JPH0282019A - Combustion method in gas turbine combustion unit - Google Patents
Combustion method in gas turbine combustion unitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
この発明は、ガスタービン燃焼器、特に触媒燃焼を用い
たガスタービン燃焼器における燃焼方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a combustion method in a gas turbine combustor, particularly a gas turbine combustor using catalytic combustion.
(従来の技術)
一般に、ガスタービンは航空機用エンジンや発電システ
ムなどに使用されているが、ガスタービン発電システム
に用いられている燃焼器では、従来から燃料と空気との
混合気を、スパークプラグなどを用いて着火して燃焼さ
せている。このような燃焼器の一例を第4図に示す。図
において、第1の燃料ノズル1から噴射された燃料が、
図示しないコンプレッサから供給される矢印で示す燃焼
用空気3と混合して、スパークプラグ5によって着火し
燃焼する。そして、燃焼した気体すなわち燃焼ガスには
、その下流側で冷却空気7及び希釈空気9が加えられて
、所定のタービン入口温度まで冷却、希釈された後、タ
ービンノズル11がらガスタービン内に噴射される。符
号13にて示すものはスワラ−である。(Prior art) Gas turbines are generally used in aircraft engines, power generation systems, etc., but in the combustor used in gas turbine power generation systems, the mixture of fuel and air has traditionally been pumped into the spark plug. It is used to ignite and burn. An example of such a combustor is shown in FIG. In the figure, the fuel injected from the first fuel nozzle 1 is
The mixture is mixed with combustion air 3 shown by an arrow supplied from a compressor (not shown), ignited by the spark plug 5, and combusted. Cooling air 7 and dilution air 9 are added to the combusted gas, that is, the combustion gas, on the downstream side, and after cooling and diluting it to a predetermined turbine inlet temperature, it is injected into the gas turbine through the turbine nozzle 11. Ru. What is indicated by reference numeral 13 is a swirler.
ところで、燃焼器においては、燃焼時に例えば2000
℃を越えるような高温部が存在したり、あるいは大幅な
昇温か発生するなどした場合には、多量の窒素酸化物(
NOx )が発生するが、上記従来の燃焼器においては
、定格運転時に部分的に2000℃を越える高温部が存
在するため、燃焼時に多量のNOXが発生して環境汚染
を引起こすという問題がある。このため、最近では種々
の燃焼方式が検討されており、このうち固相触媒を用い
た不均一燃焼方式(以下、触媒燃焼方式という)を説明
する。By the way, in a combustor, for example, 2000
If there is a high temperature area that exceeds ℃ or if there is a significant temperature increase, a large amount of nitrogen oxides (
However, in the above-mentioned conventional combustor, there is a high temperature part that exceeds 2000°C during rated operation, so there is a problem that a large amount of NOx is generated during combustion, causing environmental pollution. . For this reason, various combustion methods have recently been studied, and among these, a heterogeneous combustion method using a solid phase catalyst (hereinafter referred to as catalytic combustion method) will be explained.
この触媒燃焼方式は、触媒を用いることによって、通常
の燃焼器では燃焼しない稀薄な混合気を燃焼させること
ができ、このため燃焼温度をNOxが多量に発生する程
の高温に達しないようにすることが可能となる。また、
タービン入口温度も従来のものと変わりなくすることが
可能である。 第5図は、この触媒燃焼方式を採用した
燃焼器の一例を示している。この燃焼器は、触媒燃焼部
としての触媒充填部15と触媒燃焼用燃料を供給する第
2の燃料ノズル17とを備えており、第2の燃料ノズル
17上流に設けられた第1の燃料ノズル1から噴射され
た燃料が予燃焼部19にて燃焼し、この燃焼ガスが混合
部21に達すると、ここで第2の燃料ノズル1.7から
噴射された燃料が燃焼ガスと混合する。そして、この混
合気が触媒充填部15にて燃焼する。触媒充填部15に
は、通常ハニカム構造の燃焼用触媒が充填されている。This catalytic combustion method uses a catalyst to combust a lean air-fuel mixture that would not be combusted in a normal combustor, thus preventing the combustion temperature from reaching a high enough temperature to generate large amounts of NOx. becomes possible. Also,
The turbine inlet temperature can also be kept the same as in conventional systems. FIG. 5 shows an example of a combustor employing this catalytic combustion method. This combustor includes a catalyst filling section 15 as a catalytic combustion section and a second fuel nozzle 17 that supplies fuel for catalytic combustion, and a first fuel nozzle provided upstream of the second fuel nozzle 17 The fuel injected from the second fuel nozzle 1.7 is combusted in the pre-combustion section 19, and when this combustion gas reaches the mixing section 21, the fuel injected from the second fuel nozzle 1.7 is mixed with the combustion gas. Then, this air-fuel mixture is combusted in the catalyst filling section 15. The catalyst filling portion 15 is filled with a combustion catalyst that normally has a honeycomb structure.
