JPH08261467A - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

Info

Publication number
JPH08261467A
JPH08261467A JP6960295A JP6960295A JPH08261467A JP H08261467 A JPH08261467 A JP H08261467A JP 6960295 A JP6960295 A JP 6960295A JP 6960295 A JP6960295 A JP 6960295A JP H08261467 A JPH08261467 A JP H08261467A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas turbine
burner
turbine combustor
combustor
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6960295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuuichi Chiyamoto
雄一 茶本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6960295A priority Critical patent/JPH08261467A/en
Publication of JPH08261467A publication Critical patent/JPH08261467A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To provide a gas turbine combustor which makes it possible, while a lean premix is burned to reduce NOx, to reduce the amount of CO or THC produced at the time of a partial load. CONSTITUTION: A gas turbine combustor 11 has burners 5 each of which has a diffuse combustion type pilot nozzle 6 and premix combustion type main nozzles 7 at positions encircling the pilot nozzle 6. These burners 5 are placed at the head of the combustor and in a circular arrangement and pointed toward the combustion region inside the inner tube 3 of the combustor. In operating the gas turbine combustor 11 the main nozzles 7 are put in action one by one with increase of the gas turbine load. Each of the burners 5 of this gas turbine combustor 11 has a ceramic guide 13 which encloses the outlets for the premixed gas in a manner of walling them in downstream. This guide 13 is formed of a ceramic material having good resistances to heat and oxidation and projects from the forward end of the burner 5 when set.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はガスタービン燃焼器に
係り、特にガスタービンの部分負荷時に燃焼しているバ
ーナが未燃焼バーナの影響を受けることがなく、COや
THCの発生量を低減することができるガスタービン燃
焼器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine combustor, and in particular, a burner burning at the time of partial load of a gas turbine is not affected by an unburned burner, and CO and THC are reduced. Gas turbine combustor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービン燃焼器は、図9に縦断側面
図を示すように、スリーブ状の外壁1と、この外壁1の
内側に設けられるフロースリーブ2と、このフロースリ
ーブ2の内側に設けられる内筒3とを有する。ガスター
ビン燃焼器のヘッド端にはヘッドプレート4が設けられ
ており、このヘッドプレート4に複数のバーナ5が環状
に配設されている。
2. Description of the Related Art A gas turbine combustor has a sleeve-shaped outer wall 1, a flow sleeve 2 provided inside the outer wall 1, and a flow sleeve 2 provided inside the flow sleeve 2, as shown in a vertical sectional side view in FIG. And an inner cylinder 3 that is formed. A head plate 4 is provided at the head end of the gas turbine combustor, and a plurality of burners 5 are annularly arranged on the head plate 4.

【0003】従来のバーナ5は、拡散燃焼型のパイロッ
トノズル6と、その周辺に予混合燃焼型のメインノズル
7とが配置され、このメインノズル7は予混合ダクト8
のダクト入口側に臨んでいる。各バーナ5は内筒3内の
燃焼領域に向けて環状に配設されている。
In a conventional burner 5, a diffusion combustion type pilot nozzle 6 and a premixed combustion type main nozzle 7 are arranged around the pilot nozzle 6, and the main nozzle 7 is equipped with a premixing duct 8
Facing the duct entrance side. Each burner 5 is annularly arranged toward the combustion region in the inner cylinder 3.

【0004】ガスタービン燃焼器は、ガスタービンの負
荷上昇に伴って各バーナ5が順次作動されるが、先ず起
動時には対角に位置する一対のバーナ5,5のみがパイ
ロットノズル6による拡散燃焼により着火,保炎をなさ
しめ、ガスタービンの負荷上昇に伴ってバーナ5のメイ
ンノズル7および予混合ダクト8により予混合燃焼を行
なう。これにより着火保炎性の向上が図られるとともに
安定燃焼、NOx発生量の低減が図られている。定格負
荷時には、バーナ5の全てが燃焼を行なうことにより、
ガスタービン燃焼器が作動され、こうしてガスタービン
の全運転領域において安定燃焼および低NOx化を達成
するようになっている。
In the gas turbine combustor, each burner 5 is sequentially operated as the load of the gas turbine increases, but at the time of starting, only the pair of burners 5 and 5 diagonally located are driven by diffusion combustion by the pilot nozzle 6. Ignition and flame holding are performed, and premix combustion is performed by the main nozzle 7 of the burner 5 and the premix duct 8 as the load on the gas turbine increases. As a result, the ignition and flame holding property is improved, and stable combustion and NOx generation amount are reduced. At rated load, all of the burners 5 burn,
The gas turbine combustor is operated, thus achieving stable combustion and low NOx in the entire operating region of the gas turbine.

