JPS63259126A - ガスタ−ビン燃焼器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスタービン燃焼器に係り、特に、負荷変動
時の安定火炎を形成するのに好適な燃焼器に関する。

〔従来の技術〕

従来のガスタービン燃焼器は、特公昭５９−１９９２９
号公報に記載のように、予混合室と燃焼室に区分され、
燃焼器内の差圧や温度を検知し、得られた信号によって
燃焼状態を診断し、燃料調節弁により燃料流量を制御す
るように構成されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、負荷変動（部分負荷）に対応する場合
、燃焼器内の温度及び差圧を感知し、燃料を調整する方
法を採用しているが、火炎の安定性を把握するには、燃
料が噴出された直後のバーナやバーナと同等の従来技術
におけるフレムホルダ近傍の火炎形状を観察することが
必要である。

従来の予混合室と燃焼室の温度及び差圧の感知ではバー
ナで保炎されている事は確認できず、必ずしも火炎の状
態を確認する方法に成り得ない。また、部分負荷に伴い
燃料や燃焼用空気及び希釈空気流量を変化させる際、燃
料と空気の変動時に火炎が不安定となり失火する恐れが
ある。このような火炎の不安定を起こすと、局所的に高
温部が形成され排出されるＮＯｘの増加をもたらす。従
来技術では、このような部分負荷時の火炎安定に対する
考慮がなされていなかった。

本発明の目的は、部分負荷時の燃料と空気流量を変化き
せる際に、安定した火炎を得ることのできるガスタービ
ン燃焼器を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、バーナ（燃料噴射ノズル等）近傍の火炎を
Ｉｎするためのイメージファイバを燃焼器に設置し、バ
ーナの保炎状態及び火炎形状をテレビ（画像再生装置）
、画像処理装置を設けることによって把握し、これらの
機器と制御装置を介して燃料、燃焼用空気及び希釈空気
流量調節弁及び点火トーチを連結し、イメージファイバ
出力から画像処理を行ない、火炎状態を診断しながら、
燃料及び空気流量を制御し、火炎状態に異状が認められ
たときに点火トーチを作動できるように構成することに
より達成される。

〔作用〕 イメージファイバを燃焼器内の火炎を形成させるバーナ
やこれと同等の機能を持つフレームホルダ一部を監視で
きろように設置し、テレビ（画像再生装ｖ１．）及び画
像処理装置によって監視し、火炎形状を信号処理するこ
とで燃焼状態を診断できる。燃焼状態のこれら監視装置
と燃料流量、及び、燃焼用空気流量等の調節弁を制御装
置と連結し部分負荷時にこれらの操作因子を制御するこ
とにより、安定な燃焼状態を維持しながら対応できる。

更に、点火トーチと制御装置を連結し、部分負荷時に点
火１・−チを作動できるように構成することにより流量
変化時の不安定火炎形成時に失火をなくシ１局所的な燃
焼不安定による１ｒｌｉ　ｆＭ部の形成を抑えＮＯｘの
排出を低くすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。

図は本発明のガスタービン燃焼器の全体構成を示す。ガ
スタービン燃焼器１で燃力′εに伴って生成するＮ　Ｏ
ｘはサーマルＮＯｘが支配的であり、このＮＯｘの生成
を抑制するため、従来より、予混合燃焼により局所的な
高温度をなくする燃焼法が提案されている。本発明の燃
焼器１でも燃焼噴射弁２からの燃料は、旋回発生器３を
介して旋回流として投入される燃焼用空気と予混合室１
３内で混合され、絞り部１４を経て、火炎が形成される
。

この火炎は絞り部１４を監視するように設置されたイメ
ージファイバ９によりテレビ１ｏに映像され、連続して
燃焼状態を監視する。更に、テレビ１０は画像処理装置
１１と連結し、火炎の輝度分布により、温度分布等を計
算し、燃焼状態を診断する。通常の全負荷運転では、燃
料流量、燃焼用空気流量及び希釈空気流量は各々の調節
弁６，７及び８によって、安定な火炎を形成し、生成す
るＮＯｘ量を抑制できるように、１５Ｉ整する。もちろ
ん、燃焼器１の立上げの際もイメージファイバ９．テレ
ビ１０．画像処理装置１１．制御装置゛１２は行動し１
点火トーチを稼動しながら各々の流量を調整できる構成
になっている。定常運転では、燃料流量及び空気流量は
一定で、はぼ燃焼状態（火炎形状）は安定している。こ
の定常運転でも火炎監視は実施する６次に、部分負荷の
指令を受けた時。

オペレータは火炎画像をテレビ１０を監視しながら制御
装置１２により燃料流量及び燃焼用空気と希釈用空気流
量を調節する。部分負荷率に応じて制御装置１２には、
最適流量配分比率を入力しておき、オペレータはテレビ
１０により保炎状態を監視するだけでよい。点火１へ一
チ５は部分負荷に入る時、条件変化設定指令を制御装置
１２に入力すると自動的に作動し、条件変化終了後、安
定な火炎が形成された時に停止する。条件設定終了後は
、画像処理装置１１により、随時、火炎画像の処理操作
を繰返し、テレビ１０に予め入力した）叩度と温度の相
関から、火炎の輝度分布を表示する。

更に、燃焼が良好な状態で予め入力した輝度分布と比較
し、良好な状態に近づくように調節弁７により燃力゛を
用空気の調整を再度実施する。

火炎監視装置により部分負荷時の燃料と空気流量を火炎
形状を監視しながら調整することで部分負荷対応を容易
にすることができる。また、火炎状態に変化が認められ
た場合には、点火トーチを作動できるため、条件変化時
に失火することがな（信頼性の高いガスタービン燃力゛
Ｃ器を提供することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば保炎されている部分の燃焼火炎が直接監
視できるので、火炎の画像処理により、予め入力した最
適燃焼状態と比較しながら、燃料及び空気量を制御でき
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例のガスタービン燃焼器系：ｆ大国
である。 １　・ガスタービン燃焼器、２・・・燃料噴射ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ガスタービン燃焼器において、火炎状態の検知器と
   、前記検知器に連結された画像再生装置と、画像処理装
   置及び制御装置と、前記制御装置に連結した燃料供給用
   調節弁と、燃焼空気調節弁及び点火トーチとを具備し、
   火炎状態を監視しながら前記画像処理装置の出力変化に
   基づいて前記制御装置によつて、燃料及び燃焼空気流量
   の調節と点火トーチを作動するように構成したことを特
   徴とするガスタービン燃焼器。