JPH11230549A - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

Info

Publication number
JPH11230549A
JPH11230549A JP2948998A JP2948998A JPH11230549A JP H11230549 A JPH11230549 A JP H11230549A JP 2948998 A JP2948998 A JP 2948998A JP 2948998 A JP2948998 A JP 2948998A JP H11230549 A JPH11230549 A JP H11230549A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
air
nozzle
burner
premixed
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
Application number
JP2948998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Ito
和行 伊藤
Shigeyoshi Kobayashi
成嘉 小林
Hiroshi Inoue
洋 井上
Yasutaka Komatsu
康孝 小松
Bunji Moriwaki
文治 森脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2948998A priority Critical patent/JPH11230549A/en
Publication of JPH11230549A publication Critical patent/JPH11230549A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the fluctuation of a desired fuel flow ratio by controlling the flow of fuel to be supplied to a pilot burner, and controlling the flow of fuel to be supplied to a premixing burner and a fuel nozzle. SOLUTION: Air compressed with a compressor is divided to flow to a diffusing burner 80 and a premixing burner 90, and a fuel nozzle 11, which sprays fuel to the air flowing to the premixing burner 90, and a fuel nozzle 30, which sprays fuel to be premixed with the air flowing from a common header 10 to a diffusing burner 80, are arranged. Then, based on the ratio of the area of the nozzle hole of the fuel nozzle to jet fuel to the premixer 4 to the area of the nozzle hole of the fuel nozzle 30 to supply fuel to the diffusing burner 80, the flow of fuel is controlled, and also the ratio of the flow of the fuel to be supplied to a pilot burner is controlled within a fixed range. Hereby, the fluctuation of the desired fuel flow ratio can be suppressed.

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、パイロットバーナと予混合バーナとを備えた
ガスタービン燃焼器に関する。
The present invention relates to a gas turbine combustor, and more particularly to a gas turbine combustor provided with a pilot burner and a premix burner.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガスタービン燃焼器から排出され
る窒素酸化物(以下NOxと記載)の排出量を低減する
ために、NOxの生成を抑制できる燃焼方法が強く求め
られている。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to reduce the amount of nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) emitted from a gas turbine combustor, there is a strong demand for a combustion method capable of suppressing the generation of NOx.

【0003】排出NOx量の少ない燃焼方法として、燃
料と空気を燃焼反応前に予め混合させてから燃焼させる
予混合燃焼がある。一般に、NOx生成量は、燃焼火炎
温度が高いほど指数関数的に増加する。予混合燃焼させ
ることで、燃焼火炎温度が局部的に上昇するのを防ぐこ
とができるから、燃料に対する空気の割合を大きくして
予混合気を希薄にすることで燃焼火炎温度を低下させ、
NOx排出量を低減することができる。そこで、近年ま
すます強くなる低NOx化の要求に対応するため、希薄
予混合燃焼で運用する比率が大きくなってきている。
As a combustion method with a small amount of exhausted NOx, there is premixed combustion in which fuel and air are mixed in advance before a combustion reaction and then burned. In general, the NOx generation amount increases exponentially as the combustion flame temperature increases. By performing premixed combustion, it is possible to prevent the combustion flame temperature from locally increasing, so that by increasing the ratio of air to fuel and making the premixed air lean, the combustion flame temperature is reduced,
NOx emissions can be reduced. Therefore, in order to respond to the demand for lowering NOx, which has become increasingly strong in recent years, the ratio of operation in lean premixed combustion is increasing.

【0004】しかし、一般に希薄予混合燃焼は、空気と
燃料が混合しつつ燃焼する拡散燃焼に比べて火炎が吹き
消えやすく、また燃焼振動を発生しやすい特性があり、
安定燃焼できる運用範囲が狭い。したがって、燃焼の安
定化を確保しつつ低NOx化を図るためには、拡散燃焼
と希薄予混合燃焼とを巧みに組み合わせることが必要で
ある。
However, in general, lean premixed combustion has characteristics that a flame is easily blown out and combustion oscillation is easily generated as compared with diffusion combustion in which air and fuel are mixed and burned.
Operating range for stable combustion is narrow. Therefore, it is necessary to skillfully combine diffusion combustion and lean premixed combustion in order to reduce NOx while ensuring stable combustion.

【0005】特表平6−502240 号公報には、拡散燃料を
供給するパイロットバーナと予混合燃料を供給する予混
合バーナと、パイロットバーナの空気供給経路に予混合
させる予混合燃料を供給する燃料ノズルを各々備えるこ
とが記載されている。負荷が40%以下では、パイロッ
トで拡散燃焼させ、負荷が40%以上では、前記燃料ノ
ズルによりパイロットバーナで予混合燃焼させ、予混合
バーナで予混合燃焼させることが記載されている。
Japanese Patent Publication No. Hei 6-502240 discloses a pilot burner for supplying diffusion fuel, a premix burner for supplying premixed fuel, and a fuel for supplying premixed fuel to be premixed in an air supply path of the pilot burner. It is described that each nozzle is provided. It is described that when the load is 40% or less, diffusion combustion is performed by a pilot, and when the load is 40% or more, premix combustion is performed by a pilot burner using the fuel nozzle and premix combustion is performed using a premix burner.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、予混合バーナ
だけではなくパイロットバーナでも予混合燃焼させる際
には、燃焼を安定に継続するには、予混合バーナ及びパ
イロットバーナに供給する燃料流量の比率を一定の範囲
内にすることが重要である。一般に、排出NOxを低減
するには燃焼器各部の燃料濃度(燃空比)が一様である
ことが望ましい。したがって、通常の低NOx燃焼器の
ように予混合バーナに供給する空気流量がパイロットバ
ーナの空気流量の数倍(例えば8倍)であれば、予混合
燃焼時のパイロットバーナの燃料流量は予混合バーナの
数分の一(例えば約1/8)にするのが望ましい。
However, when premix combustion is performed not only by the premix burner but also by the pilot burner, the ratio of the fuel flow rates supplied to the premix burner and the pilot burner is required to maintain stable combustion. It is important that is within a certain range. Generally, in order to reduce the emission NOx, it is desirable that the fuel concentration (fuel-air ratio) of each part of the combustor be uniform. Therefore, if the air flow supplied to the premix burner is several times (for example, 8 times) the air flow of the pilot burner as in a normal low NOx combustor, the fuel flow of the pilot burner during premix combustion is premixed. Desirably a fraction of the burner (eg, about 1/8).

【0007】しかし、実際の燃焼器では、パイロットバ
ーナに供給する燃料流量は、予混合燃焼時の排出NOx
低減の観点から求められる燃料流量よりも低い値で運用
するのが一般的である。これは、燃焼器内の燃空比分布
が一様になっている状態で燃焼振動が発生すると極めて
大きな圧力振幅となる恐れがあるためである。したがっ
て、予混合燃焼時の予混合バーナとパイロットバーナの
燃料流量比率は慎重に設定される。しかし、通常行われ
ているように、それぞれ個別の燃料系統を持ち各々の燃
料流量を制御する場合、複数の燃焼器缶で構成されるガ
スタービンにおいては、個々の燃焼器缶で燃料流量に偏
差が生じ燃料流量比率が設定通りにならない燃焼器缶が
出現する恐れがある。また、負荷変化により燃料流量が
変動する時には、各々の燃料系統に用いる燃料弁の燃料
流量変化の応答特性の相違により、燃料流量比率が設定
通りにはならない時間範囲が出現する恐れがある。
However, in an actual combustor, the flow rate of fuel supplied to the pilot burner depends on the amount of NOx discharged during premixed combustion.
It is common to operate at a value lower than the fuel flow rate required from the viewpoint of reduction. This is because if combustion oscillation occurs in a state where the fuel-air ratio distribution in the combustor is uniform, an extremely large pressure amplitude may result. Therefore, the fuel flow ratio between the premix burner and the pilot burner during premix combustion is carefully set. However, when each fuel system has its own fuel system and controls the fuel flow, as is usually done, in a gas turbine composed of a plurality of combustor cans, there is a deviation in the fuel flow in each combustor can. This may cause a combustor can in which the fuel flow ratio is not as set. Further, when the fuel flow rate fluctuates due to the load change, there is a possibility that a time range in which the fuel flow rate does not become as set may appear due to the difference in the response characteristic of the fuel flow rate change of the fuel valve used for each fuel system.

【0008】そこで、本発明の目的は、燃料流量の変化
時においても容易に所望の燃料流量比率の変動を抑制
し、排出NOxの低減しつつ安定燃焼を達成できるガス
タービン燃焼器を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas turbine combustor which can easily suppress a change in a desired fuel flow rate ratio even when a fuel flow rate changes and can achieve stable combustion while reducing NOx emission. It is in.

【0009】また、他の目的は、燃料流量の変化時にお
いても容易に所望の燃料流量比率の変動を抑制し、排出
NOxの低減しつつ安定燃焼を達成できる高効率或いは
コンパクトなガスタービンを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a highly efficient or compact gas turbine capable of easily suppressing a change in a desired fuel flow rate ratio even when a fuel flow rate changes, and achieving stable combustion while reducing exhaust NOx. Is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料と空気と
を供給して燃焼させる燃焼室と、該燃焼室に燃料及び空
気を供給するパイロットバーナと、該パイロットバーナ
に供給される空気に予混合させる燃料を噴霧する燃料ノ
ズルと、該燃焼室に燃料と空気との予混合気を供給する
予混合バーナと、前記パイロットバーナに供給される前
記燃料流量を制御する第1の燃料制御手段と、前記予混
合バーナに供給する前記燃料流量と前記燃料ノズルへ供
給する前記燃料流量とを共に制御する第2の燃料制御手
段と、を有することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a pilot burner for supplying fuel and air to the combustion chamber, and an air supply for the pilot burner. A fuel nozzle for spraying fuel to be premixed, a premix burner for supplying a premixed gas of fuel and air to the combustion chamber, and a first fuel control means for controlling a flow rate of the fuel supplied to the pilot burner And second fuel control means for controlling both the fuel flow supplied to the premix burner and the fuel flow supplied to the fuel nozzle.

