JPS6149136A - ガスタ−ビンの運転制御方法 - Google Patents
ガスタ−ビンの運転制御方法Info
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- JPS6149136A JPS6149136A JP16997884A JP16997884A JPS6149136A JP S6149136 A JPS6149136 A JP S6149136A JP 16997884 A JP16997884 A JP 16997884A JP 16997884 A JP16997884 A JP 16997884A JP S6149136 A JPS6149136 A JP S6149136A
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- gas turbine
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000007562 laser obscuration time method Methods 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 34
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/32—Control of fuel supply characterised by throttling of fuel
- F02C9/34—Joint control of separate flows to main and auxiliary burners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は排ガスの低ＮＯｘ化を図り、且つ燃焼効率の向
上を図ったガスタービンの運転制御方法に関する。
上を図ったガスタービンの運転制御方法に関する。
ガスタービンやジェットエンジンにあっては、その燃焼
効率の向上を図ると共に、排ガスの低ＮＯｘ化を図るこ
とが重要な課題である。第１図はこのような目的から開
発されたガスタービンの要部概略構成を模式的に示すも
ので、１は燃焼器である。
効率の向上を図ると共に、排ガスの低ＮＯｘ化を図るこ
とが重要な課題である。第１図はこのような目的から開
発されたガスタービンの要部概略構成を模式的に示すも
ので、１は燃焼器である。
第１の燃料ノズル２は上記燃焼器１にパイロット燃料を
供給するもので、その供給聞はバルブ３によって制御さ
れるようになっている。そしてこのパイロット燃料は、
上記ノズル２に近接して設けられたスワーラ４を介して
取入れられる一次空気と混合されて燃焼される。またこ
のパイロット燃料の燃焼部の下流位置に設けられた第２
の燃料ノズル５はメイン燃料を供給するもので、その供
給聞はバルブ６によって制御されるようになっている。
供給するもので、その供給聞はバルブ３によって制御さ
れるようになっている。そしてこのパイロット燃料は、
上記ノズル２に近接して設けられたスワーラ４を介して
取入れられる一次空気と混合されて燃焼される。またこ
のパイロット燃料の燃焼部の下流位置に設けられた第２
の燃料ノズル５はメイン燃料を供給するもので、その供
給聞はバルブ６によって制御されるようになっている。
そしてこのメイン燃料は、上記ノズル５に近接して設け
られたスワーラ７を介して取込まれる二次空気と混合さ
れて燃焼されるようになっている。しかして、このメイ
ン燃料の燃焼部の下流位置には、その燃料の完全燃焼を
図るべく完全燃焼室が設けられており、この完全燃焼室
にはスワーラ８に設けられたバイパス弁を介して取込み
ωが調整されたバイパス空気が供給され、このバイパス
空気を用いて前記燃料の完全燃焼が図られるようになっ
ている。尚、上記各スワーラ４，７．８はそれぞれ空気
導入孔を意味するもので、その孔形状を規定するもので
はない。また前記バイパス弁は、その開口角度がＯｏ（
全開）から９０° （全開）まで可変制伶口されるもの
である。
られたスワーラ７を介して取込まれる二次空気と混合さ
れて燃焼されるようになっている。しかして、このメイ
ン燃料の燃焼部の下流位置には、その燃料の完全燃焼を
図るべく完全燃焼室が設けられており、この完全燃焼室
にはスワーラ８に設けられたバイパス弁を介して取込み
ωが調整されたバイパス空気が供給され、このバイパス
空気を用いて前記燃料の完全燃焼が図られるようになっ
ている。尚、上記各スワーラ４，７．８はそれぞれ空気
導入孔を意味するもので、その孔形状を規定するもので
