JP2977569B2 - 添加物を導入してガスタービンを運転する方法とその装置 - Google Patents
添加物を導入してガスタービンを運転する方法とその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の
ガスタービンの運転方法および請求の範囲第７項の上位
概念部分に記載の装置に関する。
ガスタービンの運転方法および請求の範囲第７項の上位
概念部分に記載の装置に関する。
ヨーロッパ特許第Ａ−0193838号公報において、燃焼
領域に水あるいは蒸気を注入することもできるいわゆる
ハイブリッド形バーナが知られている。バーナ構造の詳
細についてはこの公報を明確に引用する。不活性物質を
追加的に注入する別のバーナも、ドイツ連邦共和国特許
第Ａ−3606625号公報で公知である。水および（又は）
蒸気は、例えば燃焼室の燃焼領域に、そこの温度を低下
して環境に対して有害なNOXの発生を低減するために噴
射して入れられる。
領域に水あるいは蒸気を注入することもできるいわゆる
ハイブリッド形バーナが知られている。バーナ構造の詳
細についてはこの公報を明確に引用する。不活性物質を
追加的に注入する別のバーナも、ドイツ連邦共和国特許
第Ａ−3606625号公報で公知である。水および（又は）
蒸気は、例えば燃焼室の燃焼領域に、そこの温度を低下
して環境に対して有害なNOXの発生を低減するために噴
射して入れられる。
更に従来技術からは、例えばガスタービンの構造部品
を損傷から保護するために、ガスタービンの燃焼領域に
おいて燃料に添加物を混合することが知られている。特
にバナジウム含有燃料例えば特定の重油に関しては問題
がある。バナジウムは高温ガスに曝される構造部品特に
ガスタービンの翼に、強い侵食性を有し保護酸化膜を急
速に解かしてしまう低融点ののバナジウム化合物を形成
する。これは高温腐食を著しく速めるおそれがある。こ
の腐食を避けるために、燃料に金属化合物を添加するこ
とが知られている。この金属化合物は燃焼する際にバナ
ジウムと反応し、バナジン酸塩を形成する。このバナジ
ン酸塩は、ガスタービン翼の一般的な温度において固形
で存在するような高い融点を有する。多くの金属化合物
の中で特にマグネシウムの金属化合物が最適である。何
故ならば、マグネシウムの過剰量が十分であるとき、11
59℃で初めて溶解するマグネシウム・オルトバナジン酸
塩（Mg3V2O8）が生ずるからである。他方ではそのマグ
ネシウム含有被膜はタービン翼から良好に除去できる。
従来においてマグネシウムは燃料に油溶性化合物、コロ
イド懸濁液の形で混合されるか、あるいは乳化しなけれ
ばならない水溶性塩の形で混合される。
を損傷から保護するために、ガスタービンの燃焼領域に
おいて燃料に添加物を混合することが知られている。特
にバナジウム含有燃料例えば特定の重油に関しては問題
がある。バナジウムは高温ガスに曝される構造部品特に
ガスタービンの翼に、強い侵食性を有し保護酸化膜を急
速に解かしてしまう低融点ののバナジウム化合物を形成
する。これは高温腐食を著しく速めるおそれがある。こ
の腐食を避けるために、燃料に金属化合物を添加するこ
とが知られている。この金属化合物は燃焼する際にバナ
ジウムと反応し、バナジン酸塩を形成する。このバナジ
ン酸塩は、ガスタービン翼の一般的な温度において固形
で存在するような高い融点を有する。多くの金属化合物
の中で特にマグネシウムの金属化合物が最適である。何
故ならば、マグネシウムの過剰量が十分であるとき、11
59℃で初めて溶解するマグネシウム・オルトバナジン酸
塩（Mg3V2O8）が生ずるからである。他方ではそのマグ
ネシウム含有被膜はタービン翼から良好に除去できる。
従来においてマグネシウムは燃料に油溶性化合物、コロ
イド懸濁液の形で混合されるか、あるいは乳化しなけれ
ばならない水溶性塩の形で混合される。
油溶性付加物の製造は非常に経費がかかり、コストが
高くなり、これは例えばバナジウム含有量が高いとき燃
料の使用を不経済にする。価格的に有利な非油溶性のマ
グネシウム化合物を懸濁液あるいは乳濁液として混合す
ることは安定性について重大な問題を生じ、設備的にか
なりの経費を必要とする。マグネシウム酸化物懸濁液は
バーナノズルを損耗するおそれがある。オーストラリア
特許第Ｂ−496757号公報からは、燃料と乳化された水に
溶けた硫酸マグネシウムを使用することが知られてお
り、本発明はこれから出発している。その燃料との配合
および混合は非常に経費がかかり、一定に保つことは困
難である。従ってほとんどすべての使用状態において、
従来においては高価な油溶性付加物によらざるを得なか
った。
高くなり、これは例えばバナジウム含有量が高いとき燃
料の使用を不経済にする。価格的に有利な非油溶性のマ
グネシウム化合物を懸濁液あるいは乳濁液として混合す
ることは安定性について重大な問題を生じ、設備的にか
なりの経費を必要とする。マグネシウム酸化物懸濁液は
バーナノズルを損耗するおそれがある。オーストラリア
特許第Ｂ−496757号公報からは、燃料と乳化された水に
溶けた硫酸マグネシウムを使用することが知られてお
り、本発明はこれから出発している。その燃料との配合
および混合は非常に経費がかかり、一定に保つことは困
難である。従ってほとんどすべての使用状態において、
従来においては高価な油溶性付加物によらざるを得なか
った。
こののような技術的背景に基づいて本発明の課題は、
上述した問題を解消した状態で燃焼過程にマグネシウム
を確実に且つ経済的に添加できる方法とその装置を提供
することにある。特にバナジウム含有燃料の燃焼過程に
水に溶けた硫酸マグネシウムを添加することを容易に且
つ安価にしようとすることにある。
上述した問題を解消した状態で燃焼過程にマグネシウム
を確実に且つ経済的に添加できる方法とその装置を提供
することにある。特にバナジウム含有燃料の燃焼過程に
水に溶けた硫酸マグネシウムを添加することを容易に且
つ安価にしようとすることにある。
この課題を解決するために、本発明は請求の範囲第１
項の特徴部分に記載の方法および請求の範囲第６項記載
の装置を提案する。有利な実施態様は各従属請求の範囲
に挙げられている。
項の特徴部分に記載の方法および請求の範囲第６項記載
の装置を提案する。有利な実施態様は各従属請求の範囲
