JPH11241824A - 低NOx蒸気噴射燃焼器 - Google Patents
低NOx蒸気噴射燃焼器Info
- Publication number
- JPH11241824A JPH11241824A JP4229698A JP4229698A JPH11241824A JP H11241824 A JPH11241824 A JP H11241824A JP 4229698 A JP4229698 A JP 4229698A JP 4229698 A JP4229698 A JP 4229698A JP H11241824 A JPH11241824 A JP H11241824A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- steam injection
- air intake
- steam
- combustor
- 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.)
- Granted
Links
Abstract
な構造で希釈空気取り入れ口からの空気流入を制限して
燃料噴射部の空気取り入れ口からの空気が増大するよう
にした低NOx蒸気噴射燃焼器を提供する。 【解決手段】 ほぼ円筒状で上部が燃焼室2aになって
おり、この燃焼室2a下部に希釈空気取り入れ口20を
有する内筒2と、この内筒2を包囲する外筒3と、内筒
2の頂部に設けられた燃料噴射部12,14と、希釈空
気取り入れ口20に近接して蒸気噴射口を有する蒸気噴
射部22と、を備え、外筒3と内筒2の間には燃料噴射
部に導入する加圧空気が供給され、通常運転時には、加
圧空気が希釈空気として希釈空気取り入れ口20より流
入し、出力増加時には、蒸気噴射口から蒸気を噴射し、
加圧空気が希釈空気取り入れ口20より流入するのを制
限する。
Description
低NOx燃焼器に係わり、特に蒸気噴射により出力増大
を図った低NOx蒸気噴射燃焼器に関する。
排ガス中のNOx(窒素酸化物)を低減することが義務
付けられており、我国では、全国基準でも例えば70p
pm以下、大都市(例えば東京)では例えば25〜30
ppm以下にする必要がある。
炎により空気中の窒素が酸化するものであり、これを低
減するには、火炎中のホットスポットを減少させ、高温
火炎の発生をなくすことが効果的である。低NOx化が
可能な燃焼器として、希薄予混合燃焼器が知られてい
る。この希薄予混合燃焼器は、燃料を十分な空気量と予
混合して均質化し、これを希薄燃焼させるものである。
最適の燃焼温度はタービン側の耐熱温度より高いので、
燃焼ガスに希釈空気を混入してタービン側に適した温度
に低下させて、タービンに供給される。この希釈空気は
混合ガスの温度を均一にする働きも有している。
の出力を増大する場合、蒸気を内筒に噴射し、温度が低
下する分燃料を注入して燃焼させ出力を増大させること
ができる。この場合、蒸気を燃焼領域へ噴射すると燃焼
安定性を損なう。また増加した燃料に対応して燃料噴射
部の空気取り入れ口からの空気が増大するようにするた
め、内筒の希釈空気取り入れ口の面積を減少させる装置
が必要になる。
創案されたものである。すなわち本発明の目的は、蒸気
噴射による燃焼の不安定を防止し、簡単な構造で希釈空
気取り入れ口からの空気流入を制限して燃料噴射部の空
気取り入れ口からの空気が増大するようにした低NOx
蒸気噴射燃焼器を提供することにある。
め、請求項1の発明では、ほぼ円筒状で上部が燃焼室に
なっており、この燃焼室下部に希釈空気取り入れ口を有
する内筒と、この内筒を包囲する外筒と、前記内筒の頂
部に設けられた燃料噴射部と、前記希釈空気取り入れ口
に近接して蒸気噴射口を有する蒸気噴射部と、を備え、
前記外筒と内筒の間には前記燃料噴射部に導入する加圧
空気が供給され、通常運転時には、前記加圧空気が希釈
空気として前記希釈空気取り入れ口より流入し、出力増
加時には、前記蒸気噴射口から蒸気を噴射し、前記加圧
空気が前記希釈空気取り入れ口より流入するのを制限す
る。
室の下部に設けられた希釈空気取り入れ口より噴射さる
ので、燃焼領域の燃焼に悪影響を及ぼさない。またこの
蒸気噴射により、いままで希釈空気取り入れ口より流入
していた空気の量は制限される。この制限されて入らな
い空気は燃料噴射部の空気取り入れ口から入り、増加し
た燃料の燃焼に用いられる。このように蒸気を噴射する
ことにより希釈空気の流入を制限できるので、希釈空気
の流入制限に特別な装置を設ける必要がない。
記希釈空気取り入れ口とほぼ同じ大きさである。
じ大きさとして、両者を近接して配置し、蒸気噴射口か
ら蒸気を噴射すると全量内筒内に流入するが、エゼクタ
作用により周囲の空気も多少吸引する。しかし吸引され
る空気量は蒸気を噴射しないとき流入する空気量よりも
少く、空気流量を蒸気で制限している。
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略す