はない。また前記バイパス弁は、その開口角度がＯｏ（
全開）から９０° （全開）まで可変制伶口されるもの
である。
このように構成されたガスタービンは、通常運転状態で
その排ガスの低Ｎ、 Ｏｘを実現するものである。然し
乍ら、ガスタービンの着火起動時からその１００％負荷
運転状態に至るまでの負荷変動の全ての範囲に亙って上
記排ガスの低ＮＯｘを維持する為には、その負荷状態に
応じて運転を制御することが必要である。またこの低Ｎ
Ｏｘの維持と共に、その燃焼効率を高くする上でもガス
タービンの負荷状態に応じてその運転を制御することが
必要である。
その排ガスの低Ｎ、 Ｏｘを実現するものである。然し
乍ら、ガスタービンの着火起動時からその１００％負荷
運転状態に至るまでの負荷変動の全ての範囲に亙って上
記排ガスの低ＮＯｘを維持する為には、その負荷状態に
応じて運転を制御することが必要である。またこの低Ｎ
Ｏｘの維持と共に、その燃焼効率を高くする上でもガス
タービンの負荷状態に応じてその運転を制御することが
必要である。
しかし、上述した溝造のガスタービンの運転制罪は、未
だに試行錯誤的に行われているのが実状であり、上記低
ＮＯｘの維持と、その燃焼効率の向上を図り得るガスタ
ービンの運転制御方法に開発が強く望まれている。
だに試行錯誤的に行われているのが実状であり、上記低
ＮＯｘの維持と、その燃焼効率の向上を図り得るガスタ
ービンの運転制御方法に開発が強く望まれている。
本発明はこのような要望に応えるべくなされたもので、
ガスタービンの運転負荷状態に応じてそのパイロット燃
料、メイン燃料およびバイパス空気量の適正設定を行っ
てガスタービンの最適燃焼条件を維持しつつ、その排ガ
スの低ＮＯｘの維持と、燃焼効率の向上を図り得ること
のできるガスタービンの運転制御方法を提供することを
目的としている。
ガスタービンの運転負荷状態に応じてそのパイロット燃
料、メイン燃料およびバイパス空気量の適正設定を行っ
てガスタービンの最適燃焼条件を維持しつつ、その排ガ
スの低ＮＯｘの維持と、燃焼効率の向上を図り得ること
のできるガスタービンの運転制御方法を提供することを
目的としている。
本発明は、燃焼器においてパイロット燃料に一次空気を
混合して燃焼させると共に、メイン燃料に二次空気を混
合して燃焼させ、この燃焼燃料にバイパス弁を介して供
給されるバイパス空気を混合して上記燃料を完全燃焼さ
せるようにしたガスタービンを運転するに際し、ガスタ
ービンの着火起動時からガスタービンの３０〜６０％負
荷運転時まで前記パイロット燃料のみを供給して上記ガ
スタービンを運転し、上記ガスタービンの３０〜６０％
負荷運転状態から１００％負荷運転の間は前記パイロッ
ト燃料とメイン燃料とを混合供給して前記ガスタービン
を運転するようにし、この運転状態の移行時には前記バ
イパス弁を全開にした状態とし、且つ前記パイロット燃
料とメイン燃料との混合燃料に対する上記パイロット燃
料の混合比率を２５〜５０％に設定して前記ガスタービ
ンの運転を制御してなることを特徴とするものである。
混合して燃焼させると共に、メイン燃料に二次空気を混
合して燃焼させ、この燃焼燃料にバイパス弁を介して供
給されるバイパス空気を混合して上記燃料を完全燃焼さ
せるようにしたガスタービンを運転するに際し、ガスタ
ービンの着火起動時からガスタービンの３０〜６０％負
荷運転時まで前記パイロット燃料のみを供給して上記ガ
スタービンを運転し、上記ガスタービンの３０〜６０％
負荷運転状態から１００％負荷運転の間は前記パイロッ
ト燃料とメイン燃料とを混合供給して前記ガスタービン
を運転するようにし、この運転状態の移行時には前記バ
イパス弁を全開にした状態とし、且つ前記パイロット燃
料とメイン燃料との混合燃料に対する上記パイロット燃
料の混合比率を２５〜５０％に設定して前記ガスタービ
ンの運転を制御してなることを特徴とするものである。
かくして本発明によれば、ガスタービンの運転負荷状態
に応じて、その着火起動時から３０〜６０％負荷運転状
態の間、パイロット燃料だけを燃焼させているので上記
パイロット燃料を十分効率良く燃焼させて、Ｎｏｘｉｌ
度の増大を招来することなしにガスタービンを運転する
ことができる。また３０〜６０％負荷運転状態から更に
負荷を高める場合には、メイン燃料も供給してその混合
燃焼をおこなわせるが、この際バイパス弁を全開にして
バイパス空気を多量に取入れ、またパイロット燃料の混
合比率を２５〜５０％とするので、ＮｏｘＧ度の増大を
招来することなしにその燃焼を完全に行わしめることが
可能となる。
に応じて、その着火起動時から３０〜６０％負荷運転状