【0011】具体的に例えば、燃焼器の中心部に拡散バ
ーナを配置し、該拡散バーナの周囲に予混合バーナを1
個あるいは複数個配置したガスタービン燃焼器におい
て、前記予混合バーナの燃料ノズルに燃料を供給するた
めの燃料ヘッダーを、該燃料ヘッダーの少なくとも一部
分が前記拡散バーナへ流入する空気の流路に面する位置
に配置し、該燃料ヘッダーの前記拡散バーナへ流入する
空気の流路に面する部分に燃料ノズルを配置して、該燃
料ヘッダーから前記予混合バーナ及び前記拡散バーナの
両方に燃料を供給できるようにした。
Specifically, for example, a diffusion burner is arranged at the center of the combustor, and one premix burner is provided around the diffusion burner.
In one or more gas turbine combustors, a fuel header for supplying fuel to a fuel nozzle of the premix burner has at least a portion of the fuel header facing a flow path of air flowing into the diffusion burner. And a fuel nozzle is disposed at a portion of the fuel header facing a flow path of air flowing into the diffusion burner, and fuel can be supplied from the fuel header to both the premix burner and the diffusion burner. I did it.

【0012】または、燃料と空気とを供給して燃焼させ
る燃焼室と、該燃焼室に空気を供給するパイロット空気
供給手段及び燃料を噴霧する拡散燃料ノズルを備えたパ
イロットバーナと、該空気供給手段を流れる空気に予混
合させる燃料を噴霧する燃料ノズルと、該燃焼室に空気
を供給する予混合空気供給手段及び該空気に予混合気さ
せる燃料を噴霧する予混合燃料ノズルとを備えた予混合
バーナと、前記燃料ノズルと前記予混合燃料ノズルとに
燃料を供給する燃料ヘッダーと、該ヘッダーに燃料を供
給する燃料供給経路に設置される燃料流量制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
Alternatively, a combustion chamber for supplying and burning fuel and air, pilot air supply means for supplying air to the combustion chamber, and a pilot burner having a diffusion fuel nozzle for spraying fuel, and the air supply means Nozzle for spraying fuel to be premixed with air flowing through the fuel cell, premixed air supply means for supplying air to the combustion chamber, and premixed fuel nozzle for spraying fuel to be premixed with the air A burner, a fuel header for supplying fuel to the fuel nozzle and the premixed fuel nozzle, and a fuel flow control unit provided in a fuel supply path for supplying fuel to the header,
It is characterized by having.

【0013】なお、具体的には、更に、ガスタービンの
第1の部分負荷より下の範囲で前記拡散燃料ノズルに燃
料を供給し、該第1の負荷より低い第2の部分負荷を超
える範囲で前記燃料流量制御手段に燃料を供給するよう
制御する制御装置と、を備えることが好ましい。
[0013] More specifically, the fuel is supplied to the diffusion fuel nozzle in a range lower than the first partial load of the gas turbine, and the range exceeds the second partial load lower than the first load. And a control device that controls the fuel flow control means to supply fuel.

【0014】このようにして、燃料流量の変化時におい
ても容易に所望の燃料流量比率の変動を抑制し、排出N
Oxの低減しつつ安定燃焼を図る。
In this way, even when the fuel flow rate changes, the fluctuation of the desired fuel flow rate ratio can be easily suppressed, and the discharge N
Achieve stable combustion while reducing Ox.

【0015】燃料ノズルから噴出する燃料流量は、同一
の燃料ヘッダーに接続されている予混合バーナへの燃料
供給量に比例して増減する。また、該燃料ノズル及び予
混合バーナの燃料ノズルについて、燃料噴孔の製作と燃
料噴出特性の評価を適切に実施すれば、予混合バーナと
拡散バーナへの空気流路とに供給される燃料流量配分を
正確に把握できる。これから、前記予混合バーナにガス
タービン燃焼器の運用範囲で最大の燃料流量を供給した
時に、同一の燃料ヘッダーから拡散バーナの空気流路に
供給される燃料も最大流量にできる。この時、該空気流
路を流れる空気流量から求められる燃料濃度が、火炎保
持可能な濃度条件以下であることが望ましい。例えば、
燃料として天然ガスを用いる場合には、燃料ヘッダーに
配置した燃料ノズルから噴出する燃料と、拡散バーナに
流入する空気の重量割合が0.02以下となるように、該燃
料ノズルの噴孔径と個数を決めることが望ましい。
[0015] The flow rate of fuel injected from the fuel nozzle increases or decreases in proportion to the amount of fuel supplied to the premix burner connected to the same fuel header. Also, for the fuel nozzle and the fuel nozzle of the premix burner, if the production of the fuel injection hole and the evaluation of the fuel ejection characteristics are appropriately performed, the fuel flow rate supplied to the premix burner and the air flow path to the diffusion burner The distribution can be accurately grasped. From this, when the maximum fuel flow rate is supplied to the premix burner in the operation range of the gas turbine combustor, the fuel supplied from the same fuel header to the air flow path of the diffusion burner can also be at the maximum flow rate. At this time, it is desirable that the fuel concentration obtained from the flow rate of the air flowing through the air flow path is equal to or lower than the concentration condition capable of holding the flame. For example,
When using natural gas as the fuel, determine the diameter and number of the fuel nozzles so that the weight ratio of the fuel ejected from the fuel nozzle arranged in the fuel header and the air flowing into the diffusion burner is 0.02 or less. It is desirable.

【0016】または、燃料と空気とを供給して燃焼させ
る燃焼室と、該燃焼室に空気を供給するパイロット空気
供給手段及び燃料を噴霧する拡散燃料ノズルを備えたパ
イロットバーナと、該空気供給手段を流れる空気に予混
合させる燃料を噴霧する燃料ノズルと、該燃焼室に空気
を供給する予混合空気供給手段及び該空気に予混合気さ
せる燃料を噴霧する予混合燃料ノズルとを備えた予混合
バーナと、前記燃料ノズルと前記予混合燃料ノズルとに
燃料を供給する燃料ヘッダーとを備え、前記燃料ノズル
が空気通路に突出する領域の長さは、前記予混合燃料ノ
ズルが空気通路に突出する領域の長さより短くなるよう
構成されることを特徴とする。これにより、流路に設置
したノズルによる供給空気の圧力損失を抑制でき、高効
率のガスタービン運転ができる。
Alternatively, a combustion chamber for supplying and burning fuel and air, pilot air supply means for supplying air to the combustion chamber, and a pilot burner having a diffusion fuel nozzle for spraying fuel, and the air supply means Nozzle for spraying fuel to be premixed with air flowing through the fuel cell, premixed air supply means for supplying air to the combustion chamber, and premixed fuel nozzle for spraying fuel to be premixed with the air A burner, and a fuel header for supplying fuel to the fuel nozzle and the premixed fuel nozzle, wherein a length of a region where the fuel nozzle protrudes into the air passage is set such that the premixed fuel nozzle protrudes into the air passage. It is characterized in that it is configured to be shorter than the length of the region. Thereby, the pressure loss of the supply air by the nozzle installed in the flow path can be suppressed, and highly efficient gas turbine operation can be performed.

【0017】または、燃料と空気とを供給して燃焼させ
る燃焼室と、燃料を噴霧する拡散燃料ノズル及び、該ノ
ズルと該ノズルの周囲に位置される円筒状部材との間に
形成された流路を経て該燃焼室に空気を供給するパイロ
ット空気供給手段を備えたパイロットバーナと、該空気
供給手段を流れる空気に予混合させる燃料を噴霧する燃
料ノズルと、該燃焼室に空気を供給する予混合空気供給
手段及び該空気に予混合気させる燃料を噴霧する予混合
燃料ノズルとを備えた予混合バーナと、前記燃料ノズル
と前記予混合燃料ノズルとに燃料を供給する燃料ヘッダ
ーとを備え、前記燃料ノズルの燃料噴出口は前記予混合
ノズルの燃料噴出口より燃焼室の軸心側に位置し、前記
流路より空気流れの上流側に位置するよう構成される、
ことを特徴とする。
Alternatively, a combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a diffusion fuel nozzle for spraying the fuel, and a flow formed between the nozzle and a cylindrical member located around the nozzle. A pilot burner provided with pilot air supply means for supplying air to the combustion chamber via a passage, a fuel nozzle for spraying fuel to be premixed with air flowing through the air supply means, and a pilot nozzle for supplying air to the combustion chamber. A premix burner having a mixed air supply means and a premix fuel nozzle for spraying fuel to be premixed into the air, and a fuel header for supplying fuel to the fuel nozzle and the premix fuel nozzle; The fuel outlet of the fuel nozzle is located on the axial center side of the combustion chamber from the fuel outlet of the premix nozzle, and is configured to be located on the upstream side of the air flow from the flow path.
It is characterized by the following.

【0018】これにより、さらに、ガスタービン燃焼器
の大型化を抑制して、コンパクトな構成にすることがで
きる。また、より好ましくは、前記記載したノズルの長
さを採用する。
As a result, the gas turbine combustor can be further suppressed in size and can be made compact. More preferably, the above-described nozzle length is employed.

【0019】または、空気を圧縮して吐出する圧縮機
と、該圧縮機から吐出された空気と燃料とが供給されて
燃焼させる燃焼器と、該燃焼ガスが供給され駆動される
タービンとを備えたガスタービンにおいて、前記燃焼器
は、燃料と空気とを供給して燃焼させる燃焼室と、該燃
焼室に空気を供給するパイロット空気供給手段及び燃料
を噴霧する拡散燃料ノズルを備えたパイロットバーナ
と、該空気供給手段を流れる空気に予混合させる燃料を
噴霧する燃料ノズルと、該燃焼室に空気を供給する予混
合空気供給手段及び該空気に予混合気させる燃料を噴霧
する予混合燃料ノズルとを備えた予混合バーナと、前記
燃料ノズルと前記予混合燃料ノズルとに燃料を供給する
燃料ヘッダーとを備え、該燃料ノズルの燃料噴出口は、
前記予混合ノズルの燃料噴出口より燃焼室外周側であっ
て、前記圧縮機から供給される空気を前記パイロットバ
ーナと前記予混合バーナとに分岐する分岐部より空気流
れの下流側に配置される、ことを特徴とする。
Alternatively, there is provided a compressor for compressing and discharging air, a combustor for supplying and burning the air and fuel discharged from the compressor, and a turbine for supplying and driving the combustion gas. In the gas turbine, the combustor includes a combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a pilot burner provided with pilot air supply means for supplying air to the combustion chamber, and a diffusion fuel nozzle for spraying fuel. A fuel nozzle for spraying fuel to be premixed with air flowing through the air supply means, a premixed air supply means for supplying air to the combustion chamber, and a premixed fuel nozzle for spraying fuel to be premixed in the air; A premixed burner, and a fuel header for supplying fuel to the fuel nozzle and the premixed fuel nozzle, wherein the fuel nozzle of the fuel nozzle has
The fuel supply port of the premixing nozzle is disposed on the outer peripheral side of the combustion chamber, and is disposed downstream of the air flow from a branch portion that branches the air supplied from the compressor into the pilot burner and the premix burner. , Characterized in that.

