。

【００３０】請求項３においては、負荷遮断時あるいは
所内単独負荷運転時に、両関数発生器には負荷遮断開始
からの経過時間が入力信号として与えられる。このた
め、保炎性の高い拡散燃焼のみによる燃焼を持続させる
ことが可能となる。また、第１拡散燃料供給管のプレフ
ィル操作を行なうようにしているので、第１拡散燃料供
給管から迅速に燃料を供給し、負荷遮断終了後に無負荷
定格速度運転状態に速やかに移行させることが可能とな
る。

【００３１】

【実施例】以下、本発明に係るガスタービン燃料供給装
置を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係る
ガスタービン燃料供給装置の第１実施例を示す系統図で
ある。なお、従来の構成と同一または対応する部分には
図１０と同一の符号を用いて説明する。

【００３２】図１において、燃料供給管８は燃料止め弁
１１の下流で分岐して第１燃料制御弁２３、第２燃料制
御弁２４および第３燃料制御弁２５に接続している。第
２燃料制御弁２４の下流はさらに分岐して、燃料分配弁
２６に接続している。第１燃料制御弁２３の下流は、第
１拡散燃料供給管２７に接続し、燃料分配弁２６の下流
ではパイロット予混合燃料供給管２８およびメイン燃料
供給管２９に接続し、第３燃料制御弁２５の下流は、第
２拡散燃料供給管３０に接続している。また、制御装置
３１は、燃料制御命令から、第１燃料制御弁２３および
第２燃料制御弁２４と、燃料分配弁２６を制御してい
る。

【００３３】図２にガスタービン制御装置３１の通常運
転時の制御に使用する要素の構成を示す。この構成は、
演算タービン入口温度の演算器３２、燃料制御弁の分配
比を出力する関数発生器３３、燃料制御弁の弁位置制御
信号の演算器３４、燃料分配弁位置制御信号の関数発生
器３５からなる。

【００３４】図３にガスタービン制御装置３１の負荷遮
断運転時または所内単独負荷運転時の制御に使用する要
素の構成を示す。この構成は、各燃料制御弁２３，２
４，２５の分配比を出力する関数発生器３６、燃料制御
弁の弁位置制御信号の演算器３４、燃料分配弁位置制御
信号の関数発生器３７からなる。

【００３５】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３６】図２に示すガスタービン制御装置３１に
は、大気温度・圧縮機吐出圧力・圧縮機吐出温度・ター
ビン排ガス温度・圧縮機入口案内翼角度から演算器３２
により計算される演算タービン入口温度Ｔが計算され、
それを入力信号とする関数発生器３３により、第１燃料
制御弁２３、第２燃料制御弁２４、第３燃料制御弁２５
の３個の燃料制御弁への分配関数ｆ１，ｆ２，ｆ３が出
力される。これらの燃料制御弁の分配比と燃料制御信号
ｎおよび、燃料制御弁の大きさにより決定される定数ｋ
１，ｋ２，ｋ３との積により、演算器３４で燃料制御弁
の弁位置制御信号が出力される。また、演算タービン入
口温度Ｔを入力信号とする関数発生器３５によって、燃
料分配弁２６の弁位置制御信号ｍが出力される。

【００３７】本実施例における、定格運転状態からの負
荷遮断時の燃料分配の時間変化を図４に示す。負荷遮断
開始後、ガスタービンに供給される燃料は、負荷の急激
な減少に伴って減少する。しかし、制御系の遅れや、燃
料配管内に残留していた燃料の燃焼器内への流入のため
に過剰な燃料が供給され、ガスタービンは一時的に定格
速度を超えて回転する。この際、燃料流量は、回転数制
御のためにさらに減少し、無負荷定格速度運転状態の燃
料流量の７０％程度に設定される最小燃料流量まで減少
する。

【００３８】本実施例では、拡散燃焼の維持と燃料流量
の減少を同時に実現するため、第２拡散系統を制御可能
な限界開度まで開き、パイロット予混合系統、メイン系
統は閉じる。この状態では、失火の危険性はないが、最
小燃料流量は供給できず、負荷遮断終了後に無負荷定格
速度運転状態への速やかな移行が困難である。このた
め、第１拡散系統を開く必要があるが、高負荷域におい
ては、第１拡散系統は閉じており、燃料配管内には空気
が入っている。これを燃料と置換するプレフィル操作を
行わなければ第１拡散系統から燃料は供給できない。プ
レフィル時の第１燃料制御弁２３の開度は、第１拡散系
統に空気ではなく燃料が流れていた場合、第２拡散系統
の流量との和が最小燃料流量になる開度に設定される。
このため、プレフィル終了時点で、全燃料流量は最小燃
料流量となる。プレフィル終了後、安全のため余裕をも
って、第１拡散系統と第２拡散系統を通常運転の分配比
に切り替える操作を行う。その後、ガスタービン回転数
が定格回転数付近に下がると、速度制御のため、燃料流
量が増加し、ガスタービン回転数が定格回転数に制御さ
れる。以上の操作より、負荷遮断時において、必要な燃
料を拡散燃料のみにより供給できる。また、所内単独負
荷運転時にも同様の操作が行われる。

