JPH11210494A - ガスタービン燃料供給装置のパージ装置およびパージ装置の運転方法 - Google Patents
ガスタービン燃料供給装置のパージ装置およびパージ装置の運転方法Info
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Abstract
る際、前に使用した燃料および空気を系外ブローさせて
から後の燃料を使用するガスタービン燃料供給装置のパ
ージ装置およびパージ装置の運転方法を提供する。 【解決手段】本発明に係るガスタービン燃料供給装置の
パージ装置は、ガスタービン燃焼器12の燃料ノズル1
3に燃料を供給する燃料供給系14と、ガスタービン燃
焼器12の燃料ノズル13に空気を供給する空気供給系
15と、上記燃料供給系14および燃料ノズル13に不
活性ガスを供給する不活性ガス供給系16とを備えた。
また、本発明に係るガスタービン燃料供給装置のパージ
装置の運転方法は、燃料供給系14に不活性ガス供給系
16からの不活性ガスを供給し、ガスタービン燃焼器1
2の燃料ノズル13に空気供給系15からの空気を供給
した後、不活性ガス供給系16から不活性ガスを、ガス
タービン燃焼器12の燃料ノズル13に供給する。
Description
供給装置に不活性ガスを供給するガスタービン燃料供給
装置のパージ装置およびパージ装置の運転方法に関す
る。
タービン燃焼器に燃料として供給していた高価なLNG
等のガス燃料に代えて、比較的安価な灯油または軽油等
の液体燃料を、ガスタービン起動運転時または停止運転
時、ガスタービン燃焼器に供給し、ガスタービン中間負
荷時、液体燃料から石炭または残渣油をガス化したガス
燃料(以下シンガス燃料と記す)に切り替えて燃焼ガス
を生成することが行われており、ガスタービン燃焼器に
燃料を供給する燃料供給装置として図7に示すものがあ
る。
ン燃焼器1に液体燃料の供給とシンガス燃料の供給とを
兼用する燃料供給系2と、ガスタービン燃焼器1で燃焼
ガス生成中、火炎から燃料ノズル(図示せず)を保護す
る空気供給系3とを設けた構成になっている。
に、燃料供給弁4、燃料遮断弁5、燃料流量調整弁6を
備え、燃料ノズル7に接続している。
て順に、空気案内弁8、大気放出弁9、圧力スイッチ1
0、空気供給弁11を備え、燃料ノズル7に接続してい
る。
供給装置は、ガスタービン起動運転時またはガスタービ
ン停止運転時、燃料供給系2の燃料供給弁4、燃料遮断
弁5、燃料流量調整弁6を開弁させるとともに、空気供
給系3の空気案内弁8、空気供給弁11を開弁させ、燃
料タンク(図示せず)からの液体燃料とコンプレッサ
(図示せず)からの空気をガスタービン燃焼器1の燃料
ノズル7に供給し、燃焼ガスを生成している。
タービン中間負荷時、空気供給系3の空気案内弁8、空
気供給弁11を閉弁させるとともに、燃料供給系2に液
体燃料からシンガス燃料に切り替えてガスタービン燃焼
器1で燃焼ガスを生成している。
では、LNG等の高価なガス燃料に代えて、比較的安価
な液体燃料およびシンガス燃料をガスタービン負荷の大
小に対応させて使い分け、発電コストの廉価に努めてい
た。
ラントでは、液体燃料およびシンガス燃料をガスタービ
ン負荷の大小に合せて使い分け、発電コストの廉価に寄
与しているが、液体燃料とシンガス燃料を使い分ける場
合、幾つかの問題点がある。
ン中間負荷時の液体燃料からシンガス燃料に切り替える
際、燃料流量調整弁6とガスタービン燃焼器1との間に
空気を残したまま燃料流量調整弁6を開弁させるため、
シンガス燃料に含まれる水素が空気中の酸素に接触し、
その水素の体積ボリューム如何によっては爆発のおそれ
がある。
タービン停止運転時、シンガス燃料から液体燃料に切り
