JPH10110631A - ガスタービン燃料マニホールドシステム - Google Patents
ガスタービン燃料マニホールドシステムInfo
- Publication number
- JPH10110631A JPH10110631A JP26698196A JP26698196A JPH10110631A JP H10110631 A JPH10110631 A JP H10110631A JP 26698196 A JP26698196 A JP 26698196A JP 26698196 A JP26698196 A JP 26698196A JP H10110631 A JPH10110631 A JP H10110631A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- manifold
- pressure
- combustor
- ignition
- 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
Links
Landscapes
- Control Of Combustion (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】燃料マニホールドの燃料置換時間を判定し、ガ
スタービン燃焼器の着火不具合を低減する。 【解決手段】燃料１を複数の燃焼器８に供給するための
マニホールド６を備え、このマニホールド６の圧力を測
定するためのマニホールド圧力計１１が設置される。マ
ニホールド圧力計１１の出力は演算器１２に接続され、
マニホールド圧力の時間変化に対して、圧力上昇勾配を
監視し、更に圧力勾配の変化点を検出する。演算器１２
によって圧力勾配の変化点を検出した信号出力は、演算
器１２に接続された遅延器１３で出力時間を遅延し、更
に遅延器１３に接続された点火制御器１４に送られる。
スタービン燃焼器の着火不具合を低減する。 【解決手段】燃料１を複数の燃焼器８に供給するための
マニホールド６を備え、このマニホールド６の圧力を測
定するためのマニホールド圧力計１１が設置される。マ
ニホールド圧力計１１の出力は演算器１２に接続され、
マニホールド圧力の時間変化に対して、圧力上昇勾配を
監視し、更に圧力勾配の変化点を検出する。演算器１２
によって圧力勾配の変化点を検出した信号出力は、演算
器１２に接続された遅延器１３で出力時間を遅延し、更
に遅延器１３に接続された点火制御器１４に送られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の燃焼器で構成
されるガスタービンの燃料供給と起動時の燃焼器着火，
火炎伝播に関するガスタービン燃料マニホールドシステ
ムに関する。
されるガスタービンの燃料供給と起動時の燃焼器着火，
火炎伝播に関するガスタービン燃料マニホールドシステ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービン燃料マニホールドシ
ステムと点火栓による着火，火炎伝播システムを図１に
示す。燃料マニホールド６への燃料供給配管２に燃料の
流量コントロール弁４と燃料コントロール弁４の前圧を
制御するコントロール弁３とが設置され、この二つのコ
ントロール弁により燃料マニホールド６への供給燃料流
量を制御している。ガスタービンの起動時には、点火指
令に基づき燃料コントロール弁４が開き、その後、ある
時間遅れで前圧コントロール弁３が燃料コントロール弁
４の前圧を設定値になるように開度が制御され、設定燃
料流量が燃焼器８へ供給されることになる。この時、前
圧コントロール弁３の作動と同時に点火栓が作動し、点
火栓９を設置された燃焼器へ燃料が到達し、燃料と空気
との比率が点火栓９からの火花エネルギで着火可能な値
に達すれば、着火し連続燃焼状態となる。また、点火栓
９での着火時には急激な体積膨張が生じるため燃焼器内
圧が急上昇し、この圧力上昇と隣接燃焼器との圧力差に
より着火燃焼器から隣接燃焼器へ高温ガスが流入し、こ
の火炎伝播によるエネルギで隣接燃焼器が着火し、この
繰り返しで順次、未着火燃焼器が着火し、全燃焼器が連
続燃焼状態となり、燃料の投入量と空気流量の増大によ
り回転数，出力が増大していくことになる。しかし、ガ
スタービンは起動，停止を頻繁に繰り返すことが多く、
停止後、しばらく運転を休止している間に燃料系統内に
空気が侵入、いわゆる燃料ラインの空気による置換が発
生する。燃料ラインが空気によって置換された場合、上
記のような点火指令により燃料コントロール弁４、及び
前圧コントロール弁３が開き、燃料がマニホールドへ供
給され始めても、燃料が燃焼器８へ達するまではしばら
くの間、燃料は燃焼器８の燃料ノズルからは出てこない
ことになる。また、停止後の運転休止時間の長さによ
り、燃料ライン内の空気置換量が変化するため、燃料到
達時間も運転休止時間によって異なる。しかも、燃料マ