【００３９】上記の操作を行うために、本実施例では、
図３に示すガスタービン制御装置３１において、各燃料
制御弁２３，２４，２５に上記の操作を行わせるように
設定した関数発生器３６に、負荷遮断開始から経過した
時間ｔを入力し、第１燃料制御弁２３、第２燃料制御弁
２４、第３燃料制御弁２５の３個の燃料制御弁への分配
関数ｆ１，ｆ２，ｆ３を計算する。これらの燃料制御弁
の分配比と燃料制御信号ｎおよび燃料制御弁の大きさに
より決定される定数ｋ１，ｋ２，ｋ３との積により、演
算器３４から燃料制御弁の弁位置制御信号が出力され
る。また、経過時間ｔを入力信号とする関数発生器３７
によって、燃料分配弁２６の弁位置制御信号ｍが出力さ
れる。

【００４０】次に、本実施例の効果について説明する。
図５に第１拡散系統、第２拡散系統、パイロット予混合
系統、メイン系統の負荷に対する燃料分配率の変化を示
す。ガスタービンの起動から無負荷定格回転数の運転状
態までは、燃料は第１、第２拡散系統のみから供給され
る。その後、図５に示すようにまず予混合拡散系統が開
き始め、次にメイン系統が開き始める。その後、第１拡
散系統が閉まり、定格運転状態に到達する。図６は、こ
のような運転における各弁の弁開度の変化を示す。図６
に示すように各弁の弁開度の変化は、全閉状態近傍の制
御性の悪い部分での制御は行っておらず、制御性のよい
ものとなっている。

【００４１】また、演算タービン入口温度Ｔのみによ
り、燃料分配率が決まるので、大気温度による燃料制御
命令の補正などが必要ない。

【００４２】さらに、負荷遮断時または所内単独負荷運
転時においても、経過時間ｔによる制御を行うことによ
り、保炎性の高い拡散燃焼のみによる燃焼を持続でき
る。

【００４３】図７は、本発明の第２実施例を示すもの
で、前記第１実施例における燃料分配弁２６に代えてス
プリッター弁３８を用いるようにしたものである。

【００４４】すなわち、第２燃料制御弁２４の下流側
は、図７に示すように、パイロット予混合燃料供給管２
８とメイン燃料供給管２９とに二分岐されており、各燃
料供給管２８，２９にはスプリッター弁３８が設けら
れ、このスプリッター弁３８は、関数発生器３５あるい
は３７からの信号により制御されるようになっている。

【００４５】なお、その他の点については、前記第１実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。

【００４６】しかして、スプリッター弁３８を用いて
も、前記第１実施例と同様の効果が得られる。

【００４７】図８は、本発明の第３実施例を示すもの
で、前記第２実施例におけるスプリッター弁３８に代
え、メイン燃料分配弁３９およびパイロット予混合燃料
分配弁４０を用いるようにしたものである。

【００４８】すなわち、第２燃料制御弁２４の下流側で
二分岐されるメイン燃料供給管２９およびパイロット予
混合燃料供給管２８には、図８に示すように、メイン燃
料分配弁３９およびパイロット予混合燃料分配弁４０が
それぞれ設けられている。そして、メイン燃料分配弁３
９の開度は、関数発生器３５あるいは３７からの信号に
より制御され、またパイロット予混合燃料分配弁４０の
開度は、この信号から（１−ｍ）を計算する演算器４１
からの信号により制御されるようになっている。

【００４９】なお、その他の点については、前記第１実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。

【００５０】しかして、本実施例によっても前記第１実
施例と同様の効果が得られる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、各拡散燃料ノズルに、燃料制御弁を有する拡散
燃料供給管を介しそれぞれ燃料を供給するとともに、予
混合燃料ノズルおよびメイン燃料ノズルには、燃料制御
弁で制御された流量の燃料を、燃料分配機構で分配して
供給するようにしているので、簡単な制御で４系統に燃
料を分配することができる。

【００５２】請求項２によれば、通常運転時に入力信号
として両関数発生器に与えられる演算タービン入口温度
を、大気温度、ガスタービン圧縮機吐出圧力、ガスター
ビン圧縮機吐出温度、ガスタービン排ガス温度、および
圧縮機入口案内翼角度に基づき演算するようにしている
ので、大気温度による燃料制御命令の補正等を行なうこ
となく、低ＮＯｘ制御を容易に行なうことができる。

