JPH1038274A - Combustion state monitor for gas turbine combustor - Google Patents

Combustion state monitor for gas turbine combustor

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JPH1038274A
JPH1038274A JP20922696A JP20922696A JPH1038274A JP H1038274 A JPH1038274 A JP H1038274A JP 20922696 A JP20922696 A JP 20922696A JP 20922696 A JP20922696 A JP 20922696A JP H1038274 A JPH1038274 A JP H1038274A
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JP
Japan
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combustion
gas turbine
combustor
sector
inner cylinder
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Application number
JP20922696A
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Japanese (ja)
Inventor
Shohei Yoshida
正平 吉田
Yoshitaka Hirata
義隆 平田
Masaya Otsuka
雅哉 大塚
Tomoya Murota
知也 室田
Shigeyoshi Kobayashi
成嘉 小林
Bunji Moriwaki
文治 森脇
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion state monitor set for a gas turbine combustor which is simple in structure and easy in maintenance by constituting a plurality of conductors as one circuit and providing a detection means which detects the electrical properties of the circuit. SOLUTION: For example, in the case when a flame-failure occurs in a premixing sector 9-3 of a combustor, combined resistance (A and B) drops as compared with the combined resistance (A and B) during normal time. The combustion flow rate is reduced. If a flame falure does not occur in the pre- mixing sector 9-4 at that time, the resistance of a conductor 4 also drops. The combined resistance (A and B) drops as well. If the combined resistance (A and B) drops, the operation will be normal, then the combustion flow rate of the premixing sector 9-4 is returned to a specified value. Then, the combustion flow rate of the pre-mixing sector will be reduced. Since the pre-mixing sector 9-3 is in a flame failure state at that time, the resistance of the conductor 3 will not make any substantial change so that the combined resistances (A and B) may be subjected to basically no changes. Thus, the flame failure of the premixing sector (A, B) is detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン燃焼
器に係り、特に、ガスタービン燃焼器内部の燃焼状況を
検知し、燃焼器の運転状態を判断するガスタービン燃焼
器の燃焼状態監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine combustor, and more particularly to a combustion state monitoring device for a gas turbine combustor which detects a combustion state inside the gas turbine combustor and judges an operation state of the combustor. .

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービン燃焼器から排出される排ガ
ス中には、大気汚染の原因となるNOxやCOなどが含
まれ、これらに厳しい排出規制が設けられている。この
ため、ガスタービン燃焼器では低NOx化のため、燃料
を多段に分配し、一段当りの燃焼負荷を少なくしたり、
希薄予混合燃焼により部分的な高温領域の発生を抑え、
低NOx化を図っている。ガスタービン燃焼器の多くは
拡散燃焼と混合器内部で燃料と空気を予め混合させ、燃
焼させる予混合燃焼を併用しているが、近年ではさらな
る低NOx化のため、高負荷領域において予混合燃焼割
合を多くする傾向にある。一般に、高負荷領域で予混合
燃焼割合を多くするように燃焼器を構成すると、予混合
器の流路断面積が大きくなるため、低負荷領域で未燃分
が発生する場合があり、これらを防止する技術が必要と
なる。このため、予混合器を複数のセクタに分割し、負
荷に応じて各セクタに供給する燃料流量を制御すること
によって、各セクタの局所の燃空比を制御し、安定燃焼
化を図っている。このように、燃焼領域を複数に分割し
た場合の要件として、着火や各セクタへの火移り、さら
に燃焼の安定性などを排ガス性能を満たしながら運転す
ることが必要となる。このため、従来技術では、燃焼器
が正常な運転状態にあるか否かを判断するセンシング技
術として、熱電対のような温度センサを利用したもの
や、特開昭63−263427号公報のように、火炎状
態を光学的に監視するものなどがある。
2. Description of the Related Art Exhaust gas discharged from a gas turbine combustor contains NOx, CO, and the like that cause air pollution, and strict emission regulations are set for these. Therefore, in the gas turbine combustor, in order to reduce NOx, the fuel is distributed in multiple stages to reduce the combustion load per stage,
The lean premixed combustion suppresses the partial high-temperature region,
We are trying to reduce NOx. Most gas turbine combustors use both diffusion combustion and premixed combustion in which fuel and air are premixed inside the mixer and burn them.However, in recent years, premixed combustion has been performed in a high load region to further reduce NOx. It tends to increase the ratio. In general, if the combustor is configured to increase the premixed combustion ratio in the high load region, the cross-sectional area of the flow path of the premixer increases, and unburned components may be generated in the low load region. Technology to prevent this is needed. For this reason, the premixer is divided into a plurality of sectors, and by controlling the fuel flow supplied to each sector according to the load, the local fuel-air ratio in each sector is controlled to achieve stable combustion. . As described above, when the combustion region is divided into a plurality of regions, it is necessary to operate while satisfying the exhaust gas performance such as ignition, transfer to each sector, and combustion stability. For this reason, in the prior art, as a sensing technique for judging whether or not the combustor is in a normal operation state, a technique using a temperature sensor such as a thermocouple or a technique disclosed in JP-A-63-263427 is used. And those that monitor the flame state optically.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】熱電対を用いて燃焼器
の燃焼状態を検知する方法は、信頼性あるいはコストの
面からも大変有効である。しかし、前述したような低N
Ox燃焼器では予混合器を多数のセクタに分割する場合
があり、各セクタの火移りなどを正確に把握するために
は、セクタの数だけ熱電対が必要となる。さらに、信頼
性を考慮して1セクタ当たり複数の熱電対を設置する必
要もある。また、発電用大型ガスタービンの場合には、
1軸当たりに燃焼器が10〜16缶配置されるため、1
軸当たりの熱電対の本数は膨大な数となり、コスト及び
メンテナンスの両面から検出方法の改善が必要である。
また、火炎状態を光学的に監視する方法は、設備が大が
かりになり、メンテナンスに困難を伴い、信頼性に欠け
るという問題がある。
The method of detecting the combustion state of a combustor using a thermocouple is very effective in terms of reliability and cost. However, as described above, low N
In the Ox combustor, the premixer may be divided into a large number of sectors, and thermocouples are required in the number of sectors in order to accurately grasp the flashover of each sector. Furthermore, it is necessary to install a plurality of thermocouples per sector in consideration of reliability. In the case of large gas turbines for power generation,
Since 10 to 16 cans are arranged per axis,
The number of thermocouples per axis becomes enormous, and it is necessary to improve the detection method from the viewpoint of both cost and maintenance.
In addition, the method of optically monitoring the flame state has a problem that the equipment becomes large, maintenance is difficult, and reliability is lacking.

