JPH0316567B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0316567B2 JPH0316567B2 JP60117050A JP11705085A JPH0316567B2 JP H0316567 B2 JPH0316567 B2 JP H0316567B2 JP 60117050 A JP60117050 A JP 60117050A JP 11705085 A JP11705085 A JP 11705085A JP H0316567 B2 JPH0316567 B2 JP H0316567B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inner cylinder
- catalyst body
- fuel
- gas turbine
- premixing
- 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
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 63
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 40
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はガスタービン燃焼器に係り、特に燃焼
器で発生する窒素酸化物の生成を低減させるため
に触媒を用いた触媒燃焼方式のガスタービン燃焼
器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a gas turbine combustor, and particularly to a gas turbine combustion system using a catalytic combustion method that uses a catalyst to reduce the production of nitrogen oxides generated in the combustor. Concerning vessels.
ガスタービンプラントおよびコンバインドプラ
ントから排出される窒素酸化物(以下NOxとい
う)については、きびしい環境規制があり、水噴
射法やDe−NOx処理などの種々の対策が採用さ
れているが、いずれもプラント効率の低下や設備
のコストアツプなどの問題をはらんでいる。この
低NOx対策として近年注目されているものに触
媒燃焼法がある。これは燃焼器内に設けた触媒を
用いることにより低温で燃焼を完了させようとす
るものである。
There are strict environmental regulations regarding nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) emitted from gas turbine plants and combined plants, and various countermeasures such as water injection methods and De-NOx treatment have been adopted, but none of them are suitable for plants. This is fraught with problems such as decreased efficiency and increased equipment costs. Catalytic combustion is a method that has attracted attention in recent years as a measure to reduce NOx. This attempts to complete combustion at a low temperature by using a catalyst installed in the combustor.
すなわち、第4図は従来の触媒燃焼器を示す図
であつて、図示しない圧縮機を出た圧縮空気a
は、外筒1と内筒2との間に形成された環状間〓
部3を通つて内筒2の壁面を冷却しながら内筒頭
部に至り、そこで反転してスワラ4によつて旋回
流とせしめられ内筒2内の燃焼室内に供給され
る。一方、燃料bは、燃料噴射弁5を介して内筒
2内に噴射され、スワラ4による空気の旋回流に
より空気と良好に混合されて予混合域6で均一化
された混合気となり、内筒2内に設けられている
触媒7を通過する時に触媒反応によつて触媒燃焼
を起し、高温ガスとなつてタービン側に送られ
る。 That is, FIG. 4 is a diagram showing a conventional catalytic combustor, in which compressed air a exits a compressor (not shown).
is the annular gap formed between the outer cylinder 1 and the inner cylinder 2.
It passes through the section 3 and reaches the head of the inner cylinder while cooling the wall surface of the inner cylinder 2, where it is reversed and made into a swirling flow by the swirler 4, and is supplied into the combustion chamber within the inner cylinder 2. On the other hand, the fuel b is injected into the inner cylinder 2 through the fuel injection valve 5, and mixed well with the air by the swirling flow of air by the swirler 4, becoming a homogenized air-fuel mixture in the premixing area 6, and When the gas passes through the catalyst 7 provided in the cylinder 2, catalytic combustion occurs due to a catalytic reaction, and the gas is turned into high-temperature gas and sent to the turbine side.
このように触媒燃焼においては、従来のガスタ
ービン燃焼器のように高温ガスを希釈することが
なく、すなわち高温部がないため低温燃焼が可能
となり、NOx排出量も極力小さく抑えることが
できる。 In this way, in catalytic combustion, there is no need to dilute high-temperature gas as in conventional gas turbine combustors, that is, there is no high-temperature section, so low-temperature combustion is possible, and NOx emissions can be kept to a minimum.
