JPH0660577B2 - ガスタ−ビン - Google Patents
ガスタ−ビンInfo
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- JPH0660577B2 JPH0660577B2 JP18005087A JP18005087A JPH0660577B2 JP H0660577 B2 JPH0660577 B2 JP H0660577B2 JP 18005087 A JP18005087 A JP 18005087A JP 18005087 A JP18005087 A JP 18005087A JP H0660577 B2 JPH0660577 B2 JP H0660577B2
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Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、重油・原油等の粗悪油を燃料とするガスター
ビン、より詳細には重質油焚き運転によりタービン翼か
つ燃焼器に付着したデポジツトの除去する技術に関す
る。
ビン、より詳細には重質油焚き運転によりタービン翼か
つ燃焼器に付着したデポジツトの除去する技術に関す
る。
従来の技術 例えば重質油焚きのガスタービンにおいては、その燃料
である重質油中にはナトリウム(Na)，カリウム(K),バナ
ジウム(Ｖ)等の腐食性成分が含まれており、通常Na，Ｋ
は脱塩装置により水洗除去される。一方、Ｖは水洗除去
できないため、燃料中に腐食抑制剤としてマグネシウム
(Ma)化合物を添加し、３MgO・V2O5(m.p.1204℃)等の高
融点化合物を生成せしめることで、腐食抑制を行なつて
いる。
である重質油中にはナトリウム(Na)，カリウム(K),バナ
ジウム(Ｖ)等の腐食性成分が含まれており、通常Na，Ｋ
は脱塩装置により水洗除去される。一方、Ｖは水洗除去
できないため、燃料中に腐食抑制剤としてマグネシウム
(Ma)化合物を添加し、３MgO・V2O5(m.p.1204℃)等の高
融点化合物を生成せしめることで、腐食抑制を行なつて
いる。
しかし、その生成化合物にはMgO(m.p.675℃)，MgSO4(m.
p.1180℃),Na2SO4・V2O5(m.p.650℃)等の比較的低融点
の化合物があり、これらがデポジツトとしてタービン翼
（動静翼）の面に付着・堆積すると共に、低融点化合物
がバインダーとなって高融点化合物をも巻き込み、デポ
ジツトの付着・堆積を加速してしまう。
p.1180℃),Na2SO4・V2O5(m.p.650℃)等の比較的低融点
の化合物があり、これらがデポジツトとしてタービン翼
（動静翼）の面に付着・堆積すると共に、低融点化合物
がバインダーとなって高融点化合物をも巻き込み、デポ
ジツトの付着・堆積を加速してしまう。
そして、このようにデポジツトが主にタービン翼に付着
・堆積して来ると、作動ガス流路を狭めたり、ガス流れ
を乱すため、タービンの性能を著しく低下させると共
に、圧縮機出口圧力及び排ガス温度を上昇させ、かつタ
ービン翼材を腐食してその寿命を著しく低下させるの
で、ガスタービンの連続運転ができなくなる。
・堆積して来ると、作動ガス流路を狭めたり、ガス流れ
を乱すため、タービンの性能を著しく低下させると共
に、圧縮機出口圧力及び排ガス温度を上昇させ、かつタ
ービン翼材を腐食してその寿命を著しく低下させるの
で、ガスタービンの連続運転ができなくなる。
以上述べたことから、タービン翼や、また燃焼機に付着
したデポジツトを除去することがきわめて重要になつて
きており、その従来方法としてくるみ殻、籾（からがつ
いたままの米）等の投入によるものがある。
したデポジツトを除去することがきわめて重要になつて
きており、その従来方法としてくるみ殻、籾（からがつ
いたままの米）等の投入によるものがある。
この方法は、くるみ殻、籾等を燃焼器内に投入したター
ビン翼に衝突させ、その衝突エネルギによりタービン翼
に付着しているデポジツトを機械的に除去するものであ
る。
ビン翼に衝突させ、その衝突エネルギによりタービン翼
に付着しているデポジツトを機械的に除去するものであ
る。
そこで、ポツトに充填しているくるみ殻又は籾を、各種
弁の切換えにより適当な空気源からの空気によつて燃焼
器内に投入し、それからこの燃焼器内のガス流れに乗せ
て加速し、タービン翼に衝突させて、デポジツトをター
ビン翼から取り除くものである。
弁の切換えにより適当な空気源からの空気によつて燃焼
器内に投入し、それからこの燃焼器内のガス流れに乗せ
て加速し、タービン翼に衝突させて、デポジツトをター
ビン翼から取り除くものである。
発明が解決しようとする問題点 以上述べた従来のガスタービンは、しかし、次のような
問題点がある。
問題点がある。
(1) 前述の如きデポジツトを除く方法は、元来ガスタ
ービン用軸流空気圧縮機の翼に付着したデポジツトを除
去するために開発された技術であるので、デポジツトの
付着力が圧縮機に比べて強いタービン翼では大きな効果
