(57)【要約】【課題】本発明の目的は、更なる低ＮＯｘ化を図ることにある。【解決手段】本発明は、空気を酸素と窒素に分離する空気分離装置と、石炭と該空気分離装置が生成した前記酸素によって石炭ガス化ガスを生成するガス化炉と、該ガス化炉が生成した前記石炭ガス化ガスによって燃焼ガスを生成するガスタービン燃焼器と、該燃焼ガスによって駆動するタービンとを備え、空気分離装置によって生成された窒素をガスタービン燃焼器内筒の外周側壁面に噴射する噴射孔を設けた隔壁をガスタービン燃焼器外筒の内側に設けることを特徴とする。【効果】本発明によれば、更なる低ＮＯｘ化を図ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を酸素と窒素に分離する空気分離装置と、
石炭と該空気分離装置が生成した前記酸素によって石炭ガス化ガスを生成するガス化炉と、
該ガス化炉が生成した前記石炭ガス化ガスによって燃焼ガスを生成するガスタービン燃焼器と、
該燃焼ガスによって駆動するタービンとを備え、
前記ガスタービン燃焼器は、外筒と、該外筒の内側に配置され、前記石炭ガス化ガスを燃焼させる燃焼室を内部に形成する内筒と、前記石炭ガス化ガスによって燃焼させるバーナとを有した石炭ガス化プラントにおいて、
前記空気分離装置によって生成された前記窒素を前記内筒の外周側壁面に噴射する噴射孔を設けた隔壁を前記外筒の内側に設けることを特徴とする石炭ガス化プラント。
【請求項２】
請求項１記載の石炭ガス化プラントであって、
前記ガスタービン燃焼器のバーナは、前記燃焼室の上流側に配置され、燃焼用空気を前記燃焼室に供給する空気孔を備えた空気孔プレートと、該空気孔プレートの上流側に配置され、前記石炭ガス化ガスを前記空気孔に噴射する燃料ノズルとを有することを特徴とする石炭ガス化プラント。
【請求項３】
請求項１記載の石炭ガス化プラントであって、
前記バーナ近傍の内筒壁面のみに前記窒素を噴射するように、前記隔壁に窒素を噴射する前記噴射孔を設けることを特徴とする石炭ガス化プラント。
【請求項４】
空気を酸素と窒素に分離する空気分離装置と、
石炭と該空気分離装置が生成した前記酸素によって石炭ガス化ガスを生成するガス化炉と、
該ガス化炉が生成した前記石炭ガス化ガスによって燃焼ガスを生成するガスタービン燃焼器と、
該燃焼ガスによって駆動するタービンとを備え、
前記ガスタービン燃焼器は、外筒と、該外筒の内側に配置され、前記石炭ガス化ガスを燃焼させる燃焼室を内部に形成する内筒と、前記石炭ガス化ガスによって燃焼させるバーナとを有した石炭ガス化プラントの燃焼方法において、
前記空気分離装置によって生成された前記窒素を前記内筒の外周側壁面に噴射し、前記内筒を前記窒素によって冷却した後に、前記窒素と燃焼用空気を混合して低酸素濃度空気を生成し、前記バーナに該低酸素濃度空気を供給することを特徴とする石炭ガス化プラントの燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭ガス化発電プラント及び石炭ガス化発電プラントの燃焼方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガスタービン燃焼器は燃料の多様化が検討されている。具体的には、ガスタービンの主要燃料である液化天然ガス（ＬＮＧ）以外に、水素を含む副生燃料などを利用することが検討されている。水素は燃焼時に二酸化炭素（ＣＯ2）を発生させないため、地球温暖化防止に貢献できる燃料である。水素を含む副生燃料は、製鉄プロセスにおいて、高炉の原料となるコークス炉より発生するガス（ＣＯＧ：Coke Oven Gas）や、石油製油所で発生するオフガスなどがある。また、石炭や重質油を酸素でガス化して得られるガス化燃料も水素を含む燃料である。石炭や重質油などを酸素でガス化して、ガス化燃料によってガスタービンで発電する石炭ガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ：Integrated Coal Gasification Combined Cycle）は、豊富な資源を有効利用した発電システムであり、欧米を中心に実用化されている。