【0005】バーナ5の予混合ダクト8には旋回流を起
こさせるメインスワラ9が設けられており、これにより
空気と燃料との予混合を促進させるようになされてお
り、またパイロットノズル6にもスワラ10が設けられ
ていて、このスワラ10によりパイロットノズル6から
噴射される燃料が拡販され、拡散燃焼用の燃料が少ない
状態であっても安定した燃焼が可能とされ、稀薄予混合
燃焼を行なわせることができるようにして、NOxの低
減化を図っている。
The premixing duct 8 of the burner 5 is provided with a main swirler 9 for causing a swirling flow, which promotes premixing of air and fuel, and the pilot nozzle 6 also has a swirler. 10 is provided, the swirler 10 expands the fuel injected from the pilot nozzle 6, and stable combustion is possible even when the amount of fuel for diffusion combustion is small, and lean premixed combustion is performed. By doing so, NOx is reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかして予混合燃焼型
のバーナ5を環状配置した従来のガスタービン燃焼器に
おいても一層の低NOx化が要求され、そのためNOx
発生量の多い拡散燃焼を減らして予混合気の稀薄燃焼を
行なうようにしているが、これによると局所的に火炎温
度が下がり、一酸化(CO)や未燃炭化水素(THC)
が発生するという問題をもたらす。
However, even in the conventional gas turbine combustor in which the premixed combustion type burner 5 is annularly arranged, further reduction of NOx is required, and therefore NOx is reduced.
Although the diffusion combustion that generates a large amount is reduced to perform lean combustion of the premixed gas, this causes the flame temperature to locally decrease, resulting in monoxide (CO) and unburned hydrocarbon (THC).
Causes a problem that occurs.

【0007】一方、ガスタービン燃焼器のバーナ5は、
ガスタービンの負荷上昇に伴って順次作動させてゆくた
め、部分負荷時には燃焼しているバーナと燃焼していな
いバーナとが混在することになり、未燃焼バーナには冷
却等の理由から空気が流れるままである。それ故、燃焼
バーナの火炎は未燃焼バーナからの空気の影響を受けて
局所的に冷却され、低温部分が生じ、その結果COやT
HCが発生し易くなるという問題点を生じるのである。
On the other hand, the burner 5 of the gas turbine combustor is
Since the gas turbines are operated sequentially as the load increases, burners that are burnt and burners that are not burnt coexist during partial load, and air flows to the unburned burners for reasons such as cooling. There is. Therefore, the flame of the combustion burner is locally cooled under the influence of the air from the unburned burner, and a low temperature part is generated, resulting in CO and T
This causes a problem that HC easily occurs.

【0008】この発明は、上述した事情を考慮してなさ
れたもので、稀薄予混合燃焼により低NOx化を図ると
同時に部分負荷時にCOやTHCの発生量を低減させる
ことができるガスタービン燃焼器を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and is a gas turbine combustor capable of reducing NOx by lean premixed combustion and at the same time reducing the amount of CO and THC generated at partial load. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、バーナ中心に位置する拡散燃焼型の
パイロットノズルと、このパイロットノズルの外周に位
置する複数の予混合燃焼型のメインノズルとを有するバ
ーナが燃焼器頭部に燃焼器の内筒内の燃焼領域に向けて
環状に配設され、ガスタービンの負荷上昇に伴ってメイ
ンノズルを順次作動させるようにしたガスタービン燃焼
器において、前記バーナの予混合気出口の下流側外周部
を覆うようにセラミック製のガイドをバーナの先端から
突出して設けたものである。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a diffusion combustion type pilot nozzle located at the center of a burner and a plurality of premixed combustion type main nozzles located on the outer periphery of the pilot nozzle are provided. In a gas turbine combustor in which a burner having and is arranged annularly in the combustor head toward the combustion region in the inner cylinder of the combustor, and the main nozzles are sequentially operated as the load of the gas turbine increases. A ceramic guide is provided so as to project from the tip of the burner so as to cover the outer peripheral portion on the downstream side of the premixed gas outlet of the burner.

【0010】請求項2は燃焼器のバーナの配置構成が請
求項1の燃焼器と異るもので、燃焼器頭部の中心位置に
燃焼器の内筒内の燃焼領域に向けて設置される拡散燃焼
型のパイロットノズルと、このパイロットノズルを囲む
ように環状に配設される予混合燃焼型のメインノズルと
を有するガスタービン燃焼器であって、前記予混合燃焼
型メインノズルの予混合気出口の下流側外周部を覆うよ
うにセラミック製のガイドを上記メインノズルの予混合
気出口側から突出して設けたものである。
According to a second aspect of the present invention, the burner of the combustor is arranged differently from the combustor of the first aspect. A gas turbine combustor having a diffusion combustion type pilot nozzle and a premixed combustion type main nozzle annularly arranged so as to surround the pilot nozzle, the premixed gas of the premixed combustion type main nozzle A ceramic guide is provided so as to project from the premixed gas outlet side of the main nozzle so as to cover the outer peripheral portion on the downstream side of the outlet.

