JPS58205008A - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
- Publication number
- JPS58205008A JPS58205008A JP8926682A JP8926682A JPS58205008A JP S58205008 A JPS58205008 A JP S58205008A JP 8926682 A JP8926682 A JP 8926682A JP 8926682 A JP8926682 A JP 8926682A JP S58205008 A JPS58205008 A JP S58205008A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- air
- flow rate
- plate
- swirler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/008—Flow control devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、例えば、火力発電プラントに使用されるガス
タービンにおける燃焼装置に係り、特に、この燃焼装置
におけろ窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を低減する二段燃
焼装置に関する。
タービンにおける燃焼装置に係り、特に、この燃焼装置
におけろ窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を低減する二段燃
焼装置に関する。
従来、この種の燃焼装置は、公害のもとになる窒素酸化
物の発生を低減するために、水又は蒸気を排気ガスに噴
射して除去し、環境規制基準に適合させているけれども
、これは付帯設備のコスト高及び熱効率の低下となるば
かりでなく、窒素成分を含有する燃料に対して充分でな
いので、最近、高温燃焼を回避して窒素酸化物の生成を
低減する二段燃焼装置が採用されている。
物の発生を低減するために、水又は蒸気を排気ガスに噴
射して除去し、環境規制基準に適合させているけれども
、これは付帯設備のコスト高及び熱効率の低下となるば
かりでなく、窒素成分を含有する燃料に対して充分でな
いので、最近、高温燃焼を回避して窒素酸化物の生成を
低減する二段燃焼装置が採用されている。
即ち、この二段燃焼装置は、従来の燃焼器（バーナー）
のように、−次燃焼域において、燃焼ガスを希釈空気で
十分に薄めてガスタービンの入口温度にするものではな
く、燃焼筒体に形成された１次燃焼室と２次燃焼室と共
に可燃限界の範囲で燃焼させ、これによって、高温度に
よる燃焼を回避することにより、窒素酸化物の発生率を
低減するようにしたものである。
のように、−次燃焼域において、燃焼ガスを希釈空気で
十分に薄めてガスタービンの入口温度にするものではな
く、燃焼筒体に形成された１次燃焼室と２次燃焼室と共
に可燃限界の範囲で燃焼させ、これによって、高温度に
よる燃焼を回避することにより、窒素酸化物の発生率を
低減するようにしたものである。
このように、こび）種の二段燃焼装置は、第１図及び第
２図に示されるように、外筒体１の端板１ａに燃料の噴
射ノズル２を設け、この外筒体１内に圧縮空気の流路３
を形成して燃焼筒体４を同心的に配設し、上記噴射ノズ
ル２の位置する上記燃焼筒体４の端板４ａに１次空気を
旋回して流入させるスワーラ５を付設したものである。
２図に示されるように、外筒体１の端板１ａに燃料の噴
射ノズル２を設け、この外筒体１内に圧縮空気の流路３
を形成して燃焼筒体４を同心的に配設し、上記噴射ノズ
ル２の位置する上記燃焼筒体４の端板４ａに１次空気を
旋回して流入させるスワーラ５を付設したものである。
特に、上記燃焼筒体４は１次燃焼室６と希釈空気の供給
孔７ａを備えた２次燃焼室７及びこの両者の接合部に形
成され、しかも、２次空気の流入する複数の２次空気孔
８ａを有する縮流部（スロート）８によって構成されて
いる。
孔７ａを備えた２次燃焼室７及びこの両者の接合部に形
成され、しかも、２次空気の流入する複数の２次空気孔
８ａを有する縮流部（スロート）８によって構成されて
いる。
従って、−１＝述した二段燃焼装置は、燃焼時、圧縮機
（図示されず）からの圧縮空気を上記流路３を通すこと
により、内筒体を冷却し、しかも、上記スワーラ５から
１次空気室６に流入した１次空気は、上記噴射ノズル２
から噴射された燃料と混合して燃焼する。このとき、１
次燃焼室６の空気過剰率は、通常０６〜０８程度であり
