JPH06101808A - 予混合燃焼装置とその燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＮＯｘ排出量の変化を最小にし、常に低ＮＯｘ
であり、火炎安定性を良好に保つことができる燃焼装置
を提供する。 【構成】燃焼器の予混合バ−ナに流入する燃料の組成，
空気湿度と温度，空気比とから断熱火炎温度を計算し、
この計算値が予め設定した許容範囲に入るようにバ−ナ
へ供給する燃料流量或いは空気量を制御する。 【効果】断熱火炎温度とＮＯｘ排出濃度，ＣＯ濃度或い
は火炎安定性とは相関があり、断熱火炎温度に基づいて
燃焼制御を行うことにより、ＮＯｘ排出濃度が最小とな
り、火炎の失火，振動が生じない燃焼を達成することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は予混合燃焼装置及びその
燃焼制御方法に関する。また本発明は、ガスタービン発
電装置に関する。本発明の燃焼装置はボイラにも適用で
きる。本発明は気体燃料あるいは液体燃料を使用するガ
スタービン発電装置或いはその燃焼器に適用するのに特
に好適である。

【０００２】

【従来の技術】燃料と空気を異なる噴出口から供給し燃
焼室内で混合させながら燃焼させる拡散燃焼に代えて、
燃料と空気を予め混合させた後に燃焼させる予混合燃焼
が用いられつつある。

【０００３】予混合燃焼を用いることにより、燃焼の反
応領域を小さくすることができる、つまり火炎を短くす
ることができ、高負荷燃焼できる。また、燃料稀薄予混
合燃焼法を用いることにより、ＮＯｘ排出量を低減する
ことができる。このような稀薄予混合燃焼法は、ガスタ
ービンの燃焼器などで採用されつつある。

【０００４】予混合燃焼の一つの問題点は、安定に火炎
を形成できる流速範囲が狭く、逆火，吹き消えが生じや
すいことである。このため、ガスタービン燃焼器のよう
に起動から最大負荷まで燃焼量が大きく変化する燃焼器
では、負荷が変化しても燃料と空気の混合比がＮＯｘ排
出量の低い一定範囲内に保たれるような空気流量の制御
機構が必要とされており、例えば米国特許4150539 号に
記載の燃焼器では保炎器を燃焼器軸方向に移動させ、空
気流量を制御する方法が提案されている。

【０００５】こうすることにより、ガスタービンの負荷
が変化しても常に安定な予混合火炎を形成し、かつＮＯ
ｘ排出量を少なくすることは可能である。ただし、予混
合火炎の安定性とＮＯｘ排出量には、大気中の湿度，温
度，燃焼用空気の温度、及び、燃料の性状，発熱量など
も影響する。例えば、大気中の湿度が高くなるとNOx排
出量は少なくなるが、火炎安定性が低下し失火しやすく
なる。このような大気湿度変化に対応するため、特開平
2−33419号公報では大気湿度を検知し、この検知信号に
より予混合燃焼用バーナへ供給する空気量を変化させる
方法が記されている。ただし、大気湿度の変化に対して
空気量をどの程度変化させるべきかは定量的に記されて
おらず、大気湿度の変化に対する空気の変化量を定量的
に求める方法も記されていない。大気湿度は季節によ
り、地域によりかなり異なるので、大気湿度の変化に対
して空気量をどのように制御すべきかは、それぞれのガ
スタービン装置毎に、季節毎に、また、設置する地域毎
に、運転結果にもとづき決定しなければならない。ま
た、特開平2−33419号公報では燃料発熱量変化等への対
応方法は記されていないので、大気湿度と燃料発熱量等
が同時に変化したときには、空気量をどの程度変化させ
るべきか決定できない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来技
術では大気湿度変化で予混合火炎の安定性やＮＯｘ排出
量が変化するため、大気湿度変化に応じて予混合火炎の
空気比を変化させる必要があることは認識されていた
が、どの程度空気比を変化させるべきか定量的には把握
されていなかった。また、空気比変化量を定量的に把握
するための手法も提示されていなかった。さらに、大気
湿度と燃料組成等が同時に変化したときの制御手法につ
いては考慮されていなかった。

【０００７】本発明の目的は、大気温度，湿度，燃料組
成変化、等によるＮＯｘ排出量の変化を最小にし、常に
低ＮＯｘでありかつ火炎安定性を良好に保つことができ
る予混合燃焼装置及び燃焼制御方法を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料と空気の
混合流を噴出して完全燃焼火炎を形成する予混合燃焼バ
ーナを備えた燃焼装置において、該バーナに流入する燃
料の組成と空気の水分濃度と空気の温度及び空気比とか
ら計算によって求めた火炎温度が予め設定した許容範囲
に入るように少なくとも該バーナに供給する燃料及び／
或いは空気の量を制御するようにしたことにある。

【０００９】先に述べたように、従来の技術では大気湿
度，温度，燃料組成が同時に変化すると、低ＮＯｘでか
つ火炎安定性が良好な最適な燃焼状態を維持することが
困難であった。この原因は、火炎の燃焼状態を燃料と空
気の混合比に基づき判断しているためである。

【００１０】これに対して本発明は、火炎の燃焼状態を
計算によって求めた火炎温度に基づき判断しようとする
ものである。この火炎温度としては、特に断熱火炎温度
を求めることが望ましい。断熱火炎温度とは、計算によ
って求めた火炎の最高温度を意味する。断熱火炎温度に
ついては、L.D.Smoot and D.T.Pratt,Pulverized-Coal
Combustion and Gasification,PLENUM PRESS,New York
(1979)及びS.Gordonand B.McBride,Computer Program f
or Calculation of Complex ChemicalEquilibrium Comp
osition,NASA SP−273(1971）に記載されている。

【００１１】本発明者らは、空気過剰の予混合燃焼特に
好ましくは空気比１.０以上、２.２以下の予混合燃焼に
おいて、バーナに流入する燃料の組成と空気の水分濃度
と空気の温度及び空気比とから計算によって求めた火炎
温度が、燃焼器から排出されるＮＯｘ濃度やＣＯ濃度、
或いは火炎吹き消え限界，振動燃焼の発生限界，火炎の
逆火限界と極めてよい相関関係を有することを究明し、
本発明を見出すに至った。断熱火炎温度の計算値がこれ
らの特性と最もよい相関を示す。