態の間、パイロット燃料だけを燃焼させているので上記
パイロット燃料を十分効率良く燃焼させて、Ｎｏｘｉｌ
度の増大を招来することなしにガスタービンを運転する
ことができる。また３０〜６０％負荷運転状態から更に
負荷を高める場合には、メイン燃料も供給してその混合
燃焼をおこなわせるが、この際バイパス弁を全開にして
バイパス空気を多量に取入れ、またパイロット燃料の混
合比率を２５〜５０％とするので、ＮｏｘＧ度の増大を
招来することなしにその燃焼を完全に行わしめることが
可能となる。
従って、ガスタービンの運転負荷状態に拘らず、供給燃
料を効率良く完全燃焼させて燃焼効率の向上を図り、ま
た排ガスの低ＮＯｘ状態を安定に維持することが可能と
なる。
料を効率良く完全燃焼させて燃焼効率の向上を図り、ま
た排ガスの低ＮＯｘ状態を安定に維持することが可能と
なる。
以下、第２図に示すガスタービンの運転状態図を参照し
モ本発明の運転制御方法につき説明する。
モ本発明の運転制御方法につき説明する。
第２図はガスタービンの運転負荷状態に対する供給燃料
の比率と、バイパス弁の開口角度の関係を示したもので
ある。尚、上記燃料比率とは、供給湛料と供給空気とか
らなる燃焼燃料中の供給燃料の比率を示している。
の比率と、バイパス弁の開口角度の関係を示したもので
ある。尚、上記燃料比率とは、供給湛料と供給空気とか
らなる燃焼燃料中の供給燃料の比率を示している。
しかしてガスタービンを着火起動してから、その運転状
態が３０〜６０％負荷に達するまでの期間、或いはその
運転状態にあっては、前記バルブ６が閉成されてメイン
燃料の供給が停止されてパイロット燃料だけが供給され
る。この状態は、第２図において領域Ａの状態として示
される。この際、バイパス弁の状態は任意で良いが、一
般的には０° （全開）の状態として、バイパス空気の
取入れを行わないようにすることが好ましい。つまり、
バイパス空気を取入れなくても供給されたパイロット燃
料の完全燃焼が可能であり、その燃焼効率を高く維持す
ることができる。
態が３０〜６０％負荷に達するまでの期間、或いはその
運転状態にあっては、前記バルブ６が閉成されてメイン
燃料の供給が停止されてパイロット燃料だけが供給され
る。この状態は、第２図において領域Ａの状態として示
される。この際、バイパス弁の状態は任意で良いが、一
般的には０° （全開）の状態として、バイパス空気の
取入れを行わないようにすることが好ましい。つまり、
バイパス空気を取入れなくても供給されたパイロット燃
料の完全燃焼が可能であり、その燃焼効率を高く維持す
ることができる。
しかして上記ガスタービンを更に高い負荷で運転する場
合には、上記３０〜６０％負荷運転状態の一点で、例え
ば３０％負荷運転状態で前記パイロット燃料とメイン燃
料とを用いた燃焼モードに移行する。この燃焼モードは
、予混燃焼と称されるもので、前記バルブ３．６の開成
によって行われ、第２図において領域Ｂの状態として示
される。この予混燃焼時における前記パイロット燃料の
混合比率は、気柱共鳴、フラッシュバッグ、Ｎ ’Ｏｘ
、ＵＨＣ，Ｃｏ、およびそのパターンファクター等の緒
特性を鑑みて、２５〜５０％とすることが望ましい。そ
して、前記パイロット燃料のみの燃焼状態から上記予混
燃焼状態への移行時には、前記バイパス弁を９０１（全
開）の状態とし、バイパス空気を多量に取入れて上記混
合燃料の完全燃焼を図る。
合には、上記３０〜６０％負荷運転状態の一点で、例え
ば３０％負荷運転状態で前記パイロット燃料とメイン燃
料とを用いた燃焼モードに移行する。この燃焼モードは
、予混燃焼と称されるもので、前記バルブ３．６の開成
によって行われ、第２図において領域Ｂの状態として示
される。この予混燃焼時における前記パイロット燃料の
混合比率は、気柱共鳴、フラッシュバッグ、Ｎ ’Ｏｘ
、ＵＨＣ，Ｃｏ、およびそのパターンファクター等の緒
特性を鑑みて、２５〜５０％とすることが望ましい。そ
して、前記パイロット燃料のみの燃焼状態から上記予混
燃焼状態への移行時には、前記バイパス弁を９０１（全
開）の状態とし、バイパス空気を多量に取入れて上記混
合燃料の完全燃焼を図る。
つまり、この燃焼モードの移行時にはパイロット燃料の
供給に加えてメイン燃料が供給されることになり、この
結果その混合燃料の不完全燃焼が生じる虞れが生じるが
、これを前記バイパス空気の混合によって完全燃焼させ
る。従って、この燃焼モード移行時にも、供給燃料が完
全燃焼され、その排ガス中のＮｏｘＦＩｉ度が低く抑え
られる。そしてその燃焼効率も高く維持される。
供給に加えてメイン燃料が供給されることになり、この