ところが、このような触媒燃焼方式では、燃料の大部分
が触媒充填部15で燃焼するようになっているため、触
媒が高温化し、熱劣化が著しく、耐久性が低下するとい
う問題があった。また、ガスタービン入口温度の高温化
にも、触媒の耐熱性の面から対応が困難であった。However, in such a catalytic combustion method, since most of the fuel is combusted in the catalyst filling section 15, there is a problem in that the catalyst becomes hot, suffers significant thermal deterioration, and decreases durability. Furthermore, it has been difficult to cope with the increase in gas turbine inlet temperature due to the heat resistance of the catalyst.
そこで、本出願人は、触媒充填部では必要燃料の一部を
燃焼するたけとし、触媒の下流に更に燃料を供給し、そ
の部分て気相燃焼(非触媒的な燃焼)を起こすことによ
って、定格運転時でのNOxの低減と共に、触媒の温度
を従来より低く維持して、触媒の耐久性を向上させた触
媒燃焼方式を既に提案している。Therefore, the present applicant has decided to burn only a part of the necessary fuel in the catalyst filling section, further supply fuel downstream of the catalyst, and cause gas phase combustion (non-catalytic combustion) in that part. We have already proposed a catalytic combustion method that not only reduces NOx during rated operation but also maintains the temperature of the catalyst lower than before, improving the durability of the catalyst.
(発明が解決しようとする課題)
ところで、触媒燃焼が起こるためには、触媒へ供給する
燃料と空気との混合気の温度をある程度高める必要があ
る。しかしながら、燃焼器の起動時においては定格運転
時に比べて燃焼器入口空気温度が低いため、その分子燃
焼部で大幅に昇温させる必要があり、したがって多量の
NOxが発生することとなる。(Problems to be Solved by the Invention) Incidentally, in order for catalytic combustion to occur, it is necessary to increase the temperature of the mixture of fuel and air supplied to the catalyst to some extent. However, since the combustor inlet air temperature is lower when the combustor is started than during rated operation, it is necessary to significantly raise the temperature in the molecular combustion section, resulting in a large amount of NOx being generated.
そこでこの発明は、定格運転時のみならず起動時におい
てもNOXの発生を抑え、かつ触媒の耐久性を向上させ
たガスタービン燃焼器における燃焼方法の提供を目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a combustion method in a gas turbine combustor that suppresses the generation of NOx not only during rated operation but also during startup, and improves the durability of the catalyst.
(課題を解決するための手段)
前述した課題を解決するためにこの発明は、予燃焼部で
燃焼した燃焼ガスに混合部にて空気と燃料とを供給して
燃料混合体を形成し、この燃料混合体を触媒燃焼部にて
燃焼させ、この触媒燃焼部で燃え残った燃料混合体に気
相、熱焼部にて燃料を混合して気相燃焼させ、この気相
燃焼部にょる燃焼ガスに希釈部にて空気を供給するよう
にしたガスタービン燃焼器における燃焼方法において、
前記燃焼器の起動時に、前記予燃焼部と気相燃焼部との
双方に燃料を供給して燃焼させ、タービンの運転に伴っ
て燃焼器入口温度が上昇し、触媒入口温度が触媒燃焼可
能な温度に達したら、前記混合部に燃料を供給して触媒
燃焼させるようにした。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention supplies air and fuel in a mixing part to the combustion gas combusted in a pre-combustion part to form a fuel mixture. The fuel mixture is combusted in the catalytic combustion section, the unburnt fuel mixture is mixed with the gas phase in the catalytic combustion section, and the fuel is mixed in the thermal sintering section and combusted in the gas phase. In a combustion method in a gas turbine combustor in which air is supplied to gas in a dilution section,
When the combustor is started, fuel is supplied to both the pre-combustion section and the gas-phase combustion section to cause combustion, and as the turbine operates, the combustor inlet temperature rises and the catalyst inlet temperature reaches a level at which catalytic combustion is possible. Once the temperature was reached, fuel was supplied to the mixing section for catalytic combustion.
