川崎重工のガスタービンと燃焼器の位置【拡大】
そこで、実績のあるDLE燃焼器をベースに、パイロットバーナーとメーンバーナーは天然ガス焚き用、逆火などのリスクの低い追焚きバーナーは水素ガス焚き用に改良。これにより、使用する全燃料の体積当たり60%に相当する水素ガス混焼を実現。宇宙航空研究開発機構(JAXA)の高温高圧燃焼試験設備で低NOx性能を確認した。
「発想を変え、予混合部ではなく、独自開発の追焚きバーナーに水素を入れることで、安定して60%の水素混焼が可能になった」と笠部長は説明する。
開発途中には苦労もあった。「水素を追焚きバーナーに投入するところまでは比較的容易に進んだ」が、水素の特性からNOxの増加を抑えられなかった。ノズルを改造して試験を行ったが、ノズルを溶かしてしまうハプニングも経験。このため、さまざまなバリエーションを検討することになったが「試験に先立って詳細に解析したため、短期間で正解に達することができた」という。
来年度から営業展開計画
開発した水素ガス混焼ガスタービンは、石油精製工場や石油化学工場から発生する未利用の副生水素ガスを有効利用できる。このため天然ガス使用量を減らし、CO2を削減できる。また水素ガスを体積当たり0~60%の間で、任意の割合で利用可能なため、顧客の副生ガスの発生状況に自在に対応できる。