JPS60147542A - ガスタ−ビン燃焼器 - Google Patents
ガスタ−ビン燃焼器Info
- Publication number
- JPS60147542A JPS60147542A JP347084A JP347084A JPS60147542A JP S60147542 A JPS60147542 A JP S60147542A JP 347084 A JP347084 A JP 347084A JP 347084 A JP347084 A JP 347084A JP S60147542 A JPS60147542 A JP S60147542A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- fuel
- gas turbine
- combustor
- stage
- 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
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
- F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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】
〔発明の利用分野〕
本発明はガスタービン燃焼器に係り、特に、低Ｎ Ｏｘ
形燃焼器において良好な運転性能を与える燃料器を提供
するにるる。
形燃焼器において良好な運転性能を与える燃料器を提供
するにるる。
ガスタービン燃焼器は燃焼圧力と入口空気温度が高いた
めＮ Ｏｘの生成はボイラや加熱炉等よりも一般に大き
く、このためＮ Ｏｘの低減化が急務となっている。
めＮ Ｏｘの生成はボイラや加熱炉等よりも一般に大き
く、このためＮ Ｏｘの低減化が急務となっている。
燃焼過程中に生成するＮ Ｏｘは燃焼ガス温度、酸素分
圧及びガスの滞留時間の影響を受けるが、その中でも燃
焼ガス温匿の影響が最も大きいため、Ｎ Ｏｘの低減に
は低温燃焼化が最も有効な手段となる。従って、ガスタ
ービン燃焼器の低ＮＯｘ化は従来から燃焼領域へ理論空
気量以上の空気を供給して低温燃焼させる、いわゆる、
希薄燃焼法が開発されてきている。ところで、ガースタ
ービン燃焼器は起動から定格負荷まで非常に作動範囲が
広いため、定格時に十分希薄燃焼させて低Ｎ Ｏｘ化を
達成しようとすると、部分負荷時は燃料流量を減少させ
るため、一層、希薄燃焼の度合が大きくなり、燃焼の不
安定や未燃分の増大及び着火時の着火不良といった愚作
用がでるため、希薄燃焼の程度は大きな制約を受ける。
圧及びガスの滞留時間の影響を受けるが、その中でも燃
焼ガス温匿の影響が最も大きいため、Ｎ Ｏｘの低減に
は低温燃焼化が最も有効な手段となる。従って、ガスタ
ービン燃焼器の低ＮＯｘ化は従来から燃焼領域へ理論空
気量以上の空気を供給して低温燃焼させる、いわゆる、
希薄燃焼法が開発されてきている。ところで、ガースタ
ービン燃焼器は起動から定格負荷まで非常に作動範囲が
広いため、定格時に十分希薄燃焼させて低Ｎ Ｏｘ化を
達成しようとすると、部分負荷時は燃料流量を減少させ
るため、一層、希薄燃焼の度合が大きくなり、燃焼の不
安定や未燃分の増大及び着火時の着火不良といった愚作
用がでるため、希薄燃焼の程度は大きな制約を受ける。
また、ガスタービンのように高温高圧燃焼は燃焼速度が
極めて速いため、従来型燃焼である燃料と空気を別々に
燃焼器へ供給して燃焼させるいわゆる拡散燃焼では、み
かけ上空気過剰の状態での燃焼であっても、局所的には
理論混合比、もしくは、燃料逸機な混合比τの燃焼が相
当量を占めることとなり、結果的にホットスポットを生
じ、大幅な低Ｎ Ｏｘ化は達成できない１、これらの解
決方法として種々の燃焼方式、燃焼器構造が検討されて
いるが、前者の問題に関し６では燃料を燃焼器の上流側
と下流側に分割して供給する、いわゆる、二段燃焼方式
の検討が進められている。また、ホットスポットの除去
に関しては、混合気の濃淡をなくすことにより解決でき
るので、予混合燃焼化が検討されている。すなわち、ガ
スタービン燃焼器において、大幅な低Ｎ Ｏｘ化を達成
するためには、予混合燃焼化が必劣条件となり、また、
この場合には、ガスタービンの全作動領域で良好な燃焼
性能を得るために二段燃焼化、もしくは、多段燃焼化が
必要となる。
極めて速いため、従来型燃焼である燃料と空気を別々に
燃焼器へ供給して燃焼させるいわゆる拡散燃焼では、み
かけ上空気過剰の状態での燃焼であっても、局所的には
理論混合比、もしくは、燃料逸機な混合比τの燃焼が相
当量を占めることとなり、結果的にホットスポットを生
じ、大幅な低Ｎ Ｏｘ化は達成できない１、これらの解
決方法として種々の燃焼方式、燃焼器構造が検討されて
いるが、前者の問題に関し６では燃料を燃焼器の上流側
と下流側に分割して供給する、いわゆる、二段燃焼方式
