JPH0893501A - Gas turbine combustor for low calorie gas - Google Patents

Gas turbine combustor for low calorie gas

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JPH0893501A
JPH0893501A JP22665494A JP22665494A JPH0893501A JP H0893501 A JPH0893501 A JP H0893501A JP 22665494 A JP22665494 A JP 22665494A JP 22665494 A JP22665494 A JP 22665494A JP H0893501 A JPH0893501 A JP H0893501A
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low
gas
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air
calorie gas
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雅文 福田
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Abstract

PURPOSE: To provide a means which supplies nitrogen and continue combustion efficiently. CONSTITUTION: In a gas turbine combustor for low calorie gas which burns low calorie gas fuel, a low calorie gas opening 4, an air opening 5, and a nitrogen opening 6 are provided in a fuel injection nozzle 2 to dilute low calorie gas and air to be supplied with nitrogen so that heating value of gas is reduced, oxygen concentration of air is reduced, temperature of flame at the time of combustion is kept low, and producing amount of NOx is reduced.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は低カロリーガス用タービ
ン燃焼器に係り、特に通常の燃料ガスに加えて窒素ガス
をも供給する装置を具える低カロリーガス用ガスタービ
ン燃焼器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low calorie gas turbine combustor, and more particularly to a low calorie gas gas turbine combustor having a device for supplying nitrogen gas in addition to ordinary fuel gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は従来の燃焼器の断面図、図11
は図10のA−A線における断面図である。図10にお
いて、低カロリーガス供給部8から供給された低カロリ
ーガスは、燃料噴射ノズル2から燃焼器ライナー1の内
部に噴射される。一方、燃焼に必要な空気の一部は空気
供給部13から供給され、燃料噴射ノズル2から燃焼器
ライナー1に噴射される。残りは、燃焼器ライナーに明
けられた空気孔12から直接燃焼器ライナー1の内部に
噴射される。低カロリーガスと空気は、燃焼領域11で
混合、燃焼し生成した燃焼ガスは燃焼ガス10として燃
焼器ライナー1から排出される。ガスタービンの起動時
や低負荷時においては燃料流量が少ないため、燃焼性能
が比較的低い低カロリーガスは単独での燃焼が困難にな
る。そこで、このような場合には液体燃料供給部7から
軽油や灯油などの液体燃料を供給し、液体燃料ノズル3
から噴射して燃焼させる。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a sectional view of a conventional combustor, and FIG.
FIG. 11 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 10. In FIG. 10, the low-calorie gas supplied from the low-calorie gas supply unit 8 is injected from the fuel injection nozzle 2 into the combustor liner 1. On the other hand, part of the air required for combustion is supplied from the air supply unit 13 and injected from the fuel injection nozzle 2 to the combustor liner 1. The remainder is directly injected into the combustor liner 1 through the air holes 12 formed in the combustor liner. The low-calorie gas and air are mixed and burned in the combustion region 11, and the generated combustion gas is discharged as the combustion gas 10 from the combustor liner 1. Since the fuel flow rate is small when the gas turbine is started or when the load is low, it is difficult to burn low-calorie gas having relatively low combustion performance by itself. Therefore, in such a case, liquid fuel such as light oil or kerosene is supplied from the liquid fuel supply unit 7, and the liquid fuel nozzle 3
It is injected from and burned.

【0003】図11を用いて燃料噴射ノズル2の詳細を
説明する。液体燃料ノズル3は燃焼器ライナー1の中心
部に位置し、それ等の環状の空間には断面扇形の低カロ
リーガス開口部4と、同じく断面扇形の空気開口部5と
が交互にならんで配置されている。上記のように、低カ
ロリーガス開口部4と空気供給部5とが配置されている
ため、低カロリーガスと空気との混合が促進され、燃焼
領域での燃焼が均一な燃焼が確保される。
Details of the fuel injection nozzle 2 will be described with reference to FIG. The liquid fuel nozzle 3 is located at the center of the combustor liner 1, and low-calorie gas openings 4 having a fan-shaped cross section and air openings 5 having a fan-shaped cross section are alternately arranged in the annular spaces of the liquid fuel nozzles 3. Has been done. As described above, since the low-calorie gas opening 4 and the air supply unit 5 are arranged, the mixing of the low-calorie gas and air is promoted, and uniform combustion in the combustion region is ensured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低カロ
リーガスを利用した発電システムにおいては、低カロリ
ーガスと同時に空気分離プラントから得られる窒素ガス
をガスタービンで利用するようになってきている。
However, in a power generation system using low-calorie gas, nitrogen gas obtained from an air separation plant has been used in a gas turbine at the same time as low-calorie gas.

