專利名稱：燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法。
背景技術(shù)：
從環(huán)境保護的觀點，要求燃氣輪機實現(xiàn)進一步低NOx化。作為用于使燃氣輪機燃燒器實現(xiàn)低NOx化的一個方案，可列舉預(yù)混燃燒器，但是該情況下，擔心出現(xiàn)火焰進入預(yù)混合器內(nèi)部的逆火現(xiàn)象。

在日本特開2003-148734號公報中公開了一種燃氣輪機燃燒器:具備向燃燒室供給燃料的燃料噴嘴和位于該燃料噴嘴的下游側(cè)且用于供給空氣的空氣孔，由將燃料噴嘴的噴出孔與空氣孔配置在同軸上的燃料燃燒用噴嘴構(gòu)成，公開了兼?zhèn)淠湍婊鹦院偷蚇Ox燃燒的燃氣輪機燃燒器。另外，日本特開2011-075172號公報中公開了通過規(guī)定空氣孔的出口位置以及出口方向來抑制向空氣孔出口的火焰附著的手段，公開了與通過針對在所述日本特開2003-148734號公報中公開的技術(shù)增加使燃料和空氣混合的距離來進一步減少NOx排出量的燃氣輪機燃燒器相關(guān)的技術(shù)。專利文獻1:日本特開2003-148734號公報專利文獻2:日本特開2011-075172號公報燃汽輪機需要從點燃到額定負荷以寬范圍運轉(zhuǎn)條件穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。因此，燃汽輪機的燃燒器廣泛采用配置多個燃燒嘴而成的多火嘴。所述的日本特開2003-148734號公報以及日本特開2011-075172號公報中公開了多火嘴的構(gòu)成，但是，這些公知例均沒有針對兼顧燃汽輪機部分負荷條件下降低未燃部分排出量和抑制襯里金屬溫度上升的技術(shù)進行任何公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法，在搭載有多火嘴的燃汽輪機燃燒器中，在燃氣輪機的全部負荷范圍內(nèi)確保燃燒穩(wěn)定性，對燃氣輪機在部分負荷條件下未燃部分的產(chǎn)生和襯里金屬溫度上升同時進行了抑制。本發(fā)明的燃氣輪機燃燒器的特征在于，具備:燃燒室，被供給的燃料和被供給的空氣在燃燒室中混合燃燒，生成燃燒氣體；空氣孔板，其位于所述燃燒室的上游側(cè)，形成有供給空氣的多個空氣孔；以及多個燃料噴嘴，其向在所述空氣孔板上形成的多個空氣孔供給燃料，以一個所述空氣孔與一個所述燃料噴嘴成對的方式在所述燃料噴嘴的下游側(cè)的位置配設(shè)有所述空氣孔，具備多個由成對的多個所述燃料噴嘴與多個所述空氣孔構(gòu)成的燃燒嘴，這些多個燃燒嘴由配置在燃氣輪機燃燒器的軸中心的中央燃燒嘴和配置在該中央燃燒嘴周圍的多個外側(cè)燃燒嘴構(gòu)成，在所述中央燃燒嘴配設(shè)有向該中央燃燒嘴的燃料噴嘴供給燃料的第一燃料供給系統(tǒng)，在所述多個外側(cè)燃燒嘴配設(shè)有向作為所述外側(cè)燃燒嘴中特定外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料的第二燃料供給系統(tǒng)，在所述多個外側(cè)燃燒嘴配設(shè)有向作為所述特定外側(cè)燃燒嘴以外的所述外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料的第三燃料供給系統(tǒng)，在所述多個外側(cè)燃燒嘴配設(shè)有向作為所述外側(cè)燃燒嘴外周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴外周部的燃料噴嘴供給燃料的第四燃料供給系統(tǒng)，在燃氣輪機的低負荷、或者部分負荷的運轉(zhuǎn)條件下，經(jīng)過基于所述燃氣輪機的運轉(zhuǎn)條件選擇出的所述第一至第四燃料供給系統(tǒng)，對配置在所述中央燃燒嘴的燃料噴嘴、或者對所述中央燃燒嘴的燃料噴嘴和配置在作為多個外側(cè)燃燒嘴中特定外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料。本發(fā)明的燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法的特征在于，是一種上述燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法，在低負荷的燃氣輪機運轉(zhuǎn)條件下，經(jīng)過第一燃料供給系統(tǒng)向配置在所述中央燃燒嘴的燃料噴嘴供給燃料并使燃料在所述燃燒室中燃燒，在相比所述低負荷的燃氣輪機負荷有所增加的部分負荷的燃氣輪機運轉(zhuǎn)條件下，進一步經(jīng)過第二燃料供給系統(tǒng)向配置在作為所設(shè)置的多個外側(cè)燃燒嘴中特定外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料并使燃料在所述燃燒室中燃燒，在相比所述部分負荷的燃氣輪機負荷進一步增加的部分負荷的燃氣輪機運轉(zhuǎn)條件下，進一步經(jīng)過第三燃料供給系統(tǒng)向配置在作為除特定外側(cè)燃燒嘴之外的所設(shè)置的多個其它所有外側(cè)燃燒嘴的內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料并使燃料在所述燃燒室中燃燒，在負荷進一步增加的全負荷的燃氣輪機運轉(zhuǎn)條件下，進一步經(jīng)過第四燃料供給系統(tǒng)向配置在作為所有外側(cè)燃燒嘴外周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴外周部的燃料噴嘴供給燃料并使燃料在所述燃燒室中燃燒。本發(fā)明的效果如下。根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)一種燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器運轉(zhuǎn)方法，在搭載有多火嘴的燃汽輪機燃燒器中，在燃氣輪機的全部負荷范圍內(nèi)確保燃燒穩(wěn)定性，對燃氣輪機部分負荷條件下未燃部分的產(chǎn)生和襯里金屬溫度上升同時進行了抑制。


