JPH1089690A - ガスタービン用の燃焼器 - Google Patents
ガスタービン用の燃焼器Info
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- JPH1089690A JPH1089690A JP26238396A JP26238396A JPH1089690A JP H1089690 A JPH1089690 A JP H1089690A JP 26238396 A JP26238396 A JP 26238396A JP 26238396 A JP26238396 A JP 26238396A JP H1089690 A JPH1089690 A JP H1089690A
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 37
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 32
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 11
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- Spray-Type Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 着火性および安定性を確保し、パイロットバ
ーナからのＮoxの低減を図ることができるガスタービン
用の燃焼器を提供すること。 【解決手段】 パイロットバーナ１１を希薄予混合用チ
ャンバ１５の基端部に取付けるとともに、先端部にトー
チバーナ１９を取付ける。そして、制御装置２１でパイ
ロットバーナ１１からの燃料を空気と予め混合して希薄
状態として燃焼させるようにしてＮoxを低減し、着火用
の拡散燃焼用のトーチバーナ１９を別に設けて着火性お
よび燃焼の安定性を確保するようにする。
ーナからのＮoxの低減を図ることができるガスタービン
用の燃焼器を提供すること。 【解決手段】 パイロットバーナ１１を希薄予混合用チ
ャンバ１５の基端部に取付けるとともに、先端部にトー
チバーナ１９を取付ける。そして、制御装置２１でパイ
ロットバーナ１１からの燃料を空気と予め混合して希薄
状態として燃焼させるようにしてＮoxを低減し、着火用
の拡散燃焼用のトーチバーナ１９を別に設けて着火性お
よび燃焼の安定性を確保するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はガスタービン用の
燃焼器の改良に関し、パイロットバーナによる燃焼によ
って生じるＮox（窒素酸化物）の発生を抑えることがで
きるようにしたものである。
燃焼器の改良に関し、パイロットバーナによる燃焼によ
って生じるＮox（窒素酸化物）の発生を抑えることがで
きるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】発電用などに使用されるガスタービンに
あっては、環境規制に対応させる必要があり、その一つ
に排気Ｎoxに対する規制がある。
あっては、環境規制に対応させる必要があり、その一つ
に排気Ｎoxに対する規制がある。
【０００３】従来、排気Ｎoxに対する対応のため排気ガ
ス脱硝を行なったり、燃焼器内に水や蒸気などを噴射す
ることが行われていた。
ス脱硝を行なったり、燃焼器内に水や蒸気などを噴射す
ることが行われていた。
【０００４】ところが、このような排気Ｎoxの低減方法
では、このための設備が必要であり、設備費がかかると
ともに、維持管理費も必要になる。
では、このための設備が必要であり、設備費がかかると
ともに、維持管理費も必要になる。
【０００５】そこで、ガスタービン用の燃焼器の燃焼を
制御してＮoxの低減を図ることが行われており、例えば
図４に示すように、ガスタービン用の燃焼器１のライナ
２の中心部に拡散燃焼用のパイロットバーナ３を配置す
るとともに、周囲に希薄予混合燃焼用の蒸発管４を介し
てメインバーナ５を複数配置して構成し、パイロットバ
ーナ３で着火用の火炎を保持しながら、メインバーナ５
では、蒸発管４により燃料の蒸発と空気の混合を十分に
行って希薄燃焼によりＮoxの低減を図るようにしてい
る。
制御してＮoxの低減を図ることが行われており、例えば
図４に示すように、ガスタービン用の燃焼器１のライナ
２の中心部に拡散燃焼用のパイロットバーナ３を配置す
るとともに、周囲に希薄予混合燃焼用の蒸発管４を介し
てメインバーナ５を複数配置して構成し、パイロットバ
ーナ３で着火用の火炎を保持しながら、メインバーナ５
では、蒸発管４により燃料の蒸発と空気の混合を十分に
行って希薄燃焼によりＮoxの低減を図るようにしてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ガスタービン用の燃焼器１では、メインバーナ５による
燃焼を希薄予混合燃焼とすることでＮoxの低減を図るこ
とができたが、相対的にパイロットバーナ３の拡散燃焼