【0020】これにより、さらに、ガスタービン燃焼器
の大型化を抑制して、コンパクトな構成にすることがで
きる。また、より好ましくは、前記記載したノズルの長
さを採用する。
[0020] Thereby, the gas turbine combustor can be further suppressed in size and can be made compact. More preferably, the above-described nozzle length is employed.

【0021】または、燃料と空気とを供給して燃焼させ
る燃焼室と、該燃焼室に拡散燃焼させる燃料及び空気を
供給するパイロットバーナと、該パイロットバーナに供
給される空気に予混合させる燃料を噴霧する燃料ノズル
と、該燃焼室に燃料と空気との予混合気を供給する予混
合バーナと、前記パイロットバーナに供給する前記燃料
流量を制御する拡散燃料制御手段と、前記予混合バーナ
に供給する前記燃料流量を制御する複数の予混合燃料制
御手段と、該複数の予混合燃料制御手段のうち一の予混
合燃料供給手段は、前記予混合バーナに供給する燃料流
量と前記燃料ノズルに供給する燃料流量と共に制御する
よう構成されることを特徴とする。
Alternatively, a combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a pilot burner for supplying fuel and air for diffusion combustion in the combustion chamber, and a fuel for premixing with air supplied to the pilot burner may be used. A fuel nozzle to be sprayed, a premix burner for supplying a premixed air of fuel and air to the combustion chamber, a diffusion fuel control means for controlling a flow rate of the fuel supplied to the pilot burner, and a supply to the premix burner. A plurality of premixed fuel control means for controlling the fuel flow rate, and one premixed fuel supply means of the plurality of premixed fuel control means comprises a fuel flow rate supplied to the premixed burner and a fuel flow rate supplied to the fuel nozzle. It is configured to be controlled together with the fuel flow rate.

【0022】具体的に例えば、燃料ヘッダーを複数に分
割し、該分割した燃料ヘッダーにそれぞれ異なった燃料
系統を接続することにより、該分割した燃料ヘッダーに
供給する燃料流量をそれぞれ調節できるようにし、か
つ、該分割した燃料ヘッダーのうち、特定の燃料ヘッダ
ーにのみ前記拡散バーナへ流入する空気の流路に面する
部分に燃料ノズルを設ける。
Specifically, for example, by dividing the fuel header into a plurality of parts and connecting different fuel systems to the divided fuel headers, the fuel flow supplied to the divided fuel headers can be adjusted respectively. In addition, a fuel nozzle is provided in a portion of the divided fuel header that faces a flow path of air flowing into the diffusion burner only in a specific fuel header.

【0023】また、燃料と空気とを供給して燃焼させる
燃焼室と、該燃焼室に拡散燃焼させる燃料及び空気を供
給するパイロットバーナと、該パイロットバーナに供給
される空気に予混合させる燃料を噴霧する燃料ノズル
と、該燃焼室に燃料と空気との予混合気を供給する予混
合バーナと、を備えたガスタービン燃焼器の運転方法で
あって、第1のガスタービン負荷領域で、前記パイロッ
トバーナにより拡散燃焼させる第1の行程と、該第1の
ガスタービン負荷領域より高い第2の負荷領域で、前記
パイロットバーナで拡散燃焼させ、前記予混合バーナに
より予混合燃焼させ、前記燃料ノズルに燃料を供給して
パイロットバーナで予混合燃焼させ、前記予混合バーナ
及び前記燃料ノズルに供給する燃料量を共に変化させて
負荷を変化させる第2の行程と、該第2のガスタービン
負荷領域より高い第3の負荷領域で、前記拡散燃焼を停
止し、前記予混合バーナで予混合燃焼させると共に前記
燃焼ノズルに燃料を供給してパイロットバーナで予混合
燃焼させる第3の行程と、を有することを特徴とする。
Further, a combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a pilot burner for supplying fuel and air for diffusion combustion in the combustion chamber, and a fuel for premixing with air supplied to the pilot burner are provided. A method for operating a gas turbine combustor, comprising: a fuel nozzle to be sprayed; and a premix burner that supplies a premixed gas of fuel and air to the combustion chamber, wherein the first gas turbine load region includes A first stroke of diffusion combustion by a pilot burner, and a second load region higher than the first gas turbine load region; diffusion combustion by the pilot burner; premix combustion by the premix burner; The fuel is supplied to the pilot burner to perform premix combustion, and the load is changed by changing both the amount of fuel supplied to the premix burner and the fuel amount supplied to the fuel nozzle. And in a third load range higher than the second gas turbine load range, the diffusion combustion is stopped, premixed combustion is performed by the premixed burner, and fuel is supplied to the combustion nozzles by a pilot burner. And a third step of performing premix combustion.

【0024】以上の構成にすると、燃料ヘッダーから予
混合バーナと共に拡散バーナへも予混合気が供給される
ことになる。したがって、拡散バーナでの拡散燃焼用の
燃料を低減でき、排出NOxは低減する。ただし、一般
に拡散バーナに拡散燃焼用の燃料を供給していると、拡
散火炎に予混合気が流入することになり、排出NOxの
低減効果は小さくなる。
With the above configuration, the premixed gas is supplied from the fuel header to the diffusion burner together with the premixed burner. Therefore, the fuel for diffusion combustion in the diffusion burner can be reduced, and the emission NOx is reduced. However, when the fuel for diffusion combustion is generally supplied to the diffusion burner, the premixed gas flows into the diffusion flame, and the effect of reducing the emission NOx is reduced.

【0025】そこで、拡散バーナへの拡散燃焼用の燃料
供給をできる限り遮断するのが望ましい。この場合、前
述の様に予混合バーナの燃料ヘッダーから拡散バーナに
供給される燃料流量には上限はあるが、全予混合燃焼が
可能となり、拡散バーナに供給される燃料の分だけ予混
合バーナで燃焼する燃料濃度を低減することができる。
一方、前述の様に、拡散バーナからの噴出予混合気は、
それ自身では火炎保持できない濃度であるが、拡散燃焼
火炎或いは予混合バーナの燃焼火炎で燃焼される。した
がって、全体の排出NOxは低減する。
Therefore, it is desirable to shut off the supply of fuel for diffusion combustion to the diffusion burner as much as possible. In this case, as described above, the fuel flow supplied from the fuel header of the premixed burner to the diffusion burner has an upper limit, but the entire premixed combustion becomes possible, and the premixed burner is provided by the amount of the fuel supplied to the diffusion burner. Can reduce the concentration of fuel to be burned.
On the other hand, as described above, the premixture injected from the diffusion burner is
Although it is a concentration that cannot maintain a flame by itself, it is burned by a diffusion combustion flame or a combustion flame of a premixed burner. Therefore, the total emission NOx is reduced.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】(実施例1)本発明の一実施例を
図1,図2及び図3を用いて説明する。それぞれ、図1
は本実施例によるガスタービン燃焼器の断面図、図2は
図1の中から、本実施例による燃料ヘッダーを抜き出し
て示した断面図、図3は図2のA−A矢視断面図を示
す。該燃焼器は、旋回羽根2を備えた旋回器付き拡散バ
ーナ80が中心軸上に配置され、その外周にリング状保
炎器3と予混合器4を有する予混合バーナ90が配置さ
れている。
(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. FIG. Figure 1
2 is a cross-sectional view of the gas turbine combustor according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the fuel header according to the present embodiment extracted from FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. Show. In the combustor, a diffusion burner 80 with a swirler having a swirler blade 2 is arranged on a central axis, and a premix burner 90 having a ring-shaped flame stabilizer 3 and a premixer 4 is arranged on the outer periphery thereof. .

【0027】図1等において、該燃焼器にはガスタービ
ンに設置されている。図示しないコンプレッサーで圧縮
された空気40が供給される。また、図1等に示した燃
焼器が周方向に多数設置されている。ここで、供給され
た空気と燃料が燃焼されて燃焼ガスを発生する。多数の
燃焼器から発生した燃焼ガスは図示しないタービンに供
給されタービンを駆動する。該タービンには発電機が連
結されておりタービンの駆動により発電機が回転し発電
する。本実施例は、低NOx排出量のガスタービン発電
プラントを構成するガスタービンの燃焼器を例に以下に
説明する。
In FIG. 1 and the like, the combustor is installed in a gas turbine. Air 40 compressed by a compressor (not shown) is supplied. Further, a large number of combustors shown in FIG. 1 and the like are provided in the circumferential direction. Here, the supplied air and fuel are burned to generate combustion gas. Combustion gas generated from many combustors is supplied to a turbine (not shown) to drive the turbine. A generator is connected to the turbine, and the generator rotates to generate power when the turbine is driven. This embodiment will be described below by taking a gas turbine combustor constituting a gas turbine power plant with a low NOx emission as an example.

【0028】拡散バーナ80には、燃料ノズル1によっ
て燃料供給装置210から燃料50が供給される。該燃
料50は、燃料ノズルの周囲を流れて、旋回羽根2を通
過する噴出流60によって形成される旋回流70中に噴
出され拡散燃焼する。
The fuel 50 is supplied to the diffusion burner 80 from the fuel supply device 210 by the fuel nozzle 1. The fuel 50 flows around the fuel nozzle, is jetted into a swirl flow 70 formed by the jet flow 60 passing through the swirl vanes 2, and diffusely burns.

【0029】一方、予混合器4内には、燃料ノズル11
から燃料が供給され、空気と混合して予混合気41とし
て、燃焼室200に空気40の一部が供給され燃焼す
る。本実施例は、リング状保炎器3の内外周から噴出さ
れて燃焼する場合の例を示す。これにより、予混合気
は、リング状保炎器3の下流側に形成される循環流75
の効果によって安定に予混合燃焼する。
On the other hand, the fuel nozzle 11
And a portion of the air 40 is supplied to the combustion chamber 200 and burned as a premixed air 41 by mixing with the air. The present embodiment shows an example in which the flame is ejected from the inner and outer circumferences of the ring-shaped flame stabilizer 3 and burns. As a result, the premixed gas is recirculated to the circulating flow 75 formed downstream of the ring-shaped flame stabilizer 3.
Premixed combustion stably due to the effect of

【0030】予混合器4には、複数本の燃料ノズル11
が配置され、該燃料ノズル11は燃料を該燃料ノズル1
1にする燃料ヘッダー10に接続され配置される。燃料
ヘッダー10は後述する燃料調整手段を経て流れる燃料
を各燃料ノズルに分配する。燃料ヘッダー10は、その
一部が拡散バーナ80へ流れる空気の空気流路20に面
しており、この空気流路20に燃料を噴出するように複
数個の燃料ノズル30が配置される。
The premixer 4 has a plurality of fuel nozzles 11
Is disposed, and the fuel nozzle 11 supplies fuel to the fuel nozzle 1.
It is connected to the fuel header 10 which is set to 1. The fuel header 10 distributes the fuel flowing through the fuel adjusting means described later to each fuel nozzle. A part of the fuel header 10 faces the air flow path 20 of the air flowing to the diffusion burner 80, and a plurality of fuel nozzles 30 are arranged so as to jet fuel into the air flow path 20.