替える際、燃料流量調整弁6とガスタービン燃焼器1と
の間にシンガス燃料を残したまま空気供給系3の空気案
内弁8、空気供給弁11を開弁させるため、上述と同様
に爆発のおそれがある。
装置では、ガスタービン負荷の大小に対応させて燃料を
使い分けることに伴う上述問題点の危険性を防止する必
要がある。
れたもので、液体燃料からシンガス燃料に切り替える
際、またはその逆の際、未燃燃料および空気を系内から
確実に取り除いてガスタービン燃焼器に安全運転を行わ
せるガスタービン燃料供給装置のパージ装置およびパー
ジ装置の運転方法を提供することを目的とする。
ン燃料供給装置のパージ装置は、上記目的を達成するた
めに、請求項1に記載したように、ガスタービン燃焼器
の燃料ノズルに燃料を供給する燃料供給系と、ガスター
ビン燃焼器の燃料ノズルに空気を供給する空気供給系
と、上記燃料供給系および上記空気供給系を介して上記
ガスタービン燃焼器の燃料ノズルに不活性ガスを供給す
る不活性ガス供給系とを備えたものである。
パージ装置は、上記目的を達成するために、請求項2に
記載したように、不活性ガス供給系は、一つの不活性ガ
ス供給系を第1不活性ガス供給系と第2不活性ガス供給
系とに区分けし、上記第1不活性供給系を燃料供給系の
燃料流量調整弁の入口側に接続するとともに、第2不活
性ガス供給系を空気供給系の空気供給弁の入口側に接続
したものである。
パージ装置は、上記目的を達成するために、請求項3に
記載したように、ガスタービン燃焼器の燃料ノズルに燃
料を供給する燃料供給系と、ガスタービン燃焼器の燃料
ノズルに空気を供給する空気供給系と、上記燃料供給
系、上記空気供給系を介して上記ガスタービン燃焼器の
燃料ノズル、および上記空気供給系に不活性ガスを供給
する不活性ガス供給系とを備えたものである。
パージ装置は、上記目的を達成するために、請求項4に
記載したように、不活性ガス供給系は、一つの不活性ガ
ス供給系を第1不活性ガス供給系、第2不活性ガス供給
系および第3不活性ガス供給系に区分けし、第1不活性
ガス供給系を燃料供給系の燃料流量調整弁の入口側に接
続し、第2不活性ガス供給系を空気供給系の空気供給弁
の出口側に接続し、第3不活性ガス供給系を上記空気供
給系の空気供給弁の入口側に接続したものである。
パージ装置は、上記目的を達成するために、請求項5に
記載したように、不活性ガス供給系は圧力スイッチを備
え、圧力スイッチで不活性ガスの圧力を検知し、不活性
ガスの圧力が低下したとき、不活性ガスを増加させて、
その圧力を回復させるものである。
パージ装置は、上記目的を達成するために、請求項6に
記載したように、不活性ガス供給系は、第1不活性ガス
供給系および第2不活性ガス供給系に流量計を設け、不
活性ガスが上記第1不活性ガス供給系および第2不活性
ガス供給系に確実に流れることを上記流量計を介して確
認できるようにしたことを特徴とするものである。
パージ装置の運転方法は、上記目的を達成するために、
請求項7に記載したように、燃料供給系の種類の異なる
燃料の切替え時、燃料供給系の燃料供給弁、燃料遮断
弁、および燃料流量調整弁を閉弁させ、不活性ガス供給
系からの不活性ガスを上記燃料供給系に供給し、この燃
料供給系に残っている未燃燃料を系外ブローさせ、空気
供給系からの空気をガスタービン燃焼器の燃料ノズルに
供給し、燃料ノズルに残っている未燃燃料を系外ブロー
させた後、不活性ガス供給系からの不活性ガスを上記空
気供給系を介してガスタービン燃焼器の燃料ノズルに供
給し、燃料ノズルに残っている空気を系外ブローさせる
方法である。
パージ装置の運転方法は、上記目的を達成するために、
請求項8に記載したように、燃料供給系の種類の異なる