、上記スワーラ５から旋回流入する１次空気の流量は、
理論空気量より少くして火炎温度を低く押えて、酸素不
足になるようにして燃焼温度を低減して一ヒ記１次燃焼
室６におけろＮＯＸ の発生１号を低減し、さらに、上
記１次燃焼室６から未燃焼燃料を含む高温ガスは、−ト
記縮流部８で２次空気孔８からの２次空気と混合１．、
しかる後、２次燃焼室７へ流入して供給孔７ａからの希
釈空気と共に燃焼する。このとき、この２次燃焼室７は
、燃焼効率の低下をきたさない程度の希薄混合空気によ
る燃焼となるため、上記１次燃焼室６と同様に、２次燃
焼室でも窒素酸化物の発生率を低減するようになってお
り、この２次燃焼室７での燃焼を了えた高温ガスは、予
め、設定されたガスタービンの入口温度になってガスタ
ービンへ供給されて仕串をするよ５になっている。
（図示されず）からの圧縮空気を上記流路３を通すこと
により、内筒体を冷却し、しかも、上記スワーラ５から
１次空気室６に流入した１次空気は、上記噴射ノズル２
から噴射された燃料と混合して燃焼する。このとき、１
次燃焼室６の空気過剰率は、通常０６〜０８程度であり
、上記スワーラ５から旋回流入する１次空気の流量は、
理論空気量より少くして火炎温度を低く押えて、酸素不
足になるようにして燃焼温度を低減して一ヒ記１次燃焼
室６におけろＮＯＸ の発生１号を低減し、さらに、上
記１次燃焼室６から未燃焼燃料を含む高温ガスは、−ト
記縮流部８で２次空気孔８からの２次空気と混合１．、
しかる後、２次燃焼室７へ流入して供給孔７ａからの希
釈空気と共に燃焼する。このとき、この２次燃焼室７は
、燃焼効率の低下をきたさない程度の希薄混合空気によ
る燃焼となるため、上記１次燃焼室６と同様に、２次燃
焼室でも窒素酸化物の発生率を低減するようになってお
り、この２次燃焼室７での燃焼を了えた高温ガスは、予
め、設定されたガスタービンの入口温度になってガスタ
ービンへ供給されて仕串をするよ５になっている。
しかしながら、上述した二段燃焼装置は、第２図のグラ
フで示されるように、ガスタービンの作動範囲、つまり
、無負荷運転時から定格負荷運転時において、圧縮機か
ら吐出される高圧空気量が一定であるのに対し、燃料の
供給量は、定格負荷運転時゛ゝ１“とすると、無負荷運
転時には、′約１／３〜１／／４程度“となり、上述し
たような条件で、定格負荷運転時での設計を行っても、
部分負荷時での動作は、満足すべき結果を得ることが困
難である。
フで示されるように、ガスタービンの作動範囲、つまり
、無負荷運転時から定格負荷運転時において、圧縮機か
ら吐出される高圧空気量が一定であるのに対し、燃料の
供給量は、定格負荷運転時゛ゝ１“とすると、無負荷運
転時には、′約１／３〜１／／４程度“となり、上述し
たような条件で、定格負荷運転時での設計を行っても、
部分負荷時での動作は、満足すべき結果を得ることが困
難である。
即ち、上記圧縮機からの圧力流体の吐出流量は、変化し
ない関係上、上記燃焼筒体４の１次、及び２次燃焼室６
，７に流入する空気量は一定であるのに対して、燃料供
給量は、負荷状態に追随して変化するから、第２図の曲
線■と■との関係からも明らかなように、定格負荷運転
時においても、１次燃焼室６の空気過剰率を約０６〜０
８程度に設定しても、低負荷時になるほど、燃料流量の
減少に伴い、燃焼温度が高くなり、これに起因して、Ｎ
ＯＸ が大幅に増大し、さらに、２次燃焼室７では、低
負荷になるにつれて未燃焼燃料が低減するために、希薄
燃焼状態となり、バーナーの吹消し現象を起すおそれも
ある。
ない関係上、上記燃焼筒体４の１次、及び２次燃焼室６
，７に流入する空気量は一定であるのに対して、燃料供
給量は、負荷状態に追随して変化するから、第２図の曲
線■と■との関係からも明らかなように、定格負荷運転
時においても、１次燃焼室６の空気過剰率を約０６〜０
８程度に設定しても、低負荷時になるほど、燃料流量の
減少に伴い、燃焼温度が高くなり、これに起因して、Ｎ
ＯＸ が大幅に増大し、さらに、２次燃焼室７では、低
負荷になるにつれて未燃焼燃料が低減するために、希薄
燃焼状態となり、バーナーの吹消し現象を起すおそれも
ある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって
、ガスタービンの負荷運転に連動して燃焼筒体の１次空
気室へ旋回流入する１次空気の流量（スワーラ流量）を
流量制御板によって開閉制御してガスタービンの低負荷
時から定格負荷時の範囲でも、常に、ＮＯＸの発生率の
低減を図り、併せて、吹消し現象を防止して燃焼効率の
向上及び省エネルギー化を図ることを目的とした燃焼装
