JPH08261468A - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

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Publication number
JPH08261468A
JPH08261468A JP6959995A JP6959995A JPH08261468A JP H08261468 A JPH08261468 A JP H08261468A JP 6959995 A JP6959995 A JP 6959995A JP 6959995 A JP6959995 A JP 6959995A JP H08261468 A JPH08261468 A JP H08261468A
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JP
Japan
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fuel
combustion
gas turbine
premixed
nox
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JP6959995A
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Japanese (ja)
Inventor
Chikau Yamanaka
矢 山中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To make NOx low in the emission characteristics of a gas turbine in the entire load range by providing a fuel feed system advantageous.for ease of combustion in effecting diffuse combustion. CONSTITUTION: Fuel ejected from fuel nozzles 16 is made to spread together with combustion air by a swirler 11, sent spiraling into an inner tube 3, and by being ignited forms a pilot flame in a manner of diffuse combustion. A premix fuel is ejected from the fuel nozzles 16 in a showerlike flow and premixed with combustion air 19 evenly in a premix duct 15. This premixed fuel gains speed as it flows downstream, reaches a flow velocity of more than twice that of a turbulent combustion, and flows into the inner tube 3 through ejection holes 17a-17c. Upon entering the inner tube 3, the premixed fuel is ignited by the pilot flame upstream and burned, and thus forms a premixed flame. As regards the temperature of this premixed flame the rates of the respective flows of fuel are so controlled by a computing element as to hold the combustion temperature in the range (<1,600 deg.C) free from producing NOx .

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、ガスタービン発電プ
ラントやコンバインドサイクル発電プラントにおいて用
いられるガスタービン燃焼器に係り、特にガスタービン
の排気中に含まれるNOx濃度の低減を図ることができ
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 used in a gas turbine power plant or a combined cycle power plant, and particularly to a gas turbine capable of reducing the NOx concentration contained in the exhaust gas of the gas turbine. Regarding combustor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービン発電プラントやコンバイン
ドサイクル発電プラントにおいて使用されるガスタービ
ンは、高効率化のためその作動条件が高温、高圧力とな
っており、そのためNOx(窒素酸化物)を増大させる
傾向にある。
2. Description of the Related Art A gas turbine used in a gas turbine power generation plant or a combined cycle power generation plant has operating conditions of high temperature and high pressure in order to improve efficiency, which increases NOx (nitrogen oxide). There is a tendency.

【0003】NOxの発生要因は種々存在するが、主と
して火炎温度が支配的であり、したがってNOxを低減
させるためには火炎温度を如何に低く抑えるかにかかっ
てくる。そこで従来から種々対策が講じられているが、
最も簡単なNOx低減法として、燃焼器内の高温燃焼領
域に蒸気噴射や水噴射を行い、燃焼時における火炎の温
度を低下させるようにすることが多く採用されていた。
Although there are various causes of NOx generation, the flame temperature is mainly dominant, and therefore, in order to reduce NOx, it depends on how low the flame temperature is kept. Therefore, various measures have been taken from the past,
As the simplest NOx reduction method, steam injection or water injection is often performed in a high temperature combustion region in a combustor to reduce the temperature of the flame during combustion.

【0004】しかしこの手法では、適用が簡単で優れた
面を有しているが、蒸気や水を多量に使用すること、蒸
気や水の使用は結果としてプラント効率を低下させ、高
効率化を指向する目的に反すること、燃焼器内の多量の
蒸気や水の噴射は燃焼振動等を増大させ、燃焼器の寿命
を低下させること、などの種々の欠点があった。
However, although this method is easy to apply and has an excellent aspect, a large amount of steam or water is used, and the use of steam or water results in a decrease in plant efficiency and an increase in efficiency. There are various drawbacks such as contrary to the intended purpose, the injection of a large amount of steam or water in the combustor increases combustion oscillation, etc., and shortens the life of the combustor.

