JPH0668375B2 - ガスタ−ビンの2段燃焼器運転方法 - Google Patents

ガスタ−ビンの2段燃焼器運転方法

Info

Publication number
JPH0668375B2
JPH0668375B2 JP62098505A JP9850587A JPH0668375B2 JP H0668375 B2 JPH0668375 B2 JP H0668375B2 JP 62098505 A JP62098505 A JP 62098505A JP 9850587 A JP9850587 A JP 9850587A JP H0668375 B2 JPH0668375 B2 JP H0668375B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
fuel
stage
flow rate
flame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62098505A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63267836A (ja
Inventor
勲 佐藤
信之 飯塚
文之 広瀬
博 猪瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62098505A priority Critical patent/JPH0668375B2/ja
Publication of JPS63267836A publication Critical patent/JPS63267836A/ja
Publication of JPH0668375B2 publication Critical patent/JPH0668375B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスタービン用の2段燃焼器において、2次
燃焼用燃料を投入した後の運転方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
ガスタービン排ガス中のNOx含有率を大幅に減少せし
めようとすると、従来技術によるシングルノズル方式を
用いた拡散燃焼法では対応出来ない。そこで予混合燃焼
を併用し、2系統の燃料経路を有する2段燃焼技術が適
用されている。これは特願55-115991に示す如く1次燃
料を燃焼させる頭部燃焼室と、この燃焼室の下流にあつ
て高負荷帯で2次燃料を燃焼させる後部燃焼室とを備
え、着火から約25%負荷までの低負荷帯までは1次燃
料のみで行い、それ以上の高負荷帯では2次燃料を併用
する。2段目の燃焼は1段目の火炎を着火源として火移
りを行う。従来例(昭55-115991)では1段目燃料に加
えて2段目燃料を投入して負荷上昇をさせるものであ
り、2段目燃料を投入しても2段目への火移りが生じな
い時、および運転途中で2段目の燃焼が失火した場合で
は1段目燃焼のみが生じていることになり、このような
場合2段目燃料が燃焼せず燃料のままで排出しており、
大幅な効率低下となる。その上、ガスタービン負荷の急
変を生じる事及び、ガスタービン負荷上昇が出来なくな
る事等の欠点が生じる。さらに2段目燃焼が失火すると
急激なガス温度降下を生じるため燃焼ガス通路を形成し
ている燃焼器および尾筒やタービン翼部に対して急激な
熱衝撃を与えることになるため、各パーツの破損に至る
重大事故につながることになる。又、2段目燃焼が開始
する時は1段目燃焼に加えて2段目燃料を投入するため
2段目燃焼が開始されると急激にタービン負荷が上昇す
ることになり、上記のような種々の欠点が発生する。
〔発明が解決しようとする問題点〕 以上に説明したように、従来技術においては2段目燃焼
火炎が着火した時、着火しない時、および負荷途中で失
火した場合についての配慮がなされておらず、このた
め、前述のような不具合(効率低下,負荷急変,負荷上
昇不能,熱衝撃)を招いている。
本発明は、2次燃焼用燃料によつて発生する2段目火炎
の情況に適応した燃料,空気の制御を行つて前記不具合
の発生を防止し得る、2段燃焼器の運転方法を提供する
ことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、第1の発明に係る運転方法
は、燃焼室の上流側に1次燃焼用燃料ノズルと頭部燃焼
室とを設けるとともに、その下流側に2次燃焼用燃料ノ
ズルと後部燃焼室とを設け、かつ、2次燃焼用空気の流
量調節手段を設けたガスタービン用2段燃焼器の運転に
適用され、後部燃焼室内で行われる2次燃焼の2段目火
炎を検知する手段を設け、2次燃焼用燃料投入後に、前
記火炎検知手段の出力信号に基づいて、1次燃焼用燃料
流量及び2次燃焼用燃料流量の制御、並びに燃焼用空気
流量の制御の少なくとも何れか一方の制御を行うもので
ある。
また、第2の発明に係る運転方法は、2段目火炎が着火
された後に失火したとき、2次燃焼用燃料を増加すると
ともに1次燃焼用燃料を減少させて2段目火炎への火移
りを促進し、 第3の発明に係る運転方法は、2段目火炎が着火された
後に失火したとき2次燃焼用空気流量を増加させて2段
目火炎への火移りを促進するものである。
〔作用〕
前記の運転方法は、2次燃焼用燃料投入後における操作
