JPS62218731A - Gas turbine combustor - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、触媒を用いて燃料を燃焼させるガスタービン
燃焼器に関し、更に詳しくはガスタービン発電システム
等に用いられる窒素酸化物の発生量の少ないガスタービ
ン燃焼器に関する。Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a gas turbine combustor that burns fuel using a catalyst, and more specifically to a gas turbine combustor that generates a small amount of nitrogen oxides and is used in a gas turbine power generation system. Relating to a gas turbine combustor.
［発明の技術的背景とその問題点］
近年１右油資源等の枯渇化に伴い、種々の代替エネルギ
ーが要求されているが、同時に、エネルギー資源の効率
的使用も要求されている。これらの要求の応えるものの
中には、例えば、燃料として天然ガスを使用するガスタ
ービン・スチームタービン複合サイクル発電システム或
いは石炭ガス化ガスタービン・スチームタービン複合サ
イクル発電システムがあり、現在検討されつつある。[Technical background of the invention and its problems] With the recent depletion of oil resources and the like, various alternative energies are required, but at the same time, efficient use of energy resources is also required. Examples of systems that meet these demands include gas turbine/steam turbine combined cycle power generation systems that use natural gas as fuel or coal gasification gas turbine/steam turbine combined cycle power generation systems, which are currently being studied.
これらのガスタービン番スチームタービン複合すイクル
発電システムは、化石燃料を使用した従来のスチームタ
ービンによる発電システムに比較して、発電効率が高い
ために、従来、その生産量の増加が予想される天然ガス
や石炭ガス化ガス等の燃料を、有効に電力に変換できる
発電システムとして期待されている。These gas turbine steam turbine combined cycle power generation systems have higher power generation efficiency than conventional steam turbine power generation systems that use fossil fuels, so they have traditionally been powered by natural gas, which is expected to increase in production. It is expected to be a power generation system that can effectively convert fuels such as gas and coal gasification into electricity.
ガスタービン発電システムに使用されているガスタービ
ン燃焼器では、従来より、燃料と空気の混合ガスを、ス
ーパープラグ等を用いて着火して均−系の燃焼を行なっ
ている。このような燃焼器の一例を第３図に示す、第３
図の燃焼器においては、燃ネ４ノズルｌから噴射された
燃料が、燃焼用空気３と混合され、スーパープラグ２に
より着火されて燃焼するものである。そして、燃焼した
気体すなわち燃焼ガスは、冷却空気４及び希釈空気５が
加えられて、所定のタービン入口温度まで冷却・希釈さ
れた後、タービンノズルθからガスタービン内に噴射さ
れる。８はスワラ−である。BACKGROUND ART Conventionally, in a gas turbine combustor used in a gas turbine power generation system, a mixed gas of fuel and air is ignited using a super plug or the like to perform homogeneous combustion. An example of such a combustor is shown in FIG.
In the combustor shown in the figure, fuel injected from 4 combustion nozzles 1 is mixed with combustion air 3, ignited by a super plug 2, and combusted. The combusted gas, that is, the combustion gas, is cooled and diluted to a predetermined turbine inlet temperature by adding cooling air 4 and dilution air 5, and is then injected into the gas turbine from the turbine nozzle θ. 8 is a swirler.
このような従来の燃焼器における重大な問題点の一つは
、燃料の燃焼時に多量のＮＯｘが生成して環境汚染等を
引き起こすことである。One of the serious problems with such conventional combustors is that a large amount of NOx is generated during combustion of fuel, causing environmental pollution.
上記したＮＯｘが生成する理由は、燃料の燃焼時におい
て、燃焼器内には部分的に２０００℃を超える高温部が
存在するということにある。The reason why the above NOx is generated is that when fuel is combusted, there is a part of the combustor that has a high temperature that exceeds 2000°C.
このようなガスタービン燃焼器の問題点を解決するため
に、種々の燃焼方式が検討されており、最近、固相触媒
を用いた触媒燃焼方式が提案されている。In order to solve these problems with gas turbine combustors, various combustion methods have been studied, and recently, a catalytic combustion method using a solid-phase catalyst has been proposed.
