JPH10160162A - Nitrogen oxide reduction structure of gas turbine combustor - Google Patents
Nitrogen oxide reduction structure of gas turbine combustorInfo
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- JPH10160162A JPH10160162A JP32772696A JP32772696A JPH10160162A JP H10160162 A JPH10160162 A JP H10160162A JP 32772696 A JP32772696 A JP 32772696A JP 32772696 A JP32772696 A JP 32772696A JP H10160162 A JPH10160162 A JP H10160162A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの燃
焼器において燃料を燃焼する際に生ずる窒素酸化物を低
減化するガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for reducing nitrogen oxides in a gas turbine combustor for reducing nitrogen oxides generated when burning fuel in a gas turbine combustor.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガスタービンは、燃料を燃焼器で燃焼さ
せて発生させた高温・高圧の燃焼ガスによってタービン
を駆動して回転力を得るが、近時、大気汚染防止のため
に窒素酸化物の排出の規制が厳しくなっている。2. Description of the Related Art In a gas turbine, a high-temperature, high-pressure combustion gas generated by burning fuel in a combustor drives the turbine to obtain a rotational force. Recently, however, nitrogen oxides have been used to prevent air pollution. Emission regulations are becoming stricter.
【0003】窒素酸化物は、火炎温度を低下させること
によって低減することができ、そのために低NOxバー
ナ,多段燃焼,排ガス循環燃焼,水噴射等の種々構成が
考えられている。[0003] Nitrogen oxides can be reduced by lowering the flame temperature. For this purpose, various configurations such as a low NOx burner, multi-stage combustion, exhaust gas circulation combustion, and water injection have been considered.
【0004】このような窒素酸化物の低減化を可能とす
るものの一つに、予蒸発予混合燃焼法とよばれるものが
ある。[0004] One of the methods capable of reducing such nitrogen oxides is a so-called pre-evaporation premix combustion method.
【0005】これは、図2に概略構成断面図を示すよう
にライナ11の上流側に予蒸発予混合管20を設け、こ
の予蒸発予混合管20内で燃料噴射弁31から噴出され
た灯油等の液体燃料を空気と混合して蒸発させて空気過
剰な混合気を形成し、この混合気をライナ11内に供給
して燃焼させるものである。これにより、希薄混合気
(高空燃費)での燃焼が可能となり、その結果、火炎温
度が低くなって窒素酸化物の生成を抑えることができ
る。尚、混合気を希薄にする程窒素酸化物の排出量は少
なくなる。As shown in FIG. 2, a pre-evaporation pre-mixing pipe 20 is provided upstream of the liner 11 as shown in FIG. 2, and kerosene injected from a fuel injection valve 31 in the pre-evaporation pre-mixing pipe 20. Such a liquid fuel is mixed with air and evaporated to form an air-excess air-fuel mixture, and this air-fuel mixture is supplied into the liner 11 and burned. As a result, combustion with a lean mixture (high fuel efficiency) becomes possible, and as a result, the flame temperature is reduced and the generation of nitrogen oxides can be suppressed. In addition, the emission amount of nitrogen oxides decreases as the mixture becomes leaner.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ごとく予蒸発予混合管を設けた構成においても、混合気
を希薄にすることによって燃焼性が悪化して燃焼が不安
定となるため、高空燃費化による窒素酸化物の低減化に
は限界がある。However, even in the structure in which the pre-evaporation pre-mixing pipe is provided as described above, the combustion becomes unstable due to the lean air-fuel mixture, and the combustion becomes unstable. There is a limit to the reduction of nitrogen oxides by chemical conversion.
【0007】尚、パイロットバーナを設けることによっ
て燃焼を安定させることが考えられるが、それではパイ
ロットバーナによる燃焼によって窒素酸化物が生成され
てしまうために窒素酸化物低減効果が減少してしまうも
のである。It is conceivable to stabilize the combustion by providing a pilot burner. However, the combustion by the pilot burner generates nitrogen oxides, so that the nitrogen oxide reduction effect is reduced. .