【００１２】本発明者らが究明した事柄を如何に示す。

【００１３】〔ｉ〕燃料組成、及び火炎温度が同じであ
れば、空気比，燃焼前の混合気温度及び混合気中の水分
濃度が変化しても、ＮＯｘ排出量はほぼ同じである。

【００１４】〔ii〕火炎温度が同じときの、ＮＯｘ排出
量に与える燃料組成の影響は、燃料の主成分と燃料の発
熱量、または燃料の主成分と燃料１分子中の平均炭素
数、あるいはこれらの量のいずれかを特定できる物理量
がわかればほぼ確定できる。一般に燃料１分子中の平均
炭素数が増加するとＮＯｘ排出量は単調に増加する。

【００１５】〔iii〕 混合気体の噴出速度がほぼ同じで
あれば、燃料組成，混合気中の水分濃度、及び燃焼前の
混合気温度が変化しても、火炎が吹き消えるときの火炎
温度はほぼ同じである。

【００１６】〔iv〕混合気体の噴出速度がほぼ同じであ
れば、燃料組成，混合気中の水分濃度、及び燃焼前の混
合気温度が変化しても、振動燃焼が発生するときの火炎
温度はほぼ同じである。

【００１７】〔ｖ〕混合気体の噴出速度または空気流量
がほぼ同じであれば、燃料組成，混合気中の水分濃度、
及び燃焼前の混合気温度が変化しても、ＣＯの排出量が
急増するときの火炎温度はほぼ同じである。

【００１８】これらのことから、大気湿度，温度，燃料
組成が同時に変化しても燃焼状態が最適か否か、また、
燃焼状態を最適に保つためにはどのような操作をすべき
かをただちに判断できる。大気湿度，温度，燃料組成の
経時変化が予測できれば、燃焼状態を最適に保つために
必要な燃料量，空気量を予め知ることができる。

【００１９】具体的な燃焼状態制御の方法としては、た
とえば以下の方法が可能である。

【００２０】(a）各負荷において、ＮＯｘ排出濃度が低
くかつ安定性が良好な火炎が形成される最適な火炎温度
の許容範囲を予め制御装置に入力しておき、燃焼用空気
の湿度，温度、及び燃料組成が変化したときに火炎の温
度変化が許容範囲内に収まるようバーナへ供給する燃料
量及び／或いは空気量を制御する。

【００２１】(b）ＮＯｘ排出濃度と火炎温度の関係、火
炎温度が一定のときの、火炎から排出されるＮＯｘ濃度
の変化割合と燃料発熱量または燃料１分子中の平均炭素
数の関係、及び、火炎が吹き消えるとき、振動が生じる
とき、及びＣＯが発生するときの火炎温度と燃料と空気
の混合気体の噴出速度または混合気体の流量の関係を関
数化して予め制御装置に入力しておき、これらの関数を
参照して、NOx排出濃度が低く、かつ火炎の吹き消え，
振動、或いはＣＯの発生が生じないようバーナへ供給す
る燃料量及び／或いは空気量を負荷に応じて決定する。

【００２２】

【作用】本発明は、火炎の燃焼状態を火炎温度の計算値
に基づき判断し制御することにある。火炎の燃焼制御の
狙いは、ＮＯｘ排出濃度或いはＣＯ排出濃度の低減、火
炎の吹き消え，振動或いは逆火の防止である。本発明に
よれば、火炎温度を予混合燃焼バーナに流入する燃料の
組成と空気の水分濃度と空気の温度及び空気比と基づい
て計算により求め、この火炎温度に基づき燃焼状態を制
御することで、大気湿度，温度，燃料組成が変化しても
常にＮＯｘ排出濃度，ＣＯ排出濃度を低くし、かつ火炎
の吹き消え，振動或いは逆火が発生しないように燃焼状
態を制御することができる。

【００２３】なお、燃焼状態と火炎温度の計算値との関
係を求めるにあたっては、更に燃料の組成，発熱量など
を加味することが望ましい。

【００２４】制御対象とする火炎は、燃料と空気を予め
混合した後に燃焼させる予混合火炎である。使用する燃
料は気体と液体のいずれでも良く、気体燃料としてはＬ
ＮＧ，ＬＰＧ，都市ガス等が使用でき、液体燃料として
はメタノール，ナフサ，エタノール，灯油，軽油等を使
用できる。何れにしても分子中に窒素を殆ど含まない燃
料を使用することが望ましい。窒素の最大含有量は１％
を超えないことが望ましい。

【００２５】本発明によれば、火炎温度が一定のとき
の、火炎から排出されるＮＯｘ濃度の変化割合と燃料発
熱量または燃料１分子中の平均炭素数の関係を用いるこ
とで、脱硝装置へ供給するアンモニア量を制御すること
もできる。

【００２６】本発明のガスタービン発電装置は、空気圧
縮機と、前記空気圧縮機から供給される高圧空気と燃料
を燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器中に設けた燃料と空
気を予め混合した後燃焼する予混合燃焼方式のバーナ
と、前記燃焼器から排出される燃焼ガスにより駆動され
る、前記空気圧縮機と接続されたガスタービンと、前記
タービンの負荷変動に応じて燃焼器に制御指令を送る中
央操作室と、前記タービンと接続された発電機とを具備
し、更に前記バーナの燃料供給量或いは空気供給量を断
熱火炎温度の基づいて制御する制御装置を有する。

【００２７】バーナの燃料供給量或いは空気供給量を断
熱火炎温度に基づいて制御するために、バーナに流入す
る燃焼用空気の温度，湿度、及び燃料発熱量をある代表
値であると仮定したときのタービンの負荷と予混合燃焼
バーナへ供給する空気量、及びタービンの負荷とこのと
きの予混合燃焼バーナでの最適燃焼温度とを関係づけた
プログラムを前記中央操作室の制御部に備えるのがよ
い。

【００２８】或いは、燃焼用空気の温度，湿度、及び燃
料発熱量をある代表値であると仮定したときのタービン
の負荷と予混合燃焼バーナへ供給する空気量、及びター
ビンの負荷と前記予混合燃焼バーナへ供給する燃料量を
関係づけたプログラムを備え、さらに、予混合燃焼バー
ナへ供給する空気量とその時に火炎が吹き消える火炎温
度を関係づけたプログラム，予混合燃焼バーナでの火炎
温度とこの時のＮＯｘ排出濃度を関係づけたプログラ
ム，火炎温度が一定のとき予混合燃焼バーナで燃焼する
燃料組成とＮＯｘ排出濃度を関係づけたプログラムのう
ち少なくとも一つを前記中央操作室の制御部に備えるよ
うにしてもよい。