【0004】本発明の課題は、前述した点に鑑み、ガス
タービン燃焼器の燃焼状態を検知するに際し、構造が簡
単な、かつ、低コスト及びメンテナンスが容易なガスタ
ービン燃焼器の燃焼状態監視装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, an object of the present invention is to provide a combustion state monitoring device for a gas turbine combustor that has a simple structure, is low in cost, and easy to maintain when detecting the combustion state of the gas turbine combustor. Is to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、ガスタービン燃焼器において、該燃焼器の内筒の外
周壁の異った位置に温度によって電気的性質が変化する
複数の導体を設置し、該複数の導体を一つの回路として
構成すると共に、該回路の電気的性質を検出する手段を
備える。また、前記回路の電気的性質を検出する手段の
出力に基づいて、温度変化を生じた前記燃焼器の内筒の
位置を特定する判別手段を設け、複数のセクタに分割さ
れた予混合燃焼を行う予混合バーナの着火状況を判定す
る。また、前記回路の電気的性質を検出する手段の出力
に基づいて、温度変化を生じた前記燃焼器の内筒の位置
を特定する判別手段を設けると共に、予混合バーナに燃
料を供給する燃料供給系を制御する手段を備え、複数の
セクタに供給する燃料を順次切り替えながら、前記回路
の電気的性質を検出する手段の出力を参照して、前記燃
焼器の定格燃焼状態時に発生した前記予混合バーナの失
火あるいは異常燃焼を特定する。ここで、判別手段は、
複数のセクタに分割された予混合燃焼を行う予混合バー
ナの正常時の燃焼状態と、該燃焼状態における前記回路
の電気的性質の関係を事前に把握する。また、前記複数
の導体を金属保護管内に収めるとともに、それぞれの導
体を金属保護管の軸方向の異った、かつ、複数のセクタ
にそれぞれ対応した位置に配置する。また、前記燃焼器
の内筒の外周壁に金属導管を設置し、前記燃焼器の外筒
には外筒内部と連絡する連通孔を設け、金属導管の一端
を連通孔を介して外筒の外部に導き、固定すると共に、
金属導管の入口端より温度によって電気的性質が変化す
る複数の導体を挿入し、金属導管の入口端に前記導体を
固定、取り外し可能な手段を備える。
In order to achieve the above object, in a gas turbine combustor, a plurality of conductors whose electric properties change with temperature are provided at different positions on the outer peripheral wall of an inner cylinder of the combustor. And a means for detecting the electrical properties of the plurality of conductors as a single circuit. Further, based on the output of the means for detecting the electrical properties of the circuit, a discriminating means for specifying the position of the inner cylinder of the combustor having a temperature change is provided, and the premixed combustion divided into a plurality of sectors is performed. The ignition status of the premix burner to be performed is determined. In addition, a determination means for specifying the position of the inner cylinder of the combustor in which a temperature change has occurred based on an output of a means for detecting an electrical property of the circuit is provided, and a fuel supply for supplying fuel to a premix burner is provided. Means for controlling the system, and sequentially switching the fuel to be supplied to a plurality of sectors, while referring to the output of the means for detecting the electrical properties of the circuit, referring to the output of the premix generated during the rated combustion state of the combustor. Identify burner misfire or abnormal combustion. Here, the determination means is:
The relationship between the normal combustion state of the premix burner that performs premix combustion divided into a plurality of sectors and the electrical properties of the circuit in the combustion state is grasped in advance. Further, the plurality of conductors are housed in a metal protection tube, and the conductors are arranged at positions different in the axial direction of the metal protection tube and respectively corresponding to the plurality of sectors. In addition, a metal conduit is installed on the outer peripheral wall of the inner cylinder of the combustor, a communication hole communicating with the inside of the outer cylinder is provided in the outer cylinder of the combustor, and one end of the metal conduit is connected to the outer cylinder through the communication hole. Guided outside and fixed,
A plurality of conductors whose electrical properties change depending on temperature are inserted from the entrance end of the metal conduit, and the conductor is provided at the entrance end of the metal conduit so that the conductors can be fixed and detached.

【0006】本発明は、燃焼器の予混合器セクタの温度
変化を検知するにあたって、その検出手段を温度によっ
て電気抵抗が変化する複数の導体、半導体または温度変
化によって起電力を発生する熱電対などの導体を一つの
回路として構成する。このため、温度検出手段としての
構造が簡略化されるとともに、コスト及びメンテナンス
の両面から有効となる。また、本発明は、金属保護管の
内部に設置する温度によって電気抵抗が変化する複数の
導体、半導体または温度変化によって起電力を発生する
熱電対などの導体をそれぞれ複数の予混合器セクタと対
応する位置に間隔をもって配置すると共に、燃焼器の外
筒の外部より内筒へ金属保護管を取り付けることを可能
とする。これにより、前記導体、半導体または熱電対な
どの導体が破損しても燃焼器を分解することなく、前記
導体、半導体または熱電対などの導体を容易に交換する
ことができ、メンテナンスが簡易化する。
According to the present invention, in detecting a temperature change in a premixer sector of a combustor, the detecting means includes a plurality of conductors whose electric resistance changes according to the temperature, a semiconductor or a thermocouple which generates an electromotive force due to the temperature change. Are configured as one circuit. For this reason, the structure as the temperature detecting means is simplified, and the cost and maintenance are effective. The present invention also relates to a plurality of conductors such as a semiconductor or a thermocouple that generates an electromotive force due to a temperature change, each of which corresponds to a plurality of premixer sectors. And a metal protection tube can be attached to the inner cylinder from the outside of the outer cylinder of the combustor. This makes it possible to easily replace the conductor, the semiconductor, or the thermocouple without disassembling the combustor even if the conductor, the semiconductor, or the thermocouple is broken, thereby simplifying the maintenance. .

【0007】[0007]