によって生じるＮoxの量が多く、パイロットバーナ３か
らのＮoxの発生を抑える必要が生じている。
ガスタービン用の燃焼器１では、メインバーナ５による
燃焼を希薄予混合燃焼とすることでＮoxの低減を図るこ
とができたが、相対的にパイロットバーナ３の拡散燃焼
によって生じるＮoxの量が多く、パイロットバーナ３か
らのＮoxの発生を抑える必要が生じている。
【０００７】一方、パイロットバーナには、燃焼の安定
性や着火性が要求され、このためにある程度の燃料の供
給量が必要であり、Ｎoxの低減と相反する要求となる。
性や着火性が要求され、このためにある程度の燃料の供
給量が必要であり、Ｎoxの低減と相反する要求となる。
【０００８】この発明は、かかる従来技術の課題に鑑み
てなされたもので、着火性および安定性を確保しながら
パイロットバーナからのＮoxの低減を図ることができる
ガスタービン用の燃焼器を提供しようとするものであ
る。
てなされたもので、着火性および安定性を確保しながら
パイロットバーナからのＮoxの低減を図ることができる
ガスタービン用の燃焼器を提供しようとするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明の請求項１記載のガスタービン用の燃焼器は、
パイロットバーナと複数のメインバーナを備えたガスタ
ービン用の燃焼器において、前記パイロットバーナが取
付けられるパイロットチャンバを希薄予混合用チャンバ
とするとともに、この希薄予混合用チャンバの先端部に
着火用火炎を保持するトーチバーナを設けてなることを
特徴とするものである。
この発明の請求項１記載のガスタービン用の燃焼器は、
パイロットバーナと複数のメインバーナを備えたガスタ
ービン用の燃焼器において、前記パイロットバーナが取
付けられるパイロットチャンバを希薄予混合用チャンバ
とするとともに、この希薄予混合用チャンバの先端部に
着火用火炎を保持するトーチバーナを設けてなることを
特徴とするものである。
【００１０】このガスタービン用の燃焼器によれば、パ
イロットバーナを希薄予混合用チャンバの基端部に取付
けるとともに、先端部にトーチバーナを取付けるように
してあり、パイロットバーナからの燃料を空気と予め混
合して希薄状態として燃焼させるようにしてＮoxを低減
し、着火用の拡散燃焼用のトーチバーナを別に設けるよ
うにして着火性および燃焼の安定性を確保するようにし
ている。
イロットバーナを希薄予混合用チャンバの基端部に取付
けるとともに、先端部にトーチバーナを取付けるように
してあり、パイロットバーナからの燃料を空気と予め混
合して希薄状態として燃焼させるようにしてＮoxを低減
し、着火用の拡散燃焼用のトーチバーナを別に設けるよ
うにして着火性および燃焼の安定性を確保するようにし
ている。
【００１１】また、この発明の請求項２記載のガスター
ビン用の燃焼器は、請求項１記載の構成に加え、前記パ
イロットバーナへの燃料供給量を制御して着火後に希薄
予混合燃焼とする制御手段を備えてなることを特徴とす
るものである。
ビン用の燃焼器は、請求項１記載の構成に加え、前記パ
イロットバーナへの燃料供給量を制御して着火後に希薄
予混合燃焼とする制御手段を備えてなることを特徴とす
るものである。
【００１２】このガスタービン用の燃焼器によれば、さ
らに制御手段によりパイロットバーナへの燃料を着火時
には多くしておき、着火後に少なくして希薄予混合燃焼
とするようにしており、着火性および安定性を確保しな
がら一層Ｎoxの低減を図るようにしている。
らに制御手段によりパイロットバーナへの燃料を着火時
には多くしておき、着火後に少なくして希薄予混合燃焼
とするようにしており、着火性および安定性を確保しな
がら一層Ｎoxの低減を図るようにしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づき詳細に説明する。図１はこの発明のガスタ
ービン用の燃焼器の一実施の形態にかかり、（ａ）は中
央縦断面図、（ｂ）は左半分の側面図である。
図面に基づき詳細に説明する。図１はこの発明のガスタ
ービン用の燃焼器の一実施の形態にかかり、（ａ）は中
央縦断面図、（ｂ）は左半分の側面図である。
【００１４】このガスタービン用の燃焼器１０は、パイ
ロットバーナ１１と複数のメインバーナ１２を備えて構
成されており、各メインバーナ１２はライナ１３の周囲
に等間隔に配置され、希薄予混合燃焼用の蒸発管１４を
介して取付けられている。
ロットバーナ１１と複数のメインバーナ１２を備えて構
成されており、各メインバーナ１２はライナ１３の周囲
に等間隔に配置され、希薄予混合燃焼用の蒸発管１４を
介して取付けられている。
【００１５】一方、ライナ１３の中心部に配置されるパ
イロットバーナ１１は、ライナ１３にパイロットチャン
バ１５が設けられ、その端部に取付けられた蒸発管１６
を介して設けられている。そして、パイロットバーナ１
１の周囲に空気取り入れ用のスワーラ１７が設けられる
とともに、蒸発管１６の先端部のパイロットチャンバ１
５にも空気取り入れ用のスワーラ１８が設けてある。