置を提供するものである。
、ガスタービンの負荷運転に連動して燃焼筒体の１次空
気室へ旋回流入する１次空気の流量（スワーラ流量）を
流量制御板によって開閉制御してガスタービンの低負荷
時から定格負荷時の範囲でも、常に、ＮＯＸの発生率の
低減を図り、併せて、吹消し現象を防止して燃焼効率の
向上及び省エネルギー化を図ることを目的とした燃焼装
置を提供するものである。
特に、本発明は、噴射ノズルを備えた外筒体内に燃焼筒
体を流体流路を形成して同心的に設け、この噴射ノズル
に近接した一ト記燃焼筒体の端板にスワーラを旧設し、
このスヮーラの上流側の端板に固定透孔板を固着し、こ
の固定透孔板に近接した位置に流量制御板を回動自在に
設け、この流量制御板をガスタービン負荷に連動して」
二記燃焼筒体への空気量を制御するように構成したもの
である。
体を流体流路を形成して同心的に設け、この噴射ノズル
に近接した一ト記燃焼筒体の端板にスワーラを旧設し、
このスヮーラの上流側の端板に固定透孔板を固着し、こ
の固定透孔板に近接した位置に流量制御板を回動自在に
設け、この流量制御板をガスタービン負荷に連動して」
二記燃焼筒体への空気量を制御するように構成したもの
である。
以下、本発明を図示の一実施例について説明する。
なお、本発明は、上述した具体例と同一構成部材には同
じ符号を付して説明する。
じ符号を付して説明する。
第３図乃至第５図において、符号１は、端板１ａを有す
る外筒体であって、この端板１ａには燃料を噴射する噴
射ノズル２が設けられており、上記外筒体１内には圧縮
機からの圧縮空気を通す流体流路３を形成した燃焼筒体
４が同心的に配設されている。又、この燃焼筒体４の端
板４ａには１次空気を旋回流入するスワーラ５がスワー
ラ筐体（スワーラボツクスともいう）９によって設置さ
れており、上記燃焼筒体４は、１次燃焼室６と希釈空気
の供給孔７ａを備えた２次燃焼室７及びこの両者の接合
部に形成され、しかも、２次空気の流入する複数の２次
空気孔８ａを有する縮流部（スロート）８によって構成
されている。
る外筒体であって、この端板１ａには燃料を噴射する噴
射ノズル２が設けられており、上記外筒体１内には圧縮
機からの圧縮空気を通す流体流路３を形成した燃焼筒体
４が同心的に配設されている。又、この燃焼筒体４の端
板４ａには１次空気を旋回流入するスワーラ５がスワー
ラ筐体（スワーラボツクスともいう）９によって設置さ
れており、上記燃焼筒体４は、１次燃焼室６と希釈空気
の供給孔７ａを備えた２次燃焼室７及びこの両者の接合
部に形成され、しかも、２次空気の流入する複数の２次
空気孔８ａを有する縮流部（スロート）８によって構成
されている。
一方、上記スワーラ５の十流側に位置する端板４ａと一
体のスワーラ筐体９には、第５図に示されるように、複
数の通気孔１．０ａを有する固定透孔板１０が固着され
ており、この固定透孔板１０に隣設した上記スワーラ筐
体９には複数の通気孔１１ａを有する流量制御板１１が
回動自在に設けられている。
体のスワーラ筐体９には、第５図に示されるように、複
数の通気孔１．０ａを有する固定透孔板１０が固着され
ており、この固定透孔板１０に隣設した上記スワーラ筐
体９には複数の通気孔１１ａを有する流量制御板１１が
回動自在に設けられている。
又、この流量制御板１１と上記固定透孔板１０の各ぺ通
気孔１０ａ 、 ｌｌａは、略同形等大にして、しかも
重合したとき、完全に連通し得るように形成されている
。他方、上記流量制御板１１の端面には保持筒１２が上
記端板１ａを貫通して突設されており、この保持筒１２
には大歯車１３が取付けられている。さらに、この大歯
車１３にはビニオン１４が噛合しており、このビニオン
１４は制御回路（コントローラー）□ １５の出力軸１５ａに連結している。さらに又、上記制
御回路１５には、例えば、タービン負荷検出器若しくは
吐出温度を検出する検出器１６が接続されており、この
検出器１６からの検出信号１６ａは上記制御回路１５ニ
入力して演算し、この制御回路１５の出力軸１５ａは上
記ビニオン１４を介して大歯車１３を回動し、これによ
って上記流量制御板１１を回動することにより、上記固
定透孔板】０の各通気孔１０ａと１１ａ との−次空気
の通気流量をタービン負荷に連動して制御するようにな
っている。
気孔１０ａ 、 ｌｌａは、略同形等大にして、しかも
重合したとき、完全に連通し得るように形成されている
。他方、上記流量制御板１１の端面には保持筒１２が上
記端板１ａを貫通して突設されており、この保持筒１２
には大歯車１３が取付けられている。さらに、この大歯
車１３にはビニオン１４が噛合しており、このビニオン