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を図面を用
いて説明する。図1は、本発明の一実施形態によるガス
タービン燃焼器の燃焼状態監視装置を示す。図1には、
ガスタービンプラントの要部を示し、ガスタービンプラ
ントは、主としてガスタービン12と、ガスタービン1
2に連結され、燃焼用の圧縮空気を得る圧縮機11と、
燃焼器13から構成される。圧縮機11より吐出された
圧縮空気は、燃焼器13に導かれ、燃焼器内筒7の内部
に形成されている燃焼室14で燃料とともに燃焼する。
燃焼によって生成された燃焼ガスは、トランジションピ
ース15を経てガスタービン12に噴射され、ガスター
ビン12を駆動する。そして、図示してはいないが、一
般にガスタービン12に連結されている発電機によって
発電する。燃焼器13の主な構成は、燃焼ガスを生成す
る内筒7と、内筒7の入口端軸中心に配置された拡散燃
焼を行う拡散バーナ8と、その外周側に予混合燃焼を行
う複数のセクタに分割され、外筒16により密閉された
予混合バーナ9が設置され、また、拡散バーナ8及び予
混合バーナ9に燃料を供給する燃料供給系19(制御弁
19−1〜19−4からなる。)が設置される。また、
1は温度によって電気的性質が変化する複数の導体であ
り、白金やサーミスタのような温度によって電気抵抗が
変化する導体または半導体、及び熱電対のような温度変
化によって起電力を発生する導体を含む。17は判別
器、18は燃料制御器を表わす。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a combustion state monitoring device for a gas turbine combustor according to an embodiment of the present invention. In FIG.
1 shows a main part of a gas turbine plant. The gas turbine plant mainly includes a gas turbine 12 and a gas turbine 1.
2, a compressor 11 for obtaining compressed air for combustion,
It is composed of a combustor 13. The compressed air discharged from the compressor 11 is guided to the combustor 13 and burns together with fuel in a combustion chamber 14 formed inside the combustor inner cylinder 7.
The combustion gas generated by the combustion is injected into the gas turbine 12 via the transition piece 15, and drives the gas turbine 12. Although not shown, power is generally generated by a generator connected to the gas turbine 12. The main configuration of the combustor 13 includes an inner cylinder 7 that generates combustion gas, a diffusion burner 8 that is arranged at the center of the inlet end axis of the inner cylinder 7 to perform diffusion combustion, and a plurality of premix combustion that performs premix combustion on the outer peripheral side thereof. And a fuel supply system 19 (control valves 19-1 to 19-4) for supplying fuel to the diffusion burner 8 and the premix burner 9 is provided. ) Is installed. Also,
Reference numeral 1 denotes a plurality of conductors whose electrical properties change according to temperature, including a conductor or a semiconductor whose electric resistance changes according to temperature such as platinum or thermistor, and a conductor such as a thermocouple which generates an electromotive force according to temperature change. . 17 represents a discriminator, and 18 represents a fuel controller.

【0008】図2は、図1のa−a断面図の模式図を示
す。本実施形態は、予混合バーナ9のセクタ9−1、9
−2、9−3、9−4に対応する内筒7の外周壁に、温
度によって電気抵抗が変化する導体1,2,3,4を設
置し、この導体1,2,3,4によりブリッジ回路を構
成し、接点A、B間あるいはC、D間の電気抵抗を検出
する抵抗計5、6を設置する。さらに、図1に示すよう
に、抵抗計5あるいは抵抗計6によって検出された合成
抵抗の変化によって、温度変化(燃焼状態変化)を生じ
た予混合器セクタを特定する判別器17と、その判別結
果に基づいて燃料供給系19を制御する燃料制御器18
を設置する。
FIG. 2 is a schematic view of a sectional view taken along line aa of FIG. In the present embodiment, the sectors 9-1 and 9 of the premix burner 9 are used.
Conductors 1, 2, 3, and 4 whose electric resistance changes depending on temperature are installed on the outer peripheral wall of the inner cylinder 7 corresponding to -2, 9-3, and 9-4. A bridge circuit is configured, and ohmmeters 5 and 6 for detecting electric resistance between the contacts A and B or between C and D are installed. Further, as shown in FIG. 1, a discriminator 17 for specifying a premixer sector in which a temperature change (combustion state change) has occurred due to a change in the combined resistance detected by the ohmmeter 5 or the ohmmeter 6, and its discrimination. Fuel controller 18 for controlling fuel supply system 19 based on the result
Is installed.

【0009】本発明を適用するガスタービンの運転方法
は、一般的には、起動時に燃焼の安定性に優れた拡散燃
焼を行い、ガスタービン負荷の上昇に伴って予混合燃焼
を行う。図3に、ガスタービン負荷と内筒7のメタル温
度特性及び抵抗計5によって検出される合成抵抗R
(A、B)の挙動を示す。以下、ガスタービンの運転と
内筒7のメタル温度挙動及び抵抗計5により検出される
合成抵抗R(A、B)について説明する。ガスタービン
の起動時(E点)には、燃焼安定性に優れた拡散バーナ
8を用いる。拡散バーナ8は燃焼器13の軸中心に配置
されているため、内筒7のメタル温度は、(3−2)の
Eように、周方向にほぼ均一となる傾向を示し、メタル
温度は急激に上昇しない。通常、導体1,2,3,4は
温度が上昇すると電気抵抗は大きくなる特性を示す。合
成抵抗R(A、B)も、(3−1)のEように、内筒7
のメタル温度の挙動と同様に変化する。ガスタービン1
2の負荷上昇に伴って予混合器セクタ9−1が燃焼を開
始(F点)する。同時に、拡散バーナ8への燃料供給を
図示のように減らす。このF点では、予混合器セクタ9
−1が内筒7の近傍に配置されているため、予混合器セ
クタ9−1が燃焼を開始すると、内筒7のメタル温度
(3−2)は急激(FからG点)に上昇する。そして、
予混合器セクタ9−1に供給される燃料流量(3−3)
が一定(G点)になると、メタル温度変化も安定する。
内筒7のメタル温度は予混合器セクタ9−1に対応する
位置の温度だけが急激に上昇する。この結果、導体1の
抵抗だけが大きく変化し、これによって、合成抵抗R
(A、B)も、(3−1)の領域Fから領域Gのよう
に、変化することになる。次に、予混合器セクタ9−2
が燃焼を開始(H点)(3−3)すると、予混合器セク
タ9−2に対応する内筒7のメタル温度(3−2)がH
からI点に急激に上昇する。そして、予混合器セクタ9
−2に供給される燃料流量(3−3)が一定(I点)に
なると、メタル温度変化も安定する。このため、導体2
の抵抗が大きくなり、その結果、合成抵抗R(A、B)
は(3−1)のように領域Gの状態から領域Iの状態に
大きくなる。また、予混合器セクタ9−3が燃焼を開始
(J点)すると、合成抵抗R(A、B)は領域Iの状態
からさらに大きくなり、領域Kの状態になる。最後に、
予混合器セクタ9−4が燃焼を開始(L点)すると、合
成抵抗R(A、B)は領域Kの状態からさらに大きくな
り、定格燃焼状態の領域Mで安定する。
The method of operating a gas turbine to which the present invention is applied generally performs diffusion combustion with excellent combustion stability at the time of startup, and performs premix combustion as the gas turbine load increases. FIG. 3 shows the gas temperature and the metal temperature characteristics of the inner cylinder 7 and the combined resistance R detected by the resistance meter 5.
The behavior of (A, B) is shown. Hereinafter, the operation of the gas turbine, the metal temperature behavior of the inner cylinder 7, and the combined resistance R (A, B) detected by the resistance meter 5 will be described. When starting the gas turbine (point E), the diffusion burner 8 having excellent combustion stability is used. Since the diffusion burner 8 is disposed at the center of the axis of the combustor 13, the metal temperature of the inner cylinder 7 tends to be substantially uniform in the circumferential direction as indicated by E in (3-2), and the metal temperature increases rapidly. Do not rise. Normally, the conductors 1, 2, 3, and 4 exhibit characteristics in which the electrical resistance increases as the temperature increases. The combined resistance R (A, B) is also equal to the inner cylinder 7 as indicated by E in (3-1).
In the same manner as the behavior of the metal temperature. Gas turbine 1
With the load increase of 2, the premixer sector 9-1 starts combustion (point F). At the same time, the fuel supply to the diffusion burner 8 is reduced as shown. At this point F, the premixer sector 9
Since -1 is disposed near the inner cylinder 7, when the premixer sector 9-1 starts combustion, the metal temperature (3-2) of the inner cylinder 7 rises rapidly (point F to point G). . And
Fuel flow supplied to premixer sector 9-1 (3-3)
Is constant (point G), the metal temperature change is stabilized.
As for the metal temperature of the inner cylinder 7, only the temperature at the position corresponding to the premixer sector 9-1 sharply increases. As a result, only the resistance of the conductor 1 changes greatly, and as a result, the combined resistance R
(A, B) also changes from the area F of (3-1) to the area G. Next, the premixer sector 9-2
Starts combustion (point H) (3-3), the metal temperature (3-2) of the inner cylinder 7 corresponding to the premixer sector 9-2 becomes H
And rises sharply to point I. And premixer sector 9
When the fuel flow rate (3-3) supplied to -2 becomes constant (point I), the metal temperature change also becomes stable. Therefore, the conductor 2
Increases, and as a result, the combined resistance R (A, B)
Increases from the state of the area G to the state of the area I as shown in (3-1). When the premixer sector 9-3 starts combustion (point J), the combined resistance R (A, B) further increases from the state in the region I and changes to the state in the region K. Finally,
When the premixer sector 9-4 starts combustion (point L), the combined resistance R (A, B) further increases from the state in the area K and stabilizes in the area M in the rated combustion state.