に挙げられている。
水に溶けたマグネシウム化合物を水と共にバーナに注
入することは、水に溶けたマグネシウム化合物を燃料と
乳化するよりも、工程上極めて容易に制御できる。これ
によって燃料におけるバナジウム成分に対比して注入す
べきマグネシウム成分を正確に配合することが問題なし
に実行できる。バーナにおける必要な添加装置は特に経
費がかからず、排気ガス中のNOXの減少に関係して既に
実証されている。水に溶けたマグネシウム化合物を炎に
直接注入することによって、実際には燃料と共に注入す
る場合と同じ効果が得られる。経済的に有利であり簡単
に水に溶けるマグネシウム化合物として好適には硫酸マ
グネシウムが挙げられる。燃料中のバナジウム成分の重
量％に対して約３倍の重量％のマグネシウムを添加する
と良い。その場合、水溶性のマグネシウム化合物の水中
濃度は、燃料の容積％に対して約10分の１の容積％のマ
グネシウム溶解水が注入されねばならないように、調整
させられる。これは技術的に問題はない。何故ならば、
既に別の目的において水を多くの割合で注入することが
行われているからである。
入することは、水に溶けたマグネシウム化合物を燃料と
乳化するよりも、工程上極めて容易に制御できる。これ
によって燃料におけるバナジウム成分に対比して注入す
べきマグネシウム成分を正確に配合することが問題なし
に実行できる。バーナにおける必要な添加装置は特に経
費がかからず、排気ガス中のNOXの減少に関係して既に
実証されている。水に溶けたマグネシウム化合物を炎に
直接注入することによって、実際には燃料と共に注入す
る場合と同じ効果が得られる。経済的に有利であり簡単
に水に溶けるマグネシウム化合物として好適には硫酸マ
グネシウムが挙げられる。燃料中のバナジウム成分の重
量％に対して約３倍の重量％のマグネシウムを添加する
と良い。その場合、水溶性のマグネシウム化合物の水中
濃度は、燃料の容積％に対して約10分の１の容積％のマ
グネシウム溶解水が注入されねばならないように、調整
させられる。これは技術的に問題はない。何故ならば、
既に別の目的において水を多くの割合で注入することが
行われているからである。
全過程を説明するために以下にデータについても述べ
る。
る。
MgSO4（硫酸マグネシウム）は水に20℃で25.8％が、
０℃で20.9％が溶ける。従ってバーナの火炎中では次の
反応が進行する。
０℃で20.9％が溶ける。従ってバーナの火炎中では次の
反応が進行する。
3MgSO4＋V2O5→Mg3V2O8＋3SO3 硫酸によって追加的に導入される硫黄の量は、一般に
燃料に含まれる硫黄の量に比べて問題とならない。また
油溶性マグネシウム化合物の混合に比べて、燃焼過程お
よび射出上の欠点も生じない。
燃料に含まれる硫黄の量に比べて問題とならない。また
油溶性マグネシウム化合物の混合に比べて、燃焼過程お
よび射出上の欠点も生じない。
必要な量については以下の実施例を参照して説明す
る。
る。
燃料中にバナジウムが300ppmの非常に高い濃度で含有
されており、マグネシウムとバナジウムの配合比が3:1
であると仮定した場合、燃料消費量が10kg/secのガスタ
ービンは１時間当たり約160kgのMgSO4を必要とする。濃
度が20％のMgSO4溶液が水に入れられるとき（これは溶
解限度から十分に離れている）、必要な溶液量は１時間
当たり800kgないし670である。
されており、マグネシウムとバナジウムの配合比が3:1
であると仮定した場合、燃料消費量が10kg/secのガスタ
ービンは１時間当たり約160kgのMgSO4を必要とする。濃
度が20％のMgSO4溶液が水に入れられるとき（これは溶
解限度から十分に離れている）、必要な溶液量は１時間
当たり800kgないし670である。
本発明の方法を実施するための装置は、請求の範囲第
６項、第７項および第８項に記載されている。それに従
ってそれ自体は公知のバーナに本発明に基づく方法を実
施するための添加装置が必要であり、即ち水に溶けてい
るマグネシウム化合物の補助貯蔵タンク、および燃焼室
に水ノズルを介して注入を行う配合装置が必要である。
６項、第７項および第８項に記載されている。それに従
ってそれ自体は公知のバーナに本発明に基づく方法を実
施するための添加装置が必要であり、即ち水に溶けてい
るマグネシウム化合物の補助貯蔵タンク、および燃焼室
に水ノズルを介して注入を行う配合装置が必要である。
本発明の実施例は図面に概略的に示されている。その
場合例えば、ヨーロッパ特許第Ａ−0193838号公報に詳
細に記載されているバーナが使用されている。従ってこ
のバーナ自体の構造の詳細な説明は省略する。重要なこ
とはただ、バーナ１が水の注入装置２および（又は）蒸
気の注入装置３を有していることだけである。予混合バ
ーナ、拡散バーナあるいはいわゆるハイブリッドバーナ
を対象とするか否かは決定的なものではない。本発明に
基づいてかかるバーナには少なくとも１つの貯蔵タンク
４が付設されており、この貯蔵タンク４は配合装置５を
介して水および（又は）蒸気の注入装置２、３に接続さ
れている。
場合例えば、ヨーロッパ特許第Ａ−0193838号公報に詳
細に記載されているバーナが使用されている。従ってこ
のバーナ自体の構造の詳細な説明は省略する。重要なこ
とはただ、バーナ１が水の注入装置２および（又は）蒸
気の注入装置３を有していることだけである。予混合バ
ーナ、拡散バーナあるいはいわゆるハイブリッドバーナ
を対象とするか否かは決定的なものではない。本発明に
基づいてかかるバーナには少なくとも１つの貯蔵タンク
４が付設されており、この貯蔵タンク４は配合装置５を
介して水および（又は）蒸気の注入装置２、３に接続さ
れている。
本発明は特に、常にあるいは一時的にバナジウム含有
燃料が燃焼されねばならないガスタービン設備に対して
適用している。
燃料が燃焼されねばならないガスタービン設備に対して
適用している。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−89485（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−148611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−186597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227096（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−47141（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (8)