【0008】本発明は、上記解決課題に鑑みて成された
ものであって、予蒸発予混合管による燃料の蒸発を促進
させると共により希薄な混合気での安定した燃焼を可能
とし、よりいっそう窒素酸化物の排出を低減し得るガス
タービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造を提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to promote the evaporation of fuel by a pre-evaporation pre-mixing pipe and to enable stable combustion with a leaner air-fuel mixture. An object of the present invention is to provide a nitrogen oxide reduction structure of a gas turbine combustor capable of reducing the emission of nitrogen oxide.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係るガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造
は、ガスタービン燃焼器内に、耐熱性素材によって円筒
状に形成された予蒸発予混合管部材が所定長さで挿置さ
れ、当該予蒸発予混合管を介して燃料及び空気が供給さ
れるように構成されていることを特徴とする。A gas turbine combustor according to the present invention, which achieves the above object, has a structure for reducing nitrogen oxides. A premixing pipe member is inserted at a predetermined length, and fuel and air are supplied through the preevaporation premixing pipe.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0011】図1は、本発明に係るガスタービン燃焼器
の窒素酸化物低減化構造の一例を適用したガスタービン
燃焼器の概略構成縦断面図である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a gas turbine combustor to which an example of a nitrogen oxide reducing structure of a gas turbine combustor according to the present invention is applied.
【0012】図示ガスタービン燃焼器10は、一端が開
口する円筒状のライナ11の他端に、予蒸発予混合管部
材としての予蒸発予混合管20を介してバーナ30が設
けられて構成されている。The illustrated gas turbine combustor 10 is configured such that a burner 30 is provided at the other end of a cylindrical liner 11 having one end open through a pre-evaporation premix pipe 20 as a pre-evaporation pre-mix pipe member. ing.
【0013】予蒸発予混合管20は、セラミック等の耐
熱性素材によって所定径の円筒状に形成され、その先端
をライナ11内に所定量挿入させて配設されている。The pre-evaporation pre-mixing tube 20 is formed of a heat-resistant material such as a ceramic into a cylindrical shape having a predetermined diameter, and is provided with its tip inserted into the liner 11 by a predetermined amount.
【0014】バーナ30は、予蒸発予混合管20の後端
部の中央に燃料噴射弁31が設けられると共に、この燃
料噴射弁31を中心とする周囲にスワーラ32が設けら
れて構成されている。The burner 30 has a fuel injection valve 31 provided at the center of the rear end of the pre-evaporation pre-mixing pipe 20, and a swirler 32 provided around the fuel injection valve 31. .
【0015】而して、上記のごとく構成されたガスター
ビン燃焼器10では、燃焼時において、燃料噴射弁31
から噴射された灯油等の液体燃料が、予蒸発混合管20
の内部でスワーラ32を介した旋回空気流と混合し、予
蒸発予混合管20の先端からライナ11内に供給されて
燃焼する。尚、点火は図示しない点火装置によって行わ
れる。In the gas turbine combustor 10 configured as described above, the fuel injection valve 31 is used during combustion.
Liquid fuel such as kerosene injected from the pre-evaporation mixing pipe 20
And mixed with the swirling airflow through the swirler 32, supplied from the tip of the pre-evaporation pre-mixing pipe 20 into the liner 11 and burned. The ignition is performed by an ignition device (not shown).
【0016】ここで、燃焼による火炎は、図示のごとく
予蒸発予混合管20とライナ11内面との間に回り込ん
で予蒸発予混合管20を加熱する。このため、液体燃料
の蒸発が促進されると共に混合気が加熱(予熱)されて
燃焼し易い状態でライナ11に供給されることとなり、
従って、安定した燃焼が可能となる。Here, the flame caused by the combustion wraps around between the pre-evaporation pre-mixing tube 20 and the inner surface of the liner 11 to heat the pre-evaporation pre-mixing tube 20 as shown in the figure. Therefore, the evaporation of the liquid fuel is promoted, and the air-fuel mixture is heated (preheated) and supplied to the liner 11 in a state where it is easy to burn,
Therefore, stable combustion becomes possible.
【0017】また、予蒸発予混合管20の前方中央で
は、図中矢印で示すように予蒸発予混合管20側に戻る
再循環流が形成され、これによって燃焼ガスが燃焼領域
に循環するため、燃焼を安定化させる。Further, at the front center of the pre-evaporation premix pipe 20, a recirculation flow returning to the pre-evaporation pre-mix pipe 20 side is formed as shown by an arrow in the figure, whereby the combustion gas is circulated to the combustion area. Stabilizes combustion.
