JPS60147034A - ガスタ−ビン燃焼器 - Google Patents
ガスタ−ビン燃焼器Info
- Publication number
- JPS60147034A JPS60147034A JP84984A JP84984A JPS60147034A JP S60147034 A JPS60147034 A JP S60147034A JP 84984 A JP84984 A JP 84984A JP 84984 A JP84984 A JP 84984A JP S60147034 A JPS60147034 A JP S60147034A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- combustion
- inner cylinder
- catalytic combustion
- fuel
- 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
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/40—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the use of catalytic means
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、特に燃焼器で発生する窒素酸化物の生成を低
域させるために触媒を用いた触媒燃焼方式のガスタービ
ン燃焼器に関する。
域させるために触媒を用いた触媒燃焼方式のガスタービ
ン燃焼器に関する。
ガスタービンプラントおよびコンバインドプラントから
排出される窒素酸化物（以下Ｎｏｘと云う）については
、きびしい環境規制があり、水噴射法やＤｅ−Ｎｏｘ処
理などの種々の対策が採用されているが、いずれもプラ
ント効率の低下や設備のコストアップなどの問題をはら
んでいる。この低ＮＯＸ対策として近年注目されている
ものに触媒燃焼法がある。これは燃焼器内に設けた触媒
を用いることにより低温で燃焼を完了させようとするも
のである。
排出される窒素酸化物（以下Ｎｏｘと云う）については
、きびしい環境規制があり、水噴射法やＤｅ−Ｎｏｘ処
理などの種々の対策が採用されているが、いずれもプラ
ント効率の低下や設備のコストアップなどの問題をはら
んでいる。この低ＮＯＸ対策として近年注目されている
ものに触媒燃焼法がある。これは燃焼器内に設けた触媒
を用いることにより低温で燃焼を完了させようとするも
のである。
従来の触媒燃焼器を示す第１図において、図示しない圧
ｍ機を出た圧縮空気１は、外筒２と内筒３との間に形成
された環状空間部４を通って内筒壁面を冷却しなから内
筒頭部に至り、さらにスワー２５を通過することにより
旋回流となって燃焼器内に入る。一方、燃料６は、燃料
噴射弁７を通つて内筒３内ｌこ噴射され、スワーラ５か
らの旋回流により良好に混合されて予混合域８で均一化
された混合気となり、これが触媒９を通過する時に触媒
反応によって触媒燃焼を起し、高温ガスとなってタービ
ン側に送られる。
ｍ機を出た圧縮空気１は、外筒２と内筒３との間に形成
された環状空間部４を通って内筒壁面を冷却しなから内
筒頭部に至り、さらにスワー２５を通過することにより
旋回流となって燃焼器内に入る。一方、燃料６は、燃料
噴射弁７を通つて内筒３内ｌこ噴射され、スワーラ５か
らの旋回流により良好に混合されて予混合域８で均一化
された混合気となり、これが触媒９を通過する時に触媒
反応によって触媒燃焼を起し、高温ガスとなってタービ
ン側に送られる。
このように触媒燃焼においては、従来のガスタービン燃
焼器のように高温ガスを希釈することがなく、すなわち
高温部がないため低温燃焼が可能となり、ＮＯｘ排出量
も極力小さく押さえることができる。しかしながら、ガ
スタービン燃焼器のような高負荷な燃焼器においては、
燃焼器内の平均流速が速く、触媒との接触時間も短くな
るために従来の拡散律速で支配される触媒燃焼法では、
燃焼効率を高く維持することは困難であった。
焼器のように高温ガスを希釈することがなく、すなわち
高温部がないため低温燃焼が可能となり、ＮＯｘ排出量
も極力小さく押さえることができる。しかしながら、ガ
スタービン燃焼器のような高負荷な燃焼器においては、
燃焼器内の平均流速が速く、触媒との接触時間も短くな
るために従来の拡散律速で支配される触媒燃焼法では、
燃焼効率を高く維持することは困難であった。
本発明の目的は、極めて安定した効率の高い触媒燃焼を
利用したガスタービン燃焼器を提供するにある。
利用したガスタービン燃焼器を提供するにある。
し発明の概要〕
本発明によるガスタービン燃焼器は、触媒を組（３）
み入れた触媒燃焼筒を環状通路を介して内筒内に同心的
に配置し、この環状通路に高温ガス流を流して触媒から
の熱放散を押える一方、触媒燃焼筒の触媒出口側を触媒
径より大きく拡大することにより、負荷変動に対して常
１こ安定な気相燃焼を行なうよう構成したことを特徴と
するものである。
に配置し、この環状通路に高温ガス流を流して触媒から
の熱放散を押える一方、触媒燃焼筒の触媒出口側を触媒