圖1是表示 應(yīng)用本發(fā)明第一實施例的燃氣輪機燃燒器的燃氣輪機設(shè)備的概略構(gòu)成的設(shè)備系統(tǒng)圖。圖2是表示構(gòu)成本發(fā)明第一實施例的燃氣輪機燃燒器的燃料供給部的燃料噴嘴頭和燃料噴嘴以及空氣孔板的詳細配置狀況的局部剖視圖。圖3是從燃燒室側(cè)觀察圖2所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器中空氣孔板得到的主視圖。圖4是表示圖2所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器中燃料的分級方法的一個例子的運轉(zhuǎn)模式圖。圖5是表示圖1所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器中點燃時燃料供給方法的一個例子的說明圖。圖6是圖1所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器中一種變化、即從燃燒室側(cè)觀察空氣孔板得到的主視圖。圖7是從燃燒室側(cè)觀察本發(fā)明第二實施例的燃氣輪機燃燒器的空氣孔板得到的主視圖。圖8是表示圖7所示的第二實施例的燃氣輪機燃燒器中燃料的分級方法的一個例子的運轉(zhuǎn)模式圖。圖9是從燃燒室側(cè)觀察本發(fā)明第三實施例的燃氣輪機燃燒器的空氣孔板得到的主視圖。圖10是表示圖9所示的第三實施例的燃氣輪機燃燒器中燃料的分級方法的一個例子的運轉(zhuǎn)模式圖。圖11是從燃燒室側(cè)觀察本發(fā)明第四實施例的燃氣輪機燃燒器的空氣孔板得到的主視圖。圖12是表示圖11所示的第四實施例的燃氣輪機燃燒器中燃料的分級方法的一個例子的運轉(zhuǎn)模式圖。圖中:I一壓縮機,2一燃氣輪機燃燒器,3一汽輪機,4一殼體,5一燃燒室,6—多火嘴,7一軸,8—發(fā)電機，9一燃氣輪機設(shè)備，10一燃燒器襯里，11一導(dǎo)流套筒，12一尾筒內(nèi)筒,13一尾筒外筒，15—吸入空氣，16—高壓空氣，17—燃燒用空氣，18—高溫燃燒氣體，19一廢氣，23—燃料噴嘴頭，25—燃料噴嘴，25a、25b—燃料噴嘴，31—空氣孔板，32—空氣孔，33—中央燃燒嘴，33a —中央燃燒嘴內(nèi)周部，33b —中央燃燒嘴外周部，37—外側(cè)燃燒嘴，37A、37B—外側(cè)燃燒嘴，37a、37b—外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部，38—外側(cè)燃燒嘴外周部，40—回旋流，41 一循環(huán)流，42—火焰，50—燃料，51—第一燃料系統(tǒng)，52—第二燃料系統(tǒng)，53—第三燃料系統(tǒng)，54—第四燃料系統(tǒng)，60—燃料截止閥，61 64—燃料流量調(diào)節(jié)閥，76—聯(lián)焰管，77—點火栓，100—控制裝置。
具體實施例方式以下使用附圖針 對本發(fā)明實施例的燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器運轉(zhuǎn)方法進行說明。(實施例1)使用圖1至圖3說明本發(fā)明第一實施例的燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器運轉(zhuǎn)方法。圖1是表示發(fā)電用燃氣輪機設(shè)備的整體構(gòu)成的系統(tǒng)圖。在圖1所示的燃氣輪機設(shè)備9中，發(fā)電用燃氣輪機由以下部分構(gòu)成:對吸入空氣15進行加壓從而生成高壓空氣16的壓縮機I ;使由壓縮機I生成的高壓空氣16和氣體燃料50混合燃燒從而生成高溫燃燒氣體18的燃氣輪機燃燒器2 ;通過由燃氣輪機燃燒器2生成的高溫燃燒氣體18驅(qū)動的汽輪機3 ;由汽輪機3驅(qū)動旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生電力的發(fā)電機8 ;將所述壓縮機1、汽輪機3以及發(fā)電機8連結(jié)為一體的軸7。而且，所述燃氣輪機燃燒器2收藏在殼體4的內(nèi)部。另外，燃氣輪機燃燒器2在其頭部具備由多個燃料噴嘴25構(gòu)成的多火嘴6，在該多火嘴6下游側(cè)的燃氣輪機燃燒器2內(nèi)部具備隔離高壓空氣和燃燒氣體的大致圓筒狀的燃燒器襯里10。在所述燃燒器襯里10的內(nèi)部，形成有使高壓空氣16和氣體燃料50混合燃燒從而產(chǎn)生高溫燃燒氣體18的燃燒室5。在該燃燒器襯里10的外周，配設(shè)有大致圓筒狀的導(dǎo)流套筒11，該導(dǎo)流套筒11成為形成使高壓空氣流下的空氣流路的外周壁，所述導(dǎo)流套筒11的直徑形成為比所述燃燒器襯里10的直徑大的直徑，相對于該燃燒器襯里10以成為大致同心圓的圓筒狀的方式進行配設(shè)。在所述燃燒器襯里10的下游側(cè)，配設(shè)有用于將在燃氣輪機燃燒器2的燃燒室5產(chǎn)生的高溫燃燒氣體18引導(dǎo)至汽輪機3的尾筒內(nèi)筒12。另外，在成為該尾筒內(nèi)筒12外周側(cè)位置的所述導(dǎo)流套筒11的下游側(cè)，配設(shè)有尾筒外筒13。吸入空氣15在由壓縮機I壓縮后成為高壓空氣16。高壓空氣16在充滿殼體4內(nèi)后，流入尾筒內(nèi)筒12與尾筒外筒13之間的空間，從外壁面對燃燒器襯里10進行對流冷卻。并且，該高壓空氣16經(jīng)過在導(dǎo)流套筒11與燃燒器襯里10之間形成的環(huán)狀流路流向燃氣輪機燃燒器2的頭部。高壓空氣16在流動途中用于燃燒器襯里10的對流冷卻。另外，高壓空氣16的一部分從設(shè)在燃燒器襯里10上的多個冷卻孔流入燃燒器襯里10內(nèi)，用于燃燒器襯里10的膜冷卻。高壓空氣16中未用于燃燒器襯里10的膜冷卻的剩余的燃燒用空氣17從設(shè)在空氣孔板31上的多個空氣孔32流入燃燒室5，該空氣孔板31位于燃氣輪機燃燒器2的燃燒室5的上游側(cè)壁面。從多個空氣孔32流入燃燒器襯里10的燃燒用空氣17與從構(gòu)成多火嘴6的多個燃料噴嘴25噴出的燃料一起在形成于燃燒器襯里10內(nèi)部的燃燒室5中燃燒，生成高溫燃燒氣體18。在所述燃燒器襯里10的燃燒室5中燃燒而生成的高溫燃燒氣體18經(jīng)過尾筒內(nèi)筒12供給至汽輪機3，驅(qū)動該汽輪機3。

高溫燃燒氣體18在驅(qū)動汽輪機3后從該汽輪機3排出，成為廢氣19。由汽輪機3得到的驅(qū)動力經(jīng)由軸7傳遞給壓縮機I以及發(fā)電機8。由汽輪機3得到的驅(qū)動力的一部分驅(qū)動壓縮機I對空氣加壓從而生成高壓空氣。另外，由汽輪機3得到的驅(qū)動力的其他部分使發(fā)電機8旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生電力。在由所述燃氣輪機燃燒器2中的多個燃料噴嘴25構(gòu)成的多火嘴6中，如圖1所示，配設(shè)有供給燃料50的第一燃料系統(tǒng)51 第四燃料系統(tǒng)54這四個燃料系統(tǒng)。各個第一燃料系統(tǒng)51 第四燃料系統(tǒng)54中分別具備燃料流量調(diào)節(jié)閥61 64，經(jīng)過各第一燃料系統(tǒng)51 第四燃料系統(tǒng)54供給的燃料50的流量通過基于來自控制裝置100的控制信號操作所述燃料流量調(diào)節(jié)閥61 64的閥開度來進行調(diào)節(jié)，從而控制燃氣輪機設(shè)備9的發(fā)電量。另外，在分支成第一燃料系統(tǒng)51 第四燃料系統(tǒng)54這四個系統(tǒng)的上游側(cè)，具備用于截止燃料50的供給的燃料截止閥60。圖2的局部剖視圖中表示構(gòu)成本實施例的燃氣輪機燃燒器2的燃料供給部的燃料噴嘴頭23、具備多個燃料噴嘴25的多火嘴6、圓盤狀的空氣孔板31的詳細配置狀況，圖3表示從燃燒室5側(cè)觀察空氣孔板31得到的燃氣輪機燃燒器2的主視圖。以下使用圖2以及圖3說明燃氣輪機燃燒器2的多火嘴6的詳細情況。