高炉ガスの成分およびその熱量の変動が大きい特徴に基づき、特定型ガスタービン燃焼室の燃料適応性を体系的に研究した。詳細な化学反応機構を連結した数値シミュレーション手法により、異なる熱量および成分条件下でのガスタービン燃焼室の総合的な性能特性を得て、温度場および成分流場の分布とその影響機構を重点的に分析した。研究結果は、同一初期条件および燃料熱量条件下で、燃料中のH₂とCOの体積比の増加に伴い、燃焼室出口の平均温度が1769.35 Kから1710.11 Kに低下し、温度分布係数が0.044から0.016に低下し、出口NO_x排出量が7.56×10^–6 mol/m³から1.49×10^–6 mol/m³に低下し、CO排出量が993.98×10^–6 mol/m³から421.95×10^–6 mol/m³に低下し、燃焼効率が98.48%から99.14%に向上したことを示した。燃料中のCO₂とN₂の体積比の増加に伴い、燃焼室出口の平均温度が1739.30 Kから1694.99 Kに低下し、温度分布係数が0.032～0.045の範囲で変動し、出口NO_x排出量が3.18×10^–6 mol/m³から1.39×10^–6 mol/m³に低下し、CO排出量が633.73×10^–6 mol/m³から832.45×10^–6 mol/m³に増加し、燃焼効率が98.89%から98.56%に低下した。さらに、燃料熱量の増加に伴い、燃焼室出口の平均温度が1587.30 Kから1862.39 Kに大幅に上昇し、温度分布係数は下降傾向を示し、NO_x排出量は0.29×10^–6 mol/m³から18.66×10^–6 mol/m³に増加し、CO排出量は459.25×10^–6 mol/m³から1030.61×10^–6 mol/m³に増加し、燃焼効率は99.14%から98.33%に低下した。最後に20組のデータを用いて非線形曲面フィッティングを行い、熱量範囲が3～5 MJ/m³の高炉ガスについて、このフィッティング式のR²はすべて0.90以上であり、低熱量燃料のガスタービン燃焼室の制御に理論的根拠を提供できる。

高炉ガス;詳細反応機構;燃焼性能;汚染物質排出;ガスタービン