(作用)
まず、予燃焼部と触媒下流の気相燃焼部との双方に燃料
を供給して燃焼させる。このとき、予燃焼部では触媒の
燃焼温度まで大幅に昇温させる必要はなく、したがって
予燃焼部でのNOXの生成は少ないものとなっている。(Function) First, fuel is supplied to both the pre-combustion section and the gas-phase combustion section downstream of the catalyst to cause combustion. At this time, there is no need to significantly raise the temperature to the combustion temperature of the catalyst in the pre-combustion section, and therefore the generation of NOx in the pre-combustion section is small.
その後、タービンの運転に伴って燃焼器入口温度が上昇
し、触媒入口温度が触媒燃焼可能な温度に達したら、混
合部に燃料を供給して触媒燃焼させる。Thereafter, as the turbine operates, the combustor inlet temperature rises, and when the catalyst inlet temperature reaches a temperature that allows catalytic combustion, fuel is supplied to the mixing section to cause catalytic combustion.
(実施例)
以下、第1図ないし第3図に基づいてこの発明の一実施
例を説明する。(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3.
第1図はガスタービン燃焼器の断面図であり、この燃焼
器は外筒23と内筒25とを有し、この両者間に図示し
ないコンプレッサからの圧縮空気が流入する環状の空間
27が形成されている。内筒25の周囲には、空気流通
孔29がその略全長にわたって複数設けられている。そ
して、内筒25の上流端にはスワラ−13を介して第1
の燃料ノズル1が設けられ、第1の燃料ノズル1は第1
の流量調整バルブ31によって供給燃料が調整される。FIG. 1 is a sectional view of a gas turbine combustor. This combustor has an outer cylinder 23 and an inner cylinder 25, between which an annular space 27 is formed into which compressed air from a compressor (not shown) flows. has been done. A plurality of air circulation holes 29 are provided around the inner cylinder 25 over substantially its entire length. The upstream end of the inner cylinder 25 is provided with a first
fuel nozzles 1 are provided, and the first fuel nozzle 1 is a first fuel nozzle 1.
The supplied fuel is adjusted by a flow rate adjustment valve 31 .
混合部21に燃料を供給する第2の燃料ノズル17は、
第2の流量調整バルブ33によって供給燃料が調整され
る。The second fuel nozzle 17 that supplies fuel to the mixing section 21 is
The second flow rate regulating valve 33 regulates the supplied fuel.
一方、内筒25の下流側端部には触媒充填部15が設け
られ、触媒充填部15の直下流には第3の燃料ノズル3
5及びスパークプラグ37がそれぞれ設けられている。On the other hand, a catalyst filling section 15 is provided at the downstream end of the inner cylinder 25, and a third fuel nozzle 3 is provided immediately downstream of the catalyst filling section 15.
5 and a spark plug 37 are provided, respectively.
この触媒充填部15の直下流が気相燃焼部3つとなるが
、この気相燃焼部3つの通路径は内筒25の通路径より
大きくなっている。第3の燃料ノズル35は第3の流量
調整バルブ41によって供給燃料が調整される。更に、
内筒25とタービンへ燃料ガスを噴出させるタビンノズ
ル11との間の燃焼ガス案内部43には、冷却空気通路
45が開口しており、この部位が希釈部47となる。冷
却空気通路45を通る空気は、バルブ4つにより流量が
調整される。Immediately downstream of this catalyst filling section 15 are three gas phase combustion sections, and the passage diameters of these three gas phase combustion sections are larger than the passage diameter of the inner cylinder 25. The fuel supplied to the third fuel nozzle 35 is adjusted by a third flow rate adjustment valve 41. Furthermore,
A cooling air passage 45 is opened in the combustion gas guide section 43 between the inner cylinder 25 and the turbine nozzle 11 that injects fuel gas to the turbine, and this section becomes a dilution section 47 . The flow rate of the air passing through the cooling air passage 45 is adjusted by four valves.