を期待できない。
ービン用軸流空気圧縮機の翼に付着したデポジツトを除
去するために開発された技術であるので、デポジツトの
付着力が圧縮機に比べて強いタービン翼では大きな効果
を期待できない。
(2) タービン翼にデポジツトが付着してガスタービン
の出力が低下してしまい、クルミ殻、籾等を投入してデ
ポジツトを除去してもデポジツトの厚みが大きいため、
十分に除去しえず、ガスタービン出力の回復が１００％
ではない。
の出力が低下してしまい、クルミ殻、籾等を投入してデ
ポジツトを除去してもデポジツトの厚みが大きいため、
十分に除去しえず、ガスタービン出力の回復が１００％
ではない。
(3) 一方、タービン（翼）だけでなく、燃焼器におい
てもデポジツトが付着、あるいははく離を繰返し、その
ため燃焼器壁面の冷却が不充分となり、その壁面を焼損
することがある。
てもデポジツトが付着、あるいははく離を繰返し、その
ため燃焼器壁面の冷却が不充分となり、その壁面を焼損
することがある。
(4) 燃焼器に付着したデポジツトは、タービンのよう
にクルミ殻、籾等で除去することができない。
にクルミ殻、籾等で除去することができない。
(5) クルミ殻を投入した時、排気ガスが黒煙を呈す
る。
る。
問題点を解決するための手段 本発明は、このような従来の問題点を解決するために、
ガスタービンにおいて、燃焼器で発生したガスによりタ
ービン翼を介して圧縮機を駆動するガスタービンにおい
て、圧縮機の入口ガイドベーン角度を変化させかつ燃焼
器の内部へ水を噴射させることによりタービン翼かつ燃
焼器に付着したデポジツトを除去するようにしたもので
ある。
ガスタービンにおいて、燃焼器で発生したガスによりタ
ービン翼を介して圧縮機を駆動するガスタービンにおい
て、圧縮機の入口ガイドベーン角度を変化させかつ燃焼
器の内部へ水を噴射させることによりタービン翼かつ燃
焼器に付着したデポジツトを除去するようにしたもので
ある。
作用 このような手段によれば、重質油焚きによる運転中、タ
ービン翼かつ燃焼器へのデポジツト付着により性能が低
下してきたらば、一定期間に亘り間欠的に入口ガイドベ
ーン（案内羽根）角度を変化させて吸気量の調整を繰返
し、かつ燃焼器の水噴射ノズルから水（又は蒸気）の噴
射を繰返すことにより、デポジツトを除去することがで
きる。
ービン翼かつ燃焼器へのデポジツト付着により性能が低
下してきたらば、一定期間に亘り間欠的に入口ガイドベ
ーン（案内羽根）角度を変化させて吸気量の調整を繰返
し、かつ燃焼器の水噴射ノズルから水（又は蒸気）の噴
射を繰返すことにより、デポジツトを除去することがで
きる。
実施例 以下図面を参照して本発明の一実施例について詳述す
る。
る。
第１図において、１，２及び３はガスタービンにおける
圧縮機、燃焼器及びタービン翼である。このガスタービ
ンは燃焼器２で発生したガスによりタービン翼３を介し
て圧縮機１が駆動される。
圧縮機、燃焼器及びタービン翼である。このガスタービ
ンは燃焼器２で発生したガスによりタービン翼３を介し
て圧縮機１が駆動される。
そして、４は圧縮機１の入口ガイドベーン、５は燃料ノ
ズル、６は水噴射ノズル及び７はクルミ殻、籾等のポツ
トであり、運転中は入口ガイドベーン４から大気等の燃
焼用空気が吸気され、この吸気を圧縮機１内で圧縮する
とともに、燃料ノズル５から例えばマグネシウム化合物
（腐食抑制剤）の添加された重質油（重油、原油）が噴
射され、この重質油を燃焼器２内で燃焼する。
ズル、６は水噴射ノズル及び７はクルミ殻、籾等のポツ
トであり、運転中は入口ガイドベーン４から大気等の燃
焼用空気が吸気され、この吸気を圧縮機１内で圧縮する
とともに、燃料ノズル５から例えばマグネシウム化合物
（腐食抑制剤）の添加された重質油（重油、原油）が噴
射され、この重質油を燃焼器２内で燃焼する。
しかして、このような重質油焚き運転が続けられ、第２
図に示すようにタービン翼３に、そしてまた燃焼器２内
（第１図参照）に前述の如き生成化合物によるデポジツ
ト８が付着・堆積して性能が低下してきたならば、一定
期間に亘り間欠的に圧縮機１の入口ガイドベーン４角度
を適当に変化させて吸気量の調整を繰返す。
図に示すようにタービン翼３に、そしてまた燃焼器２内
（第１図参照）に前述の如き生成化合物によるデポジツ
ト８が付着・堆積して性能が低下してきたならば、一定
期間に亘り間欠的に圧縮機１の入口ガイドベーン４角度
を適当に変化させて吸気量の調整を繰返す。
かつ、やはり一定期間に亘り間欠的に燃焼器１の燃焼ノ
ズル５まわりに設けた水噴射ノズル６から例えばNOx 低
減用に供される水（又は蒸気）の噴射を繰返す。
ズル５まわりに設けた水噴射ノズル６から例えばNOx 低
減用に供される水（又は蒸気）の噴射を繰返す。
なお、これらの方法において、ポツト７からはクルミ
殻、又は籾をも従来の方法と同様に燃焼器１内に適宜供
給することとなる。
殻、又は籾をも従来の方法と同様に燃焼器１内に適宜供
給することとなる。
そこで、前者のように入口ガイドベーン４角度を変化さ
せることにより、吸気量を変化させ、実質的に一定期間