- 【請求項１】バナジウム含有燃料が燃焼されるガスター
ビンの運転方法であって、ガスタービンが少なくとも１
つのバーナを燃焼室に有しており、燃焼室に添加物とし
て水に溶けたマグネシウム化合物が導入される方法にお
いて、水に溶けたマグネシウム化合物が、水と一緒に別
に燃焼室に注入され、V2O5成分当たり１成分より多くの
MgO成分を有するバナジン酸塩が形成されることを特徴
とするガスタービンの運転方法。 - 【請求項２】水は溶解されたマグネシウム化合物と一緒
にバーナの火炎に直接吹きつけられることを特徴とする
請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】マグネシウム化合物はマグネシウム塩、特
に硫酸マグネシウム（MgSO4）であることを特徴とする
請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 - 【請求項４】燃焼室に、バナジウムの重量％に対して３
倍の重量％のマグネシウムが注入されることを特徴とす
る請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１つに記載
の方法。 - 【請求項５】水溶性マグネシウム化合物の水中濃度は、
燃料の容積％に対して約10分の１以下の容積％のマグネ
シウム化合物溶解水が注入されるように、調整されてい
ることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のい
ずれか１つに記載の方法。 - 【請求項６】燃焼室に水および（又は）蒸気を注入する
ための装置を備えたバーナ（１）を有し、マグネシウム
化合物溶解水に対する少なくとも１つの補助貯蔵タンク
が、配合装置（５）を介してバーナ（１）における水あ
るいは蒸気の注入装置（２、３）に接続されていること
を特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
１つに記載の方法を実施するためにの装置。 - 【請求項７】貯蔵タンク（４）が1m3以上の容量を有し
ていることを特徴とする請求の範囲第６項記載の装置。 - 【請求項８】水あるいは蒸気の注入装置（２、３）が、
単位時間当たりに導入される燃料容積の約10分の１の容
積のマグネシウム化合物溶解水が注入されるように、寸
法づけられていることを特徴とする請求の範囲第６項又
は第７項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3808016.8 | 1988-03-10 | ||
| DE3808016 | 1988-03-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03503303A JPH03503303A (ja) | 1991-07-25 |
| JP2977569B2 true JP2977569B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=6349401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1501246A Expired - Fee Related JP2977569B2 (ja) | 1988-03-10 | 1989-01-19 | 添加物を導入してガスタービンを運転する方法とその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0533652B1 (ja) |
| JP (1) | JP2977569B2 (ja) |
| DE (1) | DE58909147D1 (ja) |
| IN (1) | IN171209B (ja) |
| WO (1) | WO1989008803A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0580683B1 (de) * | 1991-04-25 | 1995-11-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenneranordnung, insbesondere für gasturbinen, zur schadstoffarmen verbrennung von kohlegas und anderen brennstoffen |
| CN1056667C (zh) * | 1993-09-08 | 2000-09-20 | 西门子公司 | 加入添加剂的燃气轮机运行方法 |
| EP0735002A1 (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for dissolving a magnesium compound in water |
| JP2002372233A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Seiji Inoue | ボイラ付帯設備 |
| EP1329614A1 (de) * | 2002-01-21 | 2003-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betrieb eines Brenners sowie Brenner, insbesondere für eine Gasturbine |
| EP2318494B1 (en) | 2008-07-08 | 2013-11-27 | The Lubrizol Corporation | Marine diesel cylinder lubricant |
| DE102009014026A1 (de) * | 2008-12-03 | 2010-06-10 | Ernest Stangl | Verfahren zur Erzeugung thermischer Energie |
