WO2024095848A1 - ガスタービン燃焼器の制御装置、制御方法及び始動方法 - Google Patents

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WO2024095848A1
WO2024095848A1 PCT/JP2023/038448 JP2023038448W WO2024095848A1 WO 2024095848 A1 WO2024095848 A1 WO 2024095848A1 JP 2023038448 W JP2023038448 W JP 2023038448W WO 2024095848 A1 WO2024095848 A1 WO 2024095848A1
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fuel gas
nozzle
flow rate
gas
fuel
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ジュンフィ パク
剛範 飯尾
照弘 松本
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三菱重工業株式会社
三菱パワー株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22Fuel supply systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/28Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/40Control of fuel supply specially adapted to the use of a special fuel or a plurality of fuels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device, a control method, and a start-up method for a gas turbine combustor.
  • a gas turbine that drives a generator in a power plant is driven by combustion gas produced by mixing and burning fuel gas and air in a gas turbine combustor.
  • the fuel gas used in this type of gas turbine combustor may be a so-called low-calorie gas with a relatively low calorific value, such as blast furnace gas generated during steelmaking in a steel plant.
  • Low-calorie gas is a flame-retardant gas with a slow burning rate due to its low calorific value, but it also has the advantage of producing less NOx emissions during combustion, and so its effective use is being considered.
  • Patent Document 1 discloses a gas turbine combustor that also uses liquefied natural gas (LNG), a high calorific gas. This document further proposes a configuration in which the low calorific gas fuel gas is divided into two systems, each of which is supplied to the inner swirler and the outer swirler of the combustor, and in the inner swirler, fuel gas nozzles for spraying fuel gas into the combustion chamber and air nozzles for spraying air into the combustion chamber are arranged alternately along the circumferential direction.
  • LNG liquefied natural gas
  • a gas turbine combustor fuel gas and air are injected into the combustion chamber, mixed, and combusted to generate combustion gas for driving a gas turbine.
  • a low-calorie gas such as the blast furnace gas mentioned above
  • the calorific value of the fuel gas is not stable and may fluctuate.
  • the calorific value of the fuel gas is high, the energy density of the fuel gas increases, so the amount of fuel gas supplied to a given load decreases, and the differential pressure (hereinafter referred to as "nozzle differential pressure") before and after the nozzle that ejects the fuel gas into the combustion chamber decreases.
  • At least one embodiment of the present disclosure has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a control device, control method, and starting method for a gas turbine combustor that can effectively suppress combustion oscillations caused by nozzle pressure differentials while achieving good mixing of the combustion gas and air in the combustion chamber.
  • a control device for a gas turbine combustor includes: 1.
  • a gas turbine combustor capable of combusting fuel gas and air mixed in a combustion chamber with a burner disposed upstream of the combustion chamber, The burner is a first fuel gas nozzle for injecting a first fuel gas from a fuel gas supply system for supplying the fuel gas into the combustion chamber; a second fuel gas nozzle arranged radially inward from the first fuel gas nozzle and configured to spray a second fuel gas from the fuel gas supply system into the combustion chamber; a first air nozzle arranged radially outward from the first fuel gas nozzle and configured to inject the air into the combustion chamber; a first flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the first fuel gas supplied to the first fuel gas hole; a second flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the second fuel gas supplied to the second fuel gas hole;
  • a control device for a gas turbine combustor comprising: an operating state acquiring
  • a method for controlling a gas turbine combustor includes: 1.
  • a gas turbine combustor capable of combusting fuel gas and air mixed in a combustion chamber with a burner disposed upstream of the combustion chamber, The burner is a first fuel gas nozzle for injecting a first fuel gas from a fuel gas supply system for supplying the fuel gas into the combustion chamber; a second fuel gas nozzle arranged radially inward from the first fuel gas nozzle and configured to spray a second fuel gas from the fuel gas supply system into the combustion chamber; a first air nozzle arranged radially outward from the first fuel gas nozzle and configured to inject the air into the combustion chamber; a first flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the first fuel gas supplied to the first fuel gas hole; a second flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the second fuel gas supplied to the second fuel gas hole;
  • a method for controlling a gas turbine combustor comprising: acquiring an operating state
  • a method for starting a gas turbine combustor includes: A gas turbine combustor capable of combusting fuel gas and air mixed in a combustion chamber with a burner disposed upstream of the combustion chamber,
  • the burner is a first fuel gas nozzle for injecting a first fuel gas from a fuel gas supply system for supplying the fuel gas into the combustion chamber; a second fuel gas nozzle arranged radially inward from the first fuel gas nozzle and configured to spray a second fuel gas from the fuel gas supply system into the combustion chamber; a third fuel gas nozzle hole disposed radially inward from the second fuel gas nozzle hole and configured to eject a third fuel gas having a higher heat value than the fuel gas; a first air nozzle arranged radially outward from the first fuel gas nozzle and configured to inject the air into the combustion chamber; a first flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the first fuel gas supplied to the first fuel gas hole; a second flow rate
  • a method for starting a gas turbine combustor comprising: controlling the third flow control valve so that the third fuel gas is supplied to the third fuel gas hole, and controlling the first flow control valve and the second flow control valve so as to stop supply of the first fuel gas and the second fuel gas to the first fuel gas hole and the second fuel gas hole, when a load of a gas turbine in which the gas turbine combustor is installed is less than the first load value; when a load of the gas turbine is equal to or greater than the first load value and is less than a second load value that is greater than the first load value, controlling the first flow rate control valve so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and controlling the second flow rate control valve so as to stop supply of the second fuel gas to the second fuel gas hole; When the load of the gas turbine is equal to or greater than the second load value, the first flow control valve is controlled so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and the second flow control valve is controlled so that the second fuel gas is supplied to the second fuel gas hole.
  • At least one embodiment of the present disclosure provides a control device, control method, and starting method for a gas turbine combustor that can effectively suppress combustion oscillations caused by nozzle pressure differentials while achieving good mixing of the combustion gas and air in the combustion chamber.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas turbine combustor according to a first embodiment.
  • 2 is a view showing a burner of the gas turbine combustor of FIG. 1 from the axial downstream side.
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the control device shown in FIG. 1 .
  • 2 is a flowchart showing a method for controlling a gas turbine combustor implemented by the control device of FIG. 1 .
  • 5 is a graph showing the behavior of the nozzle differential pressure or fuel flow rate with respect to the heat generation amount of the fuel gas in FIG. 4 .
  • FIG. 5 is a diagram showing an operation state of the gas turbine combustor of FIG. 1 in step S103 of FIG. 4 .
  • FIG. 5 is an overall configuration diagram of a gas turbine combustor according to a second embodiment.
  • 8 is a view showing a burner of the gas turbine combustor of FIG. 7 from the axial downstream side.
  • 8 is a flowchart illustrating a method for starting up the gas turbine combustor of FIG. 7.
  • 10 is a graph showing the behavior of nozzle differential pressure with respect to load of a gas turbine started by the start-up method of FIG. 9 .
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas turbine combustor 1A according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram showing a burner 22 of the gas turbine combustor 1A of FIG. 1, viewed from the axial downstream side.
  • the gas turbine combustor 1A generates combustion gas for driving a gas turbine by mixing and burning fuel gas Gf and air Ga.
  • the gas turbine combustor 1A has a combustion chamber 20 for mixing and burning the fuel gas Gf and air Ga, and a burner 22 provided upstream of the combustion chamber 20.
  • the fuel gas Gf and air Ga mixed in the combustion chamber 20 are ignited by the burner 22, and are burned by the flame to generate combustion gas.
  • the gas turbine combustor 1A includes a fuel gas supply system 10 for supplying fuel gas Gf.
  • the fuel gas Gf is a so-called low-calorie gas that has a relatively low calorific value.
  • blast furnace gas (BFG) generated during steelmaking in a steelmaking plant is used as the low-calorie gas, but coal gasification gas, biomass gas, etc. may also be used.
  • the calorific value of the low-calorie gas may be adjusted by adding a high-calorie gas with a relatively high calorific value.
  • the high-calorie gas may be, for example, coke oven gas (COG), liquefied natural gas (LNG), city gas, etc.
  • the fuel gas supply system 10 includes a fuel gas supply source 12 capable of supplying fuel gas Gf, and a first fuel gas supply system 10a and a second fuel gas supply system 10b connected to the fuel gas supply source 12.
  • the first fuel gas supply system 10a and the second fuel gas supply system 10b have a common fuel supply source 12 and are configured to be able to supply fuel gas Gf as first fuel gas Gf1 and second fuel gas Gf2 to the first fuel system 14a and the second fuel system 14b of the gas turbine combustor 1A, respectively.
  • FIG. 1 shows an example of the configuration of such a fuel gas supply system 10.
  • one end of a fuel gas main line 16 is connected to the fuel gas supply source 12.
  • the other end of the fuel gas main line 16 branches into a first fuel gas branch line 18a of the first fuel gas supply system 10a and a second fuel gas branch line 18b of the second fuel gas supply system 10b.
  • the first fuel gas branch line 18a and the second fuel gas branch line 18b are connected to the first fuel system 14a and the second fuel system 14b of the gas turbine combustor 1A, respectively.
  • the first fuel gas branch line 18a and the second fuel gas branch line 18b are provided with a first flow rate adjustment valve Vr1 and a second flow rate adjustment valve Vr2, respectively.
  • the opening degree of the first flow rate adjustment valve Vr1 and the second flow rate adjustment valve Vr2 can be controlled based on a control signal from the control device 100 described below, and the flow rates of the first fuel gas Gf1 and the second fuel gas Gf2 in the first fuel gas supply system 10a and the second fuel gas supply system 10b can be independently adjusted.
  • the gas turbine combustor 1A also includes an air supply system 24 for supplying air Ga.
  • the air Ga may be air taken in from the outside, or compressed air generated by compressing air with a compressor (not shown).
  • the burner 22 includes a first fuel system 14a and a second fuel system 14b.
  • the first fuel system 14a has a first fuel gas nozzle 24a on its downstream side, and the first fuel gas Gf1 supplied by the first fuel gas branch line 18a of the first fuel gas supply system 10a can be sprayed into the combustion chamber 20.
  • the second fuel system 14b has a second fuel gas nozzle 24b on its downstream side, and the second fuel gas Gf2 supplied by the second fuel gas branch line 18b of the second fuel gas supply system 10b can be sprayed into the combustion chamber 20.
  • the first fuel gas nozzle 24a and the second fuel gas nozzle 24b are formed between a plurality of cylindrical members 23a, 23b, and 23c, each of which has a substantially cylindrical shape and extends continuously along the circumferential direction.
  • the cylindrical member 23b has a larger diameter than the cylindrical member 23a
  • the cylindrical member 23c has a larger diameter than the cylindrical member 23b.
  • These cylindrical members 23a, 23b, and 23c are arranged concentrically with each other.
  • the first fuel gas nozzle 23a is formed between the cylindrical members 23b and 23c (i.e., the cylindrical member 23b is configured as the inner cylinder and the cylindrical member 23c is configured as the outer cylinder).
  • the second fuel gas nozzle 23b is formed between the cylindrical members 23a and 23b (i.e., the cylindrical member 23a is configured as the inner cylinder and the cylindrical member 23b is configured as the outer cylinder).
  • the first fuel gas nozzle 24a is located radially outside the second fuel gas nozzle 24b.
  • the first fuel gas nozzle 24a and the second fuel gas nozzle 24b may be provided with swirlers 31a, 31b for forming a swirling flow of the fuel gas injected into the combustion chamber 20.
  • the swirlers 31a, 31b a plurality of inclined plate-shaped members are arranged in the circumferential direction, and a swirling flow is formed in the combustion chamber 20 by the fuel gas being injected from the discharge holes formed between the adjacent plate-shaped members.
  • the configuration of the swirler 31c is merely one example, and for example, the shape of the hole for discharging the fuel gas into the combustion chamber 20 may be a circle, an ellipse, a square, an annular shape, etc.
  • the relationship in size between the flow passage areas of the first fuel gas hole 24a and the second fuel gas hole 24b is not limited, but for example, the first fuel gas hole 24a may have a flow passage area larger than that of the second fuel gas hole 24b.
  • the flow rate of the first fuel gas Gf1 ejected from the first fuel gas hole 24a closer to the first air hole 24c becomes larger than the flow rate of the second fuel gas Gf2 ejected from the second fuel gas hole 24b farther from the first air hole 24c, which can facilitate the promotion of mixing with the air Ga ejected from the first air hole 24c.
  • the flow passage area of the nozzle hole means the cross-sectional area of the outlet portion of the nozzle hole (on the combustion chamber 20 side) or the cross-sectional area of the narrowest portion between the inner and outer cylinders that constitute the nozzle hole.
  • the burner 22 also has a first air nozzle 24c for spraying air Ga supplied from the air supply system 24 into the combustion chamber 20.
  • a first air nozzle 24c is provided radially outward from the first fuel gas nozzle 24a.
  • the first air nozzle 24c is provided adjacent to the first fuel gas nozzle 24a radially outward. This reduces the distance between the first fuel gas nozzle 24a and the first air nozzle 24c, allowing the first fuel gas Gf1 sprayed from the first fuel gas nozzle 24a and the air Ga sprayed from the first air nozzle 24c to be mixed well in the combustion chamber 20.
