JPH09210362A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents

ガスタービン燃焼器

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JPH09210362A
JPH09210362A JP8018715A JP1871596A JPH09210362A JP H09210362 A JPH09210362 A JP H09210362A JP 8018715 A JP8018715 A JP 8018715A JP 1871596 A JP1871596 A JP 1871596A JP H09210362 A JPH09210362 A JP H09210362A
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    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービン負荷の高低に応じてメインバー
ナの燃料供給を選択するようにした従来のものでは、パ
イロット燃料は常時一定供給であるために、このパイロ
ット燃料の基準の定め方いかんによっては安定した燃料
供給が困難になる場合が生ずるとか、低負荷対応時にパ
イロット燃料にメインバーナの空気のみが当たりパイロ
ット火炎をクエンチしてＣＯの発生を来すとか、また、
高負荷対応時にはパイロット燃料の供給がはげしく不安
定燃焼を引き起す等の不具合がある。本発明はこれら不
具合を解消し、安定燃焼を確保したものを提供すること
を課題とする。 【解決手段】 パイロット燃料ノズルを孔径の異なる少
なくとも２系統で構成し、各系統の燃料流量を独立して
制御可能とし、高負荷、低負荷に応じてメインバーナの
作動を切換えてもパイロット燃料がこれに対応して選定
されパイロット燃料差圧を大きく維持して燃料の安定供
給を、そして安定した燃焼を確保するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンの燃焼
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービン燃焼器について、図
２に基づいて説明する。
【０００３】図２において（ａ）はガスタービン燃焼器
の側断面を示し、（ｂ）はその正面を示す。
【０００４】２０１は第１系統のメインバーナ、２０２
は第２系統のメインバーナで夫々４個づつ交互に配置さ
れ、合計８個でメイン燃料と空気の予混合気を形成して
いる。
【０００５】２０３はパイロット燃料ノズルで、前記メ
インバーナ２０１、２０２の中央部に配置され、同メイ
ンバーナ２０１、２０２で形成した予混合気を同パイロ
ット燃料ノズル２０３から供給された燃料を火種として
燃焼器２０４で燃焼する。２０５はパイロット燃料を燃
焼させるためのパイロット空気供給用のスワラーであ
る。
【０００６】ここで、ガスタービン負荷が例えば、４０
％負荷以下と低い時には、メイン燃料は１個おきに設け
られた４個の第１系統のメインバーナ２０１にのみ供給
され、他方、ガスタービン負荷がこれより高い時には、
メイン燃料は第１、第２系統の全て、すなわち、８個の
メインバーナ２０１、２０２に供給される。なお、パイ
ロット燃料ノズル２０３の孔数は、各メインバーナに対
応して常時燃料を供給するため、８個が設けられてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来のガスタ
ービン燃焼器においては、ガスタービン負荷が低い時に
は、パイロット燃料流量を多くして、例えば、全燃料流
量に対するパイロット燃料比率を５０％として、安定燃
焼を計っている。そして、ガスタービン負荷が高い時に
は、パイロット燃料比率を、例えば１０％と低くしてＮ
Ｏｘを低くするようにしている。
【０００８】ここで、燃料の最大供給圧力は決まってい
るため、燃料ノズルの孔径をパイロット燃料比率の高い
条件下で決めることとなるが、そのようにして決めた孔
径ではパイロット燃料比率を低くした時の燃料差圧が低
くなり、安定した燃料供給が困難となるという問題があ
る。
【０００９】また、ガスタービン負荷が低い時は、４個
の第１系統のメインバーナ２０１のみにメイン燃料が供
給されており、他の４個の第２系統のメインバーナ２０
２には空気のみが供給されている。一方、パイロット燃
料ノズル２０３へのパイロット燃料は第１系統のメイン
バーナ２０１に対しては勿論のこと、この空気のみが供
給されている第２系統のメインバーナ２０２に対応する
位置にも供給されているため、この第２系統のメインバ
ーナ２０２に対応する位置でパイロット火炎はクエンチ
され、ＣＯを発生することとなる。
【００１０】更にまた、ガスタービン負荷が高い時に
は、第１、第２系統全てのメインバーナ２０１、２０２