ニホールド内の流れは複雑な流動状態であるため、マニ
ホールド６に接続された燃焼器８の燃料ラインへの燃料
到達時間遅れも微妙に変化する。したがって、空気によ
る燃料マニホールド内の置換が無いとして作動し始めた
点火栓からの火花放出は燃料が到達しない内から始ま
り、しかも空気置換量により各燃焼器８への燃料到達時
間が微妙に変動する状態であるため、点火栓９を設置し
た燃焼器８の着火が不安定になり、燃料濃度の薄い状態
で着火した場合には着火時の体積膨張が小さいため、燃
焼器内の圧力上昇が小さく、隣接燃焼器へ十分なエネル
ギを供給出来ず、火炎伝播が出来ないことになる。ま
た、空気置換量により各燃焼器への燃料到達時間も微妙
に変動することから、着火燃焼器から未着火燃焼器への
火炎伝播条件が成立しないために火炎伝播の途中で火移
りが停止し、未着火燃焼器の発生となり、再起動が必要
となる。
ステムと点火栓による着火，火炎伝播システムを図１に
示す。燃料マニホールド６への燃料供給配管２に燃料の
流量コントロール弁４と燃料コントロール弁４の前圧を
制御するコントロール弁３とが設置され、この二つのコ
ントロール弁により燃料マニホールド６への供給燃料流
量を制御している。ガスタービンの起動時には、点火指
令に基づき燃料コントロール弁４が開き、その後、ある
時間遅れで前圧コントロール弁３が燃料コントロール弁
４の前圧を設定値になるように開度が制御され、設定燃
料流量が燃焼器８へ供給されることになる。この時、前
圧コントロール弁３の作動と同時に点火栓が作動し、点
火栓９を設置された燃焼器へ燃料が到達し、燃料と空気
との比率が点火栓９からの火花エネルギで着火可能な値
に達すれば、着火し連続燃焼状態となる。また、点火栓
９での着火時には急激な体積膨張が生じるため燃焼器内
圧が急上昇し、この圧力上昇と隣接燃焼器との圧力差に
より着火燃焼器から隣接燃焼器へ高温ガスが流入し、こ
の火炎伝播によるエネルギで隣接燃焼器が着火し、この
繰り返しで順次、未着火燃焼器が着火し、全燃焼器が連
続燃焼状態となり、燃料の投入量と空気流量の増大によ
り回転数，出力が増大していくことになる。しかし、ガ
スタービンは起動，停止を頻繁に繰り返すことが多く、
停止後、しばらく運転を休止している間に燃料系統内に
空気が侵入、いわゆる燃料ラインの空気による置換が発
生する。燃料ラインが空気によって置換された場合、上
記のような点火指令により燃料コントロール弁４、及び
前圧コントロール弁３が開き、燃料がマニホールドへ供
給され始めても、燃料が燃焼器８へ達するまではしばら
くの間、燃料は燃焼器８の燃料ノズルからは出てこない
ことになる。また、停止後の運転休止時間の長さによ
り、燃料ライン内の空気置換量が変化するため、燃料到
達時間も運転休止時間によって異なる。しかも、燃料マ
ニホールド内の流れは複雑な流動状態であるため、マニ
ホールド６に接続された燃焼器８の燃料ラインへの燃料
到達時間遅れも微妙に変化する。したがって、空気によ
る燃料マニホールド内の置換が無いとして作動し始めた
点火栓からの火花放出は燃料が到達しない内から始ま
り、しかも空気置換量により各燃焼器８への燃料到達時
間が微妙に変動する状態であるため、点火栓９を設置し
た燃焼器８の着火が不安定になり、燃料濃度の薄い状態
で着火した場合には着火時の体積膨張が小さいため、燃
焼器内の圧力上昇が小さく、隣接燃焼器へ十分なエネル
ギを供給出来ず、火炎伝播が出来ないことになる。ま
た、空気置換量により各燃焼器への燃料到達時間も微妙
に変動することから、着火燃焼器から未着火燃焼器への
火炎伝播条件が成立しないために火炎伝播の途中で火移
りが停止し、未着火燃焼器の発生となり、再起動が必要
となる。
【０００３】以上のように、従来の燃料マニホールドシ
ステムではガスタービンの起動時における空気置換量が
不明であるため、火炎伝播の挙動が不安定となり良好な
起動が出来ないという問題点があった。
ステムではガスタービンの起動時における空気置換量が
不明であるため、火炎伝播の挙動が不安定となり良好な
起動が出来ないという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】運転休止中に燃料マニ
ホールド内に燃料を置換して流入した空気流量、その分
布が不明であるため、上記のように従来技術では起動時
の着火，火炎伝播が不安定になることから、置換してい
る空気が完全に燃料に置き換わったことを検知出来れ
ば、点火栓の作動をそれ以後とすることによって、安定
した着火，火播伝播をすることが出来る。
ホールド内に燃料を置換して流入した空気流量、その分
布が不明であるため、上記のように従来技術では起動時
の着火，火炎伝播が不安定になることから、置換してい
る空気が完全に燃料に置き換わったことを検知出来れ
ば、点火栓の作動をそれ以後とすることによって、安定
した着火，火播伝播をすることが出来る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】流れるガスの種類による