この触媒燃焼方式は、触媒を用いて１通常の燃焼器では
燃焼しない希薄な燃料を燃焼させることができ、そのた
め燃焼温度はＮＯｘが発生する程には高温にならない、
また、タービン入口温度も従来のものと変わりなくする
ことが可能である。This catalytic combustion method uses a catalyst to combust lean fuel that cannot be combusted in a normal combustor, so the combustion temperature does not become high enough to generate NOx.
Further, the turbine inlet temperature can also be kept the same as in the conventional case.
第４図は、触媒燃焼方式に用いる燃焼器の１例の概念図
である０図中の数字はそれぞれ第３図と同じ要素を表わ
す、この燃焼器はガス流路上に触媒体７を備えることが
構造上の特徴である。触媒体７には、通常、ハニカム構
造の燃焼触媒が充填されていて、ここで燃料と空気の混
合気体が燃焼させられる。Figure 4 is a conceptual diagram of an example of a combustor used in the catalytic combustion system. The numbers in Figure 4 represent the same elements as in Figure 3. This combustor is equipped with a catalyst body 7 on the gas flow path. is a structural feature. The catalyst body 7 is normally filled with a combustion catalyst having a honeycomb structure, in which a mixture of fuel and air is combusted.
このようなガスタービン燃焼器にも次のような欠点があ
る。つまり、従来考えられているようなガスタービン燃
焼器では、接続された負荷の変動により燃焼器内に流れ
る燃料と酸化性気体たとえば空気とからなる混合ガスの
流量や流速、燃料濃度等が変動しても、常に同一量の触
媒体によって反応させ燃焼させなくてはならない、よっ
て前記混合ガスの流量が多くなると、その流速が増して
触媒体との接触時間が不充分なため燃焼が不完全になる
。あるいは失火して燃焼できなくなる等の問題が生じ、
また逆に前記気相反応体の流量が少なくなると、流速が
遅くなりそれだけ混合ガスと触媒体との接触時間が増大
して触媒体上流側の一部だけで燃焼が完結してしまう等
の問題が生じる。そして触媒体の温度が部分的に高温に
なって熱劣化、破壊等が生じ、寿命を著しく短くする。Such a gas turbine combustor also has the following drawbacks. In other words, in the conventional gas turbine combustor, the flow rate, flow rate, fuel concentration, etc. of the mixed gas consisting of fuel flowing into the combustor and oxidizing gas, such as air, fluctuate due to fluctuations in the connected load. However, the same amount of catalyst must always be used for reaction and combustion. Therefore, when the flow rate of the mixed gas increases, the flow rate increases and the contact time with the catalyst is insufficient, resulting in incomplete combustion. Become. Or, problems may occur such as misfire and combustion failure.
On the other hand, when the flow rate of the gas phase reactant decreases, the flow rate slows down and the contact time between the mixed gas and the catalyst body increases accordingly, causing problems such as combustion being completed only in a part of the upstream side of the catalyst body. occurs. Then, the temperature of the catalyst becomes partially high, causing thermal deterioration, destruction, etc., and significantly shortening the life of the catalyst.
さらに燃焼によって生じた高温ガスが触媒燃焼完結点か
らさらに下流の触媒体を無駄に通過するため圧力損失も
非常に大きくなってしまう、よって混合ガスの流量等の
変化にかかわらず、安定な燃焼が行なえるガスタービン
燃焼器が要求されていた。Furthermore, the high temperature gas generated by combustion wastefully passes through the catalyst further downstream from the point where catalytic combustion is completed, resulting in a very large pressure loss. Therefore, stable combustion is not possible regardless of changes in the flow rate of the mixed gas, etc. There was a need for a gas turbine combustor that could
そこで、木発明者らは、触媒体下流における気相燃焼を
有効に利用し触媒体への熱による負荷を低減せしめた触
媒燃焼法を先に提案した（特願昭５８−２２９９８７号
）。Therefore, the inventors of the present invention proposed a catalytic combustion method that effectively utilizes gas-phase combustion downstream of the catalyst to reduce the thermal load on the catalyst (Japanese Patent Application No. 58-229987).