如圖2以及圖3所示，本實施例的燃氣輪機燃燒器2中具備多個燃料噴嘴25的多火嘴6由一個中央燃燒嘴33和六個外側(cè)燃燒嘴37構(gòu)成，該一個中央燃燒嘴33與圓盤狀的空氣孔板31的中心對應(yīng)地配置，該六個外側(cè)燃燒嘴37位于中央燃燒嘴33的外周側(cè)，在所述空氣孔板31的中心與外周之間相互分離地配置。所述中央燃燒嘴33以及外側(cè)燃燒嘴37上設(shè)置有分別構(gòu)成這些中央燃燒嘴33以及外側(cè)燃燒嘴37的多個燃料噴嘴25，并且在所述燃料噴嘴25的上游側(cè)的位置設(shè)置有向所述燃料噴嘴25分配燃料的燃料噴嘴頭23。而且，具備多個空氣孔32的空氣孔板31在所述燃料噴嘴25的下游側(cè)以位于所述燃燒室5的上游側(cè)的方式設(shè)置，該空氣孔32使從所述燃料噴嘴25噴出的燃料以及空氣通過并且向燃氣輪機燃燒器2的燃燒室5噴出。并且，如圖3中燃氣輪機燃燒器2的主視圖所示，具備多個空氣孔32的空氣孔板31以分隔燃燒室5的方式設(shè)置，該空氣孔32與在所述一個中央燃燒嘴33以及設(shè)置在中央燃燒嘴33周圍的六個外側(cè)燃燒嘴37上分別設(shè)置的多個燃料噴嘴25 —對一對應(yīng)形成。也就是，空氣孔板31上形成的多個空氣孔32為:由排列在與一個中央燃燒嘴33對應(yīng)的空氣孔板31的中央?yún)^(qū)域中心側(cè)的第一列多個空氣孔32、排列在第一列外周側(cè)的第二列多個空氣孔32、排列在第二列外周側(cè)的第三列多個空氣孔32所構(gòu)成的排成三列的空氣孔32在所述空氣孔板31的中央?yún)^(qū)域以同心圓狀分別配置。同樣，在與所述六個外側(cè)燃燒嘴37對應(yīng)的空氣孔板31的周邊區(qū)域的六個部位，由排列在中心側(cè)的第一列多個空氣孔32、排列在第一列外周側(cè)的第二列多個空氣孔32、排列在第二列外周側(cè)的第三列多個空氣孔32所構(gòu)成的排成三列的空氣孔32在所述空氣孔板31的周邊區(qū)域以同心圓狀分別形成。并且，對應(yīng)于在所述中央燃燒嘴33以及外側(cè)燃燒嘴37分別設(shè)置的多個燃料噴嘴25，在所述空氣孔板31的所述各周邊區(qū)域形成的多個空氣孔32以相對于燃氣輪機燃燒器2的燃燒室5具有回旋角的方式相對于燃燒室5的軸心傾斜配設(shè)。利用所述空氣孔板 31上形成的多個空氣孔32，在作為所述中央燃燒嘴33以及外側(cè)燃燒嘴37的各燃燒嘴的下游的燃氣輪機燃燒器2的燃燒室5內(nèi)形成燃料和空氣的混合流體的流動、即回旋流40，利用由該回旋流40產(chǎn)生的循環(huán)流41保持燃料在燃氣輪機燃燒器2的燃燒室5內(nèi)燃燒形成的火焰42。本實施例的燃氣輪機燃燒器2中設(shè)置的六個外側(cè)燃燒嘴37分別由多個內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴25a和多個外周側(cè)燃料噴嘴25b構(gòu)成，分別配設(shè)有對這些內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴25a和外周側(cè)燃料噴嘴25b供給燃料的第二燃料系統(tǒng)52 第四燃料系統(tǒng)54。在本實施例的燃氣輪機燃燒器2中，在空氣孔板31的中心區(qū)域配置的一個中央燃燒嘴33由多個燃料噴嘴25構(gòu)成，配設(shè)為與對這些燃料噴嘴25供給燃料的第一燃料系統(tǒng)51連接。并且在空氣孔板31的周邊區(qū)域設(shè)置的六個外側(cè)燃燒嘴37上，如圖2所示，配設(shè)為第二燃料系統(tǒng)52 第四燃料系統(tǒng)54分別與內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴25a和外周側(cè)燃料噴嘴25b連接，該內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴25a與排列在空氣孔板31的各周邊區(qū)域中心側(cè)的第一列的多個空氣孔32對應(yīng)地設(shè)置，該外周側(cè)燃料噴嘴25b與排列在空氣孔板31的各周邊區(qū)域中第二列以及第三列的多個空氣孔32對應(yīng)地設(shè)置。也就是，配設(shè)為第二燃料系統(tǒng)52或者第三燃料系統(tǒng)53連接構(gòu)成與排列在空氣孔板31的各周邊區(qū)域中心側(cè)的第一列的多個空氣孔32對應(yīng)的所述外側(cè)燃燒嘴37的內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴25a，分支后的第四燃料系統(tǒng)54分別連接構(gòu)成與排列在空氣孔板31的各周邊區(qū)域中第二列以及第三列的多個空氣孔32對應(yīng)的所述外側(cè)燃燒嘴37的外周側(cè)燃料噴嘴25b。本實施例的燃氣輪機燃燒器2中，如圖2所示，在空氣孔板31的周邊區(qū)域設(shè)置的六個外側(cè)燃燒嘴37由設(shè)置在相比位于空氣孔板31中心的中央燃燒嘴33為斜下方的兩側(cè)的位置(后述的聯(lián)焰管76的附近位置)的所述特定的兩個外側(cè)燃燒嘴37A和設(shè)置在作為其以外位置的中央燃燒嘴33的上下以及斜上方的四個外側(cè)燃燒嘴37B構(gòu)成。而且，特定的兩個外側(cè)燃燒嘴37A分類為內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a和該外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a外周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴外周部38。同樣，四個外側(cè)燃燒嘴37B分類為內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b和該外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b外周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴外周部38。而且，第二燃料系統(tǒng)52連接與構(gòu)成兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a對應(yīng)地配置的內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴25a，第三燃料系統(tǒng)53連接與構(gòu)成四個外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b對應(yīng)地配置的內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴25a。另外，形成為如下結(jié)構(gòu):第四燃料系統(tǒng)54分支后分別連接在兩個特定外側(cè)燃燒嘴37A、以及四個外側(cè)燃燒嘴37B上分別設(shè)置的外側(cè)燃燒嘴外周部38所配置的外側(cè)燃料噴嘴25b 上。接著使用圖1至圖4說明本實施例的燃氣輪機燃燒器2的運轉(zhuǎn)方法。本實施例的燃氣輪機燃燒器2以圖4所示的運轉(zhuǎn)模式運轉(zhuǎn)。也就是，本實施例的燃氣輪機燃燒器2的運轉(zhuǎn)方法為:基于從圖1所示的控制裝置100輸出的運轉(zhuǎn)模式指令，對應(yīng)于燃氣輪機的負荷的增加，操作設(shè)置在第一燃料系統(tǒng)51 第四燃料系統(tǒng)54的燃料流量調(diào)節(jié)閥61 64的閥開度，調(diào)節(jié)燃料的供給量。