【0011】請求項3は、前記ガイドを高温耐熱性およ
び耐酸化性に富むセラミック基複合材料製としたもので
あり、請求項4は、ガイドをバーナ先端に緩衝材を介し
て固定部材により固定したことにある。
According to a third aspect of the present invention, the guide is made of a ceramic matrix composite material having high temperature heat resistance and oxidation resistance, and a fourth aspect of the present invention is to fix the guide to the tip of the burner with a fixing member via a cushioning material. There is something I did.

【0012】[0012]

【作用】予混合燃焼によるバーナの先端に突出するセラ
ミック製ガイドを有することにより、特に部分負荷時に
燃焼しているバーナの火炎が、隣接している未燃焼バー
ナに流れる空気による影響を受けることがなく、燃焼に
よる火炎の保護,保炎がなされ、火炎温度の低下が防が
れてCOやTHCの発生量が抑えられる。
By having the ceramic guide projecting at the tip of the burner by premixed combustion, the flame of the burner burning especially at partial load may be affected by the air flowing to the adjacent unburned burner. In other words, the flame is protected and held by combustion, the flame temperature is prevented from lowering, and the amounts of CO and THC generated are suppressed.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面を参照
し、図9と同一部材には同一符号を付して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which the same members as those in FIG. 9 are designated by the same reference numerals.

【0014】図1はこの発明によるガスタービン燃焼器
の一実施例の縦断側面を示し、図2は図1のA−A相当
の断面を示すものである。ガスタービン燃焼器11は、
ガスタービンプラントのコンプレッサとガスタービンと
の間に設置される。ガスタービン燃焼器10はスリーブ
状の外壁1と、この外壁1の内側に設けられるフロース
リーブ2と、さらにその内側に設けられる内筒3とから
多重筒構造に構成される。ガスタービン燃焼器10の上
流部であるヘッド部にはヘッドプレート4が設けられ、
このヘッドプレート4で外壁1およびフロースリーブ2
の一端側が閉塞される。
FIG. 1 shows a longitudinal side surface of an embodiment of a gas turbine combustor according to the present invention, and FIG. 2 shows a cross section corresponding to AA of FIG. The gas turbine combustor 11 is
It is installed between the compressor of the gas turbine plant and the gas turbine. The gas turbine combustor 10 has a multi-cylinder structure including a sleeve-shaped outer wall 1, a flow sleeve 2 provided inside the outer wall 1, and an inner cylinder 3 further provided inside thereof. A head plate 4 is provided in the head portion, which is the upstream portion of the gas turbine combustor 10,
With this head plate 4, the outer wall 1 and the flow sleeve 2
Is closed at one end.

【0015】ヘッドプレート4には、複数個(図示例で
は6個)のバーナ5が環状配置となるように挿通して固
定される。このバーナ5はメイン燃料ヘッダを兼ねるバ
ーナ本体12の中心位置に挿通配置された拡散燃焼型パ
イロットノズル6と、このノズル周囲に配置される予混
合燃焼型メインノズル7とを備えている。各バーナ5は
ヘッドプレート4側から内筒3内に形成される燃焼室A
の燃焼領域にそれぞれ向くように指向される。
A plurality (six in the illustrated example) of burners 5 are inserted into and fixed to the head plate 4 in an annular arrangement. The burner 5 is provided with a diffusion combustion type pilot nozzle 6 which is inserted and arranged at the center of a burner body 12 which also serves as a main fuel header, and a premixed combustion type main nozzle 7 which is arranged around this nozzle. Each burner 5 is a combustion chamber A formed in the inner cylinder 3 from the head plate 4 side.
Are oriented so that they respectively face the combustion areas of.

【0016】また、バーナ5のメインノズル7は予混合
管としての予混合ダクト8のダクト入口7a側に臨んで
ノズル口が開口している。予混合ダクト8はパイロット
ノズル6のノズル側周囲を覆う一方、予混合ダクト8の
ダクト入口側にメインスワラ9が設けられ、このメイン
スワラ9で旋回流を生じさせてメイン燃料と空気を撹拌
させ、均一に予混合させるようになっている。予混合燃
料は予混合ダクト8のダクト出口8bから内筒3内の燃
焼領域に噴射されるようになっている。
The main nozzle 7 of the burner 5 has a nozzle opening facing the duct inlet 7a side of a premixing duct 8 as a premixing tube. The premixing duct 8 covers the periphery of the pilot nozzle 6 on the nozzle side, and a main swirler 9 is provided on the duct inlet side of the premixing duct 8. The main swirler 9 causes a swirling flow to stir the main fuel and air, thereby uniformly mixing the main fuel and air. To premix. The premixed fuel is injected from the duct outlet 8b of the premixing duct 8 into the combustion region in the inner cylinder 3.