【0005】図12は近年のガス化プラントのフロー図
である。図12において、空気分離器101には大気中
から空気111が吸い込まれる。空気分離器101で分
離された酸素112はガス化炉102へ送られ、燃料1
14の部分酸化に用いられる。この結果得られる粗低カ
ーガス113は脱硫装置103で精製され、低カーガス
115として低カロリーガス用ガスタービン燃焼器10
6(以下、低カロリーガス燃焼器106と称する。)に
導かれる 一方、空気分離器101で分離された窒素は、NOx発
生の抑制とガスタービン108の出力向上とを目的とし
て、低カロリーガス燃焼器106へ供給される。
FIG. 12 is a flow chart of a recent gasification plant. In FIG. 12, air 111 is sucked into the air separator 101 from the atmosphere. The oxygen 112 separated by the air separator 101 is sent to the gasification furnace 102, and the fuel 1
Used for partial oxidation of 14. The crude low car gas 113 obtained as a result is refined in the desulfurization device 103 and is used as the low car gas 115 in the gas turbine combustor 10 for low calorie gas.
6 (hereinafter referred to as the low-calorie gas combustor 106), the nitrogen separated by the air separator 101 is burned in the low-calorie gas for the purpose of suppressing NOx generation and improving the output of the gas turbine 108. Is supplied to the container 106.

【0006】また、ガスタービン108では圧縮機10
5から供給された圧縮空気117が低カロリーガス燃焼
機106に供給される。その結果、低カロリーガス燃焼
器106では比較的NOxの少ない高温の燃焼ガス11
8が生成し、タービン107に送られここで膨脹して仕
事をする。膨脹し終わった燃焼ガス118は排気ガス1
19としてガスタービンから排出される。
In the gas turbine 108, the compressor 10
The compressed air 117 supplied from No. 5 is supplied to the low calorie gas combustor 106. As a result, in the low-calorie gas combustor 106, the high-temperature combustion gas 11 containing relatively little NOx is generated.
8 is generated and sent to the turbine 107 where it expands and does work. Combustion gas 118 that has finished expanding is exhaust gas 1
It is discharged from the gas turbine as 19.

【0007】ガスタービンで発生した仕事は、発電機1
04で電力として取り出される。
The work generated in the gas turbine is generated by the generator 1.
It is taken out as electric power at 04.

【0008】このような発電システムでは、低カロリー
ガス115、窒素116、空気117の3種類のガスを
効率よく燃やすことができる低カロリーガス燃焼器10
6が不可欠である。
In such a power generation system, a low-calorie gas combustor 10 capable of efficiently burning three kinds of gases, that is, low-calorie gas 115, nitrogen 116, and air 117.
6 is essential.

【0009】従来の燃焼器では、低カロリーガス115
と空気117とを燃やすことはできるが、窒素を供給し
て燃焼を行わせることはできない。
In the conventional combustor, the low calorie gas 115
And air 117 can be burned, but nitrogen cannot be supplied to burn them.

【0010】本発明は上記の事情に基づきなされたもの
で、窒素を供給する手段を具え且つ効率よく燃焼を持続
することができる低カロリーガス燃焼器を提供する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a low-calorie gas combustor which is equipped with a means for supplying nitrogen and can sustain combustion efficiently.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の低カロリーガス
用タービン燃焼器は、燃料噴射ノズルの低カロリーガス
吹出し口と空気吹出し口との間に窒素ガス吹出し口を設
けたことを特徴とする。
A turbine burner for low-calorie gas according to the present invention is characterized in that a nitrogen gas outlet is provided between a low-calorie gas outlet and an air outlet of a fuel injection nozzle. .

【0012】[0012]