【０００３】
また、近年、地球温暖化防止の観点から燃料中の炭素分を分離・除去するＣＯ2分離回収システム（ＣＣＳ：Carbon Dioxide Capture and Storage）が検討されている。このＣＯ2分離回収システムは、ＩＧＣＣやその他の発電システムへの適用も検討されている。ＣＣＳによってＣＯ2を分離回収した後の燃料は水素を多量に含む水素リッチ燃料となる。そのため、水素リッチ燃料を使用する燃焼器は、水素含有燃料特有の課題に対応する必要がある。また、ＩＧＣＣプラントは、炭種やガス化炉負荷，ＣＣＳの運転条件などによって燃料組成が異なるため、燃料組成の変化に対応可能な燃焼器が必要となる。ＩＧＣＣプラントで発生する代表的なガスは中カロリーガスである。この中カロリーガスは、一般的な高カロリー燃料であるＬＮＧに比べると、火炎温度が高くＮＯｘ低減の対策が必要となる。また、ＣＣＳを設けることによって多量に発生する水素は可燃範囲が広く燃焼速度が速いため、燃焼の際に火炎がバーナに接近しやすくなる。
【０００４】
ＩＧＣＣプラントのガスタービン燃焼器が予混合燃焼方式を採用した場合、バーナに形成される火炎位置などの変化によって予混合気流路内に火炎が逆火しやすくなり、燃焼器の信頼性を損なう恐れがある。一方、拡散燃焼方式は、予混合燃焼に比べて燃焼器の信頼性を損なうリスクは低くなるものの、局所火炎温度が高くなりＮＯｘ排出量が増加する。その対策として、空気分離装置で発生する窒素を燃焼器内部に噴射し、局所火炎温度の低下によってＮＯｘの低減を図るシステムを採用する。但し、プラント効率を向上させるために、窒素温度を上昇させたり、プラントで発生する窒素噴射量を十分に確保できない場合、ＮＯｘ環境値を満足できず、蒸気噴射などの追加的措置が必要となる。
【０００５】
これらの燃焼方式以外に高温領域を緩和する方式として、分散希薄燃焼方式が挙げられる。これは、噴射する燃料を空気流で包み込み、空気孔を通過する際の縮流と急拡大によって燃料と空気を急速に混合する方式であり、特許文献１にそれらの構造が記されている。
【０００６】
また、石炭を酸素でガス化して発電するＩＧＣＣプラントにおいて、空気分離装置より発生する窒素をガスタービン燃焼器に供給する例としては、特許文献２が開示されている。特許文献２に記載されている燃焼器は、火炎安定化のための拡散バーナと、低ＮＯｘのための予混合バーナを組み合わせたものである。この燃焼器は、内筒を窒素で冷却することにより、内筒に供給する冷却空気を削減する。この冷却空気削減に伴い、予混合バーナに供給する燃焼用空気を増加させて混合気を希薄化し、ＮＯｘ濃度を低下させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１４８７３４号公報
【特許文献２】特開平８−６８３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の燃焼器は、空気孔を通過する際の縮流と急拡大によって燃料と空気を急速に混合させている。しかし、水素リッチ燃料を使用した場合、水素リッチ燃料は燃焼速度が速いため、燃料濃度に偏差が残った状態で着火し、ＮＯｘ濃度が増加する可能性があった。
【０００９】
