JPH11236822A - ガスターボ装置団の運転のための方法 - Google Patents

ガスターボ装置団の運転のための方法

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JPH11236822A
JPH11236822A JP10355619A JP35561998A JPH11236822A JP H11236822 A JPH11236822 A JP H11236822A JP 10355619 A JP10355619 A JP 10355619A JP 35561998 A JP35561998 A JP 35561998A JP H11236822 A JPH11236822 A JP H11236822A
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ガスターボ装置団の運転のための方法に
おいて、ガスターボ装置団の排ガス流９を、液体燃料１
２及び水量１６を通流する熱交換段（１４，１８）に進
入せしめる。次いで、熱量的に準備された媒体（１２，
１６）を一緒に案内してエマルジョンを形成せしめ、こ
のエマルジョンを燃焼器のバーナの運転のために使用す
る。 【効果】 燃焼空気内への極めて熱いエマルジョンの噴
入が良好な混合を保証する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主として１つの圧縮
機ユニットと、少なくとも１つの燃焼器と、少なくとも
１つのタービンと、１つの発電機とから成るガスターボ
装置団の運転のための方法であって、燃焼空気にスワー
ルが付与される予備混合区域により構築されたバーナに
より少なくとも１つの燃焼器を運転する形式のものに関
する。
【０００２】
【従来の技術】新世代の予備混合バーナ、例えばガスタ
ービンの燃焼器の運転のための予備混合バーナは、ガス
燃料の使用時には有害物質の少ない有効な燃焼を保証す
ることができる。液体燃料の使用時にはこの種の燃料の
極めて高い蒸発温度に関連した不都合が生じる。この燃
料内の沸騰しにくい成分の含有量に応じてその蒸発時に
残留物が形成され、この残留物が場合によってはコーキ
ングを生ぜしめる原因となる。その上、ガスタービンバ
ーナへの進入のために必要な極めて高い圧力レベルがい
っそう上昇する。分圧条件下での燃料オイルの蒸発もこ
の事態をなんら持続的に変化せしめず、従って過熱され
たオイル蒸気による予備混合バーナの運転を考慮するこ
とができないことが前提される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記問題に対処すべく
本発明の課題とするところは、冒頭に記載した形式の方
法において、液体燃料による予備混合バーナの運転を許
容せしめる手段を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明の１方
法によれば、請求項１に記載したように、ガスターボ装
置団から到来するガス流を熱交換段に進入せしめ、か
つ、この熱交換段に液体燃料と水量とを通流して、これ
らを熱交換段内で熱量的に準備せしめ、かつ、熱い液体
燃料と熱水とによりエマルジョンを形成せしめ、このエ
マルジョンにより燃焼器のバーナを運転することにより
解決される。
【０００５】その場合、液体燃料、有利にはオイルは、
最大１５０〜２００℃に予熱されて、可能な限り飽和温
度に近い温度で熱い圧力水の流れ内に導入される。次い
でこのエマルジョンは、本発明明細書の一体的な構成部
分を成しているヨーロッパ特許第０３２１８０９Ｂ１号
明細書又はヨーロッパ特許公開第０７８０６２９Ａ２号
明細書から公知の予備混合バーナの運転のために使用さ
れる。
【０００６】本発明の別の１方法によれば、ガスターボ
装置団から到来するガス流を熱交換段に進入せしめ、か
つ、この熱交換段に液体燃料と水量とを通流して、これ
らを熱交換段内で熱量的に準備せしめ、かつ、熱い燃料
を、水から発生した過熱蒸気内へ導入し、かつ、この燃
料・蒸気・混合物によって燃焼器のバーナを運転する。
その場合、要するに可能な限り高温に予熱された液体燃
料が高過熱された蒸気の流れ内に噴入される。この蒸気
は燃料噴霧のためのキャリヤガスとして機能し、その結
果、混合物は予備混合バーナでガス燃料のために設けた
ノズルを介して導入されることができる。
【０００７】
【発明の効果】本発明の主たる利点とするところは、極
めて熱い燃料・水・エマルジョンの霧化が、熱い燃焼空
気に良好に混合される可能な限り細かな噴霧の発生を約
束することにある。このことによって、予備混合バーナ
の内部の噴入平面を著しく下流へ移すことができ、その
結果、液体燃焼の着火性が大きいためにバーナ内部で上
流に生じるおそれのある火炎形成が、不十分な燃焼を招
くことなく抑制される。
【０００８】本発明にもとづく課題の解決手段の有利か
つ機能的な構成がその他の請求項に記載されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、図面につき本発明の実施例