【0010】そこで、最初に、着火燃焼状態において、
予混合器セクタの着火状態の異常を検知する場合を説明
する。まず、判別器17には、正常時の予混合バーナ9
の燃焼状態と合成抵抗R(A、B)の関係を図3のよう
に事前に把握しておく。次に、順次に各予混合器セクタ
に燃料を投入しながら、着火する。判別器17では、そ
れぞれ着火したときの合成抵抗R(A、B)を検出し、
この検出した合成抵抗R(A、B)と正常時の合成抵抗
R(A、B)を比較し、各予混合バーナ9の燃焼状態の
異常の有無を検知する。すなわち、例えば、燃焼器13
の予混合器セクタ9−1に燃料を供給し、検出した合成
抵抗が正常時の合成抵抗のように上昇すれば、予混合器
セクタ9−1は正常に燃焼したことを意味し、抵抗が変
化しなければ、予混合器セクタ9−1が着火しないこと
を意味する。このように、本実施形態では、温度によっ
て電気抵抗が変化する複数の導体を一つの回路となるよ
うに構成し、予混合器セクタに燃料を投入しながら、判
別器17において全予混合器セクタの合成抵抗の変化を
正常時の合成抵抗R(A、B)と比較検討することによ
り、各予混合バーナの燃焼状態の異常の有無を検知する
ことができ、コスト及びメンテナンスの両面から大変有
利となる。
Therefore, first, in the ignition combustion state,
A case where an abnormality in the ignition state of the premixer sector is detected will be described. First, the discriminator 17 includes a normal premix burner 9.
The relationship between the combustion state and the combined resistance R (A, B) is grasped in advance as shown in FIG. Next, the fuel is ignited while fuel is sequentially injected into each premixer sector. The discriminator 17 detects the combined resistance R (A, B) at the time of ignition,
The detected combined resistance R (A, B) is compared with the combined resistance R (A, B) in a normal state to detect whether or not there is an abnormality in the combustion state of each premix burner 9. That is, for example, the combustor 13
If fuel is supplied to the pre-mixer sector 9-1, and the detected combined resistance rises as in the case of a normal state, it means that the pre-mixer sector 9-1 has burned normally, and the resistance is reduced. If it does not change, it means that premixer sector 9-1 does not fire. As described above, in the present embodiment, a plurality of conductors whose electric resistance changes depending on the temperature are configured to be one circuit, and while the fuel is supplied to the premixer sector, the entire premixer sector is determined in the discriminator 17. By comparing and examining the change in the combined resistance of the premixed burners with the combined resistance R (A, B) under normal conditions, it is possible to detect the presence or absence of an abnormality in the combustion state of each premix burner, which is extremely advantageous in terms of cost and maintenance. Becomes

【0011】また、通常、ガスタービン12には1軸当
たり複数の燃焼器が設置されるが、この場合には、各燃
焼器の予混合器セクタに燃料を投入しながら、全燃焼器
の合成抵抗の変化を判別器17において比較検討する。
各燃焼器の合成抵抗R(A、B)を比較し、各燃焼器の
合成抵抗が上昇すれば、正常に燃焼したことを意味し、
抵抗が変化しなければ、抵抗変化がない燃焼器の予混合
器セクタが着火しないことを意味する。例えば、F点の
運転状態において、1番燃焼器の予混合器セクタ9−1
が着火しないとすると、他番の燃焼器の合成抵抗R
(A、B)は上昇するけれども、1番燃焼器の合成抵抗
R(A、B)は上昇しない。判別器17において1番燃
焼器と他番の燃焼器の合成抵抗R(A、B)を比較し、
抵抗変化がない1番燃焼器の予混合器セクタ9−1が着
火しないことを検知する。このようにして、本実施形態
では、温度によって電気抵抗が変化する複数の導体を一
つの回路となるように構成し、各燃焼器の予混合器セク
タに燃料を投入しながら、全燃焼器の合成抵抗の変化を
判別器17において比較検討することにより、各燃焼器
の各予混合バーナの着火状態の異常の有無を検知するこ
とができ、前述したと同様に、コスト及びメンテナンス
の両面から大変有利となる。なお、ガスタービン12の
1軸当たりに複数の燃焼器が設置される場合にも、前述
したように、判別器17に予混合バーナ9の燃焼状態と
合成抵抗R(A、B)の正常時の関係を図3のように事
前に把握しておき、検知した複数の各燃焼器の合成抵抗
R(A、B)と比較することにより、各燃焼器の各予混
合バーナの着火状態の異常の有無を検知することができ
ることは云うまでもない。
Usually, a plurality of combustors are installed for each shaft in the gas turbine 12. In this case, the fuel is supplied to the premixer sector of each combustor while the total combustor is combined. The change in resistance is compared and examined in the discriminator 17.
The combined resistance R (A, B) of each combustor is compared, and if the combined resistance of each combustor increases, it means that the combustion has been performed normally.
If the resistance does not change, it means that the premixer sector of the combustor with no change in resistance will not ignite. For example, in the operating state at point F, the premixer sector 9-1 of the first combustor
Is not ignited, the combined resistance R of the other combustor
Although (A, B) rises, the combined resistance R (A, B) of the first combustor does not rise. The discriminator 17 compares the combined resistance R (A, B) between the first combustor and the other combustor,
It is detected that the premixer sector 9-1 of the first combustor having no resistance change does not ignite. In this manner, in the present embodiment, a plurality of conductors whose electric resistance changes according to the temperature are configured as one circuit, and while the fuel is supplied to the premixer sector of each combustor, the entire combustor is By comparing and examining the change in the combined resistance in the discriminator 17, it is possible to detect whether or not there is an abnormality in the ignition state of each of the premix burners in each of the combustors. This is advantageous. Note that, even when a plurality of combustors are installed per shaft of the gas turbine 12, as described above, the discriminator 17 sets the combustion state of the premix burner 9 and the normal state of the combined resistance R (A, B). Is grasped in advance as shown in FIG. 3 and is compared with the detected combined resistance R (A, B) of each of the plurality of combustors, whereby abnormality of the ignition state of each premix burner of each combustor is obtained. It is needless to say that it is possible to detect the presence / absence of an error.