【００２９】また、燃焼用空気の温度，湿度、及び燃料
発熱量をある代表値であると仮定したときのタービンの
要求負荷と予混合燃焼バーナへ供給する空気量、及びタ
ービンの要求負荷と予混合燃焼バーナへ供給する燃料量
を関係づけたプログラムと、タービンの要求負荷とこの
時にＮＯｘ排出濃度が制限値以下でありかつ予混合燃焼
バーナの失火が生じない燃焼器出口温度の範囲とを関係
づけたプログラムを前記中央操作室の制御部に備えるよ
うにしてもよい。

【００３０】ガスタービン発電装置の制御方法として
は、ガスタービンの運転中に供給される実際の空気中の
水分濃度，温度及び燃料発熱量のもとでのガスタービン
入口気体温度と、供給される空気中の水分濃度，温度及
び燃料発熱量がある代表値であると仮定したときのガス
タービン入口気体温度とを比較し、両者の温度差が小さ
くなるよう燃料供給量を変化させる制御方法が有効であ
る。

【００３１】または、ガスタービンの運転中に供給され
る実際の空気中の水分濃度，温度及び燃料発熱量のもと
で予混合燃焼バーナで形成される断熱火炎温度と、供給
される空気中の水分濃度，温度及び燃料発熱量がある代
表値であると仮定したときの予混合燃焼バーナで形成さ
れる断熱火炎温度とを比較し、両者の温度差が小さくな
るよう当該予混合燃焼バーナへ供給される燃料量、及び
／或いは空気量を変化させる制御方法が有効である。

【００３２】このように燃焼状態を診断し、制御した結
果を中央操作室のディスプレイに表示することで、運転
員に適切な指示を与えることができる。

【００３３】一つのガスタービンに複数の燃焼器が備え
られているときには、それぞれの燃焼器に流入する空気
量を個別に検出する手段、またはそれぞれの燃焼器での
燃焼温度を個別に検出する手段を設けることで、燃焼器
毎の燃焼温度のバラツキを補正できる。

【００３４】予混合バーナで予混合火炎を形成する手段
として、燃料と空気の混合気体噴流が衝突する流路抵抗
体を設けた燃焼器に対し、本発明の燃焼制御方法を用い
ると、流路抵抗体を加熱する予混合火炎の温度変化が少
ないため、流路抵抗体も急激に加熱されることが無く、
寿命が長くなる。

【００３５】また、本発明のガスタービン発電設備の運
転方法において、燃焼器内で形成される予混合火炎の断
熱火炎温度を１６５０Ｋ以上１９７０Ｋ以下とするよう
に運転すると、予混合火炎を失火させずに、脱硝装置が
不要となるレベルまでＮＯｘ排出量を低減できる。

【００３６】本発明は、予混合燃焼バーナと拡散燃焼バ
ーナとを備えた燃焼器に対しても適用できる。

【００３７】なお、火炎温度の予測値に基づいて燃料ガ
ス或いは燃焼用空気の供給量を制御する発明が熱風炉に
おいてなされており、特開昭63−65230 号公報に記載さ
れている。しかし、この発明は空気の湿度を全く考慮し
ていない。

【００３８】

【実施例】以下図面に従い本発明の実施例を説明する。

【００３９】〔実施例１〕図１は本発明の一実施例によ
るガスタービン発電装置の系統図である。

【００４０】燃料は燃料タンク３９から供給され気化器
７２で気化され燃料供給管７１へ送られる。燃料は、燃
料流量制御装置６４で流量を制御された後、ガスタービ
ン燃焼器２１へ送られる。燃料発熱量は燃料発熱量測定
装置１で、燃料流量は燃料流量測定装置２でそれぞれ測
定される。ここで、使用する燃料がＬＮＧなど沸点の低
い燃料の場合には、燃料タンク中で燃料の一部が気化
し、燃料タンク内の圧力が上昇する。このとき燃料タン
クの破壊を防ぐため、タンク内の圧力を燃料タンク内圧
力測定装置４３で測定し、タンク内の圧力が制限値を越
えると燃料タンク内圧力調整バルブ１２を開き、タンク
内の気体の一部を燃料供給管７１へ放出する。タンク内
で気化した気体は沸点の低い成分が多く、通常供給され
る燃料の組成とは異なるため、燃料タンク内圧力調整バ
ルブ１２を開くと燃料組成，発熱量が変動する。

【００４１】また、使用する燃料がメタノールなどの水
溶性の燃料の場合には、燃料中に含まれる水分含有率が
火炎安定性や、ＮＯｘ排出濃度に影響する。この時には
燃料中の水分含有率測定装置１９が必要である。メタノ
ール，軽油などを燃料として使用するときにはタンク内
圧力測定装置４３，タンク内圧力調整バルブ１２，気化
器７２は必ずしも必要ない。

【００４２】空気３２は空気流量測定装置７で流量を、
大気温度及び湿度測定装置８で温度，湿度を測定された
後、空気圧縮機２４に吸入され高圧空気３３となる。高
圧空気３３は空気圧力測定装置５で圧力を、ガスタービ
ン燃焼器入口気体温度測定装置６で温度を測定された
後、ガスタービン燃焼器２１へ送られる。なお、ここで
大気温度及び湿度と空気圧縮機２４の特性とから空気圧
縮機２４に吸入される空気量が計算できる場合、また、
空気圧縮機２４に吸入される空気量一定となるような制
御装置６５が備えられている場合には、空気流量測定装
置７は必ずしも必要ではない。

