JPH0828304A - ガスタービンプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メタノールの如き液体燃料を使用するガスタ
ービンプラントにおいて、予混合燃焼したときに大幅な
ＮＯｘの低減を達成し得るようにすること。 【構成】 液体燃料を燃料とするガスタービンプラント
において、燃焼器２に２段燃料を供給する２段燃料供給
管４ｂの途中に、上記燃料を気化させる気化器８を設け
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プラントに
係り、特に液体燃料を使用するガスタービンプラントに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、一般的な大形のガスタービンプ
ラントの概略構成を示す図であって、圧縮機１で加圧さ
れた空気が燃焼器２に供給され、そこで燃料とともに燃
焼し高温高圧の燃焼ガスとなり、その燃焼ガスによって
タービン３が回転駆動される。

【０００３】そして、このようなガスタービンプラント
を起動するときは、電動機等の外部駆動機構により圧縮
機１とタービン３を回転させ、燃焼器２に燃料とともに
燃焼用空気を送り込み、そこで形成された混合気に電気
スパーク等により強制的に着火させ、その燃焼ガスによ
りガスタービンが駆動されるとともに、ガスタービンの
回転力で圧縮機を回し、かつ所要の回転数や必要な動力
を発生する状態になるまで出力が増加される。

【０００４】ところで、上記燃焼器への燃料供給は、一
般に、図示しないポンプにより燃焼圧力を上昇させて燃
焼器内に噴射しており、メタノールを燃料とするガスタ
ービンに於ても同様にポンプ加圧されて燃焼器内にノズ
ルで噴霧され、燃焼器の内部で微小な液滴となり、蒸発
しながら燃焼している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のような空気と燃
料の混合と燃焼が同時に行なわれる燃焼を拡散燃焼と称
しているが、ガスタービン排ガス中に含まれるＮＯｘ成
分が多く、環境に与える影響が少なからずある。このた
め、燃料と空気を予め予混合させて燃焼させる予混合燃
焼法を採った燃焼器が増えているが、メタノールのよう
な液体燃料においては、燃料の気化が十分に行なわれな
いためガス燃料に比較しＮＯｘがさほど低下しない等の
問題がある。

【０００６】本発明はこのような点に鑑み、メタノール
の如き液体燃料を使用するガスタービンプラントにおい
て、予混合燃焼したときに大幅なＮＯｘの低減を達成し
得るようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、メタノールの
如き液体燃料を燃料とするガスタービンプラントにおい
て、燃焼器に２段燃料を供給する２段燃料供給管の途中
に、上記燃料を気化させる気化器を設けたことを特徴と
する。

【０００８】また、本発明は、上記気化器にガスタービ
ンの排気を加熱媒体として供給することを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、上記気化器にガスタービ
ンの圧縮機吐出空気を加熱媒体として供給することを特
徴とする。

【００１０】

【作用】燃焼器に２段燃料として供給されるメタノール
の如き液体燃料が上記燃焼器に直接供給されることがな
く、事前に気化器によって気化される。したがって、燃
焼用空気との均一混合が達成され、ガスタービンの排ガ
スに含まれるＮＯｘが大幅に減少される。

【００１１】

【実施例】以下、図１乃至図３を参照して本発明の実施
例について説明する。

【００１２】図１は、本発明のガスタービンプラントの
一実施例を示す図であり、圧縮機１により加圧された空
気が圧力及び温度を上昇されて燃焼器２に導入される。

【００１３】上記燃焼器２には、燃料供給管４から分岐
された１段燃料供給管４ａ及び２段燃料供給管４ｂが接
続されている。上記１段燃料供給管４ａには１段燃料調
節弁５及び逆止弁６が設けられており、燃料供給管４に
よって供給されたメタノール燃料の一部が、上記１段燃
料調節弁５でその流量が制御された後逆止弁６を介して
１段燃料として上記燃焼器２に供給される。