径より大きく拡大することにより、負荷変動に対して常
１こ安定な気相燃焼を行なうよう構成したことを特徴と
するものである。
以下本発明を第２図に示す実施例について説明する。第
２図において、第１図と同一符号は同一部分を示すもの
であるからその説明を省略する。
２図において、第１図と同一符号は同一部分を示すもの
であるからその説明を省略する。
第２図において、内筒３の内側に触媒燃焼筒１０を内筒
３との間に環状通路１１を介して保持部１２により同心
的に配置している。
３との間に環状通路１１を介して保持部１２により同心
的に配置している。
この触媒燃焼筒１０の最下流側に触媒９を配置し、その
触媒燃焼筒１０の触媒９の下流側を触媒径より大きくし
た触媒燃焼域１９を形成している。さらにその触媒燃焼
筒１０の上流側ｌこ予混合気形成域１３を間において触
媒燃焼用燃料１４を配置し、保持部１２の一部に内筒３
と外筒４との間の環状通路４と触媒燃焼筒１０内とを連
通ずる２次空気通路１５を形成（４） している。そしてこの触媒燃焼筒１０の上流側の開口は
、−次燃焼域１６を間において燃料噴射弁７の先端に対
向している。このようにして触媒燃焼筒１０の内部は、
触媒９および触媒燃焼用燃料１４を配置して触媒燃焼域
１９、予混合気形成域１３および一次燃焼域１６を形成
することになる。
触媒燃焼筒１０の触媒９の下流側を触媒径より大きくし
た触媒燃焼域１９を形成している。さらにその触媒燃焼
筒１０の上流側ｌこ予混合気形成域１３を間において触
媒燃焼用燃料１４を配置し、保持部１２の一部に内筒３
と外筒４との間の環状通路４と触媒燃焼筒１０内とを連
通ずる２次空気通路１５を形成（４） している。そしてこの触媒燃焼筒１０の上流側の開口は
、−次燃焼域１６を間において燃料噴射弁７の先端に対
向している。このようにして触媒燃焼筒１０の内部は、
触媒９および触媒燃焼用燃料１４を配置して触媒燃焼域
１９、予混合気形成域１３および一次燃焼域１６を形成
することになる。
燃料噴射弁７には、−次燃料系１７が接続されて一次燃
料が送られる。また触媒燃焼用燃料１４１こは、触媒燃
料系１８が接続されて触媒燃料が送られる。
料が送られる。また触媒燃焼用燃料１４１こは、触媒燃
料系１８が接続されて触媒燃料が送られる。
まだ外筒２には、内筒３の一次燃焼域１６に臨む着火器
２０が設けられている。
２０が設けられている。
第２図において、図示しない圧縮機から吐出された圧縮
空気１は、外筒２と内筒３との間の環状通路４を通り、
内筒３を冷却しながらその頭部に到達する。この間に一
部の圧縮空気は２次空気通路１５から内筒３内に入る。
空気１は、外筒２と内筒３との間の環状通路４を通り、
内筒３を冷却しながらその頭部に到達する。この間に一
部の圧縮空気は２次空気通路１５から内筒３内に入る。
内筒３の頭部に到った空気は、スワーラ５と称する旋回
器を通して旋回流となり、燃料噴射弁７から噴射する燃
料と混合して内筒３内に流れこむ。この混合気は着火器
２０によって着火されて高温ガス２１を発生する。
器を通して旋回流となり、燃料噴射弁７から噴射する燃
料と混合して内筒３内に流れこむ。この混合気は着火器
２０によって着火されて高温ガス２１を発生する。
この高温ガス２１は、下流に設置された触媒燃焼筒１０
により、一部は内筒３と触媒燃焼筒１０の間に形成され
た環状通路１１を通り、残りは触媒燃焼筒１０へ流れる
２つの流れとなる。触媒燃焼筒１０内に入った高温ガス
は、こ＼で２次空気１５と混合してその温度を下げる。
により、一部は内筒３と触媒燃焼筒１０の間に形成され
た環状通路１１を通り、残りは触媒燃焼筒１０へ流れる
２つの流れとなる。触媒燃焼筒１０内に入った高温ガス
は、こ＼で２次空気１５と混合してその温度を下げる。
そして予混合気形成域１３において触媒燃焼用燃料１４
と混合して設定された温度の予混合気を形成する。この
予混合気は触媒９を通過することにより触媒燃焼を開始
する。
と混合して設定された温度の予混合気を形成する。この
予混合気は触媒９を通過することにより触媒燃焼を開始
する。
一方、内筒３と触媒燃焼局１０の間に形成された環状通
路１１を通る高温ガス流は、触媒９からの熱放散を押え
る効果がある。この効果により触媒９を通過した予混合
気は、触媒９内において触媒燃焼を起こし、触媒出口の
触媒燃焼域１９において気相燃焼を発生することになり
、極めて効率の高い低温燃焼が可能となる。なお触媒９
の出口の触媒燃焼域１９は、触媒９の部分の径より大き
な拡大部２２があり、気相燃焼の安定化を計っており、
負荷変動に対しても常に燃焼効率は高くなる。このよう
にして、始めからガスタービン入口温度相当の予混合気
を燃焼させることができるため、局所的な高温部分がな
く、ＮθＸ発生は殆んど生じない。
路１１を通る高温ガス流は、触媒９からの熱放散を押え
る効果がある。この効果により触媒９を通過した予混合
気は、触媒９内において触媒燃焼を起こし、触媒出口の
触媒燃焼域１９において気相燃焼を発生することになり
、極めて効率の高い低温燃焼が可能となる。なお触媒９
の出口の触媒燃焼域１９は、触媒９の部分の径より大き
な拡大部２２があり、気相燃焼の安定化を計っており、
負荷変動に対しても常に燃焼効率は高くなる。このよう