【0017】一方、パイロットノズル6は図3に示すよ
うにノズル口6aがスワラ10に向って指向され、この
ノズル口6aから噴射されるパイロット燃料は、スワラ
10による旋回流で撹拌され、内筒3のヘッド側で拡散
燃焼せしめられるようになっている。スワラ10は予混
合ダクト8の内周面に保持され、このスワラ10でパイ
ロットノズル6の自由端側を保持している。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the pilot nozzle 6 has its nozzle port 6a directed toward the swirler 10, and the pilot fuel injected from this nozzle port 6a is agitated by the swirl flow by the swirler 10 to produce an inner cylinder. The head of No. 3 is designed to be burnt by diffusion. The swirler 10 is held on the inner peripheral surface of the premixing duct 8, and the swirler 10 holds the free end side of the pilot nozzle 6.

【0018】ガスタービン燃焼器10のバーナ5の先端
部には、予混合燃焼型メインノズル7に続く予混合ダク
ト8の外周部を覆うようにセラミック製の円筒状ガイド
13が内筒3内に突出して取り付けられている。このガ
イド13の構成材料としては、高温耐熱性および耐酸化
性に富むセラミック材が用いられ、好ましくはセラミッ
ク基複合材料が用いられる。このセラミック製ガイド1
3は特別な冷却手段を付設する必要がないので、火炎温
度の低下に対し実質的な影響を与えない利点がある。
At the tip of the burner 5 of the gas turbine combustor 10, a ceramic cylindrical guide 13 is provided in the inner cylinder 3 so as to cover the outer peripheral portion of the premixing duct 8 following the premixing combustion type main nozzle 7. It is attached so as to project. As a constituent material of the guide 13, a ceramic material excellent in high temperature heat resistance and oxidation resistance is used, and preferably a ceramic matrix composite material is used. This ceramic guide 1
No. 3 does not need to be provided with a special cooling means, and therefore has the advantage of not having a substantial effect on the decrease in flame temperature.

【0019】図3はガスタービン燃焼器10のバーナ5
の1つを拡大して示す断面図で、バーナ5の予混合ダク
ト8内には旋回機能を有するメインスワラ9がダクト入
口側に設けられており、そのスワラ上流側にメインノズ
ル7が臨ませてあって、このメインノズル7のノズル口
から噴射されるメイン燃料Fがメインスワラ9に向けて
流れ、バーナ5のダクト入口8aから流入するメイン空
気Oと共にメインスワラ9により撹拌されて良好に予混
合されると同時に予混合された旋回流となってダクト出
口8bから内筒3の燃焼領域に向けて噴射されるように
なっており、保炎性の向上と拡散燃料fが少なくても安
定した燃焼を可能としている。これにより稀薄予混合燃
焼をなさしめることができてNOxの発生量を低減する
ことができる。
FIG. 3 shows the burner 5 of the gas turbine combustor 10.
1 is an enlarged cross-sectional view showing one of the above, a main swirler 9 having a swirling function is provided on the duct inlet side in the premixing duct 8 of the burner 5, and the main nozzle 7 faces the swirler upstream side. Therefore, the main fuel F injected from the nozzle port of the main nozzle 7 flows toward the main swirler 9, and is agitated by the main swirler 9 together with the main air O flowing from the duct inlet 8a of the burner 5 and well premixed. At the same time, a premixed swirling flow is injected from the duct outlet 8b toward the combustion region of the inner cylinder 3, improving the flame holding property and performing stable combustion even if the diffusion fuel f is small. It is possible. As a result, lean premixed combustion can be performed and the amount of NOx generated can be reduced.

【0020】図4は図3のB部の詳細を示す拡大断面図
を示すもので、セラミック製ガイド13の基端部には内
側に向くフランジ部13aが形成され、金属製のバーナ
5の予混合ダクト8の先端は外方に向いて突出するフラ
ンジ部8cが形成されており、予混合ダクト8の外周に
はナット14が螺合されていて、前記フランジ部13a
とナット14との間の予混合ダクト8の外周に緩衝材を
兼ねる断熱材15が嵌合され、この断熱材15の外周部
中間位置に前記ガイド13のフランジ部13aが嵌合さ
れてナット14の締着により固定される。この固定用部
材はナット14に限らずクランプのような他の固定手段
であってもよく、要すればガイド13をバーナ5側に緩
衝材15を介在して固定し得るものであればよい。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the details of the portion B in FIG. 3, in which the base end of the ceramic guide 13 is formed with an inwardly facing flange portion 13a, and the metal burner 5 is pre-formed. The tip of the mixing duct 8 is formed with a flange portion 8c projecting outward, and a nut 14 is screwed onto the outer periphery of the premixing duct 8 to form the flange portion 13a.
The heat insulating material 15 which also serves as a cushioning material is fitted to the outer circumference of the premixing duct 8 between the nut 14 and the nut 14, and the flange portion 13a of the guide 13 is fitted to the intermediate position of the outer circumference of the heat insulating material 15 to fit the nut 14 It is fixed by tightening. The fixing member is not limited to the nut 14 and may be other fixing means such as a clamp, and may be any member as long as it can fix the guide 13 to the burner 5 side with the cushioning material 15 interposed.

