JPH08135910A - ガスタービン燃焼装置およびその制御方法 - Google Patents

ガスタービン燃焼装置およびその制御方法

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JPH08135910A JP27105494A JP27105494A JPH08135910A JP H08135910 A JPH08135910 A JP H08135910A JP 27105494 A JP27105494 A JP 27105494A JP 27105494 A JP27105494 A JP 27105494A JP H08135910 A JPH08135910 A JP H08135910A
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勲 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料投入開始時における着火信頼性の向上およ
び負荷運用時における燃料供給の偏りを防止し、安定な
低NOx燃焼を実現することができるこの種ガスタービ
ンの燃焼装置およびその制御方法を提供する。 【構成】燃料母管8とマニホールド装置18(a,b)
との結合が、マニホールド装置の異なる位置から引き出
された複数の配管20(a,b)により行なわれるよう
に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン燃焼装置お
よびその制御方法に係り、特に燃料母管から分岐されて
燃料が供給される複数個の燃焼器を備えているガスター
ビン燃焼装置およびその制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来一般に採用されているこの種ガスタ
ービン燃焼装置としては、最も環境対応(低NOx)型
である予混合燃焼方式を採り入れた2段燃焼式燃焼装置
が採用されている。図2は、その予混合燃焼方式を採用
した2段燃焼式低NOx燃焼装置およびその周囲要部を
示すもので、この種燃焼装置を備えたガスタービンは、
圧縮機1,燃焼器およびタービン部5を備え、そして圧
縮機1から送られる圧縮空気2は、燃焼筒の周囲を流通
して燃焼器3へ導かれ、燃焼器の燃焼室3aで燃料とと
もに燃焼し、高温高圧の燃焼ガス4となってタービン部
5へ噴射するように形成されている。
【0003】燃焼器3は、1段目燃焼部6と2段目燃焼
部7より構成されており、各燃焼部への燃料供給は、燃
料母管8から第1段目燃焼部6へ第一段燃料9が供給さ
れ、また第2段燃焼部7へ第二段燃料10の供給が行な
われる。
【0004】第1段目燃焼部6では、燃焼用空気11と
第一段燃料ノズル12からの燃料13とが混合しつつ直
接燃焼,すなわち拡散燃焼が行なわれ、第2段目燃焼部
7では、燃焼用空気14と燃料ノズル15からの燃料1
6とが予め予混合器17にて混合され、この混合された
燃料が燃焼するいわゆる予混合燃焼が行われる。
【0005】ガスタービンにおいては、このように形成
された燃焼器が複数台並設されており、それぞれの燃焼
器への燃料供給は、燃料母管8から燃料マニホールド
(マニホールド装置)18およびそれぞれの燃焼器の供
給配管10を介して行なわれている。なお、この種ガス
タービン燃焼装置に関連するものとしては、特開昭61
−132729号が挙げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように形成された
燃焼装置であると、燃焼器の燃料着火時,すなわち燃料
の各燃焼器への供給開始時においては、全ての燃焼器が
同時に燃料の噴射が行われるとは限らず、すなわち燃焼
器間に燃料噴射に時間差が生ずる場合があることから、
各々の燃焼器が同時に着火できず、また、マニホールド
を含めて燃料配管中における空気などの不燃物の混入を
押出してからの着火となるため、着火しても燃焼器によ
っては燃焼しない場合もあり、着火信頼性が劣る欠点が
あった。また、定格負荷時においては各燃焼器への燃料
供給に偏りがある為、各々の燃焼器間で均一な燃料供給
が出来ず、充分なNOx低減化が図れない恐れがあっ
た。
【0007】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、燃料投入開始時における着火信頼
性の向上および負荷運用時における燃料供給の偏りを防
止し、安定な低NOx燃焼を実現することができるこの
種ガスタービンの燃焼装置およびその制御方法を提供す
るにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、燃料