にして、始めからガスタービン入口温度相当の予混合気
を燃焼させることができるため、局所的な高温部分がな
く、ＮθＸ発生は殆んど生じない。
［発明の動床〕
以上のよう１こ本発明ｆこよれば、触媒燃焼筒の外側に
高温ガスの一部を流すことにより触媒からの放熱を押え
たことおよび触媒の下流側に拡大部を設けた構造に構成
したことにより、極めて安定した気相燃焼が可能となり
、従来のように気相燃焼の不安定性に起因する一酸化炭
素の増大というような燃焼効率の低下がなくなり、燃焼
効率の高い低Ｎｏｘ燃焼が実現できる。
高温ガスの一部を流すことにより触媒からの放熱を押え
たことおよび触媒の下流側に拡大部を設けた構造に構成
したことにより、極めて安定した気相燃焼が可能となり
、従来のように気相燃焼の不安定性に起因する一酸化炭
素の増大というような燃焼効率の低下がなくなり、燃焼
効率の高い低Ｎｏｘ燃焼が実現できる。
第１図は従来のガスタービン燃焼器を示す断面図、第２
図は本発明によるガスタービン燃焼器の一実施例を示す
断面図である。 １・・・圧縮空気 ２・・・内筒 ３・・・外筒 ４・・・環状通路 ５・・・スワーラ ７・・・燃料噴射弁９・・・触媒
１０・・・触媒燃焼筒 １１・・・環状通路 １２・・・保持部１３・・・予混
合気形成域 １４・・・触媒燃焼用燃料１５・・・２次
空気通路 １６・・・−次燃焼域１７・・・−次燃料
１８・・・触媒燃料１９・・・触媒燃焼域 ２０・・・
着火器２１・・・高温ガス
図は本発明によるガスタービン燃焼器の一実施例を示す
断面図である。 １・・・圧縮空気 ２・・・内筒 ３・・・外筒 ４・・・環状通路 ５・・・スワーラ ７・・・燃料噴射弁９・・・触媒
１０・・・触媒燃焼筒 １１・・・環状通路 １２・・・保持部１３・・・予混
合気形成域 １４・・・触媒燃焼用燃料１５・・・２次
空気通路 １６・・・−次燃焼域１７・・・−次燃料
１８・・・触媒燃料１９・・・触媒燃焼域 ２０・・・
着火器２１・・・高温ガス
Claims (1)
- （１）外筒と内筒との間を通して送給される圧縮空気と
燃料噴射弁から送られる燃料とを内筒内で予混合させた
のち、触媒に導入して触媒燃焼を起させるように構成し
たガスタービン燃焼器において、前記内筒の上流側から
下流側に向い、その内筒の上流端に形成した第一燃料噴
射弁から送給される燃料とスワーラなどから送給される
一次空気とを予燃焼させる予燃焼域と、との予燃焼部の
下流側に配置した第二燃料噴射部からなる予混合気形成
域と、との予混合気形成域の下流側に予混合気が触媒と
接触して触媒燃焼を行なわせる触媒燃焼域とを形成し、
かつその触媒燃焼域にその通路径が触媒径より大きな拡
大部を形成したことを特徴とするガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP84984A JPS60147034A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP84984A JPS60147034A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60147034A true JPS60147034A (ja) | 1985-08-02 |
Family
ID=11485088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP84984A Pending JPS60147034A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60147034A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62218730A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-26 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ガスタ−ビン燃焼器 |
| JPH05203149A (ja) * | 1991-09-23 | 1993-08-10 | General Electric Co <Ge> | 空気段階式の予混合低ＮＯｘ燃焼器およびＮＯｘ放出量を低減する方法 |
-
1984
- 1984-01-09 JP JP84984A patent/JPS60147034A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62218730A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-26 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ガスタ−ビン燃焼器 |
| JPH05203149A (ja) * | 1991-09-23 | 1993-08-10 | General Electric Co <Ge> | 空気段階式の予混合低ＮＯｘ燃焼器およびＮＯｘ放出量を低減する方法 |
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