の検討が進められている。また、ホットスポットの除去
に関しては、混合気の濃淡をなくすことにより解決でき
るので、予混合燃焼化が検討されている。すなわち、ガ
スタービン燃焼器において、大幅な低Ｎ Ｏｘ化を達成
するためには、予混合燃焼化が必劣条件となり、また、
この場合には、ガスタービンの全作動領域で良好な燃焼
性能を得るために二段燃焼化、もしくは、多段燃焼化が
必要となる。
従来、このようなガスタービン低Ｎ Ｏｘ燃焼器として
、燃焼器の断面を絞ることにより、一段目と二段目の燃
焼域を区画し、それぞれ一段目、二段目に燃料をＰｇす
る構成とするとともに、一段目の燃料を途中で一旦カッ
トし、再投入することにより、一段目に予混合燃焼とし
ての作用を果させる方式がある。また、一段目で安定な
拡散燃焼を行なわせ、二段目でパイプ型の予混合器によ
り希薄予混合気を形成する方式もある。このような方式
により、高負荷時のＮ Ｏｘは大幅に低減でき、着火及
び低負荷時の性能も相当改善できるが、これらの方式の
最大の欠点は、二段目の燃料投入時の燃焼性が悪イヒす
ることにある。具体的には、二段目の燃料投入時に未燃
成の流出が極端に増大することと、二段目の燃焼火炎が
不安定であシ、場合によっては、振動燃焼を起こし、吹
消えが先生したり、一段目燃焼火炎と互いに干渉し合っ
て燃焼器全体が振動するという欠点がある。
、燃焼器の断面を絞ることにより、一段目と二段目の燃
焼域を区画し、それぞれ一段目、二段目に燃料をＰｇす
る構成とするとともに、一段目の燃料を途中で一旦カッ
トし、再投入することにより、一段目に予混合燃焼とし
ての作用を果させる方式がある。また、一段目で安定な
拡散燃焼を行なわせ、二段目でパイプ型の予混合器によ
り希薄予混合気を形成する方式もある。このような方式
により、高負荷時のＮ Ｏｘは大幅に低減でき、着火及
び低負荷時の性能も相当改善できるが、これらの方式の
最大の欠点は、二段目の燃料投入時の燃焼性が悪イヒす
ることにある。具体的には、二段目の燃料投入時に未燃
成の流出が極端に増大することと、二段目の燃焼火炎が
不安定であシ、場合によっては、振動燃焼を起こし、吹
消えが先生したり、一段目燃焼火炎と互いに干渉し合っ
て燃焼器全体が振動するという欠点がある。
本発明の目的は、同一燃料流量でも局所的に燃窒比を高
めることにより燃焼性能を向上させるガスタービン燃焼
器を提供するにある。
めることにより燃焼性能を向上させるガスタービン燃焼
器を提供するにある。
以下、本発明の詳細を図を引用しながら説明する。第１
図は本発明の実施例を示す。燃焼器ライナ１は外筒１３
にはソ同心状に組込まれており、燃焼器ライナ１の下流
端にはトランジションピース１２が取付けられ、圧縮機
吐出空気１０４と燃焼器ライナ内へ供給された燃料の燃
焼によって高温作動ガス１０５を発生し、これはタービ
ン静翼１４へ導かれる。このようなガスタービン燃焼器
は、燃焼器ライナ１の上流端部に一段目燃焼用の燃料ノ
ズル２を持ち、燃料ノズルの同心状の外周には旋回羽根
３を備え、また、燃料ノズル２の下流側ライナ壁には一
段目燃焼空気の供給孔４を設けて、一段目燃焼が構成さ
れる。史に、ライナ１の下流側周壁には祖数箇に区画さ
れた二段目燃焼用の空気導入流路５が備えられており、
これはライナ１内のガス流れにはソ直角に流出するよう
に、ライナ１内へ開口されている。本実施例では第２図
に示すように空気導入流路５を旋回羽根６によって十六
等分の空気導入流路が区画されている。
図は本発明の実施例を示す。燃焼器ライナ１は外筒１３
にはソ同心状に組込まれており、燃焼器ライナ１の下流
端にはトランジションピース１２が取付けられ、圧縮機
吐出空気１０４と燃焼器ライナ内へ供給された燃料の燃
焼によって高温作動ガス１０５を発生し、これはタービ
ン静翼１４へ導かれる。このようなガスタービン燃焼器
は、燃焼器ライナ１の上流端部に一段目燃焼用の燃料ノ
ズル２を持ち、燃料ノズルの同心状の外周には旋回羽根
３を備え、また、燃料ノズル２の下流側ライナ壁には一
段目燃焼空気の供給孔４を設けて、一段目燃焼が構成さ
れる。史に、ライナ１の下流側周壁には祖数箇に区画さ
れた二段目燃焼用の空気導入流路５が備えられており、
これはライナ１内のガス流れにはソ直角に流出するよう
に、ライナ１内へ開口されている。本実施例では第２図
に示すように空気導入流路５を旋回羽根６によって十六
等分の空気導入流路が区画されている。
また、空気導入流路の各々の区画には、二段目燃焼用の
燃料ノズルが設けられており、この部分で燃料と空気の
混合気が形成され、ライナ１内へ供給される。ここで、
各々の空気導入流路区画には、区画−箇毎に異なる燃料
供給系統、即、本実施例では系統１０２と１０３から燃
料が供給される。
燃料ノズルが設けられており、この部分で燃料と空気の
混合気が形成され、ライナ１内へ供給される。ここで、
各々の空気導入流路区画には、区画−箇毎に異なる燃料
供給系統、即、本実施例では系統１０２と１０３から燃
料が供給される。