る。図1は、本発明によるガスタービン用の低NOx蒸
気噴射燃焼器の全体構成図である。この図に示すよう
に、本発明の低NOx蒸気噴射燃焼器1は、中央部に配
置されたパイロット燃焼器12と、そのまわりに配置さ
れた複数(図には1つのみを示す)の主燃焼器14とを
備える。なお、この図において、2は内筒(ライナ)、
3はケーシング(外筒)、4は点火栓(イグナイタ)で
あり、空気6がケーシング3とライナ2の間を流れて燃
焼器12、14に達し、この燃焼器12、14とその他
の部分を通ってライナ2内に流入して火炎7,8を形成
し、発生した燃焼排ガス9がスクロール部2cを通って
図示しないガスタービンに導かれ、これを駆動するよう
になっている。
軸に配置された主噴射弁15と、主噴射弁15に設けら
れた空気取り入れ口15aと、予蒸発予混合管16とか
らなる。主噴射弁15には、ケーシング3を通して外部
から燃料Fが供給される。この燃料には、フューエルN
Oxの要因となる窒素成分が少ない燃料、例えばガス燃
料、灯油、軽油、A重油等を用いるのがよい。ケーシン
グ3内には下側から加圧空気が供給されているので、空
気取り入れ口15aより空気が流入する。予蒸発予混合
管16は、この図で下端部が開口した円筒形の筒であ
り、内部で燃料と空気が互いに混合しやすくなってい
る。すなわち、主燃焼器14は、主噴射弁15と空気取
り入れ口15aと予蒸発予混合管16で構成された予混
合希薄燃焼器である。この構成により、主噴射弁15に
より予蒸発予混合管16内に燃料Fを噴射し、空気取り
入れ口15aより供給される燃料に対応する空気が流入
し、予蒸発予混合管16内で燃料Fを十分な空気量と予
混合して蒸発させ、これを希薄燃焼させることができ
る。
2は、互いに同軸に配置されたパイロット噴射弁13a
とパイロットチャンバ13bと空気取り入れ口13cと
からなる。このパイロット燃焼器12は、安定燃焼が可
能な拡散燃焼器であり、パイロット噴射弁13aにより
パイロットチャンバ13b内に燃料を噴射し、空気取り
入れ口13cより空気が流入し、燃料が空気中に拡散し
ながら燃焼するようになっている。また、パイロットチ
ャンバ13b内に、点火栓4の点火部が位置しており、
互いに拡散した混合ガスに着火するようになっている。
この構成により、ライナ2の内部に拡散火炎7を安定し
て形成することができる。
筒形で頂板と底板が設けられ、頂板にはパイロット燃焼
器12と主燃焼器14が設けられており、さらに空気流
入口2dが複数設けられている。ライナ2の周囲を冷却
しながら上昇してきた空気のかなりの量がパイロット燃
焼器12と主燃焼器14とにそれぞれ設けられた空気取
り入れ口13c,15aに流入し、残りがこの空気流入
口2dから流入する。また底板には燃焼排ガスがタービ
ンに送られるタービン通路10が設けられている。ライ
ナ2の上部は燃焼室2aを構成し、中央部2bには外周
に複数個の希釈空気取り入れ口20が設けられ、下部は
スクロール室2cとなり、タービン通路10に接続して
いる。希釈空気取り入れ口20に近接してこの取り入れ
口20とほぼ同じ径の蒸気噴射管22が各希釈空気取り
入れ口20毎に設けられており、この蒸気噴射管22に
は図示しない蒸気供給装置が接続されている。なお、加
圧空気は希釈空気取り入れ口20の下部から取り入れら
れ、ライナ2を冷却しながら上昇し、希釈空気取り入れ
口20,ライナ頂板の空気流入口2d、およびパイロッ
ト燃焼器12と主燃焼器14の空気取り入れ口13c,
15aからライナ内部に流入する。
管22の関係を示し、通常運転時の空気流入状態を示
す。希釈空気取り入れ口20と蒸気噴射管22は距離t
離れて設けられ、希釈空気取り入れ口20の直径Dと蒸
気噴射管22の内径dはほぼ同じ寸法としている。距離
tは所望の空気流量が流入し、かつできるだけ短い寸法
となっている。希釈空気取り入れ口20の口径Dと蒸気
噴射管22の内径dはほぼ同一寸法とする。この通常運
転時には、蒸気噴射管22から蒸気を噴射していないの
で、希釈空気取り入れ口20から空気6が流入するよう
になっている。
は周囲の加圧空気6よりも大きな圧力で希釈空気取り入
れ口20一杯に噴射され、エゼクタ作用により多少の空
気6を吸引するが、空気6の流入は蒸気23の噴射流に
より大幅に制限される。
は、ライナの下部周囲より供給された加圧空気6はライ
ナ2に沿って上昇し、一部は希釈空気取り入れ口20よ
り流入し、残りはライナ2を冷却しながら上昇し、一部
はライナ頂板の空気流入口2dより流入し、残りはパイ
ロット燃焼器12と主燃焼器14とにそれぞれ設けられ
た空気取り入れ口13c,15aに流入する。パイロッ
ト燃焼器12と主燃焼器14でこの流入した空気と燃料
を予混合し、燃焼室2aで燃焼させる。この燃焼室2a
では空気流入口2dから流入した空気も加わって燃焼が
行われる。この燃焼ガスに希釈空気取り入れ口20から
流入した空気が加わり、この燃焼ガスの温度をタービン
側の要求する温度に低下させるとともに均一な温度分布
にする。
噴射される。これにより希釈空気取り入れ口22より流