【0005】このようなことから、蒸気噴射や水噴射に
よる手法を用いずに火炎温度を低下させる手段として、
燃料と燃焼用空気とを燃料稀薄条件に予混合して燃焼さ
せる、いわゆる予混合多段稀薄燃焼法が採用され、従来
の蒸気噴射や水噴射により達成していたNOx低減レベ
ルを実現することが可能となっている。
From the above, as means for lowering the flame temperature without using the method of steam injection or water injection,
A so-called premixed multi-stage lean combustion method, in which fuel and combustion air are premixed and burned under lean fuel conditions, is adopted, and it is possible to achieve the NOx reduction level achieved by conventional steam injection or water injection. Has become.

【0006】予混合多段稀薄燃焼法においては、予混合
燃焼の欠点である狭い燃焼範囲をカバーするため、広い
空燃比の範囲で安定した燃焼が可能な拡散燃焼火炎を併
用した火炎構造が採用されている。
[0006] In the premixed multi-stage lean combustion method, in order to cover the narrow combustion range, which is a drawback of the premixed combustion, a flame structure is employed in which diffusion combustion flames capable of stable combustion in a wide air-fuel ratio range are used together. ing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】予混合多段稀薄燃焼法
を用いるドライ型のガスタービン燃焼器によれば一定の
成果は得られるが、下記のような問題点がある。
Although a dry type gas turbine combustor using the premixed multi-stage lean combustion method can achieve certain results, it has the following problems.

【0008】すなわち図5にガスタービン負荷とNOx
発生量との関係の特性図を示すように、蒸気や水の噴射
型のガスタービン燃焼器のNOx排出特性曲線aに対
し、蒸気や水を使用しないドライ型の低NOxガスター
ビン燃焼器によるNOx排出特性曲線bは、ガスタービ
ン負荷領域d〜eに対しかなり低減されているが、低負
荷側領域c〜dにおいては問題を有している。ドライ型
ガスタービン燃焼器では低負荷領域でのNOx低減のた
め従来では燃料系統を多段化し、NOx特性曲線bの一
部を一点鎖線fで示す低NOx特性に変更し、NOxの
低減化への改良を行なってきた。しかし、ガスタービン
の全負荷範囲である負荷cから定格負荷eまでにおいて
理論的に可能な最低のNOx特性gにマージンをみて設
定可能なNOx目標値特性hに対しNOx特性(例えば
特性曲線b)がかなり高くなっている。
That is, FIG. 5 shows the gas turbine load and NOx.
As shown in the characteristic diagram of the relationship with the generated amount, the NOx emission characteristic curve a of the steam or water injection type gas turbine combustor is compared with the NOx of the dry type low NOx gas turbine combustor that does not use steam or water. The emission characteristic curve b is considerably reduced for the gas turbine load regions d to e, but has a problem in the low load side regions cd to d. In the dry type gas turbine combustor, in order to reduce NOx in the low load region, the fuel system is conventionally multistaged, and a part of the NOx characteristic curve b is changed to the low NOx characteristic indicated by the one-dot chain line f to reduce NOx. Has been improved. However, the NOx target value characteristic h that can be set with a margin to the theoretically possible minimum NOx characteristic g from the load c to the rated load e, which is the full load range of the gas turbine, is set to the NOx characteristic (for example, the characteristic curve b). Is quite high.

【0009】すなわち拡散燃焼火炎に支えられた予混合
燃焼火炎によって安定燃焼を維持する従来のドライ型低
NOxガスタービン燃焼器のNOx特性jは、図6に示
すように拡散燃焼火炎用の燃料流量割合にほぼ反比例す
る。したがってNOxをさらに低減させるためには拡散
燃料流量割合を出来る限り小さくすることが望ましい。
That is, the NOx characteristic j of the conventional dry type low NOx gas turbine combustor that maintains stable combustion by the premixed combustion flame supported by the diffusion combustion flame is as shown in FIG. It is almost inversely proportional to the ratio. Therefore, in order to further reduce NOx, it is desirable to make the diffusion fuel flow rate ratio as small as possible.