しかしながら、ガスタービン燃焼器のような高
負荷な燃焼器においては、燃焼器内の平均流速が
速く、触媒の接触時間も短くなるために、従来の
拡散律速で支配される触媒燃焼法では、燃焼効率
を高く維持することが困難である等の問題があつ
た。また、高負荷燃焼条件においては、流速が増
大するため、触媒前後の圧損が増大し、結果とし
て燃焼器圧損が増大し、蒸気噴射等を止めたこと
によるプラント効率の向上分を食いつぶしてしま
う等の不都合がある。さらに触媒の耐久性を上げ
るため触媒の熱負荷を低減させる燃焼方式、燃焼
条件にすると、燃焼効率が低下し、また触媒に流
入する予混合ガスの不均一性のため触媒の部分加
熱(ホツトスポツト)等による燃焼事故等が発生
する等の問題がある。 However, in high-load combustors such as gas turbine combustors, the average flow velocity inside the combustor is high and the contact time of the catalyst is short, so the conventional catalytic combustion method, which is dominated by diffusion control, cannot There were problems such as difficulty in maintaining high efficiency. In addition, under high-load combustion conditions, the flow velocity increases, which increases the pressure drop before and after the catalyst, resulting in an increase in combustor pressure drop, which negates the improvement in plant efficiency caused by stopping steam injection, etc. There are some inconveniences. Furthermore, if the combustion method and combustion conditions are set to reduce the heat load on the catalyst in order to increase the durability of the catalyst, the combustion efficiency will decrease, and due to the non-uniformity of the premixed gas flowing into the catalyst, partial heating of the catalyst (hot spots) will occur. There are problems such as combustion accidents occurring due to etc.
本発明はこのような点に鑑み、触媒燃焼を利用
して低NOx化を図る触媒燃焼器において、平均
流速が大きい高負荷燃焼条件下においても、極め
て安定し、燃焼効率が高く、しかも燃焼器圧損の
小さい低NOxガスタービン燃焼器を得ることを
目的とする。
In view of these points, the present invention provides a catalytic combustor that uses catalytic combustion to reduce NOx, which is extremely stable and has high combustion efficiency even under high-load combustion conditions with a large average flow velocity. The aim is to obtain a low NOx gas turbine combustor with small pressure drop.
本発明は燃焼室を構成する内筒を外筒内に同心
状に配設し、両筒間の環状間〓を通して圧縮空気
を送給するようにしたガスタービン燃焼器におい
て、上記記内筒の一端中央部に設けられたパイロ
ツト燃料ノズルおよびスワラの外周部に、これと
同心状に予混合ダクトを配設し、その予混合ダク
トの内筒側先端部に触媒体を設けるとともに、他
端側に内筒の軸線に対して互いに平行な多数の第
1の燃料ノズルを設け、さらに上記予混合ダクト
の触媒体の直下流の内筒周壁部に、内筒壁の一部
を形成する触媒体を周方向に配設するとととも
に、その触媒体より放射方向外方部の予混合ダク
ト内に半径方向に指向された多数の第2の燃料ノ
ズルを設けたことを特徴とするものである。
The present invention provides a gas turbine combustor in which an inner cylinder constituting a combustion chamber is arranged concentrically within an outer cylinder, and compressed air is fed through an annular space between the two cylinders. A premixing duct is arranged concentrically on the outer periphery of the pilot fuel nozzle and swirler provided at the center of one end, and a catalyst body is provided at the tip of the premixing duct on the inner cylinder side. a plurality of first fuel nozzles that are parallel to each other with respect to the axis of the inner cylinder, and further a catalyst body forming a part of the inner cylinder wall on the inner cylinder peripheral wall immediately downstream of the catalyst body of the premixing duct. are arranged in the circumferential direction, and a number of second fuel nozzles oriented in the radial direction are provided in the premixing duct radially outward from the catalyst body.