| US8123821B2 (en) * | 2009-02-10 | 2012-02-28 | General Electric Company | Regulating vanadium inhibitor in a gas turbine |
| EP2230458A1 (de) | 2009-03-17 | 2010-09-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenneranordnung für fluidische Brennstoffe und Verfahren zum Herstellen der Brenneranordnung |
| EP2264370B1 (de) | 2009-06-16 | 2012-10-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Brenneranordnung für eine Verfeuerungsanlage zum Verfeuern fluidischer Brennstoffe und Verfahren zum Betrieb einer solchen Brenneranordnung |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB731242A (en) * | 1950-06-28 | 1955-06-08 | Power Jets Res & Dev Ltd | Improvements in or relating to fuel oils and the combustion of fuel oils |
| ES454017A1 (es) * | 1976-12-07 | 1977-11-16 | Alentorn Ricos S L R | Perfeccionamientos en instalaciones para el ratamiento de la combustion mediante oxidos metalicos. |
| AU496757B2 (en) * | 1977-02-03 | 1977-04-21 | The Percom Company, Inc | Compositions and methods for inhibiting corrosion and ash deposition in fossil fuel burning equipment |
| DE2932676C2 (de) * | 1979-08-11 | 1983-01-27 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | Verfahren zur Bindung von Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen bei der Verbrennung |
| US4375359A (en) * | 1979-11-02 | 1983-03-01 | Dearborn Chemical Company Limited | Water based fireside additive |
| GB2095283B (en) * | 1981-02-09 | 1984-08-01 | Polarchem Ltd | Method for the prevention of deposits on or the removal ofdeposits from heating and ancillary surfaces |
| DE3318374A1 (de) * | 1983-05-20 | 1984-11-22 | Günter 3000 Hannover Hackerodt | Verfahren zum abtrennen von schwefeloxiden aus verbrennungsgasen sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3444469C1 (de) * | 1984-12-06 | 1986-06-19 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | Verfahren und Rundbrenner zur Einduesung von waessrigen Additivsuspensionen im Zentrum eines Rundbrenners |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP1501246A patent/JP2977569B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-19 DE DE58909147T patent/DE58909147D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-19 EP EP89901457A patent/EP0533652B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-19 WO PCT/DE1989/000026 patent/WO1989008803A1/de active IP Right Grant
- 1989-03-29 IN IN241/CAL/89A patent/IN171209B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IN171209B (ja) | 1992-08-15 |
| JPH03503303A (ja) | 1991-07-25 |
| WO1989008803A1 (en) | 1989-09-21 |
| EP0533652A1 (de) | 1993-03-31 |
| DE58909147D1 (de) | 1995-05-04 |
| EP0533652B1 (de) | 1995-03-29 |
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