【0031】このように、圧縮機で圧縮された空気は、
拡散バーナ80と予混合バーナ90とに流れるよう分岐
される。そして予混合バーナに流れる空気に燃料を噴霧
する燃料ノズルと共通のヘッダーから拡散バーナへ流れ
る空気に予混合させる燃料を噴霧する燃料ノズル30が
配置される。
Thus, the air compressed by the compressor is:
It is branched so as to flow to the diffusion burner 80 and the premix burner 90. A fuel nozzle for spraying fuel to air flowing to the premix burner and a fuel nozzle 30 for spraying fuel to be premixed to air flowing from the common header to the diffusion burner are arranged.

【0032】尚、燃料ノズル30が供給空気と接する領
域の長さは、予混合バーナの燃料ノズル11が供給空気
と接する領域の長さより短くなるよう構成されている。
The length of the area where the fuel nozzle 30 contacts the supply air is shorter than the length of the area where the fuel nozzle 11 of the premix burner contacts the supply air.

【0033】また、ヘッダー10から燃料ノズル30の
燃料噴出口301までの長さは、ヘッダー10から燃料
ノズル11の燃料噴出口302までの長さより短くなる
ように形成されている。燃料ノズル11の燃料噴出口3
02より燃料ノズル30の燃料噴出口301の方が燃焼
器の長手方向上流側に位置している。
Further, the length from the header 10 to the fuel outlet 301 of the fuel nozzle 30 is formed to be shorter than the length from the header 10 to the fuel outlet 302 of the fuel nozzle 11. Fuel nozzle 3 of fuel nozzle 11
The fuel injection port 301 of the fuel nozzle 30 is located on the upstream side in the longitudinal direction of the combustor from the fuel nozzle 02.

【0034】また、燃料ノズル30の燃料噴出口は、予
混合バーナの燃料ノズル11の燃料噴出口より燃焼室外
周側に配置されている。また、圧縮機から供給される空
気をパイロットバーナと前記予混合バーナとに分岐する
分岐部より空気流れの下流側に配置されている。
The fuel injection port of the fuel nozzle 30 is arranged on the outer peripheral side of the combustion chamber from the fuel injection port of the fuel nozzle 11 of the premix burner. The air supplied from the compressor is disposed downstream of the air flow from a branching portion where the air supplied to the compressor is branched into the pilot burner and the premix burner.

【0035】燃料ヘッダー10は、図3に示す様に4分
割され、各分割部分12,13,14,15にはそれぞ
れ、予混合器4に燃料を噴出する燃料ノズル11が8
本、拡散バーナ80への空気流路20に燃料を噴出する
燃料ノズル30が4個配置される。また、各分割部分1
2,13,14,15は、それぞれ図示しない燃料系統
に接続され、個別に燃料流量調整手段(211,21
2)により調整が可能なようになっている。ただし、分
割数,燃料ノズル本数,燃料系統の数については、特に
限定しない。図3とは異なり燃料ヘッダーが分割されて
おらず、一の燃料流量調整手段により流量を調整される
ようなものであってもよい。尚、211を有する各系統
の上流側の母系統には止め弁213を備えている。
The fuel header 10 is divided into four parts as shown in FIG. 3, and each of the divided parts 12, 13, 14, 15 is provided with eight fuel nozzles 11 for injecting fuel into the premixer 4.
In this embodiment, four fuel nozzles 30 for ejecting fuel into the air flow path 20 to the diffusion burner 80 are arranged. Also, each divided part 1
Reference numerals 2, 13, 14, and 15 are respectively connected to a fuel system (not shown), and are individually connected to fuel flow rate adjusting means (211, 21).
Adjustment is made possible by 2). However, the number of divisions, the number of fuel nozzles, and the number of fuel systems are not particularly limited. Unlike FIG. 3, the fuel header is not divided, and the flow rate may be adjusted by one fuel flow rate adjusting means. Note that a stop valve 213 is provided on the upstream mother system of each system having 211.

【0036】尚、予混合バーナを複数の燃料系統に接続
し、負荷に応じて運用する予混合バーナを切り替えるガ
スタービン燃焼器構成とし、それぞれの燃料系統に対応
して燃料ヘッダーを分割して配置する場合、各燃料ヘッ
ダーに同一組合せの燃料ノズルの噴孔径と個数にするこ
とができる。各燃料ヘッダー毎に異なった噴孔径か、或
いは異なった本数の燃料ノズルにしても良い。後者の場
合、各予混合燃料系統に供給する燃料流量割合を調整す
ることにより、拡散バーナに流入する燃料流量を調整で
きる。
The premix burner is connected to a plurality of fuel systems, and a gas turbine combustor is configured to switch the premix burner to be operated according to the load. The fuel header is divided and arranged corresponding to each fuel system. In this case, the diameter and the number of injection holes of the same combination of fuel nozzles can be set for each fuel header. Each fuel header may have a different injection hole diameter or a different number of fuel nozzles. In the latter case, the flow rate of fuel flowing into the diffusion burner can be adjusted by adjusting the fuel flow rate supplied to each premixed fuel system.

【0037】また、拡散バーナの出口は、火炎が逆火し
ない流速以上であることが望ましい。
It is desirable that the outlet of the diffusion burner has a flow rate higher than that at which the flame does not flash back.

【0038】本実施例によるガスタービン燃焼器は、ガ
スタービン負荷が小さい時には、拡散バーナ80単独で
運用する。負荷の上昇に対応して、所定の負荷になった
ら、燃料ヘッダー10の各分割部分12,13,14,
15に順次燃料を供給し、予混合バーナ90を運用す
る。ただし、該分割部分12,13,14,15の燃料
供給順序については、特に限定しない。前記所定の負荷
より高い他の所定の負荷になったら、拡散バーナ80へ
の拡散燃料の供給を停止する。
The gas turbine combustor according to the present embodiment is operated by the diffusion burner 80 alone when the gas turbine load is small. When the load reaches a predetermined value in response to the increase in load, each of the divided portions 12, 13, 14,.
Then, the fuel is supplied to the premix burner 15 and the premix burner 90 is operated. However, the fuel supply order of the divided portions 12, 13, 14, 15 is not particularly limited. When the load becomes another predetermined load higher than the predetermined load, the supply of the diffusion fuel to the diffusion burner 80 is stopped.

【0039】予混合バーナ90を使用する際は、燃料ヘ
ッダー10に燃料を供給すると、燃料ノズル11から予
混合バーナ90への空気に予混合燃料が供給されると共
に、燃料ノズル30から拡散バーナ80への空気流路2
0に予混合用に燃料51が噴出する。該燃料51は、図
1,図2に示した空気流路21を通過して拡散バーナ8
0に到達するまでに十分に空気42と混合し、予混合気
の噴出流60として噴出する。したがって、本実施例で
は、燃料系統を追加せずに拡散バーナ80にも予混合気
を供給できる。ここで、燃料ノズル30の燃料噴孔と拡
散バーナ80からの噴出口までの空気流路の距離を20
0mm以上とすると燃料と空気の混合状態を良好にでき
る。
When the premix burner 90 is used, when fuel is supplied to the fuel header 10, the premix fuel is supplied to the air from the fuel nozzle 11 to the premix burner 90, and the diffusion burner 80 is supplied from the fuel nozzle 30. Air flow path 2 to
The fuel 51 is jetted to zero for premixing. The fuel 51 passes through the air flow path 21 shown in FIGS.
The gas is sufficiently mixed with the air 42 until the pressure reaches 0, and is jetted as a jet flow 60 of a premixed gas. Therefore, in this embodiment, the premixed gas can be supplied to the diffusion burner 80 without adding a fuel system. Here, the distance of the air flow path from the fuel injection hole of the fuel nozzle 30 to the injection port from the diffusion burner 80 is set to 20.
When the thickness is 0 mm or more, the mixing state of fuel and air can be improved.

【0040】ここで、該予混合気の噴出流60は、燃料
として天然ガスを使用する場合には、燃料と空気の重量
割合で0.02 以下となるように燃料濃度が設定され、
これ自身では火炎保持できない。しかし、拡散バーナ8
0、及び予混合バーナ90の燃焼火炎が周囲に存在する
ので、これらの高温燃焼ガスによって噴出流60は着火
し、燃焼することができる。また、噴出流60が旋回羽
根2を通過するときの流速が40m/s以上になるよう
に設定し、逆火を防止している。
Here, when natural gas is used as fuel, the jet flow 60 of the premixed gas is set to a fuel concentration such that the weight ratio of fuel to air is not more than 0.02.
This cannot hold the flame by itself. However, the diffusion burner 8
Since the combustion flame of the premixed burner 90 is present around the zero, the jet 60 can be ignited and burned by these hot combustion gases. Also, the flow velocity when the jet flow 60 passes through the swirling blade 2 is set to be 40 m / s or more to prevent flashback.

【0041】一般に、同じ燃料濃度で燃焼させたときの
排出NOxは、拡散燃焼では予混合燃焼に比べて数倍大
きくなる。本実施例では、拡散バーナ80にも予混合気
の噴出流60が供給されるので、その分だけ拡散燃料を
低減でき、排出NOxが低下する。しかし、局所的な高
温部分が形成される拡散火炎が存在する場合には、排出
NOxの低減効果には限界がある。そこで、燃料ノズル
1からの燃料供給を停止すると(制御手段212閉)、
燃焼器全体を予混合燃焼とすることができ、より確実に
排出NOxを低減できる。
Generally, the emission NOx when burned at the same fuel concentration is several times larger in diffusion combustion than in premix combustion. In this embodiment, since the jet flow 60 of the premixed gas is also supplied to the diffusion burner 80, the amount of diffusion fuel can be reduced by that amount, and the emission NOx decreases. However, when there is a diffusion flame in which a local high-temperature portion is formed, the effect of reducing the emission NOx is limited. Then, when the fuel supply from the fuel nozzle 1 is stopped (control means 212 is closed),
The entire combustor can be premixed combustion, and the emission NOx can be reduced more reliably.