以下、添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第1図および第2図において符号10は燃焼器
における円筒状の外筒体であり、その外筒体10
内にはこれと同心状に燃焼室を形成する内筒11
が配設されている。上記内筒11の一端中央部に
は中心軸線上にパイロツト燃料ノズル12が設け
られており、そのパイロツト燃料ノズル12の先
端部外周にスワラ13が設けられている。スワラ
13の外周先端部には、内筒11内に向かつて拡
開する断面切頭円錐状の保炎器14が配設され、
その保炎器14の外周部には、上記パイロツト燃
料ノズル12の軸線と同心状の内外2重円筒体か
らなる保持リング15が設けられている。上記保
持リング15はその内外2重円筒体によつて環状
の予混合ダクト16を形成しており、その予混合
ダクト16の内筒11側端面部には触媒体17が
その全周にわたつて装着され、その触媒体17に
よつて前記内筒11の一端面の一部が形成されて
いる。また、上記予混合ダクト16内には、内筒
11の軸線方向に指向された多数の第1の燃料ノ
ズル18が周方向に設けられている。 In FIGS. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a cylindrical outer cylinder in the combustor, and the outer cylinder 10
Inside is an inner cylinder 11 that forms a combustion chamber concentrically with this.
is installed. A pilot fuel nozzle 12 is provided on the central axis at the center of one end of the inner cylinder 11, and a swirler 13 is provided on the outer periphery of the tip of the pilot fuel nozzle 12. A flame stabilizer 14 having a truncated conical cross section that expands toward the inside of the inner cylinder 11 is disposed at the outer peripheral tip of the swirler 13.
On the outer periphery of the flame stabilizer 14, a retaining ring 15 consisting of a double inner and outer cylinder concentric with the axis of the pilot fuel nozzle 12 is provided. The retaining ring 15 forms an annular premixing duct 16 with its inner and outer double cylindrical bodies, and a catalyst body 17 is provided on the end surface of the premixing duct 16 on the side of the inner cylinder 11 over its entire circumference. The catalyst body 17 forms a part of one end surface of the inner cylinder 11. Further, within the premixing duct 16, a large number of first fuel nozzles 18 are provided in the circumferential direction, which are oriented in the axial direction of the inner cylinder 11.
また、内筒11の上記一端寄り外周には軸線方
向に互いに離間した2枚のドーナツ状の保持リン
グ19,19が設けられており、その保持リング
19,19間には、上記内筒11の内面の一部を
形成するように筒状の触媒体20が装着保持され
ており、その触媒体20の半径方向外方部には、
上記保持リング19,19によつて形成された予
混合ダクト内に内筒11の中心軸に向かつて開口
するよう放射方向に配列された多数の第2の燃料
ノズル21が周方向および軸線方向に所定間隔を
もつて配列装着されている。 Further, two donut-shaped retaining rings 19, 19 are provided on the outer periphery of the inner cylinder 11 near the one end, and are spaced apart from each other in the axial direction. A cylindrical catalyst body 20 is mounted and held so as to form a part of the inner surface, and a radially outer part of the catalyst body 20 includes:
In the premixing duct formed by the retaining rings 19, 19, a number of second fuel nozzles 21 are arranged in the radial direction and open toward the central axis of the inner cylinder 11 in the circumferential direction and the axial direction. They are arranged and mounted at predetermined intervals.
内筒11には、さらに上記触媒体20より下流
側に、複数の予混合パイプ22が周方向に等間隔
にかつ放射方向に装着され、内筒11内に開口せ
しめられており、各予混合パイプ22内にはその
外端部寄りにそれぞれ第3の燃料ノズル23が設
けられている。そして、上記予混合パイプ22よ
り下流側の内筒11には複数の希釈穴24が穿設
されている。一方、保持リング15に保持された
触媒17と保持リング19の間にはイグナイタ2
5が設けられている。 Further downstream of the catalyst body 20, a plurality of premixing pipes 22 are installed in the inner cylinder 11 at equal intervals in the circumferential direction and in the radial direction, and are opened into the inner cylinder 11. A third fuel nozzle 23 is provided inside each pipe 22 near its outer end. A plurality of dilution holes 24 are bored in the inner cylinder 11 on the downstream side of the premixing pipe 22. On the other hand, an igniter 2 is placed between the catalyst 17 held by the retaining ring 15 and the retaining ring 19.