タービン入口温度を高くする。そして、高温運転（ター
ビン入口温度1150〜1200℃）することで、低融点化合物
を溶融・蒸発させ、バインダー効果（高融点化合物を丸
め込む効果）をなくすと共に、デポジツトとなつた化合
物の融点がこの温度付近にあるMgSO4，３MgO・V2O5を液
相又は半液相とし、このような状態を一定期間間欠的に
作り出して高温高圧ガス流れによる剪断力でタービン翼
３から離脱させていくことにより、タービン翼３におけ
るデポジツト８が確実に除去される。
せることにより、吸気量を変化させ、実質的に一定期間
タービン入口温度を高くする。そして、高温運転（ター
ビン入口温度1150〜1200℃）することで、低融点化合物
を溶融・蒸発させ、バインダー効果（高融点化合物を丸
め込む効果）をなくすと共に、デポジツトとなつた化合
物の融点がこの温度付近にあるMgSO4，３MgO・V2O5を液
相又は半液相とし、このような状態を一定期間間欠的に
作り出して高温高圧ガス流れによる剪断力でタービン翼
３から離脱させていくことにより、タービン翼３におけ
るデポジツト８が確実に除去される。
この場合、負荷条件により異なるが、一例として入口ガ
イドベーン４を約10゜変化させところ、吸気量は約７％
減少し、タービン入口温度は約60℃上昇することが確認
されており、この結果から、第３図に示す入口ガイドベ
ーン４角度の変化に対するデポジツト８厚さの関係にお
いて、そのデポジツト除去の効果はデポジツト付着をほ
とんどない状態にまで回復させることができる。
イドベーン４を約10゜変化させところ、吸気量は約７％
減少し、タービン入口温度は約60℃上昇することが確認
されており、この結果から、第３図に示す入口ガイドベ
ーン４角度の変化に対するデポジツト８厚さの関係にお
いて、そのデポジツト除去の効果はデポジツト付着をほ
とんどない状態にまで回復させることができる。
また、後者のように燃焼室１内に水噴射ノズル６から水
（又は蒸気）を噴射させることにより、燃焼器に付着し
たデポジツト８を高温（ガス）及び低温（水）の温度差
による熱衝撃と水の噴出圧力による衝撃とを繰返し与え
てそのデポジツトが除去される。
（又は蒸気）を噴射させることにより、燃焼器に付着し
たデポジツト８を高温（ガス）及び低温（水）の温度差
による熱衝撃と水の噴出圧力による衝撃とを繰返し与え
てそのデポジツトが除去される。
この場合、一例として５００時間運転において、一定期
間間欠的に水噴射を実施したときと、全く実施しなかつ
たときの両方を点検したところ、水噴射のなかつたデポ
ジツト８厚さが１０mm程度に対し、水噴射があつたデポ
ジツト８厚さは１〜２mm程度にまで除去されることが確
認されている。また、このときの水の消費量は燃料のほ
ぼ６０％程度に相当していた。併せて得られたNOx 低減
率は約５０％に達していた。
間間欠的に水噴射を実施したときと、全く実施しなかつ
たときの両方を点検したところ、水噴射のなかつたデポ
ジツト８厚さが１０mm程度に対し、水噴射があつたデポ
ジツト８厚さは１〜２mm程度にまで除去されることが確
認されている。また、このときの水の消費量は燃料のほ
ぼ６０％程度に相当していた。併せて得られたNOx 低減
率は約５０％に達していた。
この結果から、第４図に示す水噴射の回数に対するデポ
ジツト８厚さの関係においては、水（又は蒸気）噴射の
回数を多く重ねる程、デポジツト８付着を十分に低減さ
せることができる。
ジツト８厚さの関係においては、水（又は蒸気）噴射の
回数を多く重ねる程、デポジツト８付着を十分に低減さ
せることができる。
なお、本発明によるこれらの方法に加えて、前述の如き
従来のくるみ殻、籾等の投入をも行うので、タービン翼
３及び燃焼器１に付着・堆積されたデポジツト８をより
効果的に除去することが可能となる。そして、これらの
くるみ殻又は籾等の数量は最小限に留められることは云
うまでもない。このため、くるみ殻等の不完全燃焼によ
る排ガスの黒煙化を解消することとなる。
従来のくるみ殻、籾等の投入をも行うので、タービン翼
３及び燃焼器１に付着・堆積されたデポジツト８をより
効果的に除去することが可能となる。そして、これらの
くるみ殻又は籾等の数量は最小限に留められることは云
うまでもない。このため、くるみ殻等の不完全燃焼によ
る排ガスの黒煙化を解消することとなる。
発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、重質油焚きのガ
スタービンの運転中、入口ガイドベーン角度を変化させ
て吸気量の調整を繰返すことにより、タービン翼に付着
したデポジツトを除去することができるので、ガスター
ビンの運転を停止させることなくデポジツトの除去が可
能であり、その効果も高負荷で実施するほど大きい。
スタービンの運転中、入口ガイドベーン角度を変化させ
て吸気量の調整を繰返すことにより、タービン翼に付着
したデポジツトを除去することができるので、ガスター
ビンの運転を停止させることなくデポジツトの除去が可
能であり、その効果も高負荷で実施するほど大きい。