に燃料が供給されるとともに、予混合気濃度が高くなっ
ている。この様な状況下では、パイロット燃料を本例の
様に８個の噴口から供給すると、燃焼が激しくなり過
ぎ、かえって不安定となることがある。
【００１１】本発明は従来のものにおけるこれらの諸問
題点を解消し、正確にして安定した燃焼を行うガスター
ビン燃焼器を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するべくなされたもので、パイロット燃料ノズルのまわ
りにメインバーナを複数個配列し、同メインバーナを負
荷に応じて複数の群に分けて切換作動させるようにした
ガスタービン燃焼器において、前記パイロット燃料ノズ
ルを孔径の異なる少なくとも２系統で構成し、各系統の
燃料流量を独立して制御可能にしたガスタービン燃焼器
を提供し、ガスタービン負荷変動に適応する燃焼状況に
なるようにパイロット燃料の供給を制御可能とし、パイ
ロット燃料差圧を大きく維持して燃料の安定供給を行う
ことができるようにしたものである。
【００１３】また、本発明は前記パイロット燃料ノズル
は、孔径の大きい系統と小さい系統で構成され、大きい
系統の孔はガスタービン負荷が一定値以下のときに燃料
が供給されるメインバーナに対応させてその近くに配置
されたガスタービン燃焼器を提供し、たとえばガスター
ビン負荷が低い時には、メイン燃料が供給されている限
られた数のメインバーナに対応する位置にパイロット燃
料が供給され、火種として作用し、燃焼を確実に、か
つ、安定して維持するようにしたものである。
【００１４】また、本発明は前記パイロット燃料ノズル
の小さい系統の孔はメインバーナの数より少なくしたガ
スタービン燃焼器を提供し、メインバーナの数よりパイ
ロット燃料ノズルの数を少なくすることにより、たとえ
ばガスタービン負荷が高い時には、周方向にパイロット
燃料が供給される位置と、供給されない位置ができ、供
給される位置の火炎は短かく、供給されない位置の火炎
は長くなり、発熱率が分散され安定燃焼が維持できるよ
うにしたものである。
【００１５】更にまた、本発明は、前記パイロット燃料
ノズルの孔径の大きい系統にはガスタービン負荷が一定
値以下のときに燃料が供給され、孔径の小さい系統には
同ガスタービン負荷が一定値より大きいときに燃料が供
給されるように制御されるガスタービン燃焼器を提供
し、ガスタービン負荷が低い時と高い時に応じてパイロ
ット燃料ノズルの孔径の大きい系統と小さい系統を的確
に使い分け、負荷変動に追従する燃焼状況に適したパイ
ロット燃料の供給を確保し、燃焼の安定性を高めるよう
にしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１に基
づいて説明する。図１において（ａ）はガスタービン燃
焼器の側断面を示し、（ｂ）はその正面を示す。
【００１７】また図中の符番は、前記した従来のものが
２００番台を付したのに対し、本実施の形態では１００
番台のものを付して従来のものとの対応をとり、相互の
理解を容易にすると共に重複する説明はできるだけ省略
するようにしている。
【００１８】１０１は第１系統のメインバーナ、１０２
は第２系統のメインバーナで、各４個づつが夫々交互に
配置されている。１０３はパイロット燃料ノズルの全体
を示し、同パイロット燃料ノズル１０３は前記第１、第
２系統のメインバーナ１０１、１０２に囲まれ、その中
央に配置されている。
【００１９】このパイロット燃料ノズル１０３は、大小
２系統の孔径を有し、大きい孔径１０３ａが外側で、か
つ前記第１系統のメインバーナ１０１に対応してこれに
近い位置に合計４個設けられ、また、小さい孔径１０３
ｂが内側でかつ前記第２系統のメインバーナ１０２に対
応する位置に合計３個設けられている。
【００２０】この大きい孔径１０３ａと小さい孔径１０
３ｂとは互に独立した流路系統となっており、図示しな
い制御装置で夫々の流れを制御されるようになってい
る。
【００２１】具体的に述べれば、ガスタービン負荷が低
くて第１系統のメインバーナ１０１のみが作動するとき
には、同第１系統のメインバーナ１０１に対応する大き
な孔径１０３ａの系統にパイロット燃料が供給され、小
さな孔径１０３ｂの系統には燃料供給がないように制御
される。
【００２２】他方、ガスタービン負荷が高くて第１、第
２系統のメインバーナ１０１、１０２が全て作動すると
きには小さな孔径１０３ｂの系統にパイロット燃料が供
給され、大きな孔径１０３ａの系統は休止するように制
御される。
【００２３】即ち本実施の形態によれば、ガスタービン
負荷の低い時には、メイン燃料と空気は４個の第１系統
のメインバーナ１０１で予混合気を形成し、パイロット
燃料ノズル１０３のうち４個の大きな孔径１０３ａから
供給された燃料を火種として、燃焼器１０４で燃焼す
る。
【００２４】また、ガスタービン負荷の高い時には、メ
イン燃料と空気は８個の第１、第２のメインバーナ１０