【0010】しかし、従来のドライ型低NOxガスター
ビン燃焼器の構成および形状では、図7に示すように最
も小さい拡散燃料流量割合は各ガスタービン負荷でCO
制限値kをクリアできる拡散燃料流量割合lで決まって
おり、この流量割合lより小さい拡散燃料流量割合にす
ると、CO(またはTHC等)が増大し、燃焼効率の低
下や燃焼振動の増大により安定した運転が不可能とな
り、さらに小さい拡散燃料流量割合m以下にすると失火
するという問題があった。それ故安定燃焼や失火防止の
ため拡散燃料流量割合を零まで減少してNOxを最小値
まで低減することができなかった。
However, in the configuration and shape of the conventional dry type low NOx gas turbine combustor, as shown in FIG. 7, the smallest diffusion fuel flow rate ratio is CO at each gas turbine load.
It is determined by the diffusion fuel flow rate ratio l that can clear the limit value k. If the diffusion fuel flow rate ratio is smaller than this flow rate ratio l, CO (or THC, etc.) increases, and the combustion efficiency decreases and combustion oscillation increases, resulting in stability. However, there is a problem in that if the diffusion fuel flow rate ratio m is smaller than m, a misfire will occur. Therefore, in order to prevent stable combustion and misfire, the diffusion fuel flow rate ratio cannot be reduced to zero and NOx cannot be reduced to the minimum value.

【0011】この発明は、ガスタービン燃焼器の高温化
や低NOx化に伴い従来のドライ型NOxガスタービン
燃焼器において達成し得なかったガスタービンの全負荷
範囲で低NOx排出特性を実現す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 realizes a low NOx emission characteristic in the entire load range of a gas turbine, which cannot be achieved by a conventional dry type NOx gas turbine combustor due to an increase in temperature and a reduction in NOx of the gas turbine combustor. An object is to provide a gas turbine combustor capable of

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るガスタービン燃焼器では、拡散燃焼
と、空気との予混合燃焼とによる多段燃焼方式を有する
ガスタービン燃焼器であって、前記拡散燃焼のために燃
焼性のよい燃料の供給系を設けたことにある。
In order to achieve the above object, a gas turbine combustor according to the present invention is a gas turbine combustor having a multi-stage combustion system by diffusion combustion and premixed combustion with air. The fuel supply system with good combustibility is provided for the diffusion combustion.

【0013】燃焼性のよい燃料の供給系は、燃焼器の一
部分の負荷運転時にのみ拡散燃焼用燃料に燃焼性のよい
燃料を供給するようにしたことを請求項2とする。
It is a second aspect of the present invention that the fuel supply system of good combustibility supplies the fuel of good combustibility to the diffusion combustion fuel only when a part of the combustor is operated under load.

【0014】また、燃焼性のよい燃料の供給系に、燃料
の改質反応により燃焼性のよい燃料とする改質器を設け
た請求項3とする。さらに改質器の改質反応に必要な熱
源に燃焼器出口の燃焼ガスを使用するようにしたことを
請求項4とするものである。
Further, a reformer for converting a fuel having a good combustibility into a fuel having a good combustibility by a reforming reaction of the fuel is provided in a supply system of the fuel having a good combustibility. Further, the combustion gas at the combustor outlet is used as a heat source required for the reforming reaction of the reformer.

【0015】[0015]

【作用】拡散燃料として燃焼性のよい燃料を使用してい
ることにより、ガスタービンの低負荷時であっても拡散
燃料の比率(拡散燃料流量割合)を小さくしても失火せ
ず安定した拡散燃焼を得ることができ、したがって低負
荷時でもNOxの生成の抑制が可能となり、ガスタービ
ンの全負荷にわたりガスタービン燃焼器からのNOxの
発生を抑えることができる。また在来のドライ型低NO
xガスタービン燃焼器の場合でも、低負荷時にのみ拡散
燃料を燃焼性のよい燃料に切換えることにより同様の作
用を奏することができる。
[Operation] By using a fuel with good combustibility as the diffusion fuel, even if the load of the gas turbine is low, even if the ratio of the diffusion fuel (diffusion fuel flow rate) is reduced, there is no misfire and stable diffusion. It is possible to obtain combustion, and therefore, it is possible to suppress the generation of NOx even under a low load, and it is possible to suppress the generation of NOx from the gas turbine combustor over the entire load of the gas turbine. Also the conventional dry type low NO
Even in the case of the x gas turbine combustor, the same effect can be obtained by switching the diffusion fuel to the fuel having good combustibility only when the load is low.