を詳細に説明する。本発明の直接的な理解のために重要
でない事項は省かれている。種々の図面において同じエ
レメントは同一符号をもって示されている。媒体の流れ
方向は矢印により示されている。
【００１０】図１は有利にはヨーロッパ特許第０３２１
８０９Ｂ１号明細書又はヨーロッパ特許公開第０７８０
６２９Ａ２号明細書にもとづく予備混合バーナの運転の
ために液体燃料を準備するための回路に関連したガスタ
ーボ装置団を示す。このガスターボ装置団は圧縮機ユニ
ット１を備えており、この圧縮機ユニット内で、吸い込
まれた空気６の圧縮が行われる。このように圧縮された
空気は、次いで第１の燃焼器としての高圧燃焼器、略記
してＨＤ燃焼器２内に流入し、このＨＤ燃焼器２内で燃
料により第１の熱ガス発生の準備が行われる。このＨＤ
燃焼器２の下流では第１のタービンとしての高圧タービ
ン、略記してＨＤタービン３が作業しており、このＨＤ
タービン内で、ＨＤ燃焼器２内で準備された熱ガス７が
部分膨張する。この部分膨張は、ＨＤタービン３から到
来する部分膨張した熱ガスが依然として１０００℃以上
のオーダの比較的高い温度を有することにより特徴づけ
られている。これに応じて、上述のＨＤタービン３はわ
ずかな回転羽根段、有利には１〜３の回転羽根段から成
る。このＨＤタービン３の下流で第２の燃焼器としての
低圧燃焼器、略記してＮＤ燃焼器４が作用しており、こ
のＮＤ燃焼器は自己点火原理で機能する。このＮＤ燃焼
器４は通流されるほぼ環状通路の形状を有しており、こ
の環状通路内には自己点火のレリーズのために適した燃
料が噴入される。噴入された燃料のＮＤ燃焼器４内での
自己点火は、ＨＤタービン３からの部分膨張された熱ガ
スの上述の温度で行われる。このＮＤ燃焼器４は図示さ
れていない流れ補助装置を備えており、この流れ補助装
置は火炎フロントの領域内での確実な燃焼運転の確保の
ために、安定化作用を有する逆流を形成する。次いで、
部分膨張された熱ガスはＮＤ燃焼器４内で再びほぼＨＤ
燃焼器２の温度に相応する温度のハイグレードな熱ガス
８を準備する。基本的には、熱ガス７，８の温度は直接
的には制限されない。この制限はむしろ表面的には媒体
を進入させるべきタービンとその機械エレメントとによ
り予め規定される。熱ガス８は次いで第２のタービンと
しての低圧タービン、略記してＮＤタービン５内へ進入
し、このＮＤタービン内でまず最終的な膨張が行われ
る。次いで、排ガス９の残留熱量ポテンシャルが別の目
的のために使用される。両方のタービン３，５の出力か
ら発電機１１が電流を発生せしめる。図示のガスターボ
装置団の主たる特徴は、有利には２つの図示されていな
い軸受により支持された１つの一貫した軸１０にすべて
の流体機械１，３，５がユニット的に支承されているこ
とにある。両方の燃焼器２，４は両方のタービン３，５
の間の中間スペースを占めており、その場合、ＨＤ燃焼
器２は有利には環状燃焼器として形成されており、かつ
圧縮機ユニット１と著しくオーバラップして配置される
ことがてきる。この措置はガスターボ装置団をコンパク
トなユニットにするのに貢献する。この可能性はＮＤ燃
焼器４に関する流体技術的な考察からだけでは完全には
実現されない。少なくともここでいえることは、後で挙
げた燃焼器が極めて短く形成され、その結果、コンパク
トなガスターボ装置団を実現するという所期の目的が完
全に達成されるということである。このガスターボ装置
団の別の構成に関連しては、本発明明細書の一体的な構
成部分を成すヨーロッパ特許公開第０６２０３６２Ａ１
号明細書を参照されたい。
【００１１】排ガス９は、熱量的に準備される２つの異
なる媒体１２，１６により通流される熱交換機構１４，
１８を貫流する。冷たい液体燃料１２、有利にはオイル
の流れが搬送ポンプ１３によって熱交換段１４内へ導入
されて熱量的に準備される。図示の実施例では熱いオイ
ル量１４ａが準備される。これに並列的に、準備される
水１６が同様に搬送ポンプ１７によって熱交換段１８内
へ導入されて熱量的に熱水１８ａに高められる。熱量的
に準備された両方の媒体１４ａ，１８ａはドラム１５内
へ流入し、このドラム内でエマルジョン１９を生じる。
このエマルジョン１９は次いで２つの流れ２０，２１に
分流される。それぞれ１つの付属する調整部材２２，２
３を介して、熱いエマルジョン流２０，２１は両方の燃
焼器２，４へ誘導される。バーナもしくは噴入手段（ヨ
ーロッパ特許公開第０６２０３６２Ａ１号明細書参照）
内でその際行われる熱いエマルジョン２０，２１の霧化
は、熱い燃焼空気と良好に混合される可能な限り細かな
噴霧の発生を約束する。このことにより、例えばヨーロ
ッパ特許第０３２１８０９Ｂ１号明細書又はヨーロッパ
特許公開第０７８０６２９Ａ２号明細書にもとづく予備
混合バーナの内部の噴入平面を著しく下流に移すことが
でき、従って、液体燃料の着火性が大きいことにもとづ
きバーナ内部で上流に生じる火炎形成が、不十分な燃焼
を招くことなく抑制される。圧力２５及び温度２６など
のような種々のパラメータが投与される調整機構２４
が、予め与えられた目標値にもとづき信号２７を介して
両方の燃焼器２，４へ燃料供給を配量する。
【００１２】熱交換段１４，１８のここで説明した機能