  • the distance between the first air hole 24c and the inner wall 20a of the combustion chamber 20 downstream of the burner 22 is reduced. Therefore, the air ejected from the first air hole 24c can promote cooling of the inner wall 20a of the combustion chamber 20, and the temperature of the inner wall constituting the combustion chamber 20 can be effectively reduced.
  • the first air nozzle 24c is formed between the cylindrical tubular members 23c and 23d (i.e., the tubular member 23c is the inner tube and the tubular member 23d is the outer tube) which extend continuously in the circumferential direction.
  • the tubular member 23d has a larger diameter than the tubular member 23c, and the tubular members 23c and 23d are arranged concentrically with each other.
  • the first air nozzle 24c thus formed is provided adjacent to the first fuel gas nozzle 24a on the radially outer side.
  • the distance between the first air nozzle 24c and the first fuel gas nozzle 24a is shortened, and the air Ga can be mixed well with the first fuel gas Gf1 ejected from the first fuel gas nozzle 24a.
  • first air nozzle 24c between the cylindrical members 23c and 23d that extend continuously in the circumferential direction, it is possible to cool a wide range of the inner wall 20a that constitutes the combustion chamber 20 by the air Ga ejected from the first air nozzle 24c.
  • the first air hole 24c may be provided with a swirler 31c for forming a swirling flow of air injected into the combustion chamber 20.
  • a swirler 31c for forming a swirling flow of air injected into the combustion chamber 20.
  • a number of inclined plate-shaped members are arranged in the circumferential direction, and air is injected from discharge holes formed between adjacent plate-shaped members to form a swirling flow in the combustion chamber 20.
  • This configuration of the swirler 31c is merely one example, and for example, the shape of the hole for discharging air into the combustion chamber 20 may be round, elliptical, rectangular, ring-shaped, etc.
  • the gas turbine combustor 1A having the above configuration can operate based on a control signal from a control device 100, which is a control unit of the gas turbine combustor 1A.
  • the control device 100 is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a computer-readable storage medium.
  • a series of processes for realizing various functions is stored in a storage medium or the like in the form of a program, for example, and the CPU reads this program into the RAM or the like and executes information processing and arithmetic processing to realize various functions.
  • the program may be installed in a ROM or other storage medium in advance, may be provided in a state where it is stored in a computer-readable storage medium, or may be distributed via a wired or wireless communication means.
  • the computer-readable storage medium may be a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the control device 100 shown in FIG.
  • the vehicle driving apparatus includes an operating state acquisition unit 102 and a control unit 104 .
  • the operating state acquisition unit 102 is configured to acquire the operating state of the gas turbine combustor 1A.
  • the operating state acquired by the operating state acquisition unit 102 includes at least the heat value C of the fuel gas or the load of the gas turbine 1.
  • the control unit 104 is configured to control each valve provided in the fuel gas supply system 10 based on at least one of the heat value C of the fuel gas included in the operating state acquired by the operating state acquisition unit 102 and the load L of the gas turbine to which the combustion gas generated by the gas turbine combustor 1A is supplied.
  • the control method of each valve by the control unit 104 will be specifically described below.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the control method of the gas turbine combustor 1A performed by the control device 100 of FIG. 1
  • FIG. 5 is a graph showing the behavior of the nozzle differential pressure ⁇ P or the fuel flow rate with respect to the heat value C of the fuel gas Gf of FIG. 4
  • FIG. 6 is a diagram showing the operating state of the gas turbine combustor 1A of FIG. 1 in step S103 of FIG. 4.
  • the operating state acquisition unit 102 acquires the operating state of the gas turbine combustor 1A (step S100).
  • the operating state acquired in step S100 includes at least one of the heat generation amount C of the fuel gas, the nozzle differential pressure ⁇ P (the differential pressure in the fuel injection nozzle including the first fuel gas nozzle 24a and the second fuel gas nozzle 24b), the flow rate of the fuel gas, or the load L of the gas turbine (not shown) driven by the combustion gas generated in the gas turbine combustor 1A.
  • step S101 determines whether or not a predetermined operating condition is satisfied based on the operating state acquired in step S100 (step S101).
  • step S101 it is determined whether or not at least one parameter included in the operating state acquired in step S100 satisfies a threshold value previously set as an operating condition.
  • a threshold value previously set as an operating condition.
  • attention is focused on the heat value C of the fuel gas Gf, which is one of the parameters included in the operating condition, and in step S101, it is determined whether or not the heat value C of the fuel gas Gf is less than a threshold value Cref.
  • step S101 If the operating state satisfies the predetermined operating conditions (step S101: YES), the control unit 104 controls the first flow rate adjustment valve Vr1 so that the first fuel gas Gf1 is supplied from the first fuel gas supply system 10a to the first fuel gas nozzle 24a, and controls the second flow rate adjustment valve Vr2 so that the second fuel gas Gf2 is supplied from the second fuel gas supply system 10b to the second fuel gas nozzle 24b (step S102). That is, in step S102, each valve of the fuel gas supply system 10 is controlled so that the fuel gas Gf is supplied to both of the two fuel systems (the first fuel system 14a and the second fuel system 14b) of the gas turbine combustor 1A.
  • step S102 the first fuel gas Gf1 and the second fuel gas Gf2 are supplied to the first fuel system 14a and the second fuel system 14b, respectively.
  • the relationship between the heat generation amount C of the fuel gas and the nozzle differential pressure ⁇ P or the fuel flow rate changes so that the nozzle differential pressure ⁇ P or the fuel flow rate decreases as the heat generation amount C of the fuel gas Gf increases, as shown by the line K1 in FIG. 5.
  • the heat generation amount C of the fuel gas Gf is relatively small, the nozzle differential pressure ⁇ P or the fuel flow rate in the supply path of the fuel gas Gf to the combustion chamber 20 increases, which makes it easier for combustion oscillation to occur.
  • the flow area of the fuel gas Gf is increased, the nozzle differential pressure ⁇ P or the fuel flow rate is suppressed, and the occurrence of combustion oscillation in the second combustion oscillation generation region B can be suitably avoided.
  • step S101 determines whether the operating state does not satisfy the predetermined operating conditions (step S101: NO)
  • the control unit 104 controls the first flow rate adjustment valve Vr1 so that the first fuel gas Gf1 is supplied from the first fuel gas supply system 10a to the first fuel gas nozzle 24a, and controls the second flow rate adjustment valve Vr2 so that the supply of the second fuel gas Gf2 from the second fuel gas supply system 10b to the second fuel gas nozzle 24b is stopped (step S103). That is, in step S103, as shown in FIG. 6, each valve of the fuel gas supply system 10 is controlled so that fuel gas (first fuel gas Gf1) is supplied only to the first fuel system 14a located radially outward of the two combustion systems of the gas turbine combustor 1A.
  • step S103 the first fuel gas Gf1 is supplied only to the first fuel system 14a.
  • the relationship between the heat generation amount C of the fuel gas and the nozzle differential pressure ⁇ P or the fuel flow rate is similar to the above-mentioned line K1 in that the nozzle differential pressure ⁇ P or the fuel flow rate changes to decrease as the heat generation amount C of the fuel gas Gf increases, as shown by line K2 in Fig. 5, but the supply of the second fuel gas Gf2 to the second fuel system 14b is stopped, thereby reducing the flow path area of the fuel gas Gf, and thus shifting to the higher pressure side compared to line K1.
  • the nozzle differential pressure ⁇ P or the fuel flow velocity in the supply path of the fuel gas Gf to the combustion chamber 20 decreases, making it easier for combustion oscillations to occur in the first combustion oscillation occurrence region.
  • the flow path area of the fuel gas Gf is reduced and the nozzle differential pressure is increased, making it possible to preferably avoid the occurrence of combustion oscillations in the zone (first combustion oscillation occurrence region).
  • the first fuel gas Gf1 from the first fuel gas hole 24a and the air Ga from the first air hole 24c can be mixed favorably and combusted well.
  • the threshold Cref which is defined as an operating condition, is set so that the state indicated by the line K1 where the heat generation amount C is relatively small and the state indicated by the line K2 where the heat generation amount C is relatively large avoid the first combustion oscillation generation region A and the second combustion oscillation generation region B, respectively, and fall within the safe operating region.
  • the first combustion oscillation generation region A and the second combustion oscillation generation region B different from the first combustion oscillation generation region A can be suitably avoided, and the operating state of the gas turbine combustor 1A can be maintained in a stable state in which no combustion oscillation occurs.
  • the gas turbine combustor 1A can be controlled to appropriately avoid combustion oscillations for fuel gas Gf having a wide range of calorific values C by selecting to switch between the first fuel system 14a and the second fuel system 14b as the supply destination of the fuel gas Gf based on the calorific value C of the fuel gas Gf.
  • the heat generation amount C of the fuel gas Gf is used as the parameter to be determined in step S101, but instead, the nozzle differential pressure ⁇ P, which is another parameter included in the operating state acquired in step S100, may be used.
  • step S101 it is determined whether the nozzle differential pressure ⁇ P is equal to or greater than a threshold value corresponding to the preset nozzle differential pressure ⁇ P. If the nozzle differential pressure ⁇ P is equal to or greater than the threshold value (step S101: YES), step S102 is performed to supply the first fuel gas Gf1 and the second fuel gas Gf2 to the first fuel system 14a and the second fuel system 14b, respectively.
  • step S103 is performed to supply the first fuel gas Gf1 only to the first fuel system 14a. This reduces the flow area of the fuel gas Gf and increases the nozzle differential pressure ⁇ P, making it possible to effectively avoid the occurrence of combustion oscillations in the first combustion oscillation occurrence region A.
  • the flow velocity of the fuel gas Gf may be used as a parameter included in the operating state.
  • the flow velocity of the fuel gas Gf is the flow velocity at the discharge position from the nozzle hole.
  • step S101 it is determined whether the flow velocity of the fuel gas Gf is equal to or greater than a threshold value corresponding to a preset flow velocity. If the flow velocity of the fuel gas Gf is equal to or greater than the threshold value (step S101: YES), step S102 is performed to supply the first fuel gas Gf1 and the second fuel gas Gf2 to the first fuel system 14a and the second fuel system 14b, respectively.
  • step S103 is performed to supply the first fuel gas Gf1 only to the first fuel system 14a. This reduces the flow area of the fuel gas Gf and increases the nozzle differential pressure, making it possible to effectively avoid the occurrence of combustion oscillations in the first combustion oscillation occurrence region A.
  • a gas turbine combustor 1B according to the second embodiment will be described.
  • Fig. 7 is an overall configuration diagram of the gas turbine combustor 1B according to the second embodiment
  • Fig. 8 is a view illustrating a burner 22 of the gas turbine combustor 1B in Fig. 7, viewed from the axial downstream side.
  • components of the gas turbine combustor 1B corresponding to those of the above-described gas turbine combustor 1A are denoted by common reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted as appropriate unless otherwise specified.
  • the gas turbine combustor 1B further includes a third fuel gas supply system 10c for supplying a third fuel gas Gf3.
  • the third fuel gas Gf3 has a higher calorific value than the aforementioned fuel gas Gf (the first fuel gas Gf1 or the second fuel gas Gf2), and is, for example, liquefied natural gas (LNG: Liquid Natural Gas).
  • LNG liquefied Natural Gas
  • the third fuel gas supply system 10c is configured to be able to supply the third fuel gas Gf3 to the third fuel system 14c of the gas turbine combustor 1B from a third fuel gas supply source 33 capable of supplying the third fuel gas Gf3.
  • the third fuel gas supply system 10c has a third fuel gas supply line 34 that connects the third fuel gas supply source 33 and the third fuel system 14c, and a third flow rate control valve Vr3 provided on the third fuel gas supply line 34.
  • the opening degree of the third flow rate control valve Vr3 can be controlled based on a control signal from the control device 100, and the flow rate of the third fuel gas Gf3 in the third fuel gas supply line 34 can be adjusted.
  • the burner 22 includes a third fuel system 14c in addition to the first and second fuel systems 14a and 14b.
  • the third fuel system 14c has a third fuel gas nozzle 24d downstream thereof, and the third fuel gas Gf3 supplied by the third fuel gas supply line 34 of the third fuel gas supply system 10c can be ejected into the combustion chamber 20.
  • the third fuel gas nozzle 24d is disposed radially inward from the second fuel gas nozzle 24b.
  • the third fuel gas Gf3 is ejected from the third fuel gas nozzle 24d, which effectively improves ignition performance at the time of starting in the gas turbine combustor 1B that handles a fuel gas with a low calorific value.
  • each of the third fuel gas holes 24d is formed by a generally cylindrical tubular member 23e that extends continuously in the circumferential direction (i.e., the third fuel gas hole 24d is formed with the tubular member 23e as an outer cylinder).
  • the third fuel gas hole 24d is provided concentrically with the first fuel gas hole 24a and the second fuel gas hole 24b, and is located radially inward of the second fuel gas hole 24b.
  • a swirler may also be provided in the third fuel gas nozzle hole 24d.
  • the burner 22 is provided with a second air nozzle 24e for spraying air Ga supplied from the air supply system 24 into the combustion chamber 20.
  • Such second air nozzle 24e is provided radially inward from the second fuel gas nozzle 24b and radially outward from the third fuel gas nozzle 24d (in other words, as shown in FIG. 8, the second air nozzle 24e is provided between the second fuel gas nozzle 24b and the third fuel gas nozzle 24d when viewed from the axial direction).
  • the third fuel gas hole 24d which is provided radially inward from the second fuel gas hole 24b, is distant from the first air hole 24c, which is provided radially outward from the first fuel gas hole 24a, so the third fuel gas Gf3 from the third fuel gas hole 24d is difficult to mix with the air from the first air hole 24c.