入していた空気6の大部分はパイロット燃焼器12と主
燃焼器14とにそれぞれ設けられた空気取り入れ口13
c,15aに流入し、一部はライナ頂板の空気流入口2
dから流入する。パイロット燃焼器12と主燃焼器14
ではこの空気流入量に応じた燃料を増加して供給する。
これにより燃料を増大して出力を増しても安定した低N
Oxの燃焼を持続することができる。流入した蒸気23
と一部吸引された空気は燃焼ガスと均一に混合し、燃焼
ガスの温度をタービン側の要求する温度に低下させると
ともに均一な温度分布にする。
た場合の蒸気量と、当量比(燃料/空気)およびNOx
との関係を示す図である。蒸気量を増やしこれに合わせ
て燃料を増やしてゆくと当量比は増加し、NOxも増大
してゆく。
り入れ口20より噴射し、燃料をこれに応じて増加した
場合の蒸気量と、当量比およびNOxとの関係を示す図
である。この場合、蒸気によって希釈空気取り入れ口2
0からの流入を制限された空気は、パイロット燃焼器1
2と主燃焼器14とにそれぞれ設けられた空気取り入れ
口13c,15aに流入し、一部はライナ頂板の空気流
入口2dから流入するので、燃料が増加しても当量比は
変化せず、NOxの発生も変化しない。
より希釈空気取り入れ口から流入する空気を、パイロッ
ト燃焼器と主燃焼器とにそれぞれ設けられた空気取り入
れ口から流入するようにしたので、燃料を増加しても当
量比が変化せず、燃焼安定性を損なうことなく出力を増
大させることができる。また燃焼状態を変化させないの
で、NOxの発生も増加することなく、低NOxの状態
を維持できる。特にドライ低NOx燃焼器(特に安定燃
焼範囲の狭い予混合燃焼器)と組み合わせれば、蒸気噴
射を必要としない負荷域から蒸気噴射域まで、広い負荷
範囲で低NOx運転が可能になる。また蒸気噴射による
燃焼器への空気の取り入れは、特別な構造を設けていな
いので、単純な構造になり、製作的にもコスト的にも有
利になる。
成図である。
し、空気取り入れ時の状態を示す図である。
し、蒸気噴射時の状態を示す図である。
気量と、当量比(燃料/空気)およびNOxの関係を示
す図である。
した場合の蒸気量と、当量比(燃料/空気)およびNO
xの関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ほぼ円筒状で上部が燃焼室になってお
り、この燃焼室下部に希釈空気取り入れ口を有する内筒
と、この内筒を包囲する外筒と、前記内筒の頂部に設け
られた燃料噴射部と、前記希釈空気取り入れ口に近接し
て蒸気噴射口を有する蒸気噴射部と、を備え、 前記外筒と内筒の間には前記燃料噴射部に導入する加圧
空気が供給され、 通常運転時には、前記加圧空気が希釈空気として前記希
釈空気取り入れ口より流入し、 出力増加時には、前記蒸気噴射口から蒸気を噴射し、前
記加圧空気が前記希釈空気取り入れ口より流入するのを
制限することを特徴とする低NOx蒸気噴射燃焼器。 - 【請求項2】 前記蒸気噴射口は前記希釈空気取り入れ
口とほぼ同じ大きさであることを特徴とする請求項1記
載の低NOx蒸気噴射燃焼器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04229698A JP3951155B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 低NOx蒸気噴射燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04229698A JP3951155B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 低NOx蒸気噴射燃焼器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11241824A true JPH11241824A (ja) | 1999-09-07 |
JP3951155B2 JP3951155B2 (ja) | 2007-08-01 |
Family
ID=12632083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04229698A Expired - Lifetime JP3951155B2 (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 低NOx蒸気噴射燃焼器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3951155B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002130674A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 二流体サイクル用の低NOx燃焼器とその運転方法 |