【作用】上記構成の本発明の燃焼においては、燃料噴射
ノズルの低カロリーガス吹出し口と空気吹出し口との間
に窒素吹出し口を設けてあるので、これ等のガスが燃焼
器ライナーに噴射されると、低カロリーガスと窒素、空
気と窒素とがそれ混合し、それぞれが窒素によって希釈
される。この希釈によって、低カロリーガスの発熱量は
さらに低下する。また、空気は窒素と混合することによ
って酸素濃度が低下する。非常に発熱量が少ない低カロ
リーガスと酸素濃度の低い空気とによる燃焼は火炎温度
が低く、NOx の発生量は低く押さえられる。また、噴
射口のの分割数を増すことによって、混合は均一に行な
われ安定した燃焼が得られる。
In the combustion of the present invention having the above structure, since the nitrogen outlet is provided between the low-calorie gas outlet and the air outlet of the fuel injection nozzle, these gases are injected into the combustor liner. Then, the low-calorie gas and nitrogen, the air and the nitrogen are mixed with each other, and each is diluted with nitrogen. This dilution further reduces the calorific value of the low-calorie gas. In addition, the concentration of oxygen is reduced by mixing air with nitrogen. Combustion with low-calorie gas, which has a very low calorific value, and air, which has a low oxygen concentration, has a low flame temperature and a low NOx generation amount. Further, by increasing the number of divisions of the injection port, mixing is uniformly performed and stable combustion is obtained.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
10〜図12と同一部分には同一符号を付した図1は、
本発明の第1の実施例の模式的側面図、図2はそのA−
A矢視図である。燃焼器ライナー1の内部の燃焼領域1
1内では、燃焼反応が生じる。燃焼器ライナー1の側面
には、燃焼に必要な空気を内部に導く空気孔12が設け
られている。一方、燃焼器ライナー1の内部には、燃料
噴射ノズル2と液体燃料ノズル3が設けられている。燃
料噴射ノズル2には、低カロリーガス供給部8、窒素供
給部9、空気供給部13が設けられ、それぞれから低カ
ロリーガス、窒素、空気が燃料噴射ノズル2の内部の別
々の区画に供給される。液体燃料ノズル3には、液体燃
料供給部7から液体燃料が供給される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 in which the same parts as those in FIGS.
The typical side view of the 1st Example of this invention, FIG.
FIG. Combustion liner 1 inside combustor liner 1
Within 1, a combustion reaction occurs. The side surface of the combustor liner 1 is provided with an air hole 12 that introduces air required for combustion into the inside. On the other hand, inside the combustor liner 1, a fuel injection nozzle 2 and a liquid fuel nozzle 3 are provided. The fuel injection nozzle 2 is provided with a low-calorie gas supply unit 8, a nitrogen supply unit 9, and an air supply unit 13, from which low-calorie gas, nitrogen, and air are supplied to different compartments inside the fuel injection nozzle 2. It Liquid fuel is supplied from the liquid fuel supply unit 7 to the liquid fuel nozzle 3.

【0014】図2において、燃料噴射ノズル2は扇形断
面の低カロリーガス開口部4、空気開口部5、窒素開口
部6を有し、低カロリーガス開口部4と空気開口部5と
の間には、窒素開口部6が配置されている。つまり、燃
料噴射ノズル2においては低カロリーガス開口部4、窒
素開口部6、低カロリーガス開口部4、空気開口部5の
順にならんでいる。窒素開口部6’、低カロリーガス開
口部4’、窒素開口部6’、空気開口部5’のように、
前記と同様の並びが繰り返され、燃料噴射ノズルの噴射
部が形成されている。なお、液体燃料ノズル3は燃料噴
射ノズル2の中心部に配置されている。
In FIG. 2, the fuel injection nozzle 2 has a low-calorie gas opening 4, an air opening 5, and a nitrogen opening 6 each having a fan-shaped cross section, and between the low-calorie gas opening 4 and the air opening 5. Is provided with a nitrogen opening 6. That is, in the fuel injection nozzle 2, the low-calorie gas opening 4, the nitrogen opening 6, the low-calorie gas opening 4, and the air opening 5 are arranged in this order. Like nitrogen opening 6 ', low calorie gas opening 4', nitrogen opening 6 ', air opening 5',
The same arrangement as above is repeated to form the injection portion of the fuel injection nozzle. The liquid fuel nozzle 3 is arranged at the center of the fuel injection nozzle 2.

【0015】低低カロリーガス供給部8から供給された
低カロリーガスは、燃料噴射ノズル2から燃焼器ライナ
ー1内に噴射される。一方、燃焼に必要な空気の一部は
空気供給部13から供給され、燃料噴射ノズルから燃焼
器ライナー1に噴射される。残りは燃焼器ライナー1の
側面の空気孔12から燃焼器ライナー1内部に噴射され
る。また、窒素は窒素供給部9から燃料噴射ノズル2に
供給され、窒素開口部6から燃焼器ライナー1内部に噴
射される。
The low-calorie gas supplied from the low-low-calorie gas supply unit 8 is injected from the fuel injection nozzle 2 into the combustor liner 1. On the other hand, part of the air required for combustion is supplied from the air supply unit 13 and injected from the fuel injection nozzle to the combustor liner 1. The remainder is injected into the combustor liner 1 through the air holes 12 on the side surface of the combustor liner 1. Nitrogen is supplied from the nitrogen supply unit 9 to the fuel injection nozzle 2 and is injected into the combustor liner 1 from the nitrogen opening 6.

