JPH09104880A - 重油焚きガスタービンの高温腐食防止方法 - Google Patents

重油焚きガスタービンの高温腐食防止方法

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JPH09104880A
JPH09104880A JP26034495A JP26034495A JPH09104880A JP H09104880 A JPH09104880 A JP H09104880A JP 26034495 A JP26034495 A JP 26034495A JP 26034495 A JP26034495 A JP 26034495A JP H09104880 A JPH09104880 A JP H09104880A
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JP
Japan
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fuel
gas turbine
temperature
corrosion
compound
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26034495A
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English (en)
Inventor
Koji Arioka
孝司 有岡
Masaharu Nakamori
正治 中森
Isamu Kayano
勇 榧野
Hideyuki Ota
英之 太田
Yasumasa Koshiro
育昌 小城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重油焚きガスタービンの高温腐食防止方法を
提供する。 【解決手段】 高温腐食性を有する不純物を多量に含む
重油等低質燃料を燃焼するガスタービンにおける高温腐
食を低減するため、燃料中のNa/V又は〔Na+Ca
(Mg)〕/V(重量比)が1〜5となるようにNa化
合物を単独又はアルカリ土類金属化合物との混合物とし
て燃料中へ添加し、高温部品に付着する燃料灰組成を硫
酸塩リッチとすることを特徴とする重油等低質燃料油焚
きガスタービンの高温腐食低減方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】C重油等低質燃料油を燃焼す
るガスタービンの高温腐食防止方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コンバインドサイクルプラントに代表さ
れる高効率化された最近の産業用ガスタービンのタービ
ン入口ガス温度の上昇は著しく1300℃以上となって
いる。このような高温ガスに曝露される動・静翼に使用
される耐熱合金は精力的な研究開発が行なわれ、その許
容使用温度も年々上昇しているが、実用合金では850
〜900℃程度である。このため、実機ガスタービンで
は薄肉化した内部空気冷却翼が用いられているが、高温
ガスと接する翼表面では高温酸化や高温腐食が避けられ
ない為、MCrAlY(M=Ni、Co等を表す)のコ
ーティングやMCrAlYコーティングの上に熱伝導率
の低いZrO2 系セラミックをコーティングした、遮熱
コーティング(TBC)等が用いられている。一方、使
用される燃料はLNG、副生ガスや重油におよび最近で
は石炭を液化又はガス化して利用することも研究されて
いるため、空気冷却翼の高温酸化や高温腐食防止を目的
として低圧プラズマで溶射法(以下、VPSという)に
よりNiCoCrAlYやCoCrAlYなどの耐食合
金のコーティングが行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】高温化されたガスター
ビンにおいて、直接燃焼ガスと接触する動・静翼はガス
温度の上昇にともなって酸化速度や腐食速度が増加し、
前記のような耐食耐酸化、コーティングを行った場合で
も、S,Na,V等を多量に含むC重油等低質燃料を燃
焼させる場合Na2 SO4 やV化合物が燃料灰として動
・静翼等の高温部品に付着しはげしい高温腐食を生じ、
その減耗を著しく加速することが知られている。この種
燃料油使用時の腐食性低減方法として、Na分を水洗等
により除去する方法が知られているが、V分については
実用的な除去手法は未だ確立していない。このためV分
による腐食作用(バナジウムアタック又は加速酸化腐
食)を抑制する手法として、Mg化合物〔多くはMg
(OH)2 又はMgO〕を燃料油中へ添加し、高融点で
腐食性の低いxMgO・V2 5 化合物を形成させる方
法があるが、このxMgO・V2 5 化合物が燃焼器や
タービン動・静翼に付着し、ガス流路を閉塞し、ガスタ
ービン効率を大きく低下させる欠点がある。このように
Na2 SO4 とV化合物混合灰による高温腐食対策とし
ては決め手がないのが実状であるが、特に灰分組成がV
分リッチとなる場合、その腐食速度が著しく増加する問
題がある。本発明は上記の問題点を解消することのでき
る、C重油等低質燃料を燃焼するガスタービンの高温腐
食防止方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、高温腐食性を
有する不純物を多量に含む重油等低質燃料を燃焼するガ
スタービンにおける高温腐食損傷の低減を目的として燃
料中のNa/V又は〔Na+Ca(Mg)〕/Vがいず
れも重量比で1〜5、好ましくは3〜5となるようにN
a化合物、例えば、Na2 SO4 、Na2 CO3 、Na
HCO3 、NaHSO4 、NaOH、Na系界面活性剤
(Na−石鹸やNa系合成洗剤)等を単独又はアルカリ
土類金属化合物、例えば、CaSO4 、CaCO3 、C
a(HCO3 2 、Ca(HSO4 2 、Ca(OH)
2 、MgCO3 、Mg(HCO32 、Mg(HS
4 2 、Mg(OH)2 MgSO4 、Ca−石
鹸、Mg−石鹸等との混合物として燃料中に添加し高温
部品、例えば、燃焼器や動・静翼等に付着する燃料灰組
成をNa2 SO4 、CaSO4 、MgSO4 等の硫酸塩
リッチとすることを特徴とする重油等低質燃料油焚きガ
スタービンの高温腐食低減方法を提供する。すなわち、
S,Na,V等高温腐食性を有する不純物を多量に含む
重油等低質燃料を使用するガスタービンにおいて、その
燃料灰組成がVリッチとなることが予想される場合、積
極的にNa2 SO4 やNa系界面活性剤等Na化合物を