また、特許文献２の燃焼器も、燃料組成や燃料流量が変化すると、予混合気中の燃料濃度に偏差が生じ、ＮＯｘ濃度が増加する可能性があった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、更なる低ＮＯｘ化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、空気分離装置によって生成された窒素を内筒の外周側壁面に噴射する噴射孔を設けた隔壁を外筒の内側に設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、更なる低ＮＯｘ化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１を示す燃焼器構造図である。
【図２】実施例１に関する燃焼器の正面図である。
【図３】実施例１に関するバーナの部分拡大図である。
【図４】実施例１に関する燃料濃度を示す概念図である。
【図５】実施例１に関する燃料濃度と火炎温度の関係を示す図である。
【図６】実施例１を示す発電プラントの系統概略図である。
【図７】実施例１に関するガスタービン負荷に対する燃料流量の変化を示す図、窒素流量及び抽気空気流量の変化を示す図である。
【図８】実施例２に関するバーナ正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図６は、本実施例の石炭ガス化発電プラントに関する系統概略を示したものである。まず、本プラントの構成及び系統について説明する。
【００１６】
本実施例のガス化発電プラントは、ガス化炉２１，ガス精製装置２２，ＣＯ2分離回収装置２３，ガスタービン５，空気分離装置１１などを備える。ガス化炉２１は石炭２０によって石炭ガス化ガス６０を発生させ、ガス精製装置２２は脱硫・脱塵により燃料中の不純物を除去し、ＣＯ2分離回収装置２３は燃料中の炭素分を水蒸気とのシフト反応によってＨ2とＣＯ2を発生させ、ＣＯ2を分離・除去する設備である。ＣＯ2分離回収装置２３を出た石炭ガス化ガス６３は、ガスタービン燃焼器３に供給され、熱エネルギーを発生させる。そして、タービン４は回転エネルギーを生じ、発電機６に動力を伝え、発電する。空気分離装置１１は、圧縮機２からの抽気空気１０３とバックアップ用圧縮機１４からの吐出空気１１０を供給することが可能である。そして、ガスタービンの起動前でも、バックアップ用空気圧縮機１４の吐出空気１１０により、ガス化炉２１に必要な酸素１２０を供給できる。起動用の液体燃料５１にてガスタービン５を起動し、圧縮機２から空気分離装置１１へ抽気空気１０３を供給可能になると、抽気空気１０３の増加によりバックアップ用圧縮機１４の吐出空気１１０はその流量を減少できる。
【００１７】
空気分離装置１１で製造した酸素１２０は、酸素用昇圧圧縮機１５により昇圧後、ガス化炉２１へ供給される。また、空気分離によって発生した窒素１３０は窒素用昇圧圧縮機１３により昇圧後、ガスタービン燃焼器３に供給される。
【００１８】
そして、ガスタービン燃焼器３に供給される燃料の組成はＣＯ2分離回収の前後で大きく異なる。ＣＯ2回収前の代表的組成はＨ2，ＣＯを主要成分とした燃料（組成Ａ）となる。一方、ＣＯ2回収装置によって燃料中のＣＯを水蒸気とシフト反応させＣＯ2に変換後、分離・回収することによって燃料中のＣＯ濃度が減少する。そのため、ＣＯ2分離回収装置２３から排出された石炭ガス化ガスは、ＣＯ2回収率が高くなる条件では燃料中のＨ2濃度が高くなり、Ｈ2リッチ燃料となる（組成Ｂ）。本プラントにおいてＨ2リッチ燃料をガスタービンに供給中、ＣＯ2分離回収装置２３に不具合などが生じた場合、ＣＯ2分離回収装置２３を停止しなければならない。ＣＯ2分離回収装置２３を停止中、ガスタービン燃焼器には組成Ａの燃料が供給される。また、組成Ａの燃料をガスタービンに供給中、ＣＯ2分離回収装置２３に石炭ガス化ガスを通過させるため系統を切り替えると、ガスタービン燃焼器に供給される燃料は組成Ａから組成Ｂに変化し、燃料中のＨ2濃度が大きく変化する。そのため、ガスタービン燃焼器はこれらの組成変化に対応する必要がある。特に、燃料が組成Ａから組成Ｂに変化した場合、燃料中のＨ2濃度の増加に伴い燃焼速度が速くなるため、予混合燃焼による低ＮＯｘ燃焼では逆火のリスクが高くなる。