【0016】[0016]

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1はこの発明によるガスタービン燃焼器
の一実施例の断面を示すもので、このガスタービン燃焼
器は、コンプレッサAとガスタービンBとの間に設けら
れる。ガスタービン燃焼器は外壁1と、その内側に設け
られる燃焼器ライナーのスリーブ外筒としてのフロース
リーブ2と、さらにその内側に設けられるスリーブ内筒
としての内筒3とを有し、これらの一端には端壁4が設
けられ、内筒3の他端にはトランジションピースである
尾筒5がスプリングシール6を介して接続される。
FIG. 1 shows a cross section of an embodiment of a gas turbine combustor according to the present invention. The gas turbine combustor is provided between a compressor A and a gas turbine B. The gas turbine combustor has an outer wall 1, a flow sleeve 2 as a sleeve outer cylinder of a combustor liner provided inside thereof, and an inner cylinder 3 as a sleeve inner cylinder provided further inside thereof, and one end of these An end wall 4 is provided at the other end, and a transition piece 5 which is a transition piece is connected to the other end of the inner cylinder 3 via a spring seal 6.

【0018】内筒3内に燃焼室が画成され、この燃焼室
は拡散燃焼域7と予混合燃焼域8とを有している。拡散
燃焼域7には、端壁4に挿通された拡散燃料ノズル9が
内筒3の端部壁10にスワラ11とともに内筒3内に臨
ませてある。
A combustion chamber is defined in the inner cylinder 3, and the combustion chamber has a diffusion combustion zone 7 and a premixed combustion zone 8. In the diffusion combustion region 7, a diffusion fuel nozzle 9 inserted through the end wall 4 is made to face the end wall 10 of the inner cylinder 3 with the swirler 11 inside the inner cylinder 3.

【0019】拡散燃料ノズル9には、2種の燃料供給ラ
イン12,13が切換弁14を介して接続され、この切
換弁14の切換えによりいずれか一方の燃料供給ライン
12または13が選択されて所定の燃料が供給できるよ
うになっている。一方の燃料供給ライン12は、燃焼性
のよい燃料の供給系を構成しており、この燃料供給ライ
ン12から改質等により処理された燃えやすい燃料が供
給されるようになっている。
Two kinds of fuel supply lines 12 and 13 are connected to the diffusion fuel nozzle 9 through a switching valve 14, and one of the fuel supply lines 12 and 13 is selected by switching the switching valve 14. Predetermined fuel can be supplied. One of the fuel supply lines 12 constitutes a fuel supply system with good combustibility, and the fuel supply line 12 supplies the combustible fuel processed by reforming or the like.

【0020】予混合燃焼域7には、フロースリーブ2と
内筒3との間に予混合装置としての予混合ダクト15が
内筒3の周方向に例えば4〜8個配設されている。この
予混合ダクト15の上流側に空気取入口15aが形成さ
れ、この空気取入口15aには燃料ノズル16が臨んで
いる。燃料ノズル16は外壁1の端壁4に設けられ、こ
の燃料ノズル16からは予混合燃料がシャワー状に噴出
され、予混合ダクト15内で燃焼用空気と均一に混合さ
れるようになっている。この予混合燃料は予混合ダクト
15を下流(図において右方)へ流れるにつれて増速さ
れ、乱流燃料速度の2倍以上の流速となって内筒3に形
成された予混合燃料噴出口17a,17b,17cから
内筒3内の予混合燃焼域8に噴射され、流入するように
なっている。
In the premix combustion zone 7, between the flow sleeve 2 and the inner cylinder 3, four to eight premix ducts 15 as a premix device are arranged in the circumferential direction of the inner cylinder 3. An air intake port 15a is formed on the upstream side of the premixing duct 15, and a fuel nozzle 16 faces the air intake port 15a. The fuel nozzle 16 is provided on the end wall 4 of the outer wall 1, and the premixed fuel is ejected from the fuel nozzle 16 in a shower shape so as to be uniformly mixed with the combustion air in the premixing duct 15. . The premixed fuel is accelerated as it flows downstream (to the right in the drawing) through the premixing duct 15, and has a flow velocity that is twice or more the turbulent fuel velocity and is formed in the inner cylinder 3 of the premixed fuel injection port 17a. , 17b, 17c are injected into the premixed combustion zone 8 in the inner cylinder 3 and flow in.