JP2008275189A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器及びガスタービン燃焼器の燃焼方法 |
JP2014178105A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-25 | General Electric Co <Ge> | 希釈孔を有する移行部品並びに移行部品に結合された燃料噴射システムを備えたターボ機械 |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP04229698A patent/JP3951155B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002130674A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 二流体サイクル用の低NOx燃焼器とその運転方法 |
JP2008275189A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Hitachi Ltd | ガスタービン燃焼器及びガスタービン燃焼器の燃焼方法 |
JP2014178105A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-25 | General Electric Co <Ge> | 希釈孔を有する移行部品並びに移行部品に結合された燃料噴射システムを備えたターボ機械 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3951155B2 (ja) | 2007-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2644745B2 (ja) | ガスタービン用燃焼器 | |
JP2004184072A (ja) | ガスタービンエンジンの燃焼器エミッションを減少させる方法及び装置 | |
JPH02309124A (ja) | 燃焼器及びその運転方法 | |
JPH05203148A (ja) | ガスタービン燃焼装置及びその制御方法 | |
JPH06235519A (ja) | ガスタービン用燃焼器 | |
JP3990678B2 (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
JP2003074856A (ja) | ガスタービン・エンジンの燃焼器 | |
JP3951155B2 (ja) | 低NOx蒸気噴射燃焼器 | |
JP2003074853A (ja) | ガスタービン・エンジンの燃焼器 | |
JP3873119B2 (ja) | 円筒内旋回燃焼器 | |
JP3901663B2 (ja) | 急速混合燃料噴射弁及び低NOx燃焼器 | |
JP2004093076A (ja) | 拡散燃焼方式低NOx燃焼器 | |
JPH0921531A (ja) | ガスタービンの予混合燃焼器 | |
JP2003074854A (ja) | ガスタービン・エンジンの燃焼器 | |
JP4524902B2 (ja) | 予混合燃料噴射弁を備えた低NOx燃焼器 | |
JP2001004138A (ja) | ガスタービン用低NOx燃焼器 | |
JP2004028352A (ja) | 逆火・自着火防止燃料噴射弁を備えた低NOx燃焼器 | |
JP3456268B2 (ja) | ガスタービンの燃焼器 | |
JP2003130352A (ja) | ガスタービン用低NOx燃焼器 | |
JPH11270851A (ja) | 低NOx燃焼器 | |
JP3482718B2 (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
JP2666114B2 (ja) | ガスタービンの予混合燃焼器 | |
JPH1130423A (ja) | ガスタービン用の低NOx燃焼器 | |
JP2024090698A (ja) | バーナ及び当該バーナを有する燃焼器 | |
JPH04324028A (ja) | ガス焚き燃焼器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050207 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070302 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070329 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070411 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140511 Year of fee payment: 7 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |