JPH09133023A - ガスタービン燃焼装置 - Google Patents

ガスタービン燃焼装置

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JPH09133023A
JPH09133023A JP29400095A JP29400095A JPH09133023A JP H09133023 A JPH09133023 A JP H09133023A JP 29400095 A JP29400095 A JP 29400095A JP 29400095 A JP29400095 A JP 29400095A JP H09133023 A JPH09133023 A JP H09133023A
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JP
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combustor
gas
flame
detector
heating
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JP29400095A
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Kazuo Hiyama
和夫 檜山
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼器内の火炎を検知する火炎検知装置の検
知器窓の清浄性を維持することができ、従来に比べて信
頼性の向上を図ることのできるガスタービン燃焼装置を
提供する。 【解決手段】 筒体4には、筒体4から燃焼器1側に向
けて清浄空気を散布する清浄空気散布装置6と、検知器
窓2に向けて清浄空気を噴射する清浄空気噴射装置9と
が配設されている。また、上記筒体4には、火炎検知器
3近傍を冷却するための冷却装置5と、燃焼器1の停止
時に検知器窓2に結露が生じることを防止する加熱装置
12が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼器内の火炎を
検知するための火炎検知装置を備えたガスタービン燃焼
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、コンバインドサイクル発電設備
等で利用されているガスタービンは、圧縮機で圧縮され
た空気を燃焼器に送り、燃焼器で圧縮された空気の中で
燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、この燃焼ガスで
タービンを回転させるよう構成されている。また、燃焼
器には、検知器窓を介して燃焼器内の火炎を検知する火
炎検知装置が設けられており、燃焼器内の燃焼状態を検
知できるようになっている。
【0003】上記火炎検知装置においては、燃焼器内の
火炎を確実に検知する必要があるため、その検知器窓は
異物により火炎の透過が損なわれず、清浄に保たれる必
要がある。
【0004】しかしながら、燃焼器側からの塵埃、ガス
タービン圧縮機水洗水による水滴、また、冷却媒体にて
冷却される火炎検知装置においては、冷却による空気中
の水分の凝縮等により、検知器窓の清浄性が損なわれる
ことがしばしば生じる。冷却による空気中の水分の結露
についてはパ−ジ空気の供給による対策が行われてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の技術においては、燃焼器内の火炎を検知する火炎検知
装置の検知器窓の清浄性が損なわれ、動作信頼性が損な
われる危険性があるという問題があった。
【0006】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、燃焼器内の火炎を検知する火炎検知装置
の検知器窓の清浄性を維持することができ、従来に比べ
て信頼性の向上を図ることのできるガスタービン燃焼装
置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、燃料
を燃焼させて燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼
器内の火炎を検知するための火炎検知装置とを具備した
ガスタービン燃焼装置において、前記火炎検知装置が、
前記燃焼器からの火炎光を導出するための筒体と、前記
筒体によって導出された火炎光を検知器窓を介して検出
する検出器と、前記筒体内から、前記燃焼器側に向けて
気体を噴出可能とされた第1の気体噴出機構と、前記筒
体内から、前記検知器窓に向けて気体を噴出可能とされ
た第2の気体噴出機構とを備えたことを特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、燃料を燃焼させて燃焼
ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼器内の火炎を検知
するための火炎検知装置とを具備したガスタービン燃焼
装置において、前記火炎検知装置が、前記燃焼器からの
火炎光を導出するための筒体と、前記筒体によって導出