5 is provided.
ところで、外筒10の端板10aには燃料ヘツ
ダ26,27および28が設けられており、燃料
ヘツダ26はパイロツト燃料ノズル12に接続さ
れるとともに一方では第1の燃料バルブ29に接
続されている。また燃料ヘツダ27は第2に燃料
バルブ30に接続されるとともに、配管31を介
して多数の第1の燃料ノズル18及び第2の燃料
ノズル21に燃料を均一に分配供給するように接
続されている。さらに燃料ヘツダ28は第3の燃
料バルブ32に接続されるとともに、配管33を
介して複数の第3の燃料ノズル23に燃料を均一
に分配供給するように接続されている。 Incidentally, the end plate 10a of the outer cylinder 10 is provided with fuel headers 26, 27, and 28, and the fuel header 26 is connected to the pilot fuel nozzle 12 and, on the other hand, to the first fuel valve 29. . The fuel header 27 is secondly connected to a fuel valve 30 and is also connected via a pipe 31 to a large number of first fuel nozzles 18 and second fuel nozzles 21 so as to uniformly distribute and supply fuel. There is. Furthermore, the fuel header 28 is connected to a third fuel valve 32 and is also connected via a pipe 33 to the plurality of third fuel nozzles 23 so as to uniformly distribute and supply fuel.
しかして、図示されていない空気圧縮機から供
給される高圧空気aは、内筒11と外筒10によ
つて形成されている環状通路34を通つて外筒1
0の端部まで流入し、そこでスワラー13によつ
て旋回運動が与えられ、パイロツト燃料ノズル1
2から噴出される燃料と拡散混合して内筒11内
に流入して保炎域を形成し、、予混合ガス燃焼用
のパイロツト火炎が形成される。 Therefore, high-pressure air a supplied from an air compressor (not shown) passes through the annular passage 34 formed by the inner cylinder 11 and the outer cylinder 10 into the outer cylinder 10.
0 end, where it is given a swirling motion by the swirler 13 and flows into the pilot fuel nozzle 1.
It diffuses and mixes with the fuel ejected from 2 and flows into the inner cylinder 11 to form a flame-holding region, thereby forming a pilot flame for combustion of the premixed gas.
また、上記高圧空気aの一部は保持リング15
によつて形成された予混合ダクト16にも流入
し、そこで当該部分に取付けられている多数の第
1の燃料ノズル18から噴出する燃料と予混合ガ
スとなり、その後触媒体17で部分酸化燃焼し、
燃焼ガスジエツトa1となつて内筒11内部にほぼ
軸線と平行方向に流入する。同様にして高圧空気
の一部は保持リング19,19間にも流入し、そ
こで多数の第2の燃料ノズル21から噴出する燃
料と予混合して予混合ガスとなり、さらに触媒体
20で部分酸化燃焼し、燃焼ガスジエツトa2とな
つて内筒11内にその外周からほぼ半径方向に流
入する。 Further, a part of the high pressure air a is supplied to the retaining ring 15
The fuel also flows into the premix duct 16 formed by the above, where it becomes a premix gas with the fuel jetted out from a number of first fuel nozzles 18 attached to that part, and is then partially oxidized and burned in the catalyst body 17. ,
The combustion gas becomes jet a1 and flows into the inner cylinder 11 in a direction substantially parallel to the axis. Similarly, a portion of the high-pressure air also flows between the retaining rings 19 and 19, where it is premixed with fuel ejected from a number of second fuel nozzles 21 to become a premixed gas, and is further partially oxidized in the catalyst body 20. It burns, becomes a combustion gas jet a2 , and flows into the inner cylinder 11 from its outer periphery in a substantially radial direction.