【0016】燃焼器ライナー1内部に噴射された低カロ
リーガスの両隣には窒素ガスも噴射されるため、噴射さ
れた直後に低カロリーガスと窒素ガスとが混合し、低カ
ロリーガスは希釈され発熱量はより低下される。また、
燃焼器ライナー1内部に噴射された空気の両隣にも窒素
ガスが噴射されるため、噴射直後に空気も窒素ガスと混
合し、相対的に酸素濃度が低下する。
Since nitrogen gas is also injected on both sides of the low-calorie gas injected into the combustor liner 1, the low-calorie gas and the nitrogen gas are mixed immediately after the injection, and the low-calorie gas is diluted to generate heat. The amount will be lower. Also,
Since the nitrogen gas is also injected to both sides of the air injected into the combustor liner 1, the air is also mixed with the nitrogen gas immediately after the injection, and the oxygen concentration is relatively reduced.

【0017】この混合により、超低発熱量の低カロリー
ガスと酸素濃度が低い空気とが得られる。そして、それ
等が燃焼領域11で燃焼する。このような燃焼は、火炎
温度が低くNOx発生量は低く押さえられる。
By this mixing, a low calorific gas having an extremely low calorific value and air having a low oxygen concentration can be obtained. Then, they burn in the combustion region 11. In such combustion, the flame temperature is low and the NOx generation amount is suppressed low.

【0018】また、窒素開口部6、低カロリーガス開口
部4、空気開口部5は細分化されているため、噴射され
たガスの混合を均一かつ短時間で行うことができ、火炎
の安定性を確保することができる。
Further, since the nitrogen opening 6, the low-calorie gas opening 4, and the air opening 5 are subdivided, the injected gas can be mixed uniformly and in a short time, and the flame stability can be improved. Can be secured.

【0019】燃焼領域11で発生した燃焼ガス10は燃
焼器ライナー1から排出される。
The combustion gas 10 generated in the combustion region 11 is discharged from the combustor liner 1.

【0020】なお、ガスタービンの起動時や低負荷時に
おいては燃料流量が少ないので、低カロリーガス単独で
は燃焼の維持が困難となるため、液体燃料供給部7から
液体燃料を供給し、液体燃料ノズル2から噴射して燃焼
させる。
Since the fuel flow rate is small when the gas turbine is started or when the load is low, it is difficult to maintain combustion with the low-calorie gas alone. Therefore, the liquid fuel is supplied from the liquid fuel supply unit 7 and the liquid fuel is supplied. It is injected from the nozzle 2 and burned.

【0021】本発明の低カロリーガス燃焼器では、窒素
を直接燃焼器ライナー1の内部に噴射する手段を有す
る。そして、超低発熱量の低カロリーガスと酸素濃度が
低い空気による燃焼によって、低い火炎温度が実現され
NOx 発生量が低く押さえられる。
The low calorie gas combustor of the present invention has means for injecting nitrogen directly into the combustor liner 1. Combustion with a low calorific gas having an extremely low calorific value and air having a low oxygen concentration realizes a low flame temperature and suppresses the NOx generation amount to a low level.

【0022】また、窒素開口部6、低カロリーガス開口
部4、空気開口部5を細分化した結果、噴射されたガス
の混合を均一かつ短時間で行うことが可能となり、安定
した火炎の持続が可能となる。
Further, as a result of subdividing the nitrogen opening 6, the low-calorie gas opening 4, and the air opening 5, the injected gas can be mixed uniformly and in a short time, and a stable flame can be maintained. Is possible.

【0023】図3は本発明の第2の実施例を示すもの
で、図2に相当する図である。この図において、噴射ノ
ズル2の開口部は低カロリーガス開口部4、窒素開口部
6、低カロリーガス開口部4、空気開口部5の順に並べ
て設けられている。それ等の開口部は順次円周方向に整
列されていることは前記第1の実施例と同様である。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention and corresponds to FIG. In this figure, the openings of the injection nozzle 2 are provided in order of the low-calorie gas opening 4, the nitrogen opening 6, the low-calorie gas opening 4, and the air opening 5. Similar to the first embodiment, the openings are sequentially arranged in the circumferential direction.