【００４３】ガスタービン燃焼器は外筒２２と内筒２３
とから構成され、外筒２２と内筒２３の間を高圧空気３
３が流れ、燃焼用空気５８として予混合燃焼バーナ５９
へ供給される。高圧空気３３の一部は内筒冷却用空気５
６として燃焼室６１へ供給される。燃焼室６１の下流側
には稀釈空気量制御装置４２が設けられている。ガスタ
ービンの負荷が小さいときには燃焼用空気５８の一部を
稀釈空気５７として燃焼器下流側に放出する。燃料は燃
料ノズル４０から供給され、燃焼用空気５８と混合され
た後予混合燃焼バーナ５９で燃焼される。予混合燃焼バ
ーナ５９に設けられた保炎器６０の作用により保炎器６
０の下流に高温気体の循環流が形成され、この循環流か
らの熱により予混合火炎が安定化される。予混合火炎か
ら発生した気体は、内筒冷却用空気５６，稀釈空気５７
と混合され高温燃焼気体となり、トランジションピース
を経てガスタービン２５へ導かれる。ガスタービン２
５、及びガスタービン２５と接続された空気圧縮機２
４、及び発電機２６を駆動した高温燃焼気体３４は低温
の燃焼排ガス３５となり、排煙脱硝装置２８へ導かれ
る。低温の燃焼排ガス３５中の窒素酸化物は排煙脱硝装
置２８中でアンモニアと反応し、窒素へ転換される。ア
ンモニアはアンモニアタンク２９から供給され、アンモ
ニア流量制御装置７０で流量を制御され、アンモニア流
量測定装置１５で流量を測定された後、排煙脱硝装置２
８へ供給される。

【００４４】低温の燃焼排ガス３５はまた、廃熱回収ボ
イラ３０へ導かれる。廃熱回収ボイラ３０で発生した蒸
気３６により蒸気タービン２７が駆動される。この蒸気
タービン２７もまた、発電機２６と接続されている。蒸
気タービン２７を駆動した蒸気３６は復水器３１で水３
７となり、再び廃熱回収ボイラ３０へ供給される。な
お、ここで廃熱回収ボイラ３０と排煙脱硝装置２８の位
置は逆でも良い。燃焼排ガス３５は廃熱回収ボイラ３０
を経て煙突３８で他のガスタービンからの排ガス６９と
混合され、大気中に放出される。

【００４５】図１のガスタービンでは、負荷に応じて燃
料供給量、各バーナへ供給する燃料供給量の配分比，燃
料用空気５８と稀釈空気５７との配分，排煙脱硝装置２
８へのアンモニア供給量を制御する必要がある。これら
の流量，流量配分は負荷要求信号に従って、図示しない
中央操作室で決定され、それぞれの流量制御装置へ燃料
流量制御信号，燃料流量配分制御信号，空気流量配分制
御信号，アンモニア流量制御信号が送られ、制御され
る。

【００４６】図２は、図１のガスタービン発電設備を用
いたときのガスタービン燃焼器２１での燃焼制御方法及
び排煙脱硝装置２８の制御方法を示す図である。燃焼器
へ供給する燃料流量，各バーナへの燃料流量配分，各バ
ーナへ供給する空気及び稀釈空気の空気流量配分は、負
荷要求に基づき基本制御装置で決定される。基本制御装
置では、予め入力されている基本制御計画に基づき、燃
料流量，配分，空気流量配分を決定する。基本制御計画
には空気温度，湿度，圧力，流量，燃料組成，燃料中の
水分含有量等がある計画値のときの、ガスタービン負荷
に対する各バーナへ供給する空気及び稀釈空気の空気流
量配分，燃焼器へ供給する燃料流量，各バーナへの燃料
流量配分が入力されている。空気温度，湿度，圧力，流
量，燃料組成，燃料中の水分含有量がすべて計画値と同
じときには基本制御計画通りに燃料流量，配分，空気流
量配分を決定すればよいが、計画値と異なるときにはNO
x排出濃度が制限値以下となりかつ火炎の失火が生じな
いよう燃料流量，配分，空気流量配分を補正する必要が
ある。本発明の制御装置には、火炎温度とＮＯｘ排出濃
度との関係を関数化した関数１，燃料組成とＮＯｘ排出
濃度変化との関係を関数化した関数２，火炎が吹き消え
る火炎温度と混合気体の噴出速度の関係を関数化した関
数３が予め入力されており、この関数１，２，３に基づ
いて燃料流量，配分，空気流量配分を補正する。補正さ
れた燃料流量，配分，空気流量配分は各制御装置へ出力
される。また、アンモニア流量制御装置へも出力され
る。基本制御装置ではＮＯｘ排出濃度が低くかつ安定な
火炎が形成されるよう、空気温度，湿度，燃料組成，燃
料中の水分含有量が変化しても火炎温度がほぼ一定に保
たれるよう制御される。ただし、火炎温度が一定でも燃
料組成によりＮＯｘ排出濃度は変化するため、燃料組成
の変化に応じてアンモニア流量の制御が必要である。ア
ンモニア流量制御装置では基本制御装置から出力される
火炎温度と、火炎温度が一定のときの燃料組成とＮＯｘ
排出濃度変化との関係を関数化した関数２に基づき、ア
ンモニア供給量を決定する。

【００４７】図３は、基本制御装置で燃料流量，配分，
空気流量配分を決定する方法を示す図である。まず、負
荷要求に基づき、基本制御計画の燃料流量，配分，空気
流量配分を出力する。次に、空気温度，湿度，圧力，流
量，燃料組成，燃料中の水分含有量の測定結果と基本制
御計画の燃料流量，配分，空気流量配分に基づき各バー
ナの火炎温度を計算する。次に関数１，２，３を参照
し、燃料流量，配分，空気流量配分を基本制御計画値と
したとき、火炎の吹き消えが生じないか、ＮＯｘ排出濃
度が制限値を越えないか判定する。火炎の吹き消えが生
じる、或いは、ＮＯｘ排出濃度が制限値を越えると判定
されたときには、燃料流量，配分，空気流量配分を補正
する。次に補正した燃料流量，配分，空気流量配分と空
気温度，湿度，圧力，流量，燃料組成，燃料中の水分含
有量の測定結果に基づき火炎温度を計算し、関数１，
２，３を参照し、火炎の吹き消えが生じないか、ＮＯｘ
排出濃度が制限値を越えないか判定する。このような操
作を繰返し、火炎の吹き消えが生ぜず、ＮＯｘ排出濃度
が制限値を越えないと判断された後、決定された燃料流
量，配分，空気流量配分を出力する。なお、燃料流量，
配分，空気流量配分の補正は、このうちの一つについて
のみ行ってもよいし、全てについて行ってもよい。

【００４８】図４〜図７は、関数１，２，３の例を示
す。ここではグラフの形で示すが、制御装置中には、数
式、或いは数値の形で入力しても良い。

【００４９】図４は関数１の一例であり、各バーナでの
断熱火炎温度とＮＯｘ排出濃度との関係を示す図であ
る。関数１には各バーナでのＮＯｘ排出濃度の許容上限
界を予め入力する。また、燃料組成についてはある代表
性状を指定する。ここでは代表性状として発熱量を指定
する。

