燃气轮机燃烧器及其运转方法技术

本发明专利技术提供一种燃气轮机燃烧器及其运转方法，其在将燃气轮机的燃料从油燃料切换为气体燃料时，尽量使从燃气轮机排出的尾气无法可视化。在将利用先导燃烧嘴(38)的燃烧从烧油切换为烧气时，向主燃烧嘴(39A～39F)供给气体燃料，并利用主燃烧嘴(39A～39F)开始烧气，之后，向先导燃烧嘴(38)供给气体燃料，并利用先导燃烧嘴(38)开始烧气。

Gas turbine combustor and its operation method

The invention provides a gas turbine burner and its operation method, which can not visualize the exhaust gas discharged from the gas turbine when the fuel of the gas turbine is switched from oil fuel to gas fuel. When the combustion of the pilot burner (38) is switched from burning oil to burning gas, the gas fuel is supplied to the main burning burner (39A to 39F) and the gas burning is started with the main burner (39A ~ 39F), then the gas fuel is supplied to the pilot burner (38), and the gas is started by the pilot burner (38).

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机燃烧器及其运转方法
本专利技术涉及燃气轮机燃烧器及其运转方法，尤其涉及能燃烧气体燃料和油燃料的双方的燃气轮机燃烧器及其运转方法。
技术介绍
从减少发电成本、有效利用资源及防止地球变暖的观点来看，研究有效利用在制铁所衍生的焦炭炉气体、在制油所衍生的废气等含有氢气的含氢燃料的方案。例如若在燃气轮机发电设备上利用含氢燃料，则含氢燃料在燃烧时的二氧化碳(CarbonDioxide：CO2)的排出量少，因此作为防止地球变暖是有效的。另外，在将作为丰富的资源的煤炭气体化并发电的煤炭气体化复合发电设备(IntegratedcoalGasificationCombinedCycle：IGCC)中，还研究了设置回收、贮存向燃气轮机供给的含氢燃料中的碳素的系统(CarbonCaptureandStorage：CCS)，进一步减少CO2排出量的方案。在将含氢燃料作为燃气轮机的燃料使用的情况下，若在燃烧器内着火失败，则从燃烧器排出未燃烧的含氢燃料，存在滞留在下游侧的涡轮机内的危险性。因此，在使用含氢燃料的燃气轮机中，考虑下述方案：利用不含有氢气的起动用燃料(例如油燃料)点火，利用起动用燃料运转至预定的部分负荷，在预定的部分负荷中，从起动用燃料切换为含氢燃料，之后，利用含氢燃料负荷上升至额定负荷，继续运转。另外，在IGCC中，在成套设备起动时，利用油燃料使燃气轮机运转，直至利用气化炉产生煤炭气体，在产生煤炭气体后，将燃气轮机的燃料从油燃料切换至煤炭气体。因此，作为燃气轮机的燃料，使用通常使用气体燃料，但在设备起动、停止时使用油燃料这种能使用两种燃料的燃气轮机燃烧器。能燃烧油燃料和气体燃料的双方(能进行烧油和烧气)的燃气轮机燃烧器一般由位于燃烧器的轴中心部的起动用燃烧嘴和配置在起动用燃烧嘴的外周的主燃烧嘴构成，在起动用燃烧嘴中，还存在能进行烧油和烧气的情况。以往，作为将燃气轮机的燃料从油燃料切换为气体燃料(从烧油切换为烧气)的运转方法，例如如专利文献1所记载那样，若减少起动用燃烧嘴中的油燃料的喷射量则同时增加起动用燃烧嘴中的气体燃料的喷射量，之后，增加主燃烧嘴中的气体燃料的喷射量。现有技术文献专利文献1：日本特开2014-105601号公报燃气轮机构成为从燃气轮机排出的尾气所含的物质为环境基准值以下。但是，在将燃气轮机的燃料从油燃料向气体燃料切换时，具有在从燃气轮机排出的尾气中产生大量的煤尘的可能性。例如，即使是尾气所含的物质是环境基准值以下，从保护景观的观点出发，也期望尽量使从燃气轮机排出的尾气中的煤尘无法可视化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种燃气轮机燃烧器及其运转方法，在将燃气轮机的燃料从油燃料切换为气体燃料时，尽量使从燃气轮机排出的尾气无法可视化。本专利技术的燃气轮机燃烧器及其运转方法的特征在于，在将在先导燃烧嘴中的燃烧从烧油切换为烧气时，向主燃烧嘴供给气体燃料并利用主燃烧嘴开始烧气，之后，向先导燃烧嘴供给气体燃料并利用先导燃烧嘴开始烧气。本专利技术的效果如下。根据本专利技术，在将燃气轮机的燃料从油燃料切换为气体燃料时，能使从燃气轮机排出的尾气尽量无法可视化。上述以外的课题、结构及效果根据以下的实施方式的说明变得明确。