JPH05171955A - ガスタービンにおける燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法および装置 - Google Patents
ガスタービンにおける燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法および装置Info
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- JPH05171955A JPH05171955A JP34302091A JP34302091A JPH05171955A JP H05171955 A JPH05171955 A JP H05171955A JP 34302091 A JP34302091 A JP 34302091A JP 34302091 A JP34302091 A JP 34302091A JP H05171955 A JPH05171955 A JP H05171955A
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- combustion exhaust
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスタービンにおける燃焼排ガス中の窒素酸
化物を低減する方法および装置を提供する。 【構成】 ガスタービンの燃焼器に燃焼用圧縮空気を供
給する圧縮空気機１の吸気室１ａの円周方向に水分を噴
射する水噴射ノズル６を設けて、吸込み空気に強制的に
水分を混入することにより、燃焼排ガス中の窒素酸化物
を低減することができる。
化物を低減する方法および装置を提供する。 【構成】 ガスタービンの燃焼器に燃焼用圧縮空気を供
給する圧縮空気機１の吸気室１ａの円周方向に水分を噴
射する水噴射ノズル６を設けて、吸込み空気に強制的に
水分を混入することにより、燃焼排ガス中の窒素酸化物
を低減することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンにおける
燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法および装置に関す
る。
燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガスタービンは、有効出力を速度
形膨張機であるタービンから取り出す気体原動機として
用いられるのであるが、たとえばオープンサイクルの場
合は図４に示すように、空気圧縮機１で圧縮された空気
が燃焼器２に供給されて、燃焼用空気としてバーナ３で
燃料を燃焼して高温高圧の燃焼排ガスを発生する。この
燃焼排ガスはタービン４に送られて高速回転を与えたの
ち排ガスとして機外に排出される。このタービン４の回
転力を軸出力として取り出すためにたとえば発電機５が
連結され、回転によって発電させるのである。
形膨張機であるタービンから取り出す気体原動機として
用いられるのであるが、たとえばオープンサイクルの場
合は図４に示すように、空気圧縮機１で圧縮された空気
が燃焼器２に供給されて、燃焼用空気としてバーナ３で
燃料を燃焼して高温高圧の燃焼排ガスを発生する。この
燃焼排ガスはタービン４に送られて高速回転を与えたの
ち排ガスとして機外に排出される。このタービン４の回
転力を軸出力として取り出すためにたとえば発電機５が
連結され、回転によって発電させるのである。
【０００３】ところで、ガスタービンにおける燃焼排ガ
ス中の窒素酸化物（以下、NOX という）を低減する手段
としては、たとえばガスタービンの出側に脱硝装置を設
置するとか燃焼器部分で蒸気や水，混合気などを混入す
る方法などが用いられている。前者の脱硝装置を設置す
る場合は、たとえば特開昭57−204221号公報や同58−14
3826号公報などに開示されているように、２種類の触媒
層を設けるとかサイレンサを還元剤注入装置と組み合わ
せる方法が知られている。また、後者の場合は、たとえ
ば特開昭59−202324号公報に開示されているように、燃
焼室頭部円筒蒸留付近から冷却空気を送って局所高温部
の高温領域を抑制する方法などが提案されている。
ス中の窒素酸化物（以下、NOX という）を低減する手段
としては、たとえばガスタービンの出側に脱硝装置を設
置するとか燃焼器部分で蒸気や水，混合気などを混入す
る方法などが用いられている。前者の脱硝装置を設置す
る場合は、たとえば特開昭57−204221号公報や同58−14
3826号公報などに開示されているように、２種類の触媒
層を設けるとかサイレンサを還元剤注入装置と組み合わ
せる方法が知られている。また、後者の場合は、たとえ
ば特開昭59−202324号公報に開示されているように、燃
焼室頭部円筒蒸留付近から冷却空気を送って局所高温部
の高温領域を抑制する方法などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
特開昭57−204221号や同58−143826号においては脱硝装
置を設置するスペースが必要であり、その設備費の負担
も大きいので、NOX 発生量を若干低下させる程度でよい
ケースには適さないという問題があった。また、後者の
特開昭59−202324号においてはガスタービンの燃焼器部
分に予め蒸気，水，混合気などを混入するような構造に
設計変更をする必要があるなどの問題がある。
特開昭57−204221号や同58−143826号においては脱硝装
置を設置するスペースが必要であり、その設備費の負担
も大きいので、NOX 発生量を若干低下させる程度でよい
ケースには適さないという問題があった。また、後者の
特開昭59−202324号においてはガスタービンの燃焼器部
分に予め蒸気，水，混合気などを混入するような構造に
設計変更をする必要があるなどの問題がある。
【０００５】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決したガスタービンにおける燃焼排ガス中の窒
素酸化物の低減方法および装置を提供することを目的と
する。
課題を解決したガスタービンにおける燃焼排ガス中の窒
素酸化物の低減方法および装置を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスタービン
の燃焼用圧縮空気中に水分を強制的に混入することを特