【0018】更に、加熱された予蒸発予混合管20の先
端が火種のように作用して火炎を保持し、燃焼の安定化
に寄与する。Further, the tip of the heated pre-evaporation pre-mixing tube 20 acts like a fire and holds the flame, contributing to the stabilization of combustion.
【0019】これらにより、より希薄な混合気でも安定
した燃焼が可能となり、その結果、よりいっそうの窒素
酸化物の生成の抑制が可能となるものである。As a result, stable combustion can be performed even with a leaner mixture, and as a result, the generation of nitrogen oxides can be further suppressed.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るガスタ
ービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造によれば、ガスタ
ービンの燃焼器内に所定長さに挿置された予蒸発予混合
管部材を介して燃料及び空気が供給されるように構成さ
れていることにより、燃焼によって予蒸発予混合管部材
が加熱されて液体燃料の蒸発が促進されると共に混合気
が加熱され、燃焼し易くなって安定した燃焼が可能とな
る。また、加熱された予蒸発予混合管の先端が火炎の基
部となって火炎を保持し、燃焼の安定化に寄与する。As described above, according to the structure for reducing nitrogen oxides of a gas turbine combustor according to the present invention, a pre-evaporation premix pipe inserted into a combustor of a gas turbine at a predetermined length. Since the fuel and the air are supplied through the members, the pre-evaporation pre-mixing pipe member is heated by the combustion to promote the evaporation of the liquid fuel, and the air-fuel mixture is heated, thereby facilitating the combustion. As a result, stable combustion becomes possible. Further, the tip of the heated pre-evaporation pre-mixing tube serves as a base of the flame and holds the flame, thereby contributing to stabilization of combustion.
【0021】従って、より希薄な混合気でも安定した燃
焼が可能となり、その結果、よりいっそうの窒素酸化物
の生成の抑制が可能となるものである。Therefore, stable combustion is possible even with a leaner mixture, and as a result, the generation of nitrogen oxides can be further suppressed.
【図1】本発明に係るガスタービン燃焼器の窒素酸化物
低減化構造の一例を適用したガスタービン燃焼器の概略
構成縦断面図である。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a gas turbine combustor to which an example of a nitrogen oxide reduction structure of a gas turbine combustor according to the present invention is applied.
【図2】従来例としてのガスタービン燃焼器の概略構成
縦断面図である。FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a gas turbine combustor as a conventional example.
10 燃焼器 20 予蒸発予混合管(予蒸発予混合管部材) 10 Combustor 20 Pre-evaporation pre-mixing pipe (pre-evaporation pre-mixing pipe member)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23R 3/54 F23R 3/54 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F23R 3/54 F23R 3/54
Claims (1)
によって円筒状に形成された予蒸発予混合管部材が所定
長さで挿置され、当該予蒸発予混合管を介して燃料及び
空気が供給されるように構成されていることを特徴とす
るガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造。1. A pre-evaporation pre-mixing pipe member made of a heat-resistant material and having a cylindrical shape is inserted into a combustor of a gas turbine at a predetermined length, and fuel and air are passed through the pre-evaporation pre-mixing pipe. The nitrogen oxide reduction structure of the gas turbine combustor characterized by being supplied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32772696A JPH10160162A (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Nitrogen oxide reduction structure of gas turbine combustor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32772696A JPH10160162A (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Nitrogen oxide reduction structure of gas turbine combustor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10160162A true JPH10160162A (en) | 1998-06-19 |
Family
ID=18202307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32772696A Pending JPH10160162A (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Nitrogen oxide reduction structure of gas turbine combustor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10160162A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005351570A (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Lean preevaporation and premixture combustor |
CN100443805C (en) * | 2005-09-29 | 2008-12-17 | 北京航空航天大学 | Evaporation pipe type miniature-small-sized engine combustion chamber |
-
1996
- 1996-11-22 JP JP32772696A patent/JPH10160162A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005351570A (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Lean preevaporation and premixture combustor |
CN100443805C (en) * | 2005-09-29 | 2008-12-17 | 北京航空航天大学 | Evaporation pipe type miniature-small-sized engine combustion chamber |
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