また、これにより、タービン翼のデポジツトによる腐食
が抑制されるので、翼寿命を長くすることができる。そ
して、通常のクリーン燃料と同様に、ガスタービンの出
力の向上及び出力の回復による高性能、長時間運転が可
能となる。
が抑制されるので、翼寿命を長くすることができる。そ
して、通常のクリーン燃料と同様に、ガスタービンの出
力の向上及び出力の回復による高性能、長時間運転が可
能となる。
また、燃焼器の水噴射ノズルから水（又は蒸気）の噴射
を繰返すことにより、従来、くるみ殻や籾等の投入だけ
では除去できなかつた燃焼器に付着したデポジツトが除
去されることにより、燃焼器壁面の冷却が通常のクリー
ン燃料と同様に行なえるため、燃焼器が焼損することが
なくなる。
を繰返すことにより、従来、くるみ殻や籾等の投入だけ
では除去できなかつた燃焼器に付着したデポジツトが除
去されることにより、燃焼器壁面の冷却が通常のクリー
ン燃料と同様に行なえるため、燃焼器が焼損することが
なくなる。
第１図は本発明によるガスタービンの一例を示す概略断
面図、第２図はそのタービン翼に付着・堆積するデポジ
ツトを示す横断面図、第３図は入口ガイドベーン角度の
変化とデポジツト厚さとの関係を示す図、第４図は水噴
射の回数とデポジツト厚さとの関係を示す図である。 １……圧縮機、２……燃焼器、３……タービン翼、４…
…入口ガイドベーン、５……燃料ノズル、６……水噴射
ノズル、８……デポジツト。
面図、第２図はそのタービン翼に付着・堆積するデポジ
ツトを示す横断面図、第３図は入口ガイドベーン角度の
変化とデポジツト厚さとの関係を示す図、第４図は水噴
射の回数とデポジツト厚さとの関係を示す図である。 １……圧縮機、２……燃焼器、３……タービン翼、４…
…入口ガイドベーン、５……燃料ノズル、６……水噴射
ノズル、８……デポジツト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 伸顕 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 大塚 春生 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−60036（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】燃焼器で発生したガスによりタービン翼を
介して圧縮機を駆動するガスタービンにおいて、圧縮機
の入口ガイドベーン角度を変化させかつ燃焼器の内部へ
水を噴射させることによりタービン翼かつ燃焼器に付着
したデポジツトを除去するようにしたことを特徴とする
ガスタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18005087A JPH0660577B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | ガスタ−ビン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18005087A JPH0660577B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | ガスタ−ビン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6424125A JPS6424125A (en) | 1989-01-26 |
| JPH0660577B2 true JPH0660577B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=16076610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18005087A Expired - Lifetime JPH0660577B2 (ja) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | ガスタ−ビン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660577B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8720206B2 (en) * | 2009-05-14 | 2014-05-13 | General Electric Company | Methods and systems for inducing combustion dynamics |
-
1987
- 1987-07-21 JP JP18005087A patent/JPH0660577B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6424125A (en) | 1989-01-26 |
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