は、圧縮機ユニット１との相互関連において、それも、
これらの熱交換段１４，１８が圧縮機ユニットの出口の
上流又は下流に配置されていても生じる。
【００１３】図２に示す回路では、図１と同じガスター
ボ装置団が設けられている。熱交換段２８，２９内で熱
量的に準備された両方の媒体、要するに高温の熱蒸気２
９ａと熱オイル２８ａとが１つの混合器３０内へ導入さ
れ、この混合器内では熱オイル２８ａが過熱蒸気２９ａ
内に噴入され、それも、これにより生じた熱蒸気・オイ
ル噴霧・混合物３１が低熱量燃料（ＭＢＴＵガス，ＬＢ
ＴＵガス）の品位を有するように噴入され、この燃料が
再び導管３２，３３を介して適当な調整部材３４，３５
を介してそれぞれの燃焼器２，４へ導入される。このよ
うな燃料によって運転される予備混合バーナはドイツ連
邦共和国特許公開第１９５０２７９６号明細書に開示さ
れており、その場合、このバーナは本発明明細書の一体
的な構成部分を成している。燃料供給の配量はこの場合
も図示されていない調整機構にもとづいて行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】予備混合バーナの運転のために液体燃料を処理
する手段を備えたガスターボ装置団の略示図である。
【図２】予備混合バーナの運転のために液体燃料を処理
する別の手段を備えた同じガスターボ装置団を示す略示
図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機ユニット、 ２ 高圧（ＨＤ）燃焼器、 ３
高圧（ＨＤ）タービン、 ４ 低圧（ＮＤ）燃焼器、
５ 低圧（ＮＤ）タービン、 ６ 吸い込まれた空
気、 ７，８ 熱ガス、 ９ 排ガス、 １０ 軸、
１１ 発電機、１２ 液体燃料、 １３ 搬送ポンプ、
１４ 熱交換段、 １４ａ 熱い液体燃料、 １５
ドラム、 １６ 水、 １７ 搬送ポンプ、 １８ 熱
交換段、１８ａ 熱水、 １９ エマルジョン、 ２
０，２１ エマルジョンの流れ、２２，２３ 調整部
材、 ２５，２６ パラメータ（圧力、温度）、 ２７
燃料供給の調整のための信号、 ２８ 熱交換段、 ２
８ａ 熱オイル、 ２９熱交換段、 ２９ａ 過熱蒸
気、 ３０ 混合器、 ３１ 熱蒸気・オイル噴霧・混
合物、 ３２，３３ 導管、 ３４，３５ 調整部材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主として１つの圧縮機ユニットと、少な
    くとも１つの燃焼器と、少なくとも１つのタービンと、
    １つの発電機とから成るガスターボ装置団の運転のため
    の方法であって、燃焼空気にスワールが付与される予備
    混合区域により構築されたバーナにより少なくとも１つ
    の燃焼器を運転する形式のものにおいて、 ガスターボ装置団から到来するガス流（９）を熱交換段
    （１４，１８）に進入せしめ、かつ、この熱交換段（１
    ４，１８）に液体燃料（１２）と水量（１６）とを通流
    して、これらを熱交換段内で熱量的に準備せしめ、か
    つ、熱い液体燃料（１４ａ）と熱水（１８ａ）とにより
    エマルジョン（１９）を形成せしめ、このエマルジョン
    により燃焼器（２，４）のバーナを運転することを特徴
    とするガスターボ装置団の運転のための方法。
  2. 【請求項２】 主として１つの圧縮機ユニットと、少な
    くとも１つの燃焼器と、少なくとも１つのタービンと、
    １つの発電機とから成るガスターボ装置団の運転のため
    の方法であって、燃焼空気にスワールが付与される予備
    混合区域により構築されたバーナにより少なくとも１つ
    の燃焼器を運転する形式のものにおいて、 ガスターボ装置団から到来するガス流（９）を熱交換段
    （２８，２９）に進入せしめ、かつ、この熱交換段（２
    ８，２９）に液体燃料（１２）と水量（１６）とを通流
    して、これらを熱交換段内で熱量的に準備せしめ、か
    つ、熱い燃料（２８ａ）を、水（１６）から発生した過
    熱蒸気（２９ａ）内へ導入し、かつ、この燃料・蒸気・
    混合物（３１）によって燃焼器（２，４）のバーナを運
    転することを特徴とするガスターボ装置団の運転のため
    の方法。
  3. 【請求項３】 ガスターボ装置団を逐次燃焼方式（２，
    ４；３，５）で運転する請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 熱交換段（１４，１８；２８，２９）に
    タービン（５）の排ガス（９）を進入せしめる請求項１
    又は２記載の方法。
  5. 【請求項５】 熱交換段（１４，１８；２８，２９）
    に、圧縮機段（１）から到来する空気流を進入せしめる
    請求項１又は２記載の方法。
  6. 【請求項６】 低熱量燃料としての燃料・蒸気・混合物
    （３１）を燃焼器（２，４）のバーナ内へ導入する請求
    項２記載の方法。
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