【0012】続いて、定格燃焼状態おいて、いずれかの
予混合器セクタが失火した場合の検知とその対応につい
て説明する。予混合器バーナが部分的に失火すると、失
火したセクタ部の温度が下がり、その境界には熱応力が
集中するため、失火したセクタを速やかに検知し、対応
する必要がある。本実施形態の場合、低NOxのため、
定格燃焼状態では拡散燃焼割合を可能な限り小さくす
る。このため、拡散燃焼が内筒7のメタル温度に及ぼす
影響度は小さくなる。したがって、予混合器セクタの燃
焼状態が合成抵抗R(A、B)に敏感に現われることに
なり、いずれかの予混合器セクタが失火すると、合成抵
抗R(A、B)が低下するため、容易に失火を判別する
ことができる。まず、図2において燃焼器13の予混合
器セクタ9−3が失火した場合を想定し、説明する。燃
焼器13の予混合器セクタ9−3が失火した場合、この
ときの合成抵抗R(A、B)は、事前に把握しておいた
図3のような正常時の合成抵抗R(A、B)に比べて低
下する。そこで、失火した予混合器セクタを検知するた
め、燃料制御器18によって予混合器セクタ9−4の燃
料制御弁19−4を調節し、燃料流量を減少させる。こ
の時、予混合器セクタ9−4が失火していなければ、内
筒7のメタル温度が下がり、導体4の抵抗も低下し、そ
の結果、合成抵抗R(A、B)は低下する。合成抵抗R
(A、B)が低下すれば、正常であり、燃料制御器18
によって予混合器セクタ9−4の燃料制御弁19−4を
調節し、燃料流量を所定値に戻す。次に、予混合器セク
タ9−3の燃料流量を同様に減少させる。この時、予混
合器セクタ9−3が失火しているため、導体3の抵抗が
ほとんど変化せず、そのため合成抵抗R(A、B)もほ
とんど変化しない。これにより予混合器セクタ9−3が
失火していることを検知する。したがって、上記の操作
を各予混合器セクタについて実施すれば、失火している
燃焼器の予混合器セクタを特定することが可能となる。
Next, a description will be given of the detection of a misfire in one of the premixer sectors in the rated combustion state and the corresponding measures. When the premixer burner partially misfires, the temperature of the misfiring sector decreases, and thermal stress concentrates on the boundary. Therefore, it is necessary to detect the misfiring sector promptly and take action. In the case of this embodiment, because of low NOx,
In the rated combustion state, the diffusion combustion ratio is made as small as possible. For this reason, the influence of the diffusion combustion on the metal temperature of the inner cylinder 7 is reduced. Therefore, the combustion state of the premixer sector appears sensitively to the combined resistance R (A, B), and if any of the premixer sectors misfires, the combined resistance R (A, B) decreases. A misfire can be easily determined. First, description will be made on the assumption that a misfire occurs in the premixer sector 9-3 of the combustor 13 in FIG. When the premixer sector 9-3 of the combustor 13 misfires, the combined resistance R (A, B) at this time is a combined resistance R (A, Lower than B). Therefore, in order to detect a misfiring premixer sector, the fuel controller 18 adjusts the fuel control valve 19-4 of the premixer sector 9-4 to reduce the fuel flow rate. At this time, if the premixer sector 9-4 has not misfired, the metal temperature of the inner cylinder 7 decreases, the resistance of the conductor 4 also decreases, and as a result, the combined resistance R (A, B) decreases. Combined resistance R
If (A, B) decreases, it is normal and the fuel controller 18
Thus, the fuel control valve 19-4 of the premixer sector 9-4 is adjusted to return the fuel flow to a predetermined value. Next, the fuel flow rate of the premixer sector 9-3 is similarly reduced. At this time, since the premixer sector 9-3 has misfired, the resistance of the conductor 3 hardly changes, and therefore the combined resistance R (A, B) hardly changes. This detects that the premixer sector 9-3 has misfired. Therefore, if the above operation is performed for each premixer sector, it is possible to specify the premixer sector of the combustor that has misfired.

