30MW級ガスタービンに搭載する水素30%混焼DLE燃焼器を販売開始

川崎重工は、水素を体積比30%までの割合で天然ガスと混焼し、安定した低NOx^※1運用を実現する30MW級ガスタービン「L30A」向けDLE^※2燃焼器の販売を開始しました。8MW級「M7A-03D」および1.8MW級「M1A-17D」では、同燃焼器を市場投入しており、今回は3機種目となります。

当社のDLE燃焼器は、希薄予混合燃焼^※3と追焚き燃焼^※4を組み合わせた独自の方式を採用しています。希薄予混合燃焼は、燃料を空気と混合してから燃焼させることで局所的な高温部分をなくしNOxの発生を大幅に削減します。追焚き燃焼は、燃料を希薄予混合燃焼後の投入により、メインバーナの燃焼を安定させたままNOxをほとんど生成させることなく出力変更ができます。この燃焼方式を水素の混焼にも適用し、天然ガスと同様に低NOxかつ安定した燃焼を実現しました。

また、本燃焼器はガスタービン本体を改造することなく実装可能です。既存システムの機器を流用しながら、水素圧縮機と燃料混合システムなどを追加するだけで水素を混焼できるため、実績あるエンジンの信頼性を継承したまま水素エネルギーを活用することができます。

当社は、脱炭素社会に向けた水素エネルギーの普及を見据え、水素を「つくる」「はこぶ」「ためる」「つかう」といったサプライチェーンの技術開発を進めています。中でも、水素ガスタービンは、日本のCO₂発生量の約４割を占める発電分野において脱炭素化に貢献する、「つかう」分野の重要な製品の一つです。今後もさらなる水素燃料対応のガスタービン燃焼技術の開発を進め^※5、6、世界の人々の豊かな生活と地球環境の未来に貢献していきます。

システムの概念図

※1		窒素酸化物のこと。物が高温で燃えたときに空気中の窒素と酸素が結びついて発生する酸化物であり、光化学スモッグや酸性雨の原因物質のひとつ。大気汚染防止法や地方自治体の条例により排出量が制限されている。
※2		Dry Low Emissionの略。水や蒸気の噴射に拠らず燃焼温度を低く制御することで、NOx排出量を削減する方式。
※3		予め燃料と空気を均一に混合した希薄予混合気を燃焼器に噴射・燃焼させる方法。この燃焼方式を採用することで、局所的な高温部分のない均一な温度分布が得られ、大幅にNOxを低減することが可能となる。
※4		希薄予混合燃焼下流に燃料を投入し燃焼させる方法。追焚き燃料の調整で、希薄予混合燃焼を安定させたまま出力を変更でき、NOx排出量を安定して低く保つことが可能となる。
※5		ガスタービンDLE燃焼器に搭載する水素40%混焼技術を開発完了 https://www.khi.co.jp/pressrelease/detail/20211207_1.html
※6		水素ガスタービン開発ロードマップ https://www.khi.co.jp/energy/hydrogen-introduction.html