密度の違いから圧力損失が異なることを利用し、燃料マ
ニホールド内の着火時圧力上昇を計測することにより、
その圧力勾配の変化する点がガスの種類が変化したと判
定し、その時刻から点火栓を作動させることにより上記
問題を解決する。
密度の違いから圧力損失が異なることを利用し、燃料マ
ニホールド内の着火時圧力上昇を計測することにより、
その圧力勾配の変化する点がガスの種類が変化したと判
定し、その時刻から点火栓を作動させることにより上記
問題を解決する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明を用いた実施例として、ガ
スタービン燃焼器と燃料配管の概略図を図１に示す。あ
る圧力によって供給された燃料１は、主燃料管２を介し
てマニホールド６に送り込まれ、分岐管７によって各燃
焼器８に分配される。主燃料管２は、燃料の流れに対し
て上流から燃料圧力調整弁３、及び燃料流量制御弁４が
設置されており、各々の弁の間には、燃料流量制御圧力
計５が設置されている。燃料圧力調節弁３は燃料流量制
御弁４の上流圧力、即ち燃料流量制御圧力を調節する弁
であり、この圧力と燃料流量制御弁４の弁開度によって
燃料流量が決定する。燃焼器８は５個設け、マニホール
ド６の燃料入り口より、燃料輸送距離が最も長い分岐管
７に置かれた燃焼器８には、燃料を着火するための点火
栓９が設置されている。各々の燃焼器８は火炎伝播管１
０で接続されており、点火栓９を設置した燃焼器８の点
火栓９による着火にともない、伝炎伝播管１０を火炎が
通過し隣接燃焼器が順次着火してく。
スタービン燃焼器と燃料配管の概略図を図１に示す。あ
る圧力によって供給された燃料１は、主燃料管２を介し
てマニホールド６に送り込まれ、分岐管７によって各燃
焼器８に分配される。主燃料管２は、燃料の流れに対し
て上流から燃料圧力調整弁３、及び燃料流量制御弁４が
設置されており、各々の弁の間には、燃料流量制御圧力
計５が設置されている。燃料圧力調節弁３は燃料流量制
御弁４の上流圧力、即ち燃料流量制御圧力を調節する弁
であり、この圧力と燃料流量制御弁４の弁開度によって
燃料流量が決定する。燃焼器８は５個設け、マニホール
ド６の燃料入り口より、燃料輸送距離が最も長い分岐管
７に置かれた燃焼器８には、燃料を着火するための点火
栓９が設置されている。各々の燃焼器８は火炎伝播管１
０で接続されており、点火栓９を設置した燃焼器８の点
火栓９による着火にともない、伝炎伝播管１０を火炎が
通過し隣接燃焼器が順次着火してく。
【０００７】点火栓９が設置された燃焼器８を、点火栓
９の点火スパークによって着火する際、隣接缶に火炎、
若くは高温燃焼ガスを送り込むための充分な膨張火炎が
形成される必要がある。着火前、マニホールド内部に空
気が残留している場合には、着火時にこの残留空気が排
出されて、燃料が燃焼器８に到達し、火炎伝播に必要な
燃料吐出量になった後、点火動作を実施することが望ま
れる。マニホールド６に設置したマニホールド圧力計１
１はマニホールド内部の圧力を監視するとともに、燃料
置換時間を検出することができ、この出力を演算器１
２，遅延器１３、及び点火制御器１４を通して点火栓９
の点火タイミングを調節している。
９の点火スパークによって着火する際、隣接缶に火炎、
若くは高温燃焼ガスを送り込むための充分な膨張火炎が
形成される必要がある。着火前、マニホールド内部に空
気が残留している場合には、着火時にこの残留空気が排
出されて、燃料が燃焼器８に到達し、火炎伝播に必要な
燃料吐出量になった後、点火動作を実施することが望ま
れる。マニホールド６に設置したマニホールド圧力計１
１はマニホールド内部の圧力を監視するとともに、燃料
置換時間を検出することができ、この出力を演算器１
２，遅延器１３、及び点火制御器１４を通して点火栓９
の点火タイミングを調節している。
【０００８】マニホールド６の燃料置換時間は、マニホ
ールド内に残留する空気と燃料の置換量によって変化す
るマニホールド圧力の上昇の度合を監視して検出する。
図２は燃料流量制御弁４及び燃料圧力調節弁３が開いた
後の燃料制御圧力ａ及びマニホールド圧力ｂの時間変化
を示し、（ａ）、及び（ｂ）は、各々マニホールド内の
燃料置換量によるマニホールド圧力上昇の度合の相違を
示す。（ａ）は残留空気が少なくマニホールド内の燃料
置換が早い場合で、（ｂ）の残留空気が多い場合に比
べ、マニホールド圧力上昇勾配が、早い時間に変化して
いる。圧力上昇勾配の変化点Ｔは、マニホールドが燃料
に全部置換された時間を示しており、マニホールド圧力
計の指示値を微分回路を具備した演算器１２に出力する
ことで、検出できる。検出した時間に演算器から信号を
出力し、遅延器１３で点火制御器１４に出力する信号の
遅延時間を設定することで、燃料が燃料到達最終の燃焼
器に流れ始めてから点火栓で着火するまでの時間を制御
する。燃焼器の着火方法の一例として、次に述べる。図