このような構成のガスタービン燃焼器において、その起
動時にまず第1の燃料ノズル1から燃料を噴射し、この
燃料と図示しないコンプレッサからの空気3との混合気
を、スパークプラグ5によって、予燃焼部19にて着火
、燃焼させる。このときの燃焼ガス温度は、その後流側
の触媒充填部15での燃焼を行わないので、触媒燃焼温
度にまで上昇させる必要がなく、したがって第1の燃料
ノズル1の供給燃料をある程度絞っておく。予燃焼部1
9での燃焼ガスの昇温か抑えられているので、起動時に
おける予燃焼部でのNOxの生成は極めて少ないものと
なっている。In a gas turbine combustor having such a configuration, at the time of startup, fuel is first injected from the first fuel nozzle 1, and a mixture of this fuel and air 3 from a compressor (not shown) is pre-combusted by the spark plug 5. In section 19, the mixture is ignited and combusted. The combustion gas temperature at this time does not need to rise to the catalytic combustion temperature since combustion is not performed in the catalyst filling section 15 on the downstream side, and therefore the fuel supplied to the first fuel nozzle 1 is restricted to some extent. . Pre-combustion section 1
Since the temperature rise of the combustion gas at step 9 is suppressed, the generation of NOx in the pre-combustion section at the time of startup is extremely small.
その後、燃焼ガスは途中で内筒25内に流入する空気3
と混合し、そのままの状態で触媒充填部15を経て気相
燃焼部39に至る。気相燃焼部39では、第3の燃料ノ
ズル35から所定量の燃料を供給し、スパークプラグ3
7によって着火させ、気相燃焼させる。After that, the combustion gas flows into the inner cylinder 25 midway through the air 3.
The fuel is mixed with the gas, and in that state, it passes through the catalyst filling section 15 and reaches the gas phase combustion section 39. In the gas phase combustion section 39, a predetermined amount of fuel is supplied from the third fuel nozzle 35, and the spark plug 3
7 to ignite and burn in the gas phase.
気相燃焼部39での第3の燃料ノズル37からの供給燃
料は、可及的に均一噴射して予混合燃焼に近い状態とす
ることが望ましく、かつ燃焼温度は1500℃〜160
0℃以下となるよう第3の流量調整バルブ41によって
供給燃料を調整する必要がある。これにより、気相燃焼
部39でのNOxの生成量が抑制される。ところが、一
般的には、このような条件下での気相燃焼は困難である
か、あるいは燃焼が不安定となるが、本燃焼器では予燃
焼部1つでの燃焼により混合気の温度が高くなっている
こと、また気相燃焼部3つの通路径を内筒25の通路径
より拡大して、この拡大部に生じる循環流によって保炎
効果が生じるので、燃焼が安定化し、気相燃焼が可能と
なる。The fuel supplied from the third fuel nozzle 37 in the gas phase combustion section 39 is desirably injected as uniformly as possible to achieve a state close to premixed combustion, and the combustion temperature is 1500°C to 160°C.
It is necessary to adjust the supplied fuel using the third flow rate regulating valve 41 so that the temperature is below 0°C. Thereby, the amount of NOx produced in the gas phase combustion section 39 is suppressed. However, gas-phase combustion is generally difficult or unstable under such conditions, but in this combustor, combustion in one pre-combustion section lowers the temperature of the air-fuel mixture. In addition, the passage diameters of the three gas-phase combustion parts are enlarged compared to the passage diameter of the inner cylinder 25, and the flame-holding effect is produced by the circulation flow generated in this enlarged part, so combustion is stabilized and gas-phase combustion becomes possible.
気相燃焼部39での燃焼ガスは、その後流の希釈部47
において、ガスタービンの起動スケジュールに応じてバ
ルブ49の開閉調整を行って冷却空気の流入量を制御し
、所定の温度に設定された後タービンへ供給され、ター
ビンが運転される。The combustion gas in the gas phase combustion section 39 is transferred to a dilution section 47 downstream thereof.