例如，在燃氣輪機的低負荷運轉(zhuǎn)、也就是使設(shè)置在燃氣輪機燃燒器2上的多火嘴中的一個中央燃燒嘴33單獨燃燒的低負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式A的情況下，基于來自控制裝置100的控制信號操作設(shè)置在第一燃料系統(tǒng)51上的燃料流量調(diào)節(jié)閥61的閥開度來調(diào)節(jié)燃料供給量，僅使燃氣輪機燃燒器2的中央燃燒嘴33單獨燃燒。接著，在將燃氣輪機從低負荷運轉(zhuǎn)切換到負荷增加后的部分負荷運轉(zhuǎn)的情況下，從使設(shè)置在燃氣輪機燃燒器2上的多火嘴中的一個中央燃燒嘴33單獨燃燒的低負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式A切換到使設(shè)置在外側(cè)燃燒嘴37中特定兩個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的燃料噴嘴25a燃燒的部分負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式B，該情況下，切換到部分負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式B:基于來自控制裝置100的控制信號，除了操作設(shè)置在用于向中央燃燒嘴33供給燃料的第一燃料系統(tǒng)51上的燃料流量調(diào)節(jié)閥61的閥開度之外，還操作設(shè)置在第二燃料系統(tǒng)52上的燃料流量調(diào)節(jié)閥62的閥開度來調(diào)節(jié)向設(shè)置在兩個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的燃料噴嘴25a供給的燃料供給量，使設(shè)置在兩個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的燃料噴嘴25a燃燒來增加負荷。通過這樣僅向中央燃燒嘴33和位于兩個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a供給燃料并進行燃燒，能夠?qū)⒐┙o燃料的燃料噴嘴的數(shù)量限制為較少，所以能夠在兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a局部地提高空燃比。由此，在燃氣輪機燃燒器2的燃燒室5形成擴散火焰，即使周圍流動大量空氣，也能抑制未燃部分的產(chǎn)生。另外，在擴散火焰的周圍，空氣從位于兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴外周部38流動，所以妨礙燃燒室5內(nèi)形成的火焰直接與襯里干涉，即使在即將切換到運轉(zhuǎn)模式C之前的局部空燃比增高的條件下，也能防止金屬溫度上升。在本實施例的燃氣輪機燃燒器2的運轉(zhuǎn)方法中，燃氣輪機的負荷進一步增加而變高時，從所述運轉(zhuǎn)模式B切換到部分負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式C:除了向中央燃燒嘴33、兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a之外，還向設(shè)置在四個外側(cè)燃燒嘴37B的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b的燃料噴嘴25a供給燃料并進行燃燒，該情況下，切換到部分負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式C:基于來自控制裝置100的控制信號，除了操作設(shè)置在用于向中央燃燒嘴33供給燃料的第一燃料系統(tǒng)51上的燃料流量調(diào)節(jié)閥61的閥開度、以及操作設(shè)置在用于向設(shè)置在兩個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的燃料噴嘴25a供給燃料的第二燃料系統(tǒng)52上的燃料流量調(diào)節(jié)閥62的閥開度，還操作用于向設(shè)置在四個外側(cè)燃燒嘴37B的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b的燃料噴嘴25a供給燃料的第三燃料系統(tǒng)53所設(shè)置的燃料流量調(diào)節(jié)閥63的閥開度，調(diào)節(jié)燃料的供給量并進行燃燒，使負荷進一步增加，由此，向中央燃燒嘴33、兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a以及四個外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b供給燃料并進行燃燒。在該運轉(zhuǎn)模式C中，與運轉(zhuǎn)模式B同樣地，僅向中央燃燒嘴33和位于兩個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a、以及位于四個外側(cè)燃燒嘴37B的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b供給燃料并進行燃燒，能夠?qū)⒐┙o燃料的燃料噴嘴的數(shù)量限制為較少，所以能夠在兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a以及四個外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b局部地提高空燃比。由此，能夠在外側(cè)燃燒嘴局部提高空燃比，通過在燃氣輪機燃燒器2的燃燒室5形成穩(wěn)定的擴散火焰，能抑制未燃部分的產(chǎn)生。另外，在擴散火焰的周圍，空氣從位于兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴外周部38以及位于四個外側(cè)燃燒嘴37B 的外周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴外周部38流動，所以妨礙燃燒室5內(nèi)形成的火焰直接與襯里干涉，即使在即將切換到運轉(zhuǎn)模式D之前的局部空燃比增高的條件下，也能防止金屬溫度上升。