３に上から燃料制御弁４，燃料圧力調節弁３，マニホー
ルド圧力上昇勾配変化検知，遅延器１３，点火栓９、及
び着火・火炎検知の作動時間の一例を示す。あわせてマ
ニホールド圧力時間変化ｂを示す。まず燃料着火に必要
な燃料流量に応じ、予め設定された弁開度まで燃料流量
制御弁４を開く。その後、燃料圧力調節弁３を設定弁開
度まで開くことで燃料が流れ始め、燃料流量制御圧力、
及びマニホールド圧力が上昇する。ここでマニホールド
圧力上昇点Ｔ０から、マニホールド圧力の上昇勾配が変
化するまでの時間Ｔをマニホールドの燃料置換時間ｔ１
として検知し、遅延器１３を作動させる。予め遅延器１
３に設定された時間ｔ２が経過した後、点火栓が投入さ
れ、点化スパークが作動する。点火栓設置燃焼器が着火
した後、火炎伝播缶によって他の燃焼器が順次着火し、
全燃焼器の火炎を検知、点化工程が終了する。
ールド内に残留する空気と燃料の置換量によって変化す
るマニホールド圧力の上昇の度合を監視して検出する。
図２は燃料流量制御弁４及び燃料圧力調節弁３が開いた
後の燃料制御圧力ａ及びマニホールド圧力ｂの時間変化
を示し、（ａ）、及び（ｂ）は、各々マニホールド内の
燃料置換量によるマニホールド圧力上昇の度合の相違を
示す。（ａ）は残留空気が少なくマニホールド内の燃料
置換が早い場合で、（ｂ）の残留空気が多い場合に比
べ、マニホールド圧力上昇勾配が、早い時間に変化して
いる。圧力上昇勾配の変化点Ｔは、マニホールドが燃料
に全部置換された時間を示しており、マニホールド圧力
計の指示値を微分回路を具備した演算器１２に出力する
ことで、検出できる。検出した時間に演算器から信号を
出力し、遅延器１３で点火制御器１４に出力する信号の
遅延時間を設定することで、燃料が燃料到達最終の燃焼
器に流れ始めてから点火栓で着火するまでの時間を制御
する。燃焼器の着火方法の一例として、次に述べる。図
３に上から燃料制御弁４，燃料圧力調節弁３，マニホー
ルド圧力上昇勾配変化検知，遅延器１３，点火栓９、及
び着火・火炎検知の作動時間の一例を示す。あわせてマ
ニホールド圧力時間変化ｂを示す。まず燃料着火に必要
な燃料流量に応じ、予め設定された弁開度まで燃料流量
制御弁４を開く。その後、燃料圧力調節弁３を設定弁開
度まで開くことで燃料が流れ始め、燃料流量制御圧力、
及びマニホールド圧力が上昇する。ここでマニホールド
圧力上昇点Ｔ０から、マニホールド圧力の上昇勾配が変
化するまでの時間Ｔをマニホールドの燃料置換時間ｔ１
として検知し、遅延器１３を作動させる。予め遅延器１
３に設定された時間ｔ２が経過した後、点火栓が投入さ
れ、点化スパークが作動する。点火栓設置燃焼器が着火
した後、火炎伝播缶によって他の燃焼器が順次着火し、
全燃焼器の火炎を検知、点化工程が終了する。
【０００９】
【発明の効果】ガスタービン用燃焼器の点火制御につい
て、上述のようなシステム及び点化方法にすることで、
燃料が燃焼器に流入した時間を検出し、点火栓による着
火のタイミングを隣接缶火炎伝播に最適な時間へ設定す
ることが可能となる。
て、上述のようなシステム及び点化方法にすることで、
燃料が燃焼器に流入した時間を検出し、点火栓による着
火のタイミングを隣接缶火炎伝播に最適な時間へ設定す
ることが可能となる。
【図１】本発明を用いたガスタービン燃料マニホールド
システムの実施例を示したブロック図。
システムの実施例を示したブロック図。
【図２】図１に示した圧力計の圧力に時間変化を示した
特性図。
特性図。
【図３】図１にシステムの動作時間を示したタイミング
チャート。
チャート。
８…燃焼器、１２…演算器、１３…遅延器、１４…点火
制御器。
制御器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 百々 聡 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 江波 貴文 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内
Claims (1)
- 【請求項１】複数の燃焼器で構成されるガスタービン燃
焼器に燃料を供給する燃料マニホールドにおいて、前記
燃料マニホールドへの燃料供給配管に燃料の流量コント
ロール弁と燃料コントロール弁の前圧を制御するコント
ロール弁とを有し、前記燃料マニホールドの圧力測定シ
ステムとその圧力信号の圧力勾配演算器とその演算結果
から点火栓への信号送信システムと備えたことを特徴と