【0042】予混合燃焼を開示した(制御手段211の
一つ開)負荷よりさらに、高負荷に上昇させて所定の負
荷(例えば40%〜60%負荷の範囲から設定した所定
の負荷)を超えたら、燃料ノズル1への燃料の供給を停
止して(制御手段212閉)、予混合燃焼のみの運転に
移行する。予混合燃焼させる燃料量を制御して負荷を制
御する。
The load is further increased to a higher load than the load that disclosed the premix combustion (one of the control means 211 is opened) and exceeds a predetermined load (for example, a predetermined load set from a range of 40% to 60% load). Then, the supply of fuel to the fuel nozzle 1 is stopped (the control means 212 is closed), and the operation shifts to the operation of only the premix combustion. The load is controlled by controlling the amount of fuel for premix combustion.

【0043】本実施例のように燃料ヘッダー10に燃料
ノズル30を配置して希薄予混合気を拡散バーナ80に
供給する場合は、拡散バーナ80の噴出流60は希薄予
混合気であり、この中の燃料流量分だけ予混合気41の
燃料濃度を低減でき、排出NOxが減少する。尚、希薄
予混合気の噴出流60は予混合バーナ90の燃焼火炎に
よって着火し、燃焼する。また、燃料濃度が小さいた
め、当該部分からの排出NOxは極めて小さい。
When the fuel nozzle 30 is disposed in the fuel header 10 and the lean premixed gas is supplied to the diffusion burner 80 as in this embodiment, the jet 60 of the diffusion burner 80 is a lean premixed gas. The fuel concentration of the premixed gas 41 can be reduced by the middle fuel flow rate, and the emission NOx decreases. The jet 60 of the lean premixed gas is ignited by the combustion flame of the premixed burner 90 and burns. Further, since the fuel concentration is low, the emission NOx from the portion is extremely small.

【0044】また、燃料ノズル1からの燃料供給を停止
して(制御手段212閉)、燃焼器全体を予混合燃焼と
する場合、一般に排出NOxは予混合気中の燃料濃度
(燃空比)の累乗(一例では4乗)で増加する。したがっ
て、仮に拡散バーナ80に燃料を供給しない場合には、
拡散バーナに流れる空気流量が実質的に燃焼空気として
作用しないので、その分だけ予混合気中の燃料濃度が上
昇し、排出NOxが増加する。一方、本実施例のように
燃料ヘッダー10に燃料ノズル30を配置して希薄予混
合気を拡散バーナ80に供給すると、拡散バーナに流れ
る空気を燃焼空気として作用させることができ、予混合
気全体の燃空比が低減するので排出NOxを低減でき
る。尚、拡散バーナ80の噴出流60は希薄予混合気で
あり、予混合バーナ90の燃焼火炎によって着火し、燃
焼する。また、燃料濃度が小さいため、当該部分からの
排出NOxは極めて小さい。
When the fuel supply from the fuel nozzle 1 is stopped (the control means 212 is closed) and the entire combustor is set to the premixed combustion, the exhausted NOx generally has a fuel concentration (fuel / air ratio) in the premixed gas. (In one example, the fourth power). Therefore, if fuel is not supplied to the diffusion burner 80,
Since the air flow rate flowing through the diffusion burner does not substantially act as combustion air, the fuel concentration in the premixed gas increases by that amount, and the exhaust NOx increases. On the other hand, when the fuel nozzle 30 is disposed on the fuel header 10 and the lean premixed gas is supplied to the diffusion burner 80 as in the present embodiment, the air flowing through the diffusion burner can act as combustion air, and Therefore, the emission NOx can be reduced. Note that the jet 60 of the diffusion burner 80 is a lean premixed gas, and is ignited by the combustion flame of the premixed burner 90 and burns. Further, since the fuel concentration is low, the emission NOx from the portion is extremely small.

【0045】また、本実施例により、予混合バーナ90
と拡散バーナ80の燃料比率を、燃焼器に供給される全
燃料流量が変化する負荷変動時でも一定に運用できる。
本実施例の燃焼器では、予混合バーナ90は、燃焼室へ
の噴出流速が大きくなるように設定してあり、火炎が低
流速部分から上流側に移動する逆火を防止している。こ
れに対し、拡散バーナ80は、一定レベル以上の空気流
速は確保するものの基本的には燃料濃度を下げて逆火を
防止する。したがって、空気流量及び燃料濃度とも予混
合バーナ90よりも拡散バーナ80の方が小さい。一
方、排出NOxを低減するためには、燃焼器全体の燃空
比を低減した方が良いため、予混合気として拡散バーナ
80に供給する燃料流量は、当該部が予混合バーナ90
の燃空比に近づくように設定される。また、この燃料流
量比率によっても逆火や燃焼振動が発生しないように設
定される。本実施例では、全予混合燃焼時の燃料流量比
率は、予混合器4に燃料を噴出する燃料ノズル11の噴
孔面積と拡散バーナ80に燃料を供給する燃料ノズル3
0の噴孔面積との比率に基づいて容易に設定できる。ま
た、本実施例によれば、このようにして設定した予混合
バーナ90と拡散バーナ80の燃料流量比率は負荷変化
時で燃料流量が変動する場合にも一定値を維持する。し
たがって、排出NOxの低減と燃焼不安定の防止の両方
を容易に達成可能である。
According to this embodiment, the premix burner 90
And the fuel ratio of the diffusion burner 80 can be kept constant even at the time of load fluctuation when the total fuel flow supplied to the combustor changes.
In the combustor according to the present embodiment, the premix burner 90 is set so that the flow velocity of the gas discharged into the combustion chamber is increased, thereby preventing flashback in which the flame moves from the low flow velocity portion to the upstream side. On the other hand, the diffusion burner 80 basically prevents the flashback by lowering the fuel concentration, while securing the air flow rate of a certain level or more. Accordingly, the diffusion burner 80 is smaller than the premix burner 90 in both the air flow rate and the fuel concentration. On the other hand, in order to reduce the emission NOx, it is better to reduce the fuel-air ratio of the entire combustor.
Is set so as to approach the fuel-air ratio. In addition, the fuel flow rate is set so that flashback or combustion vibration does not occur. In the present embodiment, the fuel flow rate ratio at the time of total premixed combustion is determined by the area of the injection hole of the fuel nozzle 11 that ejects fuel to the premixer 4 and the fuel nozzle 3 that supplies fuel to the diffusion burner 80.
It can be easily set based on the ratio to the injection hole area of 0. Further, according to the present embodiment, the fuel flow ratio between the premix burner 90 and the diffusion burner 80 thus set maintains a constant value even when the fuel flow fluctuates when the load changes. Therefore, both reduction of exhaust NOx and prevention of unstable combustion can be easily achieved.

【0046】本実施例によれば、予混合燃焼時に排出N
Oxの低減と安定燃焼の両方を達成できる予混合バーナ
と拡散バーナの燃料流量比率に容易に設定でき、排出N
Oxを低減しつつ安定燃焼を達成できる。また、この燃
料流量比率を燃料流量の変化時にも維持できる効果があ
る。また、本実施例によれば、燃料系統の追加をせずに
拡散バーナに予混合気を供給でき、排出NOxを低減で
きる効果もある。
According to this embodiment, the discharge N
The fuel flow ratio between the premix burner and the diffusion burner that can achieve both Ox reduction and stable combustion can be easily set, and the emission N
Stable combustion can be achieved while reducing Ox. Further, there is an effect that the fuel flow rate ratio can be maintained even when the fuel flow rate changes. Further, according to the present embodiment, it is possible to supply the premixed air to the diffusion burner without adding a fuel system, and there is also an effect that the emission NOx can be reduced.

【0047】燃料ノズル30が供給空気と接する領域の
長さは、予混合バーナの燃料ノズル11が供給空気と接
する領域の長さより短くなるよう構成されているので、
前記運転の際供給空気による圧力損失を抑制でき、効率
よい運転ができる。
The length of the area where the fuel nozzle 30 contacts the supply air is shorter than the length of the area where the fuel nozzle 11 of the premix burner contacts the supply air.
During the operation, pressure loss due to supply air can be suppressed, and efficient operation can be performed.

【0048】また、ヘッダー10から燃料ノズル30の
燃料噴出口301までの長さは、ヘッダー10から燃料
ノズル11の燃料噴出口302までの長さより短くなる
ように形成されている点も同様である。
Also, the length from the header 10 to the fuel ejection port 301 of the fuel nozzle 30 is shorter than the length from the header 10 to the fuel ejection port 302 of the fuel nozzle 11. .

【0049】燃料ノズル11の燃料噴出口302より燃
料ノズル30の燃料噴出口301の方が燃焼器の長手方
向上流側に位置している。また、燃料ノズル30の燃料
噴出口は、予混合バーナの燃料ノズル11の燃料噴出口
より燃焼室外周側に配置されている。
The fuel injection port 301 of the fuel nozzle 30 is located on the upstream side in the longitudinal direction of the combustor from the fuel injection port 302 of the fuel nozzle 11. Further, the fuel outlet of the fuel nozzle 30 is disposed closer to the outer periphery of the combustion chamber than the fuel outlet of the fuel nozzle 11 of the premix burner.

【0050】このため、燃料ノズル30から供給される
予混合用空気が拡散する距離を、燃焼器を大型化するこ
とを抑制しつつ十分確保できるので、良好なパイロット
バーナでの予混合燃焼が可能となる。
For this reason, the distance over which the premixing air supplied from the fuel nozzle 30 diffuses can be sufficiently ensured while suppressing an increase in the size of the combustor, so that good premixing combustion with a pilot burner is possible. Becomes

【0051】また、空気流路が屈曲している部分に前記
燃料ノズル30の燃料噴出口301を設けることが好ま
しい。空気の乱れにより燃料の拡散を助長させることが
できる。このため、より小型化を図ることができる。
Further, it is preferable to provide a fuel injection port 301 of the fuel nozzle 30 at a portion where the air flow path is bent. The diffusion of the fuel can be promoted by the turbulence of the air. Therefore, the size can be further reduced.

【0052】また、通常行われているように、それぞれ
個別の燃料系統を持ち各々の燃料流量を制御する場合、
複数の燃焼器缶で構成されるガスタービンにおいては、
個々の燃焼器缶で燃料流量に偏差が生じ燃料流量比率が
設定通りにならない燃焼器缶が出現する恐れがあること
を抑制できる。また、負荷変化により燃料流量が変動す
る時には、燃料流量比率が設定から外れることを抑制で
きる。更に、万一燃料弁に不具合が発生してパイロット
バーナに供給する燃料流量が過大となった場合であって
も、当該部の予混合気の燃空比が大きくなることを抑制
できる。
Further, as is usual, when each has a separate fuel system and controls each fuel flow rate,
In a gas turbine composed of a plurality of combustor cans,
It is possible to suppress the possibility that a combustor can may appear in which the fuel flow rate varies in each combustor can and the fuel flow rate ratio does not become as set. Further, when the fuel flow rate fluctuates due to a load change, it is possible to suppress the fuel flow rate ratio from deviating from the setting. Furthermore, even in the event that a problem occurs in the fuel valve and the flow rate of fuel supplied to the pilot burner becomes excessive, it is possible to suppress an increase in the fuel-air ratio of the premixed air in the section.