された火炎光を検知器窓を介して検出する検出器と、前
記筒体内から、前記燃焼器側に向けて気体を噴出可能と
された第1の気体噴出機構と、前記筒体内から、前記検
知器窓に向けて気体を噴出可能とされた第2の気体噴出
機構と、前記検出器の近傍を冷却可能とされた冷却機構
と、前記検出器の近傍を加熱可能とされた加熱機構とを
備えたことを特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、燃料を燃焼させて燃焼
ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼器内の火炎を検知
するための火炎検知装置とを具備したガスタービン燃焼
装置において、前記火炎検知装置が、前記燃焼器からの
火炎光を導出するための筒体と、前記筒体によって導出
された火炎光を検知器窓を介して検出する検出器と、前
記筒体内から、前記燃焼器側に向けて気体を噴出可能と
された第1の気体噴出機構と、前記筒体内から、前記検
知器窓に向けて気体を噴出可能とされた第2の気体噴出
機構と、前記検出器の近傍を冷却及び加熱可能とされた
温度制御機構とを備えたことを特徴とする。
【0010】本発明のガスタービン燃焼装置では、第1
の気体噴出機構によって、筒体内から燃焼器側に向けて
気体を噴出させることにより、検知器窓へ塵埃、水洗水
等が接近し付着することを防止することができる。
【0011】また、第2の気体噴出機構によって、検知
器窓に向けて気体を噴出させることにより、検知器窓に
付着した塵埃、水洗水等を除去することができる。
【0012】さらに、加熱機構又は温度制御機構によっ
て、検知器窓近傍の空気を加熱することにより、検知器
窓に結露が発生することを防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を、発明の実
施の形態について、図1〜3を参照して説明する。
【0014】図1は、冷却媒体にて冷却される火炎検知
装置を備えたガスタービン燃焼装置の要部構成を示すも
ので、同図において、1は燃焼器、2は検知器窓、3は
火炎検知器、4は筒体であり、燃焼器1内の火炎光は、
筒体4によって図中の矢印Aのように導出され、検知器
窓2を透過して火炎検知器3に入射し、この火炎検知器
3によって検出されるよう構成されている。
【0015】上記火炎検知器3としては、燃焼器1内の
火炎の紫外線を検知する紫外線光電管等を用いることが
できる。このような紫外線光電管からなる火炎検知器3
は、ー般的に耐熱性が高くないため、高温となる燃焼器
廻りの高温環境下で使用する場合、冷却機構を設けるこ
とが好ましい。図1に示す例では、冷却媒体を循環させ
て冷却を行う冷却装置5が、火炎検知器3の手前に設置
されており、火炎検知器3の冷却を行うよう構成されて
いる。
【0016】また、筒体4には、清浄空気散布装置6が
配設されている。この清浄空気散布装置6は、先端部が
散布ノズル構造となっており、燃焼器1からの火炎光の
進行方向と対向する方向に向けて、すなわち、筒体4か
ら燃焼器1側に向けて清浄空気を噴射(散布)するよう
に構成されている。塵埃やガスタービン圧縮機水洗水の
水滴のような異物は、燃焼器1側から侵入するので、こ
のように燃焼器1側に向けて清浄空気を散布することに
より、これらの異物が検知器窓2に付着することを防止
できる。
【0017】上記清浄空気散布装置6による清浄空気の
散布は、燃焼器1の適正な燃焼運転の外乱となる場合が
ある。このため、清浄空気の散布は、燃焼器1の停止中
(起動前を含む)における任意の時間、ガスタービン圧
縮機水洗時間およびその前後、および燃焼器1運転中に
おける清浄空気の散布が許容されるー定の運転条件下で
行われる。
【0018】したがって、清浄空気散布装置6の清浄空
気の供給系統には、清浄空気の散布を制御するための散
布空気供給弁7が設けられており、散布空気制御装置8
によって散布空気供給弁7を開閉制御し、清浄空気の散
布、及び停止を制御するようになっている。
【0019】さらに、筒体4には、清浄空気噴射装置9
が配設されている。清浄空気噴射装置9は、先端部が噴
射ノズル構造となっており、この先端部は、検知器窓2
の近傍に、検知器窓2に向けて清浄空気を噴射するよう
に配置されている。
【0020】このように、検知器窓2の近傍から検知器
窓2に向けて清浄空気を噴射することにより、その噴射
エネルギーによって、検知器窓2に付着した塵埃やガス
タービン圧縮機水洗水の水滴等の異物を除去することが
できる。
【0021】この清浄空気噴射装置9による清浄空気の
噴射も、前述した清浄空気散布装置6による清浄空気の
散布と同様に、燃焼器1の適正な燃焼運転の外乱となる
場合がある。このため、清浄空気の噴射は、燃焼器1の
停止中(起動前を含む)における任意の時間、ガスター
ビン圧縮機水洗時間およびその前後、燃焼器1運転中に
おける清浄空気の噴射が許容されるー定の運転条件下で
行われる。
【0022】したがって、清浄空気噴射装置9による清
浄空気の噴射を制御するため、清浄空気噴射装置9の清
浄空気の供給系統には、噴射空気供給弁10が設けられ
ており、噴射空気制御装置11によって噴射空気供給弁
10を開閉制御し、清浄空気の噴射、及び停止を制御す