すなわち、その方法は、第５図に示す如く、まず、燃料
と空気との混合ガスを触媒体７で燃焼させる方法である
０通常、触媒体においては難燃性燃料を用いる場合触媒
反応による燃焼と気相燃焼とが同時に生起するが、上記
提案においては、触媒反応による燃焼のみが生起するよ
うに混合ガスの燃料濃度、温度、流量等をコントロール
している。したがって、触媒体は気相燃焼を伴わないの
で高温にはならず、燃料もその一部だけが燃焼して、未
燃燃料を含む燃焼ガスが触媒体から排出される。That is, as shown in Fig. 5, the method is to first combust a mixed gas of fuel and air in a catalyst body 7.Normally, when a flame-retardant fuel is used in a catalyst body, combustion by a catalytic reaction is performed. However, in the above proposal, the fuel concentration, temperature, flow rate, etc. of the mixed gas are controlled so that only combustion by catalytic reaction occurs. Therefore, since the catalyst body does not involve gas phase combustion, it does not reach a high temperature, and only a portion of the fuel is combusted, and combustion gas containing unburned fuel is discharged from the catalyst body.
」二記提案においては、排出された燃焼ガスへ更に、第
５図に示す触媒体７の下流に設けられた燃焼ノズルｌ°
より燃料を加えることにより、そのガス中における燃料
濃度を高めて触媒体の下流で気相燃焼を生起させ、燃焼
ガスの高温化を可能とした。このことにより、触媒体の
高温劣化をなくすると共に低ＮＯｘ完全燃焼を達成した
のである。In the second proposal, the discharged combustion gas is further passed through a combustion nozzle l° provided downstream of the catalyst body 7 shown in FIG.
By adding more fuel, the fuel concentration in the gas was increased and gas phase combustion occurred downstream of the catalyst, making it possible to raise the temperature of the combustion gas. This eliminates high-temperature deterioration of the catalyst and achieves low NOx complete combustion.
しかしながら、上記提案における触媒体下流での気相燃
焼には次のような問題点がある。それは、触媒体７から
排出された燃焼ガスの流れに燃ネ４ノズルｌ°より空気
が混合されていない高濃度の燃料を加えるために生ずる
燃料濃度分布の不均一である。However, the gas phase combustion downstream of the catalyst in the above proposal has the following problems. This is due to the non-uniformity of the fuel concentration distribution that occurs because high-concentration fuel with no air mixed therein is added to the flow of combustion gas discharged from the catalyst body 7 from the combustion nozzle 1°.
すなわち、触媒体下流において、部分的に燃料濃度の高
い場所と低い場所とが生ずるのである。That is, downstream of the catalyst, there are areas where the fuel concentration is high and areas where it is low.
その結果１部分的に燃料濃度が高い場所ではその□燃焼
温度が高くならざるを得すＮＯｘの発生を招く 。As a result, □ combustion temperature is forced to rise in areas where the fuel concentration is partially high, leading to the generation of NOx.
このような問題を解決するため、触媒体下流に多数の燃
料ノズルを設けて燃料濃度を均一化することが試みられ
ているが、このような方法は各ノズルの燃料流量の制御
が困難であり、上記問題点を解決するまでには至ってい
ない。In order to solve this problem, attempts have been made to equalize the fuel concentration by installing a large number of fuel nozzles downstream of the catalyst, but this method makes it difficult to control the fuel flow rate of each nozzle. However, the above problems have not yet been solved.
［発明の目的］
本発明は、−１４記した問題点を解消し、触媒体への熱
的負荷を一定に保持し、かる触媒体下流の燃料濃度分布
を均一にすることができると共に混合ガス流量や燃料濃
度の変化に対応でき、もってＮＯｘの発生を制御できる
ガスタービン燃焼器の提供を目的とする。[Object of the Invention] The present invention solves the problems described in -14, maintains the thermal load on the catalyst body constant, makes the fuel concentration distribution downstream of the catalyst body uniform, and makes it possible to make the mixed gas The object of the present invention is to provide a gas turbine combustor that can respond to changes in flow rate and fuel concentration, thereby controlling the generation of NOx.