さらに、高圧空気aの他の一部は予混合パイプ
22に取付けられた第3の燃料ノズル23から噴
出する燃料との予混合用空気a3として予混合パイ
プ22内に流入し、予混合ジエツトa4として内筒
11内に流入する。そして、高圧空気aのさらに
他の一部は希釈穴24から空気ジエツトa5として
内筒11内に流入する。 Furthermore, another part of the high pressure air a flows into the premix pipe 22 as air a 3 for premixing with the fuel jetted from the third fuel nozzle 23 attached to the premix pipe 22, and becomes a premix jet. It flows into the inner cylinder 11 as a4 . Further, another part of the high pressure air a flows into the inner cylinder 11 from the dilution hole 24 as an air jet a5 .
そこで、第1の燃料バルブ29を経てパイロツ
ト燃料ノズル12に燃料が供給され、イグナイタ
25により着火エネルギが与えられると、火炎が
保炎域に形成される。そして、第1の燃料バルブ
29より供給する燃料を漸次増大し、ガスタービ
ンが自立して定格回転数に達すると、第2、第3
の燃料バルブ30,32から燃料の供給が開始さ
れる。 Therefore, when fuel is supplied to the pilot fuel nozzle 12 through the first fuel valve 29 and ignition energy is applied by the igniter 25, a flame is formed in a flame holding region. Then, the fuel supplied from the first fuel valve 29 is gradually increased, and when the gas turbine becomes independent and reaches the rated rotational speed, the second and third fuel valves
Supply of fuel is started from the fuel valves 30 and 32 of.
一方、高圧空気は空気圧縮機の断熱圧縮により
300℃〜500℃程度の高温となつており、保持リン
グ15によつて形成された予混合ダクト16内お
よび保持リング19間によつて形成された予混合
ダクト内における予混合ガス等がそれぞれ触媒体
17および20を通る間に部分酸化し、未燃の燃
料とともに燃焼ガスジエツトa1,a2となつて内筒
11内に流入し、前記パイロツト火炎の高温ガス
と接触して低酸素濃度、燃料稀薄条件下で燃焼が
継続され、NOxが発生することなく完全燃焼す
る。さらに予混合パイプ22より内筒11内に流
入した予混合ジエツトa4も同様に内筒11内を流
れる高温ガスに接触して低酸素、燃料稀薄条件下
で燃焼を継続し、NOx発生が抑制され完全燃焼
する。 On the other hand, high-pressure air is produced by adiabatic compression of an air compressor.
The temperature is about 300°C to 500°C, and the premixed gas, etc. in the premixing duct 16 formed by the retaining ring 15 and the premixing duct formed between the retaining rings 19 are in contact with each other. While passing through the media 17 and 20, it is partially oxidized, becomes combustion gas jets a 1 and a 2 together with unburned fuel, flows into the inner cylinder 11, and comes into contact with the high-temperature gas of the pilot flame to reduce the oxygen concentration and the fuel. Combustion continues under lean conditions and complete combustion occurs without producing NOx. Furthermore, the premixed jet a 4 that flows into the inner cylinder 11 from the premix pipe 22 similarly contacts the high temperature gas flowing inside the inner cylinder 11 and continues combustion under low oxygen and fuel lean conditions, suppressing NOx generation. and completely burns.
ここで、予混合ダクト16および保持リング1
9間における燃料の当量比は0.5以下、予混合パ
イプ22における当量比は0.6以下となるように、
燃料、空気の配分を決定する。また内筒11内外
の圧力差または燃焼器の圧損の値は、触媒体1
7,20の上流部、および予混合パイプ22内を
流れる予混合ガスの流速が逆火を防ぐため燃焼速
度以上の流速になるように設定する。さらに各燃
料ノズルに供給される各燃料の配分、予混合ガス
当量比等は燃料の種類によつて変えることができ
る。 Here, the premix duct 16 and the retaining ring 1
9, the equivalence ratio of the fuel in the premix pipe 22 is 0.5 or less, and the equivalence ratio in the premix pipe 22 is 0.6 or less.