ガスタービンの着火起動から低負荷範囲は第一段燃焼で
運転される。第一段燃焼は従来から広く用いられている
、いわゆる、拡散燃焼であるので比較的低燃空比域でも
安定燃焼が確保できる。ガスタービンの出力を増加させ
るには、まず、二段目燃料のうち、一系統のみ、即ち、
系統１０２へ燃料が供給され、二段目燃焼用空気溝区画
の一ヶおきに燃料噴射弁８より燃料が供給され、混合気
となってライナ内へ導入される。二段目燃焼開始時に燃
料をとびとびに供給することにより、従来問題であった
過剰希薄の程度が大巾に解消でき、混合気をライナ内へ
直角に供給することにより、−段目燃焼ガスとの混合が
促進され、二段目燃焼の早期着火化と安定燃焼が達成で
きる。ガスタービンの出力が、更に、高い領域では、系
統１０３から燃料が供給され、すべての二段目燃焼用空
気流路区画内へ燃料が供給されることによる。この場合
は、隣りの区画内ですでに火炎が形成されているので、
この火炎から火炎伝播で容易に着火できる。かかる燃焼
器において、二段目燃焼の燃空比を１／１７〜１／３０
とすることにより、安定な予混合希薄燃焼が実現され、
低Ｎ Ｏｘ燃焼することになる。
運転される。第一段燃焼は従来から広く用いられている
、いわゆる、拡散燃焼であるので比較的低燃空比域でも
安定燃焼が確保できる。ガスタービンの出力を増加させ
るには、まず、二段目燃料のうち、一系統のみ、即ち、
系統１０２へ燃料が供給され、二段目燃焼用空気溝区画
の一ヶおきに燃料噴射弁８より燃料が供給され、混合気
となってライナ内へ導入される。二段目燃焼開始時に燃
料をとびとびに供給することにより、従来問題であった
過剰希薄の程度が大巾に解消でき、混合気をライナ内へ
直角に供給することにより、−段目燃焼ガスとの混合が
促進され、二段目燃焼の早期着火化と安定燃焼が達成で
きる。ガスタービンの出力が、更に、高い領域では、系
統１０３から燃料が供給され、すべての二段目燃焼用空
気流路区画内へ燃料が供給されることによる。この場合
は、隣りの区画内ですでに火炎が形成されているので、
この火炎から火炎伝播で容易に着火できる。かかる燃焼
器において、二段目燃焼の燃空比を１／１７〜１／３０
とすることにより、安定な予混合希薄燃焼が実現され、
低Ｎ Ｏｘ燃焼することになる。
なお、二段目燃料１０２と１０３の供給開始時はめる程
度ステップ状に投入すれば、更に、良好な二段燃焼の着
火特性が得られる。図中６は旋回羽根、１０は二段目燃
料ノズルでおる。
度ステップ状に投入すれば、更に、良好な二段燃焼の着
火特性が得られる。図中６は旋回羽根、１０は二段目燃
料ノズルでおる。
本発明によれば二段目燃焼の早期着火と安定燃焼の効果
が得られ、結果的に二段目の希薄度の均一混合化を高め
ることができ、より低Ｎｏｔ燃焼化が実現できる。
が得られ、結果的に二段目の希薄度の均一混合化を高め
ることができ、より低Ｎｏｔ燃焼化が実現できる。
第１図は、本発明の一笑飾物の燃焼器構造図、第２図は
二段目燃焼部を説明する燃焼器の断面図である。
二段目燃焼部を説明する燃焼器の断面図である。
Claims (1)
- １、燃焼筒の上流端に第一段目燃焼用の燃料噴射手段と
前記燃焼筒の壁に燃焼空気導入孔をもち、前記燃焼筒の
下流側の周壁に第二段目燃焼用の空気導入流路を複数個
区画して設け、その燃焼器内への開口を前記燃焼器の軸
に直角とし前記燃焼空気導入流路内に第二段目燃焼用の
燃料噴射手段をもつガスタービン燃焼器で、かつ、前記
第二段目燃焼用の燃料噴射手段を少なくともそれぞれの
区画された前記空気導入流路の一１面おきに分別し、供
給系統をすくすくとも二系統以上で構成し、ガスタービ
ンの負荷に応じて、順次燃料供給系統を増して作動させ
る手段を設け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 |
|---|---|---|---|
| JP347084A JPS60147542A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP347084A JPS60147542A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60147542A true JPS60147542A (ja) | 1985-08-03 |
Family
ID=11558212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP347084A Pending JPS60147542A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60147542A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2615372A3 (en) * | 2012-01-13 | 2015-07-15 | General Electric Company | System and method for supplying a working fluid to a combustor |