In this step, the opening and closing of the valve 49 is adjusted according to the startup schedule of the gas turbine to control the inflow of cooling air, and after setting the cooling air to a predetermined temperature, it is supplied to the turbine, and the turbine is operated.
タービンの運転に伴ってコンプレッサからの吐出空気温
度が上昇し、燃焼器入口空気温度も上昇する。これに伴
って触媒充填部15の入口ガス温度も上昇し、更にバル
ブ49の調整によりこの温度は触媒燃焼が開始する温度
まで上昇する。As the turbine operates, the temperature of the air discharged from the compressor increases, and the temperature of the combustor inlet air also increases. Along with this, the inlet gas temperature of the catalyst filling section 15 also rises, and further, by adjusting the valve 49, this temperature rises to the temperature at which catalytic combustion starts.
触媒入口ガス温度が触媒燃焼が開始する温度に達したら
、・第2の流量調整バルブ33により調整した所定流量
の燃料を第2の燃料ノズル1−7から混合部21に噴射
し、これにより触媒燃焼が開始する。第2の燃料ノズル
17からの燃料供給と同時に、第3の燃料ノズル35か
らの気相燃焼部39への燃料供給量を減らし、この減ら
した量に応じて第2の燃料ノズル17による混合部21
への供給燃料を増加させる。その後はガスタービンの運
転スケジュールに応じて各部への燃料および空気の配分
を制御していく。When the catalyst inlet gas temperature reaches the temperature at which catalytic combustion starts, a predetermined flow rate of fuel adjusted by the second flow rate adjustment valve 33 is injected from the second fuel nozzle 1-7 into the mixing section 21, thereby Combustion begins. Simultaneously with the fuel supply from the second fuel nozzle 17, the amount of fuel supplied from the third fuel nozzle 35 to the gas phase combustion section 39 is reduced, and the mixing section by the second fuel nozzle 17 is 21
Increase fuel supply to. After that, the distribution of fuel and air to each part is controlled according to the gas turbine's operating schedule.
このように、燃焼器の起動時にはまず予燃焼部19及び
気相燃焼部39にて燃焼させてタービンを運転させ、タ
ービンの運転に伴って燃焼器入口温度を上昇させること
により、触媒入口温度を触媒燃焼可能な温度にまで昇温
させるようにしたので、燃焼器の起動時において予燃焼
部での大幅な上昇はなく、したがってこのときNOXの
生成量は極めて少ないものとなる。In this way, when the combustor is started, combustion is first performed in the pre-combustion section 19 and the gas-phase combustion section 39 to operate the turbine, and the combustor inlet temperature is increased as the turbine is operated, thereby reducing the catalyst inlet temperature. Since the temperature is raised to a temperature that allows catalytic combustion, there is no significant rise in the pre-combustion section when the combustor is started, and therefore the amount of NOx produced at this time is extremely small.
また、この実施例では触媒燃焼と気相燃焼とを組み合わ
せて燃焼温度がNOxが多量に発生する程の高温以下で
燃焼させることを可能にしているので、定格運転時での
NOx生成量も少ないものとなっている。したがって、
燃焼器全体としてのNOxの生成量も、従来に比べ減少
したものとなる。また、触媒燃焼後、下流側の気相燃焼
部39にて気相燃焼により完全燃焼させているので、触
媒の高温化は防止されており、その耐久性低下も防止さ
れている。In addition, in this example, catalytic combustion and gas phase combustion are combined to enable combustion at a combustion temperature below the high temperature that generates a large amount of NOx, so the amount of NOx generated during rated operation is also small. It has become a thing. therefore,
The amount of NOx produced by the combustor as a whole is also reduced compared to the conventional case. Further, after the catalytic combustion, the catalyst is completely combusted by gas phase combustion in the gas phase combustion section 39 on the downstream side, so that the catalyst is prevented from increasing in temperature and its durability is also prevented from deteriorating.