するガスタービン燃料マニホールドシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26698196A JPH10110631A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | ガスタービン燃料マニホールドシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26698196A JPH10110631A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | ガスタービン燃料マニホールドシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10110631A true JPH10110631A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17438404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26698196A Pending JPH10110631A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | ガスタービン燃料マニホールドシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10110631A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013217376A (ja) * | 2012-04-11 | 2013-10-24 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンにおける燃料漏れを検出するシステム及び方法 |
| JP2017166755A (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 株式会社ガスター | 燃焼装置 |
-
1996
- 1996-10-08 JP JP26698196A patent/JPH10110631A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013217376A (ja) * | 2012-04-11 | 2013-10-24 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンにおける燃料漏れを検出するシステム及び方法 |
| JP2017166755A (ja) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 株式会社ガスター | 燃焼装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103216339A (zh) | 燃烧器熄火恢复方法和系统 | |
| JPH10110631A (ja) | ガスタービン燃料マニホールドシステム | |
| JP2533885B2 (ja) | 耐熱管状部材の試験装置 | |
| JP2000320369A (ja) | 副室式ガスエンジンの副室燃料ガス供給量制御装置及び同制御装置を備えた副室式ガスエンジン | |
| JPH07269852A (ja) | バーナの燃焼制御方法 | |
| JPH0350413A (ja) | 燃焼器の制御装置 | |
| EP3327351B1 (en) | Method for operating a fan assisted, atmospheric gas burner appliance | |
| JP6277873B2 (ja) | ボイラ | |
| JPH0532652B2 (ja) | ||
| JPH04251110A (ja) | ガス種判別方法及びこれを実施する燃焼装置 | |
| JP2000055318A (ja) | 燃焼器 | |
| JP2000291448A (ja) | ガスタービン燃焼装置及びその火炎逆流検出方法 | |
| JP2525547B2 (ja) | 耐熱管状部材の試験方法 | |
| RU2324116C1 (ru) | Устройство для розжига факела и контроля наличия пламени | |
| JPS63251720A (ja) | 燃焼制御装置 | |
| JP2006038417A (ja) | パイロットバーナを持った燃焼装置 | |
| JP3066777B2 (ja) | ガスタービン用燃焼器の燃料制御装置 | |
| JPH035812Y2 (ja) | ||
| JP2945126B2 (ja) | ガス給湯機の点火方法 | |
| JPH03221717A (ja) | 燃焼装置 | |
| JP2001090950A (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| JP2004044953A (ja) | パイロット燃焼の有無を選択するボイラ | |
| JP2003083539A (ja) | ガス焚きボイラの多缶設置システム | |
| JPH01296010A (ja) | 燃焼制御装置 | |
| JPH0557484B2 (ja) |