[发明专利]燃气轮机装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机装置，其采用通过将三种或更多种类型的气体混合在一起获得的作为用于燃烧室的可燃气体的混合气体。

背景技术

专用于低热量气体燃烧(其能够同时采用具有不同卡路里的多种类型的低热量气体)的燃气轮机装置通常熟知为采用通过将三种或更多种类型的气体混合在一起获得的作为用于燃烧室的可燃气体的混合气体的燃气轮机装置的一个例子。例如在钢厂中使用专用于低热量气体燃烧的燃气轮机装置。在钢厂中，在钢材的制造过程中产生各种过量气体，如高炉煤气(B气体)、焦炉煤气(C气体)和转化炉气(L气体)。这些过量气体包含可燃成分。为此原因，在钢厂等中，过量气体用作用于燃气轮机装置的可燃气体，由此有效地使用过量气体。

所产生的副产品气体的量存在大的变化。为此原因，当用作用于燃气轮机装置的燃料时，过量气体中的任何一种不单独使用，而是使用通过混合多种类型的气体获得的混合气体。而且，卡路里调整可以通过进一步将天然气(LNG)等混合到混合气体而进行。

例如，下文列出的专利文献1中披露的燃气轮机装置作为将多种类型的过量气体和天然气的混合气体用作用于燃烧室的可燃气体的燃气轮机装置具体例子。在专利文献1中披露的燃气轮机装置中，如图4所示，高炉煤气、焦炉煤气和天然气由混合器51混合，且这种混合气体作为可燃气体供给至燃气轮机52的燃烧室。

除了专利文献1，专利文献2也给出了与本发明相关的现有技术文献。专利文献2披露了通过将从燃气轮机排出的燃烧气体的一部分供给至空气压缩机而重新利用该部分燃烧气体的燃气轮机装置的例子。

专利文献1：日本专利申请公开No.2004-27975

专利文献2：日本专利No.2954456

发明内容

要解决的技术问题

当多种类型的气体混合并用作用于燃气轮机装置的可燃气体时，如果这些多种类型的气体不均匀地混合，混合气体的卡路里可能不均匀，且可能发生不均匀的燃烧。因此，当多种类型的气体混合并用作用于燃气轮机装置的可燃气体时，多种类型的气体必须尽可能均匀地混合。然而，在专利文献1中披露的常规燃气轮机装置中，不存在特定的与均匀混合相关的措施。

而且，即使产生了其中多种类型的气体均匀地混合的混合气体，仍然存在一种可能性，即混合气体中的氢和氧随后释放且产生氢收集和氧收集。当产生氢收集和氧收集时，增加爆炸的风险。特别地，在用空气压缩机压缩混合气体之后将混合气体供给至燃烧室的燃气轮机装置中，氢收集和氧收集也被压缩，且因此，进一步增加了爆炸的可能性。

考虑到上述情况，本发明的目标是提供一种燃气轮机装置，其能够产生其中三种或更多种类型的气体(例如，来自诸如丁烷气和丙烷气之类的单种气体和其中多种类型的气体混合为如高炉煤气和转化炉气的气体中任一种的三种或更多种类型的气体)均匀地混合的混合气体，并且还能够通过监控混合气体中的氢浓度和氧浓度防止爆炸。

技术方案

用于解决上述问题的第一发明的燃气轮机装置提供了一种燃气轮机装置，构造为将从可燃气体供给装置供给的可燃气体与从空气压缩机供给的压缩空气一起在燃烧室中燃烧，并由在燃烧时产生的燃烧气体可旋转地驱动燃气轮机，该燃气轮机装置的特征在于

可燃气体供给装置包括多个混合器，并且构造为通过以比重升序或比重降序在所述混合器中混合三种或更多种类型的气体而产生混合气体，并将所述混合气体作为可燃气体供给至燃烧室。

第二发明的燃气轮机装置提供了第一发明的具有下述特征的燃气轮机装置，即可燃气体供给装置构造为包括：

氢/氧传感器，检测所述混合气体中的氢浓度和氧浓度；

稀释气混合器，将用于冲淡所述氢浓度和氧浓度的稀释气混合到混合气体中；和

控制器，使稀释气混合器在由氢/氧传感器检测到所述氢浓度和氧浓度变为等于或大于设定值时运行，以将稀释气混合到混合气体中。

第三发明的燃气轮机装置提供了第二发明的具有下述特征的燃气轮机装置，即稀释气混合器构造为将所述燃烧气体的从燃气轮机排出的一部分作为稀释气混合到混合气体中。

第四发明的燃气轮机装置提供了第一发明的具有下述特征的燃气轮机装置，即可燃气体供给装置构造为包括通过搅拌所述混合气体而进行再次混合的复混器。

第五发明的燃气轮机装置提供了第四发明的具有下述特征的燃气轮机装置，即可燃气体供给装置构造为包括：

氢/氧传感器，检测所述混合气体中的氢浓度和氧浓度；和

控制器，使复混器在由氢/氧传感器检测到所述氢浓度和氧浓度变为等于或大于设定值时运行，以再次混合混合气体。