【００５０】図５は関数２の一例であり、火炎温度が一
定のときの、燃料発熱量とＮＯｘ排出濃度との関係を示
す図である。ここでは、代表性状値の発熱量と実際の発
熱量の比を横軸に、ＮＯｘ排出濃度比を縦軸にとった。

【００５１】空気温度，湿度，圧力，流量，燃料組成，
燃料中の水分含有量の測定結果と燃料流量，配分，空気
流量配分とから各バーナでの断熱火炎温度が計算でき
る。断熱火炎温度の計算結果から、図４に基づきＮＯｘ
排出濃度が許容限界以下か否かが判定できる。燃料発熱
量が代表性状値と異なるときは、図５を用いて図４から
求められたＮＯｘ排出濃度を補正する。

【００５２】図６及び図７は、関数３の一例である。図
６は各バーナでの噴出速度と吹き消えが生じる断熱火炎
温度との関係を示す図である。空気温度，湿度，圧力，
流量，燃料組成，燃料中の水分含有量の測定結果と燃料
流量，配分，空気流量配分とから各バーナでの断熱火炎
温度と噴出速度が求められるので、図６から火炎が失火
するか否かが判定できる。なお、図６の横軸は噴出速度
の代わりに稀釈空気量割合，各バーナへ供給される空気
量、或いは空気流量制御装置の開度等を用いても良い。
図７は稀釈空気量割合と、このときに各バーナで吹き消
えが生じる断熱火炎温度との関係を示した例である。

【００５３】図８は、基本制御装置で燃料流量，配分，
空気流量配分を決定する方法の他の例を示す図である。
ここでは関数１，２，３は用いず、代わりに基本制御計
画中にガスタービン各負荷での最適な各バーナでの断熱
火炎温度、及び断熱火炎温度の許容範囲を予め入力す
る。断熱火炎温度が許容範囲内であれば、火炎の吹き消
え等は生ぜず、ＮＯｘ排出濃度も低い。

【００５４】この方法ではまず、負荷要求にしたがって
基本制御計画から燃料流量，配分，空気流量配分を出力
する。また、最適火炎温度及び断熱火炎温度の許容範囲
を出力する。次に、空気温度，湿度，圧力，流量，燃料
組成，燃料中の水分含有量の測定結果と燃料流量，配
分，空気流量配分に基づき各バーナの断熱火炎温度を計
算し、断熱火炎温度の許容範囲と比較する。比較の結
果、断熱火炎温度の計算結果が許容範囲を越えていると
判断されたときには、燃料流量，配分，空気流量配分を
補正し、補正結果に基づいて断熱火炎温度を計算する。
この操作を繰返し、断熱火炎温度の計算結果が許容範囲
内に入るようにし、燃料流量配分，空気流量配分を出力
する。

【００５５】なお、燃焼器２１内に拡散燃焼バーナと予
混合燃焼バーナが設けられている場合には、図９のよう
にして制御を行うことが望ましい。すなわち、負荷要求
に従って、基本制御計画から、空気流量配分、及び燃料
流量配分を出力する。また、この時の最適なガスタービ
ン出口温度とガスタービン出口温度の許容範囲を出力す
る。演算装置では、空気温度，湿度，圧力，流量，燃料
組成、及び、燃料中の水分含有量の測定結果に基づき、
ガスタービン出口温度が基本制御計画から出力された最
適温度と一致するか、或いは許容範囲内となるよう燃料
流量を決定し、出力する。この方法では空気流量配分、
及び燃料流量配分は変更しないので、燃料流量の調節に
より、各バーナの火炎温度は同じように変化する。従っ
て、ガスタービン出口温度が最適値になるよう燃料流量
を決定すれば、各バーナの火炎温度も最適値となる。こ
の制御方法では、各バーナへ供給される空気量が正確に
わからなくとも、各バーナの火炎温度をほぼ最適の状態
に保つよう燃焼状態が制御できるという特徴がある。

【００５６】断熱火炎温度の許容範囲及び計算値などは
中央操作室のディスプレイへ出力することが望ましい。
図１０はディスプレイへ出力される結果の一例であり、
実施例１に示したガスタービン発電装置を用いたときの
例である。空気流量制御弁の開度と、そのときに火炎が
吹き消えるときの火炎温度、ＮＯｘ排出量が基準値を上
回るときの火炎温度、及び最適運転条件の火炎温度との
関係が示されている。また、現在の運転状態が示されて
いる。この場合には現在の運転状態は火炎温度が最適値
よりもやや低く、最適運転条件とするためには燃料供給
量を増加して火炎温度を高くするか、或いは空気流量制
御弁の開度を大きくする必要があることがわかる。

【００５７】このほかに要求負荷とそれに対する最適な
ガスタービン出口温度との関係を表示したりすることも
望ましい。もとろんこれらに限定されるものではない。

【００５８】〔実施例２〕図１１は、実施例１のガスタ
ービン発電装置を用い、空気湿度，燃料発熱量，ガスタ
ービン負荷の経時変化を予測し、予測結果に基づき燃焼
状態を制御する方法の一例である。まず、現在までの空
気湿度，燃料発熱量，ガスタービン負荷の経時変化を測
定し、温度，発熱量，負荷変化予測装置へ入力する。温
度，発熱量，負荷変化予測装置では測定結果、過去の運
転データ、及び、温度，発熱量，負荷変化へ影響を与え
る因子、例えば燃料タンクの圧力，天気予報等、に基づ
き、将来の空気湿度，燃料発熱量，ガスタービン負荷の
経時変化を予測する。この予測結果を基本制御装置へ入
力し、基本制御装置ではこの入力結果に基づき、関数
１，２，３及び基本制御計画を参照して、空気流量配
分，燃料流量配分，燃料供給量の予測結果を出力する。

【００５９】このように予め運転状態を予測すれば、急
激な燃料発熱量等の変化に対しても速やかに追従するこ
とができる。

【００６０】本発明のガスタービン発電装置を用いるこ
とで、季節変化，燃料組成変化，設置する地域等による
ＮＯｘ排出量の変化を最小にし、常に低ＮＯｘでありか
つ火炎安定性を良好に保つことが可能になる。その結
果、ガスタービン発電設備に設置された脱硝装置で使用
するアンモニア量を低減できるが、本発明のガスタービ
ン発電装置を用い、精度良く燃焼状態を制御すると、脱
硝装置を不要とすることもできる。一般に、脱硝装置を
不要とするにはガスタービン燃焼器から排出されるＮＯ
ｘ濃度が１６％Ｏ₂ 換算値で１０ppm 以下とする必要が
あるとされる。