【００１９】
図１は、ガスタービンの系統図、及びガスタービン燃焼器の拡大図を示す。ガスタービン５は、圧縮機２，ガスタービン燃焼器３，タービン４，発電機６、及び起動用モーター８などを備える。ガスタービン５は、圧縮機２が大気より吸込んだ空気１０１を圧縮し、燃焼用空気１０２をガスタービン燃焼器３へと供給する。ガスタービン燃焼器３は圧縮機２による燃焼用空気１０２と起動用の液体燃料５１、または石炭ガス化ガス６２（６３）との混合・燃焼によって燃焼ガス１４０を発生させ、燃焼ガス１４０をタービン４に供給する。タービン４は燃焼ガス１４０の供給により回転動力が与えられ、タービン４の回転動力が圧縮機２及び発電機６に伝達される。圧縮機２に伝えられた回転動力は圧縮動力に用いられ、発電機６に伝えられた回転動力は電気エネルギーに変換される。
【００２０】
ガスタービン燃焼器３は、圧力容器である外筒１０と、外筒１０の内側に設けられ、燃焼室１２を内部に形成する内筒１５１と、燃焼室１２の上流側に火炎を形成する外周バーナ３００、及び起動用液体燃料とガス燃焼が可能なパイロットバーナ３０１と、燃焼室１２で発生した燃焼ガス１４０をタービン４へ導く尾筒（図示せず）などを備えている。低ＮＯｘ燃焼を行うための外周バーナ３００は、空気孔プレート３１５に開口した複数の空気孔３１０と、空気孔３１０の上流側に位置し、且つ空気孔３１０に燃料を噴射する複数の燃料ノズル３２０を備える。一方、パイロットバーナ３０１は、複数の空気孔と燃料ノズルで構成するバーナの半径方向中心部に、油ノズル３０２を配置している。本実施例の燃焼器は、パイロットバーナ３０１を燃焼器の径方向中心部に配置し、その外周側に外周バーナ３００を複数配置している。
【００２１】
内筒１５１と外筒１０との間には、円筒状の隔壁１５０が設けられている。図２に、隔壁１５０の断面図を示す。そして、隔壁１５０の下流端は、外筒１０と接合されている。外筒１０と隔壁１５０に囲まれた円環状の空間は、窒素用昇圧圧縮機１３からの窒素１３０が流れる。また、円筒状の隔壁１５０には、窒素を噴射させるための窒素噴射孔１３５が設けられている。窒素噴射孔１３５は環状構造とし、バーナに近い軸方向位置の内筒１５１に窒素噴流が衝突するように配置される。窒素噴射孔１３５は周方向に複数配置され、燃焼器軸方向に５列配置されている。窒素噴射孔１３５より噴射した窒素１３０は噴流となって内筒１５１の外周側壁面に衝突し、その衝突噴流によって内筒１５１を冷却する。そして、窒素１３０は燃焼用空気１０２と混合しながら隔壁１５０と内筒１５１との間の空間を流れ、外周バーナ３００やパイロットバーナ３０１の空気孔３１０に流入する。従って、各バーナには燃焼用空気１０２と窒素１３０が混合した低酸素濃度空気１０２ａが供給される。低酸素濃度空気１０２ａと石炭ガス化ガス６２，６３との混合・燃焼によって、火炎２００、及び２０１が形成される。
【００２２】