Determine fuel and air distribution. In addition, the value of the pressure difference between the inside and outside of the inner cylinder 11 or the pressure drop of the combustor is
The flow velocity of the premixed gas flowing in the upstream portions of 7 and 20 and in the premixing pipe 22 is set to be higher than the combustion velocity in order to prevent flashback. Furthermore, the distribution of each fuel supplied to each fuel nozzle, the premixed gas equivalence ratio, etc. can be changed depending on the type of fuel.
このように、多数の燃料ノズルを内筒の軸線と
平行に指向されたものと、半径方向内方に指向さ
れたものとすることによつて燃料と空気の予混合
の不均一性を直すことができる。さらに、触媒体
構造として、保持リング19を利用して内筒壁の
一部を形成するような同心円筒状とすることによ
り、軸方向長さをを自由に選択することができ、
予混合ガスの容量または燃料ガスジエツトの流出
表面積を大きくすることが可能となり、内筒径を
異常に大きくすることなく、燃焼器圧損を従来型
と同程度(3〜4%)に抑えることが可能とな
る。 Thus, by having a large number of fuel nozzles oriented parallel to the axis of the inner cylinder and radially inward, the non-uniformity of the premixing of fuel and air can be corrected. Can be done. Furthermore, by making the catalyst structure into a concentric cylindrical shape that forms part of the inner cylinder wall using the retaining ring 19, the axial length can be freely selected.
It is possible to increase the capacity of the premixed gas or the outflow surface area of the fuel gas jet, and it is possible to suppress the combustor pressure drop to the same level as the conventional type (3 to 4%) without making the inner cylinder diameter abnormally large. becomes.
なお、上記実施例においては、触媒体20を筒
状に形成したものを示したが、第3図aに示すよ
うに複数の触媒体が周方向に配列されたような形
状としてもよく、また第3図bに示すように複数
の触媒体が多角形状になるように配列しても同様
な効果を奏せしめることができる。 In the above embodiment, the catalyst body 20 was formed into a cylindrical shape, but it may also have a shape in which a plurality of catalyst bodies are arranged in the circumferential direction as shown in FIG. A similar effect can be achieved by arranging a plurality of catalyst bodies in a polygonal shape as shown in FIG. 3b.
以上説明したように、本発明においては内筒の
一端部にパイロツト燃料ノズルおよびスワラを設
け、そのパイロツト燃料ノズルの外周部から触媒
体を経た燃焼ガスジエツトを内筒内にその軸線に
平行に流入させるとともに、その直下流域におい
て触媒体を経た燃焼ガスジエツトを内筒内に半径
方向に流入するようにしたので、各燃焼ガスジエ
ツトが互いに衝突混合して燃料と空気の予混合が
均一になるとともにパイロツト火炎と衝突混合
し、触媒での燃焼量(熱負荷)を低減させること
ができ、触媒の耐久性を向上させることができ
る。さらに、触媒体によつて高温領域の内筒壁を
形成させることができるので、内筒冷却用の冷却
空気量を低減することができ、しかも上記高温領
域の内筒壁の表面積を触媒体の軸方向長さの選定
によつて変えることができ、燃焼器全体の圧損を
理想的な値に選定することができる。また、前述
のように燃料と空気との予混合が均一になること
によつて、触媒にホツトスポツトによる焼損事故
が生ずるようなこともない等の効果を奏する。
As explained above, in the present invention, a pilot fuel nozzle and a swirler are provided at one end of the inner cylinder, and the combustion gas jet that has passed through the catalyst body flows from the outer circumference of the pilot fuel nozzle into the inner cylinder parallel to its axis. At the same time, since the combustion gas jets that have passed through the catalyst in the downstream region flow into the inner cylinder in a radial direction, the combustion gas jets collide and mix with each other, resulting in uniform premixing of fuel and air, as well as the pilot flame. Collision mixing can be performed, reducing the amount of combustion (heat load) on the catalyst, and improving the durability of the catalyst. Furthermore, since the inner cylinder wall in the high temperature region can be formed by the catalyst body, the amount of cooling air for cooling the inner cylinder can be reduced, and the surface area of the inner cylinder wall in the high temperature region can be reduced by the catalyst body. This can be changed by selecting the axial length, and the pressure drop across the combustor can be selected to an ideal value. Further, as mentioned above, by uniformly premixing the fuel and air, there is an effect that burnout accidents due to hot spots on the catalyst do not occur.