  • the third fuel gas Gf3 from the third fuel gas hole 24d can be well mixed with the air from the second air hole 24e.
  • the third fuel gas Gf3 can be effectively combusted.
  • the second air nozzle 24e is also formed between the cylindrical members 23a and 23e that are substantially cylindrical and extend continuously in the circumferential direction (i.e., the cylindrical member 23a is an outer cylinder and the cylindrical member 23e is an inner cylinder).
  • the air Ga ejected from the second air nozzle 24e is mixed with the third fuel gas Gf3 over the entire circumference in the combustion chamber 20.
  • the second air nozzle 24e is formed by a cylindrical member that is continuously formed in the circumferential direction, similar to the first fuel gas nozzle 24a, the second fuel gas nozzle 24b, and the first air nozzle 24c described above.
  • a swirler may also be provided in the second air nozzle 24e.
  • the first air nozzle 24c and the second air nozzle 24e are configured to receive air from a common air supply source (outside air), but air may be supplied from different air supply sources.
  • the gas turbine combustor 1B having the above configuration can operate based on a control signal from the control device 100.
  • the control device 100 includes an operating state acquisition unit 102 and a control unit 104, similar to the case where the control target is the above-mentioned gas turbine combustor 1A (see FIG. 3), but differs in that the control target of the control unit 104 further includes a third flow control valve Vr3.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a method for starting up a gas turbine combustor 1B implemented by the control device 100 of FIG. 7, and FIG. 10 is a graph showing the behavior of the nozzle differential pressure ⁇ P versus the load L of a gas turbine started up by the starting method of FIG. 9.
  • step S200 it is determined whether the gas turbine combustor 1B, which is in a stopped state, has started up.
  • the operating state acquisition unit 102 acquires the operating state of the gas turbine combustor 1B (step S201).
  • the operating state acquired in step S201 includes the load L of the gas turbine (not shown) driven by the combustion gas generated in the gas turbine combustor 1B.
  • the control unit 104 controls the third flow rate adjustment valve Vr3 so that the third fuel gas Gf3 is supplied to the third fuel gas nozzle 24d, and controls the first flow rate adjustment valve Vr1 and the second flow rate adjustment valve Vr2 so that the supply of the first fuel gas Gf1 and the second fuel gas Gf2 to the first fuel gas nozzle 24a and the second fuel gas nozzle 24b is stopped (step S202).
  • the third fuel gas Gf3 is supplied to the combustion chamber 20.
  • the third fuel gas Gf3 has a higher heat value than the fuel gas Gf (the first fuel gas Gf1 and the second fuel gas Gf2), so it has good ignition properties and can be combusted well even in the burner 22 immediately after startup.
  • the load L of the gas turbine gradually increases while the third fuel gas Gf3 is being supplied to the combustion chamber 20.
  • the supply amount of the third fuel gas Gf3 increases, and the nozzle differential pressure ⁇ P in the third fuel system 14c gradually increases.
  • step S203 determines whether the load L of the gas turbine is equal to or greater than the first load value L1 (step S203). If the load L is less than the first load value L1 (step S203: NO), the process returns to step S202, and the load L is increased while only the third fuel gas Gf3 is supplied to the combustion chamber 20. On the other hand, if the load L becomes equal to or greater than the first load value L1 (step S203: YES), the control unit 104 controls the first flow control valve Vr1 so that the first fuel gas Gf1 is supplied to the first fuel gas nozzle 24a (step S204). As a result, in step S204, the supply of the first fuel gas Gf1 to the combustion chamber 20 is started.
  • the first fuel gas Gf1 has low ignition property, by being mixed with the third fuel gas Gf3 having good ignition property that was started to be supplied in step S202, the first fuel gas Gf1 is combusted well together with the third fuel gas Gf3 in the combustion chamber 20. In this way, when the gas turbine load L becomes equal to or greater than the first load value L1, the first fuel gas Gf1 is supplied, and as shown in FIG. 10, the nozzle differential pressure ⁇ P of the first fuel system 14a gradually increases.
  • the control unit 104 determines whether the load L of the gas turbine is equal to or greater than the second load value L2 (step S205). If the load L is less than the second load value L2 (step S205: NO), the process returns to step S204. On the other hand, if the load L is equal to or greater than the second load value L2 (step S205: YES), the control unit 104 controls the first flow control valve Vr1 so that the first fuel gas Gf1 is supplied to the first fuel gas nozzle 24a, and controls the second flow control valve Vr2 so that the second fuel gas Gf2 is supplied to the second fuel gas nozzle 24b (step S206).
  • step S206 the second fuel gas Gf2 is supplied to the combustion chamber 20 in addition to the first fuel gas Gf1, thereby promoting the combustion of the fuel gas Gf with a low heat value in the combustion chamber 20.
  • the load L of the gas turbine becomes equal to or greater than the second load value L2
  • the flow area of the fuel gas increases due to the supply of the second fuel gas Gf2 in addition to the first fuel gas Gf1, and as shown in FIG. 10, the nozzle differential pressure ⁇ P of the first fuel system 14a shifts to the low pressure side, and the nozzle differential pressure ⁇ P of the second fuel system 14b gradually increases.
  • the second load value L2 may be set so that the nozzle pressure difference ⁇ P of the first fuel system 14a and the second fuel system 14b avoids the first combustion oscillation generation region A and the second combustion oscillation generation region B, respectively, as in the gas turbine combustor 1A described above.
  • the first fuel gas Gf1 is supplied to the combustion chamber 20, and the second fuel gas Gf2 is stopped, so that the flow area of the fuel gas Gf is small, and the nozzle pressure difference ⁇ P of the first fuel system 14a is relatively high.
  • the first fuel gas Gf1 and the second fuel gas Gf2 are supplied to the combustion chamber 20, so that the flow area of the fuel gas Gf increases, and the nozzle pressure difference ⁇ P of the first fuel system 14a shifts to the low pressure side, so that the second combustion oscillation generation region B is avoided, and the nozzle pressure difference of the second fuel system 14b rises to avoid the first combustion oscillation generation region A.
  • the gas turbine combustor 1B can be started while the nozzle differential pressure of the first fuel system 14a and the second fuel system 14b avoids the first combustion oscillation generation region A and the second combustion oscillation generation region B, respectively.
  • the third fuel gas Gf3 which is started to be supplied in step S202, is continuously supplied after the start of the gas turbine combustor 1B, but the supply of the third fuel gas Gf3 may be stopped after stable combustion of the fuel gas Gf with a low heat value in the combustion chamber 20 becomes possible.
  • the third fuel gas Gf3 is supplied to improve ignition in the combustion chamber 20.
  • the supply of the third fuel gas Gf3 is stopped to suppress excess consumption of the third fuel gas Gf3.
  • the control unit 104 may also control the third flow rate control valve Vr3 to stop the supply of the third fuel gas Gf3 when the load L of the gas turbine is equal to or greater than a third load value L3.
  • the third load value L3 is set to be greater than the first load value L1
  • the supply of the third fuel gas Gf3 is stopped at least after the supply of the first fuel gas Gf1 has started for a load L that changes so as to gradually increase.
  • the third load value L3 may be set to be greater than the first load value L1 and less than the second load value L2.
  • the supply of the third fuel gas Gf3 is stopped after the first fuel gas Gf1 is supplied and before the supply of the second fuel gas Gf2 is started.
  • the supply of the third fuel gas Gf3 is stopped at an early timing after the supply of the first fuel gas Gf1 is started, so that the gas turbine combustor 1B can be started while suppressing the consumption of the third fuel gas Gf3.
  • the third load value L3 may be set to be greater than the second load value L2.
  • the supply of the third fuel gas Gf3 is stopped after the supply of the first fuel gas Gf1 is started and then the supply of the second fuel gas Gf2 is started.
  • the supply of the third fuel gas Gf3 is stopped after the supply of both the first fuel gas Gf1 and the second fuel gas Gf2 is started, so that the combustion of the fuel gas Gf can be performed more stably and the gas turbine combustor 1B can be started more accurately.
  • control unit 104 transitions to normal operation (step S207), and a series of startup controls is completed.
  • the first fuel gas Gf1, the second fuel gas Gf2, and the third fuel gas Gf3 are supplied to the combustion chamber 20 in a predetermined order as the load L of the gas turbine increases. This improves ignition performance with the third fuel gas Gf3, which has a high heating value, while favorably combusting the fuel gas with a low heating value, thereby enabling the gas turbine combustor 1B to be started up appropriately.
  • a gas turbine combustor includes: 1.
  • a gas turbine combustor capable of combusting fuel gas and air mixed in a combustion chamber with a burner disposed upstream of the combustion chamber, The burner is a first fuel gas nozzle for injecting a first fuel gas from a fuel gas supply system for supplying the fuel gas into the combustion chamber; a second fuel gas nozzle arranged radially inward from the first fuel gas nozzle and configured to spray a second fuel gas from the fuel gas supply system into the combustion chamber; a first air nozzle arranged radially outward from the first fuel gas nozzle and configured to inject the air into the combustion chamber; a first flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the first fuel gas supplied to the first fuel gas hole; a second flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the second fuel gas supplied to the second fuel gas hole;
  • a control device for a gas turbine combustor comprising: an operating state acquiring unit for acquiring an operating state of the gas turbine including at least one of a heat
  • a first fuel gas nozzle and a second fuel gas nozzle are provided as nozzles for injecting fuel gas into a combustion chamber for mixing and burning fuel gas and air.
  • a first flow control valve and a second flow control valve are provided in the fuel gas supply passage for the first fuel gas nozzle and the second fuel gas nozzle, respectively. These flow control valves are controlled based on the operating state of the gas turbine, so that the first fuel gas nozzle and the second fuel gas nozzle can be switched as the nozzle for injecting fuel gas into the combustion chamber. In this way, by making the flow path area for supplying fuel gas to the combustion chamber variable depending on the operating state of the gas turbine, it is possible to effectively avoid combustion oscillations that occur depending on the nozzle pressure difference in the fuel gas supply passage.
  • the control unit controls the first flow rate control valve so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and controls the second flow rate control valve so that the second fuel gas is supplied to the second fuel gas hole.
  • the first flow rate control valve and the second flow rate control valve of the gas turbine combustor are controlled so that the fuel gas is injected into the combustion chamber from the first fuel gas nozzle and the second fuel gas nozzle.
  • the nozzle differential pressure in the supply path of the fuel gas to the combustion chamber increases, making it easier for combustion oscillation to occur in the second combustion oscillation generation region.
  • the control unit controls the first flow rate control valve so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and controls the second flow rate control valve so as to stop the supply of the second fuel gas to the second fuel gas hole.
  • the first flow rate control valve and the second flow rate control valve are controlled in the gas turbine combustor so that the fuel gas is injected into the combustion chamber only from the first fuel gas nozzle.
  • the nozzle differential pressure in the supply path of the fuel gas to the combustion chamber is reduced, which makes it easier for combustion oscillation to occur in the first combustion oscillation generation region.
  • the flow area of the fuel gas is reduced and the nozzle differential pressure is increased, making it possible to preferably avoid the occurrence of combustion oscillation in the first combustion oscillation generation region.
  • the first fuel gas from the first fuel gas nozzle and the air from the first air nozzle can be preferably mixed and combusted well.
  • the control unit controls the first flow control valve so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and controls the second flow control valve so as to stop the supply of the second fuel gas to the second fuel gas hole.
  • the first fuel gas is supplied only to the first fuel gas nozzle, and the second fuel gas is not supplied to the second fuel gas nozzle. This reduces the flow path area of the fuel gas supplied to the fuel nozzle, thereby increasing the reduced nozzle differential pressure and fuel flow velocity, and preferably avoiding the occurrence of combustion oscillation.
  • the control unit controls the first flow control valve so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and controls the second flow control valve so that the second fuel gas is supplied to the second fuel gas hole.
  • the first fuel gas and the second fuel gas are supplied to the first fuel gas nozzle and the second fuel gas nozzle, respectively.
  • This increases the flow area of the fuel gas supplied to the fuel nozzle, thereby reducing the increased nozzle pressure difference and fuel flow rate, and preferably avoiding the occurrence of combustion oscillation.
  • the gas turbine combustor has a third fuel gas nozzle disposed radially inward of the second fuel gas nozzle, the third fuel gas nozzle being configured to eject a third fuel gas having a higher heat value than the fuel gas; a third flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the third fuel gas supplied to the third fuel gas hole; Further comprising: When the load of the gas turbine is less than a first load value at the time of starting up of the gas turbine, the control unit controls the third flow control valve so that the third fuel gas is supplied to the third fuel gas hole, and controls the first flow control valve and the second flow control valve so as to stop the supply of the first fuel gas and the second fuel gas to the first fuel gas hole and the second fuel gas hole.
  • the gas turbine combustor is provided with a third fuel gas nozzle capable of ejecting a third fuel gas having a higher heat value than the fuel gas that can be ejected from the first fuel gas nozzle and the second fuel gas nozzle.
  • a third fuel gas nozzle capable of ejecting a third fuel gas having a higher heat value than the fuel gas that can be ejected from the first fuel gas nozzle and the second fuel gas nozzle.
  • the control unit controls the first flow control valve so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and controls the second flow control valve so as to stop the supply of the second fuel gas to the second fuel gas hole.