［発明のＪＩａ要］
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた
結果、触媒体下流に燃料供給手段のほかに酸化性気体を
含む気体の供給手段も設置し、かつ１両供給手段からの
供給ガスと触媒体からの燃焼ガスとが均一に混合される
ように後述するような燃焼器構造とすれば、上記目的が
達成できるとの事実を見出し本発明を完成するに至った
。[JIa Summary of the Invention] As a result of extensive research to achieve the above object, the present inventors installed a means for supplying a gas containing an oxidizing gas in addition to a means for supplying fuel downstream of the catalyst body, and In completing the present invention, we discovered that the above object can be achieved if the combustor is structured as described below so that the gas supplied from both supply means and the combustion gas from the catalyst are uniformly mixed. It's arrived.
すなわち、本発明のガスタービン燃焼器は、酸化性気体
を含む気体及び燃料からなる混合ガスの供給部と、該混
合ガスの供給部の下流に設置された触媒体と、該触媒体
の下流に触媒体からの流出ガスが通過する主流路と共に
少なくとも １つのガス分割流路とを具備するガスター
ビン燃焼器であって、該ガス分割流路の少なくとも １
つには該ガス分割流路と主流路とを結ぶノズル構造の触
媒燃焼ガス排出口が設けられ、かつ、該混合ガスとは別
系の燃料供給手段が設けられていることを特徴とする。That is, the gas turbine combustor of the present invention includes a supply section for a mixed gas consisting of a gas containing an oxidizing gas and fuel, a catalyst body installed downstream of the supply section for the mixed gas, and a catalyst body installed downstream of the catalyst body. A gas turbine combustor comprising at least one gas division passage along with a main passage through which exit gas from a catalyst body passes, the gas turbine combustor comprising at least one gas division passage.
A catalytic combustion gas discharge port having a nozzle structure connecting the gas division flow path and the main flow path is provided in the main flow path, and a fuel supply means separate from the mixed gas is provided.
まず、本発明における酸化性気体を含む気体と燃料とか
らなる混合ガスの供給部の構成は格別限定されるもので
はなく、供給される燃料と酸化性気体例えば空気とが混
合される構成になっていればいかなる構成であってもよ
い。First, the configuration of the supply section for a mixed gas consisting of a gas containing an oxidizing gas and fuel in the present invention is not particularly limited. Any configuration is acceptable as long as it is.
例えば、本発明のガスタービン燃焼器の１例を第１図に
示すが、第１図において、１．１′は燃料ノズル、２は
スパークプラグ、３は燃焼用空気、８はスワラ−である
。For example, one example of the gas turbine combustor of the present invention is shown in FIG. 1, in which 1.1' is a fuel nozzle, 2 is a spark plug, 3 is combustion air, and 8 is a swirler. .
この混合ガスの供給部においては、燃料ノズルｌから供
給された燃料はスワラ−８により燃焼用空気３と充分に
混合されて混合ガスとなる。そして、この混合ガスはス
パークプラグ２により着火されである程度まで昇温する
。このことは、混合ガスの温度を触媒体の作用温度まで
高めて触媒反応を円滑に進めるために行なわれるもので
あり、用いる燃ネ１の種類や触媒の種類によっては必ず
しも必要としない。In this mixed gas supply section, the fuel supplied from the fuel nozzle 1 is sufficiently mixed with the combustion air 3 by the swirler 8 to form a mixed gas. Then, this mixed gas is ignited by the spark plug 2 and heated to a certain degree. This is done in order to raise the temperature of the mixed gas to the operating temperature of the catalyst to facilitate the catalytic reaction, and is not necessarily necessary depending on the type of fuel 1 and the type of catalyst used.
そして、混合ガスの供給部の下流には触媒体７が設置さ
れている。触媒体７の性能や触媒金属などは格別限定さ
れるものではないが、その設置量に関しては、触媒体に
要求される圧力損失、触媒体の活性能、燃料の種類など
に応じて決めるとよく、特に、燃焼器に接続される負荷
が低負荷である場合に対応して触媒体の設Ｆ１１ｍを定
めることが望ましい。A catalyst body 7 is installed downstream of the mixed gas supply section. Although the performance and catalyst metal of the catalyst body 7 are not particularly limited, the amount of installation should be determined depending on the pressure loss required of the catalyst body, the activity of the catalyst body, the type of fuel, etc. In particular, it is desirable to determine the catalyst body F11m in response to a case where the load connected to the combustor is low.