るようになっている。
【0023】また、上記筒体4には、冷却装置5に隣接
するように、加熱装置12が配設されている。この加熱
装置12は、電気ヒーター等の加熱機構からなり、加熱
制御装置13によって制御されるよう構成されて、検知
器窓2廻りの空気を加熱して、空気中の水分が検知器窓
2に結露することを防止するためのものである。
【0024】すなわち、検知器窓2に発生する結露は、
検知器窓2廻りの空気中に含まれる水分が、冷却装置5
によって過冷却されて凝縮するために発生するものであ
る。したがって、この空気中の水分が結露しない温度ま
で空気を加熱することにより、検知器窓2に結露が生じ
ることを防止する。
【0025】検知器窓2廻りの空気は、燃焼器1の運転
中は、冷却装置5によつて冷却されているとはいえ、燃
焼器1の燃焼温度により高温となっており結露は発生し
ない。結露は、燃焼器1の停止による熱供給源喪失後の
冷却装置5による過冷却によって発生する。したがっ
て、加熱装置12は常時運転する必要はなく、結露が予
想される条件でのみ運転すれば良い。このため加熱装置
12は、加熱を必要とする条件を捉えて加熱制御を行う
加熱制御装置13によって制御される。
【0026】さらに、検知器窓2の結露を防止するた
め、冷却装置5の冷却媒体供給系統に冷却媒体供給弁1
4が設けられている。前述したように、検知器窓2の結
露は燃焼器1の停止による熱供給源喪失後の冷却装置5
による冷却によって発生するため、燃焼器1の停止時に
冷却媒体供給弁14を閉止することにより、結露に到る
ような空気温度の低下は生じなくなり、確実に結露を防
止できる。このような冷却媒体供給弁14の開閉制御
は、冷却媒体制御装置15によって行う。
【0027】なお、散布空気供給系統と噴射空気供給系
統の上流には、空気圧縮等の送風装置や空気清浄装置を
有するガスタ−ビンの清浄空気供給設備16が設けられ
ており、また、冷却媒体供給系統の上流には、冷却媒体
を冷却するための冷却装置を有するガスタービンの冷却
媒体供給設備17が設けられている。
【0028】図2は、図1に示した実施の形態における
冷却装置5と加熱装置12とに代えて、冷却媒体と加熱
媒体を供給可能に構成された加熱冷却装置18を配設し
た例を示すものである。なお、他の部分については、図
1の場合と同様であるので、以下、加熱冷却装置18に
係る部分についてのみ説明し、重複した説明は省略す
る。
【0029】上記加熱媒体の受給を許容する加熱冷却装
置18には、ガスタービンの冷却媒体供給設備17から
の冷却媒体を冷却媒体供給弁14を介して供給する冷却
媒体供給系統と、ガスタービンの加熱媒体供給設備21
からの加熱媒体を加熱媒体供給弁19を介して供給する
加熱媒体供給系統とが接続されている。そして、冷却加
熱媒体制御装置20により、冷却媒体供給弁14と加熱
媒体供給弁19とを開閉制御することによって、加熱冷
却装置18に冷却媒体と加熱媒体とを選択的に供給し、
検知器窓2の近傍を冷却および加熱して、検知器窓2に
結露が生じることを防止するよう構成されている。
【0030】すなわち、通常の燃焼器1の運転中は、冷
却媒体供給弁14を開、加熱媒体供給弁19を閉とし、
加熱冷却装置18に冷却媒体を供給することにより、火
炎検知器3が許容温度以上に加熱されることを防止す
る。一方、燃焼器1の停止時は、冷却媒体供給弁14を
閉、加熱媒体供給弁19を開とし、加熱冷却装置18に
加熱媒体を供給することにより、検知器窓2に発生する
結露を防止する。この制御を冷却加熱媒体制御装置20
によって行う。
【0031】なお、加熱媒体供給系統の上流に配設され
た加熱媒体供給設備21は、ポンプ等の加熱媒体供給装
置や加熱媒体を加熱する加熱装置を有するものである
が、加熱媒体供給設備21としては、専用設備を設けて
も、また専用設備を設けずに、ガスタービン設備あるい
は周囲の別設備の余熱を利用したものを用いることもで
きる。
【0032】図1に示した例では、冷却装置5と別に加
熱装置12を設けることにより、検知器窓2の結露を防
止しているが、この場合、新たに加熱装置12を設置す
るスペースが必要である。これに対して、図2に示した
例では、このような加熱装置12の設置スペースを必要
とせずに、同様の効果が得られる。
【0033】図3は、図1に示した実施の形態における
冷却装置5と加熱装置12、および、図2に示した実施
の形態における加熱冷却装置18に代えて、温度制御装
置22を配設した例を示すものである。なお、他の部分
については、図1および図2の場合と同様であるので、
以下、温度制御装置22に係る部分についてのみ説明
し、重複した説明は省略する。
【0034】検知器窓2の近傍に位置するよう、筒体4
の外側には、内部に温度制御を行うための冷却媒体が循
環可能とされ、その冷却媒体の温度変化を許容するよう
構成された温度制御装置22が配置されている。
【0035】この温度制御装置22には、冷却媒体供給
設備17からの冷却媒体を供給する冷却媒体供給系統が
接続されており、この冷却媒体供給系統に、冷却媒体加
熱装置23が配設されている。この冷却媒体加熱装置2
3は、冷却媒体供給設備17から温度制御装置22に供
給される冷却媒体をその途中で加熱するためのものであ