母管とマニホールド装置との結合が、マニホールド装置
の異なる位置から引き出された複数の配管により行なわ
れるようになし所期の目的を達成するようにしたもので
ある。
【0009】
【作用】すなわちこのように形成された燃焼装置である
と、燃料母管とマニホールド装置との結合が、マニホー
ルド装置の異なる位置から引き出された複数の配管によ
り行なわれることから、燃料は複数の燃料供給路を経て
分岐供給されるので、各燃焼器間における燃料着火時の
燃料供給開始時間差が無くなり、燃焼器の起動時におけ
る着火信頼性の向上が図られ、また、各燃焼器への供給
配管の分岐は、各燃料ノズルからの燃料の均一供給化を
図ることができるので、充分なNOxの低減化が可能と
なるのである。
【0010】
【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図1にはその燃焼装置の燃焼器およびその
周囲が断面で示されている。燃焼装置は、複数個の燃焼
器3を備え、その一方端(燃焼ガス下流側端)にはター
ビン部5があり、他方端(燃焼ガス上流側端)近傍には
燃料を供給する燃料ノズルが設けられている。また、燃
焼器の胴部近傍には、燃焼用および冷却用の圧縮空気を
得る圧縮機1が配置されている。
【0011】前記圧縮機1からの圧縮空気2は、燃焼筒
の外周を流通して燃焼器3内へ導かれ、燃焼室内でノズ
ルから供給される燃料とともに燃焼し、高温高圧の燃焼
ガス4となってタービン部5へ流入する。
【0012】燃焼器3は1段目燃焼部6と2段目燃焼部
7より構成されており、各燃焼部への燃料供給は、燃料
母管8から第1段目燃焼部6への第一段燃料9と第2段
目燃焼部7への第二段燃料10の供給によって行なわれ
る。
【0013】この場合、第1段目燃焼部6は、燃焼用空
気11と第一段燃料ノズル12からの燃料13とで拡散
燃焼が行なわれ、第2段目燃焼部7は、燃焼用空気14
と燃料ノズル15からの燃料16とが、予め予混合器1
7にて混合され、予混合燃焼が行なわれる。
【0014】燃料の供給は、燃料母管8から第一段目燃
料19および第二段目燃料20の燃料配管へと分岐さ
れ、それぞれ燃料マニホールド18a,18bを介し
て、さらに各々の燃焼器へと行なわれる。この場合、二
段目の燃料供給は燃料母管20を2系統20a,20b
にし、燃料マニホールド18bを介し、各々の二段目燃
料ノズル15a,15b,15c…へ各々供給配管21
a,21b,21c…により各燃焼器3a,3b,3c
…へ二段目燃料16a,16b,16c…が供給され
る。
【0015】なお、ここでは2系統の配管の場合が記載
されているが、この配管は、多ければ多いほど有効であ
ろう。また、この配管は燃料マニホールド18bの異な
る位置から引き出されるが、その位置は、マニホールド
を等分する位置が望ましいであろう。
【0016】第一段目燃料系統の燃料投入開始時の着火
においては複数個の燃焼器のうち点火栓を装備している
1〜2個の燃焼器3a,3bから火炎伝播管を介して隣
合う他の燃焼器へ伝播し、さらに、1秒以内の瞬時間に
て全燃焼器への火炎伝播を完了する。
【0017】従来技術では母管からの燃料供給配管が1
系統であり、着火時の燃料投入は供給配管に近接してい
る燃焼器への燃料供給が早く、しかも供給流量が多い傾
向にあり、この解消のため、燃料供給系統を増やし2系
統にすることによって燃料投入開始時間差を抑えること
により、全燃焼器への火炎伝播信頼性の向上が図られ
る。
【0018】また、第一回目の燃料点火においては燃料
が燃焼器に導かれる迄に燃料母管およびマニホールド配
管に充満している空気などの不燃物を押し出してから燃
料が供給されるため第一回目の着火信頼性が劣るところ
から着火の検出が出来ない場合には自動的に第二回目の
着火が行なわれるように制御を行なう。
【0019】第二燃料系統の燃料投入着火時においては
第一段目の燃焼器の火炎が点火源となり全燃焼器におい
て第二段目燃料の点火が行なわれる。母管からの燃料供
給配管を介しての第二段目点火時の燃料投入は第一段目
と同様に供給配管に近接している燃焼器への燃料供給が
早く、しかも供給流量が多い傾向にあり、全燃焼器の点
火に時間差が生じ、ガスタービン負荷運用時の負荷変動
が発生し易いが、燃料供給系統を増やし2系統以上にす
ることによって全燃焼器への点火信頼性の向上化が図ら
れる。
【0020】また、第一回目の燃料点火と同様に、第二
段目の燃料が燃焼器に導かれる迄に燃料母管およびマニ
ホールド配管に充満している空気などの不燃物を押し出
してから燃料が供給されるため第一回目の点火信頼性が
劣るところから第一回目にて点火検出が出来ない場合に
は自動的に第二回目の点火が行なわれるように制御す
る。