次に、このような燃焼方法の実験例を従来例と比較して
説明する。ここでは、第1図に示したような気相燃焼部
39の通路径に対する内筒25の通路径の比が1.5の
模擬燃焼器を用いた。また、燃料は天然ガス、触媒体と
しては直径100市、長さ100■の貴金属系ハニカム
触媒体とし、気相燃焼部3つへ供給する燃料ノズルは、
ノズル口径0.8mmのものを周方向8ケ所に設けた。Next, an experimental example of such a combustion method will be explained in comparison with a conventional example. Here, a simulated combustor in which the ratio of the passage diameter of the inner cylinder 25 to the passage diameter of the gas-phase combustion section 39 as shown in FIG. 1 was 1.5 was used. The fuel is natural gas, the catalyst is a precious metal honeycomb catalyst with a diameter of 100mm and a length of 100mm, and the fuel nozzles that supply the three gas phase combustion sections are as follows:
Nozzles with a diameter of 0.8 mm were provided at eight locations in the circumferential direction.
実験は大気圧条件下で行い、500℃換算で燃焼器入口
空気流速が20 ri−sと3 On+−sとの2通り
のデータをとった。The experiment was conducted under atmospheric pressure conditions, and two types of data were taken: combustor inlet air flow velocity of 20 ri-s and 3 On+-s in terms of 500°C.
その結果、燃焼器入口温度が20℃の場合、触媒燃焼が
開始する温度を450℃とすると、従来の燃焼方法のよ
うに予燃焼部のみて燃焼器入口温度を20℃から450
℃まで昇温させた場合には、流速20 m−sではNO
x生成量は16ppm、流速30 ff1−sでは同1
2111)01となった。As a result, if the combustor inlet temperature is 20°C, and the temperature at which catalytic combustion starts is 450°C, the combustor inlet temperature can be increased from 20°C to 450°C with only the pre-combustion section as in the conventional combustion method.
When the temperature is raised to ℃, NO at a flow rate of 20 m-s
x production amount is 16 ppm, same 1 at flow rate 30 ff1-s
2111)01.
一方、この発明の燃焼方法のように予燃焼部での昇温分
を100℃と固定し、気相燃焼部での断熱火炎温度とし
て1.500℃になるようにすると、燃焼器入口温度2
0℃の場合でも9つ、8%以上の燃焼効率が得られ、流
速20 m−sにて生成されたNOx量は予燃焼部で3
ppII11気相燃焼部で6ppIIl、流速30 l
l−sでは予燃焼部で2ppffl、気)目燃焼部で5
ppmとなり、燃焼器全体でのNOX生成量も、それ
ぞれ9 ppHl 、 7 ppmであった。このNO
x生成量は、燃焼器入口空気温度を350℃まで徐々に
上昇させると、第2図に示すように徐々に減少する。On the other hand, if the temperature increase in the pre-combustion section is fixed at 100°C and the adiabatic flame temperature in the gas phase combustion section is set to 1.500°C as in the combustion method of this invention, the combustor inlet temperature 2
Even at 0°C, a combustion efficiency of 8% or more was obtained, and the amount of NOx generated at a flow rate of 20 m-s was 3 in the pre-combustion section.
6ppIIl in ppII11 gas phase combustion section, flow rate 30l
In l-s, 2 ppffl in the pre-combustion section, 5 ppffl in the second combustion section
ppm, and the amount of NOX produced in the entire combustor was 9 ppHl and 7 ppm, respectively. This NO
When the combustor inlet air temperature is gradually increased to 350° C., the x production amount gradually decreases as shown in FIG. 2.
燃焼器入口空気温度が350℃に達すると、予燃焼部で
の温度上昇が100℃であることから、触媒入口温度は
450℃となり、触媒燃焼が開始する。その後、触媒上
流の混合部に燃料を供給し始め、これと同時に気相燃焼
部への燃料供給量を減少させると、すなわち触媒燃焼の
比率を高くすると、第3図に示すように、燃焼器全体で
のNOx生成量が低下する。When the combustor inlet air temperature reaches 350°C, since the temperature rise in the pre-combustion section is 100°C, the catalyst inlet temperature becomes 450°C, and catalytic combustion starts. After that, when fuel is started to be supplied to the mixing section upstream of the catalyst and at the same time the amount of fuel supplied to the gas phase combustion section is decreased, that is, when the ratio of catalytic combustion is increased, the combustor The total amount of NOx produced decreases.