徴とするものである。また、本発明は、ガスタービンの
燃焼器に燃焼用圧縮空気を供給する圧縮空気機の吸込み
側に水分を噴射する水噴射ノズルを設けたことを特徴と
するものである。
の燃焼用圧縮空気中に水分を強制的に混入することを特
徴とするものである。また、本発明は、ガスタービンの
燃焼器に燃焼用圧縮空気を供給する圧縮空気機の吸込み
側に水分を噴射する水噴射ノズルを設けたことを特徴と
するものである。
【０００７】
【作 用】本発明装置の構成について説明すると、図１
に示すように、空気圧縮機１の吸気室１ａの下部の円周
方向に取付けられる複数個の水噴射ノズル６と、この水
噴射ノズル６に高圧水を供給する給水管７とから構成さ
れる。そして、水噴射ノズル６を介して空気圧縮機１で
吸引される空気中に、水圧がたとえば７〜９kgf/cm
2 で、かつガスタービンの燃焼器２において失火しない
程度の適量の水分を強制的に混入するのである。
に示すように、空気圧縮機１の吸気室１ａの下部の円周
方向に取付けられる複数個の水噴射ノズル６と、この水
噴射ノズル６に高圧水を供給する給水管７とから構成さ
れる。そして、水噴射ノズル６を介して空気圧縮機１で
吸引される空気中に、水圧がたとえば７〜９kgf/cm
2 で、かつガスタービンの燃焼器２において失火しない
程度の適量の水分を強制的に混入するのである。
【０００８】したがって、本発明によれば、燃焼排ガス
中のNOX 発生量を適度に低減させることができる。ま
た、これによって、ガスタービンの燃焼器部分に蒸気や
水を混入させる前出特開昭59−202324号の方法と比較す
ると、高温となる燃焼器部分の構造を設計変更する必要
がないから、空気圧縮機の吸込み側より空気の流れに沿
って適量の水分をノズルなどで燃焼用空気中に噴射する
ことで可能となるため、支障となる構造上の問題はな
く、燃焼排ガス中のNOX 発生量を若干低下させる程度で
よい場合に有利な手段である。
中のNOX 発生量を適度に低減させることができる。ま
た、これによって、ガスタービンの燃焼器部分に蒸気や
水を混入させる前出特開昭59−202324号の方法と比較す
ると、高温となる燃焼器部分の構造を設計変更する必要
がないから、空気圧縮機の吸込み側より空気の流れに沿
って適量の水分をノズルなどで燃焼用空気中に噴射する
ことで可能となるため、支障となる構造上の問題はな
く、燃焼排ガス中のNOX 発生量を若干低下させる程度で
よい場合に有利な手段である。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
ガスタービンにおいて、約1000kcal/Nm3の製鉄所の副生
ガスを燃料として用いて燃焼器２で燃焼させる際に、空
気圧縮機１の吸気室１ａに水噴射ノズル６を８個取付
け、全空気量約13000Nm3/minに対して約100 l/min の水
を８kgf/cm2 で噴射した。これは、空気量１Nm3 に対し
て0.008lの水量に相当する。
ガスタービンにおいて、約1000kcal/Nm3の製鉄所の副生
ガスを燃料として用いて燃焼器２で燃焼させる際に、空
気圧縮機１の吸気室１ａに水噴射ノズル６を８個取付
け、全空気量約13000Nm3/minに対して約100 l/min の水
を８kgf/cm2 で噴射した。これは、空気量１Nm3 に対し
て0.008lの水量に相当する。
【００１０】そして、そのときガスタービンから排出さ
れる排ガス中のNOX 濃度を測定し、その結果を図２に示
した。この図の中で、Ａは実際のNOX 濃度の測定値であ
り、ＢはO2濃度12％に換算した後のNOX 濃度である。こ
の図から明らかなように、水噴射前は５ppm であったNO
X 濃度が水噴射後は３ppm に低下しており、30〜40％も
低減されていることがわかる。
れる排ガス中のNOX 濃度を測定し、その結果を図２に示
した。この図の中で、Ａは実際のNOX 濃度の測定値であ
り、ＢはO2濃度12％に換算した後のNOX 濃度である。こ
の図から明らかなように、水噴射前は５ppm であったNO
X 濃度が水噴射後は３ppm に低下しており、30〜40％も
低減されていることがわかる。
【００１１】なお、図３は燃焼器２における燃焼特性と
して水噴射時に存在する安定燃焼範囲を示したものであ
る。空気量１Nm3 当たりに含まれる水分量が0.015lを超
えると失火する危険性が大きいので、この0.015 l/Nm3
を上限値とすることが必要がある。また、上記実施例に
おける水噴射ノズル６の第１の目的は排ガス中のNOX 濃
度の低減にあるが、それに限らないで、洗浄液を噴射さ
せることにより空気圧縮機１の翼部を洗浄する装置とし
て利用するようにすれば、空気圧縮機１の効率を高く保
持するという副次的効果も期待することができる。
して水噴射時に存在する安定燃焼範囲を示したものであ
る。空気量１Nm3 当たりに含まれる水分量が0.015lを超
えると失火する危険性が大きいので、この0.015 l/Nm3
を上限値とすることが必要がある。また、上記実施例に
おける水噴射ノズル６の第１の目的は排ガス中のNOX 濃
度の低減にあるが、それに限らないで、洗浄液を噴射さ
せることにより空気圧縮機１の翼部を洗浄する装置とし
て利用するようにすれば、空気圧縮機１の効率を高く保
持するという副次的効果も期待することができる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
スタービンの燃焼用圧縮空気中に失火しない程度の適量
の水分を噴射するようにしたので、排ガス中のNOX 発生
量を低減することができ、環境管理の向上に寄与する。
スタービンの燃焼用圧縮空気中に失火しない程度の適量
の水分を噴射するようにしたので、排ガス中のNOX 発生
量を低減することができ、環境管理の向上に寄与する。
【図１】本発明装置の構成例を一部断面で示す部分側面
図である。
図である。
【図２】排ガス中のNOX 濃度の測定結果の一例を示す特
性図である。
性図である。
【図３】水噴射時の燃焼器の燃焼特性を示す特性図であ
る。
る。
【図４】従来のガスタービンの一例を模式的に示す側面
図である。
図である。
１ 空気圧縮機 ２ 燃焼器 ３ バーナ ４ タービン ５ 発電機 ６ 水噴射ノズル ７ 給水管
Claims (2)
- 【請求項１】 ガスタービンの燃焼用圧縮空気中に水
分を強制的に混入することを特徴とするガスタービンに