【0021】図3に第二段目の燃料点火時の制御ロジッ
クを示す。第二段目の燃料点火の確認はガスタービン出
口における排気ガス温度の正常な上昇確認および負荷変
動も無いことを確認することによって行なう。
【0022】第二段目の燃料投入開始時の点火失敗は排
気ガス温度の最大と最小の温度差および第二段目燃料点
火前後の負荷変化量を捕らえることにより検知してい
る。すなわち、第二段目の燃料点火において1ないし数
個の燃焼器の燃焼開始が遅れるなどにより点火失敗とな
った場合には直ちに第二段目の燃料弁を全閉させ第二段
目点火前の状態に戻し、この状態で数秒間待機する。
【0023】この保護運転を行ない燃焼を整定させた後
で、数秒間待って、再度自動的に第二段目の燃料点火を
行なう制御とする。このような第二段目の燃料点火にお
いて1回目点火失敗時に自動的に2日目の点火に移行す
る燃料制御を行なうことにより第二段目の燃料点火の信
頼性の向上を図ることが出き、負荷上昇時間を最小限に
抑え運用効率を向上させることができる。
【0024】第二段目の燃焼は予混合燃焼による低NO
x化を行なうため均一な燃料供給が重要である。このた
め、まず、母管からの燃料供給系統を分岐することによ
って第二段目の燃料マニホールドからの偏流を無くし、
かつ、各々の第二段目燃料ノズルへの燃料の偏りをなす
ため燃料ノズルへの供給を2方向から行なう。
【0025】各々の第二段目燃料ノズルへの燃料の供給
が均一となり、予混合部における燃料濃度が各々の燃焼
器で均一予混合となり、かつ、燃料ノズル間での均一性
も向上することからNOx低減効果が向上する。
【0026】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、燃料母管とマニホールド装置との結合が、マニホー
ルド装置の異なる位置から引き出された複数の配管によ
り行なわれることから、燃料は複数の燃料供給路を経て
分岐供給されるので、各燃焼器間における燃料着火時の
燃料供給開始時間差が無くなり、燃焼器の起動時におけ
る着火信頼性の向上が図られ、また各燃焼器への供給配
管の分岐は、各燃料ノズルからの燃料の均一供給化が図
られ、したがって燃料投入開始時における着火信頼性の
向上および負荷運用時における燃料供給の偏りを防止
し、安定な低NOx燃焼を実現することができるこの種
ガスタービンの燃焼装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃焼装置およびその周囲を示す縦断側
面図である。
【図2】従来の燃焼装置およびその周囲を示す縦断側面
図である。
【図3】本発明による第二段目点火制御ロジックを示す
線図である。
【符号の説明】
1…圧縮機、3…燃焼器、5…タービン、6…1段目燃
焼部、7…2段目燃焼部、8…燃料母管、9…第一段燃
料、10…第二段燃料、11…燃焼用空気、12…第一
段燃料ノズル、14…燃焼用空気、15…燃料ノズル、
17…予混合器、18a,18b…マニホールド装置。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料母管から夫々燃料が供給される複数
    個の燃焼器を備え、各燃焼器への燃料供給が、燃料母管
    に結合されているマニホールド装置を介して行うように
    形成されているガスタービン燃焼装置において、 前記燃料母管とマニホールド装置とが、複数系統の燃料
    供給路で結合されていることを特徴とするガスタービン
    燃焼装置。
  2. 【請求項2】 燃料母管から夫々燃料が供給される複数
    個の燃焼器を備え、各燃焼器への燃料供給が、燃料母管
    に結合されているマニホールド装置を介して行うように
    形成されているガスタービン燃焼装置において、 前記燃料母管とマニホールド装置との結合が、マニホー
    ルド装置の異なる位置から引き出された複数の配管によ
    り行なわれるようにしたことを特徴とするガスタービン
    燃焼装置。
  3. 【請求項3】 燃料母管から夫々燃料が供給される複数
    個の燃焼器を備え、各燃焼器への燃料供給が、燃料母管
    に結合されているマニホールド装置を介して行うように
    形成されているガスタービン燃焼装置において、 前記燃料母管とマニホールド装置との結合が、マニホー
    ルド装置の異なる位置から引き出された複数の配管によ
    り行なわれ、かつマニホールド装置から燃焼器への燃料
    供給が複数個の配管にて行われるように形成したことを
    特徴とするガスタービン燃焼装置。
  4. 【請求項4】 前記マニホールドから引き出される配管
    の位置が、マニホールド装置を等分する位置である請求