  • the first fuel gas when the load on the gas turbine becomes equal to or greater than the first load value, the first fuel gas is supplied to the combustion chamber together with the third fuel gas.
  • the first fuel gas which has a relatively small calorific value, has low combustibility, but by supplying it to the combustion chamber together with the third combustion gas, which has a relatively high calorific value, the ignition ability is improved, enabling good combustion.
  • the control unit controls the first flow control valve so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and controls the second flow control valve so that the second fuel gas is supplied to the second fuel gas hole.
  • the second fuel gas is supplied together with the first fuel gas.
  • the load on the gas turbine becomes equal to or greater than the second load value
  • the second fuel gas is supplied together with the first fuel gas.
  • control unit controls the third flow rate control valve to stop supply of the third fuel gas when a load on the gas turbine is equal to or greater than a third load value that is greater than the first load value.
  • the third fuel gas is supplied at the start of the gas turbine in order to improve ignition in the combustion chamber as described above. Therefore, when it becomes possible to combust a fuel gas with a low heating value, the supply of the third fuel gas is stopped, thereby reducing the consumption of excess third fuel gas.
  • a method for controlling a gas turbine combustor includes the steps of: 1.
  • a gas turbine combustor capable of combusting fuel gas and air mixed in a combustion chamber with a burner disposed upstream of the combustion chamber, The burner is a first fuel gas nozzle for injecting a first fuel gas from a fuel gas supply system for supplying the fuel gas into the combustion chamber; a second fuel gas nozzle arranged radially inward from the first fuel gas nozzle and configured to spray a second fuel gas from the fuel gas supply system into the combustion chamber; a first air nozzle arranged radially outward from the first fuel gas nozzle and configured to inject the air into the combustion chamber; a first flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the first fuel gas supplied to the first fuel gas hole; a second flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the second fuel gas supplied to the second fuel gas hole;
  • a method for controlling a gas turbine combustor comprising: acquiring an operating state of the gas turbine including at least one of
  • a first fuel gas nozzle and a second fuel gas nozzle are provided as nozzles for injecting fuel gas into a combustion chamber for mixing and burning fuel gas and air.
  • a first flow control valve and a second flow control valve are provided in the fuel gas supply passage for the first fuel gas nozzle and the second fuel gas nozzle, respectively. These flow control valves are controlled based on the operating state of the gas turbine, so that the first fuel gas nozzle and the second fuel gas nozzle can be switched as the nozzle for injecting fuel gas into the combustion chamber. In this way, by making the flow passage area for supplying fuel gas to the combustion chamber variable depending on the operating state of the gas turbine, it is possible to effectively avoid combustion oscillations that occur depending on the nozzle pressure difference in the fuel gas supply passage.
  • the first flow rate control valve and the second flow rate control valve of the gas turbine combustor are controlled so that the fuel gas is injected into the combustion chamber from the first fuel gas nozzle and the second fuel gas nozzle.
  • the nozzle differential pressure in the supply path of the fuel gas to the combustion chamber increases, making it easier for combustion oscillation to occur.
  • the flow area of the fuel gas is increased, suppressing the nozzle differential pressure, and preferably avoiding the occurrence of combustion oscillation.
  • the first flow rate control valve and the second flow rate control valve are controlled in the gas turbine combustor so that the fuel gas is injected into the combustion chamber only from the first fuel gas nozzle.
  • the nozzle differential pressure in the supply path of the fuel gas to the combustion chamber is reduced, which makes it easier for combustion oscillation to occur.
  • the flow area of the fuel gas is reduced and the nozzle differential pressure is increased, making it possible to preferably avoid the occurrence of combustion oscillation.
  • the first fuel gas from the first fuel gas nozzle and the air from the first air nozzle can be preferably mixed and combusted well.
  • a method for starting a gas turbine combustor includes the steps of: A gas turbine combustor capable of combusting fuel gas and air mixed in a combustion chamber with a burner disposed upstream of the combustion chamber, The burner is a first fuel gas nozzle for injecting a first fuel gas from a fuel gas supply system for supplying the fuel gas into the combustion chamber; a second fuel gas nozzle arranged radially inward from the first fuel gas nozzle and configured to spray a second fuel gas from the fuel gas supply system into the combustion chamber; a third fuel gas nozzle hole disposed radially inward from the second fuel gas nozzle hole and configured to eject a third fuel gas having a higher heat value than the fuel gas; a first air nozzle arranged radially outward from the first fuel gas nozzle and configured to inject the air into the combustion chamber; a first flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the first fuel gas supplied to the first fuel gas hole; a second flow rate regulating valve for regulating a flow rate
  • a method for starting a gas turbine combustor comprising: controlling the third flow control valve so that the third fuel gas is supplied to the third fuel gas hole, and controlling the first flow control valve and the second flow control valve so as to stop supply of the first fuel gas and the second fuel gas to the first fuel gas hole and the second fuel gas hole, when a load of a gas turbine in which the gas turbine combustor is installed is less than the first load value; when a load of the gas turbine is equal to or greater than the first load value and is less than a second load value that is greater than the first load value, controlling the first flow rate control valve so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and controlling the second flow rate control valve so as to stop supply of the second fuel gas to the second fuel gas hole; When the load of the gas turbine is equal to or greater than the second load value, the first flow control valve is controlled so that the first fuel gas is supplied to the first fuel gas hole, and the second flow control valve is controlled so that the second fuel gas is supplied to the second fuel gas hole.
  • the first fuel gas, the second fuel gas, and the third fuel gas are supplied to the combustion chamber in a predetermined order as the load on the gas turbine increases, thereby improving ignition performance with the third fuel gas, which has a high heating value, while favorably combusting the fuel gas, which has a low heating value, and enabling the gas turbine combustor to be started appropriately.

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Abstract

制御装置は、燃焼室で混合された燃料ガス及び空気をバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器を制御する。バーナは、第1燃料ガス噴孔、第2燃料ガス噴孔、及び、第1空気噴孔を備える。第1燃料ガス噴孔は、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを燃焼室に噴出する。第2燃料ガス噴孔は、第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを燃焼室に噴出する。第1空気噴孔は、第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、空気を燃焼室に噴出する。制御装置は、燃料ガスの発熱量、ノズル差圧、燃料流速、又は、ガスタービンの負荷の少なくとも1つを含むガスタービンの運転状態を取得し、当該運転状態に基づいて、第1流量調整弁及び第2流量調整弁を制御する。

Description

ガスタービン燃焼器の制御装置、制御方法及び始動方法
 本開示は、ガスタービン燃焼器の制御装置、制御方法及び始動方法に関する。