【0021】これによりバーナ5とガイド13との熱膨
脹差が断熱材15により吸収される。なお、この熱膨脹
の吸収は断熱材15によるほか、ガイド13と金属部品
との接触面に膨脹黒鉛製パッキン等を設けるようにして
もよく、また熱膨脹差の吸収および嵌め合い力を最適化
するためスプリングを使用するようにしてもよい。
As a result, the thermal expansion difference between the burner 5 and the guide 13 is absorbed by the heat insulating material 15. The thermal expansion can be absorbed by the heat insulating material 15, and expanded graphite packing or the like may be provided on the contact surface between the guide 13 and the metal part. In order to optimize the thermal expansion difference and the fitting force. A spring may be used.

【0022】上記セラミック製ガイド13は熱応力によ
り割れ易く、割れて飛散することが考えられるので、内
筒3にシールプレート16が掛止ピン17により取り付
けられ、このシールプレート17の内周をナット14
(または他部)に可及的近接させることにより内筒3内
に流入する空気の流量を最小限に抑え、流入空気により
セラミック製ガイド13の外周が冷却されることを最小
限に止め、ガイド13の内外面の温度偏差を小さくし、
セラミック製ガイド13に生じる熱応力が小さくなるよ
うにしている。
Since the ceramic guide 13 is easily cracked by thermal stress and may be broken and scattered, the seal plate 16 is attached to the inner cylinder 3 by the latch pin 17, and the inner circumference of the seal plate 17 is covered with a nut. 14
(Or other portion) as close as possible to minimize the flow rate of the air flowing into the inner cylinder 3 and to minimize the cooling of the outer circumference of the ceramic guide 13 by the inflow air. To reduce the temperature deviation of the inner and outer surfaces of 13,
The thermal stress generated in the ceramic guide 13 is reduced.

【0023】図5は、この発明によるガスタービン燃焼
器11の燃料スケジュールの一例を示すもので、燃焼自
体は従来と同様に行なわれる。すなわちガスタービンの
起動時には、対角の一対のバーナ5のみパイロットノズ
ル6による拡散燃焼により着火される。ガスタービンの
負荷が上昇するに連れてバーナ5が作動していき、その
メインノズル7および予混合ダクト8により予混合気が
噴射されて予混合燃焼が行なわれる。さらにガスタービ
ンの負荷に応じて他のバーナ5が次々と着火して燃焼が
進む。
FIG. 5 shows an example of the fuel schedule of the gas turbine combustor 11 according to the present invention, and the combustion itself is performed in the same manner as the conventional one. That is, when the gas turbine is started, only a pair of diagonal burners 5 are ignited by diffusion combustion by the pilot nozzle 6. As the load on the gas turbine increases, the burner 5 operates, and the main nozzle 7 and the premixing duct 8 inject the premixed gas into the premixed combustion. Further, the other burners 5 are ignited one after another according to the load on the gas turbine, and combustion proceeds.

【0024】図6は、部分負荷時における燃焼の様子を
示す模式図であるが、この部分負荷時には燃焼している
バーナ5a(斜線付記)と燃焼していないバーナ5bが
存在する。燃焼していないバーナ5bは冷却等の目的か
ら空気が流れたままである。この未燃バーナ5bから流
れてくる空気により燃焼バーナ5aの火炎温度が局部的
に低下しようとするが、燃焼しているバーナ5aの先端
には前方に突出するようにセラミック製ガイド13が取
り付けられているので、空気が燃焼バーナ5aの火炎に
影響を与えることがなく、火炎の保護,保炎がなされる
とともに火炎温度が低下することなく予混合燃焼し、こ
れによりCOやTHCの発生量が低減する。この場合、
セラミック製ガイド13には特別な冷却手段を有しない
ので火炎温度を低下させる要因とはならない。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the state of combustion at a partial load, and there are burners 5a (indicated by diagonal lines) that are burning and burners 5b that are not burning at this partial load. Air is still flowing in the burner 5b which is not burning for the purpose of cooling or the like. The air flowing from the unburned burner 5b tends to locally lower the flame temperature of the combustion burner 5a, but a ceramic guide 13 is attached to the tip of the burning burner 5a so as to project forward. Therefore, the air does not affect the flame of the combustion burner 5a, the flame is protected and flame-preserved, and the premixed combustion is performed without lowering the flame temperature. As a result, the amount of CO and THC generated is increased. Reduce. in this case,
Since the ceramic guide 13 has no special cooling means, it does not cause a decrease in flame temperature.