【0024】低カロリーガス開口部4はその一側におい
て空気開口部5と、その反対側において窒素開口部6に
接している。低カロリーガスが燃焼器ライナー1に噴射
されると、低カロリーガスと窒素が接する部分では低カ
ロリーガスと窒素とが混合し、低カロリーガスは窒素ガ
スによって希釈される。この希釈によって低カロリーガ
スの発熱量はさらに低下される。非常に低い発熱量のガ
スが燃焼する際の火炎温度は低く、NOx の発生は抑制
される。一方、低カロリーガスが空気と直接接する側で
は、低カロリーガスと空気とが混合し燃焼を開始する。
もともと低カロリーガスは発熱量が低いので、火炎温度
は低いが反対側の窒素て希釈されたガスとくらべると、
火炎温度は若干高くなりそれに応じてNOx の発生量も
若干多めとなる。しかし、火炎温度が比較的高いため火
炎の安定性が増大する。
The low-calorie gas opening 4 is in contact with the air opening 5 on one side and the nitrogen opening 6 on the opposite side. When the low-calorie gas is injected into the combustor liner 1, the low-calorie gas and the nitrogen are mixed in a portion where the low-calorie gas and the nitrogen are in contact with each other, and the low-calorie gas is diluted with the nitrogen gas. The calorific value of the low-calorie gas is further reduced by this dilution. The flame temperature when a gas with a very low calorific value burns is low, and the generation of NOx is suppressed. On the other hand, on the side where the low-calorie gas is in direct contact with the air, the low-calorie gas and the air are mixed and combustion is started.
Since the calorific value of low-calorie gas is low originally, the flame temperature is low, but compared with the gas diluted with nitrogen on the other side,
The flame temperature becomes slightly higher, and accordingly the amount of NOx generated becomes slightly higher. However, flame stability is increased due to the relatively high flame temperature.

【0025】上記のように、低カロリーガスはその一部
が窒素で希釈されるので、この部分が燃焼する際の火炎
温度は低く保たれ、NOx の発生量は抑制される。他
方、窒素により希釈されないガスの火炎温度は若干高い
ため、燃焼時に多めのNOx を発生するが、安定した火
炎の維持ができる。
As described above, since a part of the low-calorie gas is diluted with nitrogen, the flame temperature when burning this part is kept low and the amount of NOx produced is suppressed. On the other hand, since the flame temperature of the gas that is not diluted with nitrogen is slightly high, a large amount of NOx is generated during combustion, but a stable flame can be maintained.

【0026】図4は本発明の第3の実施例を示すもの
で、図2と同様の図である。この図において、燃料噴射
ノズル2の開口部は、低カロリーガス開口部4、空気開
口部5、窒素開口部6、空気開口部5の順に並んでい
る。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention and is similar to FIG. In this figure, the openings of the fuel injection nozzle 2 are arranged in the order of the low-calorie gas opening 4, the air opening 5, the nitrogen opening 6, and the air opening 5.

【0027】低カロリーガス開口部4は両側に空気開口
部5が設けられている。低カロリーガスが燃焼器ライナ
ー1内に噴射されたとき、低カロリーガスと空気とが混
合され燃焼が開始される。もともと低カロリーガスは発
熱量が少ないので、火炎温度は低いが、窒素によって希
釈されているガスよりは若干火炎温度が高くなり、それ
に応じてNOx の発生量も若干多くなる。しかし、火炎
温度が若干高いため火炎の安定性が増加することとな
る。
The low-calorie gas opening 4 is provided with air openings 5 on both sides. When the low-calorie gas is injected into the combustor liner 1, the low-calorie gas and air are mixed and combustion is started. Since the calorific value of the low-calorie gas is low originally, the flame temperature is low, but the flame temperature is slightly higher than that of the gas diluted with nitrogen, and accordingly, the amount of NOx generated is slightly higher. However, since the flame temperature is slightly high, the stability of the flame is increased.

【0028】この第3の実施例においては、低カロリー
ガスの窒素による希釈を行っていないため、火炎温度は
若干高く多めのNOx を発生するが、安定した火炎の維
持が容易である。
In the third embodiment, since the low-calorie gas is not diluted with nitrogen, the flame temperature is slightly high and a large amount of NOx is generated, but it is easy to maintain a stable flame.

【0029】図5は本発明の第4の実施例を示すもの
で、図2と同様の図である。この図において、低カロリ
ーガス開口部4、窒素開口部6、空気開口部5は同心円
状に内側から順にならんでいる。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention and is similar to FIG. In this figure, the low-calorie gas opening 4, the nitrogen opening 6, and the air opening 5 are concentrically arranged in order from the inside.