結果その混合燃料の不完全燃焼が生じる虞れが生じるが
、これを前記バイパス空気の混合によって完全燃焼させ
る。従って、この燃焼モード移行時にも、供給燃料が完
全燃焼され、その排ガス中のＮｏｘＦＩｉ度が低く抑え
られる。そしてその燃焼効率も高く維持される。
その後、ガスタービンの負荷を更に高くする場合には、
上記予混燃焼をそのまま維持しても良いが、第２図中頭
域Ｃで示すようにメイン燃料のみを供給してガスタービ
ンを運転するようにしても良い。この場合、ガスタービ
ンの運転が６０％負荷以上になってから行うことが好ま
しい。尚、この際、上記燃焼モード移行時に全開にした
バイパス弁を、運転負荷の高まりに応じて徐々に絞り込
み、つまりバイパス空気量を徐々に少なくし、且つメイ
ン燃料の供給口を徐々に多くしてガスタービンを運転す
るようにしても良い。
上記予混燃焼をそのまま維持しても良いが、第２図中頭
域Ｃで示すようにメイン燃料のみを供給してガスタービ
ンを運転するようにしても良い。この場合、ガスタービ
ンの運転が６０％負荷以上になってから行うことが好ま
しい。尚、この際、上記燃焼モード移行時に全開にした
バイパス弁を、運転負荷の高まりに応じて徐々に絞り込
み、つまりバイパス空気量を徐々に少なくし、且つメイ
ン燃料の供給口を徐々に多くしてガスタービンを運転す
るようにしても良い。
かくしてこのような運転制御を行えば、第３図にその排
ガス中のＮＯｘの割合いを示すように、高負荷時におい
ても上記Ｎｏｘａ度を低く抑えることができる。
ガス中のＮＯｘの割合いを示すように、高負荷時におい
ても上記Ｎｏｘａ度を低く抑えることができる。
またバイパス空気の供給によって燃焼燃料を完全燃焼さ
せ１ｑるので、その燃焼効率を、例えば９９．５％以上
に高く保ことができる。また気柱共鳴やフラッシュバッ
ク等の燃焼障害を招来することもなく、そのパターンフ
ァクターも良好に維持することができる。
せ１ｑるので、その燃焼効率を、例えば９９．５％以上
に高く保ことができる。また気柱共鳴やフラッシュバッ
ク等の燃焼障害を招来することもなく、そのパターンフ
ァクターも良好に維持することができる。
尚、ここでは３０〜６０％負荷運転状態で運転モードを
移行するようにしたが、上記負荷状態以外の範囲で運転
モードを移行させた場合、ＮｏｘＱ度の上昇を招来した
り、或いは燃焼効率の低下を招く等、必要な諸性能が得
られないことが確認された。従って、上記負荷状態で運
転モードを制御することが重要であると云える。
移行するようにしたが、上記負荷状態以外の範囲で運転
モードを移行させた場合、ＮｏｘＱ度の上昇を招来した
り、或いは燃焼効率の低下を招く等、必要な諸性能が得
られないことが確認された。従って、上記負荷状態で運
転モードを制御することが重要であると云える。
以上本発明の運転制御方法につき説明したが、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能なこ
とは勿論である。
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能なこ
とは勿論である。
第１図はガスタービンの要部概略構成を模式的に示す図
、第２図はガスタービンの運転状態の遷移過程を示す図
、第３図はガスタービンの運転状態変化に対するＮＯｘ
１１１度の変化を示す図である。 １・・・燃焼器、２．５・・・燃料ノズル、３，６・・
・バルブ、４．７．８・・・スワーラ。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第３図 第２図
、第２図はガスタービンの運転状態の遷移過程を示す図
、第３図はガスタービンの運転状態変化に対するＮＯｘ
１１１度の変化を示す図である。 １・・・燃焼器、２．５・・・燃料ノズル、３，６・・
・バルブ、４．７．８・・・スワーラ。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第３図 第２図
Claims (1)
- パイロット燃料に一次空気を混合して燃焼させると共に
、メイン燃料に二次空気を混合して燃焼させ、この燃焼
燃料にバイパス弁を介して供給されるバイパス空気を混
合して上記燃料を完全燃焼させるように構成した燃焼器
を備えたガスタービンを運転するに際し、ガスタービン
の着火起動時からガスタービンの３０〜６０％負荷運転
時まで前記パイロット燃料のみを供給して上記ガスター
ビンを運転し、上記ガスタービンの３０〜６０％負荷運
転状態から１００％負荷運転の間は前記パイロット燃料
とメイン燃料とを混合供給して前記ガスタービンを運転