燃料の切替え時、燃料供給系の燃料供給弁、燃料遮断
弁、および燃料流量調整弁を閉弁させ、不活性ガス供給
系からの不活性ガスを上記燃料供給系に供給し、この燃
料供給系に残っている未燃料燃料を系外ブローさせ、空
気供給系からの空気をガスタービン燃焼器の燃料ノズル
に供給し、燃料ノズルに残っている未燃燃料を系外ブロ
ーさせた後、上記不活性ガス供給系からの不活性ガスを
上記空気供給系に供給して残っている空気を系外ブロー
させるとともに、上記不活性ガス供給系からの不活性ガ
スを、上記空気供給系を介してガスタービン燃焼器の燃
料ノズルに供給し、燃料ノズルに残っている空気を系外
ブローさせる方法である。
供給燃料装置のパージ装置およびパージ装置の運転方法
の実施形態を添付図面および図中に付した符号を付して
説明する。
給装置のパージ装置の第1実施形態を示す概略系統図で
ある。
置のパージ装置は、ガスタービン燃焼器12の燃料ノズ
ル13に燃料を供給する燃料供給系14と、ガスタービ
ン燃焼器12の燃料ノズル13に空気を供給する空気供
給系15と、燃料供給系14および空気供給系15のそ
れぞれに不活性ガス、例えば窒素を供給する不活性ガス
供給系16とを設けた構成になっている。
に、燃料供給弁17、燃料第1大気放出系18、圧力ス
イッチ19、燃料遮断弁20、燃料第2大気放出系2
1、圧力スイッチ22、燃料流量調整弁23を設けると
ともに、燃料第1大気放出系18に大気放出弁24およ
び止め弁25を備える一方、燃料遮断弁20の入口側か
らバイパスさせ、パージ弁26を介装させて燃料第2大
気放出系21に接続するバイパス系27を備えてガスタ
ービン燃焼器12の燃料ノズル13に接続している。な
お、燃料第2大気放出系21は、燃料第1大気放出系1
8と同様に、大気放出弁24および止め弁25を備えて
いる。
って順に、空気案内弁28、大気放出弁29を備えた大
気放出系30、圧力スイッチ31、空気供給弁32を備
えてガスタービン燃焼器12の燃料ノズル13に接続し
ている。
スの流れに沿って順に、圧力調整弁33、圧力スイッチ
34を備えるとともに、当該系統の点Aで第1不活性ガ
ス供給系35aと第2不活性ガス供給系35bとに区分
けし、第1不活性ガス供給系35aを燃料供給系14の
燃料流量調整弁23の入口側に接続するとともに、第2
不活性ガス供給系35bを空気供給系15の空気供給弁
32の入口側に接続している。圧力スイッチ34は、当
該系統内を流れる不活性ガスの圧力を検知し、圧力が不
足しているとき、不活性ガスの流量を増加して圧力を回
復させている。
第2不活性ガス供給系35bは、ともに、流量計36
a,36b、パージ弁37a,37b、逆止弁38a,
38b、止め弁39a,39bをそれぞれ設けている。
流量計36a,36bは、不活性ガスが系内を確実に流
れているかを検知している。
装置の運転方法を説明する。
運転方法は、液体燃料からシンガス燃料に切り替えるガ
スタービン中間負荷時およびシンガス燃料から液体燃料
に切り替えるガスタービン運転停止途中で行われる。
体燃料からシンガス燃料に切替えが行われるか、あるい
はその逆が行われると、ガスタービン燃料供給装置は、
燃料供給系14の燃料供給弁17、燃料遮断弁20、燃
料流量調整弁23を閉弁させるとともに、第2不活性ガ
ス供給系35bのパージ弁37bおよび空気供給系15
の大気放出弁29を閉弁させる。
供給系16は、圧力調整弁33、圧力スイッチ34、第
1不活性ガス供給系35aを介して燃料供給系14に不
活性ガスを供給し、ここで系内に付着・堆積するか、ま
たは残っている未燃燃料をパージするとともに、系内を
不活性ガス雰囲気に置き替えた後、燃料第2大気放出系