【0030】低カロリーガス開口部4はその外周を窒素
開口部6に囲まれている。低カロリーガスが燃焼器ライ
ナー1に噴射されると、低カロリーガスと窒素とが接す
る部分ではまず低カロリーガスと窒素とが混合し、低カ
ロリーガスの窒素による希釈が行われる。この混合によ
って低カロリーガスの発熱量がさらに低下する。一方、
窒素はその外周を空気によって取り囲まれており、空気
と接する側では窒素と空気とが混合し、空気中の酸素濃
度は低下される。結果として、非常に低い発熱量のガス
が低い酸素濃度の空気と燃焼することになる。この場
合、火炎温度は低くNOx の発生量は大巾に抑制され
る。
The low-calorie gas opening 4 is surrounded by the nitrogen opening 6 on the outer circumference thereof. When the low-calorie gas is injected into the combustor liner 1, the low-calorie gas and nitrogen are first mixed in a portion where the low-calorie gas and nitrogen are in contact with each other, and the low-calorie gas is diluted with nitrogen. This mixing further reduces the calorific value of the low-calorie gas. on the other hand,
Nitrogen is surrounded by air on its outer periphery, and on the side in contact with air, nitrogen and air are mixed, and the oxygen concentration in the air is reduced. As a result, a very low calorific value gas will combust with low oxygen concentration air. In this case, the flame temperature is low and the amount of NOx generated is greatly suppressed.

【0031】上記のように、この実施例では低カーガス
が窒素で希釈される。また、空気も窒素で希釈されるの
で、燃焼時の火炎温度は低く保たれNOx の発生も著し
く抑制される。なお、低カロリーガス開口部4、空気開
口部5、窒素開口部6の配置を変更すると、前記第2、
第3の実施例と同様の効果を得ることができる。
As mentioned above, in this embodiment the low car gas is diluted with nitrogen. Further, since the air is also diluted with nitrogen, the flame temperature during combustion is kept low and the generation of NOx is significantly suppressed. If the arrangement of the low-calorie gas opening 4, the air opening 5, and the nitrogen opening 6 is changed, the second,
The same effect as that of the third embodiment can be obtained.

【0032】図1と同一部分には同一符号を付した図6
は、本発明の第5の実施例を示すもので、図1と同様の
図である。この図において、燃焼器ライナー1の側部に
は、予混合ダクト21がん円周上数箇所に配置されて設
けられている。予混合ダクト21の内部に向けて、低カ
ロリーガス噴射ノズル22、窒素噴射ノズル23が設置
されている。低カロリーガス噴射ノズル22には、低カ
ロリーガス供給部9から低カロリーガスが供給される。
また、窒素噴射ノズル23には、窒素ガス供給部9から
窒素ガスが供給される。
6 in which the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention and is a view similar to FIG. In this figure, a side portion of the combustor liner 1 is provided at several locations on the circumference of the premix duct 21 cancer. A low-calorie gas injection nozzle 22 and a nitrogen injection nozzle 23 are installed toward the inside of the premixing duct 21. The low-calorie gas injection nozzle 22 is supplied with low-calorie gas from the low-calorie gas supply unit 9.
Further, nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas supply unit 9 to the nitrogen injection nozzle 23.

【0033】予混合ダクト21の内部には、空気供給部
13から空気が供給される。また、低カロリーガス、窒
素は、低カロリーガス供給部8、窒素ガス供給部9のそ
れぞれから低カロリーガス噴射ノズル22、窒素ガス噴
射ノズル23に供給され、それぞれの噴射ノズルから予
混合ダクト内部に噴射され、空気と完全に混合される。
上記のようにして得られた予混合ガスは、燃焼器ライナ
ー1の燃焼領域11に噴射されここで燃焼する。
Air is supplied from the air supply unit 13 into the premixing duct 21. The low-calorie gas and nitrogen are supplied to the low-calorie gas injection nozzle 22 and the nitrogen gas injection nozzle 23 from the low-calorie gas supply unit 8 and the nitrogen gas supply unit 9, respectively, and into the premixing duct from the respective injection nozzles. It is injected and mixed thoroughly with air.
The premixed gas obtained as described above is injected into the combustion region 11 of the combustor liner 1 and burns there.