【0053】ちなみに、予混合バーナの燃料流量が過大
に増大する場合には、当該部への燃料流量比率が大きい
ために直ちに排気温度が上昇し、ガスタービンに通常施
される排気温度が高温となることを抑止する保護制御が
作動するまでの時間が短い。一方、パイロットバーナは
燃料流量比率が小さい分だけ異常検出して同保護が作動
するまで時間がかかり、その間当該部分の燃空比が大き
い状態が続く恐れがある。本実施例によりかかる状況を
抑制することができる。
Incidentally, when the fuel flow rate of the premix burner excessively increases, the exhaust gas temperature rises immediately due to the large fuel flow rate to the section, and the exhaust gas temperature normally applied to the gas turbine becomes high. The time required for the protection control to be activated to prevent the operation from becoming active is short. On the other hand, it takes time for the pilot burner to detect an abnormality for the smaller fuel flow rate ratio and to activate the protection, and during that time, the state where the fuel-air ratio of the portion is large may continue. According to the present embodiment, such a situation can be suppressed.

【0054】(実施例2)本発明による他の実施例につ
いて説明する。本実施例の構成は、基本的には、実施例
1と殆ど同一形態を使用できる。図1で説明した様に、
燃料ヘッダー10に、予混合器4に燃料を供給する複数
本の燃料ノズル11が配置される。また、該燃料ヘッダ
ー10は分割部分12,13,14,15に4分割され
ている。本実施例では、図4に示すように、燃料ヘッダ
ー10の構造が、図3に示した実施例1とは異なってい
る。即ち、本実施例では、燃料ヘッダー10の分割部分
12にだけ拡散バーナ80への空気流路20に燃料を噴
出するように複数個の燃料ノズル30が配置される。
(Embodiment 2) Another embodiment according to the present invention will be described. The configuration of the present embodiment can basically use almost the same form as the first embodiment. As explained in FIG. 1,
A plurality of fuel nozzles 11 for supplying fuel to the premixer 4 are arranged on the fuel header 10. The fuel header 10 is divided into four parts 12, 13, 14, and 15. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the structure of the fuel header 10 is different from that of the first embodiment shown in FIG. That is, in the present embodiment, a plurality of fuel nozzles 30 are arranged so that fuel is injected into the air flow path 20 to the diffusion burner 80 only in the divided portion 12 of the fuel header 10.

【0055】実施例1と同様に、本実施例によるガスタ
ービン燃焼器も、ガスタービン負荷が小さい時には、拡
散バーナ80単独で運用し、負荷の上昇に対応して、燃
料ヘッダー10の各分割部分に順次燃料を供給し、予混
合バーナ90を運用する。負荷が低い状況で、初めに予
混合バーナ90は分割部分13に燃料供給され、負荷上
昇に伴い14,15の順に燃料供給され、最も高負荷側
で分割部分12に燃料供給される(対応する制御手段2
11開)。この時、分割部分から予混合バーナ90へと
拡散バーナ80へ燃料が供給される。そして、その後、
拡散バーナ80への拡散燃料の供給は停止される(制御
手段212閉)。
Similarly to the first embodiment, the gas turbine combustor according to the present embodiment is also operated by the diffusion burner 80 alone when the gas turbine load is small, and each divided portion of the fuel header 10 is operated in response to an increase in the load. , And the premix burner 90 is operated. In a situation where the load is low, the premix burner 90 is first supplied with fuel to the divided portion 13, and is supplied with fuel in the order of 14 and 15 as the load is increased. Control means 2
11 opening). At this time, fuel is supplied to the diffusion burner 80 from the divided portion to the premix burner 90. And then
The supply of the diffusion fuel to the diffusion burner 80 is stopped (the control unit 212 is closed).

【0056】図1の実施例1で説明した様に、燃料ヘッ
ダー10の分割部分12に燃料を供給すると、燃料ノズ
ル30から拡散バーナ80への空気流路20に燃料51
が噴出する。ヘッダー10に供給された燃料を変動させ
ても燃料ノズル30と燃料ノズル30とに一定の比率で
精度よく分配させることができる。該燃料51は、図
1,図2に示した空気流路21を通過して拡散バーナ8
0に到達するまでに十分に空気42と混合し、予混合気
の噴出流60として噴出する。ここで、該予混合気の噴
出流60は自身では火炎保持ができない燃料濃度に設定
されることが好ましい。本実施例では、燃料ヘッダー1
0の分割部分13,14,15から供給される燃料によ
る予混合燃焼火炎が予混合バーナ90に形成されている
ため、該燃焼火炎により噴出流60の燃料は燃焼する。
このため、未燃分が増大することを抑制できる。
As described in the first embodiment of FIG. 1, when the fuel is supplied to the divided portion 12 of the fuel header 10, the fuel 51 is supplied to the air passage 20 from the fuel nozzle 30 to the diffusion burner 80.
Squirts. Even if the fuel supplied to the header 10 is changed, the fuel can be distributed to the fuel nozzles 30 and the fuel nozzles 30 at a fixed ratio with high accuracy. The fuel 51 passes through the air flow path 21 shown in FIGS.
The gas is sufficiently mixed with the air 42 until the pressure reaches 0, and is jetted as a jet flow 60 of a premixed gas. Here, the jet flow 60 of the premixed gas is preferably set to a fuel concentration at which the flame cannot be maintained by itself. In this embodiment, the fuel header 1
Since the premixed combustion flame by the fuel supplied from the 0 divided portions 13, 14, 15 is formed in the premixed burner 90, the fuel of the jet flow 60 is burned by the combustion flame.
For this reason, it is possible to suppress an increase in unburned components.

【0057】本実施例によれば、ガスタービン負荷が上
昇し、予混合バーナに供給される燃料流量が増加してか
ら、拡散バーナに希薄予混合気を供給することになるの
で、該希薄予混合気は予混合バーナの燃焼火炎で燃焼さ
れ、未燃分の生成が抑制できる効果がある。
According to the present embodiment, the lean premix is supplied to the diffusion burner after the load of the gas turbine is increased and the fuel flow supplied to the premix burner is increased. The air-fuel mixture is combusted by the combustion flame of the premix burner, and has the effect of suppressing the generation of unburned components.

【0058】尚、予混合バーナの燃料ヘッダーから拡散
バーナに供給される燃料による予混合気は希薄であるた
め、燃焼器全体の燃料と空気の配分、及び構造を注意深
く検討して、ガスタービンの全運用負荷領域で未燃分の
発生ができる限り少なくなるようにするには、予混合バ
ーナ用燃料ヘッダーを複数に分割し、該分割した燃料ヘ
ッダーにそれぞれ異なった燃料系統を接続することによ
り、該分割した燃料ヘッダーに供給する燃料流量をそれ
ぞれ調節できるようにし、かつ、該分割した燃料ヘッダ
ーのうち、特定の燃料ヘッダーにのみ拡散バーナへ流入
する空気の流路に面する部分に燃料ノズルを設けるのが
有効である。ここで、予混合バーナは、拡散バーナの周
囲に複数個配置される場合がある。その個数は、前記分
割した燃料ヘッダーに接続される燃料系統の数と同一で
も、或いは多くても良い。後者の場合は、同一の燃料ヘ
ッダーから複数の予混合バーナへの燃料が供給される。
Since the premixed air by the fuel supplied from the fuel header of the premixed burner to the diffusion burner is lean, the distribution of fuel and air and the structure of the entire combustor and the structure of the gas turbine must be carefully examined. In order to minimize the generation of unburned components in the entire operation load region, the fuel header for the premixed burner is divided into a plurality of fuel headers, and different fuel systems are connected to the divided fuel headers. A fuel flow rate supplied to the divided fuel headers can be adjusted, and a fuel nozzle is provided in a part of the divided fuel headers facing a flow path of air flowing into a diffusion burner only to a specific fuel header. It is effective to provide. Here, a plurality of premix burners may be arranged around the diffusion burner. The number may be equal to or greater than the number of fuel systems connected to the divided fuel headers. In the latter case, the same fuel header supplies fuel to multiple premix burners.

【0059】この様な燃焼器においては、ガスタービン
負荷の上昇に対応して、運用する予混合バーナの個数を
増加させる。この場合、拡散バーナに供給される拡散燃
焼用の燃料流量は、ガスタービン負荷が小さくても予混
合バーナの運用個数によっては少なくなる場合がある。
この様な状態で、拡散バーナから予混合気が供給される
時、該予混合気の燃料流量の分だけ拡散燃焼用の燃料流
量が減少するため、未燃分の排出が増加する恐れがあ
る。一方、予混合バーナに供給される燃料流量は、ガス
タービン負荷の上昇に伴って増加する。このため、ガス
タービン負荷が大きい場合には、拡散バーナから供給さ
れる予混合気は、予混合バーナの燃焼火炎によって確実
に燃焼され、未燃分の発生は問題にならない。
In such a combustor, the number of operating premix burners is increased in response to an increase in the gas turbine load. In this case, the flow rate of the fuel for diffusion combustion supplied to the diffusion burner may be reduced depending on the number of premixed burners operated even when the gas turbine load is small.
In such a state, when the premixed gas is supplied from the diffusion burner, the fuel flow rate for diffusion combustion is reduced by the fuel flow rate of the premixed gas. . On the other hand, the flow rate of fuel supplied to the premix burner increases as the load on the gas turbine increases. For this reason, when the gas turbine load is large, the premixed gas supplied from the diffusion burner is reliably burned by the combustion flame of the premixed burner, and the generation of unburned components does not matter.

【0060】したがって、ガスタービン負荷が小さい時
には運用せず、ガスタービン負荷が最も大きい時に燃料
を供給する予混合バーナに接続されている燃料ヘッダー
について、拡散バーナに流入する空気流路に面する位置
に燃料ノズルを配置すると、負荷が大きくなり、予混合
バーナに供給する拡散燃料流量が大きくなってから、拡
散バーナに予混合気を供給することができる。また、該
予混合バーナに燃料を供給するのとほぼ同時に拡散燃料
流量を完全に停止することも可能である。これにより、
拡散バーナから排出する未燃分を確実に低減できる。
Therefore, the gas header is not operated when the gas turbine load is small, and the position of the fuel header connected to the premix burner that supplies the fuel when the gas turbine load is largest is facing the air flow path flowing into the diffusion burner. When the fuel nozzles are arranged in the fuel cell, the load increases and the flow rate of the diffusion fuel supplied to the premix burner increases, and then the premix gas can be supplied to the diffusion burner. It is also possible to completely stop the diffusion fuel flow almost simultaneously with supplying fuel to the premix burner. This allows
Unburned components discharged from the diffusion burner can be reliably reduced.