し、この運転状態移行時には前記バイパス弁を全開にし
た状態で混合燃料に対する前記パイロット燃料の比率を
２５〜５０％に設定してなることを特徴とするガスター
ビンの運転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16997884A JPS6149136A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | ガスタ−ビンの運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16997884A JPS6149136A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | ガスタ−ビンの運転制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149136A true JPS6149136A (ja) | 1986-03-11 |
Family
ID=15896326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16997884A Pending JPS6149136A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | ガスタ−ビンの運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6149136A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4890453A (en) * | 1987-02-06 | 1990-01-02 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for burning gaseous fuel, wherein fuel composition varies |
| US5201181A (en) * | 1989-05-24 | 1993-04-13 | Hitachi, Ltd. | Combustor and method of operating same |
| US6026644A (en) * | 1993-04-07 | 2000-02-22 | Hitachi, Ltd. | Stabilizer for gas turbine combustors and gas turbine combustor equipped with the stabilizer |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5770322A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-30 | Hitachi Ltd | Premixing type burner |
| JPS57192728A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-26 | Hitachi Ltd | Fremixing combustion method of gas turbine and device thereof |
| JPS5847610A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-19 | Topy Ind Ltd | チユ−ブレスタイヤの空気充填方法及びその装置 |
| JPS60218535A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-01 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン燃焼器 |
| JPS60240833A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-29 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン燃焼方法及びガスタ−ビン燃焼器 |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP16997884A patent/JPS6149136A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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