軸方向に複数の火炎配置を有するガスタービン用低NOx燃焼器の排ガス特性
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概要
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In order to meet the demands for the stringent NOx regulations of gas turbine, the design refinements of dry low NOx (DLN) combustors have been required. In this paper, the experimental and numerical investigations on the reduction of NOx, CO emissions from DLN combustors were conducted. The combustion tests were performed by using three can-type DLN combustors (Model-A, -B and -C) that have the same design concept of axially fuel-staged combustion. The two fuel-staged combustion was applied to Model-A and Model-B, and the three fuel-staged combustion was applied to Model-C. The combustor dimensions (diameter/length) of Model-A, Model-B and Model-C are φ360/930 mm, φ180/530 mm and φ360/930 mm, respectively. Data were obtained for inlet air pressure of IMPa, air temperatures of 300 to 400℃, and combustor pressure loss of 5%. The fuel in the tests is natural gas. Combustion residence times of Model-A, Model -B and Model -C are the same value of 20 ms. As the results, the effects of liner size between Model-A and Model-B, and the differences of fuel staging between Model-A and Model-C on NOx, CO emissions are presented. The relations between variations of premixed ratio and fuel staging on NOx, CO emissions are discussed. A simple semi-empirical NOx prediction model for DLN combustor, which includes diffusion flame and multiple premixed flames, was proposed. Predicted NOx emissions based on this model showed a good agreement with the experimental data. Numerically predicted CO emissions were compared also with the experimental data. Predicted CO emissions agreed well with the experimental data, however, CO emissions were strongly affected by combustion temperatures, residence times and premixed ratios. Furthermore, CO emissions decreased to minimum levels at the combustion temperature of Tfc (about 1200℃) that depends on the residence time in the combustion region. These results indicate that NOx, CO emissions lower than 10 ppmvd are possible.
- 社団法人日本ガスタービン学会の論文
- 2004-03-20
著者
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