第1図は本発明のガスタービン燃焼器の一実施
例を示す縦断面図、第2図は第1図−矢視
図、第3図a,bはそれぞれ他の実施例を示す
図、第4図は従来の触媒燃焼器の一例を示す断面
図である。
10……外筒、11……内筒、12……パイロ
ツト燃料ノズル、13……スワラー、15,19
……保持リング、17,20……触媒体、18…
…第1の燃料ノズル、21……第2の燃料ノズ
ル、22……予混合パイプ、23……第3の燃料
ノズル、24……希釈穴。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the gas turbine combustor of the present invention, FIG. 2 is a view taken from FIG. FIG. 4 is a sectional view showing an example of a conventional catalytic combustor. 10... Outer cylinder, 11... Inner cylinder, 12... Pilot fuel nozzle, 13... Swirler, 15, 19
...Retaining ring, 17, 20...Catalyst body, 18...
...first fuel nozzle, 21 ... second fuel nozzle, 22 ... premix pipe, 23 ... third fuel nozzle, 24 ... dilution hole.
Claims (1)
設し、両筒間の環状間隙を通して圧縮空気を送給
するようにしたガスタービン燃焼器において、上
記内筒の一端中央部に設けられたパイロツト燃料
ノズルおよびスワラの外周部に、これと同心状に
予混合ダクトを配設し、その予混合ダクトの内筒
側先端部に触媒体を設けるとともに、他端側に内
筒の軸線に対して互いに平行な多数の第1の燃料
ノズルを設け、さらに上記予混合ダクトの触媒体
の直下流の内筒周壁部に、内筒壁の一部を形成す
る触媒体を周方向に配設するとともに、その触媒
体より放射方向外方部の予混合ダクト内に半径方
向に指向された多数の第2の燃料ノズルを設けた
ことを特徴とする、ガスタービン燃焼器。 2 内筒壁の一部を形成する触媒体は円筒状に形
成されていることを特徴とする、特許請求の範囲
第1項記載のガスタービン燃焼器。 3 内筒壁の一部を形成する触媒体は、内筒周壁
部に周方向に等間隔に設けられた複数個の予混合
ダクトの内端部に設けられていることを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項記載のガスタービン燃
焼器。 4 内筒壁の一部を形成する触媒体は、多角形状
に配設された予混合ダクトの内端部に設けられて
いることを特徴とする、特許請求の範囲第1項記
載のガスタービン燃焼器。[Scope of Claims] 1. A gas turbine combustor in which an inner cylinder constituting a combustion chamber is arranged concentrically within an outer cylinder, and compressed air is supplied through an annular gap between the two cylinders. A premixing duct is arranged concentrically on the outer periphery of the pilot fuel nozzle and swirler provided at the center of one end of the cylinder, and a catalyst body is provided at the tip of the premixing duct on the inner cylinder side. A large number of first fuel nozzles are provided on the end side parallel to each other with respect to the axis of the inner cylinder, and further, a part of the inner cylinder wall is formed on the peripheral wall of the inner cylinder immediately downstream of the catalyst body of the premixing duct. A gas turbine characterized in that a catalyst body is disposed in the circumferential direction and a number of radially oriented second fuel nozzles are provided in a premixing duct radially outward from the catalyst body. combustor. 2. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the catalyst body forming a part of the inner cylinder wall is formed in a cylindrical shape. 3. A patent characterized in that the catalyst body forming a part of the inner cylinder wall is provided at the inner end of a plurality of premixing ducts provided at equal intervals in the circumferential direction on the inner cylinder peripheral wall. A gas turbine combustor according to claim 1. 4. The gas turbine according to claim 1, wherein the catalyst body forming a part of the inner cylinder wall is provided at the inner end of the premixing duct arranged in a polygonal shape. combustor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117050A JPS61276627A (en) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | Gas turbine combustion apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117050A JPS61276627A (en) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | Gas turbine combustion apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61276627A JPS61276627A (en) | 1986-12-06 |