【0025】図7はこの発明による効果を従来のガスタ
ービン燃焼器と比較したものであり、ガスタービン負荷
とCO発生量とのグラフである。このグラフは、この発
明のガスタービン燃焼器10は従来のガスタービン燃焼
器に比してCOの発生量が大幅に低下していることを示
している。
FIG. 7 is a graph comparing the effect of the present invention with a conventional gas turbine combustor and is a graph of gas turbine load and CO generation amount. This graph shows that the gas turbine combustor 10 of the present invention has a significantly lower CO generation amount than the conventional gas turbine combustor.

【0026】図8はこの発明の他の実施例の縦断側面図
を示すもので、ガスタービン燃焼器11Aのバーナ5A
はヘッドプレート4の中心位置に、内筒3内の燃焼領域
に向けて拡散燃焼を行なうパイロットノズル6Aが配設
され、このパイロットノズル6Aを囲むように予混合燃
焼を行なう複数のメインノズル7Aが配設され、各メイ
ンノズル7Aが予混合ダクト8A内に延びて予混合ダク
ト8A内にメイン燃料を噴射させるようになっている。
FIG. 8 shows a vertical sectional side view of another embodiment of the present invention. The burner 5A of the gas turbine combustor 11A is shown in FIG.
Is provided with a pilot nozzle 6A for performing diffused combustion toward a combustion region in the inner cylinder 3 at a central position of the head plate 4, and a plurality of main nozzles 7A for performing premixed combustion are provided so as to surround the pilot nozzle 6A. The main nozzles 7A are arranged so as to extend into the premixing duct 8A and inject main fuel into the premixing duct 8A.

【0027】予混合ダクト8Aはガスタービン燃焼器1
1Aの内筒3の端板であるヘッドプレート3aに支持さ
れる。予混合ダクト7Aのダクト入口側にメインスワラ
9が設けられ、このメインスワラ9によりダクト入口側
から流入される空気を撹拌して旋回流を生じさせ、この
旋回流によりヘッドプレート4内の燃料分配ヘッダ20
を経てメインノズル7Aから噴射されるメイン燃料を予
混合ダクト8A内で予混合させており、この予混合燃料
が予混合ダクト7Aのダクト出口からセラミック製のス
リーブ状ガイド13内に噴射させるようになっている。
The premixing duct 8A is the gas turbine combustor 1
It is supported by a head plate 3a which is an end plate of the inner cylinder 3 of 1A. A main swirler 9 is provided on the duct inlet side of the premixing duct 7A. The main swirler 9 agitates the air flowing in from the duct inlet side to generate a swirl flow, and this swirl flow causes the fuel distribution header 20 in the head plate 4 to flow.
The main fuel injected from the main nozzle 7A via the premixing duct is premixed in the premixing duct 8A, and the premixed fuel is injected from the duct outlet of the premixing duct 7A into the ceramic sleeve-shaped guide 13. Has become.

【0028】また、内筒3のヘッドプレート3aの中央
部にガイド筒としての拡散燃焼用ダクト21が設けら
れ、このダクト21内にパイロットノズル6Aが挿設さ
れ、内筒3内の燃焼領域にノズル口が臨む一方、パイロ
ットノズル6Aの自由端部はスワラ10により拡散燃焼
用ダクト21に保持される。
Further, a diffusion combustion duct 21 as a guide cylinder is provided in the center of the head plate 3a of the inner cylinder 3, and a pilot nozzle 6A is inserted in the duct 21 so that a combustion area in the inner cylinder 3 is provided. The free end of the pilot nozzle 6A is held by the swirler 10 in the diffusion combustion duct 21 while the nozzle opening faces.

【0029】しかして、パイロットノズル6Aを案内さ
れるパイロット燃料は内筒3内の燃焼室Aでスワラ10
からの旋回流で撹拌され、拡散燃焼せしめられる。この
拡散燃焼域の周辺下流側に予混合燃焼域が形成され、予
混合燃焼せしめられる。
The pilot fuel guided through the pilot nozzle 6A is swirler 10 in the combustion chamber A in the inner cylinder 3.
It is agitated by the swirling flow from and diffused and burned. A premixed combustion zone is formed on the downstream side around the diffusion combustion zone, and premixed combustion is performed.

【0030】この実施例においても、予混合ダクト8A
の先端に前記実施例と同様にしてセラミック製ガイド1
3が内筒3内に突出するように取り付けられている。そ
して作用に関しても前記実施例と同様である。
Also in this embodiment, the premixing duct 8A
A ceramic guide 1 is attached to the tip of the same as in the previous embodiment.
3 is attached so as to project into the inner cylinder 3. The operation is also similar to that of the above embodiment.