| WO2016011112A1 (en) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Alstom Technology Ltd | Axially staged gas turbine combustor with interstage premixer |
-
1984
- 1984-01-13 JP JP347084A patent/JPS60147542A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2615372A3 (en) * | 2012-01-13 | 2015-07-15 | General Electric Company | System and method for supplying a working fluid to a combustor |
| WO2016011112A1 (en) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Alstom Technology Ltd | Axially staged gas turbine combustor with interstage premixer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2644745B2 (ja) | ガスタービン用燃焼器 | |
| US7685823B2 (en) | Airflow distribution to a low emissions combustor | |
| US6038861A (en) | Main stage fuel mixer with premixing transition for dry low Nox (DLN) combustors | |
| JP4658471B2 (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 | |
| US7669421B2 (en) | Combustor of gas turbine with concentric swirler vanes | |
| US5996351A (en) | Rapid-quench axially staged combustor | |
| KR20010033845A (ko) | 저 ＮＯｘ 연소기용 파일럿버너 콘 | |
| JPH0140246B2 (ja) | ||
| KR970075672A (ko) | 가스 연료의 희박 직접 분사를 갖는 예혼합 건식 저 NOx 배기 가스 연소기 | |
| JP2002048342A (ja) | 噴霧バー組立体を用いて燃焼器のエミッションを減少させる方法及び装置 | |
| US6192689B1 (en) | Reduced emissions gas turbine combustor | |
| US20040103664A1 (en) | Method and apparatus to decrease combustor emissions | |
| JP3192055B2 (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| JP3990678B2 (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| JPS60147542A (ja) | ガスタ−ビン燃焼器 | |
| JPH0443726Y2 (ja) | ||
| JPH0942672A (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| JP2741983B2 (ja) | 燃焼装置 | |
| JPH07190365A (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| JP2607387Y2 (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| JPH08261468A (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| JPH0117061B2 (ja) | ||
| JPH06281144A (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| GB2090960A (en) | Improvements in or relating to combustion apparatus | |
| JP2000130183A (ja) | ガス化発電プラント用ガスタービン燃焼器 |