 本願は、2022年11月4日に日本国特許庁に出願された特願2022-177401号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 例えば発電プラントにおいて発電機を駆動するためのガスタービンは、燃料ガスと空気とをガスタービン燃焼器で混合・燃焼して生成された燃焼ガスによって駆動される。この種のガスタービン燃焼器で使用される燃料ガスとして、例えば製鉄プラントにおいて製鉄時に生じる高炉ガスのような発熱量が比較的低い、いわゆる低カロリーガスを用いることがある。低カロリーガスは、発熱量の低さから燃焼速度が遅く難燃性ガスであるが、燃焼時のNOx排出量が少ない等のメリットもあることから、その有効利用が検討されている。
 低カロリーガスのような発熱量が少ない燃料ガスを安定的に燃焼させるために、例えば特許文献1では、高カロリーガスである液化天然ガス(LNG:Liquid Natural Gas)を併用したガスタービン燃焼器が開示されている。この文献では更に、低カロリーガスである燃料ガスを2系統に分け、それぞれ燃焼器の内側スワラと外側スワラに供給するとともに、内側スワラでは、燃焼室に燃料ガスを噴出するための燃料ガス噴孔と、燃焼室に空気を噴出するための空気噴孔とが、周方向に沿って交互に配置された構成が提案されている。
特開2014-52088号公報
 ガスタービン燃焼器では、燃焼室に燃料ガス及び空気を噴出して混合・燃焼することにより、ガスタービンを駆動するための燃焼ガスを生成する。ここでガスタービン燃焼器に供給される燃料ガスとして、前述の高炉ガスのような低カロリーガスを用いる場合、燃料ガスの発熱量が安定せず、変動することがある。燃料ガスの発熱量が高い場合には燃料ガスのエネルギ密度が大きくなるため、所定負荷に対する燃料ガスの供給量が減少し、燃焼室に対して燃料ガスを噴出するノズル前後における差圧(以下、適宜「ノズル差圧と称する)が低下する。一方、燃料ガスの発熱量が低い場合には燃料ガスのエネルギ密度が小さくなるため、所定負荷に対する燃料ガスの供給量が増加し、ノズル差圧が増加する。このようにノズル差圧が変動すると、ガスタービン燃焼器ではノズル差圧に応じた燃焼振動が生じることがある。
 本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、燃焼室において燃焼ガスと空気との混合を良好に行いつつ、ノズル差圧による燃焼振動を効果的に抑制可能なガスタービン燃焼器の制御装置、制御方法及び始動方法を提供することを目的とする。
 本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン燃焼器の制御装置は、上記課題を解決するために、
 燃焼室で混合された燃料ガス及び空気を前記燃焼室の上流側に配置されたバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器において、
 前記バーナは、
 前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第1燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第2燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、前記空気を前記燃焼室に噴出するための第1空気噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔に供給される前記第1燃料ガスの流量を調整するための第1流量調整弁と、
 前記第2燃料ガス噴孔に供給される前記第2燃料ガスの流量を調整するための第2流量調整弁と、
を備える、ガスタービン燃焼器の制御装置であって、
 前記燃料ガスの発熱量、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔を含む燃料噴射ノズルにおけるノズル差圧、前記燃料ガスの流速、又は、前記ガスタービン燃焼器で生成された燃焼ガスが供給されるガスタービンの負荷の少なくとも1つを含む前記ガスタービンの運転状態を取得するための運転状態取得部と、
 前記運転状態に基づいて、前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御するための制御部と、
を備える。
 本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン燃焼器の制御方法は、上記課題を解決するために、
 燃焼室で混合された燃料ガス及び空気を前記燃焼室の上流側に配置されたバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器において、
 前記バーナは、
 前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第1燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第2燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、前記空気を前記燃焼室に噴出するための第1空気噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔に供給される前記第1燃料ガスの流量を調整するための第1流量調整弁と、
 前記第2燃料ガス噴孔に供給される前記第2燃料ガスの流量を調整するための第2流量調整弁と、
を備える、ガスタービン燃焼器の制御方法であって、
 前記燃料ガスの発熱量、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔を含む燃料噴射ノズルにおけるノズル差圧、前記燃料ガスの流速、又は、前記ガスタービン燃焼器で生成された燃焼ガスが供給されるガスタービンの負荷の少なくとも1つを含む前記ガスタービンの運転状態を取得する工程と、
 前記運転状態に基づいて、前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御する工程と、
を備える。
 本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン燃焼器の始動方法は、上記課題を解決するために、
 燃焼室で混合された燃料ガス及び空気を前記燃焼室の上流側に配置されたバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器であって、
 前記バーナは、
 前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第1燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第2燃料ガス噴孔と、
 前記第2燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガスより発熱量が高い第3燃料ガスを噴出するための第3燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、前記空気を前記燃焼室に噴出するための第1空気噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔に供給される前記第1燃料ガスの流量を調整するための第1流量調整弁と、
 前記第2燃料ガス噴孔に供給される前記第2燃料ガスの流量を調整するための第2流量調整弁と、
 前記第3燃料ガス噴孔に供給される前記第3燃料ガスの流量を調整するための第3流量調整弁と、
を備える、ガスタービン燃焼器の始動方法であって、
 前記ガスタービン燃焼器が設けられるガスタービンの負荷が前記第1負荷値未満である場合に、前記第3燃料ガス噴孔に前記第3燃料ガスが供給されるように前記第3流量調整弁を制御するとともに、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガス及び前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御し、
 前記ガスタービンの負荷が前記第1負荷値以上であり、且つ、前記第1負荷値より大きな第2負荷値未満である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御し、
 前記ガスタービンの負荷が前記第2負荷値以上である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する。
 本開示の少なくとも一実施形態によれば、燃焼室において燃焼ガスと空気との混合を良好に行いつつ、ノズル差圧による燃焼振動を効果的に抑制可能なガスタービン燃焼器の制御装置、制御方法及び始動方法を提供できる。
第1実施形態に係るガスタービン燃焼器の全体構成図である。 図1のガスタービン燃焼器のバーナを軸方向下流側から示す図である。 図1の制御装置の内部構成を示すブロック図である。 図1の制御装置によって実施されるガスタービン燃焼器の制御方法を示すフローチャートである。 図4の燃料ガスの発熱量に対するノズル差圧又は燃料流速の振る舞いを示すグラフである。 図4のステップS103における図1のガスタービン燃焼器の動作状態を示す図である。 第2実施形態に係るガスタービン燃焼器の全体構成図である。 図7のガスタービン燃焼器のバーナを軸方向下流側から示す図である。 図7のガスタービン燃焼器の始動方法を示すフローチャートである。 図9の始動方法によって始動されるガスタービンの負荷に対するノズル差圧の振る舞いを示すグラフである。
 以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
(第1実施形態)
 図1は第1実施形態に係るガスタービン燃焼器1Aの全体構成図であり、図2は図1のガスタービン燃焼器1Aのバーナ22を軸方向下流側から示す図である。
 まず図1に示すように、ガスタービン燃焼器1Aは、燃料ガスGfと空気Gaとを混合して燃焼することにより、ガスタービンを駆動するための燃焼ガスを生成する。ガスタービン燃焼器1Aは、燃料ガスGf及び空気Gaを混合して燃焼するための燃焼室20と、燃焼室20の上流側に設けられたバーナ22とを有する。燃焼室20で混合された燃料ガスGf及び空気Gaは、バーナ22によって着火され、火炎によって燃焼されることで燃焼ガスが生成される。
 ガスタービン燃焼器1Aは、燃料ガスGfを供給するための燃料ガス供給系統10を備える。燃料ガスGfは、発熱量が比較的低い、いわゆる低カロリーガスである。本実施形態では、低カロリーガスとして、製鉄プラントにおいて製鉄時に生じる高炉ガス(BFG:Blast Furnace Gas)が用いられるが、石炭ガス化ガス、バイオマスガス等が用いられてもよい。また低カロリーガスは、発熱量が比較的高い高カロリーガスが添加されることにより、その発熱量が調整されていてもよい。高カロリーガスは、例えば、コークス炉ガス(COG:Coke Oven Gas)や液化天然ガス(LNG:Liquid Natural Gas)や都市ガス等であってもよい。
 燃料ガス供給系統10は、燃料ガスGfを供給可能な燃料ガス供給源12と、燃料ガス供給源12に接続された第1燃料ガス供給系統10a及び第2燃料ガス供給系統10bを備える。第1燃料ガス供給系統10a及び第2燃料ガス供給系統10bは、共通の燃料供給源12を有し、ガスタービン燃焼器1Aの第1燃料系統14a、及び、第2燃料系統14bに対して、それぞれ燃料ガスGfを第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2として供給可能に構成される。
 図1では、このような燃料ガス供給系統10の一構成例が示されている。具体的に説明すると、燃料ガス供給源12には、燃料ガスメインライン16の一端が接続される。燃料ガスメインライン16の他端は、第1燃料ガス供給系統10aの第1燃料ガス分岐ライン18a、及び、第2燃料ガス供給系統10bの第2燃料ガス分岐ライン18bに分岐する。第1燃料ガス分岐ライン18a及び第2燃料ガス分岐ライン18bは、それぞれガスタービン燃焼器1Aの第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bにそれぞれ接続される。
 第1燃料ガス分岐ライン18a及び第2燃料ガス分岐ライン18bには、それぞれ第1流量調整弁Vr1及び第2流量調整弁Vr2が設けられる。第1流量調整弁Vr1及び第2流量調整弁Vr2は、後述の制御装置100からの制御信号に基づいて開度が制御可能であり、第1燃料ガス供給系統10a及び第2燃料ガス供給系統10bにおける第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2の流量を独立的に調整可能である。
 またガスタービン燃焼器1Aは空気Gaを供給するための空気供給系統24を備える。空気Gaは、外部から取り入れられた大気であってもよく、不図示の圧縮機によって大気が圧縮されることで生成された圧縮空気であってもよい。
 バーナ22は、第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bを備える。第1燃料系統14aは、その下流側に第1燃料ガス噴孔24aを有し、第1燃料ガス供給系統10aの第1燃料ガス分岐ライン18aによって供給された第1燃料ガスGf1が燃焼室20に対して噴出可能である。第2燃料系統14bは、その下流側に第2燃料ガス噴孔24bを有し、第2燃料ガス供給系統10bの第2燃料ガス分岐ライン18bによって供給された第2燃料ガスGf2が燃焼室20に対して噴出可能である。
 図2に示すように、第1燃料ガス噴孔24a及び第2燃料ガス噴孔24bは、それぞれ周方向に沿って連続的に延在する略円筒形状の複数の筒部材23a、23b、23cの間に構成される。筒部材23bは筒部材23aより大きな径を有し、筒部材23cは筒部材23bより大きな径を有する。これらの筒部材23a、23b、23cは互いに同心に配置される。第1燃料ガス噴孔23aは筒部材23b及び23cの間に形成される(すなわち筒部材23bを内筒、筒部材23cを外筒として構成される)。第2燃料ガス噴孔23bは筒部材23a及び23bの間に形成される(すなわち筒部材23aを内筒、筒部材23bを外筒として構成される)。第1燃料ガス噴孔24aは第2燃料ガス噴孔24bの径方向外側に位置する。
 尚、第1燃料ガス噴孔24a及び第2燃料ガス噴孔24bには、それぞれ燃焼室20に噴出された燃料ガスが旋回流を形成するためのスワラ31a、31bが設けられていてもよい。図2では、スワラ31a、31bの一例として、傾斜した複数の板状部材が周方向に沿って配列され、隣接する板状部材の間に形成される吐出穴から燃料ガスが噴出することで燃焼室20に旋回流が形成されるようになっている。このようなスワラ31cの構成は一例に過ぎず、例えば、燃焼室20に燃料ガスを吐出するための穴の形状は、丸形状、楕円形状、四角形状、環形状等であってもよい。
 尚、第1燃料ガス噴孔24a及び第2燃料ガス噴孔24bの流路面積の大小関係は限定されないが、例えば、第1燃料ガス噴孔24aは、第2燃料ガス噴孔24bより大きな流路面積を有してもよい。この場合、第1空気噴孔24cに近い第1燃料ガス噴孔24aから噴出される第1燃料ガスGf1の流量が、第1空気噴孔24cから遠い第2燃料ガス噴孔24bから噴出される第2燃料ガスGf2の流量より多くなり、第1空気噴孔24cから噴出される空気Gaとの混合を促進しやすくできる。
 尚、噴孔の流路面積とは、噴口の出口部分(燃焼室20側)の断面積、若しくは、噴孔を構成する内筒及び外筒間のうち最も狭くなる部分における断面積を意味する。
 またバーナ22は、空気供給系統24から供給された空気Gaを燃焼室20に噴出するための第1空気噴孔24cを備える。このような第1空気噴孔24cは、第1燃料ガス噴孔24aより径方向外側に設けられる。本実施形態では、第1空気噴孔24cは第1燃料ガス噴孔24aより径方向外側に隣接するように設けられる。これにより、第1燃料ガス噴孔24aと第1空気噴孔24cとの距離が近くなり、第1燃料ガス噴孔24aから噴出される第1燃料ガスGf1と、第1空気噴孔24cから噴出される空気Gaとを、燃焼室20で良好に混合できる。
 また第1空気噴孔24cが第1燃料ガス噴孔24a及び第2燃料ガス噴孔24bより径方向外側に設けられることにより、第1空気噴孔24cとバーナ22より下流側にある燃焼室20の内壁20aとの距離が小さくなる。そのため、第1空気噴孔24cから噴出される空気によって燃焼室20の内壁20aの冷却を促進でき、燃焼室20を構成する内壁温を効果的に低下できる。
 第1空気噴孔24cは、図2に示すように、周方向に沿って連続的に延在する略円筒形状の筒部材23c及び23dの間に構成される(すなわち筒部材23cを内筒、筒部材23dを外筒として構成される)。筒部材23dは筒部材23cより大きな径を有し、これら筒部材23c及び23dは互いに同心に配置される。このように構成される第1空気噴孔24cは第1燃料ガス噴孔24aに対して隣接して径方向外側に設けられる。これにより、構造の複雑化を避けつつ、径方向内側に位置する第1燃料ガス噴孔24a及び第2燃料ガス噴孔24bから噴出される第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2に対して、第1空気噴孔24cから噴出された空気を良好に混合させることができる。特に、第1空気噴孔24cは第1燃料ガス噴孔24aより径方向外側に設けられることで、第1空気噴孔24cと第1燃料ガス噴孔24aとの距離が近くなり、第1燃料ガス噴孔24aから噴出される第1燃料ガスGf1に対して、良好に空気Gaを混合できる。また周方向に沿って連続的に延在する筒部材23c及び23dの間に第1空気噴孔24cを設けることで、燃焼室20を構成する内壁に20a対しても広い範囲において、第1空気噴孔24cから噴出される空気Gaによる冷却が可能となる。
 尚、第1空気噴孔24cには、燃焼室20に噴出された空気が旋回流を形成するためのスワラ31cが設けられていてもよい。図2では、スワラ31cの一例として、傾斜した複数の板状部材が周方向に沿って配列され、隣接する板状部材の間に形成される吐出穴から空気が噴出することで燃焼室20に旋回流が形成されるようになっている。このようなスワラ31cの構成は一例に過ぎず、例えば、燃焼室20に空気を吐出するための穴の形状は、丸形状、楕円形状、四角形状、環形状等であってもよい。
 上記構成を有するガスタービン燃焼器1Aは、ガスタービン燃焼器1Aのコントロールユニットである制御装置100からの制御信号に基づいて動作可能である。制御装置100は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。尚、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等である。