り、冷却媒体加熱装置制御装置24によって制御され
る。なお、同図において、25は、電源、蒸気源、温水
源等の加熱源を供給するガスタービンの加熱源供給設備
であるが、これは、専用設備とすることも、専用設備と
はせずにガスタービン設備あるいは周囲の別設備の余熱
等を利用することもできる。
【0036】上記の構成において、通常の燃焼器1の運
転中は、冷却媒体加熱装置23は起動されず、冷却媒体
供給設備17から供給される冷却媒体がそのまま温度制
御装置22内を循環し、これによって、火炎検知器3が
許容温度以上に加熱されることを防止する。そして、燃
焼器1の停止時には、冷却媒体加熱装置制御装置24に
よって冷却媒体加熱装置23が起動され、検知器窓2に
結露が生じない温度となるように、冷却媒体供給設備1
7から供給される冷却媒体を加熱する。
【0037】以上説明したように、検知器窓2側から燃
焼器1本体側への清浄空気の散布装置6を設けることに
より、塵埃やガスダービン圧縮機水洗水の水滴等の異物
が検知器窓2に付着することを防止することができる。
また、検知器窓2側への清浄空気の噴射装置9を設ける
ことにより、検知器窓2に付着した塵埃やガスタービン
圧縮機水洗水の水滴等の異物を除去することができる。
【0038】さらに、加熱装置12等によって、燃焼器
1の停止時における検知器窓2近傍の過冷却を防止する
ことにより、検知器窓2に結露が発生することを防止す
ることができる。
【0039】これにより、従来、火炎検知の誤差要因と
して存在していた検知器窓への異物付着が解消され、火
炎検知誤差のないガスタービン燃焼装置を提供すること
ができる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスター
ビン燃焼装置によれば、燃焼器内の火炎を検知する火炎
検知装置の検知器窓の清浄性を維持することができ、従
来に比べて信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明するための図。
【図2】本発明の他の実施の形態を説明するための図。
【図3】本発明の他の実施の形態を説明するための図。
【符号の説明】
1………燃焼器 2………検知器窓 3………火炎検知器 4………筒体 5………冷却装置 6………清浄空気散布装置 7………散布空気供給弁 9………清浄空気噴射装置 10……噴射空気供給弁 12……加熱装置 14……冷却媒体供給弁

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させる
    燃焼器と、前記燃焼器内の火炎を検知するための火炎検
    知装置とを具備したガスタービン燃焼装置において、 前記火炎検知装置が、 前記燃焼器からの火炎光を導出するための筒体と、 前記筒体によって導出された火炎光を検知器窓を介して
    検出する検出器と、 前記筒体内から、前記燃焼器側に向けて気体を噴出可能
    とされた第1の気体噴出機構と、 前記筒体内から、前記検知器窓に向けて気体を噴出可能
    とされた第2の気体噴出機構とを備えたことを特徴とす
    るガスタービン燃焼装置。
  2. 【請求項2】 燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させる
    燃焼器と、前記燃焼器内の火炎を検知するための火炎検
    知装置とを具備したガスタービン燃焼装置において、 前記火炎検知装置が、 前記燃焼器からの火炎光を導出するための筒体と、 前記筒体によって導出された火炎光を検知器窓を介して
    検出する検出器と、 前記筒体内から、前記燃焼器側に向けて気体を噴出可能
    とされた第1の気体噴出機構と、 前記筒体内から、前記検知器窓に向けて気体を噴出可能
    とされた第2の気体噴出機構と、 前記検出器の近傍を冷却可能とされた冷却機構と、 前記検出器の近傍を加熱可能とされた加熱機構とを備え
    たことを特徴とするガスタービン燃焼装置。
  3. 【請求項3】 燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させる
    燃焼器と、前記燃焼器内の火炎を検知するための火炎検
    知装置とを具備したガスタービン燃焼装置において、 前記火炎検知装置が、 前記燃焼器からの火炎光を導出するための筒体と、 前記筒体によって導出された火炎光を検知器窓を介して
    検出する検出器と、 前記筒体内から、前記燃焼器側に向けて気体を噴出可能
    とされた第1の気体噴出機構と、 前記筒体内から、前記検知器窓に向けて気体を噴出可能
    とされた第2の気体噴出機構と、 前記検出器の近傍を冷却及び加熱可能とされた温度制御
    機構とを備えたことを特徴とするガスタービン燃焼装
    置。
JP29400095A 1995-11-13 1995-11-13 ガスタービン燃焼装置 Withdrawn JPH09133023A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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