以上説明してきたようにこの発明によれば、燃焼器の起
動を予燃焼部と気相燃焼部との双方のみの燃焼で行い、
その後コンプレッサの吐出空気温度の上昇により触媒入
口温度を触媒燃焼可能な温度にまで上昇させるようにし
たため、燃焼器の起動時での予燃焼部の大幅な温度上昇
が抑制され、起動時でのNowの生成量を低減させるこ
とができる。As explained above, according to the present invention, the combustor is started by combustion in both the pre-combustion section and the gas-phase combustion section,
Then, by increasing the temperature of the air discharged from the compressor, the catalyst inlet temperature was raised to a temperature that enabled catalytic combustion, which suppressed a significant temperature rise in the pre-combustion section when the combustor was started, and now The amount of produced can be reduced.
第1図はこの発明の一実施例の燃焼器の断面図、第2図
はこの発明の燃焼方法による実験結果を示す燃焼器入口
温度と燃焼器全体でのNOx生成量との相関図、第3図
は同気相燃焼と触媒燃焼とを合わせた燃焼に対する気相
燃焼の割合と燃焼器全体でのNOx生成量とのI目関図
、第4図は従来の一般的な燃焼器の断面図、第5図は触
媒燃焼を用いた従来の燃焼器の断面図である。
15・・・触媒充填部(触媒燃焼部)FIG. 1 is a cross-sectional view of a combustor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a correlation diagram between the combustor inlet temperature and the amount of NOx produced in the entire combustor, showing experimental results using the combustion method of the present invention. Figure 3 is an I-scale diagram of the ratio of gas-phase combustion to the combined combustion of gas-phase combustion and catalytic combustion and the amount of NOx produced in the entire combustor, and Figure 4 is a cross-section of a conventional general combustor. FIG. 5 is a sectional view of a conventional combustor using catalytic combustion. 15... Catalyst filling section (catalyst combustion section)
Claims (1)
を供給して燃料混合体を形成し、この燃料混合体を触媒
燃焼部にて燃焼させ、この触媒燃焼部で燃え残った燃料
混合体に気相燃焼部にて燃料を混合して気相燃焼させ、
この気相燃焼部による燃焼ガスに希釈部にて空気を供給
するようにしたガスタービン燃焼器における燃焼方法に
おいて、前記燃焼器の起動時に、前記予燃焼部と気相燃
焼部との双方に燃料を供給して燃焼させ、タービンの運
転に伴って燃焼器入口温度が上昇し、触媒入口温度が触
媒燃焼可能な温度に達したら、前記混合部に燃料を供給
して触媒燃焼させるようにしたガスタービン燃焼器にお
ける燃焼方法。Air and fuel are supplied in the mixing section to the combustion gas combusted in the pre-combustion section to form a fuel mixture, this fuel mixture is combusted in the catalytic combustion section, and the remaining fuel is removed from the catalytic combustion section. The mixture is mixed with fuel in a gas phase combustion section and burned in a gas phase.
In a combustion method in a gas turbine combustor in which air is supplied to the combustion gas from the gas-phase combustion section in a dilution section, when the combustor is started, fuel is supplied to both the pre-combustion section and the gas-phase combustion section. When the combustor inlet temperature rises as the turbine operates, and the catalyst inlet temperature reaches a temperature that allows catalytic combustion, fuel is supplied to the mixing section to cause catalytic combustion. Combustion method in turbine combustor.
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| JP63231888A JP2685830B2 (en) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | Combustion method in gas turbine combustor |
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|---|---|---|---|---|
| JPS59108829A (en) * | 1982-12-13 | 1984-06-23 | Toshiba Corp | Gas turbine combustor |
| JPS6298121A (en) * | 1985-10-25 | 1987-05-07 | Hitachi Ltd | catalytic combustor |
| JPS62218727A (en) * | 1986-03-19 | 1987-09-26 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Gas turbine combustor |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP63231888A patent/JP2685830B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS59108829A (en) * | 1982-12-13 | 1984-06-23 | Toshiba Corp | Gas turbine combustor |
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| JPS62218727A (en) * | 1986-03-19 | 1987-09-26 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Gas turbine combustor |
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