技術に関するものである。而して、上記2次燃焼用燃料
の投入は次記の如く行われる。即ち、2段目燃料投入時
には1時燃焼用の1段目燃料を減少させながら、2次燃
焼用の2段目燃料を投入する操作を行う。この際、2段
目燃焼火炎を検知した場合には規定流量増加率に従つ
て、1,2段目の燃料増加を行い、負荷上昇を図るよう
にする。この時2段目の燃焼開始時には1,2段目のト
ータル燃料量が2段目燃焼前と同等になるように制御
し、2段目燃焼により急激な負荷上昇がないように制御
する。
而して、2次燃焼用燃料を投入したにも拘らず2段目火
炎が発生しない場合、若しくは、一旦発生した2段目火
炎が消失した場合に本発明の運転方法を適用する必要が
生じる。
次に、本発明の方法を実施する態様の1例を説明する
と、2段目火炎を検知出来ない時、すなわち未着火の時
にはすみやかに2段目燃料供給を停止すると共に1段目
燃料を増加させ急激な負荷変動がないようにする。一
方、負荷運転途中にて2段目燃焼が失火した時には、さ
らに若干量の2段目燃料を増加させ2段目の着火動作を
行う、この時2段目燃料量増加に見合う1段目燃料量の
減少を図り、2段目の着火を行うようにすればタービン
効率の低下を抑えて負荷運転を継続することが出来る。
このようにガスタービンに与えるダメージを抑え、急激
な負荷変動およびタービン効率低下を生じることがな
い。
〔実施例〕
第1図は、本発明に係る運転方法を実施するために構成
したガスタービン2段燃焼器の1例を示す断面図であ
る。
ガスタービンは圧縮機1,タービン2,燃焼器3の主要
機器によつて構成されている、圧縮機1で圧縮された空
気1aは車室内4を通過し、燃焼器3に導かれる。燃焼
器3は外筒5a,5bおよび頭部ライナ6a,後部ライ
ナ6bと内筒7および2段目の燃料空気予混合部8によ
つて成立つている。頭部燃焼室9は頭部ライナ6aと内
筒7とで形成される環状部分であり、後部燃焼室10は
予混合部8からの燃料を燃焼する空間である。頭部燃焼
室9の側閉端部には1次燃料(F)11を供給する1
次燃料ノズル12がカバー13に取付られている。
ライナ6aには1段目燃焼用の複数個,複数列の空気孔
1bが開口し、さらに壁面冷却用の空気孔を開口してお
りこの冷却孔は内筒7にも開口している。
頭部燃焼室9と後部燃焼室10との連続部17には2次
空気供給孔18が設けられ、この空気通路部19には2
次燃料ノズル20から2次燃料が供給され、この空気通
路部21が2次空気と燃料との予混合部8となる。予混
合ガス22は後部燃焼室10に供給され、頭部燃焼室か
らの1次火炎23を着火源として火移りを行い、2次火
炎24を形成する。1次燃料への着火は図示していない
が点火栓によつておこない、火炎検知器によつて火炎を
検知するようになつている。一方、2次燃焼火炎24の
検知は火炎検知器25を備え2段目火炎(2次燃焼用燃
料による2次燃焼の火炎)の有無を検知する。
2段目火炎の検知は検中器25によつて行い、その検出
信号出力32は制御信号として制御器33に入り、該制
御器33が1次燃焼用燃料(F)11の調節用バルブ
15、及び、2次燃焼用燃料(F)28の調節用バル
ブ31に制御信号を送り、また、第2図について後述す
るリング27の制御信号を送る。
第2図に燃焼器3の部分的な詳細構造を示す。2次空気
通路26の入口部を覆いかつ前後(図において左右)に
動くことにより空気入口部面積を変化し2次空気流量を
変えるリング27が取付られ、このリング27にはレバ
ー機構を利用して外部から動かすことにより空気流量の
調整を行うようになつている。2次燃料28は2次フラ
ンジ29に貫通した燃料マニホールド室30に導かれ、
そして空気通路21に位置する2次燃料ノズル20へと
導かれる。2次燃料と空気は常にある比率で制御される
もので2次燃料28が多くなるとリング27が開くこと
によつて空気流量を増大し燃料と空気負荷が変化しても
一定比率で燃焼が行われるようにし、また、2段目燃料
と一定比率で制御される空気流量の増減は、全体の燃焼
用空気圧調節することにより2段目の空気流量が制御出
来る方式をとつても同様の効果が得られ、低NOx化を図
つている。
ガスタービン起動から定格負荷までの運転制御は、着火
から100%回転数までは回転数上昇に伴う空気流量上
昇を行う。さらに燃料を増大させ負荷上昇を図るが、着
火から25%負荷までは1次燃料のみで行い、25%近
傍で2次燃料を投入する。25%以上では、1,2次燃
料を上昇させさらに負荷上昇を図る。2次燃料投入時に
は1次燃料を減少させ、減少した量に見合う分の2次燃
料を増加させるものである。2次燃料を投入して着火し
ても25%負荷以上にならず急激な負荷上昇は生じな
い。2次燃料を投入してからの運転方法を第3図に示
す。ある負荷点において1次燃料(F)を降下させ、
これに見合う2次燃料(F)の投入を開始する。規定
量のF量を投入してもFの火炎が検知されないとき
は、破線で示す従来技術例に比して速やかにF燃料を
増加する(F燃料投入前におけるF燃料の量に戻
す)とともに、F燃料の供給を停止する。これによ
り、ガスタービンの負荷変動が抑えられ、F未燃分の
排出も短時間に抑えることが出来るためタービン効率低
下を極力短時間に抑えることが出来る。この状態から再
スタートする場合にはリング27のストロークをさらに
絞り込むか、あるいはF投入規定量を若干増大するこ