【0021】燃料ノズル16への燃料供給は、遮断弁、
燃料流量調整弁、分配弁(いずれも図示省略)を介して
行われるが、これらは演算器に入力されているガスター
ビン負荷等のスケジュールによる負荷信号に対応して制
御される。符号18は点火用イグナイタを示す。
Fuel is supplied to the fuel nozzle 16 by a shutoff valve,
Although it is performed via a fuel flow rate adjusting valve and a distribution valve (both not shown), these are controlled in response to a load signal according to a schedule such as a gas turbine load input to a computing unit. Reference numeral 18 indicates an ignition igniter.

【0022】次に図1に示したガスタービン燃焼器の作
用を説明する。
Next, the operation of the gas turbine combustor shown in FIG. 1 will be described.

【0023】まず、図1における空気の流れを説明する
と、コンプレッサAから吐出された高温、高圧の空気の
一部がガスタービンの冷却に回り、その一部は図1にお
ける燃焼器用空気19となる。この燃焼器用空気19の
一部は内筒3および尾筒5の冷却に使用される。残りの
燃焼用空気は拡散燃焼域7および予混合装置の予混合ダ
クト15にそれぞれ燃焼用空気として流入する。
First, the flow of air in FIG. 1 will be described. A part of the high-temperature, high-pressure air discharged from the compressor A goes to the cooling of the gas turbine, and a part thereof becomes the combustor air 19 in FIG. . A part of the combustor air 19 is used for cooling the inner cylinder 3 and the transition cylinder 5. The remaining combustion air flows into the diffusion combustion zone 7 and the premixing duct 15 of the premixing device as combustion air, respectively.

【0024】一方、燃料の流れは、図1において燃料ノ
ズル16から噴出された燃料が燃焼空気と共にスワラ1
1により拡散され、各運動量を与えられて旋回しながら
内筒3に流入する。燃料と燃焼用空気の流入と同時にイ
グナイタ18により点火され、拡散燃焼によるパイロッ
ト火炎を形成する。また予混合燃料は燃料ノズル16か
らシャワー状に噴出され、燃焼用空気19と均一に予混
合ダクト15内で予混合される。この予混合燃料は下流
に流れるにつれて増速され、乱流燃焼速度の2倍以上の
流速となり、噴出口17a,17b,17cから内筒3
内に流入する。このとき乱流燃焼速度の2倍以上の流速
となっていることによりパイロット火炎による予混合ダ
クト15内への逆火が防止される。
On the other hand, as for the flow of fuel, the fuel ejected from the fuel nozzle 16 in FIG.
1 diffuses, is given each momentum, and flows into the inner cylinder 3 while turning. Simultaneously with the inflow of fuel and combustion air, it is ignited by the igniter 18 to form a pilot flame by diffusion combustion. Further, the premixed fuel is ejected in a shower shape from the fuel nozzle 16 and premixed with the combustion air 19 uniformly in the premixing duct 15. This premixed fuel is accelerated as it flows downstream, has a flow velocity that is more than twice the turbulent combustion velocity, and flows from the injection ports 17a, 17b, 17c to the inner cylinder 3
Flows into. At this time, the backflow into the premixing duct 15 due to the pilot flame is prevented because the flow velocity is twice or more the turbulent combustion velocity.

【0025】流入した予混合燃料は、上流側のパイロッ
ト火炎により着火・燃焼され、予混合火炎を形成する。
このとき予混合火炎の火炎温度はNOxが生成されない
燃焼温度(<1600℃)になるように燃料流量がそれ
ぞれ演算器により制御される。
The inflowing premixed fuel is ignited and burned by the pilot flame on the upstream side to form a premixed flame.
At this time, the fuel flow rate is controlled by the computing unit so that the flame temperature of the premixed flame becomes the combustion temperature (<1600 ° C.) at which NOx is not generated.

【0026】次に燃焼法について説明する。Next, the combustion method will be described.