以下、ガス化発電プラントを例とした運転方法について説明する。始動時、ガスタービンは起動用モーター８などの外部動力によって駆動される。ガスタービン回転数が燃焼器の着火条件に相当する回転数で一定に保持され、着火に必要な燃焼用空気１０２をガスタービン燃焼器３に供給し、着火条件が成立する。そして、起動用の液体燃料５１を油ノズル３０２から燃焼室１２に供給し、着火する。その後、燃焼ガス１４０がタービン４に供給され、液体燃料５１の流量増加と共にタービン４が昇速する。そして、起動用モーター８が離脱して、ガスタービンは自立運転に入り、無負荷定格回転数に到達する。ガスタービンが無負荷定格回転数に到達した後、発電機６の併入、さらに液体燃料５１の流量増加によりタービン４の入口ガス温度が上昇し、負荷が上昇する。負荷併入後、空気分離装置１１に必要な抽気空気１０３を圧縮機２より抽気することで、空気分離装置１１が酸素を生成する。また、空気分離装置１１が生成した窒素１３０はガスタービン燃焼器３へ供給される。なお、空気分離装置１１に必要な空気はバックアップ用圧縮機１４からも供給できる。そのため、空気分離装置１１より酸素１２０をガス化炉に供給することにより、ガスタービンの起動前からガス化炉の運転が可能となる。
【００２３】
ガスタービン燃焼器は、空気分離装置１１で発生した窒素１３０を内筒１５１に噴射することにより、液体燃料焚き運転時も局所火炎温度を低下でき、ＮＯｘ排出濃度を抑制することが可能となる。その後、ガス化炉負荷の上昇に伴い石炭ガスの供給が可能になると、燃焼器では液体燃料焚きからガス焚きへ燃料を切り替える。燃料切り替え操作は、ほぼ一定の負荷条件において行い、パイロットバーナ３０１から噴出する液体燃料５１の流量を減少させると同時に石炭ガス化ガス６２（または６３）の流量を増加させ、ガス専焼に切り替える。ガス専焼に切り替えた後は、外周バーナ３００の燃料流量を増加することにより負荷の上昇が可能となる。これらの運転スケジュールの概略を図７（ａ），（ｂ）に示す。
【００２４】
図７（ａ）は、ガスタービン回転数及びガスタービン負荷に対する液体燃料５１と石炭ガス化ガス６２（または６３）の流量変化を示し、図７（ｂ）は抽気空気及び窒素噴射流量の変化概略をそれぞれ示す。図７（ａ）における石炭ガス化ガスの流量は、燃焼器に供給する全流量を示している。図中の（ａ）〜（ｅ）の状態は、
（ａ）起動用燃料による着火
（ｂ）無負荷定格回転数
（ｃ）燃料切り替え開始時
（ｄ）燃料切り替え完了時
（ｅ）定格負荷
を表わす。そして、状態（ａ）〜（ｃ）が起動用燃料の専焼、状態（ｃ），（ｄ）が起動用燃料と石炭ガス化ガスとの混焼、状態（ｄ），（ｅ）がガス専焼の運転状態となる。
【００２５】
起動用燃料による着火を完了し、ガスタービンの無負荷定格回転数に到達後、ガスタービン燃焼器に窒素１３０を供給することが可能となる。図７（ｂ）は、無負荷定格回転数に到達し、負荷併入後に窒素を供給している。但し、バックアップ用圧縮機の吐出空気を空気分離装置に供給することで、無負荷定格回転数に到達する前から窒素をガスタービン燃焼器へ供給することもできる。燃焼器へ窒素を供給後、ガスタービンの負荷上昇に伴い、圧縮機２から空気分離装置１１へ空気を抽気することが可能となる。抽気空気の流量はガスタービン負荷の変化とほぼ比例関係にある。その後、石炭ガス化ガスの供給が可能となると、ガスタービン燃焼器は液体燃料焚きからガス焚きへの燃料切り替えが可能となる［状態（ｃ）］。燃料切り替え中［状態（ｃ），（ｄ）］は燃焼安定性確保のため、ほぼ一定負荷条件のもと、窒素流量や抽気空気流量を一定に保ち、運転する。液体燃料５１の流量減少と石炭ガス化ガス６２（または６３）の流量増加によってガス専焼へ燃料を切り替える［状態（ｄ）］。ガス専焼に切り替え後、燃料流量の増加に伴い負荷を増やすことが可能となる。
【００２６】