【0013】また、ガスタービン12の1軸当たりに複
数の燃焼器が設置される場合について、1番燃焼器の予
混合器セクタ9−3が失火した場合を想定し、説明す
る。1番燃焼器の予混合器セクタ9−3が失火した場
合、合成抵抗R(A、B)は失火していない他の燃焼器
の約3/4に低下する。そこで、失火した予混合器セク
タを検知するため、燃料制御器18によって予混合器セ
クタ9−4の燃料制御弁19−4を調節し、燃料流量を
減少させる。この時、各予混合器セクタ9−4が失火し
ていなければ、内筒7のメタル温度が下がり、導体4の
抵抗も低下し、その結果、合成抵抗R(A、B)は低下
する。全燃焼器で合成抵抗R(A、B)が低下すれば、
正常であり、燃料制御器18によって予混合器セクタ9
−4の燃料制御弁19−4を調節し、燃料流量を所定値
に戻す。次に、予混合器セクタ9−3の燃料流量を同様
に減少させる。予混合器セクタ9−3が失火していない
燃焼器の合成抵抗R(A、B)は、導体3の抵抗が低下
するため、低下するが、予混合器セクタ9−3が失火し
ている1番燃焼器では導体3の抵抗がほとんど変化しな
いため、合成抵抗R(A、B)もほとんど変化せず、1
番燃焼器の予混合器セクタ9−3が失火していると判断
し、これを検知する。したがって、上記の操作を複数の
燃焼器の各予混合器セクタについて実施すれば、失火し
ている燃焼器の予混合器セクタを特定することが可能と
なる。なお、ガスタービン12の1軸当たりに複数の燃
焼器が設置される場合にも、前述したように、判別器1
7に予混合バーナ9の燃焼状態と合成抵抗R(A、B)
の正常時の関係を図3のように事前に把握しておき、検
知した複数の各燃焼器の合成抵抗R(A、B)と比較す
ることにより、失火している燃焼器の予混合器セクタを
特定することができる。
The case where a plurality of combustors are installed for one shaft of the gas turbine 12 will be described on the assumption that the premixer sector 9-3 of the first combustor is misfired. If the premixer sector 9-3 of the first combustor misfires, the combined resistance R (A, B) drops to about 3/4 of the other combustors that have not misfired. Therefore, in order to detect a misfiring premixer sector, the fuel controller 18 adjusts the fuel control valve 19-4 of the premixer sector 9-4 to reduce the fuel flow rate. At this time, if each premixer sector 9-4 has not misfired, the metal temperature of the inner cylinder 7 decreases, and the resistance of the conductor 4 also decreases. As a result, the combined resistance R (A, B) decreases. If the combined resistance R (A, B) decreases in all combustors,
Normal, premixer sector 9 by fuel controller 18
The fuel flow control valve 19-4 is adjusted to return the fuel flow rate to a predetermined value. Next, the fuel flow rate of the premixer sector 9-3 is similarly reduced. The combined resistance R (A, B) of the combustor in which the premixer sector 9-3 does not misfire decreases because the resistance of the conductor 3 decreases, but the premixer sector 9-3 misfires. Since the resistance of the conductor 3 hardly changes in the first combustor, the combined resistance R (A, B) hardly changes, and
It is determined that the premixer sector 9-3 of the #th combustor has misfired, and this is detected. Therefore, if the above operation is performed for each premixer sector of a plurality of combustors, it is possible to specify the premixer sector of the combustor that has misfired. Note that, even when a plurality of combustors are installed per shaft of the gas turbine 12, as described above, the discriminator 1
7 shows the combustion state of the premix burner 9 and the resultant resistance R (A, B).
As shown in FIG. 3, the relationship of the normal condition of the premixer of the misfiring combustor is determined by comparing in advance with the composite resistance R (A, B) of each of the plurality of detected combustors. The sector can be specified.

【0014】以上、本発明の実施形態として、導体1,
2,3,4をブリッジ回路に構成したが、それぞれの導
体を直列回路にしても並列回路にしても何等問題はな
い。また、本発明の実施形態として、接点A、B間の合
成抵抗R(A、B)で部分失火を検知したが、接点C、
D間の合成抵抗R(C、D)により検知しても同様であ
り、さらに、合成抵抗R(A、B)とR(C、D)の情
報の組み合わせることによって失火した予混合器セクタ
を特定することも可能である。ここで、内筒7に導体
1、2、3、4を設置する場合、その軸方向の位置は、
メタル温度が最も高く変化する位置がよく、周方向は、
隣接する予混合器セクタの火炎の影響を受けにくい、そ
れぞれの予混合器セクタの中央部が好ましい。
As described above, according to the embodiment of the present invention,
Although the bridge circuits 2, 3, and 4 are configured, there is no problem if the respective conductors are connected in series or in parallel. Further, as an embodiment of the present invention, the partial misfire is detected by the combined resistance R (A, B) between the contacts A and B.
The same applies to the detection by the combined resistance R (C, D) between D, and furthermore, the premixer sector misfired by combining the information of the combined resistances R (A, B) and R (C, D). It is also possible to specify. Here, when the conductors 1, 2, 3, and 4 are installed in the inner cylinder 7, their axial positions are as follows.
The position where the metal temperature changes highest is good.
The central portion of each premixer sector, which is less susceptible to the flames of adjacent premixer sectors, is preferred.

【0015】図4は、本発明の他の実施形態を示す。本
実施形態は、温度を検出する導体として、測温接点と基
準接点との温度差によって起電力を発生する熱電対を用
いる例であり、温度を検出する複数の導体を1本の金属
保護管24の内部に収納し、気密性や機械的な強度を向
上させた。図4において、金属保護管24の内部に4本
の熱電対20,21,22,23を配置し、それぞれの
測温接点25、26、27、28を金属保護管24の軸
方向に間隔(後述する。)をもたせて配置し、金属保護
管24内部には各熱電対の絶縁及び機械的な強度を増す
ため、酸化マグネシウム29を充填する。また、各熱電
対の基準接点は直列に接続され、両端の起電力を検出す
る電力計31を設置する。ここで、熱電対は測温接点と
基準接点の温度差によって生じる起電力を検出するもの
であるから、4本の熱電対の基準接点部30は温度変化
のない場所に配置することが好ましい。また、金属保護
管24を内筒7に取り付ける時、それぞれの測温接点2
5、26、27、28が予混合器セクタの中央に位置す
るように、内筒7の外周壁に固定する。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. The present embodiment is an example in which a thermocouple that generates an electromotive force by a temperature difference between a temperature measuring contact and a reference junction is used as a conductor for detecting a temperature. 24 to improve airtightness and mechanical strength. In FIG. 4, four thermocouples 20, 21, 22, 23 are arranged inside a metal protection tube 24, and respective temperature measuring contacts 25, 26, 27, 28 are spaced apart from each other in the axial direction of the metal protection tube 24 ( The metal protection tube 24 is filled with magnesium oxide 29 in order to increase the insulation and mechanical strength of each thermocouple. The reference contacts of each thermocouple are connected in series, and a wattmeter 31 for detecting electromotive force at both ends is provided. Here, since the thermocouple detects the electromotive force generated by the temperature difference between the temperature measuring contact and the reference junction, it is preferable to arrange the reference contact portions 30 of the four thermocouples in a place where there is no temperature change. When the metal protection tube 24 is attached to the inner cylinder 7, each of the temperature measuring contacts 2
It is fixed to the outer peripheral wall of the inner cylinder 7 so that 5, 26, 27 and 28 are located at the center of the premixer sector.

【0016】本実施形態の動作原理は、図2の実施形態
と基本的には同様であり、予混合器セクタが燃焼を開始
すると、その位置に対応する熱電対に大きな起電力が発
生し、その結果、電力計31の出力が変化する。この出
力値を事前に把握しておいた正常時の予混合バーナ9の
燃焼状態における電力計31の出力電力値(図示せず)
と比較することにより、または、ガスタービン12の1
軸当たりに複数の燃焼器が設置される場合、他の燃焼器
の出力値と比較することにより、その予混合バーナの着
火状態の異常の有無を検知することができ、また、定格
燃焼状態おいて失火した予混合器セクタを特定すること
ができる。本実施形態においても、温度によって起電力
が変化する複数の熱電対を一つの回路となるように構成
するので、構造が簡略化されるとともに、コスト及びメ
ンテナンスの両面から大変有利である。
The principle of operation of the present embodiment is basically the same as that of the embodiment of FIG. 2, and when the premixer sector starts burning, a large electromotive force is generated in the thermocouple corresponding to the position, As a result, the output of the wattmeter 31 changes. The output power value (not shown) of the wattmeter 31 in the normal combustion state of the premix burner 9 whose output value is grasped in advance.
Or by comparing one of the gas turbines 12
When a plurality of combustors are installed per shaft, it is possible to detect abnormalities in the ignition state of the premixed burner by comparing the output values of the other combustors. And the misfiring premixer sector can be identified. Also in the present embodiment, since a plurality of thermocouples whose electromotive force changes according to the temperature are configured as one circuit, the structure is simplified and the cost and maintenance are very advantageous.