イロットバーナ１１は、ライナ１３にパイロットチャン
バ１５が設けられ、その端部に取付けられた蒸発管１６
を介して設けられている。そして、パイロットバーナ１
１の周囲に空気取り入れ用のスワーラ１７が設けられる
とともに、蒸発管１６の先端部のパイロットチャンバ１
５にも空気取り入れ用のスワーラ１８が設けてある。
【００１６】さらに、パイロットチャンバ１５の基端部
にトーチバーナ１９が取付けられ、このトーチバーナ１
９に接近してパイロットチャンバ１５の側面にイグナイ
タ２０が取付けてある。
にトーチバーナ１９が取付けられ、このトーチバーナ１
９に接近してパイロットチャンバ１５の側面にイグナイ
タ２０が取付けてある。
【００１７】このガスタービン用の燃焼器１０では、パ
イロットバーナ１１および複数のメインバーナ１２への
燃料供給量を制御するため制御装置２１が設けられてお
り、メインバーナ１２に対しては、図示省略したが、例
えばガスタービンにかかる負荷に応じてメインバーナ１
２の使用本数を制御するステージング制御が行われ、パ
イロットバーナ１１による火炎で確実に着火して常に希
薄予備混燃焼状態を保持することで、Ｎoxの発生を低く
抑え、安定した燃焼状態を確保することができるように
なっている。
イロットバーナ１１および複数のメインバーナ１２への
燃料供給量を制御するため制御装置２１が設けられてお
り、メインバーナ１２に対しては、図示省略したが、例
えばガスタービンにかかる負荷に応じてメインバーナ１
２の使用本数を制御するステージング制御が行われ、パ
イロットバーナ１１による火炎で確実に着火して常に希
薄予備混燃焼状態を保持することで、Ｎoxの発生を低く
抑え、安定した燃焼状態を確保することができるように
なっている。
【００１８】また、制御装置２１によるパイロットバー
ナ１１への燃焼供給量の制御は着火時（ガスタービンの
起動時）とこれ以外の負荷運転時などとで燃焼状態を変
えるように行われ、着火時には、まず、トーチバーナ１
９から供給する燃料にイグナイタ２０で着火して拡散火
炎による燃焼状態を保持しておき、この状態でパイロッ
トバーナ１１およびスワーラ１７からの燃料および空気
により理論混合比に近い状態で拡散燃焼が起こる状態と
なるよう制御する。
ナ１１への燃焼供給量の制御は着火時（ガスタービンの
起動時）とこれ以外の負荷運転時などとで燃焼状態を変
えるように行われ、着火時には、まず、トーチバーナ１
９から供給する燃料にイグナイタ２０で着火して拡散火
炎による燃焼状態を保持しておき、この状態でパイロッ
トバーナ１１およびスワーラ１７からの燃料および空気
により理論混合比に近い状態で拡散燃焼が起こる状態と
なるよう制御する。
【００１９】そして、このようなパイロットバーナ１１
のみによる燃焼状態からガスタービンを負荷状態とする
ためメインバーナ１２に燃料が供給される状態になる
と、パイロットバーナ１１では、燃料供給量を減少し、
蒸発管１６およびパイロットチャンバ１５を、火炎が存
在せずに燃料と空気の理論混合比より希薄な予混合気を
形成する希薄予混合用チャンバとするとともに、トーチ
バーナ１９には火炎を保持するため理論混合比に近い混
合気を形成して拡散燃焼させる燃料を供給するよう制御
する。
のみによる燃焼状態からガスタービンを負荷状態とする
ためメインバーナ１２に燃料が供給される状態になる
と、パイロットバーナ１１では、燃料供給量を減少し、
蒸発管１６およびパイロットチャンバ１５を、火炎が存
在せずに燃料と空気の理論混合比より希薄な予混合気を
形成する希薄予混合用チャンバとするとともに、トーチ
バーナ１９には火炎を保持するため理論混合比に近い混
合気を形成して拡散燃焼させる燃料を供給するよう制御
する。
【００２０】したがって、このガスタービン用の燃焼器
１０では、燃料の供給量は、図２に示すように、常に火
炎を確保する必要があるトーチバーナ１９には、図中、
一点鎖線Ａで示すように、一定量の燃料が供給され、こ
の燃料によって図３（ａ），（ｂ）に示すように、運転
状態にかかわらず拡散火炎を形成して燃焼が継続するよ
うにする。
１０では、燃料の供給量は、図２に示すように、常に火
炎を確保する必要があるトーチバーナ１９には、図中、
一点鎖線Ａで示すように、一定量の燃料が供給され、こ
の燃料によって図３（ａ），（ｂ）に示すように、運転
状態にかかわらず拡散火炎を形成して燃焼が継続するよ
うにする。
【００２１】また、着火時には、パイロットバーナ１１
に図２中、実線Ｂで示すように、拡散火炎を保持するの
に必要な多くの燃料が供給され、図３（ａ）に示すよう
に、パイロットバーナ１１により拡散燃焼が起こる状態
とする。
に図２中、実線Ｂで示すように、拡散火炎を保持するの
に必要な多くの燃料が供給され、図３（ａ）に示すよう
に、パイロットバーナ１１により拡散燃焼が起こる状態
とする。
【００２２】こののち、ガスタービンの負荷が増大して
メインバーナ１２への燃料の供給が始まると、図２中、
破線Ｃで示すように、メインバーナ１２への燃料供給量
が増大が増大される一方で、パイロットバーナ１１に供