【００５３】請求項３によれば、負荷遮断時あるいは所
内単独負荷運転時に、両関数発生器に、負荷遮断開始か
らの経過時間を入力信号として与えるようにしているの
で、保炎性の高い拡散燃焼のみによる燃焼を持続させる
ことができる。また、第１拡散燃料供給管のプレフィル
操作を行うようにしているので、第１拡散燃料供給管か
ら迅速かつ確実に燃料を供給し、負荷遮断終了後に無負
荷定格速度運転状態に速やかに移行させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガスタービン燃料供給装置の第１
実施例を示す系統図。

【図２】本発明に係るガスタービン燃料供給装置の制御
装置の通常運転時に使用する要素の概略図。

【図３】本発明に係るガスタービン燃料供給装置の制御
装置の負荷遮断時または所内単独負荷運転時に使用する
要素の概略図。

【図４】負荷遮断時または所内単独負荷運転時のガスタ
ービン燃焼器の燃料分配の時間変化を示す図。

【図５】ガスタービン燃焼器の負荷に対する燃料分配率
の一例を示す図。

【図６】ガスタービン燃料供給装置の負荷に対する弁開
度の変化を示す図。

【図７】本発明に係るガスタービン燃料供給装置の第２
実施例を示す系統図。

【図８】本発明に係るガスタービン燃料供給装置の第３
実施例を示す系統図。

【図９】低ＮＯｘ化した従来のガスタービン燃焼器の一
構造例を示す説明図。

【図１０】従来の燃料供給装置を示す系統図。

【図１１】超低ＮＯｘ化したガスタービン燃焼器の一構
造例を示す説明図。

【符号の説明】

１燃焼器ライナ２第１段燃焼域３第２段燃焼域６予混合ダクト８燃料供給管１１燃料止め弁１８第１拡散燃料ノズル１９第２拡散燃料ノズル２０予混合燃料ノズル２１パイロットノズル２２メイン燃料ノズル２３第１燃料制御弁２４第２燃料制御弁２５第３燃料制御弁２６燃料分配弁２７第１拡散燃料供給管２８パイロット予混合燃料供給管２９メイン燃料供給管３０第２拡散燃料供給管３１制御装置３２，３４，４１演算器３３，３５，３６，３７関数発生器３８スプリッター弁３９メイン燃料分配弁４０パイロット予混合燃料分配弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低負荷域で必要な燃料を流す第１拡散燃
料ノズル、高負荷域での低ＮＯｘ運転時に拡散燃焼用燃
料を流す第２拡散燃料ノズル、および予混合燃料ノズル
からなるパイロットノズルと、メイン燃料ノズルとを有
する多段燃焼法を用いたガスタービン用燃焼器の燃料供
給装置において、第１燃料制御弁を有し、前記第１拡散
燃料ノズルに燃料を供給する第１拡散燃料供給管と、第
２燃料制御弁を有し前記予混合燃料ノズルおよびメイン
燃料ノズルに燃料を供給する燃料供給管と、第３燃料制
御弁を有し前記第２拡散燃料ノズルに燃料を供給する第
２拡散燃料供給管と、前記燃料供給管の第２燃料制御弁
下流側に設けられた燃料分配機構とを備えたことを特徴
とするガスタービン燃料供給装置。
【請求項２】各燃料制御弁の分配関数を出力する関数
発生器と、各分配関数および燃料制御信号に基づき各燃
料制御弁の弁位置制御信号を出力する演算器と、燃料分
配機構に分配信号を出力する関数発生器と、通常運転時
に前記両関数発生器に演算タービン入口温度を入力信号
として与える演算器とを備え、前記演算タービン入口温
度は、大気温度、ガスタービン圧縮機吐出圧力、ガスタ
ービン圧縮機吐出温度、ガスタービン排ガス温度、およ
び圧縮機入口案内翼角度に基づき演算されることを特徴
とする請求項１記載のガスタービン燃料供給装置。
【請求項３】各燃料制御弁の分配関数を出力する関数
発生器と、各分配関数および燃料制御信号に基づき各燃
料制御弁の弁位置制御信号を出力する演算器と、燃料分
配機構に分配信号を出力する関数発生器とを備え、前記
両関数発生器には、負荷遮断時または所内単独負荷運転
時に、負荷遮断開始からの経過時間を入力信号として与
え、かつ第１拡散燃料供給管のプレフィル操作を行なう
ことを特徴とする請求項１記載のガスタービン燃料供給
装置。