21を介して一方を、大気放出弁24および止め弁25
から大気にブローし、他方をパージ弁26、バイパス系
27、燃料第1大気放出系18の大気放出弁24、止め
弁25を介して大気にブローする。この間、空気供給系
15は、空気案内弁28、空気供給弁32を介してガス
タービン燃焼器12の燃料ノズル13に空気を供給し、
燃料ノズル13に付着・堆積するか、または残っている
未燃燃料をパージする。なお、不活性ガス供給系16
は、不活性ガスが系内を設計値通りの圧力になっている
かを圧力スイッチ34で検出するとともに、その流量が
設計値通りになっているかを第1不活性ガス供給系35
aの流量計36aで検出しており、不活性ガスの圧力・
流量が設計値以下の場合、不活性ガスの流量を増加させ
るかあるいは修理・交換等の適切な措置を講じるように
している。
と、ガスタービン燃料供給装置は、図2に示すように、
燃料供給系14の燃料第1大気放出系18および燃料第
2大気放出系21の大気放出弁24、止め弁25を閉弁
させ、空気供給系15の空気案内弁28を閉弁させ、第
2不活性ガス供給系35bのパージ弁37bを開弁さ
せ、不活性ガス供給系16からの不活性ガスを第2不活
性ガス供給系35a、空気供給系15を介してガスター
ビン燃焼器12の燃料ノズル13に供給し、燃料ノズル
13に残っている空気を系外にパージさせ、燃料ノズル
13を不活性ガスに置換させる。
3に示すように、燃料供給系14の燃料供給弁17、燃
料遮断弁20、燃料流量調整弁23を開弁させ、第2不
活性ガス供給系35bのパージ弁37bを開弁させ、空
気供給系15の空気供給弁32を閉弁させ、燃料供給系
14からのシンガス燃料または液体燃料をガスタービン
燃焼器12の燃料ノズル13に供給する。
供給系16を、燃料供給系14に接続する第1不活性ガ
ス供給系35aと、空気供給系15に接続する第2不活
性ガス供給系35bとを区分けし、燃料供給系14に付
着・堆積するか、または残っている未燃燃料を、第1不
活性ガス供給系35aからの不活性ガスで大気に系外ブ
ローさせるとともに、ガスタービン燃焼器12の燃料ノ
ズル13に残っている未燃燃料を、一旦、空気供給系1
5からの空気で系外ブローさせた後、ガスタービン燃焼
器12の燃料ノズル13に残っている空気を第2不活性
ガス供給系36aからの不活性ガスで系外ブローさせ、
ガスタービン燃焼器12の燃料ノズル13を不活性ガス
に置換させるので、燃料切替えの際、ガスタービン燃焼
器12に安全運転を行わせることができ、ガスタービン
燃焼器を安定運転状態に維持することができる。
給装置のパージ装置の第2実施形態を示す概略系統図で
ある。なお、第1実施形態の構成部分と同一部分には同
一符号を付す。
置のパージ装置は、不活性ガス供給系16を、第1実施
形態と同様に、当該系統の点Aで第1不活性ガス供給系
35aと第2不活性ガス供給系35bとに区分けし、第
1不活性ガス供給系35aを燃料供給系14に接続し、
第2不活性ガス供給系35bを空気供給系15に接続す
るとともに、新たに当該系統の点Aより上流側の点Bか
らバイパスさせた第3不活性ガス供給系35cを、空気
供給系15の空気供給弁32の入口側に接続させたもの
である。
性ガス供給系35aおよび第2不活性ガス供給系35b
と同様に、不活性ガスの流れに沿って順に、流量計36
a、パージ弁37c、逆止弁38c、止め弁39cを備
えて空気供給系15の空気供給弁32の入口側に接続し
ている。なお、燃料供給系14、第1不活性ガス供給系
35a、第2不活性ガス供給系35b、空気供給系15
のそれぞれの構成は、第1実施形態の構成と基本的にほ
ぼ同じであるので、その説明を省略する。
置の運転方法を説明する。
われる場合、ガスタービン燃料供給装置は、燃料供給系