在本實施例的燃氣輪機燃燒器2的運轉(zhuǎn)方法中，燃氣輪機的負荷進一步增加而成為全負荷運轉(zhuǎn)時，從所述運轉(zhuǎn)模式C切換到運轉(zhuǎn)模式D進行全負荷運轉(zhuǎn)，也就是，除了向中央燃燒嘴33、兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a、四個外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b的燃料噴嘴25a供給燃料并進行燃燒的運轉(zhuǎn)之外，還通過燃料系統(tǒng)54向兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴外周部38的燃料噴嘴25b、以及四個外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴外周部38的燃料噴嘴25b供給燃料并進行燃燒。在從部分負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式C切換到全負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式D的情況下，切換到全負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式D:基于來自控制裝置100的控制信號，除了操作設(shè)置在用于向中央燃燒嘴33供給燃料的第一燃料系統(tǒng)51上的燃料流量調(diào)節(jié)閥61的閥開度、設(shè)置在用于向設(shè)置在兩個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的燃料噴嘴25a供給燃料的第二燃料系統(tǒng)52上的燃料流量調(diào)節(jié)閥62的閥開度、設(shè)置在用于向設(shè)置在四個外側(cè)燃燒嘴37B的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b的燃料噴嘴25a供給燃料的第三燃料系統(tǒng)53上的燃料流量調(diào)節(jié)閥63的閥開度，還操作設(shè)置在用于向設(shè)置在兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴外周部38的燃料噴嘴25b以及設(shè)置在四個外側(cè)燃燒嘴37B的外周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴外周部38的燃料噴嘴25b供給燃料的第四燃料系統(tǒng)54上的燃料流量調(diào)節(jié)閥64的閥開度，調(diào)節(jié)燃料的供給量并進行燃燒，使負荷進一步增加，由此，向中央燃燒嘴33、兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a、四個外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b以及兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴外周部38和四個外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴外周部38供給燃料并進行燃燒，使燃氣輪機進行全負荷運轉(zhuǎn)。如上所述，在本實施例的燃氣輪機燃燒器2的運轉(zhuǎn)方法中，在比向所有燃料系統(tǒng)51 54供給燃料的運轉(zhuǎn)模式D負荷低的條件的運轉(zhuǎn)模式A、運轉(zhuǎn)模式B以及運轉(zhuǎn)模式C中，通過組合運用中央燃燒嘴33、六個所設(shè)置的外側(cè)燃燒嘴37中的兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a、四個外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b，能夠抑制未燃部分的產(chǎn)生，能夠防止襯里金屬溫度上升。接著，使用圖5所示的示意圖說明上述本實施例的燃氣輪機燃燒器2的運轉(zhuǎn)方法中點火方法的一個例子。在圖5的表示 燃氣輪機燃燒器2的點火方法的示意圖中，在本實施例的燃氣輪機燃燒器2中，在燃氣輪機外周設(shè)有多個的燃氣輪機燃燒器2中的一個燃氣輪機燃燒器2a上設(shè)置有點火栓77，在該燃氣輪機燃燒器2a和與該燃氣輪機燃燒器2a相鄰設(shè)置的燃氣輪機燃燒器2b之間為由聯(lián)焰管76連接來傳播火焰的結(jié)構(gòu)。而且，在本實施例的所述燃氣輪機燃燒器2a中，在一個中央燃燒嘴33周圍設(shè)置的六個外側(cè)燃燒嘴37中的、在中央燃燒嘴33的斜下方分別配置的外側(cè)燃燒嘴37A上，共設(shè)置有兩個外側(cè)燃燒嘴37A，該外側(cè)燃燒嘴37A為在其內(nèi)周側(cè)具備外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a、在其外周側(cè)具備外側(cè)燃燒嘴外周部38的結(jié)構(gòu)。另外，在一個中央燃燒嘴33周圍設(shè)置的六個外側(cè)燃燒嘴37中的、除兩個上述外側(cè)燃燒嘴37A之外剩余的四個外側(cè)燃燒嘴37B上，設(shè)置有外側(cè)燃燒嘴37B，該外側(cè)燃燒嘴37B為在其內(nèi)周側(cè)具備外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b、在其外周側(cè)具備外側(cè)燃燒嘴外周部38的結(jié)構(gòu)。具備所述外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的兩個外側(cè)燃燒嘴37A配置為分別位于設(shè)置的多個外側(cè)燃燒嘴37中距離聯(lián)焰管76最近的位置。而且，在燃氣輪機燃燒器2點火時，向在設(shè)有點火栓77的燃氣輪機燃燒器2a上設(shè)置的多火嘴6中一個中央燃燒嘴33、設(shè)有兩個的外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a供給燃料，對點火栓77進行點火，使供給到所述中央燃燒嘴33和在外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a上設(shè)置的燃料噴嘴25a的燃料燃燒，由此在中央燃燒嘴33、位于聯(lián)焰管76附近的兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a形成火焰。然后，點燃后的燃氣輪機燃燒器2a的內(nèi)壓增高，在聯(lián)焰管76附近形成火焰時，在燃氣輪機燃燒器2a產(chǎn)生的高溫燃燒氣體經(jīng)由聯(lián)焰管76流入與燃氣輪機燃燒器2a相鄰的燃氣輪機燃燒器2b。