    項1,2若しくは3記載のガスタービン燃焼装置。
  5. 【請求項5】 燃料母管から夫々燃料が供給される複数
    個の燃焼器を備え、各燃焼器への燃料供給が、燃料母管
    に結合されているマニホールド装置を介して行うように
    形成されているガスタービン燃焼装置において、 前記燃料母管からの燃料を、配管の途中で複数に分岐し
    てマニホールド装置に集合させ、マニホールド装置から
    それぞれの燃焼器へ供給するようにしたことを特徴とす
    るガスタービン燃焼装置。
  6. 【請求項6】 燃料母管から夫々燃料が供給される複数
    個の燃焼器を備え、各燃焼器への燃料供給が、燃料母管
    に結合されているマニホールド装置を介して行うように
    形成されているガスタービン燃焼装置において、 前記燃料母管からの燃料を配管の途中で複数に分岐し、
    マニホールド配管に集合させ、かつそれぞれの燃焼器へ
    の燃料供給は、燃料配管をさらに複数個に分岐して供給
    するようにしたことを特徴とするガスタービン燃焼装
    置。
  7. 【請求項7】 燃料母管から夫々燃料が供給される複数
    個の燃焼器を備え、各燃焼器への燃料供給が、燃料母管
    に結合されているマニホールド装置を介して行うように
    形成されているガスタービン燃焼装置の制御方法におい
    て、 前記燃料母管から各燃焼器へ供給される燃料を、複数系
    統の燃料供給路を介してマニホールド装置に集合させ、
    該マニホールド装置から各燃焼器へ供給するとともに、
    各燃焼器の燃料供給開始時の燃料着火に際し、各々の燃
    料系統の着火は第1回目未着火時には自動的2回目の着
    火を行なうようにしたことを特徴とするガスタービン燃
    焼装置の制御方法。
  8. 【請求項8】 燃料母管から夫々燃料が供給される複数
    個の燃焼器を備え、各燃焼器への燃料供給が、燃料母管
    に結合されているマニホールド装置を介して行うように
    形成されているガスタービン燃焼装置の制御方法におい
    て、 前記燃料母管から各燃焼器へ供給される燃料を、複数系
    統の燃料供給路を介してマニホールド装置に集合させ、
    該マニホールド装置から各燃焼器へ供給するとともに、
    各燃焼器の燃料供給開始時の燃料着火に際し、複数燃料
    系統からの燃料供給をそれぞれ同時か若しくは順次行な
    い、かつ各々の燃料系統の着火は第1回目未着火時には
    自動的2回目の着火を行なうようにしたことを特徴とす
    るガスタービン燃焼装置の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005248707A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Kansai Electric Power Co Inc:The ガスタービン燃焼装置、ガスタービン燃焼装置の制御装置及び制御方法
DE102019217830A1 (de) 2018-11-20 2020-05-20 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Brennkammer und gasturbine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005248707A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Kansai Electric Power Co Inc:The ガスタービン燃焼装置、ガスタービン燃焼装置の制御装置及び制御方法
DE102019217830A1 (de) 2018-11-20 2020-05-20 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Brennkammer und gasturbine
CN111197766A (zh) * 2018-11-20 2020-05-26 三菱日立电力系统株式会社 燃烧器以及燃气轮机
CN111197766B (zh) * 2018-11-20 2022-03-08 三菱动力株式会社 燃烧器以及燃气轮机
US11378276B2 (en) 2018-11-20 2022-07-05 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combustor and gas turbine

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