附图说明图1是应用本专利技术的实施例的燃气轮机设备的概略结构图。图2是表示应用本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的一例的结构的概略剖视图。图3是表示应用本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的一例的结构的从燃烧室观察的燃烧嘴的主视图。图4是表示比较例的燃气轮机燃烧器的运转方法中的燃料切换逻辑与煤尘量的关系的图。图5是表示本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的运转方法中的燃料切换逻辑与煤产量的关系的图。图6是表示应用本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的一例的结构的从燃烧室观察的燃烧嘴的主视图。图中：1—压缩机，2—燃气轮机，3—燃烧器，4—压缩空气，5—油燃料供给装置，6—气体燃料供给装置，7—氮气供给装置，8—油燃料配管，9—油燃料流量调整阀，10—气体燃料配管，11—先导燃烧嘴气体燃料配管，12—主燃烧嘴气体燃料配管，13—先导燃烧嘴气体燃料流量调整阀，14—主燃烧嘴气体燃料流量调整阀，15—氮气供给配管，16—先导燃烧嘴氮气供给配管，17—主燃烧嘴氮气供给配管，18—先导燃烧嘴氮气流量调整阀，19—主燃烧嘴氮气流量调整阀，20—燃烧气体，21—尾气，22—烟囱，23—发电机，24—车室，25—尾筒，26—内筒，27—外筒，28—端罩，29—主气体支管，30—主气体支管，31—先导气体支管，32—点火栓，33—空气孔板，34—空气孔，35—气体燃料喷嘴，36—密封部件，37—油燃料喷嘴，38—先导燃烧嘴，39A～F—主燃烧嘴，40—控制装置。具体实施方式下面，参照附图说明本专利技术的第一实施例。首先，使用图1～图3说明应用本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器。图1是应用本专利技术的实施例的燃气轮机设备的概略结构图。燃气轮机设备作为主要的构成要素具备空气压缩机1、燃烧器3、燃气轮机2以及发电机23。空气压缩机1从大气吸入空气并压缩而生成压缩空气4，将压缩空气4供给至燃烧器3。燃烧器3使压缩空气4与油燃料及/或气体燃料进行混合燃烧并生成燃烧气体20。燃烧气体20被导入燃气轮机2，燃气轮机2由燃烧气体20驱动。通过燃气轮机2的旋转动力，驱动发电机23并发电。从燃气轮机2排出的尾气21从烟囱22排出。另外，在空气压缩机1与燃气轮机2上连接燃气轮机起动用马达等，但省略图示。另外，发电机23具备负荷检测器(省略图示)，将由负荷检测器计测的燃气轮机的负荷的信号输入控制装置40。另外，本专利技术适于煤炭气体化复合发电设备(IGCC)中的燃气轮机设备的燃气轮机燃烧器，但省略构成IGCC的煤炭气体化炉等煤炭气体化设备、利用来自燃气轮机的尾气的热量产生蒸汽的排热回收锅炉、由在排热回收锅炉、煤炭气体化设备中的气体冷却器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮设备等的图示。图2是表示应用本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的一例的结构的概略剖视图。这种燃气轮机燃烧器例如记载在日本特开2016-38108号公报中。燃气轮机燃烧器3大致形成为圆筒结构，具备形成其侧面的外筒27、设在外筒27的端部的端罩28、燃烧嘴(先导燃烧嘴38、主燃烧嘴39A～F)、由外筒27的内周面和其外周面形成环状的空间的内筒(燃烧室内衬)26。在内筒26的内部形成油燃料及/或气体燃料与压缩空气4燃烧的燃烧室。在燃烧室中产生的燃烧气体20通过尾筒25被导入燃气轮机2。在内筒26的端罩28侧端部设置形成有多个空气孔34的空气孔板33。在空气孔板33的外周面与内筒26的内表面之间设置密封部件36。空气孔板33与气体燃料喷嘴35一起构成先导燃烧嘴及主燃烧嘴。来自空气压缩机1的压缩空气4被导入车室24内，通过由尾筒25的周围与车室24的内表面形成的空间导入形成于内筒26的外周与外筒27的内周之间的流道。在尾筒25、内筒26上，为了冷却这些，还存在形成有贯通孔(省略图示)的情况，压缩空气4的一部分通过贯通孔流入这些的内部。在形成于内筒26的外周与外筒27的内周之间的流道中流动的压缩空气4在端罩28转向，通过形成于空气孔板33的多个空气孔34喷射至燃烧室内。空气孔板33具有以先导燃烧嘴的中央部从燃烧室离开的方式具有倾斜而凹下的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机燃烧器的运转方法，该燃气轮机燃烧器由先导燃烧嘴、配置于上述先导燃烧嘴的外周的主燃烧嘴构成，上述先导燃烧嘴构成为能烧油和烧气，上述主燃烧嘴构成为至少能烧气，该燃气轮机燃烧器的运转方法的特征在于，在将利用上述先导燃烧嘴的燃烧从烧油切换为烧气时，向上述主燃烧嘴供给气体燃料，并利用主燃烧嘴开始烧气，之后，向上述先导燃烧嘴供给气体燃料，并利用先导燃烧嘴开始烧气。