【００６１】図１２は断熱火炎温度とＮＯｘ濃度との関
係の一例を示す図であり、図１３は断熱火炎温度と噴出
速度の関係を示す図である。いずれも大気圧下で測定し
た結果である。ＮＯｘ濃度は一般に圧力の０.５ 乗に比
例して増加するといわれており、ガスタービン発電装置
での燃焼圧力は一般に１０〜１６気圧程度である。燃焼
圧力が１０気圧の時にＮＯｘ濃度を１０ppm 以下とする
には、大気圧下でのＮＯｘ濃度をおよそ３.２ppm以下
に、１６気圧の時のＮＯｘ濃度を１０ppm 以下とするに
は、大気圧下でのＮＯｘ濃度をおよそ２.５ppm以下にす
る必要がある。図１２の結果をもとに燃焼圧力が１０〜
１６気圧のもとでＮＯｘ濃度を１０ppm以下とする条件
を考えると、燃焼器によって多少異なるが、断熱火炎温
度をおよそ１８９０〜１９７０Ｋ以下とする必要があ
る。一方、断熱火炎温度が１６５０〜１７２０Ｋ以下と
なると、噴出速度に依らず火炎が吹き消える。従って、
ガスタービン燃焼器内に設けられた予混合火炎の断熱火
炎温度を、およそ１６５０〜１９７０Ｋの間に保つこと
が脱硝装置を不要とするために必要な運転条件であると
考えられる。

【００６２】本発明がなされるに至った実験結果の一例
について以下に述べる。図１４は、空気予熱温度を２９
８Ｋ〜６６７Ｋ、空気比を０.７〜１.９、空気湿度を0.
0094〜０.０２３kg／kg 、噴出速度を５〜１２ｎ／ｓの
範囲で変えて測定した実験結果を、断熱火炎温度とＮＯ
ｘ排出濃度との関係で整理したものである。図中の測定
点に矢印で示した数字は空気比である。数字を記してい
ない測定点の空気比は１.２〜１.９である。空気比が
１.０５ 以上の空気過剰火炎についてみると、同一の燃
料を用いたときには、火炎温度が同じであれば、空気予
熱温度，空気比，空気湿度が異なってもＮＯｘ濃度はほ
ぼ同じである。即ち、火炎温度を一定に保つよう燃焼状
態を制御すれば、空気予熱温度，空気比，空気湿度が変
化しても、常にＮＯｘ濃度を低く保つことができる。

【００６３】ただし、空気比が１.０ 以下の火炎では、
最高火炎温度とＮＯｘ濃度との間に相関はみられないの
で、上記の燃焼状態の制御方法は空気過剰の火炎を形成
するときに有効である。

【００６４】図１４では、燃料としてメタン及びプロパ
ンを使用した。図からわかるように、火炎温度が一定で
あっても燃料性状が異なればＮＯｘ濃度は変化する。プ
ロパン火炎からはＮＯｘが排出されやすく、同じ火炎温
度で比較すると、メタン火炎からのＮＯｘ濃度より約２
５％高くなる。また、メタン火炎からのＮＯｘ濃度と同
じにするためには、火炎温度を３０〜４０Ｋ低くする必
要がある。

【００６５】図１５は、燃料組成を変えたときのＮＯｘ
濃度を、燃料１分子中の平均炭素数で整理した結果であ
る。燃料発熱量で整理したときと同様にエタン火炎から
のＮＯｘ濃度は、同じ平均炭素数のメタン−プロパン混
合燃料を用いたときとほぼ同じである。この結果から、
火炎温度を一定とし、燃料組成を変えたときのNOx濃度
は、燃料組成が不明でも燃料発熱量或いは燃料１分子中
の平均炭素数がわかればほぼ確定できることがわかる。

【００６６】図１６は、空気予熱温度，空気湿度、及び
燃料組成を変えて測定した、ＣＯ排出濃度と空気比との
関係である。空気比が１.２ 付近ではいずれの火炎から
もＣＯは排出されないが、ある空気比以上となるとＣＯ
排出濃度が急激に高くなる。ただし、ＣＯ排出濃度が急
激に高くなる空気比は空気予熱温度，空気湿度、及び燃
料組成の違いにより異なる。

【００６７】図１７は、図１６の結果を断熱火炎温度で
整理したものである。ＣＯ排出濃度が急激に高くなると
きの火炎温度は空気予熱温度，空気湿度、及び燃料組成
の違いによらずほぼ一定である。燃料組成が同じときに
は、ＣＯ排出濃度の絶対値も火炎温度がわかればほぼ確
定できる。

【００６８】図１８は、振動燃焼が発生する断熱火炎温
度と噴出速度との関係をまとめたものである。振動燃焼
発生条件についても図１３に示した吹き消え限界と同様
に火炎温度で整理すると燃焼器毎に１本の曲線でまとめ
られる。

【００６９】以上の結果をまとめると以下の結論が得ら
れる。

【００７０】（ａ）同じ燃焼器，バーナ，保炎手段を用
いた空気比１.０５ 以上の予混合火炎については、火炎
温度で燃焼状態を整理すると、ＣＯ発生条件，吹き消え
条件，振動燃焼の発生条件は燃料組成，空気湿度、及び
予熱温度に依存せず、ほぼ確定する。燃料発熱量または
燃料１分子中の平均炭素数がわかれば、ＮＯｘ排出濃度
もほぼ確定する。

【００７１】（ｂ）従って、燃料組成，空気湿度、及び
予熱温度が変化しても火炎温度が変化しないようバーナ
へ供給する燃料量及び／或いは空気量を制御すれば、火
炎の吹き消え、ＣＯ発生，振動燃焼の発生は生じない。
また、燃料組成の変化によるＮＯｘ排出濃度の変化も最
小にできる。

【００７２】（ｃ）火炎温度が一定のときの燃料発熱量
または燃料１分子中の平均炭素数がＮＯｘ排出濃度に与
える影響が既知であり、（ｂ）に示すように燃焼状態を
制御する場合には、燃料発熱量または燃料１分子中の平
均炭素数の変化を検知すればＮＯｘ排出濃度は確定す
る。従って、排煙脱硝装置へ供給するアンモニア量も確
定する。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、大気温度，湿度，燃料
組成変化等によるＮＯｘ排出量の変化を最小にし、低Ｎ
Ｏｘであり、火炎安定性を良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のガスタービン発電装置の系統図。

【図２】ガスタービン燃焼器の燃焼制御方法、及び脱硝
装置へ供給するアンモニア流量の制御方法を示す概念
図。

【図３】本発明の基本となる制御装置で、ガスタービン
燃焼器へ供給する燃料流量，燃料配分，空気流量配分を
決定する方法の一例を示す図。

【図４】制御装置へ入力される、火炎温度とＮＯｘ排出
濃度との関係を関数化した関数の一例を示す図。

【図５】制御装置へ入力される、火炎温度が一定のとき
のＮＯｘ排出濃度変化と燃料発熱量比との関係を関数化
した関数の一例を示す図。

【図６】制御装置へ入力される、噴出速度と吹き消えが
生じる火炎温度との関係を関数化した関数の一例を示す
図。

【図７】制御装置へ入力される、稀釈空気量割合と吹き
消えが生じる火炎温度との関係を関数化した関数の一例
を示す図。

【図８】本発明の他の例による制御装置で、ガスタービ
ン燃焼器へ供給する燃料流量，燃料配分，空気流量配分
を決定する方法の他の一例を示す図。

【図９】拡散燃焼バーナを有する燃焼機を備えたガスタ
ービン発電装置を用いたときの基本制御装置で、ガスタ
ービン燃焼器へ供給する燃料流量，燃料配分，空気流量
配分を決定する方法の一例を示す図。