【0017】図5は、本発明の他の実施形態であり、熱
電対を収めた金属保護管24を内筒7に取り付けるため
の手段とその方法について示す。図5において、内筒7
の最もメタル温度が上昇する外周壁に、熱伝導の良い金
属導管32を図示のように固定し、外筒16には外筒内
部と連絡する連通孔33を設け、金属導管32の入口端
34を連通孔33を介して外筒16の外部に導き、金属
導管32を外筒16に継手35によって固定密閉する。
金属導管32の入口端34より、図4に示した熱電対内
臓の金属保護管24を挿入し、所定の位置で金属保護管
24を金属導管32に継手36によって固定する。この
場合、金属保護管24の内部に設置する4本の熱電対2
0,21,22,23のそれぞれの測温接点25、2
6、27、28は、それぞれ予混合器セクタ9−1、9
−2、9−3、9−4と対応する位置に間隔をもって配
置する。この手段及び方法によって、金属保護管24の
内部に設置する4本の熱電対20,21,22,23を
それぞれ予混合器セクタ9−1、9−2、9−3、9−
4と対応する位置に間隔をもって配置すると共に、外筒
16の外部より内筒7へ熱電対を取り付けることが可能
となるため、熱電対が破損しても燃焼器を分解すること
なく、熱電対を容易に交換でき、メンテナンスの面から
大変有利である。この手段及び方法は、図2に示す白金
やサーミスタのような温度によって電気抵抗が変化する
導体または半導体の取り付けに適用できることは云うま
でもない。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which a means and a method for attaching a metal protection tube 24 containing a thermocouple to the inner cylinder 7 are shown. In FIG.
A metal conduit 32 having good heat conduction is fixed to the outer peripheral wall where the metal temperature rises as shown in the figure, and a communication hole 33 communicating with the inside of the outer cylinder is provided in the outer cylinder 16. Is guided to the outside of the outer cylinder 16 through the communication hole 33, and the metal conduit 32 is fixedly sealed to the outer cylinder 16 by the joint 35.
The metal protection tube 24 with a built-in thermocouple shown in FIG. 4 is inserted from the inlet end 34 of the metal conduit 32, and the metal protection tube 24 is fixed to the metal conduit 32 at a predetermined position by a joint 36. In this case, four thermocouples 2 installed inside the metal protection tube 24 are used.
0, 21, 22, and 23, respectively.
6, 27 and 28 are premixer sectors 9-1 and 9 respectively.
-2, 9-3, and 9-4 are arranged at intervals corresponding to the positions. By this means and method, the four thermocouples 20, 21, 22, 23 installed inside the metal protection tube 24 are respectively connected to the premixer sectors 9-1, 9-2, 9-3, 9-.
4 and the thermocouple can be attached to the inner cylinder 7 from the outside of the outer cylinder 16 without breaking down the combustor even if the thermocouple is broken. Can be easily replaced, which is very advantageous in terms of maintenance. It is needless to say that this means and method can be applied to the mounting of a conductor or a semiconductor whose electric resistance changes with temperature, such as platinum or thermistor shown in FIG.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃焼器の予混合器セクタの温度変化を検知するにあたっ
て、その検出手段を温度によって電気抵抗が変化する複
数の導体、半導体または温度変化によって起電力を発生
する熱電対などの導体を一つの回路として構成するの
で、構造が簡略化されるとともに、コスト及びメンテナ
ンスの両面から有効である。また、温度変化(燃焼状態
変化)を生じた燃焼器の予混合器セクタを特定すること
によって、燃料制御系によって危険な運転状態を回避
し、ガスタービンの安全運用が可能となる。また、本発
明によれば、金属保護管の内部に設置する温度によって
電気抵抗が変化する複数の導体、半導体または温度変化
によって起電力を発生する熱電対などの導体をそれぞれ
複数の予混合器セクタと対応する位置に間隔をもって配
置すると共に、燃焼器の外筒の外部より内筒へ金属保護
管を取り付けることが可能となるので、導体、半導体ま
たは熱電対などの導体が破損しても燃焼器を分解するこ
となく、導体、半導体または熱電対などの導体を容易に
交換することができ、メンテナンスが簡易化する。
As described above, according to the present invention,
In detecting the temperature change in the premixer sector of the combustor, the detection means is composed of multiple conductors whose electric resistance changes according to temperature, semiconductors or conductors such as thermocouples which generate electromotive force due to temperature change as one circuit. The configuration simplifies the structure and is effective in terms of both cost and maintenance. Further, by specifying the premixer sector of the combustor in which the temperature change (combustion state change) has occurred, a dangerous operation state can be avoided by the fuel control system, and the gas turbine can be safely operated. Further, according to the present invention, a plurality of conductors such as semiconductors or thermocouples that generate an electromotive force due to a temperature change are provided to a plurality of premixer sectors, respectively, a plurality of conductors whose electric resistance changes according to temperature installed inside the metal protection tube. And a metal protective tube can be attached to the inner cylinder from the outside of the outer cylinder of the combustor, so that even if the conductor such as a conductor, a semiconductor, or a thermocouple is broken, the combustor Without disassembling, conductors such as conductors, semiconductors or thermocouples can be easily replaced, thereby simplifying maintenance.

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

【図1】本発明の一実施形態によるガスタービン燃焼器
の燃焼状態監視装置
FIG. 1 is a combustion state monitoring device for a gas turbine combustor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態の詳細を説明する断面図FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating details of an embodiment of the present invention.

【図3】本発明を適用するガスタービンの運転と内筒の
メタル温度及び合成抵抗の変化を説明する図
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of a gas turbine to which the present invention is applied and changes in the metal temperature and the combined resistance of an inner cylinder.