次に、図２〜図５を用いて、低酸素濃度空気を用いた低ＮＯｘ化の概念について説明する。図２は、図１で示したガスタービン燃焼器を下流側（燃焼室側）から見た図である。燃焼器の径方向中心部に、液体燃料燃焼とガス燃焼が可能なパイロットバーナ３０１を備え、その外周側に外周バーナ３００を複数配置している。これらのバーナは、燃料ノズルと空気孔を備えた同軸噴流バーナを備える。そして、パイロットバーナ３０１は、ガス燃焼が可能な同軸噴流バーナの内側に油ノズル３０２を備えている。一方、内筒１５１の外周側には、隔壁１５０が設けられ、この隔壁１５０には内筒１５１の外周側壁面に向けて窒素１３０を噴射する窒素噴射孔１３５を備えている。噴射した窒素１３０は、噴流となって内筒１５１に衝突し熱伝達により内筒壁面を冷却する（インピンジメント冷却）。内筒１５１を冷却した窒素１３０は燃焼用空気と混合し、外周バーナ及びパイロットバーナの空気孔３１０に供給される。
【００２７】
図３は外周バーナ３００における空気孔と燃料ノズルの部分拡大図を示したものである。空気孔プレート３１５に開口した空気孔３１０の上流側に、空気孔に燃料を噴射する燃料ノズル３２０を配置している。燃料ノズル３２０の先端には燃料を噴出するための噴孔３２０ａを備えており、燃焼室へ向けて燃料の噴射が可能である。燃料ノズルの周囲から、窒素と燃焼用空気が混合した低酸素濃度空気１０２ａが供給され、噴射した石炭ガス化ガス６２（６３）と低酸素濃度空気１０２ａは、空気孔入口での縮流と出口における急拡大によって急速に混合し、火炎２００が形成される。この混合過程において、火炎に流入する混合気（図３のＭ部）には燃料濃度分布が存在する。
【００２８】
図４は、空気孔に相当する噴流径に対する燃料濃度分布を模式的に表わしたものである。燃料の噴孔と同軸上に位置する空気孔の径方向中心部は、燃料と空気を混合した平均的な燃料濃度Ｃaveよりも高くなりやすい（Ｃ1）。また、燃料噴孔の外周側は平均的な燃料濃度よりも低くなりやすい（Ｃ0）。この濃淡が大きくなると、燃料濃度の高い領域でＮＯｘ濃度が高くなる。これらの現象を、図５の火炎温度をもとに説明する。
【００２９】
図５は、燃料と空気の混合気濃度（当量比）に対する理論火炎温度の変化を示したものである。図中には、燃料と空気による火炎温度、及び燃料と低酸素濃度空気による火炎温度とを比較して示している。まず、バーナ出口においてＮＯｘを低下させるための設計温度をａ℃とする。この温度は、燃料と空気を使用する場合、平均的な燃料濃度Ｃave1での運転を想定している。そして、燃料と空気の混合気に燃料濃度偏差が生じＣ1の当量比に達していると、火炎温度はｄ℃となり、設計温度ａ℃よりも高くなる。そのため、火炎温度の上昇によってＮＯｘ濃度が高くなる。これに対し、空気と窒素を混合した低酸素濃度空気を用いると、ａ℃の設計温度における平均的な燃料濃度はＣave2となる。そして、燃料濃度の偏差によって局所的にＣ1の当量比が存在しても、低酸素濃度空気による火炎温度はｂ℃（ｂ℃＜ｄ℃）にとどまる。即ち、通常の燃料と空気の混合気に比べ、プラントで発生する窒素を利用することでＮＯｘ濃度をより抑制することが可能となる。
【００３０】
このように、空気分離装置１１によって生成された窒素１３０を内筒１５１の外周側壁面に噴射する窒素噴射孔１３５を設けた隔壁１５０を外筒１０の内側に設けることにより、石炭ガス化プラントで発生する窒素などの不活性媒体は内筒１５１を冷却した後、燃焼用空気１０２と混合され、低酸素濃度空気となる。この低酸素濃度空気を各バーナに供給することで、バーナ部に燃料濃度の偏差が生じても火炎温度の上昇を抑制することが可能となり、低ＮＯｘ燃焼が可能となる。従って、内筒の冷却に燃焼用空気を使用せずに済むと同時に、更なる低ＮＯｘ化を図ることが可能である。
【００３１】
そして、従来の拡散燃焼器において蒸気噴射などの追加的措置は不要となり、蒸気噴射設備費の削減とプラント効率の向上に寄与できる。
【００３２】