単独、又はCaSO4 (MgSO4 )、Ca(Mg)セ
ッケン等アルカリ土類金属化合物との混合物としてNa
/V又は〔Na+Ca(Mg)〕/Vが、いずれも重量
比で1〜5となるように燃料中等へ添加し、燃料灰組成
をNa 2 SO4 やCaSO4 、MgSO4 等の硫酸塩で
富化するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】C重油等使用燃料中へ上記のよう
なNa化合物を単独又はCaやMg等のアルカリ土類金
属化合物との混合物でNa/V又は〔Na+Ca(M
g)〕/V=1〜5(重量比)となるように添加するこ
とにより、ガスタービン動翼又は静翼上に付着する灰分
組成(V2 5 /Na2 SO4 )を1.0以下(重量)
とすることができる。この結果、灰分の高温腐食作用は
(V2 5 /Na2 SO4 )が1.0以上(重量比)の
ものに比較し大幅に低減する。本発明はMg化合物やC
a化合物のみを注入する方法に比べ、Na化合物を主成
分として添加するため、MgやCaとV分との高融点化
合物(例えば3MgO・V2 5 、mp.1191℃、
3CaO・V2 5 、mp.1019℃)は形成され
ず、灰の大部分は850〜900℃にコントロールされ
ている翼面上で融液となり、ガス流路の閉塞を生じな
い。ここで、Ca(Mg)化合物のNa化合物に対する
添加割合Ca(Mg)化合物/Na化合物(モル比)は
0〜1.0とするのが好ましい。
【0006】
【実施例】本発明の効果を確認するため、高V重油を燃
焼するガスタービンの燃焼ガス環境を模擬し、表1のよ
うな条件で空冷試験片を用い、ガスおよび試験片をそれ
ぞれ所定の温度にコントロールし、途中2度の起動・停
止を含む300時間の試験を実施した。S,Na,V,
Ca,Mg等の添加成分は模擬試験(1ata)と実プ
ラント(12ata)との圧力差を考慮し、実機条件の
12倍相当量を添加した。 *高V重油模擬例:Naに比べV含有量の大きい重油を
模擬 (従来例)本例では実機における燃料条件をS=0.5
%、Na=1ppm、V=10ppm相当量とし、それ
ぞれ12倍相当量をSO2 ガス、0.5%NaVO3
0.5%VOSO4 としてバーナ先端部より注入した。
即ちS=6%、V=120ppm、Na=12ppmと
した。
【0007】(実施例1)従来例(Na=1ppm)に
加えてNa2 SO4 を用いて、Na=19ppm相当量
を添加して、20ppmとした。表1のデータは、これ
を12倍して240ppmとしたものである。Na/V
=2(重量比)となった。 (実施例2)従来例(Na=1ppm)に加えて、アル
キルベンゼンスルフォン酸ソーダ(R−C6 4 −SO
3 Na)を用いてNa=29ppm相当量及び、Mg
(OH)2 によりMg=10ppm相当量を添加した。
表1には、これらを12倍した値が示してある。(Na
+Mg)/V=4(重量比)となった。 (実施例3)実施例2のMgに替えて、ステアリン酸カ
ルシウム〔2(CH3 (CH2 16COO)Ca〕を用
いCa=10ppm相当量を添加した。表1では、これ
を12倍して120ppmとした。(Na+Ca)/V
=4(重量比)となった。
【0008】
【表1】 *1 燃料灯油に対する添加量(重量比)を示す。 *2 ECY 768:静翼等に用いられるCo基超合金 *3 実施例3は実施例2の添加成分MgをCaに替えたものである。
【0009】実施例1〜3と高V重油模擬例による試験
片(ECY763)の腐食状況調査結果を表2にとりま
とめて示した。
【0010】
【表2】 *1 それぞれ高V重油模擬例の値を100とした。
【0011】この結果、NaやNa+Ca(又はMg)
等を添加しなかった高V重油模擬例に比較し、実施例1
の腐食減量(最大腐食深さ)は25%(30%)又は実
施例2,3では腐食減量は10%程度、最大腐食深さは
15%程度にとどまっており、いずれも顕著な腐食低減
効果が認められた。(表2の腐食減量及び最大腐食深さ
は高V重油模擬例の値を100として表示した。)
【0012】
【発明の効果】C重油等の低質燃料油を燃焼するガスタ
ービンの高温下における腐食を効果的に防止することが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 英之 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 小城 育昌 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温腐食性を有する不純物を多量に含む
    重油等低質燃料を燃焼するガスタービンにおける高温腐
    食を低減するため、燃料中のNa/V又は〔Na+Ca
    (Mg)〕/V(重量比)が1〜5となるようにNa化
    合物を単独又はアルカリ土類金属化合物との混合物とし
    て燃料中へ添加し、高温部品に付着する燃料灰組成を硫
    酸塩リッチとすることを特徴とする重油等低質燃料油焚
    きガスタービンの高温腐食低減方法。
JP26034495A 1995-10-06 1995-10-06 重油焚きガスタービンの高温腐食防止方法 Withdrawn JPH09104880A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003066198A1 (fr) * 2000-08-10 2003-08-14 Mineral Fine-Chemicals,Inc. Additif pour gaz d'echappement, procede de fabrication de cet additif et procede de generation de puissance au moyen de cet additif

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003066198A1 (fr) * 2000-08-10 2003-08-14 Mineral Fine-Chemicals,Inc. Additif pour gaz d'echappement, procede de fabrication de cet additif et procede de generation de puissance au moyen de cet additif

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Effective date: 20030107