【００１４】一方、２段燃料供給管４ｂには、２段燃料
調節弁７の下流側に、ガスタービン３から排出される排
ガスを加熱媒体とする気化器８が設けられている。しか
して、２段燃料供給管４ｂに流入したメタノール燃料
は、２段燃料調節弁７によってその流量を制御され上記
気化器８に導入され、ガスタービン３からの排ガスと熱
交換されそこで完全に気化される。そして、上記気化器
８で気化した燃料が逆止弁９を経て２次燃料として燃焼
器２に供給される。

【００１５】このように、燃焼器２には２段燃料として
気化器８で気化されガス燃料状態とされたメタノール燃
料が供給されるため、燃焼用空気と上記燃料が均一に混
合する。

【００１６】図２に、各燃焼器のＮＯｘ排出特性を比較
して示す。点線Ａは単段燃焼器の特性を示しており、基
準を単段燃焼器のＮＯｘ排出値としたため全ての範囲で
１．０となっている。また実線Ｂは２段燃焼器の特性を
示し、ガスタービン負荷で約３０％までのＮＯｘは単段
燃焼器と同じ値であるが、それより負荷が大きい範囲で
はガスタービン排ガスのＮＯｘが約１／２に低減する。
一方、一点鎖線Ｃは、本発明による特性を示し、２段燃
焼状態になると液体でメタノールを供給した場合に比
べ、ＮＯｘを１／３に低減することができ、単段燃焼器
の１／５と大幅な低減が可能となる。

【００１７】図３は、本発明の他の実施例を示す図であ
り、２段燃料供給管４ｂに設けられている気化器８が、
ガスタービンの圧縮器吐出空気を加熱媒体とするように
構成されている。

【００１８】しかして、この場合も２段燃料として供給
されるメタノールが上記気化器８で気化されるととも
に、燃焼器に流入する燃焼用空気の温度が低下し、燃焼
器排出ＮＯｘをさらに低減させることができる。また、
タービンの冷却用空気の温度も低下するので、タービン
のメタル温度を下げることもできる。

【００１９】また、１段燃料に灯油やＬＮＧ，ＬＰＧを
用いることにより、ガスタービンの着火から定格回転数
（０％負荷）までの間において、比較的燃焼器内の温度
が低い状態ではメタノールより安定して燃焼させること
ができ、失火や未燃ガスの排出を減少させることができ
る。

【００２０】さらに、定格回転数に達した後に第１段燃
料の灯油やＬＮＧ，ＬＰＧをメタノール燃料にし、第１
段，第２段の両方ともメタノールに切り替える方式もＮ
Ｏｘ低減に大きな効果がある。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ガスタービンの排気や圧縮機の吐出空気等を加熱媒体と
する気化器において２次燃料を加熱気化させるようにし
たので、液体燃料の気化を十分に行なわせることができ
燃焼用空気との混合を均一にでき、ガスタービンの排気
ガス中のＮＯｘ含有量を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスタービンプラントの一実施例を示
す図。

【図２】図１のガスタービンにおけるＮＯｘ排出特性説
明図。

【図３】本発明のガスタービンプラントの他の実施例を
示す図。

【図４】一般的なガスタービンプラントの概略構成図。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 燃焼器 ３ ガスタービン ４ 燃料供給管 ８ 気化器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体燃料を燃料とするガスタービンプラン
   トにおいて、燃焼器に２段燃料を供給する２段燃料供給
   管の途中に、上記燃料を気化させる気化器を設けたこと
   を特徴とするガスタービンプラント。
2. 【請求項２】気化器には、ガスタービンの排気を加熱媒
   体として供給することを特徴とする、請求項１記載のガ
   スタービンプラント。
3. 【請求項３】気化器には、ガスタービンの圧縮機吐出空
   気を加熱媒体として供給することを特徴とする、請求項
   １記載のガスタービンプラント。
4. 【請求項４】液体燃料はメタノールであることを特徴と
   する、請求項１乃至３のいずれかに記載のガスタービン
   プラント。
5. 【請求項５】灯油，ＬＮＧ，ＬＰＧの各燃料をガスター
   ビン運転途中においてメタノール燃料に切り替えること
   を特徴とする、請求項４記載のガスタービンプラント。