１４は制御回路（コントローラー）□ １５の出力軸１５ａに連結している。さらに又、上記制
御回路１５には、例えば、タービン負荷検出器若しくは
吐出温度を検出する検出器１６が接続されており、この
検出器１６からの検出信号１６ａは上記制御回路１５ニ
入力して演算し、この制御回路１５の出力軸１５ａは上
記ビニオン１４を介して大歯車１３を回動し、これによ
って上記流量制御板１１を回動することにより、上記固
定透孔板】０の各通気孔１０ａと１１ａ との−次空気
の通気流量をタービン負荷に連動して制御するようにな
っている。
従って、本発明は、無負荷運転時には、タービン吐出温
度が低いために、制御回路１５の出力軸１５ａは僅かに
回動して、第４図に示されるように、各通気孔１０ａと
Ｉｌａとは僅かに連通した通気孔を形成するから、１次
空気の流入量が低減される。
度が低いために、制御回路１５の出力軸１５ａは僅かに
回動して、第４図に示されるように、各通気孔１０ａと
Ｉｌａとは僅かに連通した通気孔を形成するから、１次
空気の流入量が低減される。
しかして、無負荷運転時に相当する燃料流量と１空気流
量との空燃比は約０６〜０８程度に押えられる。
量との空燃比は約０６〜０８程度に押えられる。
次に、次第にタービン負荷が増大したときには、タービ
ン吐出温度も上昇するので、上記検出器１６から制御回
路１５に入力する検出信号が、制御回路１５で演算し、
これを上記ビニオン１４、及び大歯車１３を介して流量
制御板１１を、さらに回動すること（９）
Ａワによって、各通気孔１０
ａとｌｌａとが徐々に重合度を大きくし、定格負荷運転
時には、第５図に示されるように、各通気孔１０ａとｌ
ｌａとが完全に一致してスワー２５からの１次空気量は
最大流量となり、しかも、定格負荷運転時での燃料流量
と１次空気量との空燃比が約０６〜０８程度に制御され
る。
ン吐出温度も上昇するので、上記検出器１６から制御回
路１５に入力する検出信号が、制御回路１５で演算し、
これを上記ビニオン１４、及び大歯車１３を介して流量
制御板１１を、さらに回動すること（９）
Ａワによって、各通気孔１０
ａとｌｌａとが徐々に重合度を大きくし、定格負荷運転
時には、第５図に示されるように、各通気孔１０ａとｌ
ｌａとが完全に一致してスワー２５からの１次空気量は
最大流量となり、しかも、定格負荷運転時での燃料流量
と１次空気量との空燃比が約０６〜０８程度に制御され
る。
このように無負荷運転時から定格負荷運転時全域（全範
囲）に暇っで、１次燃焼室６の空燃比を一定にすること
ができるので、２次燃焼室７での空燃比も上記スワーラ
５で絞られた分の内、希釈空気を除いた量だけ空燃比が
増大するだけで吹き消し現象を起すことなく、しかも、
ＮＯＸ の発生を抑制しながら、ガスタービン負荷定の
入口温度にして燃焼ガスを供給して仕事をするようにな
っている。
囲）に暇っで、１次燃焼室６の空燃比を一定にすること
ができるので、２次燃焼室７での空燃比も上記スワーラ
５で絞られた分の内、希釈空気を除いた量だけ空燃比が
増大するだけで吹き消し現象を起すことなく、しかも、
ＮＯＸ の発生を抑制しながら、ガスタービン負荷定の
入口温度にして燃焼ガスを供給して仕事をするようにな
っている。
以上述べたように本発明によれば、噴射ノズル２を備え
た外筒体１内に燃焼筒体４を流体流路３を形成して同心
的に設け、上記噴射ノズル２に近接した上記燃焼筒体４
の端板４ａにスワーラ５を（１，＋１ ） 付設し、このスワーラ５の上流側に位置する上記端板４
ａに固定透孔板】０を固着し、この固定透孔板１０に隣
接した位置に流量制御板１１を回動自在に設け、この流
量制御板１１をガスタービン負荷と連動して上記燃焼筒
体への空気量を制御するようになっているので、ＮＯＸ
の発生率を低減できるばかりでなく、吹消し現象を防１
トし、省エネルギー化を図ることができると共に、安定
した二段燃焼をして燃焼効率の向上を図ることができる
。
た外筒体１内に燃焼筒体４を流体流路３を形成して同心
的に設け、上記噴射ノズル２に近接した上記燃焼筒体４
の端板４ａにスワーラ５を（１，＋１ ） 付設し、このスワーラ５の上流側に位置する上記端板４
ａに固定透孔板】０を固着し、この固定透孔板１０に隣
接した位置に流量制御板１１を回動自在に設け、この流
量制御板１１をガスタービン負荷と連動して上記燃焼筒
体への空気量を制御するようになっているので、ＮＯＸ
の発生率を低減できるばかりでなく、吹消し現象を防１
トし、省エネルギー化を図ることができると共に、安定
した二段燃焼をして燃焼効率の向上を図ることができる
。