この触媒体へ上記混合ガスの供給部から供給する混合ガ
スつまり燃料や空気の流量は、触媒体への熱的負荷を低
減せしめることからして、一定にすることが望ましい。The flow rate of the mixed gas, that is, fuel and air supplied to the catalyst from the mixed gas supply section is desirably constant in order to reduce the thermal load on the catalyst.
そして１本発明においては、触媒体の下流には少なくと
も １つのガス分割流路が設けられている。これは、触
媒体から排出される燃焼ガスを少なくとも ２つに分流
せしめる流路である。In one aspect of the present invention, at least one gas division channel is provided downstream of the catalyst body. This is a flow path that divides the combustion gas discharged from the catalyst body into at least two parts.
このような構成の流路としては、例えば第１図に示す如
く、触媒体７を支持している円筒状の外殻９の内側に円
筒状部材ｌＯを配設することにより画分された流路１１
と流路１２の例があげられるが、本発明の流路はこのよ
うなものだけに限定されるものではない、なお、内側の
円筒状部材ＩＯは触媒体７と接して設置されていてもよ
いし離隔して設置されていてもよい、また、燃焼ガスの
分流割合は燃焼器の使用条件などに応じて定めればよい
。For example, as shown in FIG. 1, a flow path having such a configuration can be constructed by disposing a cylindrical member lO inside a cylindrical outer shell 9 that supports a catalyst body 7, so that a fractionated flow can be created. Road 11
An example of the flow path 12 is given, but the flow path of the present invention is not limited to such a type. Note that even if the inner cylindrical member IO is installed in contact with the catalyst body 7, They may be installed separately or separated, and the proportion of combustion gas division may be determined depending on the usage conditions of the combustor.
ヒ記ガス分割流路の少なくとも １つにはノズル構造の
触媒燃焼ガス排出口が設けられている。At least one of the gas division channels described above is provided with a catalytic combustion gas outlet having a nozzle structure.
すなわち、分割流路内に流入した燃焼ガスはノズルのみ
から排出されるような構造となっている。That is, the structure is such that the combustion gas that has flowed into the divided flow path is discharged only from the nozzle.
そして、この流路には供給量の調節可能な燃料供給手段
及び必要に応じて酸化性気体を含む気体の供給手段が設
けられている。This flow path is provided with a fuel supply means whose supply amount can be adjusted and a means for supplying a gas containing an oxidizing gas as required.
このような流路は、第１図に示すように円筒状部材ｌＯ
の外側に形成してもよい、逆に、内側に形成してもよい
。また、ノズル１３の径や設若数は流ｉ１１．や燃料Ｃ
度などに応じて適宜定められる。さらに、ノズル１３の
位置は格別限定されるものではないが、燃料供給手段１
４及び酸化性気体を含む気体の供給手段１５より下流に
設定されることが好ましく、更には好ましくは流路１１
の下流端近傍に設定されることが好ましく、また、ノズ
ル１３から噴出されるガスが残りの流路１２内に噴出さ
れるように設定されることも好ましい。Such a flow path is formed by a cylindrical member lO as shown in FIG.
It may be formed on the outside, or conversely, it may be formed on the inside. Also, the diameter and number of nozzles 13 are as follows: i11. and fuel C
It is determined as appropriate depending on the degree, etc. Further, the position of the nozzle 13 is not particularly limited, but the position of the fuel supply means 1
4 and the gas supply means 15 containing oxidizing gas, and more preferably the flow path 11
It is preferable that the nozzle 13 be set near the downstream end of the nozzle 13 , and it is also preferable that the gas ejected from the nozzle 13 be set so as to be ejected into the remaining flow path 12 .
本発明の燃焼器においては、触媒体７から排出された燃
焼ガスは、流路１１と流路１２に分流される。In the combustor of the present invention, combustion gas discharged from the catalyst body 7 is divided into a flow path 11 and a flow path 12.