【0061】(実施例3)本発明の他の実施例を図5及
び図6を用いて説明する。それぞれ、図5は本実施例に
よるガスタービン燃焼器の断面図、図6は図5を下流側
から見た図を示す。
(Embodiment 3) Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a sectional view of the gas turbine combustor according to the present embodiment, and FIG. 6 is a view of FIG. 5 viewed from the downstream side.

【0062】本実施例では、旋回羽根2を備えた拡散バ
ーナ80が中心軸上に配置される点等基本的には実施例
1,2と同様であるが、その外周には8個の管状の予混
合バーナ100が配置されている。該予混合バーナ10
0は、燃料ノズル101,旋回羽根102,予混合器1
04で構成される。ただし、予混合バーナ100の構成
と個数は特には限定されない。
The present embodiment is basically the same as Embodiments 1 and 2 in that a diffusion burner 80 provided with the swirling blades 2 is arranged on the central axis. Are arranged. The premix burner 10
0 is a fuel nozzle 101, a swirl vane 102, a premixer 1
04. However, the configuration and number of the premix burners 100 are not particularly limited.

【0063】燃料ノズル101は燃料ヘッダー10に接
続される。燃料ヘッダー10は、その一部が拡散バーナ
80への空気流路20に面しており、この空気流路20
に燃料を噴出するように複数個の燃料ノズル30が配置
される。
The fuel nozzle 101 is connected to the fuel header 10. The fuel header 10 partially faces the air flow path 20 to the diffusion burner 80, and this air flow path 20
A plurality of fuel nozzles 30 are arranged so as to eject fuel to the fuel cell.

【0064】燃料ノズル30の燃料噴出口は予混合バー
ナの燃料ノズル101の燃料噴出口より燃焼室の軸心側
に位置している。燃料ヘッダー10から燃料ノズル10
1の燃料噴出口304までの長さより、燃料ノズル30
の燃料噴出口303までの長さが短い。
The fuel outlet of the fuel nozzle 30 is located closer to the axis of the combustion chamber than the fuel outlet of the fuel nozzle 101 of the premix burner. From fuel header 10 to fuel nozzle 10
The length of the fuel nozzle 30
Is short to the fuel outlet 303.

【0065】また、空気流路に面している長さも燃料ノ
ズル30の方が短い。
The length of the fuel nozzle 30 facing the air flow path is shorter.

【0066】また、パイロットバーナの燃料ノズル1と
該ノズル1の周囲に位置される円筒状部材151との間
に形成された流路より空気流れの上流側に位置するよう
構成される。尚、前記円筒状部材151が同図のように
なっていない場合はこの限りではない。
Further, it is configured to be located on the upstream side of the air flow from the flow path formed between the fuel nozzle 1 of the pilot burner and the cylindrical member 151 located around the nozzle 1. This is not the case when the cylindrical member 151 is not as shown in FIG.

【0067】本実施例の場合、負荷の上昇に伴って予混
合バーナ100に順次燃料を供給する。これに伴い、燃
料ノズル30から拡散バーナ80に燃料が供給され、希
薄予混合気の噴出流60として噴出するので、実施例
1,2で説明したのと同様な作用により、排出NOxは
低減する。
In the case of the present embodiment, fuel is supplied to the premix burner 100 sequentially as the load increases. Along with this, fuel is supplied from the fuel nozzle 30 to the diffusion burner 80 and is ejected as the jet flow 60 of the lean premixed gas, so that the emission NOx is reduced by the same operation as described in the first and second embodiments. .

【0068】本実施例によれば、拡散バーナの周囲に旋
回羽根を有する管状の予混合バーナを複数個配置したガ
スタービン燃焼器に対して、排出NOx燃焼を低減でき
る効果がある。
According to the present embodiment, there is an effect that emission NOx combustion can be reduced in a gas turbine combustor in which a plurality of tubular premix burners having swirling vanes around a diffusion burner are arranged.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、本燃料流量の変化時に
おいても容易に所望の燃料流量比率の変動を抑制し、排
出NOxの低減しつつ安定燃焼を達成できるガスタービ
ン燃焼器を提供することができる。
According to the present invention, there is provided a gas turbine combustor capable of easily suppressing a change in a desired fuel flow rate ratio even when the present fuel flow rate changes, and achieving stable combustion while reducing NOx emissions. be able to.

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

【図1】本発明の一実施例のガスタービン燃焼器の断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of a gas turbine combustor according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1の構成のうち、燃料ヘッダーの断面図。FIG. 2 is a sectional view of a fuel header in the configuration of FIG.

【図3】図2のA−A矢視断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2;

【図4】本発明の他の実施例による図2のA−A矢視断
面図。
FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2 according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例によるガスタービン燃焼器
の断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a gas turbine combustor according to another embodiment of the present invention.

【図6】図5のバーナ構成を燃焼器の下流側から見た
図。
6 is a view of the burner configuration of FIG. 5 as viewed from a downstream side of the combustor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,30,101…燃料ノズル、2,102…旋
回羽根、3…リング状保炎器、4,104…予混合器、
10…燃料ヘッダー、12,13,14,15…燃料ヘ
ッダーの分割部分、20,21…予混合バーナへの空気
流路、40,42…空気、41…予混合気、50,51
…燃料、60…噴出流、70…旋回流、75…循環流、
80…拡散バーナ、90,100…予混合バーナ。
1, 11, 30, 101: fuel nozzle, 2, 102: swirl vane, 3: ring flame stabilizer, 4, 104: premixer,
10: fuel header, 12, 13, 14, 15: divided portion of fuel header, 20, 21: air flow path to premix burner, 40, 42: air, 41: premixed gas, 50, 51
... fuel, 60 ... jet flow, 70 ... swirl flow, 75 ... circulation flow,
80: diffusion burner, 90, 100: premix burner.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 康孝 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 (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 Yasutaka Komatsu 3-1-1, Sachimachi, Hitachi-shi, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Hitachi Plant (72) Inventor Fumiharu Moriwaki 3-1-1 Sachimachi, Hitachi-shi, Ibaraki No. 1 Inside Hitachi, Ltd. Hitachi Plant