14の燃料供給弁17、燃料遮断弁20、燃料流量調整
弁23、第3不活性ガス供給系35cのパージ弁37c
および第2不活性ガス供給系35bのパージ弁37bを
閉弁させ、不活性ガス供給系16からの不活性ガスを、
第1不活性ガス供給系35aを介して燃料供給系14に
供給し、ここで燃料供給系14に付着・堆積または残っ
ている未燃燃料を大気放出弁24を介して燃料第1大気
放出弁18から大気にブローさせる一方、空気供給系1
5からの空気を、ガスタービン燃焼器12の燃料ノズル
13に供給し、ここで付着・堆積または残っている未燃
燃料を系外ブローする。
と、ガスタービン燃料供給装置は、図5に示すように、
燃料供給系14の燃料第1大気放出系18の大気放出弁
24を閉弁させ、空気供給系15の空気案内弁28およ
び空気供給系32を閉弁させるともに、第3不活性ガス
供給系35cのパージ弁37cおよび第2不活性ガス供
給系35bのパージ弁37bを開弁させ、不活性ガス供
給系16からの不活性ガスを、第3不活性ガス供給系3
5cから空気供給系15に供給し、ここで残っている空
気を大気放出弁29を介して大気放出系30から大気に
系外ブローする一方、第2不活性ガス供給系35bを介
してガスタービン燃焼器12の燃料ノズル13に不活性
ガスを供給し、ガスタービン燃焼器12の燃料ノズル1
3に残っている空気を系外ブローさせる。
6に示すように、第1不活性ガス供給系35aのパージ
弁37a、第2不活性ガス供給系35bのパージ弁37
b、空気供給系15の大気放出系30の大気放出弁29
を閉弁させ、燃料供給系14の燃料供給弁17、燃料遮
断弁20、燃料流量調整弁23を開弁させ、燃料供給系
14からの燃料をガスタービン燃焼器12の燃料ノズル
13に供給する。
供給系16を、燃料供給系14に接続する第1不活性ガ
ス供給系35aと、空気供給系15を介してガスタービ
ン燃焼器12の燃料ノズル13に接続する第2不活性ガ
ス供給系35bと、空気供給系15に接続する第3不活
性ガス供給系35cとに区分けし、燃料供給系14に付
着・堆積あるいは残っている未燃燃料を、第1不活性ガ
ス供給系35aからの不活性ガスで系外ブローさせ、ガ
スタービン燃焼器12の燃料ノズル13に残っている空
気を、第2不活性ガス供給系35bからの不活性ガスで
系外ブローさせ、空気供給系15に残っている空気を、
第3不活性ガス供給系35cからの不活性ガスで系外ブ
ローさせるので、未燃燃料および残留空気を確実に系外
ブローさせることができ、ガスタービン燃焼器に安全運
転を行わせることができる。
ービン燃料供給装置のパージ装置およびそのパージ装置
の運転方法は、燃料供給系およびその空気供給系に不活
性ガス供給系を設け、この不活性ガス供給系を少なくと
も二つ以上に区分けし、燃料供給系に付着・堆積または
残っている未燃燃料、ガスタービン燃焼器の燃料ノズル
に残っている未燃燃料および空気、および空気供給系に
残っている空気を全て系外ブローさせるので、種類の異
なる燃料を切り替える際、ガスタービン燃焼器をして安
全運転を行わせることができる。
ジ装置の第1実施形態を示す概略系統図。
ジ装置の第1実施形態における運転方法を説明する図。
ジ装置の第1実施形態における運転方法の終了を説明す
る図。
ジ装置の第2実施形態を示す概略系統図。
ジ装置の第2実施形態における運転方法を説明する図。
ジ装置の第2実施形態における運転方法の終了を説明す
る図。
統図。
Claims (8)
- 【請求項1】 ガスタービン燃焼器の燃料ノズルに燃料
を供給する燃料供給系と、ガスタービン燃焼器の燃料ノ
ズルに空気を供給する空気供給系と、上記燃料供給系お
よび上記空気供給系を介して上記ガスタービン燃焼器の