そして、高負荷に対応する必要がない場合には、流路１
１に流入した燃焼ガスは調節弁１４°付きの燃料供給手
段１４から供給される所定流量に調節された燃料と均一
に混合されることにより燃料濃度の高い場所と低い場所
の発生が抑制されて７ズル１３から噴出される。If there is no need to handle high loads, flow path 1
The combustion gas flowing into the fuel tank 1 is uniformly mixed with fuel supplied from the fuel supply means 14 equipped with a 14° control valve and adjusted to a predetermined flow rate, thereby suppressing the occurrence of areas with high fuel concentration and areas with low fuel concentration. It is ejected from 7zuru 13.
そして、ノズル１３から噴出されたガスは流路１２内を
流れる燃焼ガスと混合されて燃料濃度分布が均一になっ
た状態で気相燃焼が行なわれる。Then, the gas ejected from the nozzle 13 is mixed with the combustion gas flowing in the flow path 12, and gas phase combustion is performed with a uniform fuel concentration distribution.
このとき、ノズル１３より下流における燃焼器の構造が
ガスを遅滞もしくは逆流させる構造１例えば第１図に示
すようにガス流を拡大させる構造１Ｂを有していればそ
こで火炎が形成されて気相燃焼が安定して行なわれる。At this time, if the structure of the combustor downstream of the nozzle 13 has a structure 1 that retards or reverses the gas flow, for example, a structure 1B that expands the gas flow as shown in FIG. 1, a flame is formed there and a gas phase is formed. Combustion is stable.
また、イグナイター１７などの点火源を設ければ気相燃
焼を容易に開始させることが可能となる。Further, if an ignition source such as an igniter 17 is provided, gas phase combustion can be easily started.
そして、気相燃焼後の燃焼ガスは、ノズル１３近傍の気
相燃焼域の下流に設置された調節弁１８’付きの酸化性
気体を含む気体の供給手段１８からの希釈気体により、
所定の温度に調節されてガスタービンノズル６へと供給
される。The combustion gas after the gas phase combustion is then diluted by dilution gas from a gas supply means 18 containing an oxidizing gas and equipped with a control valve 18' installed downstream of the gas phase combustion area near the nozzle 13.
The gas is adjusted to a predetermined temperature and supplied to the gas turbine nozzle 6.
一方、高負荷に対応する必要がある場合には。On the other hand, if you need to handle high loads.
流路１１において、燃料供給手段１４から多量の燃料を
供給すると共に酸化性気体を含む気体の供給手段１５か
らの希釈気体を供給することにより、燃料濃度分布を均
一に保つと共に燃料濃度を低下せしめて、多ｉｌｌの燃
料供給に起因するＮＯｘの急激な発生を抑制する。In the flow path 11, by supplying a large amount of fuel from the fuel supply means 14 and diluent gas from the gas supply means 15 containing oxidizing gas, the fuel concentration distribution is kept uniform and the fuel concentration is reduced. This suppresses the sudden generation of NOx caused by multiple ills of fuel supply.
以上の如く、本発明のガスタービン燃焼器は、負荷変動
に対応できると共に燃料濃度分布を均一にすることが可
能なものである。As described above, the gas turbine combustor of the present invention is capable of responding to load fluctuations and making the fuel concentration distribution uniform.
［発明の実施例］
実施例１
第２図に示すような構造の模擬燃焼器を製作した。触媒
体２０は直径１００履層、長さ９０ｍｍのハニカム触媒
体（ｐｔ系）を使用した０分流路は二重環構造（内側の
環の直径８０ｍｍ ＋外側の環の直径１００ｍｍ）とし
た、二重環構造により形成された外側の流路２１をノズ
ル構造とした。すなわち、内側の環の壁面上に二重環構
造の下先端から下／Ａ、８ｈａの位置へ直径３．５ｍｍ
の孔２２を１２個形成したものを使用した。[Embodiments of the Invention] Example 1 A simulated combustor having a structure as shown in FIG. 2 was manufactured. The catalyst body 20 is a honeycomb catalyst body (PT type) with a diameter of 100 layers and a length of 90 mm.The zero-minute flow path has a double ring structure (inner ring diameter 80 mm + outer ring diameter 100 mm). The outer channel 21 formed of a heavy ring structure has a nozzle structure. That is, a diameter of 3.5 mm is placed on the wall surface of the inner ring from the lower tip of the double ring structure to the bottom/A, 8 ha position.
The one in which 12 holes 22 were formed was used.
そして、 ４５０℃に予熱した燃焼用空気２３を４Ｎｍ
’／ｌｌ１ｎ、燃料供給装置２４より天然ガスを８０文
／ｆｆ１ｉｎの流！１℃で供給した。また、燃料供給装
置２５からは９０文／ｗｉｎの焼津１を供給し、空気供
給装置２８からは空気を供給しなかった。Then, the combustion air 23 preheated to 450°C was heated to 4Nm.
'/ll1n, flow of natural gas from fuel supply device 24 at 80 liters/ff1in! Supplied at 1°C. Further, Yaizu 1 of 90 liters/win was supplied from the fuel supply device 25, and no air was supplied from the air supply device 28.
その結果、触媒体の最高温度は約８００℃となリ、触媒
体の耐熱温度以下であった。また、触媒体の下流域では
気相燃焼が安定して行なわれ、Ｎｏｗの発生量及び燃焼
率は表のとおりであった。As a result, the maximum temperature of the catalyst was approximately 800° C., which was below the allowable temperature limit of the catalyst. In addition, gas phase combustion was stably performed in the downstream region of the catalyst, and the amount of Now generated and the combustion rate were as shown in the table.
実施例２
実施例１の燃焼器を用いて、燃焼ガスの高温化を図るた
め、燃料供給装置２５からの燃料供給量を １５０４１
／ｗｉｎとしたほかは実施例１と同様の条件で燃焼を
行なった。Example 2 Using the combustor of Example 1, the amount of fuel supplied from the fuel supply device 25 was set to 15041 in order to increase the temperature of the combustion gas.
Combustion was performed under the same conditions as in Example 1, except that /win was used.
比較例
第５図に示すような構造の燃焼器を用いて、実施例２と
同様の燃料供給量で燃焼を行なった。その結果、ＮＯｘ
の発生量は燃料供給装置２５からの燃料供給量を増やす
にしたがい、 ＮＯｘは増大し、燃焼温度１５００〜１
８００℃領域では実施例２の約２倍となった。Comparative Example Using a combustor having the structure shown in FIG. 5, combustion was carried out with the same amount of fuel supplied as in Example 2. As a result, NOx
The amount of NOx generated increases as the amount of fuel supplied from the fuel supply device 25 increases, and the combustion temperature increases from 1500 to 1
In the 800°C region, the temperature was about twice that of Example 2.
実施例３
実施例１の燃焼器を用いて、燃焼ガスの高温化を図ると
共に急激なＮＯｘの発生を抑制するために、燃料供給装
置２５からの燃料供給量を１６５文／ｆｆ１ｉｎとし、
かつ空気供給装置２６からの空気供給量を０．８Ｎｍ’
／ａ＋ｉｎとした。その結果、ＮＯｘの発生１ｄは実施
例２より低下した。Example 3 Using the combustor of Example 1, in order to raise the temperature of the combustion gas and suppress rapid generation of NOx, the amount of fuel supplied from the fuel supply device 25 was set to 165 g/ff1in,
And the air supply amount from the air supply device 26 is 0.8Nm'
/a+in. As a result, the NOx generation 1d was lower than in Example 2.
以上の結果を表に一括して示す。The above results are summarized in the table.
［発明の効果］
以上、述へた如く、本発明のガスタービン燃焼器は、触
媒体への熱的負荷を一定に保持し、かつ触媒体下流の燃
料濃度分布を均一化することができると共に混合ガス流
量や燃料濃度の変化に対応でき、もって１５００〜１６
００°Ｃの高温領域でもＮＯｘの発生を抑制することが
できて、その工業的価値は大である。[Effects of the Invention] As described above, the gas turbine combustor of the present invention is capable of maintaining a constant thermal load on the catalyst body and making the fuel concentration distribution downstream of the catalyst body uniform. It can respond to changes in mixed gas flow rate and fuel concentration, and has a range of 1500 to 16
It is possible to suppress the generation of NOx even in the high temperature range of 00°C, and its industrial value is great.
第１図及び第２図はそれぞれ本発明のガスタービン燃焼
器の１例を示す模式図、第３図〜第５図は、いずれも従
来構造のガスタービン燃焼器の１例を示す模式図である
。
１．１’ 、＋４．２５ ：燃料ノズル（燃料供給手段
）２ ニスパークプラグ
３．２３：燃焼用空気
８ ：ターヒンノズル
？、２０ ：触媒体
８ ニスワラ−
１５、＋８，２６ ：酸化性気体を含む気体の供給手段
第１図
第２図
第３図
第４図FIGS. 1 and 2 are schematic diagrams each showing an example of a gas turbine combustor of the present invention, and FIGS. 3 to 5 are schematic diagrams showing an example of a gas turbine combustor having a conventional structure. be. 1.1', +4.25: Fuel nozzle (fuel supply means) 2 Varnish spark plug 3.23: Combustion air 8: Tahin nozzle? , 20: Catalyst body 8 Niswara 15, +8, 26: Supply means for gas containing oxidizing gas Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4
Claims (1)
供給部と、該混合ガスの供給部の下流に設置された触媒
体と、該触媒体の下流に触媒体からの流出ガスが通過す
る主流路と共に少なくとも１つのガス分割流路とを具備
するガスタービン燃焼器であって、 該ガス分割流路の少なくとも１つには該ガス分割流路と
主流路とを結ぶノズル構造の触媒燃焼ガス排出口が設け
られ、かつ、該混合ガスとは別系の燃料供給手段が設け
られていることを特徴とするガスタービン燃焼器。 ２、該ガス分割流路の下流に、ガス点火源が設けられて
いる特許請求の範囲第１項記載のガスタービン燃焼器。 ３、該ガス分割流路の下流域がガス流を遅滞もしくは逆
流させる構造を有している特許請求の範囲第１項記載の
ガスタービン燃焼器。 ４、該ガス分割流路に、酸化性気体を含む気体の供給手
段が設けられている特許請求の範囲第１項記載のガスタ
ービン燃焼器。[Claims] 1. A supply section for a mixed gas consisting of a gas containing an oxidizing gas and fuel, a catalyst body installed downstream of the supply section for the mixed gas, and a catalyst body downstream of the catalyst body. A gas turbine combustor comprising a main flow path through which an effluent gas passes and at least one gas division flow path, the at least one of the gas division flow paths having a main flow path connecting the gas division flow path and the main flow path. A gas turbine combustor characterized in that a catalytic combustion gas discharge port having a nozzle structure is provided, and a fuel supply means separate from the mixed gas is provided. 2. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein a gas ignition source is provided downstream of the gas division flow path. 3. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the downstream region of the gas division flow path has a structure that retards or reverses the gas flow. 4. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the gas division flow path is provided with means for supplying a gas containing an oxidizing gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61059598A JPH0833200B2 (en) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | Gas turbine combustor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61059598A JPH0833200B2 (en) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | Gas turbine combustor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62218731A true JPS62218731A (en) | 1987-09-26 |
| JPH0833200B2 JPH0833200B2 (en) | 1996-03-29 |
Family
ID=13117841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61059598A Expired - Lifetime JPH0833200B2 (en) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | Gas turbine combustor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833200B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0252930A (en) * | 1988-08-16 | 1990-02-22 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Gas turbine burner |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5847610A (en) * | 1981-09-17 | 1983-03-19 | Topy Ind Ltd | Air inflation method for tubeless tire and device thereof |
| JPS59129330A (en) * | 1983-01-17 | 1984-07-25 | Hitachi Ltd | Premixed combustion type gas turbine |
| JPS60122807A (en) * | 1983-12-07 | 1985-07-01 | Toshiba Corp | Low nitrogene oxide combustion |
| JPS60186622A (en) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Toshiba Corp | Catalytic burner |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP61059598A patent/JPH0833200B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JPH0252930A (en) * | 1988-08-16 | 1990-02-22 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Gas turbine burner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0833200B2 (en) | 1996-03-29 |
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