１、１０２で予混合気を形成し、パイロット燃料ノズル
１０３のうち３個の小さな孔径１０３ｂから供給された
燃料を火種として、燃焼器１０４で燃焼する。なお、１
０５はパイロット燃料を燃焼させるために設けたパイロ
ット空気供給用のスワラーであり、１０７はこの空気流
中にも多少の燃料を供給するための燃料ノズルである。
【００２５】そして前記したガスタービン負荷が低いと
きには、予混合気を形成する第１系統のメインバーナ１
０１に対応する位置に限ってパイロット燃料が存在し、
このとき空気のみを供給する第２系統のメインバーナ１
０２に対応する位置にはパイロット燃料が存在しないの
で、従来のもののようにパイロット燃料のクエンチとこ
れによるＣＯの発生ということもなく、低いガスタービ
ン負荷に適した、安定した燃焼が維持される。
【００２６】また、前記したガスタービン負荷が高いと
きには、第１、第２系統のメインバーナ１０１、１０２
が８個予混合気を形成するのに対し、パイロット燃料は
小さな孔径１０３ｂの３個のみであるため、周方向でみ
てパイロット燃料が供給される位置と供給されない位置
ができ、これに応じて火炎は長いものと短いものとが形
成されることになるので、燃焼器１０４内での発熱率が
分散され、その結果安定燃焼が維持できる。
【００２７】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【００２８】
【発明の効果】以上、本発明によれば、ガスタービン負
荷に拘らず燃料供給差圧を高く保って燃料を安定して供
給できる、という秀れた効果を奏しうるものである。
【００２９】また、請求項２の発明によれば、ガスター
ビン負荷が低い時には、メイン燃料が供給されているメ
インバーナに対応してパイロット燃料が供給されるの
で、燃焼は確実にかつ安定して維持され、これに加え
て、空気のみを供給しているメインバーナの位置にはパ
イロット燃料が供給されていないため、ここのパイロッ
ト火炎がクエンチされて、ＣＯを生成することがない。
【００３０】また、請求項３の発明によれば、ガスター
ビン負荷が高いときには、火炎長、すなわち発熱率分布
を制御できるため、安定燃焼を維持できる、という効果
を奏しうるものである。
【００３１】更にまた、請求項４の発明によれば、ガス
タービン負荷が低い時と高い時に応じてパイロット燃料
ノズルの孔径の大きい系統と小さい系統を的確に使い分
けて負荷変動に適したパイロット燃料の適切な供給を確
保し、燃焼の安定性を確保するという効果を奏しうるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン燃焼
器の構成に係る（ａ）は側断面を（ｂ）は正面を示す説
明図。
【図２】従来のガスタービン燃焼器の構成に係る（ａ）
は側断面を（ｂ）は正面を示す説明図。
【符号の説明】
１０１ メインバーナ １０２ メインバーナ １０３ パイロット燃料ノズル １０３ａ 大きな孔径 １０３ｂ 小さな孔径 １０４ 燃焼器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パイロット燃料ノズルのまわりにメイン
    バーナを複数個配列し、同メインバーナを負荷に応じて
    複数の群に分けて切換作動させるようにしたガスタービ
    ン燃焼器において、前記パイロット燃料ノズルを孔径の
    異なる少なくとも２系統で構成し、各系統の燃料流量を
    独立して制御可能にしたことを特徴とするガスタービン
    燃焼器。
  2. 【請求項２】 前記パイロット燃料ノズルは、孔径の大
    きい系統と小さい系統で構成され、大きい系統の孔はガ
    スタービン負荷が一定値以下のときに燃料が供給される
    メインバーナに対応させてその近くに配置されたことを
    特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃焼器。
  3. 【請求項３】 前記パイロット燃料ノズルの小さい系統
    の孔はメインバーナの数より少なくしたことを特徴とす
    る請求項２に記載のガスタービン燃焼器。
  4. 【請求項４】 前記パイロット燃料ノズルの孔径の大き
    い系統にはガスタービン負荷が一定値以下のときに燃料
    が供給され、孔径の小さい系統には同ガスタービン負荷
    が一定値より大きいときに燃料が供給されるように制御
    されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
    記載のガスタービン燃焼器。
JP8018715A 1996-02-05 1996-02-05 ガスタービン燃焼器 Expired - Lifetime JP2858104B2 (ja)

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