とによりFの燃焼が達成出来るものである。一方、第
4図にFの燃焼が正常に行なわれた時の操作を示す。
燃料を低下させ、F燃料を増大させ規定量の投入
を図つた際、F火炎の検出を確認した場合にはすみや
かに規定パターンに添つてF,F燃焼量を増大させ
負荷上昇を図る。一方、負荷上昇、又は運転途中でF
燃焼が失火した場合の操作を第5図に示す。F失火は
火災検知器の信号で判定出来るため、点線で示す従来方
法に比べ本例ではF燃料を若干増大させ、これに見合
うF燃料を減少させる。又はA空気流量調整用リン
グをA面積が狭い方向になるように動かす動作を行う
ことによりFが可燃範囲に入るようになりF火炎が
検出来るようになる。このように操作することによつて
負荷を減少することがなく、又効率低下がない運転操作
を実現することが出来る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の運転方法によれば、2次
燃料の燃焼による2段目火炎の検知信号に基づいて2次
燃焼の着火,未着火および負荷運転中の失火などの判定
が出来るので、上記それぞれの状態に見合つて1次(F
)燃料,2次(F)燃料の操作およびA空気流量
の抑制などを併用操作することにより、F未燃焼範囲
を極力抑えることが出来、ガスタービン負荷の急激な変
動を抑えることが出来、かつタービン効率の低下を防止
し得るという優れた実用的効果を奏するとともに、燃焼
ガス温度の急変による熱衝撃を防止して構成部材の耐久
性向上に貢献する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の運転方法を実施するために構成した2
段燃焼器の断面図、第2図はその要部拡大図である。第
3図乃至第5図はそれぞれ本発明の実施例を説明するた
めの図表である。 3……燃焼器、23……1次燃焼火炎、24……2次燃
焼火炎、25……2次燃料の燃焼による2段目火炎の検
知器、32……火炎検知器出力信号、33……制御器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪瀬 博 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭50−83612(JP,A) 特開 昭62−77520(JP,A) 特開 昭59−18237(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼室の上流側に1次燃焼用燃料ノズルと
    頭部燃焼室とを設けるとともに、その下流側に2次燃焼
    用燃料ノズルと後部燃焼室とを設け、かつ、燃焼用空気
    あるいは2次燃焼用空気の流量調節手段を設けたガスタ
    ービン用2段燃焼器の運転方法において、後部燃焼室内
    で行われる2次燃焼の2段目火炎を検知する手段を設
    け、2次燃焼用燃料投入後に、前記火炎検知手段の出力
    信号に基づいて、1次燃焼用燃料流量及び2次燃焼用燃
    料流量の制御、並びに燃焼用空気流量の制御の少なくと
    も何れか一方の制御を行い、 前記1次燃焼用燃料流量及び2次燃焼用燃料流量の制御
    は、2次燃焼用燃料投入後に2段目火炎が検知されない
    場合、2次燃焼用燃料の供給を停止するとともに、1次
    燃焼用燃料の供給を増加し、引き続いて2次燃焼用の2
    段目空気流量を減少せしめるとともに、2次燃焼用燃料
    の再投入を行うことを特徴とする、ガスタービンの2段
    燃焼器運転方法。
  2. 【請求項2】燃焼室の上流側に1次燃焼用燃料ノズルと
    頭部燃焼室とを設けるとともに、その下流側に2次燃焼
    用燃料ノズルと後部燃焼室とを設け、かつ、燃焼用空気
    あるいは2次燃焼用空気の流量調節手段を設けたガスタ
    ービン用2段燃焼器の運転方法において、後部燃焼室内
    で行われる2次燃焼の2段目火炎を検知する手段を設
    け、2次燃焼用燃料投入後に、前記火炎検知手段の出力
    信号に基づいて、1次燃焼用燃料流量及び2次燃焼用燃
    料流量の制御、並びに燃焼用空気流量の制御の少なくと
    も何れか一方の制御を行い、 2段目火炎が一旦検知された後に該2段目火炎の検知が
    中断したとき、2次燃焼用燃料の供給を増加するととも
    に、これに対応せしめて1次燃焼用燃料の供給を減少せ
    しめて、2段目火炎への火移りを促進するものであるこ
    とを特徴とする、ガスタービンの2段燃焼器運転方法。
  3. 【請求項3】燃焼室の上流側に1次燃焼用燃料ノズルと
    頭部燃焼室とを設けるとともに、その下流側に2次燃焼
    用燃料ノズルと後部燃焼室とを設け、かつ、燃焼用空気
    あるいは2次燃焼用空気の流量調節手段を設けたガスタ
    ービン用2段燃焼器の運転方法において、後部燃焼室内
    で行われる2次燃焼の2段目火炎を検知する手段を設
    け、2次燃焼用燃料投入後に、前記火炎検知手段の出力
    信号に基づいて、1次燃焼用燃料流量及び2次燃焼用燃
    料流量の制御、並びに燃焼用空気流量の制御の少なくと
    も何れか一方の制御を行い、 2段目火炎が一旦検知された後に該2段目火炎の検知が
    中断したとき、2次燃焼用空気流量を減少せしめて2段