おける燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法。 - 【請求項２】 ガスタービンの燃焼器に燃焼用圧縮空
気を供給する圧縮空気機の吸込み側に水分を噴射する水
噴射ノズルを設けたことを特徴とするガスタービンにお
ける燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343020A JP2634722B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | ガスタービンにおける燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343020A JP2634722B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | ガスタービンにおける燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05171955A true JPH05171955A (ja) | 1993-07-09 |
| JP2634722B2 JP2634722B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=18358321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3343020A Expired - Lifetime JP2634722B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | ガスタービンにおける燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634722B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005344515A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Jfe Steel Kk | インペラー式送風機，インペラーに付着したダストの除去方法，インペラー式送風機を用いた溶融金属製錬設備の集塵装置 |
| JP2007107464A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Hitachi Ltd | ガスタービンシステム及びガスタービンシステムの運転方法 |
| JP4285781B2 (ja) * | 1997-04-22 | 2009-06-24 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン発電設備 |
| JP2014163363A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 過給機の洗浄装置及び方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939936A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-05 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビンの吸気装置 |
| JPS63131834A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-03 | Toshiba Eng & Constr Co Ltd | 空気圧縮機及びガスタ−ビン内部の汚染検出装置、及び該検出装置を用いた洗浄装置 |
| JPH01167415A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP3343020A patent/JP2634722B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939936A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-05 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビンの吸気装置 |
| JPS63131834A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-03 | Toshiba Eng & Constr Co Ltd | 空気圧縮機及びガスタ−ビン内部の汚染検出装置、及び該検出装置を用いた洗浄装置 |
| JPH01167415A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4285781B2 (ja) * | 1997-04-22 | 2009-06-24 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン発電設備 |
| JP2005344515A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Jfe Steel Kk | インペラー式送風機，インペラーに付着したダストの除去方法，インペラー式送風機を用いた溶融金属製錬設備の集塵装置 |
| JP2007107464A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Hitachi Ltd | ガスタービンシステム及びガスタービンシステムの運転方法 |
| JP4648152B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2011-03-09 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンシステム及びガスタービンシステムの運転方法 |
| JP2014163363A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 過給機の洗浄装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2634722B2 (ja) | 1997-07-30 |
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