【0027】図2において符号aは従来の負荷に対する
拡散と予混合との燃料配分関係を示すが、この燃料配分
は低負荷域では拡散燃焼の安定化を図るために拡散燃焼
用の燃料を多くしている。したがって低負荷域運転にお
ける燃焼器出口のNOxは同図に示すように高くなって
いる。そこでこの発明における低負荷域に拡散燃焼用に
用いる燃料として燃えやすい燃料、例えば水素に切換え
て運転する場合の燃料配分を図2の符号bとして示して
いる。この場合の燃焼器出口のNOxは、同図に示すよ
うにガスタービンの全負荷にわたりNOxを抑制するこ
とができる。なおこの発明におけるガスタービン燃焼器
のNOx特性は、図5に符号iで示している。また拡散
燃料として燃えやすい燃料の供給は全負荷において実施
してもよいことはもちろんであり、この場合も同様の効
果を得ることができる。
In FIG. 2, reference character a indicates a conventional fuel distribution relationship between diffusion and premixing with respect to a load. In this fuel distribution, a large amount of fuel for diffusion combustion is used in order to stabilize diffusion combustion in a low load region. are doing. Therefore, the NOx at the combustor outlet in the low load region operation is high as shown in FIG. Therefore, in the present invention, reference numeral b in FIG. 2 shows the fuel distribution in the case where the fuel is switched to a fuel that is easily combustible as the fuel used for diffusion combustion in the low load region, for example, hydrogen. The NOx at the combustor outlet in this case can be suppressed over the entire load of the gas turbine, as shown in FIG. The NOx characteristics of the gas turbine combustor according to the present invention are indicated by the symbol i in FIG. Further, it is needless to say that the fuel that is easily combustible as the diffusion fuel may be supplied at full load, and the same effect can be obtained in this case as well.

【0028】図3は、燃えやすい燃料の供給系の構成の
実施例を示すもので、図1における燃料供給ライン12
に改質器20が接続されている。この改質器20は燃料
の改質反応によって燃焼性のよい燃料とするもので、改
質触媒を用い、燃料に水蒸気21を添加することにより
改質するようになされている。この改質触媒は吸熱反応
であるため熱源が必要とされるが、この実施例ではバー
ナ22により加熱するようにしている。
FIG. 3 shows an embodiment of the structure of the fuel supply system for the combustible fuel. The fuel supply line 12 in FIG.
The reformer 20 is connected to. The reformer 20 uses a reforming reaction of the fuel to produce a fuel having a good combustibility, and is reformed by using a reforming catalyst and adding steam 21 to the fuel. Since this reforming catalyst is an endothermic reaction, it requires a heat source, but in this embodiment, it is heated by the burner 22.

【0029】図4は、図3における改質器20の加熱用
熱源に燃焼器出口の燃焼ガス23の一部を用いるように
した実施例である。この実施例によれば、熱の有効利用
を図ることができ、プラントトータルの効率を高めるう
えで効果が高い。
FIG. 4 shows an embodiment in which a part of the combustion gas 23 at the combustor outlet is used as the heat source for heating the reformer 20 in FIG. According to this embodiment, the heat can be effectively used, and it is highly effective in improving the total efficiency of the plant.

【0030】なお燃料の改質のための改質器20に改質
触媒を用いた場合を示したが、改質器を用いた例に限定
されるものではなく、熱分解によるものなどであっても
よいことはもちろんであり、またガスタービン燃焼器に
ついても、ガス燃料や液体燃料を使用する種々のタイプ
のガスタービンに適用することができる。図3および図
4においてガスタービン燃焼器は図1と同じであるから
対応する符号を付して説明を省略する。
Although the case where the reforming catalyst is used in the reformer 20 for reforming the fuel is shown, the present invention is not limited to the example in which the reformer is used. Needless to say, the gas turbine combustor can also be applied to various types of gas turbines that use gas fuel or liquid fuel. Since the gas turbine combustor in FIGS. 3 and 4 is the same as that in FIG. 1, corresponding reference numerals are given and description thereof is omitted.