【図4】本発明の他の実施形態FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施形態FIG. 5 shows another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,3,4 導体 5、6 抵抗計 7 内筒 8 拡散バーナ 9 予混合バーナ 9−1、9−2、9−3、9−4 予混合器セクタ 11 圧縮機 12 ガスタービン 13 燃焼器 16 外筒 17 判別器 18 燃料制御器 20,21,22,23 熱電対 24 金属保護管 31 電力計 32 金属導体 33 連通孔 35、36 継手 1, 2, 3, 4 Conductor 5, 6 Resistance meter 7 Inner cylinder 8 Diffusion burner 9 Premix burner 9-1, 9-2, 9-3, 9-4 Premixer sector 11 Compressor 12 Gas turbine 13 Combustion Instrument 16 Outer cylinder 17 Discriminator 18 Fuel controller 20, 21, 22, 23 Thermocouple 24 Metal protection tube 31 Wattmeter 32 Metal conductor 33 Communication hole 35, 36 Joint

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室田 知也 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 小林 成嘉 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 森脇 文治 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tomoya Murota 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Power and Electricity Development Division (72) Inventor Narika Kobayashi Omika, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 7-2-1, Machi-cho, Hitachi, Ltd. Power and Electricity Development Division (72) Inventor Fumiharu Moriwaki 3-1-1, Sachimachi, Hitachi-shi, Ibaraki Pref., Ltd., Hitachi Plant, Hitachi, Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 拡散燃焼を行う拡散バーナと、複数のセ
クタに分割された予混合燃焼を行う予混合バーナと、前
記拡散バーナ及び予混合バーナに燃料を供給する燃料供
給系と、燃焼ガスを生成する内筒と、その内筒の外側に
圧縮空気の流路を形成する外筒とから構成されるガスタ
ービン燃焼器において、前記内筒の外周壁の異った位置
に温度によって電気的性質が変化する複数の導体を設置
し、該複数の導体を一つの回路として構成すると共に、
該回路の電気的性質を検出する手段を備えることを特徴
とするガスタービン燃焼器の燃焼状態監視装置。
1. A diffusion burner for performing diffusion combustion, a premix burner for performing premix combustion divided into a plurality of sectors, a fuel supply system for supplying fuel to the diffusion burner and the premix burner, and a combustion gas. In a gas turbine combustor composed of an inner cylinder to be generated and an outer cylinder forming a flow path of compressed air outside the inner cylinder, electrical properties of the inner cylinder at different positions on the outer peripheral wall of the inner cylinder depend on temperature. While installing a plurality of conductors that change, and configuring the plurality of conductors as one circuit,
A combustion state monitoring device for a gas turbine combustor, comprising: means for detecting an electrical property of the circuit.
【請求項2】 請求項1において、前記導体は、温度に
よって電気抵抗が変化する白金またはサーミスタ導体、
または、温度変化によって起電力を発生する熱電対であ
ることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃焼状態監視
装置。
2. The conductor according to claim 1, wherein the conductor is a platinum or thermistor conductor whose electric resistance changes with temperature.
Alternatively, a combustion state monitoring device for a gas turbine combustor, which is a thermocouple that generates an electromotive force according to a temperature change.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、前記
回路の電気的性質を検出する手段の出力に基づいて、温
度変化を生じた前記燃焼器の内筒の位置を特定する判別
手段を設け、前記複数のセクタに分割された予混合燃焼
を行う予混合バーナの着火状況を判定することを特徴と
するガスタービン燃焼器の燃焼状態監視装置。
3. A method according to claim 1, further comprising the step of: determining a position of the inner cylinder of the combustor in which a temperature change has occurred based on an output of the means for detecting an electrical property of the circuit. A combustion state monitoring device for a gas turbine combustor, wherein the ignition state of a premix burner that performs premix combustion divided into the plurality of sectors is determined.
【請求項4】 請求項1または請求項2において、前記
回路の電気的性質を検出する手段の出力に基づいて、温
度変化を生じた前記燃焼器の内筒の位置を特定する判別
手段を設けると共に、前記予混合バーナに燃料を供給す
る燃料供給系を制御する手段を備え、前記複数のセクタ
に供給する燃料を順次切り替えながら、前記回路の電気
的性質を検出する手段の出力を参照して、前記燃焼器の
定格燃焼状態時に発生した前記予混合バーナの失火ある
いは異常燃焼を特定することを特徴とするガスタービン
燃焼器の燃焼状態監視装置。
4. A discriminating means according to claim 1 or 2, wherein a discriminating means for specifying a position of an inner cylinder of said combustor in which a temperature change has occurred is provided based on an output of a means for detecting an electrical property of said circuit. Together with means for controlling a fuel supply system for supplying fuel to the premix burner, while sequentially switching fuel to be supplied to the plurality of sectors, while referring to the output of the means for detecting the electrical properties of the circuit. A combustion state monitoring device for a gas turbine combustor, wherein misfire or abnormal combustion of the premix burner which occurs during a rated combustion state of the combustor is specified.
【請求項5】 請求項3または請求項4において、前記
判別手段は、前記複数のセクタに分割された予混合燃焼
を行う予混合バーナの正常時の燃焼状態と、該燃焼状態
における前記回路の電気的性質の関係を事前に把握して
いることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃焼状態監
視装置。
5. The normal combustion state of a premix burner that performs premix combustion divided into the plurality of sectors, and a determination of the circuit in the combustion state according to claim 3 or 4. A combustion state monitoring device for a gas turbine combustor, wherein a relationship between electrical properties is grasped in advance.
【請求項6】 請求項1または請求項2において、前記
複数の導体を金属保護管内に収めるとともに、それぞれ
の導体を金属保護管の軸方向の異った、かつ、前記複数
のセクタにそれぞれ対応した位置に配置することを特徴
とするガスタービン燃焼器の燃焼状態監視装置。
6. The metal protection tube according to claim 1, wherein the plurality of conductors are accommodated in a metal protection tube, and the conductors correspond to the plurality of sectors which are different in an axial direction of the metal protection tube. A combustion state monitoring device for a gas turbine combustor, wherein the combustion state monitoring device is disposed at a predetermined position.
【請求項7】 拡散燃焼を行う拡散バーナと、予混合燃
焼を行う予混合バーナと、燃焼ガスを生成する内筒と、
その内筒の外側に圧縮空気の流路を形成する外筒から構
成されるガスタービン燃焼器において、前記内筒の外周
壁に金属導管を設置し、前記外筒には外筒内部と連絡す
る連通孔を設け、前記金属導管の一端を前記連通孔を介
して前記外筒の外部に導き、固定すると共に、前記金属
導管の入口端より温度によって電気的性質が変化する複
数の導体を挿入し、前記金属導管の入口端に前記導体を
固定、取り外し可能な手段を備えることを特徴とするガ
スタービン燃焼器の燃焼状態監視装置。
7. A diffusion burner for performing diffusion combustion, a premix burner for performing premix combustion, an inner cylinder for generating combustion gas,
In a gas turbine combustor comprising an outer cylinder forming a flow path of compressed air outside the inner cylinder, a metal conduit is installed on an outer peripheral wall of the inner cylinder, and the outer cylinder communicates with the inside of the outer cylinder. A communication hole is provided, one end of the metal conduit is guided to the outside of the outer cylinder through the communication hole, and fixed, and a plurality of conductors whose electrical properties change depending on temperature from the inlet end of the metal conduit are inserted. A combustion state monitoring device for a gas turbine combustor, comprising: means for fixing and detaching the conductor at an inlet end of the metal conduit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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