【0034】上記のように本実施例では、ガスタービン
内部に窒素ガスを供給することができる。また、予混合
ダクト21内では低カロリーガス、窒素、空気が燃焼前
に完全に混合できるので、燃焼時にNOx を発生する局
所的な高温部ができることはない。このため、NOx を
最小限に押さえ込むことができるとともに、非常に均一
な予混合ガスが作れるため燃焼安定性がよい。
As described above, in this embodiment, nitrogen gas can be supplied to the inside of the gas turbine. Further, since the low-calorie gas, nitrogen, and air can be completely mixed in the premixing duct 21 before combustion, there is no local high temperature part that generates NOx during combustion. Therefore, NOx can be suppressed to a minimum, and a very uniform premixed gas can be produced, so that combustion stability is good.

【0035】図1、図2と同一部分には同一符号を付し
た図7,図8は、本発明の第6の実施例を示すもので、
図1、図2と同様の図である。これ等の図において、燃
料噴射ノズル2の内部に燃料、窒素混合室14を設け、
ここに窒素供給部9から窒素を、低カロリーガス供給部
8から低カロリーガスを供給する。燃焼用空気は、空気
供給部13から空気室15に供給する。
7 and 8, in which the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, show a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view similar to FIGS. 1 and 2. In these drawings, a fuel / nitrogen mixing chamber 14 is provided inside the fuel injection nozzle 2,
Nitrogen is supplied from the nitrogen supply unit 9 and low-calorie gas is supplied from the low-calorie gas supply unit 8. The combustion air is supplied from the air supply unit 13 to the air chamber 15.

【0036】低カロリーガスは窒素と燃料、空気混合室
14で混合した後、低カロリーガス開口部4から燃焼器
ライナー1内部に噴射される。一方、空気は空気開口部
5から燃焼器ライナー内部に噴射される。低カロリーガ
スは、燃焼前に窒素と完全に混合され希釈され、発熱量
が低下する。
The low-calorie gas is mixed with nitrogen in the fuel / air mixing chamber 14 and then injected into the combustor liner 1 through the low-calorie gas opening 4. On the other hand, air is injected from the air opening 5 into the combustor liner. The low-calorie gas is thoroughly mixed and diluted with nitrogen before burning, and the calorific value is reduced.

【0037】このように本実施例では、低カロリーガス
の全量が窒素で希釈されるので、燃焼時の火炎温度は低
く保たれNOx の発生は抑止される。
As described above, in this embodiment, the total amount of the low-calorie gas is diluted with nitrogen, so that the flame temperature during combustion is kept low and the generation of NOx is suppressed.

【0038】図9は本発明の第7の実施例の模式的斜視
図である。この図において、燃料噴射ノズル30は頭部
に液体燃料噴射ノズル3が配置され、液体燃料供給部7
から液体燃料が供給される。燃料噴射ノズル30の内部
には、空気供給部13から供給される空気を旋回させ中
心部に流し込むための空気旋回器34が設けられ、空気
は旋回しながら旋回空気流32として予混合ゾーン35
に噴射される。低カロリーガスと窒素とは、それぞれ低
カロリーガス供給部8と窒素供給部9とから、低カロリ
ーガス、窒素混合器33に供給され、ここで混合され
る。低カロリーガス、窒素混合気流31は、旋回空気流
32中に噴射されてこれと混合し、燃料、窒素、空気予
混合気36として図示しない燃焼器ライナー中に噴射さ
れ燃焼する。
FIG. 9 is a schematic perspective view of the seventh embodiment of the present invention. In this figure, the fuel injection nozzle 30 has the liquid fuel injection nozzle 3 arranged on its head, and the liquid fuel supply unit 7
Is supplied with liquid fuel. Inside the fuel injection nozzle 30, there is provided an air swirler 34 for swirling the air supplied from the air supply unit 13 and flowing it into the central portion. The air swirls as a swirling air flow 32 as a premixing zone 35.
Is injected into. The low-calorie gas and nitrogen are supplied to the low-calorie gas and nitrogen mixer 33 from the low-calorie gas supply unit 8 and the nitrogen supply unit 9, respectively, and are mixed therein. The low-calorie gas / nitrogen mixed air flow 31 is injected into the swirling air flow 32 and mixed therewith, and is injected as a fuel / nitrogen / air premixture 36 into a combustor liner (not shown) for combustion.

【0039】上記のように構成されているから、低カロ
リーガスは燃焼前に低カロリーガス、窒素混合器33で
窒素と混合した後、低カロリーガス窒素混合気流31と
して旋回気流中へ噴出される。その結果、低カロリーガ
スは燃焼前に窒素と完全に混合することにより希釈さ
れ、初熱量が低下する。
Since the low-calorie gas is constituted as described above, the low-calorie gas is mixed with nitrogen in the low-calorie gas and the nitrogen mixer 33 before combustion, and then jetted into the swirling airflow as the low-calorie gas nitrogen mixed airflow 31. . As a result, the low-calorie gas is diluted by being completely mixed with nitrogen before combustion, and the initial heat amount is reduced.