【図１０】燃焼診断結果の表示方法の一例を示す図。

【図１１】ガスタービン負荷，空気湿度，燃料発熱量の
変化を予測し、燃焼状態を制御する方法の一例を示す概
念図。

【図１２】断熱火炎温度とＮＯｘ排出濃度との関係を示
す図。

【図１３】断熱火炎温度と噴出速度との関係を示す図。

【図１４】予混合火炎の火炎温度とＮＯｘ排出濃度との
関係を示す図。

【図１５】予混合火炎の火炎温度が一定のときの、燃料
一分子中の平均炭素数とＮＯｘ排出濃度との関係を示す
図。

【図１６】空気温度，湿度，燃料組成がそれぞれ異なる
ときの、予混合火炎の空気比とＣＯ排出濃度との関係を
示す図。

【図１７】予混合火炎の火炎温度とＣＯ排出濃度との関
係を示す図。

【図１８】空気温度，湿度，燃料組成がそれぞれ異なる
ときの、噴出速度とこの時振動燃焼が生じる火炎温度と
の関係を示す図。

【符号の説明】

１…燃料発熱量測定装置、２…燃料流量測定装置、５…
空気圧力測定装置、６…ガスタービン燃焼器入口気体温
度測定装置、７…空気流量測定装置、８…大気温度及び
湿度測定装置、１５…アンモニア流量測定装置、１９…
燃料中の水分含有量測定装置、２１…ガスタービン燃焼
器、２４…空気圧縮機、２５…ガスタービン、２６…発
電機、２７…蒸気タービン、２８…脱硝装置、３９…燃
料タンク、４０…燃料ノズル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 忠孝 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 黒田 倫夫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 小豆畑 茂 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料と空気の混合流を噴出し完全燃焼火炎
   を形成する予混合燃焼バーナを備えた燃焼装置におい
   て、 該バーナに流入する燃料の組成と空気の水分濃度と空気
   の温度及び空気比とから求めた火炎温度の計算値が予め
   設定した許容範囲に入るように少なくとも該バーナに供
   給する燃料或いは空気の量を制御する燃焼制御手段を備
   えたことを特徴とする燃焼装置。
2. 【請求項２】燃料と空気を空気過剰の混合流として噴出
   する予混合燃焼バーナを備えたことを特徴とする請求項
   １に記載の燃焼装置。
3. 【請求項３】燃料と空気を空気比１.０以上、２.２以下
   の混合流として噴出する予混合燃焼バーナを備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
4. 【請求項４】前記計算によって求められる火炎温度が断
   熱火炎温度であることを特徴とする燃焼装置。
5. 【請求項５】燃料と空気の混合流を噴出し完全燃焼火炎
   を形成する予混合燃焼バーナを備えた燃焼装置におい
   て、 該バーナに流入する燃料の組成と空気の水分濃度と空気
   の温度及び空気比に基づいて得られた火炎温度の計算値
   が予め負荷に対応して設定した許容範囲に入るように少
   なくとも該バーナに供給する燃料及び／或いは空気の量
   を制御する燃焼制御手段を備えたことを特徴とする燃焼
   装置。
6. 【請求項６】燃料と空気の混合流を噴出して完全燃焼火
   炎を形成する複数の予混合燃焼バーナを備えた燃焼装置
   において、 前記各バーナに流入する燃料の組成と空気の水分濃度と
   空気の温度及び空気比とから各バーナ毎に求めた火炎温
   度の計算値がそれぞれ予め設定した許容範囲に入るよう
   に前記各バーナ毎に燃料及び／或いは空気の量を制御す
   る燃焼制御手段を備えたことを特徴とする燃焼装置。
7. 【請求項７】燃料と空気の混合流を噴出し完全燃焼火炎
   を形成する予混合燃焼バーナを備えた燃焼装置におい
   て、 該バーナに流入する燃料の組成と空気の水分濃度と空気
   の温度及び空気比とから求めた火炎温度の計算値が予め
   設定した限界値を超えないように少なくとも該バーナに
   供給する燃料或いは空気の量を制御する燃焼制御手段を
   備えたことを特徴とする燃焼装置。
8. 【請求項８】請求項１において、前記予混合燃焼バーナ
   の他に燃料と空気の拡散燃焼火炎を形成する拡散燃焼バ
   ーナを備えたことを特徴とする燃焼装置。
9. 【請求項９】完全燃焼火炎を形成する予混合燃焼バーナ
   を有する燃焼器の燃焼制御装置であって、 前記バーナに流入する燃料の組成と空気の水分濃度と空
   気の温度及び空気比とから火炎温度を計算する手段と、
   該火炎温度が予め負荷に対応して設定した許容範囲に入
   るように少なくとも前記バーナに供給する燃料及び／或
   いは空気の量を演算する手段とを備えたことを特徴とす
   る燃焼器の燃焼制御装置。
10. 【請求項１０】完全燃焼火炎を形成する予混合燃焼バー
    ナを有する燃焼器の燃焼制御装置であって、 前記バーナに流入する燃料の組成と空気の水分濃度と空
    気の温度及び空気比とから断熱火炎温度を計算によって
    求める手段と、 断熱火炎温度とＮＯｘ排出濃度，ＣＯ排出濃度，火炎吹
    き消え時或いは燃焼振動発生時或いは火炎逆火時に前記
    バーナから噴出する予混合気体の噴出速度との相関関係
    の少なくとも一つに基づいて断熱火炎温度の許容範囲を
    予め設定する手段と、 前記計算によって求めた断熱火炎温度が前記許容範囲に
    入るように前記バーナに供給する燃料及び／或いは空気
    の量を演算する手段と、 該演算結果に基づいて前記バーナに供給する燃料及び／
    或いは空気の量を調整する流量調整手段とを備えたこと
    を特徴とする燃焼器の燃焼制御装置。
11. 【請求項１１】完全燃焼火炎を形成する予混合燃焼バー
    ナを備えた燃焼装置において、 該バーナに流入する燃料の組成と空気の水分濃度と空気
    の温度及び空気比とに基づいて計算して求めた火炎温度
    及び予め設定した該火炎温度の許容範囲を表示する手段
    を備えたことを特徴とする燃焼装置。
12. 【請求項１２】請求項１１において、前記火炎温度の計
    算値及び予め設定した該火炎温度の許容範囲を時刻とと
    もに表示する前記表示手段を備えたことを特徴とする燃
    焼装置。
13. 【請求項１３】請求項１１において、負荷に対応した燃
    焼器出口温度の要求値と実測値とを表示する手段を備え
    たことを特徴とする燃焼装置。
14. 【請求項１４】請求項１１において、前記火炎温度と相
    関関係を有するＮＯｘ濃度の推定値及びＮＯｘ濃度の実
    測値の表示手段を備えたことを特徴とする燃焼装置。
15. 【請求項１５】請求項１において、該バーナに流入する
    燃料の組成と空気の水分濃度と空気の温度及び空気比と
    に基づいて計算して求めた火炎温度及び予め設定した火
    炎温度の許容範囲を表示する手段を備えたことを特徴と
    する燃焼装置。
16. 【請求項１６】燃料と空気の混合流をバーナから噴出し
    完全燃焼火炎を形成する予混合燃焼における燃焼制御方
    法であって、 ＮＯｘ排出濃度，ＣＯ排出濃度，火炎吹き消え時或いは
    燃焼振動発生時或いは火炎逆火時に前記バーナから噴出
    する予混合気体の噴出速度から選ばれた少なくとも一つ
    と断熱火炎温度との相関関係に基づいて予め断熱火炎温
    度の許容範囲を設定し、前記バーナに流入する燃料の組
    成と空気の水分濃度と空気の温度及び空気比とから計算
    によって求めた断熱火炎温度が前記許容範囲に入るよう
    に前記バーナに供給する燃料及び／或いは空気の量を制
    御することを特徴とする燃焼制御方法。
17. 【請求項１７】燃料と空気を空気過剰に混合してバーナ
    から噴出し火炎を形成する予混合燃焼における燃焼制御
    方法であって、 断熱火炎温度が一定のときの、火炎から排出されるＮＯ
    ｘ濃度の変化割合と燃料発熱量または燃料１分子中の平
    均炭素数の関係、及び火炎が吹き消えるとき、振動が生
    じるとき、或いはＣＯが発生するときの火炎温度と燃料
    と空気の混合気体の噴出速度または混合気体の流量の関
    係のうち少なくとも一つを予め関数化しておき、これら
    の関数を参照して、ＮＯｘ排出濃度が低く、火炎の吹き
    消え，振動、或いはＣＯの発生の少なくとも一つが生じ
    ないようにバーナへ供給する燃料量及び／或いは空気量
    を負荷に応じて決定することを特徴とする燃焼制御方
    法。
18. 【請求項１８】請求項１６において、分子中に窒素を実
    質的に含まない燃料を前記バーナに供給することを特徴
    とする燃焼制御方法。
19. 【請求項１９】燃料と空気の混合流を噴出し火炎を形成
    する予混合燃焼バーナを備えた燃焼器と、該バーナに供
    給する空気の圧縮機と、該燃焼器から排出される燃焼ガ
    スにより駆動される、前記空気圧縮機と接続されたガス
    タービンと、該ガスタービンの負荷変動に応じて燃焼器
    に制御指令を送る中央操作室と、前記ガスタービンと接
    続された発電機とを具備したガスタービン発電装置にお
    いて、 前記バーナに流入する燃料の組成と空気の水分濃度と空
    気の温度及び空気比に基づいて得られた火炎温度の計算
    値が予めガスタービンの負荷に対応して設定した許容範
    囲に入るように該バーナに供給する燃料及び／或いは空
    気の量を制御する燃焼制御手段を備えたことを特徴とす
    るガスタービン発電装置。
20. 【請求項２０】請求項１９において、前記中央操作室の
    制御部にガスタービンの負荷と前記予混合燃焼バーナへ
    供給する空気量、及びガスタービンの負荷と前記予混合
    燃焼バーナで形成される火炎の温度または断熱火炎温度
    とを関係づけたプログラムを備えたことを特徴とするガ
    スタービン発電装置。
21. 【請求項２１】請求項１９において、燃料発熱量，空気
    湿度及び空気温度の測定結果と前記予混合燃焼バーナへ
    供給する空気量、及びガスタービンの負荷と前記予混合
    燃焼バーナで形成される火炎の温度または断熱火炎温度
    とを関係づけたプログラムに基づき、燃料供給量，各バ
    ーナへの燃料配分比、及び／或いは各バーナへの空気配
    分比の少なくとも一つを決定する手段を備えたことを特
    徴とするガスタービン発電装置。
22. 【請求項２２】請求項１９において、前記ガスタービン
    から排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物と還元ガスと
    を反応させる排煙脱硝装置を備え、火炎温度が同じとき
    の燃料の発熱量、または燃料１分子中の平均炭素数とＮ
    Ｏｘ排出濃度との関係を対応付けたプログラムを該排煙
    脱硝装置の制御部に備えたことを特徴とするガスタービ
    ン発電装置。