燃料ノズルに不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と
を備えたことを特徴とするガスタービン燃料供給装置の
パージ装置。 - 【請求項2】 不活性ガス供給系は、一つの不活性ガス
供給系を第1不活性ガス供給系と第2不活性ガス供給系
とに区分けし、上記第1不活性供給系を燃料供給系の燃
料流量調整弁の入口側に接続するとともに、第2不活性
ガス供給系を空気供給系の空気供給弁の入口側に接続し
たことを特徴とする請求項1記載のガスタービン燃料供
給装置のパージ装置。 - 【請求項3】 ガスタービン燃焼器の燃料ノズルに燃料
を供給する燃料供給系と、ガスタービン燃焼器の燃料ノ
ズルに空気を供給する空気供給系と、上記燃料供給系、
上記空気供給系を介して上記ガスタービン燃焼器の燃料
ノズル、および上記空気供給系に不活性ガスを供給する
不活性ガス供給系とを備えたことを特徴とするガスター
ビン燃料供給装置のパージ装置。 - 【請求項4】 不活性ガス供給系は、一つの不活性ガス
供給系を第1不活性ガス供給系、第2不活性ガス供給系
および第3不活性ガス供給系に区分けし、第1不活性ガ
ス供給系を燃料供給系の燃料流量調整弁の入口側に接続
し、第2不活性ガス供給系を空気供給系の空気供給弁の
出口側に接続し、第3不活性ガス供給系を上記空気供給
系の空気供給弁の入口側に接続したことを特徴とする請
求項3記載のガスタービン燃料供給装置のパージ装置。 - 【請求項5】 不活性ガス供給系は圧力スイッチを備
え、圧力スイッチで不活性ガスの圧力を検知し、不活性
ガスの圧力が低下したとき、不活性ガスを増加させて、
その圧力を回復させることを特徴とする請求項1または
3記載のガスタービン燃料供給装置のパージ装置。 - 【請求項6】 不活性ガス供給系は、第1不活性ガス供
給系および第2不活性ガス供給系に流量計を設け、不活
性ガスが上記第1不活性ガス供給系および第2不活性ガ
ス供給系に確実に流れることを上記流量計を介して確認
できるようにしたことを特徴とする請求項1または3記
載のガスタービン燃料供給装置のパージ装置。 - 【請求項7】 燃料供給系の種類の異なる燃料の切替え
時、燃料供給系の燃料供給弁、燃料遮断弁、および燃料
流量調整弁を閉弁させ、不活性ガス供給系からの不活性
ガスを上記燃料供給系に供給し、この燃料供給系に残っ
ている未燃燃料を系外ブローさせ、空気供給系からの空
気をガスタービン燃焼器の燃料ノズルに供給し、燃料ノ
ズルに残っている未燃燃料を系外ブローさせた後、不活
性ガス供給系からの不活性ガスを上記空気供給系を介し
てガスタービン燃焼器の燃料ノズルに供給し、燃料ノズ
ルに残っている空気を系外ブローさせることを特徴とす
るガスタービン燃料供給装置のパージ装置の運転方法。 - 【請求項8】 燃料供給系の種類の異なる燃料の切替え
時、燃料供給系の燃料供給弁、燃料遮断弁、および燃料
流量調整弁を閉弁させ、不活性ガス供給系からの不活性
ガスを上記燃料供給系に供給し、この燃料供給系に残っ
ている未燃料燃料を系外ブローさせ、空気供給系からの
空気をガスタービン燃焼器の燃料ノズルに供給し、燃料
ノズルに残っている未燃燃料を系外ブローさせた後、上
記不活性ガス供給系からの不活性ガスを上記空気供給系
に供給して残っている空気を系外ブローさせるととも
に、上記不活性ガス供給系からの不活性ガスを、上記空
気供給系を介してガスタービン燃焼器の燃料ノズルに供
給し、燃料ノズルに残っている空気を系外ブローさせる
ことを特徴とするガスタービン燃料供給装置のパージ装
置の運転方法。
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