【0031】なお、この発明は、バーナの配置や本数,
燃料流量配分,燃料噴射方法,燃料噴射位置などの如何
に拘らず適用し得ることは勿論である。
In addition, according to the present invention, the arrangement of burners, the number of burners,
Needless to say, the present invention can be applied regardless of distribution of fuel flow rate, fuel injection method, fuel injection position, and the like.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、特にガ
スタービンの部分負荷時に燃焼しているバーナの火炎が
燃焼していないバーナから流出する空気の影響をセラミ
ック製ガイドの存在によって受けることがなく、これに
より燃焼しているバーナの火炎の保護,保炎がなされ、
局部的に火炎の温度が低下することが防がれてCOやT
HCの発生量を大幅に低減することができる。
As described above, according to the present invention, the flame of the burner burning at the time of partial load of the gas turbine is affected by the air flowing out from the unburned burner due to the presence of the ceramic guide. There is no flame protection and flame protection of the burning burner.
It is possible to prevent the temperature of the flame from decreasing locally and prevent CO and T
The amount of generated HC can be significantly reduced.

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

【図1】この発明によるガスタービン燃焼器の一実施例
を示す縦断側面図。
FIG. 1 is a vertical sectional side view showing an embodiment of a gas turbine combustor according to the present invention.

【図2】図1のA−A矢視断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】図1のバーナの1つを示す縦断側面図。FIG. 3 is a vertical sectional side view showing one of the burners shown in FIG.

【図4】図3のB部の詳細を示す拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing details of portion B in FIG.

【図5】ガスタービン燃焼器の運転条件におけるガスタ
ービン負荷と燃料流量との関係を示す線図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a gas turbine load and a fuel flow rate under operating conditions of a gas turbine combustor.

【図6】この発明に係るガスタービン燃焼器の部分負荷
時における燃焼の様子を示す模式図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a state of combustion when a partial load is applied to the gas turbine combustor according to the present invention.

【図7】この発明に係るガスタービン燃焼器と従来のガ
スタービン燃焼器のガスタービン負荷とCO発生量との
関係を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a gas turbine load and a CO generation amount of a gas turbine combustor according to the present invention and a conventional gas turbine combustor.

【図8】この発明の他の実施例を示す図1相当図。FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention.

【図9】従来のガスタービン燃焼器を示す縦断側面図。FIG. 9 is a vertical cross-sectional side view showing a conventional gas turbine combustor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外壁 2 フロースリーブ 3 内筒 5,5A バーナ 6,6A パイロットノズル 7,7A メインノズル 8,8A 予混合ダクト(予混合管) 9 メインスワラ 10 スワラ 11,11A ガスタービン燃焼器 13 セラミック製ガイド 14 ナット 15 断熱材 16 シールプレート 17 止ピン 1 Outer Wall 2 Flow Sleeve 3 Inner Cylinder 5,5A Burner 6,6A Pilot Nozzle 7,7A Main Nozzle 8,8A Premixing Duct (Premixing Pipe) 9 Main Swirler 10 Swirler 11,11A Gas Turbine Combustor 13 Ceramic Guide 14 Nut 15 Heat insulating material 16 Seal plate 17 Stop pin

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 拡散燃焼型のパイロットノズルと、この
パイロットノズルの外周に位置する複数の予混合燃焼型
のメインノズルとを有するバーナが燃焼器頭部に環状に
配設され、各バーナが燃焼器の内筒内の燃焼領域に向け
て指向され、ガスタービンの負荷上昇に伴ってメインノ
ズルを順次作動させるようにしたガスタービン燃焼器に
おいて、前記バーナの予混合気出口の下流側外周部を覆
うようにセラミック製のガイドをバーナの先端から突出
して設けたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
1. A burner having a diffusion combustion type pilot nozzle and a plurality of premixed combustion type main nozzles located on the outer periphery of the pilot nozzle is annularly arranged at the head of the combustor, and each burner burns. In the gas turbine combustor, which is directed toward the combustion region in the inner cylinder of the burner and sequentially operates the main nozzles as the load of the gas turbine increases, a downstream outer peripheral portion of the premixed gas outlet of the burner is provided. A gas turbine combustor characterized in that a ceramic guide is provided so as to cover the burner tip so as to cover the burner.
【請求項2】 燃焼器頭部の中心位置に燃焼器の内筒内
の燃焼領域に向けて設置される拡散燃焼型のパイロット
ノズルと、このパイロットノズルを囲むように環状に配
設される予混合燃焼型のメインノズルとを有するガスタ
ービン燃焼器において、前記予混合燃焼型メインノズル
の予混合気出口の下流側外周部を覆うようにセラミック
製のガイドを上記メインノズルの予混合気出口側から突
出して設けたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
2. A diffusion combustion type pilot nozzle installed at a central position of a combustor head toward a combustion region in an inner cylinder of the combustor, and a preliminarily arranged annularly surrounding the pilot nozzle. In a gas turbine combustor having a mixed combustion type main nozzle, a ceramic guide is provided so as to cover a downstream side outer peripheral portion of a premixed gas outlet of the premixed combustion type main nozzle. A gas turbine combustor, which is provided so as to project from the gas turbine combustor.
【請求項3】 セラミック製のガイドは、高温耐熱性お
よび耐酸化性に富むセラミック基複合材料からなる請求
項1または2記載のガスタービン燃焼器。
3. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the ceramic guide is made of a ceramic matrix composite material having high temperature heat resistance and oxidation resistance.
【請求項4】 セラミック製のガイドは、バーナ先端に
緩衝材を介して固定部材により固定された請求項1また
は2記載のガスタービン燃焼器。
4. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the ceramic guide is fixed to the tip of the burner by a fixing member via a cushioning material.
JP6960295A 1995-03-28 1995-03-28 Gas turbine combustor Pending JPH08261467A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6960295A JPH08261467A (en) 1995-03-28 1995-03-28 Gas turbine combustor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6960295A JPH08261467A (en) 1995-03-28 1995-03-28 Gas turbine combustor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08261467A true JPH08261467A (en) 1996-10-11