相鄰的所述燃氣輪機燃燒器2b的多火嘴6中一個中央燃燒嘴33以及由位于聯(lián)焰管76附近設(shè)有兩個的外側(cè)燃燒嘴37A和設(shè)有四個的外側(cè)燃燒嘴37B構(gòu)成的外側(cè)燃燒嘴37的結(jié)構(gòu)為:與所述的所述燃氣輪機燃燒器2a的多火嘴6中中央燃燒嘴33以及由設(shè)有兩個的外側(cè)燃燒嘴37A和設(shè)有四個的外側(cè)燃燒嘴37B構(gòu)成的外側(cè)燃燒嘴37的結(jié)構(gòu)相同，所以，在所述燃氣輪機燃燒器2b中，供給到位于聯(lián)焰管76附近的兩個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a上設(shè)置的燃料噴嘴25a的燃料容易地被從燃氣輪機燃燒器2a經(jīng)由聯(lián)焰管76流入的高溫燃燒氣體點燃，在中央燃燒嘴33以及外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a形成火焰。然后，點燃后的燃氣輪機燃燒器2b的內(nèi)壓增高，在聯(lián)焰管76附近形成火焰時，在燃氣輪機燃燒器2b產(chǎn)生的高溫燃燒氣體經(jīng)由聯(lián)焰管76流入與所述燃氣輪機燃燒器2b相鄰的燃氣輪機燃燒器2，從而能夠?qū)⒒疬M一步傳播到其他燃氣輪機燃燒器2。作為本實施例的燃氣輪機燃燒器的其他實施方式，能夠考慮到如下構(gòu)成:如圖6所示的燃氣輪機燃燒器2那樣，將中央燃燒嘴33分為中央燃燒嘴內(nèi)周部33a和中央燃燒嘴外周部33b，將對所述中央燃燒嘴33供給燃料的燃料系統(tǒng)51分為向中央燃燒嘴內(nèi)周部33a供給的系統(tǒng)和向中央燃燒嘴外周部33b供給的系統(tǒng)這兩個系統(tǒng)來供給燃料。該情況下，在中央燃燒嘴33的局部空燃比降低的條件下，通過使供給到中央燃燒嘴內(nèi)周部33a的燃料的比例多于供給到中央燃燒嘴外周部33b的燃料的比例，能夠?qū)⒊蔀榛鹧姹３制瘘c的中心部的局部火焰溫度保持為較高，能夠防止失火。由此，中央燃燒嘴能夠運轉(zhuǎn)的條件擴寬，能夠大幅增加燃燒器的運用自由度。根據(jù)本實施例，能夠?qū)崿F(xiàn)如下燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法:在搭載有多火嘴的燃氣輪機燃燒器中，在燃氣輪機的全負荷范圍內(nèi)確保燃燒穩(wěn)定性，并且同時抑制了燃氣輪機部分負荷條件下的未燃部分的產(chǎn)生和襯里金屬溫度的上升。(實施例2)使用圖7以及圖8說明本發(fā)明第二實施例的燃氣輪機燃燒器2。本實施例的燃氣輪機燃燒器2與圖1 圖5所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器2之間基本結(jié)構(gòu)以及作用效果相同，所以省略兩者共通部分的說明，針對不同部分在以下進行說明。

圖7所示的本實施例的燃氣輪機燃燒器2是從燃燒室觀察的燃燒嘴的主視圖，針對各燃燒嘴，區(qū)分表示以同一燃料系統(tǒng)供給燃料的區(qū)域。在圖7所示的本實施例的燃氣輪機燃燒器2中，如圖7所示，在空氣孔板31周邊區(qū)域設(shè)有六個的外側(cè)燃燒嘴37包括:在相對位于空氣孔板31中心的中央燃燒嘴33為斜下方的兩側(cè)位置(聯(lián)焰管76的附近位置)上設(shè)置的所述特定的兩個外側(cè)燃燒嘴37A以及最上方位置的外側(cè)燃燒嘴37A這三個外側(cè)燃燒嘴37A、之外位置的中央燃燒嘴33的下方以及斜上方所設(shè)置的三個外側(cè)燃燒嘴37B，這些外側(cè)燃燒嘴37A以及外側(cè)燃燒嘴37B彼此交錯配置。本實施例中為如下結(jié)構(gòu):在與構(gòu)成配置在最上方位置的外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a對應(yīng)地配置的內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴25a上連接分支后的第二燃料系統(tǒng)52。而且，本實施例的燃氣輪機燃燒器2以圖8所示的運轉(zhuǎn)模式運轉(zhuǎn)。與圖4所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器2的情況不同的是如下情況:在使燃氣輪機從低負荷運轉(zhuǎn)切換到負荷增加后的部分負荷運轉(zhuǎn)時，從運轉(zhuǎn)模式A切換到運轉(zhuǎn)模式B。也就是，該情況下，切換到部分負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式B:基于來自控制裝置100的控制信號，除了操作設(shè)置在用于向中央燃燒嘴33供給燃料的第一燃料系統(tǒng)51上的燃料流量調(diào)節(jié)閥61的閥開度之外，還操作設(shè)置在第二燃料系統(tǒng)52上的燃料流量調(diào)節(jié)閥62的閥開度來調(diào)節(jié)向設(shè)置在所述三個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的燃料噴嘴25a供給的燃料供給量，使設(shè)置在三個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的燃料噴嘴25a燃燒來增加負荷。通過這樣僅向中央燃燒嘴33和位于三個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a供給燃料并進行燃燒，能夠?qū)⒐┙o燃料的燃料噴嘴的數(shù)量限制為較少，所以能夠在三個外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a局部地提高空燃比。由此，在燃氣輪機燃燒器2的燃燒室5形成擴散火焰，即使周圍流動大量空氣，也能抑制未燃部分的產(chǎn)生。另外,在擴散火焰的周圍，空氣從位于三個外側(cè)燃燒嘴37A的外周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴外周部38流動，所以妨礙燃燒室5內(nèi)所形成的火焰直接與襯里干涉，即使在即將切換到運轉(zhuǎn)模式C之前的局部空燃比增高的條件下，也能防止金屬溫度上升。另外，在本實施例的燃氣輪機燃燒器2中，在產(chǎn)生燃燒振動時，針對供給到外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a和外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b的燃料流量設(shè)置偏差，通過改變相鄰的燃燒嘴的燃燒氣體溫度，能夠改變所形成的火焰的燃燒速度。由此，由于變動的頻率產(chǎn)生偏差，所以能夠防止燃氣輪機燃燒器2的燃燒器整體中的壓力變動的增大。在本實施例的燃氣輪機燃燒器2中，構(gòu)成六個外側(cè)燃燒嘴37的三個外側(cè)燃燒嘴37A和三個外側(cè)燃燒嘴37B均交替配置，所以能更有效地抑制壓力變動的增大。根據(jù)本實施例，能夠?qū)崿F(xiàn)如下燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法:在搭載有多火嘴的燃氣輪機燃燒器中，在燃氣輪機的全負荷范圍內(nèi)確保燃燒穩(wěn)定性，并且同時抑制了燃氣輪機部分負荷條件下的未燃部分的產(chǎn)生和襯里金屬溫度的上升。(實施例3)使用圖9以及圖10說明本發(fā)明第三實施例的燃氣輪機燃燒器2。