給されていた燃料が実線Ｂで示すように減少され、図３
（ｂ）に示すように、火炎が形成されずに燃料と空気の
予混合気が形成され、希薄予混合燃焼が起こる状態にす
る。
メインバーナ１２への燃料の供給が始まると、図２中、
破線Ｃで示すように、メインバーナ１２への燃料供給量
が増大が増大される一方で、パイロットバーナ１１に供
給されていた燃料が実線Ｂで示すように減少され、図３
（ｂ）に示すように、火炎が形成されずに燃料と空気の
予混合気が形成され、希薄予混合燃焼が起こる状態にす
る。
【００２３】したがって、このガスタービン用の燃焼器
１０では、メインバーナ１２から供給される燃料で燃焼
が生じる状態では、メインバーナ１２では、蒸発管１４
内で火炎が形成されずに燃料と空気の予混合気が形成さ
れ、希薄予混合燃焼が起こり、Ｎoxの発生が抑えられる
とともに、パイロットバーナ１１でも蒸発管１６および
パイロットチャンバ１５でも火炎が形成されずに燃料と
空気の予混合気が形成され、希薄予混合燃焼が起こり、
Ｎoxの発生が抑えられ、ガスタービン用の燃焼器１０全
体のＮoxの発生量も抑えられる。
１０では、メインバーナ１２から供給される燃料で燃焼
が生じる状態では、メインバーナ１２では、蒸発管１４
内で火炎が形成されずに燃料と空気の予混合気が形成さ
れ、希薄予混合燃焼が起こり、Ｎoxの発生が抑えられる
とともに、パイロットバーナ１１でも蒸発管１６および
パイロットチャンバ１５でも火炎が形成されずに燃料と
空気の予混合気が形成され、希薄予混合燃焼が起こり、
Ｎoxの発生が抑えられ、ガスタービン用の燃焼器１０全
体のＮoxの発生量も抑えられる。
【００２４】一方、このようなパイロットバーナ１１で
の燃焼を希薄予混合燃焼とすることで、パイロットバー
ナ１１として必要な機能である火炎の安定性および着火
性を確保することが難しくなるが、パイロットチャンバ
１５にトーチバーナ１９を設けて拡散燃焼による安定し
た火炎を確保するようにしているので、このトーチバー
ナ１９による小さな火炎を火種としてパイロットバーナ
１１で安定した燃焼を確保することができる。
の燃焼を希薄予混合燃焼とすることで、パイロットバー
ナ１１として必要な機能である火炎の安定性および着火
性を確保することが難しくなるが、パイロットチャンバ
１５にトーチバーナ１９を設けて拡散燃焼による安定し
た火炎を確保するようにしているので、このトーチバー
ナ１９による小さな火炎を火種としてパイロットバーナ
１１で安定した燃焼を確保することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上、一実施の形態とともに具体的に説
明したようにこの発明の請求項１記載のガスタービン用
の燃焼器によれば、パイロットバーナを希薄予混合用チ
ャンバの基端部に取付けるとともに、先端部にトーチバ
ーナを取付けるようにしたので、パイロットバーナから
の燃料を空気と予め混合して希薄状態として燃焼させる
ようにしてＮoxを低減することができるとともに、別に
設けた着火用の拡散燃焼用のトーチバーナで着火性およ
び燃焼の安定性を確保することができる。
明したようにこの発明の請求項１記載のガスタービン用
の燃焼器によれば、パイロットバーナを希薄予混合用チ
ャンバの基端部に取付けるとともに、先端部にトーチバ
ーナを取付けるようにしたので、パイロットバーナから
の燃料を空気と予め混合して希薄状態として燃焼させる
ようにしてＮoxを低減することができるとともに、別に
設けた着火用の拡散燃焼用のトーチバーナで着火性およ
び燃焼の安定性を確保することができる。
【００２６】また、この発明の請求項２記載のガスター
ビン用の燃焼器によれば、さらに制御手段によりパイロ
ットバーナへの燃料を着火時には多くしておき、着火後
に少なくして希薄予混合燃焼とするようにしたので、着
火性および安定性を確保しながら一層Ｎoxの低減を図る
ことができる。
ビン用の燃焼器によれば、さらに制御手段によりパイロ
ットバーナへの燃料を着火時には多くしておき、着火後
に少なくして希薄予混合燃焼とするようにしたので、着
火性および安定性を確保しながら一層Ｎoxの低減を図る
ことができる。
【図１】この発明のガスタービン用の燃焼器の一実施の
形態にかかり、（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）は左半分
の側面図である。
形態にかかり、（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）は左半分
の側面図である。
【図２】この発明のガスタービン用の燃焼器の一実施の
形態にかかる運転状態と角バーナへの燃料供給量の関係
を示す説明図である。
形態にかかる運転状態と角バーナへの燃料供給量の関係
を示す説明図である。
【図３】この発明のガスタービン用の燃焼器の一実施の
形態にかかり、（ａ）は着火時の燃焼状態を模式的に示
す説明図、（ｂ）は負荷運転時の燃焼状態を模式的に示
す説明図である。
形態にかかり、（ａ）は着火時の燃焼状態を模式的に示