Family

ID=13407558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6960295A Pending JPH08261467A (en) 1995-03-28 1995-03-28 Gas turbine combustor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08261467A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001044720A1 (en) * 1999-12-15 2001-06-21 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system
JP2011169577A (en) * 2010-02-19 2011-09-01 Siemens Ag Burner device
CN105841192A (en) * 2016-05-29 2016-08-10 无锡商业职业技术学院 Combustion nozzle for gas turbine

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001044720A1 (en) * 1999-12-15 2001-06-21 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system
EP1239219A1 (en) * 1999-12-15 2002-09-11 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system
EP1239219A4 (en) * 1999-12-15 2003-03-12 Osaka Gas Co Ltd Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system
US6684641B2 (en) 1999-12-15 2004-02-03 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system
US6829897B2 (en) 1999-12-15 2004-12-14 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner apparatus, gas turbine engine and co-generation system
US6832483B2 (en) 1999-12-15 2004-12-21 Osaka, Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner apparatus, gas turbine engine and co-generation system
US6854258B2 (en) 1999-12-15 2005-02-15 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner apparatus, gas turbine engine and co-generation system
US6951097B2 (en) 1999-12-15 2005-10-04 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner apparatus, gas turbine engine and co-generation system
JP4629945B2 (en) * 1999-12-15 2011-02-09 大阪瓦斯株式会社 Fluid distributor and burner device, gas turbine engine and cogeneration system
JP2011169577A (en) * 2010-02-19 2011-09-01 Siemens Ag Burner device
CN105841192A (en) * 2016-05-29 2016-08-10 无锡商业职业技术学院 Combustion nozzle for gas turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8607568B2 (en) Dry low NOx combustion system with pre-mixed direct-injection secondary fuel nozzle
US5974781A (en) Hybrid can-annular combustor for axial staging in low NOx combustors
US5323604A (en) Triple annular combustor for gas turbine engine
JP3958767B2 (en) Gas turbine combustor and ignition method thereof
US5201181A (en) Combustor and method of operating same
JP4648580B2 (en) Method and apparatus for reducing combustor emissions using a spray bar assembly
US6164074A (en) Combustor bulkhead with improved cooling and air recirculation zone
US6474071B1 (en) Multiple injector combustor
JP2004184072A (en) Method for reducing emission from gas turbine engine combustor and its device
JPS637283B2 (en)
US20100183991A1 (en) Premixing burner and method for operating a premixing burner
JP2849348B2 (en) Burner burner
US7469543B2 (en) Rich catalytic injection
JPH08261467A (en) Gas turbine combustor
JP2767403B2 (en) Low NOx burner for gas turbine
JP3901663B2 (en) Rapid fuel injection valve and low NOx combustor
JPH06213452A (en) Burner and operating method therefor
JP2004028352A (en) LOW NOx COMBUSTOR COMPRISING FUEL INJECTION VALVE FOR PREVENTING BACKFIRE AND SELF-IGNITION
JP2741983B2 (en) Combustion equipment
JP2607387Y2 (en) Gas turbine combustor
JP3482718B2 (en) Gas turbine combustor
JPH07190365A (en) Gas-turbine combustor
JP2001004138A (en) LOW NOx COMBUSTOR FOR GAS TURBINE
JP5057363B2 (en) Gas turbine combustor
JPS59173633A (en) Gas turbine combustor