本實施例的燃氣輪機燃燒器2與圖1 圖5所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器2之間基本結(jié)構(gòu)以及作用效果相同，所以省略兩者共通部分的說明，針對不同部分在以下進行說明。圖9所示的本實施例的燃氣輪機燃燒器2是從燃燒室觀察的燃燒嘴的主視圖，針對各燃燒嘴，區(qū)分表示以同一燃料系統(tǒng)供給燃料的區(qū)域。在圖9所示的本實施例的燃氣輪機燃燒器2中，如圖9所示，在空氣孔板31周邊區(qū)域設(shè)有六個的外側(cè)燃燒嘴37配置為包括:在相對位于空氣孔板31中心的中央燃燒嘴33為下方的斜下方兩側(cè)位置(聯(lián)焰管76的附近位置)上設(shè)置的所述特定的兩個外側(cè)燃燒嘴37A以及最下方位置的外側(cè)燃燒嘴37A這三個外側(cè)燃燒嘴37A、相比中央燃燒嘴33為上方的中央燃燒嘴33上方以及斜上方所設(shè)置的三個外側(cè)燃燒嘴37B。而且，本實施例的燃氣輪機燃燒器2以圖10所示的運轉(zhuǎn)模式運轉(zhuǎn)。與圖4所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器2的情況不同的是如下情況:在使燃氣輪機從低負荷運轉(zhuǎn)切換到負荷增加后的部分負荷運轉(zhuǎn)時，從運轉(zhuǎn)模式A切換到運轉(zhuǎn)模式B。也就是，該情況下，切換到部分負荷運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)模式B:基于來自控制裝置100的控制信號，除了操作設(shè)置在用于向中央燃燒嘴33供給燃料的第一燃料系統(tǒng)51上的燃料流量調(diào)節(jié)閥61的閥開度之外，還操作設(shè)置在第二燃料系統(tǒng)52上的燃料流量調(diào)節(jié)閥62的閥開度來調(diào)節(jié)向設(shè)置在所述三個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的燃料噴嘴25a供給的燃料供給量，使設(shè)置在三個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a的燃料噴嘴25a燃燒來增加負荷。
通過這樣僅向中央燃燒嘴33和位于三個外側(cè)燃燒嘴37A的內(nèi)周側(cè)的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a供給燃料并進行燃燒，由于形成的火焰彼此接近，所以能夠緩和火焰被周圍空氣冷卻的程度，能夠進一步抑制未燃部分的產(chǎn)生。根據(jù)本實施例，能夠?qū)崿F(xiàn)如下燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法:在搭載有多火嘴的燃氣輪機燃燒器中，在燃氣輪機的全負荷范圍內(nèi)確保燃燒穩(wěn)定性，并且同時抑制了燃氣輪機部分負荷條件下的未燃部分的產(chǎn)生和襯里金屬溫度的上升。(實施例4)使用圖11以及圖12說明本發(fā)明第四實施例的燃氣輪機燃燒器2。本實施例的燃氣輪機燃燒器2與圖1 圖5所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器2之間基本結(jié)構(gòu)以及作用效果相同，所以省略兩者共通部分的說明，針對不同部分在以下進行說明。圖11表示本發(fā)明第四實施例的燃氣輪機燃燒器。圖11所示的本實施例的燃氣輪機燃燒器2是從燃燒室觀察的燃燒嘴的主視圖。另外，針對各燃燒嘴，區(qū)分表示以同一燃料系統(tǒng)供給燃料的區(qū)域。在圖11所示的本實施例的燃氣輪機燃燒器2中，如圖11所示，在空氣孔板31周邊區(qū)域設(shè)有六個的外側(cè)燃燒嘴37配置為包括:在相對位于空氣孔板31中心的中央燃燒嘴33為下方的斜下方兩側(cè)位置(聯(lián)焰管76的附近位置)上設(shè)置的所述特定的兩個外側(cè)燃燒嘴37A、在中央燃燒嘴33的上方以及下方分別配置的兩個外側(cè)燃燒嘴37B以及設(shè)置在中央燃燒嘴33的斜上方的兩個外側(cè)燃燒嘴37B的共四個外側(cè)燃燒嘴37B。并且，本實施例的燃氣輪機燃燒器2中的燃燒嘴在中央燃燒嘴33、兩個外側(cè)燃燒嘴37A以及四個外側(cè)燃燒嘴3 7B上都在圓周上設(shè)有四列空氣孔，與之對應(yīng)，排列四列燃料噴嘴。其中，外側(cè)燃燒嘴37A以及外側(cè)燃燒嘴37B將從中心到第二列為止的空氣孔作為相同組進行控制。而且，本實施例的燃氣輪機燃燒器2與圖4所示的第一實施例的燃氣輪機燃燒器2的運轉(zhuǎn)模式同樣地以圖12所示的運轉(zhuǎn)模式運轉(zhuǎn)。搭載在高輸出的燃氣輪機裝置的燃氣輪機燃燒器每I罐的尺寸大,但是不會使空氣孔、燃料噴嘴擴大，通過如本實施例的燃氣輪機燃燒器2那樣增加噴嘴個數(shù)，能夠增加燃料與空氣的邊界面，促進燃料與空氣的混合。而且，通過達成均一預(yù)混燃燒，能夠?qū)崿F(xiàn)低NOx燃燒。在每個燃燒嘴的大小擴大并且列數(shù)增加的情況下，能夠考慮到如果僅將中心一列作為火焰保持點則不能穩(wěn)定保持火焰的情況。但是，在本實施例的燃氣輪機燃燒器2中，外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a以及外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b的空氣孔排列都為兩列，通過擴大火焰保持區(qū)域，能夠穩(wěn)定保持火焰。如本實施例的燃氣輪機燃燒器2那樣，通過使外側(cè)燃燒嘴37A的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37a以及外側(cè)燃燒嘴37B的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部37b的空氣孔的排列為兩列，部分負荷條件下的局部空燃比下降，但是燃氣輪機整體的燃料流量增加，由于能夠進行擴散性燃燒，所以能夠抑制未燃部分的排出。根據(jù)本實施例，能夠?qū)崿F(xiàn)如下燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法:在搭載有多火嘴的燃氣輪機燃燒器中，在燃氣輪機的全負荷范圍內(nèi)確保燃燒穩(wěn)定性，并且同時抑制了燃氣輪機部分負荷條件下的未燃部分的產(chǎn)生和襯里金屬溫度的上升。本發(fā)明能夠應(yīng)用 于搭載有多火嘴的燃氣輪機燃燒器以及燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法。
權(quán)利要求