【0031】また、このガスタービン燃焼器において、
拡散燃焼用燃料は、ガスタービンの全負荷にわたり、燃
焼性が良好な燃料を用いてもよい。
In this gas turbine combustor,
As the fuel for diffusion combustion, a fuel having good combustibility may be used over the entire load of the gas turbine.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、従来の
ガスタービン燃焼器の問題点であった低負荷域での拡散
燃焼の不安定性やNOxの増大を同時に解消することが
可能となり、その結果、全運転範囲におけるNOxの生
成を抑制することができる。そしてこのNOxの発生の
削減により、脱硝装置の縮小乃至は省略、アンモニア消
費量の減少等を含み運転経費の節減等に大きく寄与する
ことができ、延いては地球環境のクリーン化に対しても
貢献することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to simultaneously eliminate the instability of diffusion combustion in a low load region and the increase in NOx, which are problems of the conventional gas turbine combustor. As a result, it is possible to suppress the generation of NOx in the entire operating range. By reducing the generation of NOx, the NOx removal equipment can be reduced or omitted, and the consumption of ammonia can be greatly reduced, including the reduction of ammonia consumption, which can contribute to a cleaner global environment. You can contribute.

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

【図1】この発明に係るガスタービン燃焼器の一実施例
を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a gas turbine combustor according to the present invention.

【図2】拡散燃料割合に対するNOx特性を示す特性
図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing NOx characteristics with respect to a diffusion fuel ratio.

【図3】この発明に係りガスタービン燃焼器の他の実施
例を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the gas turbine combustor according to the present invention.

【図4】この発明に係るガスタービン燃焼器のさらに他
の実施例を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the gas turbine combustor according to the present invention.

【図5】ガスタービン燃焼器出口のNOxと負荷との関
係を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between NOx at the gas turbine combustor outlet and load.

【図6】拡散燃料割合によるNOx特性図。FIG. 6 is a NOx characteristic diagram based on a diffusion fuel ratio.

【図7】拡散燃料割合に対するNOxとCOとの特性
図。
FIG. 7 is a characteristic diagram of NOx and CO with respect to the diffusion fuel ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外壁 2 スロースリーブ 3 内筒 4 端壁 5 尾筒 6 スプリングシール 7 拡散燃焼域 8 予混合燃焼域 9 拡散燃料ノズル 10 端部壁 11 スワラ 12,13 燃料供給ライン 14 切換弁 15 予混合ダクト 16 燃料ノズル 17a,17b,17c 予混合燃料噴出口 18 イグナイタ 20 改質器 22 バーナ 1 outer wall 2 slow sleeve 3 inner cylinder 4 end wall 5 tail cylinder 6 spring seal 7 diffusion combustion area 8 premix combustion area 9 diffusion fuel nozzle 10 end wall 11 swirler 12, 13 fuel supply line 14 switching valve 15 premix duct 16 Fuel nozzles 17a, 17b, 17c Premixed fuel jet 18 Igniter 20 Reformer 22 Burner

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 拡散燃焼と、空気との予混合による予混
合燃焼とによる多段燃焼方式を有するガスタービン燃焼
器において、前記拡散燃焼のために燃焼性のよい燃料の
供給系を設けたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
1. A gas turbine combustor having a multi-stage combustion system comprising diffusion combustion and premixing combustion by premixing with air, wherein a fuel supply system having good combustibility is provided for the diffusion combustion. Characteristic gas turbine combustor.
【請求項2】 燃焼性のよい燃料の供給系は、燃焼器の
一部分の負荷運転時にのみ拡散燃焼用燃料に燃焼性のよ
い燃料を供給するようにされている請求項1記載のガス
タービン燃焼器。
2. The gas turbine combustion according to claim 1, wherein the fuel supply system with good combustibility is adapted to supply the fuel with good combustibility to the diffusion combustion fuel only when a part of the combustor is operated under load. vessel.
【請求項3】 燃焼性のよい燃料の供給系は、燃料の改
質反応により燃焼性のよい燃料とする改質器を有してい
る請求項1記載のガスタービン燃焼器。
3. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the fuel supply system having good combustibility has a reformer for converting the fuel into a fuel having good combustibility by a reforming reaction of the fuel.
【請求項4】 前記改質器の改質反応に必要な熱源に燃
焼器出口の燃焼ガスを使用するようにした請求項3記載
のガスタービン燃焼器。
4. The gas turbine combustor according to claim 3, wherein the combustion gas at the combustor outlet is used as a heat source required for the reforming reaction of the reformer.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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