また、本実施例のガスタービン燃焼器のバーナは、燃焼室１２の上流側に配置され、燃焼用空気１０２を燃焼室１２に供給する空気孔３１０を備えた空気孔プレート３１５と、空気孔プレート３１５の上流側に配置され、石炭ガス化ガスを空気孔３１０に噴射する燃料ノズル３２０とを有するため、燃料と空気の混合距離が短く、逆火などのリスクを排除できる。従って、ＩＧＣＣプラントに前記バーナを適用することで、ＣＯ2分離回収装置の運転状態によってガスタービン燃焼器に供給される燃料組成が変化しても、逆火などのリスクを排除できる。そして、ガスタービン機器を停止することなく同一の燃焼器で連続的に運転することが可能となる。しかも、バーナには低酸素濃度空気を供給するため、燃料組成変化によって燃料濃度の偏差が生じても火炎温度の上昇を抑制できるため、低ＮＯｘ燃焼が可能となる。
【実施例２】
【００３３】
本実施例は、窒素噴射孔の周方向ピッチの変更例である。図８は、燃焼器下流側から見た構造図である。内筒１５１の内壁面と、燃焼器上流側に配置した外周バーナ３００は、スペースの関係上隣接して配置される。燃焼器の運転条件などによって、内筒１５１の内壁面は外周バーナ３００に形成される火炎２００の影響を受け、内筒１５１の内壁面Ａ部のメタル温度がＢ部に比べて高くなる可能性がある。本実施例は、Ａ部のメタル温度上昇を抑制するものである。具体的には、バーナ近傍の内筒壁面（Ａ部）に窒素を効果的に供給するために、バーナに近接する隔壁１５０に窒素噴射孔１３５を集中的に開口する。外周バーナ間（Ｂ部）のメタル温度の上昇はＡ部に比べて低い。そのため、窒素によるインピンジメント冷却をＢ部に施さなくても、メタル温度の上昇度合いは低い。Ａ部を中心に冷却した窒素は、燃焼用空気と混合した低酸素濃度空気となり、外周バーナ３００及びパイロットバーナ３０１に設けた空気孔３１０に供給される。そして、低酸素濃度空気と燃料との燃焼により、実施例１と同様に低ＮＯｘ燃焼が可能となる。
【００３４】
これまで、パイロットバーナには油ノズルを備えた構成例を示したが、起動用燃料に液化石油ガス（ＬＰＧ）やＬＮＧなどの高カロリー燃料を用いても同様の効果が得られる。その場合、パイロットバーナは外周バーナと同様のノズル構成となる。
【００３５】
また、外周バーナにおいては、石炭ガス化ガスを供給した場合の実施例を示したが、ＬＮＧやＬＰＧなどの高カロリー燃料，コークス炉ガスや石油製油所で発生するＨ2リッチ燃料など、石炭ガス化ガス以外の燃料でも同様の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
２  圧縮機
３  ガスタービン燃焼器
４  タービン
５  ガスタービン
６  発電機
８  起動用モーター
１０  外筒
１１  空気分離装置
１２  燃焼室
２０  石炭
２１  ガス化炉
２２  ガス精製装置
２３  ＣＯ2分離回収装置
５１  液体燃料
６２，６３  石炭ガス化ガス
１０１  空気
１０２  燃焼用空気
１０２ａ  低酸素濃度空気
１０３  抽気空気
１２０  酸素
１３０  窒素
１３５  窒素噴射孔
１４０  燃焼ガス
３００  外周バーナ
３０１  パイロットバーナ
３０２  油ノズル
３１０  空気孔
３１５  空気孔プレート
３２０  燃料ノズル
３２０ａ  噴孔
【図１】
2010230287.tif 000003
【図２】
2010230287.tif 000004
【図３】
2010230287.tif 000005
【図４】
2010230287.tif 000006
【図５】
2010230287.tif 000007
【図６】
2010230287.tif 000008
【図７】
2010230287.tif 000009
【図８】
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