第１図は、既に提案されている燃焼装置の断面図、第２
図は、ガスタービン負荷と空気過剰率及び燃焼温度との
関係を示すグラフ、第３図は、本発明による燃焼装置の
断面図、第４図及び第５図は、本発明の詳細な説明する
ための各図である。 １・・・外筒体、２・・・噴射ノズル１．′３・・・流
体流路、４・・・燃焼筒体、５・・・スワーラ、６・・
・１次燃焼室、７・・・２次燃焼室、８・・・縮流部、
１０・・・固定透孔板、１１・・・流量制御板、１３・
・・大歯車、１４・・・ビニオン、１５・・・制御回路
。 出願人代理人 猪 股 清
図は、ガスタービン負荷と空気過剰率及び燃焼温度との
関係を示すグラフ、第３図は、本発明による燃焼装置の
断面図、第４図及び第５図は、本発明の詳細な説明する
ための各図である。 １・・・外筒体、２・・・噴射ノズル１．′３・・・流
体流路、４・・・燃焼筒体、５・・・スワーラ、６・・
・１次燃焼室、７・・・２次燃焼室、８・・・縮流部、
１０・・・固定透孔板、１１・・・流量制御板、１３・
・・大歯車、１４・・・ビニオン、１５・・・制御回路
。 出願人代理人 猪 股 清
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、噴射ノズルを備えた外筒体内に燃焼筒体を流体流路
を形成して同心的に設け、上記噴射ノズルに近接した上
記燃焼筒体の端板にスワーラを付設し、このスワーラの
上流側の上記端板に固定透孔板を固着し、この固定透孔
板に隣接した位置に流量制御板を回動自在に設け、この
流量制御板をガスタービン９荷と連動して上記燃焼筒体
への空気量を制御するようにしたことを特徴とする燃焼
装置。 ２燃焼筒体を１次燃焼室、縮流部及び２次燃焼室で形成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃焼
装置。 ３、ガスタービンの吐出温度を検出する検出器若しくは
タービン負荷検出器の検出信号を制御回路に送信し、こ
れにより流量制御板を回動制御するようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の燃焼装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8926682A JPS58205008A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8926682A JPS58205008A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58205008A true JPS58205008A (ja) | 1983-11-29 |
Family
ID=13965946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8926682A Pending JPS58205008A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58205008A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6484005A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Multistage combustion method |
| CN106090997A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-11-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 进气调节装置及具有其的壁挂炉 |
-
1982
- 1982-05-26 JP JP8926682A patent/JPS58205008A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6484005A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Multistage combustion method |
| CN106090997A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-11-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 进气调节装置及具有其的壁挂炉 |
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