[发明专利]燃气轮机及燃烧器的燃料供给方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机及燃烧器的燃料供给方法。

背景技术

在专利文献1(日本特开2006-161603号公报)中公开了能够稳定地燃烧低发热量气体，用紧凑的构造以低成本利用可燃性气体的燃气轮机装置。然而，在专利文献1中关于使高发热量气体和低发热量气体合流的三通阀与配置于三通阀的下游侧的喷灯的关系未作公开。

在将发热量比LNG还低的低发热量气体向燃烧器供给的场合，有必要根据发热量降低的情况来增加燃料流量。

在专利文献1中，在三通阀与喷灯之间为单一的燃料供给系统的场合，若以LNG为基准而向燃料喷嘴供给低发热量气体则燃料流量增加，从而燃料喷嘴的压力损失变大。因此，气体压缩机的压力规格、控制阀等器具规格、燃料配管的规格也要变更，因而导致成本的大幅上升。另一方面，若以低发热量气体的最大流量条件确定燃料喷嘴的规格(开口面积)，则因LNG的小流量条件使得燃料喷嘴的压力损失非常低，从而产生燃料流量的偏差，发生诱发不稳定燃烧等问题。

发明内容

本发明的目的在于抑制因使用两种燃料而引起的成本的大幅上升和不稳定燃烧。

本发明的特征是，具备：供给发热量不同的两种燃料气体的两个燃料气体上游系统；使两个该燃料气体上游系统合流的三通阀；通过该三通阀供给的上述燃料气体被分支，将上述燃料气体向燃烧室供给的多个燃料气体供给系统；以及与各自的该燃料气体供给系统对应，并将从上述燃料气体供给系统供给的燃料气体向燃烧室喷出的多个喷灯。

采用本发明，可抑制因使用两种燃料而引起的成本的大幅上升和不稳定燃烧。

附图说明

图1是实施例1的发电成套设备的系统简图。

图2是表示LNG及副产气体对实施例1的燃气轮机负载的流量变化的图。

图3是实施例2的发电成套设备的系统简图。

图4是表示LNG及副产气体对实施例2的燃气轮机负载的流量变化的图。

图5是实施例3的发电成套设备的系统简图。

图6是表示LNG及副产气体对实施例3的燃气轮机负载的流量变化的图。

符号说明

1-燃气轮机，2-空压机，3-燃烧器，3a-衬套，4-涡轮，6-发电机，8-起动用马达，10-外筒，11-燃料气体上游系统，51、51a-喷灯，102-燃烧空气，110-燃烧气体，201-LNG，202-副产气体，201a、202a-止回阀，203-三通阀(换向阀)，204-燃料气体压力调节阀，210a、210b、210c、210d、210e-燃料气体供给系统，210f-副产气体专用系统，211a、211b、211c、211d、211e、211f-燃料气体流量调节阀，211fa-燃料气体断流阀(开闭阀)，212a～212f-配管净化系统。

具体实施方式

近年来，在燃气轮机方面探讨燃料的多样化。因此，除了作为燃气轮机的主要成分的液化天然气体(LNG)以外，还探讨将由包含氢气和一氧化碳在内的多种成分构成的混合气体燃料(例如在炼油厂产生的废气、在钢铁制造过程中产生的炼焦炉煤气等)作为燃气轮机的主要燃料利用。这些由于是副产燃料因而价廉，因此，若能够作为燃气轮机的燃料利用则有能够削减燃料费的运行成本等好处。而且，由于是含有氢气的燃料因而燃料中的碳成分较少，因而与LNG相比，还可期待排出气体中的CO₂的削减效果。

然而，由包含在这些副产燃料中的氢气或一氧化碳而产生的火焰温度比LNG高。尤其，氢气不仅可燃范围较宽而且燃烧速度快(易燃)，爆炸的危险性也高。因此，在将氢气作为燃气轮机使用的场合，一般使用其它燃料用来起动。

另外，在将高发热量气体(LNG)和低发热量气体(发热量比LNG还低的气体)向燃气轮机供给的场合，有必要根据发热量降低的情况来增加燃料流量。然而，在专利文献1中关于使高发热量气体和低发热量气体合流的三通阀与配置于三通阀的下游侧的喷灯的关系未作公开，因而未能应对由两种燃料引起的燃料流量的增加。

<实施例1>

图1表示燃气轮机发电成套设备的构成概要。燃气轮机1主要由空压机2、燃烧器3、涡轮4、发电机6以及燃气轮机起动用马达8等构成。

在燃烧器3的头部配置有多个用于喷射、混合燃料和空气并进行低NOx燃烧的喷灯51。向燃烧器3供给的燃烧空气102是由空压机2所加压的排出空气。燃烧空气102在成为燃烧器3的燃烧室的圆筒状的衬套3a和成为压力容器的外筒10的空间流动而冷却衬套3a的表面，并且分配为衬套3a的冷却用空气和喷灯51的燃烧用空气。