 図3は図1の制御装置100の内部構成を示すブロック図である。制御装置100は、
運転状態取得部102と、制御部104とを備える。
 運転状態取得部102は、ガスタービン燃焼器1Aの運転状態を取得するための構成である。運転状態取得部102で取得される運転状態には、少なくとも燃料ガスの発熱量C、又は、ガスタービン1の負荷を含む。
 制御部104は、運転状態取得部102で取得された運転状態に含まれる燃料ガスの発熱量C、又は、ガスタービン燃焼器1Aで生成された燃焼ガスが供給されるガスタービンの負荷Lの少なくとも一方に基づいて、燃料ガス供給系統10に設けられた各弁を制御するための構成である。以下、制御部104による各弁の制御方法について具体的に説明する。図4は図1の制御装置100によって実施されるガスタービン燃焼器1Aの制御方法を示すフローチャートであり、図5は図4の燃料ガスGfの発熱量Cに対するノズル差圧ΔP又は燃料流速の振る舞いを示すグラフであり、図6は図4のステップS103における図1のガスタービン燃焼器1Aの動作状態を示す図である。
 運転状態取得部102は、ガスタービン燃焼器1Aの運転状態を取得する(ステップS100)。ステップS100で取得される運転状態には、前述のように、少なくとも燃料ガスの発熱量C、ノズル差圧ΔP(第1燃料ガス噴孔24a及び第2燃料ガス噴孔24bを含む燃料噴射ノズルにおける差圧)、燃料ガスの流速、又は、ガスタービン燃焼器1Aで生成された燃焼ガスによって駆動されるガスタービン(不図示)の負荷Lの少なくとも1つが含まれる。
 続いて制御部104は、ステップS100で取得した運転状態に基づいて、所定の運転条件を満たすか否かを判定する(ステップS101)。ステップS101では、ステップS100で取得された運転状態に含まれる少なくとも1つのパラメータについて、運転条件として予め設定された閾値を満たすか否かが判定される。本実施形態では、一例として、運転条件に含まれるパラメータの1つである燃料ガスGfの発熱量Cに着目し、ステップS101では、燃料ガスGfの発熱量Cが閾値Cref未満であるか否かが判定される。
 運転状態が所定の運転条件を満たす場合(ステップS101:YES)、制御部104は、第1燃料ガス噴孔24aに第1燃料ガス供給系統10aから第1燃料ガスGf1が供給されるように第1流量調整弁Vr1を制御するとともに、第2燃料ガス噴孔24bに第2燃料ガス供給系統10bから第2燃料ガスGf2が供給されるように第2流量調整弁Vr2を制御する(ステップS102)。すなわちステップS102では、ガスタービン燃焼器1Aが有する2つの燃料系統の両方(第1燃料系統14a及び第2燃料系統14b)に対して燃料ガスGfが供給されるように、燃料ガス供給系統10の各弁が制御される。
 このように運転状態が所定の運転条件を満たす場合、ステップS102において、第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bには第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2がそれぞれ供給される。この場合、燃料ガスの発熱量Cとノズル差圧ΔP又は燃料流速との関係は、図5のラインK1で示されるように、ノズル差圧ΔP又は燃料流速は燃料ガスGfの発熱量Cが増加するに従って減少するように変化する。このように燃料ガスGfの発熱量Cが比較的小さい場合、燃焼室20に対する燃料ガスGfの供給路におけるノズル差圧ΔP又は燃料流速が増加することで燃焼振動が生じやすくなるが、このように第1燃料ガス噴孔24a及び第2燃料ガス噴孔24bの両方から燃焼室20に燃料ガスGfを噴出することで、燃料ガスGfの流路面積を増加させてノズル差圧ΔP又は燃料流速を抑制し、第2燃焼振動発生領域Bにおける燃焼振動の発生を好適に回避できる。
 一方、運転状態が所定の運転条件を満たさない場合(ステップS101:NO)、制御部104は、第1燃料ガス噴孔24aに第1燃料ガス供給系統10aから第1燃料ガスGf1が供給されるように第1流量調整弁Vr1を制御するとともに、第2燃料ガス噴孔24bに第2燃料ガス供給系統10bからの第2燃料ガスGf2の供給が停止されるように第2流量調整弁Vr2を制御する(ステップS103)。すなわちステップS103では、図6に示すように、ガスタービン燃焼器1Aが有する2つの燃焼系統のうち、径方向外側にある第1燃料系統14aのみに対して燃料ガス(第1燃料ガスGf1)が供給されるように、燃料ガス供給系統10の各弁が制御される。
 このように運転状態が所定の運転条件を満たさない場合、ステップS103において、第1燃料系統14aのみに対して第1燃料ガスGf1が供給される。この場合、燃料ガスの発熱量Cとノズル差圧ΔP又は燃料流速との関係は、図5のラインK2で示されるように、ノズル差圧ΔP又は燃料流速は燃料ガスGfの発熱量Cが増加するに従って減少するように変化する点で前述のラインK1と類似するが、第2燃料系統14bに対する第2燃料ガスGf2の供給が停止されることで燃料ガスGfの流路面積が減少することにより、ラインK1に比べて高圧側にシフトする。燃料ガスGfの発熱量が比較的大きい場合、燃焼室20に対する燃料ガスGfの供給路におけるノズル差圧ΔP又は燃料流速が減少して第1燃焼振動発生領域で燃焼振動が生じやすくなるが、このように第1燃料ガス噴孔24aのみから燃焼室20に燃料ガスGfを噴出することで、燃料ガスGfの流路面積を減少させてノズル差圧を増加し、帯域(第1燃焼振動発生領域)における燃焼振動の発生を好適に回避できる。
 また、この場合、第1空気噴孔24cに近い第1燃料ガス噴孔24aから燃料ガスの噴出を行うことで、第1燃料ガス噴孔24aからの第1燃料ガスGf1と第1空気噴孔24cからの空気Gaとを好適に混合させ、良好に燃焼させることができる。
 また運転条件として規定される閾値Crefは、発熱量Cが比較的小さいラインK1で示される状態と、発熱量Cが比較的大きいラインK2で示される状態とが、それぞれ第1燃焼振動発生領域A及び第2燃焼振動発生領域Bとを回避し、安全運転領域に収まるように設定される。すなわち燃料ガスの発熱量Cの閾値Crefに対する大小に応じて、図1に示されるように第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bの両方に燃料ガスを供給される状態と、図6に示されるように第1燃料系統14aのみに燃料ガスを供給される状態とを切り替えることで、第1燃焼振動発生領域A及び第1燃焼振動発生領域Aとは異なる第2燃焼振動発生領域Bを好適に回避し、ガスタービン燃焼器1Aの運転状態を燃焼振動が発生しない安定した状態に維持できる。
 このように上記制御により、燃料ガスGfが有する発熱量が変動する場合においても、燃料ガスGfの発熱量Cに基づいて、燃料ガスGfの供給先として、第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bを切り替えるように選択することで、広範囲の発熱量Cを有する燃料ガスGfに対して、燃焼振動を適切に回避可能なガスタービン燃焼器1Aの制御が可能となる。
 上記実施形態では、ステップS101で判定対象となるパラメータとして燃料ガスGfの発熱量Cを用いたが、これに代えて、ステップS100で取得した運転状態に含まれる他のパラメータであるノズル差圧ΔPを用いてもよい。この場合、ステップS101では、ノズル差圧ΔPが予め設定されたノズル差圧ΔPに対応する閾値以上であるか否かが判定される。ノズル差圧ΔPが閾値以上である場合(ステップS101:YES)、ステップS102が実施されることにより、第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bには第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2がそれぞれ供給される。これにより、燃料ガスGfの燃料ガスGfの流路面積を増加させてノズル差圧ΔPを抑制し、第2燃焼振動発生領域Bにおける燃焼振動の発生を好適に回避できる。一方、ノズル差圧ΔPが閾値未満である場合(ステップS100:NO)、ステップS103が実施されることにより、第1燃料系統14aのみに対して第1燃料ガスGf1が供給される。これにより、燃料ガスGfの流路面積を減少させてノズル差圧ΔPを増加し、第1燃焼振動発生領域Aにおける燃焼振動の発生を好適に回避できる。
 また他の実施形態では、運転状態に含まれるパラメータとして燃料ガスGfの流速を用いてもよい。燃料ガスGfの流速は、ノズル孔からの吐出位置における流速である。この場合、ステップS101では燃料ガスGfの流速が予め設定された流速に対応する閾値以上であるか否かが判定される。燃料ガスGfの流速が閾値以上である場合(ステップS101:YES)、ステップS102が実施されることにより、第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bには第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2がそれぞれ供給される。これにより、燃料ガスGfの燃料ガスGfの流路面積を増加させてノズル差圧を抑制し、第2燃焼振動発生領域Bにおける燃焼振動の発生を好適に回避できる。一方、燃料ガスGの流速が閾値未満である場合(ステップS101:NO)、ステップS103が実施されることにより、第1燃料系統14aのみに対して第1燃料ガスGf1が供給される。これにより、燃料ガスGfの流路面積を減少させてノズル差圧を増加し、第1燃焼振動発生領域Aにおける燃焼振動の発生を好適に回避できる。
(第2実施形態)
 続いて第2実施形態に係るガスタービン燃焼器1Bについて説明する。図7は第2実施形態に係るガスタービン燃焼器1Bの全体構成図であり、図8は図7のガスタービン燃焼器1Bのバーナ22を軸方向下流側から示す図である。
 尚、以下の説明では、ガスタービン燃焼器1Bのうち前述のガスタービン燃焼器1Aに対応する構成には共通する符号を付し、特段の記載がない限りにおいて、重複する記載は適宜省略する。
 ガスタービン燃焼器1Bは、第3燃料ガスGf3を供給するための第3燃料ガス供給系統10cを更に備える。第3燃料ガスGf3は、前述の燃料ガスGf(第1燃料ガスGf1又は第2燃料ガスGf2)より高い発熱量を有し、例えば、液化天然ガス(LNG:Liquid Natural Gas)である。第3燃料ガス供給系統10cは、第3燃料ガスGf3を供給可能な第3燃料ガス供給源33から、ガスタービン燃焼器1Bの第3燃料系統14cに対して第3燃料ガスGf3を供給可能に構成される。
 図7に示す構成例では、第3燃料ガス供給系統10cは、第3燃料ガス供給源33と第3燃料系統14cとを接続する第3燃料ガス供給ライン34と、第3燃料ガス供給ライン34上に設けられた第3流量調整弁Vr3とを有する。第3流量調整弁Vr3は制御装置100からの制御信号に基づいて開度が制御可能であり、第3燃料ガス供給ライン34における第3燃料ガスGf3の流量を調整可能である。
 バーナ22は、第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bに加え、第3燃料系統14cを備える。第3燃料系統14cは、その下流側に第3燃料ガス噴孔24dを有し、第3燃料ガス供給系統10cの第3燃料ガス供給ライン34によって供給された第3燃料ガスGf3が燃焼室20に対して噴出可能である。第3燃料ガス噴孔24dは、第2燃料ガス噴孔24bより径方向内側に配置され、例えばガスタービン燃焼器1Bを始動する際に、第3燃料ガス噴孔24dから第3燃料ガスGf3を噴出させることで、発熱量が低い燃料ガスを取り扱うガスタービン燃焼器1Bにおいて、始動時の着火性を効果的に向上できる。
 図8に示すように、第3燃料ガス噴孔24dは、それぞれ周方向に沿って連続的に延在する略円筒形状の筒部材23eによって構成される(すなわち第3燃料ガス噴孔24dは筒部材23eを外筒として構成される)。第3燃料ガス噴孔24dは、前述の第1燃料ガス噴孔24a及び第2燃料ガス噴孔24bと互いに同心に設けられ、第2燃料ガス噴孔24bの径方向内側に位置する。
 尚、図8では図示を省略しているが、第3燃料ガス噴孔24dにもスワラが設けられてもよい。
 またバーナ22は、図7に示すように、空気供給系統24から供給された空気Gaを燃焼室20に噴出するための第2空気噴孔24eを備える。このような第2空気噴孔24eは、第2燃料ガス噴孔24bより径方向内側、且つ、第3燃料ガス噴孔24dより径方向外側に設けられる(言い換えると、図8に示すように、第2空気噴孔24eは、軸方向から見て、第2燃料ガス噴孔24b及び第3燃料ガス噴孔24dの間に設けられる)。第2燃料ガス噴孔24bより径方向内側に設けられる第3燃料ガス噴孔24dは、第1燃料ガス噴孔24aより径方向外側に設けられた第1空気噴孔24cと距離が離れているため、第3燃料ガス噴孔24dからの第3燃料ガスGf3は第1空気噴孔24cからの空気と混合しにくいが、第2燃料ガス噴孔24bと第3燃料ガス噴孔24dとの間に第2空気噴孔24eを設けることで、第3燃料ガス噴孔24dからの第3燃料ガスGf3を第2空気噴孔24eからの空気と良好に混合できる。これにより、例えばガスタービン燃焼器1Bの始動時に第3燃料ガス噴孔24dから第3燃料ガスGf3を噴出させる際に、第3燃料ガスGf3を効果的に燃焼できる。
 また第2空気噴孔24eもまた、図8に示すように、周方向に沿って連続的に延在する略円筒形状の筒部材23a、23eの間に構成される(すなわち筒部材23aを外筒、筒部材23eを内筒とした空間として形成される)。これにより、第2空気噴孔24eから噴出される空気Gaは、燃焼室20において全周にわたって第3燃料ガスGf3と混合される。また第2空気噴孔24eは、前述の第1燃料ガス噴孔24a、第2燃料ガス噴孔24b、及び、第1空気噴孔24cと同様に、周方向に沿って連続的に形成された筒部材によって構成される。
 尚、図8では図示を省略しているが、第2空気噴孔24eにもスワラが設けられてもよい。
 尚、本実施形態では、第1空気噴孔24c及び第2空気噴孔24eには共通の空気供給源(外気)から空気が供給されるように構成されるが、互いに異なる空気供給源から空気が供給されてもよい。
 上記構成を有するガスタービン燃焼器1Bは、制御装置100からの制御信号に基づいて動作可能である。制御装置100は、制御対象が前述のガスタービン燃焼器1Aである場合と同様に運転状態取得部102及び制御部104を備えるが(図3を参照)、制御部104の制御対象に、第3流量調整弁Vr3が更に含まれる点で異なる。
 図9は図7の制御装置100によって実施されるガスタービン燃焼器1Bの始動方法を示すフローチャートであり、図10は図9の始動方法によって始動されるガスタービンの負荷Lに対するノズル差圧ΔPの振る舞いを示すグラフである。
 まず停止状態にあるガスタービン燃焼器1Bが起動したか否かが判定される(ステップS200)。ガスタービン燃焼器1Bが起動すると(ステップS200:YES)、運転状態取得部102は、ガスタービン燃焼器1Bの運転状態を取得する(ステップS201)。ステップS201で取得される運転状態には、ガスタービン燃焼器1Bで生成された燃焼ガスによって駆動されるガスタービン(不図示)の負荷Lが含まれる。
 続いて制御部104は、第3燃料ガス噴孔24dに第3燃料ガスGf3が供給されるように第3流量調整弁Vr3を制御するとともに、第1燃料ガス噴孔24a及び第2燃料ガス噴孔24bに第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2の供給を停止するように第1流量調整弁Vr1及び第2流量調整弁Vr2を制御する(ステップS202)。これによりステップS202では、燃焼室20に第3燃料ガスGf3が供給される。第3燃料ガスGf3は、燃料ガスGf(第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2)に比べて発熱量が高いため着火性がよく、始動直後のバーナ22においても良好に燃焼可能である。
 このようにガスタービン燃焼器1Bの始動初期(L<L1)では、燃焼室20に第3燃料ガスGf3が供給されながら、次第にガスタービンの負荷Lが増加する。このとき、図10に示すように、ガスタービンの負荷Lが増加するにしたがって、第3燃料ガスGf3の供給量が増加することにより、第3燃料系統14cにおけるノズル差圧ΔPが次第に増加する。
 続いて制御部104は、ガスタービンの負荷Lが第1負荷値L1以上であるか否かを判定する(ステップS203)。負荷Lが第1負荷値L1未満である場合(ステップS203:NO)、処理がステップS202に戻されることで、燃焼室20に第3燃料ガスGf3のみが供給されながら負荷Lが増加させられる。一方、負荷Lが第1負荷値L1以上になると(ステップS203:YES)、制御部104は、第1燃料ガス噴孔24aに第1燃料ガスGf1が供給されるように第1流量調整弁Vr1を制御する(ステップS204)。これにより、ステップS204では、燃焼室20に第1燃料ガスGf1の供給が開始される。第1燃料ガスGf1は着火性が低いが、ステップS202で供給開始された着火性のよい第3燃料ガスGf3と混合されることで、第1燃料ガスGf1は燃焼室20において第3燃料ガスGf3とともに良好に燃焼される。このようにガスタービンの負荷Lが第1負荷値L1以上になると、第1燃料ガスGf1の供給が行われることにより、図10に示すように、第1燃料系統14aのノズル差圧ΔPが次第に増加する。
 続いて制御部104は、ガスタービンの負荷Lが第2負荷値L2以上であるか否かを判定する(ステップS205)。負荷Lが第2負荷値L2未満である場合(ステップS205:NO)、処理がステップS204に戻される。一方、負荷Lが第2負荷値L2以上になると(ステップS205:YES)、制御部104は、第1燃料ガス噴孔24aに第1燃料ガスGf1が供給されるように第1流量調整弁Vr1を制御するとともに、第2燃料ガス噴孔24bに第2燃料ガスGf2が供給されるように第2流量調整弁Vr2を制御する(ステップS206)。ステップS206では、燃焼室20には第1燃料ガスGf1に加えて第2燃料ガスGf2が供給されることで、燃焼室20において発熱量が低い燃料ガスGfの燃焼が促進される。このようにガスタービンの負荷Lが第2負荷値L2以上になると、第1燃料ガスGf1に加えて第2燃料ガスGf2の供給が行われることで燃料ガスの流路面積が増加することにより、図10に示すように、第1燃料系統14aのノズル差圧ΔPが低圧側にシフトするとともに、第2燃料系統14bのノズル差圧ΔPが次第に増加する。
 尚、第2負荷値L2は、前述のガスタービン燃焼器1Aと同様に、第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bのノズル差圧ΔPが、それぞれ第1燃焼振動発生領域A及び第2燃焼振動発生領域Bを回避するように設定されてもよい。本実施形態では、図10に示すように、負荷Lが第2負荷値L2未満の場合には燃焼室20に対して第1燃料ガスGf1が供給され、第2燃料ガスGf2が停止された状態にあるため、燃料ガスGfの流路面積が小さいため、第1燃料系統14aのノズル差圧ΔPが比較的高くなっている。一方で、負荷Lが第2負荷値L2以上の場合には燃焼室20に対して第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2が供給されることで、燃料ガスGfの流路面積が大きくなり、第1燃料系統14aのノズル差圧ΔPが低圧側にシフトする振る舞いとなり、第2燃焼振動発生領域Bが回避されるとともに、第2燃料系統14bのノズル差圧が第1燃焼振動発生領域Aを回避する立ち上がりとなっている。このように第2負荷値L2を設定することにより、第1燃料系統14a及び第2燃料系統14bノズル差圧がそれぞれ第1燃焼振動発生領域A及び第2燃焼振動発生領域Bを回避しながら、ガスタービン燃焼器1Bの始動が可能である。
 尚、図10では、ステップS202で供給が開始される第3燃料ガスGf3は、ガスタービン燃焼器1Bの始動後は継続的に供給され続ける場合が例示されているが、燃焼室20で発熱量が低い燃料ガスGfの燃焼が安定的に実施可能になった後は第3燃料ガスGf3の供給を停止してもよい。第3燃料ガスGf3は、前述のように燃焼室20における着火性を向上するために供給されるため、発熱量が低い燃料ガスGfの燃焼が可能になった場合には、第3燃料ガスGf3の供給を停止することで余分な第3燃料ガスGf3の消費を抑えることができる。
 また制御部104は、ガスタービンの負荷Lが第3負荷値L3以上である場合に、第3燃料ガスGf3の供給を停止するように第3流量調整弁Vr3を制御してもよい。第3負荷値L3は、第1負荷値L1より大きく設定されることで、次第に増加するように変化する負荷Lに対して、少なくとも第1燃料ガスGf1の供給が開始された後に、第3燃料ガスGf3の供給が停止される。
 幾つかの態様では、この第3負荷値L3は、第1負荷値L1より大きく、且つ、第2負荷値L2より小さく設定されてもよい。この場合、第3燃料ガスGf3の供給は、第1燃料ガスGf1が供給された後であって、第2燃料ガスGf2の供給が開始される前に停止される。これにより、第1燃料ガスGf1の供給が開始された後に、早いタイミングで第3燃料ガスGf3の供給が停止されるため、第3燃料ガスGf3の消費量を抑えながら、ガスタービン燃焼器1Bの始動を行うことができる。
 また幾つかの態様では、この第3負荷値L3は、第2負荷値L2より大きく設定されてもよい。この場合、第3燃料ガスGf3の供給は、第1燃料ガスGf1の供給が開始され、更に第2燃料ガスGf2の供給が開始された後に停止される。これにより、第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2の両方の供給が開始された後に、第3燃料ガスGf3の供給が停止されるため、燃料ガスGfの燃焼をより安定的に行うことができ、より的確なガスタービン燃焼器1Bの始動を行うことができる。
 このように燃焼室20に対して第1燃料ガスGf1及び第2燃料ガスGf2が供給される状態になると、制御部104は通常運転に移行し(ステップS207)、一連の始動制御が完了する。
 以上説明したように上記各実施形態によれば、ガスタービン燃焼器1Bの始動時には、ガスタービンの負荷Lが増加するに従って、燃焼室20に対して第1燃料ガスGf1、第2燃料ガスGf2及び第3燃料ガスGf3を所定の順に供給することで、発熱量が高い第3燃料ガスGf3によって着火性を改善しつつ、発熱量が低い燃料ガスの燃焼を良好に行い、ガスタービン燃焼器1Bを適切に始動できる。
  その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
 上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
(1)一態様に係るガスタービン燃焼器は、
 燃焼室で混合された燃料ガス及び空気を前記燃焼室の上流側に配置されたバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器において、
 前記バーナは、
 前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第1燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第2燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、前記空気を前記燃焼室に噴出するための第1空気噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔に供給される前記第1燃料ガスの流量を調整するための第1流量調整弁と、
 前記第2燃料ガス噴孔に供給される前記第2燃料ガスの流量を調整するための第2流量調整弁と、
を備える、ガスタービン燃焼器の制御装置であって、
 前記燃料ガスの発熱量、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔を含む燃料噴射ノズルにおけるノズル差圧、前記燃料ガスの流速、又は、前記ガスタービン燃焼器で生成された燃焼ガスが供給されるガスタービンの負荷の少なくとも1つを含む前記ガスタービンの運転状態を取得するための運転状態取得部と、
 前記運転状態に基づいて、前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御するための制御部と、
を備える。
 上記(1)の態様によれば、燃料ガス及び空気を混合・燃焼するための燃焼室に対して、燃料ガスを噴出するための噴孔として、第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔が備えられる。第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔に対する燃料ガスの供給路には、それぞれ第1流量調整弁及び第2流量調整弁が設けられる。これらの流量調整弁は、ガスタービンの運転状態に基づいて制御されることにより、燃焼室に対して燃料ガスを噴出するための噴孔として、第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔を切替可能である。これにより、ガスタービンの運転状態に応じて燃料ガスを燃焼室に供給するための流路面積を可変とすることで、燃料ガスの供給路におけるノズル差圧に応じて生じる燃焼振動を効果的に回避できる。
(2)他の態様では、上記(1)の態様において、
 前記制御部は、前記発熱量が閾値未満の場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(2)の態様によれば、燃料ガスの発熱量が閾値未満であることにより比較的小さい場合には、ガスタービン燃焼器は、第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔から燃焼室に燃料ガスが噴出されるように、第1流量調整弁及び第2流量調整弁が制御される。燃料ガスの発熱量が比較的小さい場合、燃焼室に対する燃料ガスの供給路におけるノズル差圧が増加することで第2燃焼振動発生領域において燃焼振動が生じやすくなるが、このように第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔の両方から燃焼室に燃料ガスを噴出することで、燃料ガスの流路面積を増加させてノズル差圧を抑制し、第2燃焼振動発生領域における燃焼振動の発生を好適に回避できる。
(3)他の態様では、上記(1)又は(2)の態様において、
 前記制御部は、前記発熱量が前記閾値以上の場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(3)の態様によれば、燃料ガスの発熱量が閾値以上であることにより比較的大きい場合には、ガスタービン燃焼器は、第1燃料ガス噴孔のみから燃焼室に燃料ガスが噴出されるように、第1流量調整弁及び第2流量調整弁が制御される。燃料ガスの発熱量が比較的大きい場合、燃焼室に対する燃料ガスの供給路におけるノズル差圧が減少することで第1燃焼振動発生領域で燃焼振動が生じやすくなるが、このように第1燃料ガス噴孔のみから燃焼室に燃料ガスを噴出することで、燃料ガスの流路面積を減少させてノズル差圧を増加し、第1燃焼振動発生領域における燃焼振動の発生を好適に回避できる。また、この場合、第1空気噴孔に近い第1燃料ガス噴孔から燃料ガスの噴出を行うことで、第1燃料ガス噴孔からの第1燃料ガスと第1空気噴孔からの空気とを好適に混合させ、良好に燃焼させることができる。
(4)他の態様では、上記(1)から(3)のいずれか一態様において、
 前記制御部は、前記ノズル差圧又は前記燃料ガスの流速のいずれかが閾値未満である場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(4)の態様によれば、ノズル差圧や燃料ガスの流速(燃料流速)が閾値未満である場合には、第1燃料ガス噴孔にのみ第1燃料ガスを供給し、第2燃料ガス噴孔には第2燃料ガスは供給されない。これにより、燃料ノズルに供給される燃料ガスの流路面積を減少させることで低下したノズル差圧や燃料流速を増加させ、燃焼振動の発生を好適に回避できる。
(5)他の態様では、上記(1)から(4)のいずれか一態様において、
 前記制御部は、前記ノズル差圧又は前記燃料ガスの流速のいずれかが閾値以上である場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(5)の態様によれば、ノズル差圧や燃料ガスの流速(燃料流速)が閾値以上である場合には、第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔にそれぞれ第1燃料ガス及び第2燃料ガスが供給される。これにより、燃料ノズルに供給される燃料ガスの流路面積を増加させることで増加したノズル差圧や燃料流速を減少させ、燃焼振動の発生を好適に回避できる。
(6)他の態様では、上記(1)から(5)のいずれか一態様において、
 前記ガスタービン燃焼器は、前記第2燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガスより発熱量が高い第3燃料ガスを噴出するための第3燃料ガス噴孔と、
 前記第3燃料ガス噴孔に供給される前記第3燃料ガスの流量を調整するための第3流量調整弁と、
を更に備え、
 前記制御部は、前記ガスタービンの始動時に、前記ガスタービンの負荷が第1負荷値未満である場合に、前記第3燃料ガス噴孔に前記第3燃料ガスが供給されるように前記第3流量調整弁を制御するとともに、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガス及び前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(6)の態様によれば、ガスタービン燃焼器には、第1燃料ガス噴孔や第2燃料ガス噴孔から噴出可能な燃料ガスに比べて発熱量が高い第3燃料ガスを噴出可能な第3燃料ガス噴孔が設けられる。ガスタービン燃焼器の始動時には、ガスタービンの負荷が第1閾値未満である場合には、燃焼室には第3燃料ガス噴孔から第3燃料ガスが噴出されることで、良好な着火性が得られる。
(7)他の態様では、上記(6)の態様において、
 前記制御部は、前記ガスタービンの始動時に、前記ガスタービンの負荷が前記第1負荷値以上であり、且つ、前記第1負荷値より大きな第2負荷値未満である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(7)の態様によれば、ガスタービンの負荷が第1負荷値以上になると、燃焼室には第3燃料ガスとともに第1燃料ガスが供給される。発熱量が比較的小さい第1燃料ガスは燃焼性が低いが、発熱量が比較的高い第3燃焼ガスとともに燃焼室に供給されることにより、着火性が改善され、良好に燃焼できる。
(8)他の態様では、上記(7)の態様において、
 前記制御部は、前記ガスタービンの始動時に、前記ガスタービンの負荷が前記第2負荷値以上である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(8)の態様によれば、ガスタービンの負荷が第2負荷値以上になると、第1燃料ガスとともに第2燃料ガスが供給される。このようにガスタービンの負荷がある程度大きくなると、比較的発熱量が小さい燃料ガスでも燃焼室で安定的に燃焼可能となるため、第1燃料ガスに加えて第2燃料ガスを燃焼室に供給することで、燃料ガスの良好な燃焼が可能となる。
(9)他の態様では、上記(6)から(8)のいずれか一態様において、
 前記制御部は、前記ガスタービンの負荷が前記第1負荷値より大きな第3負荷値以上である場合に、前記第3燃料ガスの供給を停止するように前記第3流量調整弁を制御する。
 上記(9)の態様によれば、第3燃料ガスは、ガスタービンの始動時に、前述のように燃焼室における着火性を向上するために供給されるため、発熱量が低い燃料ガスの燃焼が可能になった場合には、第3燃料ガスの供給を停止することで余分な第3燃料ガスの消費を抑えることができる。
(10)一態様に係るガスタービン燃焼器の制御方法は、
 燃焼室で混合された燃料ガス及び空気を前記燃焼室の上流側に配置されたバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器において、
 前記バーナは、
 前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第1燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第2燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、前記空気を前記燃焼室に噴出するための第1空気噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔に供給される前記第1燃料ガスの流量を調整するための第1流量調整弁と、
 前記第2燃料ガス噴孔に供給される前記第2燃料ガスの流量を調整するための第2流量調整弁と、
を備える、ガスタービン燃焼器の制御方法であって、
 前記燃料ガスの発熱量、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔を含む燃料噴射ノズルにおけるノズル差圧、前記燃料ガスの流速、又は、前記ガスタービン燃焼器で生成された燃焼ガスが供給されるガスタービンの負荷の少なくとも1つを含む前記ガスタービンの運転状態を取得する工程と、
 前記運転状態に基づいて、前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御する工程と、
を備える。
 上記(10)の態様によれば、燃料ガス及び空気を混合・燃焼するための燃焼室に対して、燃料ガスを噴出するための噴孔として、第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔が備えられる。第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔に対する燃料ガスの供給路には、それぞれ第1流量調整弁及び第2流量調整弁が設けられる。これらの流量調整弁は、ガスタービンの運転状態に基づいて制御されることにより、燃焼室に対して燃料ガスを噴出するための噴孔として、第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔を切替可能である。これにより、ガスタービンの運転状態に応じて燃料ガスを燃焼室に供給するための流路面積を可変とすることで、燃料ガスの供給路におけるノズル差圧に応じて生じる燃焼振動を効果的に回避できる。
(11)他の態様では、上記(10)の態様において、
 前記発熱量が前記閾値未満の場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(11)の態様によれば、燃料ガスの発熱量が閾値未満であることにより比較的小さい場合には、ガスタービン燃焼器は、第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔から燃焼室に燃料ガスが噴出されるように、第1流量調整弁及び第2流量調整弁が制御される。燃料ガスの発熱量が比較的小さい場合、燃焼室に対する燃料ガスの供給路におけるノズル差圧が増加することで燃焼振動が生じやすくなるが、このように第1燃料ガス噴孔及び第2燃料ガス噴孔の両方から燃焼室に燃料ガスを噴出することで、燃料ガスの流路面積を増加させてノズル差圧を抑制し、燃焼振動の発生を好適に回避できる。
(12)他の態様では、上記(10)又は(11)の態様において、
 前記燃料ガスの発熱量が閾値以上の場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(12)の態様によれば、燃料ガスの発熱量が閾値以上であることにより比較的大きい場合には、ガスタービン燃焼器は、第1燃料ガス噴孔のみから燃焼室に燃料ガスが噴出されるように、第1流量調整弁及び第2流量調整弁が制御される。燃料ガスの発熱量が比較的大きい場合、燃焼室に対する燃料ガスの供給路におけるノズル差圧が減少することで燃焼振動が生じやすくなるが、このように第1燃料ガス噴孔のみから燃焼室に燃料ガスを噴出することで、燃料ガスの流路面積を減少させてノズル差圧を増加し、燃焼振動の発生を好適に回避できる。また、この場合、第1空気噴孔に近い第1燃料ガス噴孔から燃料ガスの噴出を行うことで、第1燃料ガス噴孔からの第1燃料ガスと第1空気噴孔からの空気とを好適に混合させ、良好に燃焼させることができる。
(13)一態様に係るガスタービン燃焼器の始動方法は、
 燃焼室で混合された燃料ガス及び空気を前記燃焼室の上流側に配置されたバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器であって、
 前記バーナは、
 前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第1燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第2燃料ガス噴孔と、
 前記第2燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガスより発熱量が高い第3燃料ガスを噴出するための第3燃料ガス噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、前記空気を前記燃焼室に噴出するための第1空気噴孔と、
 前記第1燃料ガス噴孔に供給される前記第1燃料ガスの流量を調整するための第1流量調整弁と、
 前記第2燃料ガス噴孔に供給される前記第2燃料ガスの流量を調整するための第2流量調整弁と、
 前記第3燃料ガス噴孔に供給される前記第3燃料ガスの流量を調整するための第3流量調整弁と、
を備える、ガスタービン燃焼器の始動方法であって、
 前記ガスタービン燃焼器が設けられるガスタービンの負荷が前記第1負荷値未満である場合に、前記第3燃料ガス噴孔に前記第3燃料ガスが供給されるように前記第3流量調整弁を制御するとともに、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガス及び前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御し、
 前記ガスタービンの負荷が前記第1負荷値以上であり、且つ、前記第1負荷値より大きな第2負荷値未満である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御し、
 前記ガスタービンの負荷が前記第2負荷値以上である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する。
 上記(13)の態様によれば、ガスタービンの始動時に、ガスタービンの負荷が増加するに従って、燃焼室に対して第1燃料ガス、第2燃料ガス及び第3燃料ガスを所定の順に供給することで、発熱量が高い第3燃料ガスによって着火性を改善しつつ、発熱量が低い燃料ガスの燃焼を良好に行い、ガスタービン燃焼器を適切に始動できる。
1A,1B ガスタービン燃焼器
10 燃料ガス供給系統
10a 第1燃料ガス供給系統
10b 第2燃料ガス供給系統
10c 第3燃料ガス供給系統
12 燃料ガス供給源
14a 第1燃料系統
14b 第2燃料系統
14c 第3燃料系統
16 燃料ガスメインライン
18a 第1燃料ガス分岐ライン
18b 第2燃料ガス分岐ライン
20 燃焼室
20a 内壁
22 バーナ
24 空気供給系統
24a 第1燃料ガス噴孔
24b 第2燃料ガス噴孔
24c 第1空気噴孔
24d 第3燃料ガス噴孔
24e 第2空気噴孔
31a~31d スワラ
33 第3燃料ガス供給源
34 第3燃料ガス供給ライン
100 制御装置
102 運転状態取得部
104 制御部
A 第1燃焼振動発生領域
B 第2燃焼振動発生領域
Ga 空気
Gf 燃料ガス
Gf1 第1燃料ガス
Gf2 第2燃料ガス
Gf3 第3燃料ガス
Vr1 第1流量調整弁
Vr2 第2流量調整弁
Vr3 第3流量調整弁

Claims (13)

  1.  燃焼室で混合された燃料ガス及び空気を前記燃焼室の上流側に配置されたバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器において、
     前記バーナは、
     前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第1燃料ガス噴孔と、
     前記第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第2燃料ガス噴孔と、
     前記第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、前記空気を前記燃焼室に噴出するための第1空気噴孔と、
     前記第1燃料ガス噴孔に供給される前記第1燃料ガスの流量を調整するための第1流量調整弁と、
     前記第2燃料ガス噴孔に供給される前記第2燃料ガスの流量を調整するための第2流量調整弁と、
    を備える、ガスタービン燃焼器の制御装置であって、
     前記燃料ガスの発熱量、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔を含む燃料噴射ノズルにおけるノズル差圧、前記燃料ガスの流速、又は、前記ガスタービン燃焼器で生成された燃焼ガスが供給されるガスタービンの負荷の少なくとも1つを含む前記ガスタービンの運転状態を取得するための運転状態取得部と、
     前記運転状態に基づいて、前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御するための制御部と、
    を備える、ガスタービン燃焼器の制御装置。
  2.  前記制御部は、前記発熱量が閾値未満の場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する、請求項1に記載のガスタービン燃焼器の制御装置。
  3.  前記制御部は、前記発熱量が前記閾値以上の場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御する、請求項1又は2に記載のガスタービン燃焼器。
  4.  前記制御部は、前記ノズル差圧又は前記燃料ガスの流速のいずれかが閾値未満である場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御する、請求項1又は2に記載のガスタービン燃焼器。
  5.  前記制御部は、前記ノズル差圧又は前記燃料ガスの流速のいずれかが閾値以上である場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する、請求項1又は2に記載のガスタービン燃焼器の制御装置。
  6.  前記ガスタービン燃焼器は、前記第2燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガスより発熱量が高い第3燃料ガスを噴出するための第3燃料ガス噴孔と、
     前記第3燃料ガス噴孔に供給される前記第3燃料ガスの流量を調整するための第3流量調整弁と、
    を更に備え、
     前記制御部は、前記ガスタービンの始動時に、前記ガスタービンの負荷が第1負荷値未満である場合に、前記第3燃料ガス噴孔に前記第3燃料ガスが供給されるように前記第3流量調整弁を制御するとともに、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガス及び前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御する、請求項1又は2に記載のガスタービン燃焼器の制御装置。
  7.  前記制御部は、前記ガスタービンの始動時に、前記ガスタービンの負荷が前記第1負荷値以上であり、且つ、前記第1負荷値より大きな第2負荷値未満である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御する、請求項6に記載のガスタービン燃焼器の制御装置。
  8.  前記制御部は、前記ガスタービンの始動時に、前記ガスタービンの負荷が前記第2負荷値以上である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する、請求項7に記載のガスタービン燃焼器の制御装置。
  9.  前記制御部は、前記ガスタービンの負荷が前記第1負荷値より大きな第3負荷値以上である場合に、前記第3燃料ガスの供給を停止するように前記第3流量調整弁を制御する、請求項6に記載のガスタービン燃焼器。
  10.  燃焼室で混合された燃料ガス及び空気を前記燃焼室の上流側に配置されたバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器において、
     前記バーナは、
     前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第1燃料ガス噴孔と、
     前記第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第2燃料ガス噴孔と、
     前記第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、前記空気を前記燃焼室に噴出するための第1空気噴孔と、
     前記第1燃料ガス噴孔に供給される前記第1燃料ガスの流量を調整するための第1流量調整弁と、
     前記第2燃料ガス噴孔に供給される前記第2燃料ガスの流量を調整するための第2流量調整弁と、
    を備える、ガスタービン燃焼器の制御方法であって、
     前記燃料ガスの発熱量、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔を含む燃料噴射ノズルにおけるノズル差圧、前記燃料ガスの流速、又は、前記ガスタービン燃焼器で生成された燃焼ガスが供給されるガスタービンの負荷の少なくとも1つを含む前記ガスタービンの運転状態を取得する工程と、
     前記運転状態に基づいて、前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御する工程と、
    を備える、ガスタービン燃焼器の制御方法。
  11.  前記発熱量が前記閾値未満の場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する、請求項10に記載のガスタービン燃焼器の制御方法。
  12.  前記燃料ガスの発熱量が閾値以上の場合には、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御する、請求項10又は11に記載のガスタービン燃焼器の制御方法。
  13.  燃焼室で混合された燃料ガス及び空気を前記燃焼室の上流側に配置されたバーナで燃焼可能なガスタービン燃焼器であって、
     前記バーナは、
     前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統からの第1燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第1燃料ガス噴孔と、
     前記第1燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガス供給系統からの第2燃料ガスを前記燃焼室に噴出するための第2燃料ガス噴孔と、
     前記第2燃料ガス噴孔より径方向内側に配置され、前記燃料ガスより発熱量が高い第3燃料ガスを噴出するための第3燃料ガス噴孔と、
     前記第1燃料ガス噴孔より径方向外側に配置され、前記空気を前記燃焼室に噴出するための第1空気噴孔と、
     前記第1燃料ガス噴孔に供給される前記第1燃料ガスの流量を調整するための第1流量調整弁と、
     前記第2燃料ガス噴孔に供給される前記第2燃料ガスの流量を調整するための第2流量調整弁と、
     前記第3燃料ガス噴孔に供給される前記第3燃料ガスの流量を調整するための第3流量調整弁と、
    を備える、ガスタービン燃焼器の始動方法であって、
     前記ガスタービン燃焼器が設けられるガスタービンの負荷が前記第1負荷値未満である場合に、前記第3燃料ガス噴孔に前記第3燃料ガスが供給されるように前記第3流量調整弁を制御するとともに、前記第1燃料ガス噴孔及び前記第2燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガス及び前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第1流量調整弁及び前記第2流量調整弁を制御し、
     前記ガスタービンの負荷が前記第1負荷値以上であり、且つ、前記第1負荷値より大きな第2負荷値未満である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスの供給を停止するように前記第2流量調整弁を制御し、
     前記ガスタービンの負荷が前記第2負荷値以上である場合に、前記第1燃料ガス噴孔に前記第1燃料ガスが供給されるように前記第1流量調整弁を制御するとともに、前記第2燃料ガス噴孔に前記第2燃料ガスが供給されるように前記第2流量調整弁を制御する、ガスタービン燃焼器の始動方法。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05149149A (ja) * 1991-11-29 1993-06-15 Toshiba Corp ガスタービン燃焼器
JPH0618038A (ja) * 1992-06-30 1994-01-25 Toshiba Corp ガスタービン燃焼器およびその運転方法
JPH07190370A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Hitachi Ltd ガス燃焼用ハイブリット形燃焼器
JPH08178290A (ja) * 1994-12-20 1996-07-12 Toshiba Corp ガスタービン燃料供給装置
JP2007033022A (ja) * 2005-06-24 2007-02-08 Hitachi Ltd バーナ、ガスタービン燃焼器、バーナの冷却方法及びバーナの改造方法
JP2007077866A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンの燃焼制御装置
JP2009144589A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンの制御方法およびガスタービン発電装置
JP2014052088A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器
JP2014202465A (ja) * 2013-04-10 2014-10-27 株式会社日立製作所 燃焼器
JP2015034649A (ja) * 2013-08-07 2015-02-19 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器
JP2015230120A (ja) * 2014-06-04 2015-12-21 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器
JP2016037883A (ja) * 2014-08-06 2016-03-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 流量比算出装置、これを備えている制御装置、この制御装置を備えているガスタービンプラント、流量比算出方法、及び燃料系統の制御方法
JP2017180168A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 三菱重工業株式会社 ガスタービン及びその制御方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05149149A (ja) * 1991-11-29 1993-06-15 Toshiba Corp ガスタービン燃焼器
JPH0618038A (ja) * 1992-06-30 1994-01-25 Toshiba Corp ガスタービン燃焼器およびその運転方法
JPH07190370A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Hitachi Ltd ガス燃焼用ハイブリット形燃焼器
JPH08178290A (ja) * 1994-12-20 1996-07-12 Toshiba Corp ガスタービン燃料供給装置
JP2007033022A (ja) * 2005-06-24 2007-02-08 Hitachi Ltd バーナ、ガスタービン燃焼器、バーナの冷却方法及びバーナの改造方法
JP2007077866A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンの燃焼制御装置
JP2009144589A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンの制御方法およびガスタービン発電装置
JP2014052088A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器
JP2014202465A (ja) * 2013-04-10 2014-10-27 株式会社日立製作所 燃焼器
JP2015034649A (ja) * 2013-08-07 2015-02-19 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器
JP2015230120A (ja) * 2014-06-04 2015-12-21 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器
JP2016037883A (ja) * 2014-08-06 2016-03-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 流量比算出装置、これを備えている制御装置、この制御装置を備えているガスタービンプラント、流量比算出方法、及び燃料系統の制御方法
JP2017180168A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 三菱重工業株式会社 ガスタービン及びその制御方法

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