す説明図、（ｂ）は負荷運転時の燃焼状態を模式的に示
す説明図である。
【図４】従来のガスタービン用の燃焼器にかかり、
（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）は左半分の側面図であ
る。
（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）は左半分の側面図であ
る。
１０ ガスタービン用の燃焼器 １１ パイロットバーナ １２ メインバーナ １３ ライナ １４ 蒸発管 １５ パイロットチャンバ １６ 蒸発管 １７ スワーラ １８ スワーラ １９ トーチバーナ ２０ イグナイタ ２１ 制御装置
Claims (2)
- 【請求項１】 パイロットバーナと複数のメインバーナ
を備えたガスタービン用の燃焼器において、前記パイロ
ットバーナが取付けられるパイロットチャンバを希薄予
混合用チャンバとするとともに、この希薄予混合用チャ
ンバの先端部に着火用火炎を保持するトーチバーナを設
けてなることを特徴とするガスタービン用の燃焼器。 - 【請求項２】 前記パイロットバーナへの燃料供給量を
制御して着火後に希薄予混合燃焼とする制御手段を備え
てなることを特徴とする請求項１記載のガスタービン用
の燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26238396A JPH1089690A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | ガスタービン用の燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26238396A JPH1089690A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | ガスタービン用の燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089690A true JPH1089690A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17374999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26238396A Pending JPH1089690A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | ガスタービン用の燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1089690A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006105534A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Niigata Power Systems Co Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| JP2008185269A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | ガスタービン燃焼器 |
| CN117628538A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-03-01 | 北京航空航天大学 | 一种多孔蒸发管式燃油分级多喷嘴燃烧室 |
| CN117628537A (zh) * | 2023-11-15 | 2024-03-01 | 国家电投集团北京重燃能源科技发展有限公司 | 火炬式燃烧器 |
| CN117628501A (zh) * | 2023-11-15 | 2024-03-01 | 国家电投集团北京重燃能源科技发展有限公司 | 火炬式分段点火装置 |
| CN117628536A (zh) * | 2023-11-15 | 2024-03-01 | 国家电投集团北京重燃能源科技发展有限公司 | 火炬点火器和燃气轮机 |
| CN117628536B (en) * | 2023-11-15 | 2026-05-05 | 国家电投集团北京重燃能源科技发展有限公司 | Torch igniter and gas turbine |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP26238396A patent/JPH1089690A/ja active Pending
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| CN117628537A (zh) * | 2023-11-15 | 2024-03-01 | 国家电投集团北京重燃能源科技发展有限公司 | 火炬式燃烧器 |
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