1.一種燃氣輪機燃燒器，其特征在于， 具備: 燃燒室，被供給的燃料和被供給的空氣在燃燒室中混合燃燒，生成燃燒氣體； 空氣孔板，其位于所述燃燒室的上游側(cè)，形成有供給空氣的多個空氣孔；以及 多個燃料噴嘴，其向在所述空氣孔板上形成的多個空氣孔供給燃料， 以一個所述空氣孔與一個所述燃料噴嘴成對的方式在所述燃料噴嘴的下游側(cè)的位置配設(shè)有所述空氣孔， 具備多個由成對的多個所述燃料噴嘴與多個所述空氣孔構(gòu)成的燃燒嘴， 這些多個燃燒嘴由配置在燃氣輪機燃燒器的軸中心的中央燃燒嘴和配置在該中央燃燒嘴周圍的多個外側(cè)燃燒嘴構(gòu)成， 在所述中央燃燒嘴配設(shè)有向該中央燃燒嘴的燃料噴嘴供給燃料的第一燃料供給系統(tǒng)，在所述多個外側(cè)燃燒嘴配設(shè)有向作為所述外側(cè)燃燒嘴中特定外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料的第二燃料供給系統(tǒng)， 在所述多個外側(cè)燃燒嘴配設(shè)有 向作為所述特定外側(cè)燃燒嘴以外的所述外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料的第三燃料供給系統(tǒng)， 在所述多個外側(cè)燃燒嘴配設(shè)有向作為所述外側(cè)燃燒嘴外周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴外周部的燃料噴嘴供給燃料的第四燃料供給系統(tǒng)， 在燃氣輪機的低負荷、或者部分負荷的運轉(zhuǎn)條件下，經(jīng)過基于所述燃氣輪機的運轉(zhuǎn)條件選擇出的所述第一至第四燃料供給系統(tǒng)，對所述中央燃燒嘴的燃料噴嘴、或者對所述中央燃燒嘴的燃料噴嘴和配置在作為多個外側(cè)燃燒嘴中特定外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其特征在于， 多個外側(cè)燃燒嘴區(qū)分為兩組進行配設(shè)，一組為具備經(jīng)過第二燃料供給系統(tǒng)供給燃料的第一外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的特定外側(cè)燃燒嘴，另一組為具備從第三燃料供給系統(tǒng)供給燃料的第二外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的其他外側(cè)燃燒嘴， 多個外側(cè)燃燒嘴全部在該外側(cè)燃燒嘴的外周部具備外側(cè)燃燒嘴外周部，將所述外側(cè)燃燒嘴外周部作為一個組，經(jīng)過第四燃料供給系統(tǒng)供給燃料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃氣輪機燃燒器，其特征在于， 具備經(jīng)過第二燃料供給系統(tǒng)供給燃料的第一外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的特定外側(cè)燃燒嘴是所設(shè)置的多個外側(cè)燃燒嘴中配置在連接相鄰的燃氣輪機燃燒器的聯(lián)焰管附近的外側(cè)燃燒嘴。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃氣輪機燃燒器，其特征在于， 具備經(jīng)過第二燃料供給系統(tǒng)供給燃料的第一外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的特定外側(cè)燃燒嘴與具備經(jīng)過第三燃料供給系統(tǒng)供給燃料的第二外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的其他外側(cè)燃燒嘴彼此交錯地配設(shè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃氣輪機燃燒器，其特征在于， 設(shè)置有多個燃氣輪機燃燒器， 在點燃燃氣輪機燃燒器的情況下，向設(shè)置在點燃的燃氣輪機燃燒器的中央燃燒嘴、作為配置在聯(lián)焰管附近的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部供給燃料，該聯(lián)焰管連接與該點燃的燃氣輪機燃燒器相鄰的燃氣輪機燃燒器。
6.一種燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法，是權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 在燃氣輪機的低負荷的運轉(zhuǎn)條件下，經(jīng)過第一燃料供給系統(tǒng)向配置在所述中央燃燒嘴的燃料噴嘴供給燃料并使燃料在所述燃燒室中燃燒， 在負荷比所述低負荷的燃氣輪機有所增加的部分負荷的燃氣輪機運轉(zhuǎn)條件下，進一步經(jīng)過第二燃料供給系統(tǒng)向配置在作為所設(shè)置的多個外側(cè)燃燒嘴中特定外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料，并使燃料在所述燃燒室中燃燒， 在負荷比所述部分負荷的燃氣輪機進一步增加的部分負荷的燃氣輪機運轉(zhuǎn)條件下，進一步經(jīng)過第三燃料供給系統(tǒng)向配置在作為除特定外側(cè)燃燒嘴之外的所設(shè)置的多個其他所有外側(cè)燃燒嘴的內(nèi)周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴內(nèi)周部的燃料噴嘴供給燃料，并使燃料在所述燃燒室中燃燒， 在負荷進一步增加的全負荷的燃氣輪機運轉(zhuǎn)條件下，進一步經(jīng)過第四燃料供給系統(tǒng)向配置在作為所有外側(cè)燃燒嘴外周側(cè)區(qū)域的外側(cè)燃燒嘴外周部的燃料噴嘴供給燃料，并使燃料在所述燃燒室中燃 燒。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供燃氣輪機燃燒器，在燃氣輪機的全負荷范圍內(nèi)確保燃燒穩(wěn)定性，并且抑制了燃氣輪機在部分負荷條件下的未燃部分的產(chǎn)生和襯里金屬溫度的上升。該燃氣輪機燃燒器具備燃燒室，被供給燃料和空氣；空氣孔板，位于燃燒室的上游側(cè)，具有多個空氣孔；以及多火嘴，該多火嘴配置有多個燃燒嘴，該燃燒嘴具備燃料噴嘴，多火嘴由中央燃燒嘴和多個外側(cè)燃燒嘴構(gòu)成，將外側(cè)燃燒嘴區(qū)分為內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴和外周側(cè)燃料噴嘴，通過不同的燃料系統(tǒng)供給燃料，將負荷比切換到向所有燃料系統(tǒng)供給燃料的運轉(zhuǎn)模式的負荷條件低的部分負荷條件構(gòu)成為向中央燃燒嘴的燃料噴嘴、或者中央燃燒嘴的燃料噴嘴和在配置其周圍的外側(cè)燃燒嘴的內(nèi)周側(cè)燃料噴嘴供給燃料。
文檔編號F23R3/12GK103225822SQ201310027279
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月27日
發(fā)明者三浦圭佑, 小金澤知己, 阿部一幾, 齋藤武雄 申請人:株式會社日立制作所