    目火炎への火移りを促進するものであることを特徴とす
    る、ガスタービンの2段燃焼器運転方法。
JP62098505A 1987-04-23 1987-04-23 ガスタ−ビンの2段燃焼器運転方法 Expired - Lifetime JPH0668375B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62098505A JPH0668375B2 (ja) 1987-04-23 1987-04-23 ガスタ−ビンの2段燃焼器運転方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62098505A JPH0668375B2 (ja) 1987-04-23 1987-04-23 ガスタ−ビンの2段燃焼器運転方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63267836A JPS63267836A (ja) 1988-11-04
JPH0668375B2 true JPH0668375B2 (ja) 1994-08-31

Family

ID=14221502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62098505A Expired - Lifetime JPH0668375B2 (ja) 1987-04-23 1987-04-23 ガスタ−ビンの2段燃焼器運転方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0668375B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5321949A (en) * 1991-07-12 1994-06-21 General Electric Company Staged fuel delivery system with secondary distribution valve
JP3037804B2 (ja) * 1991-12-02 2000-05-08 株式会社日立製作所 ガスタービン燃焼器の制御方法及び制御装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5718095B2 (ja) * 1973-11-30 1982-04-14
JPS5918237A (ja) * 1982-07-23 1984-01-30 Nissan Motor Co Ltd ガスタ−ビンエンジンの制御装置
JPH0745935B2 (ja) * 1985-09-30 1995-05-17 株式会社日立製作所 低NOxガスタ−ビン燃焼器

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63267836A (ja) 1988-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5121597A (en) Gas turbine combustor and methodd of operating the same
US5127229A (en) Gas turbine combustor
JP2618448B2 (ja) ガスタービン燃焼器状態監視装置及び監視方法及び制御方法
EP0399336B1 (en) Combustor and method of operating same
US9068748B2 (en) Axial stage combustor for gas turbine engines
JP2644745B2 (ja) ガスタービン用燃焼器
US4292801A (en) Dual stage-dual mode low nox combustor
JP3958767B2 (ja) ガスタービン燃焼器およびその着火方法
JPS6057131A (ja) ガスタ−ビン燃焼器の燃料供給方法
US5237812A (en) Auto-ignition system for premixed gas turbine combustors
GB2333832A (en) Multi-fuel gas turbine engine combustor
JPH0668375B2 (ja) ガスタ−ビンの2段燃焼器運転方法
US5319919A (en) Method for controlling gas turbine combustor
JPS59183202A (ja) 低NO↓x燃焼器
JPH0759978B2 (ja) ガスタ−ビン
JP2527170B2 (ja) ガスタ−ビン2段燃焼器の運転方法
JP3035410B2 (ja) 燃焼装置および燃焼方法
JPS6166019A (ja) ガスタ−ビン燃焼器
JP2561761B2 (ja) 直接噴射式ディーゼル機関
JP3348996B2 (ja) ガスタービン燃焼装置およびその制御方法
JP3110558B2 (ja) 燃焼器の燃焼方法
JPH01167419A (ja) 二段燃焼器の燃料供給方法
JP2685830B2 (ja) ガスタービン燃焼器における燃焼方法
JP2007127043A (ja) 吸気装置及びこれをそなえたガスエンジン
JPH0752015B2 (ja) ガスタービン