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料と空気とを供給して燃焼させる燃焼室
と、 該燃焼室に燃料及び空気を供給するパイロットバーナ
と、 該パイロットバーナに供給される空気に予混合させる燃
料を噴霧する燃料ノズルと、 該燃焼室に燃料と空気との予混合気を供給する予混合バ
ーナと、 前記パイロットバーナに供給される前記燃料流量を制御
する第1の燃料制御手段と、 前記予混合バーナに供給する前記燃料流量と前記燃料ノ
ズルへ供給する前記燃料流量とを共に制御する第2の燃
料制御手段と、を有することを特徴とするガスタービン
燃焼器。
1. A combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a pilot burner for supplying fuel and air to the combustion chamber, and a fuel for spraying fuel to be premixed with air supplied to the pilot burner A nozzle; a premix burner for supplying a premixed mixture of fuel and air to the combustion chamber; first fuel control means for controlling a flow rate of the fuel supplied to the pilot burner; and a supply to the premix burner. And a second fuel control means for controlling both the fuel flow rate to be supplied to the fuel nozzle and the fuel flow rate to be supplied to the fuel nozzle.
【請求項2】燃料と空気とを供給して燃焼させる燃焼室
と、 該燃焼室に空気を供給するパイロット空気供給手段及び
燃料を噴霧する拡散燃料ノズルを備えたパイロットバー
ナと、 該空気供給手段を流れる空気に予混合させる燃料を噴霧
する燃料ノズルと、 該燃焼室に空気を供給する予混合空気供給手段及び該空
気に予混合気させる燃料を噴霧する予混合燃料ノズルを
備えた予混合バーナと、 前記燃料ノズルと前記予混合燃料ノズルとに燃料を供給
する燃料ヘッダーと、 該ヘッダーに燃料を供給する燃料供給経路に設置される
燃料流量制御手段と、を備えたことを特徴とするガスタ
ービン燃焼器。
2. A combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a pilot burner provided with pilot air supply means for supplying air to the combustion chamber, and a diffusion fuel nozzle for spraying fuel, and the air supply means. Nozzle for spraying a fuel to be premixed with the air flowing through the combustion chamber, premixed air supply means for supplying air to the combustion chamber, and a premixed burner provided with a premixed fuel nozzle for spraying the fuel to be premixed with the air A gas header comprising: a fuel header for supplying fuel to the fuel nozzle and the premixed fuel nozzle; and a fuel flow control means provided in a fuel supply path for supplying fuel to the header. Turbine combustor.
【請求項3】燃料と空気とを供給して燃焼させる燃焼室
と、 該燃焼室に空気を供給するパイロット空気供給手段及び
燃料を噴霧する拡散燃料ノズルを備えたパイロットバー
ナと、 該空気供給手段を流れる空気に予混合させる燃料を噴霧
する燃料ノズルと、 該燃焼室に空気を供給する予混合空気供給手段及び該空
気に予混合気させる燃料を噴霧する予混合燃料ノズルを
備えた予混合バーナと、 前記燃料ノズルと前記予混合燃料ノズルとに燃料を供給
する燃料ヘッダーとを備え、 前記燃料ノズルが空気通路に突出する領域の長さは、前
記予混合燃料ノズルが空気通路に突出する領域の長さよ
り短くなるよう構成されることを特徴とするガスタービ
ン燃焼器。
3. A combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a pilot burner provided with pilot air supply means for supplying air to the combustion chamber, and a diffusion fuel nozzle for spraying fuel, and the air supply means. Nozzle for spraying a fuel to be premixed with the air flowing through the combustion chamber, premixed air supply means for supplying air to the combustion chamber, and a premixed burner provided with a premixed fuel nozzle for spraying the fuel to be premixed with the air And a fuel header for supplying fuel to the fuel nozzle and the premixed fuel nozzle, wherein the length of the area where the fuel nozzle projects into the air passage is the area where the premixed fuel nozzle projects into the air passage. A gas turbine combustor configured to be shorter than a length of the gas turbine.
【請求項4】燃料と空気とを供給して燃焼させる燃焼室
と、 燃料を噴霧する拡散燃料ノズル及び、該ノズルと該ノズ
ルの周囲に位置される円筒状部材との間に形成された流
路を経て該燃焼室に空気を供給するパイロット空気供給
手段を備えたパイロットバーナと、 該空気供給手段を流れる空気に予混合させる燃料を噴霧
する燃料ノズルと、 該燃焼室に空気を供給する予混合空気供給手段及び該空
気に予混合気させる燃料を噴霧する予混合燃料ノズルを
備えた予混合バーナと、 前記燃料ノズルと前記予混合燃料ノズルとに燃料を供給
する燃料ヘッダーとを備え、 前記燃料ノズルの燃料噴出口は、前記予混合ノズルの燃
料噴出口より燃焼室の軸心側に位置し、前記流路より空
気流れの上流側に位置するよう構成される、ことを特徴
とするガスタービン燃焼器。
4. A combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a diffusion fuel nozzle for spraying the fuel, and a flow formed between the nozzle and a cylindrical member located around the nozzle. A pilot burner provided with pilot air supply means for supplying air to the combustion chamber via a passage; a fuel nozzle for spraying fuel to be premixed with air flowing through the air supply means; and a fuel nozzle for supplying air to the combustion chamber. A premix burner provided with a premix fuel nozzle for spraying fuel for premixing the air with the mixed air supply means, and a fuel header for supplying fuel to the fuel nozzle and the premix fuel nozzle; A gas, wherein the fuel nozzle of the fuel nozzle is located closer to the axis of the combustion chamber than the fuel nozzle of the premixing nozzle, and is located upstream of the air flow from the flow path. Turbine combustor.
【請求項5】空気を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮
機から吐出された空気と燃料とが供給されて燃焼させる
燃焼器と、該燃焼ガスが供給され駆動されるタービンと
を備えたガスタービンにおいて、 前記燃焼器は、燃料と空気とを供給して燃焼させる燃焼
室と、 該燃焼室に空気を供給するパイロット空気供給手段及び
燃料を噴霧する拡散燃料ノズルを備えたパイロットバー
ナと、 該空気供給手段を流れる空気に予混合させる燃料を噴霧
する燃料ノズルと、 該燃焼室に空気を供給する予混合空気供給手段及び該空
気に予混合気させる燃料を噴霧する予混合燃料ノズルを
備えた予混合バーナと、 前記燃料ノズルと前記予混合燃料ノズルとに燃料を供給
する燃料ヘッダーとを備え、 該燃料ノズルの燃料噴出口は、前記予混合ノズルの燃料
噴出口より燃焼室外周側であって、前記圧縮機から供給
される空気を前記パイロットバーナと前記予混合バーナ
とに分岐する分岐部より空気流れの下流側に配置され
る、ことを特徴とするガスタービン。
5. A compressor for compressing and discharging air, a combustor for supplying and burning the air and fuel discharged from the compressor, and a turbine for supplying and driving the combustion gas. In the gas turbine, the combustor is a combustion chamber that supplies and burns fuel and air, a pilot burner that includes a pilot air supply unit that supplies air to the combustion chamber, and a diffusion fuel nozzle that sprays fuel. A fuel nozzle for spraying fuel to be premixed with air flowing through the air supply means; a premixed air supply means for supplying air to the combustion chamber; and a premixed fuel nozzle for spraying fuel to be premixed with the air. A premix burner, and a fuel header for supplying fuel to the fuel nozzle and the premix fuel nozzle. The fuel nozzle of the fuel nozzle has a fuel jet of the premix nozzle. A gas turbine, which is disposed on the outer peripheral side of a combustion chamber and downstream of an air flow from a branch portion that branches air supplied from the compressor into the pilot burner and the premix burner. .
【請求項6】燃料と空気とを供給して燃焼させる燃焼室
と、 該燃焼室に拡散燃焼させる燃料及び空気を供給するパイ
ロットバーナと、 該パイロットバーナに供給される空気に予混合させる燃
料を噴霧する燃料ノズルと、 該燃焼室に燃料と空気との予混合気を供給する予混合バ
ーナと、 前記パイロットバーナに供給する前記燃料流量を制御す
る拡散燃料制御手段と、 前記予混合バーナに供給する前記燃料流量を制御する複
数の予混合燃料制御手段と、 該複数の予混合燃料制御手段のうち一の予混合燃料供給
手段は、前記予混合バーナに供給する燃料流量と前記燃
料ノズルに供給する燃料流量と共に制御するよう構成さ
れることを特徴とするガスタービン燃焼器。
6. A combustion chamber for supplying and burning fuel and air, a pilot burner for supplying fuel and air for diffusion combustion in the combustion chamber, and a fuel for premixing air supplied to the pilot burner. A fuel nozzle for spraying; a premix burner for supplying a premixed gas of fuel and air to the combustion chamber; a diffusion fuel control means for controlling a flow rate of the fuel supplied to the pilot burner; and a supply to the premix burner. A plurality of premixed fuel control means for controlling the fuel flow rate, and one of the plurality of premixed fuel control means includes a fuel flow rate supplied to the premixed burner and a fuel flow rate supplied to the fuel nozzle. A gas turbine combustor characterized in that it is configured to control with a fuel flow rate to be controlled.
【請求項7】燃料と空気とを供給して燃焼させる燃焼室
と、 該燃焼室に拡散燃焼させる燃料及び空気を供給するパイ
ロットバーナと、 該パイロットバーナに供給される空気に予混合させる燃
料を噴霧する燃料ノズルと、 該燃焼室に燃料と空気との予混合気を供給する予混合バ
ーナと、を備えたガスタービン燃焼器の運転方法であっ
て、 第1のガスタービン負荷領域で、前記パイロットバーナ
により拡散燃焼させる第1の行程と、 該第1のガスタービン負荷領域より高い第2の負荷領域
で、前記パイロットバーナで拡散燃焼させ、前記予混合
バーナにより予混合燃焼させ、前記燃料ノズルに燃料を
供給してパイロットバーナで予混合燃焼させ、前記予混
合バーナ及び前記燃料ノズルに供給する燃料量を共に変
化させて負荷を変化させる第2の行程と、 該第2のガスタービン負荷領域より高い第3の負荷領域
で、前記拡散燃焼を停止し、前記予混合バーナで予混合
燃焼させると共に前記燃焼ノズルに燃料を供給してパイ
ロットバーナで予混合燃焼させる第3の行程と、を有す
ることを特徴とするガスタービン燃焼器の運転方法。
7. A combustion chamber for supplying and combusting fuel and air, a pilot burner for supplying fuel and air for diffusion combustion in the combustion chamber, and a fuel for premixing air supplied to the pilot burner. A method for operating a gas turbine combustor, comprising: a fuel nozzle to be sprayed; and a premix burner that supplies a premixed gas of fuel and air to the combustion chamber, wherein the first gas turbine load region includes: A first stroke of diffusing and burning by the pilot burner; and a diffusing combustion by the pilot burner in a second load region higher than the first gas turbine load region; and a premixing combustion by the premix burner; The fuel is supplied to the pilot burner to perform premix combustion, and the load is changed by changing both the amount of fuel supplied to the premix burner and the fuel amount supplied to the fuel nozzle. And stopping the diffusion combustion in a third load region higher than the second gas turbine load region, performing premix combustion with the premix burner, supplying fuel to the combustion nozzle, and performing pilot combustion with a pilot burner. And a third step of mixing and burning the gas turbine combustor.
JP2948998A 1998-02-12 1998-02-12 Gas turbine combustor Pending JPH11230549A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2948998A JPH11230549A (en) 1998-02-12 1998-02-12 Gas turbine combustor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2948998A JPH11230549A (en) 1998-02-12 1998-02-12 Gas turbine combustor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11230549A true JPH11230549A (en) 1999-08-27

Family

ID=12277500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2948998A Pending JPH11230549A (en) 1998-02-12 1998-02-12 Gas turbine combustor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11230549A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102679398A (en) * 2011-01-31 2012-09-19 通用电气公司 System for premixing air and fuel in a fuel nozzle
JP2013053814A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd Gas turbine combustor
CN103184899A (en) * 2012-01-03 2013-07-03 通用电气公司 Turbine engine and method for flowing air in a turbine engine
KR101867690B1 (en) * 2015-09-10 2018-06-15 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 Gas turbine combustor
CN113028449A (en) * 2021-02-26 2021-06-25 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 Streamline fuel flow distribution disc of fuel gas generator
RU2763016C1 (en) * 2020-05-01 2021-12-24 Мицубиси Пауэр, Лтд. Combustion device of a gas turbine installation

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102679398A (en) * 2011-01-31 2012-09-19 通用电气公司 System for premixing air and fuel in a fuel nozzle
JP2013053814A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd Gas turbine combustor
CN103184899A (en) * 2012-01-03 2013-07-03 通用电气公司 Turbine engine and method for flowing air in a turbine engine
KR101867690B1 (en) * 2015-09-10 2018-06-15 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 Gas turbine combustor
RU2763016C1 (en) * 2020-05-01 2021-12-24 Мицубиси Пауэр, Лтд. Combustion device of a gas turbine installation
CN113028449A (en) * 2021-02-26 2021-06-25 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 Streamline fuel flow distribution disc of fuel gas generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3335713B2 (en) Gas turbine combustor
JP3183053B2 (en) Gas turbine combustor and gas turbine
US7313919B2 (en) Gas turbine combustor
JP2644745B2 (en) Gas turbine combustor
US8596070B2 (en) Combustor comprising a member including a plurality of air channels and fuel nozzles for supplying fuel into said channels
JP3960166B2 (en) Gas turbine combustor and operation method of gas turbine combustor
EP2530382B1 (en) Fuel injector
US5201181A (en) Combustor and method of operating same
JP4453675B2 (en) Combustor and method of operating the combustor
JP2005106305A (en) Nozzle for fuel combustion and fuel supplying method for gas turbine combustor
JPH09264536A (en) Gas turbine combustion device
JP4400314B2 (en) Gas turbine combustor and fuel supply method for gas turbine combustor
JP2011226723A (en) LOW NOx COMBUSTOR
JP2000356315A (en) Burner unit for gas turbine combustor
JPH0814565A (en) Gas turbine combustor
JPH09166326A (en) Gas turbine combustion device
JPH11230549A (en) Gas turbine combustor
JP3709671B2 (en) Gas turbine combustor
JP3499004B2 (en) Gas turbine combustor
JP2001021145A (en) Gas turbine combustion device
JP2767403B2 (en) Low NOx burner for gas turbine
JP3179871B2 (en) Gas turbine combustor and method of operating the same
JP2759722B2 (en) Gas turbine combustion control device
JPH0828873A (en) Gas turbine combustion device
JP2005226849A (en) Gas turbine combustor and its combustion air supply method