【0040】この実施例においても、低カロリーガスの
全量が窒素によって希釈されるので、燃焼時の火炎温度
は低く保たれNOx の発生は抑止される。
Also in this embodiment, since the total amount of the low-calorie gas is diluted with nitrogen, the flame temperature during combustion is kept low and the generation of NOx is suppressed.

【0041】[0041]

【発明の効果】上記から明らかなように、本発明の低カ
ロリーガス燃焼器は、窒素を燃焼器に供給する手段を有
するとともに、NOx の発生を抑制しながら、高い燃焼
安定性を得ることができる。
As is apparent from the above, the low-calorie gas combustor of the present invention has a means for supplying nitrogen to the combustor and is capable of obtaining high combustion stability while suppressing the generation of NOx. it can.

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

【図1】本発明の第1の実施例の模式的側面図。FIG. 1 is a schematic side view of a first embodiment of the present invention.

【図2】そのA−A矢視図。FIG. 2 is a view on arrow AA.

【図3】本発明の第2の実施例の図2に相当する図。FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例の図2に相当する図。FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例の図2に相当する図。FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施例の図1に相当する図。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 1 of a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6の実施例の図1に相当する図。FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 of a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第6の実施例の図2に相当する図。FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第7の実施例の模式的斜視図。FIG. 9 is a schematic perspective view of a seventh embodiment of the present invention.

【図10】従来の燃焼器の断面図。FIG. 10 is a sectional view of a conventional combustor.

【図11】図10のA−A線における断面図。11 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図12】近年のガス化プラントのフロー図。FIG. 12 is a flow chart of a recent gasification plant.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………燃焼器ライナー 2………燃料噴射ノズル 3………液体燃料ノズル 4………低カロリーガス開口部 5………空気開口部 6………窒素開口部 7………液体燃料供給部 8………低カロリーガス供給部 9………窒素供給部 10………燃焼ガス 11………燃焼領域 12………空気孔 13………空気供給部 21………予混合ダクト 22………低カロリーガス噴射ノズル 23………窒素噴ノズル 1 ... Combustor liner 2 Fuel injection nozzle 3 Liquid fuel nozzle 4 Low calorie gas opening 5 Air opening 6 Nitrogen opening 7 Liquid fuel Supply unit 8 ... Low calorie gas supply unit 9 ... Nitrogen supply unit 10 ... Combustion gas 11 ... Combustion region 12 ... Air holes 13 ... Air supply unit 21 ... Premix duct 22 ………… Low-calorie gas injection nozzle 23 ………… Nitrogen injection nozzle

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 低カロリーガス燃料を燃焼させる低カロ
リー用ガスタービン燃焼器において、窒素ガス供給手段
を有する低カロリーガス用ガスタービン燃焼器。
1. A low-calorie gas turbine combustor for burning low-calorie gas fuel, comprising a nitrogen gas supply means.
【請求項2】 低カロリーガス、窒素、空気を燃焼器ラ
イナー内部に噴射するための開口部を有する燐料噴射ノ
ズルを具えることを特徴とする請求項1記載の低カロリ
ーガス用ガスタービン燃焼器。
2. A gas turbine combustion system for low-calorie gas according to claim 1, further comprising a phosphorus injection nozzle having an opening for injecting low-calorie gas, nitrogen, and air into the combustor liner. vessel.
【請求項3】 低カロリーガス、窒素、空気を予混合す
るための予混合ダクトを有することを特徴とする請求項
1記載の低カロリーガス用ガスタービン燃焼器。
3. The gas turbine combustor for low-calorie gas according to claim 1, further comprising a premixing duct for premixing the low-calorie gas, nitrogen and air.
【請求項4】 低カロリーガス、窒素、空気を燃焼器ラ
イナー内部に噴射する前にこれ等を予混合するための手
段を有する燃料噴射ノズルを具えたことを特徴とする請
求項1記載の低カロリーガス用タービン燃焼器。
4. The fuel injection nozzle of claim 1 including a fuel injection nozzle having means for premixing the low calorie gases, nitrogen and air prior to injection into the combustor liner. Turbine combustor for calorie gas.
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JP2007046611A (en) * 2005-08-10 2007-02-22 General Electric Co <Ge> Gas turbine system and operation method
JP2007262951A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Jfe Steel Kk Method and device for operating gas turbine power generation device
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