| JPH0316567B2 true JPH0316567B2 (en) | 1991-03-05 |
Family
ID=14702182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60117050A Granted JPS61276627A (en) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | Gas turbine combustion apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61276627A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2142588T3 (en) * | 1995-06-12 | 2000-04-16 | Siemens Ag | CATALYTIC BURNER OF IGNITION OF A GAS TURBINE. |
| EP1255080B1 (en) | 2001-04-30 | 2008-09-03 | ALSTOM Technology Ltd | Catalytic burner |
| DE50313028D1 (en) | 2002-05-02 | 2010-10-14 | Alstom Technology Ltd | Catalytic burner |
| WO2004020901A1 (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Alstom Technology Ltd | Hybrid burner and corresponding operating method |
| EP1510761A1 (en) * | 2003-08-13 | 2005-03-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for burning a fluid fuel as well as burner, in particular for a gas turbine, for carrying out the method |
-
1985
- 1985-05-30 JP JP60117050A patent/JPS61276627A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61276627A (en) | 1986-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5836164A (en) | Gas turbine combustor | |
| US6438961B2 (en) | Swozzle based burner tube premixer including inlet air conditioner for low emissions combustion | |
| JP2954480B2 (en) | Gas turbine combustor | |
| US5826429A (en) | Catalytic combustor with lean direct injection of gas fuel for low emissions combustion and methods of operation | |
| CA2103433C (en) | Tertiary fuel injection system for use in a dry low nox combustion system | |
| CA2137593C (en) | Combustor arrangement | |
| JP5948489B2 (en) | Gas turbine combustor | |
| US6609377B2 (en) | Multiple injector combustor | |
| US20090056336A1 (en) | Gas turbine premixer with radially staged flow passages and method for mixing air and gas in a gas turbine | |
| JP2004534197A (en) | Premixing chamber for turbine combustor | |
| JPS637283B2 (en) | ||
| JP3954138B2 (en) | Combustor and fuel / air mixing tube with radial inflow dual fuel injector | |
| JP2004534198A (en) | Gas-liquid premixer | |
| US3946553A (en) | Two-stage premixed combustor | |
| US7878799B2 (en) | Multiple burner arrangement for operating a combustion chamber, and method for operating the multiple burner arrangement | |
| JP2002257346A (en) | Method for operating annular combustor and annular combustor | |
| JP3990678B2 (en) | Gas turbine combustor | |
| US9810427B2 (en) | Fuel nozzle with hemispherical dome air inlet | |
| WO2019107355A1 (en) | Burner device and multi-tube through-flow boiler device | |
| JP3826200B2 (en) | Premix combustor | |
| JPH0443220A (en) | Combustion device for gas turbine | |
| JPH0316567B2 (en) | ||
| JP2767403B2 (en) | Low NOx burner for gas turbine | |
| JP2759722B2 (en) | Gas turbine combustion control device | |
| JP3449802B2 (en) | Gas combustion equipment |