【技术特征摘要】
2016.10.24 JP 2016-2077721.一种燃气轮机燃烧器的运转方法，该燃气轮机燃烧器由先导燃烧嘴、配置于上述先导燃烧嘴的外周的主燃烧嘴构成，上述先导燃烧嘴构成为能烧油和烧气，上述主燃烧嘴构成为至少能烧气，该燃气轮机燃烧器的运转方法的特征在于，在将利用上述先导燃烧嘴的燃烧从烧油切换为烧气时，向上述主燃烧嘴供给气体燃料，并利用主燃烧嘴开始烧气，之后，向上述先导燃烧嘴供给气体燃料，并利用先导燃烧嘴开始烧气。2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器的运转方法，其特征在于，在向上述主燃烧嘴供给气体燃料并利用主燃烧嘴进行烧气的过程中，向上述先导燃烧嘴的进行烧气的燃烧嘴供给惰性气体。3.一种燃气轮机燃烧器，其特征在于，由先导燃烧嘴、配置于上述先导燃烧嘴的外周的主燃烧嘴构成，上述先导燃烧嘴构成为能烧油和烧气，上述主燃烧嘴构成为至少能烧气，该燃气轮机燃烧器具备：油燃料供给系统，其向上述先导燃烧嘴的油燃料喷嘴供给油燃料，并具备油燃料流量调整阀；先导燃烧嘴气体燃料供给系统，其向上述先导燃烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：穐山恭大，苅宿充博，内藤敬太，中村兼续，百百聪，浅井智广，平田义隆，林明典，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP