JP2005016901A

JP2005016901A - バーナ、燃焼装置及びプラントシステム

Info

Publication number: JP2005016901A
Application number: JP2003185721A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Ichinose; 利光一ノ瀬; Tomonori Koyama; 智規小山; Takashi Fujii; 貴藤井; Masaharu Oguri; 正治大栗
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP3924264B2

Abstract

【課題】各種プラントから放出されるガス流量（流速）、可燃性ガス発熱量の変動に対して安定した着火燃焼を実現するバーナ、燃焼装置及びプラントシステムを提供する。
【解決手段】バーナ１００を構成するヘッダ１７から放射状の配設された扁平ノズル１８に設けられた断面略Ｖ字形状の保炎板２０には、放出ガス１２のガス当接面の端部に沿って設けた保炎ロッド１０１と、該保炎リブ１０１に当接して設けられた逆Ｌ字形状の保炎ロッド１０２とが設けられており、放出ガス１２のガス流れを規制し、着火安定性を向上させるようにしている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種プラントから放出される放出ガスの流量（流速）、可燃性ガス発熱量の変動に対して安定した着火燃焼を実現するバーナ、燃焼装置及びプラントシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、石油・石炭・コークス等を扱う石油精製・化学、鉄鋼業界、及びＩＧＣＣ（ガス化複合発電：石炭・石油他）、廃棄物発電（ガス化溶融、炭化、他）等の各種プラントにおいては、プラントの起動時、停止時あるいは負荷変動・緊急停止時に大量の可燃性ガスが排出される。これらの可燃性ガスは、一酸化炭素（毒性ガス）、水素、炭化水素を主成分とし、保安上の必要性から排ガス燃焼処理装置（フレアスタック）において燃焼処理無害化している。
【０００３】
これまで、上記適用分野にて適用されてきたフレアスタックは、エレベーテッドフレアスタックが主であり、５０〜１５０ｍの高さを持つ煙突状の燃焼筒を用い、プラントから排出される可燃性ガスを煙突（スタック）上部に設置されたフレアバーナ（燃焼装置）から大気中に放出・燃焼させるものである。
【０００４】
しかしながら、このエレベーテッドフレアスタックは、可燃性ガスを大気中で燃焼させるために、可視炎（数十から数百メートルの火炎を形成するので、視覚公害となる。）、騒音、黒炎、火炎からの輻射熱、景観などの問題が環境保全上の社会問題として取り上げられその改善が必要である。
【０００５】
一方、グランドフレアスタックは、５０ｍ程度迄の煙突状の燃焼筒を用い、プラントから排出される可燃性ガスを煙突（スタック）下部に設置された複数のフレアバーナ（燃焼装置）からスタック中に放出し、燃焼させるものである（特許文献１）。
【０００６】
この結果、グランドフレアスタックは、火炎が見えない（スタックの中で燃焼完了）、低騒音（複数の低容量バーナによりスタック内で燃焼するため燃焼音が小さく、且つ防音暴風壁により音が漏れない。）、発煙無し、火炎からの輻射無し、スタックが低く景観を損なわないという利点を有する。
【０００７】
このグランドフレアスタックの一例を図９〜１１に示す。
図９（ａ）はスタックの断面概略図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面矢視図、（ｃ）は（ｂ）の一部拡大図（バーナ１１及び着火手段１４）である。図１０は図９（ａ）の部分拡大図、図１１はバーナの構成図である。
【０００８】
これらに示すように、スタック１０内の地上近傍には、複数のバーナ１１が配設されており、該バーナ１１にプラントからの放出ガス１２を供給する供給管１３と、バーナに供給された放出ガスを着火させる着火手段（例えば点火トーチ等）１４により、燃焼装置１５を構成している。なお、燃焼は自然通風によって行うので、スタック１０の周囲には風防壁１６が設けられている。なお、図９（ｂ）に示すように、主バーナ（図中中心部に位置するバーナ）の周囲には、主バーナを取り囲むように従バーナが複数設けられており、放出ガス１２の放出量に応じて放出ガスを燃焼処理するようにしている。
【０００９】
また、図９（ｃ）及び図１０，図１１に示すように、前記バーナ１１は供給管１３と連通するヘッダ１７と該ヘッダ１７に放射状に配設されたスリット開口部１８ａを有する扁平細長ガスノズル（以下「扁平ノズル」という）１８により構成されており、イグナイタ１４ａを備えた着火手段１４により、放出されたガス１２を着火・燃焼させている。扁平ノズル１８は断面が三角形状としており、ヘッダ１７とスリット内とを連通させ、放出ガス１２をスリット開口部１８ａから外部へ放出させている。なお、着火手段１４は扁平ノズル１８の間に複数配設するようにしてもよい。
【００１０】
また、図１１に示すように、バーナ１１はスリット開口部１８ａのガス吹き出し方向に所定間隔を有して支持部材１９により支持された断面略Ｖ字形状の保炎板２０が設けられており、安定燃焼を図っている。
【００１１】
しかしながら、スタックの高さが低く、且つ燃焼部位がスタック下部の地上近傍において燃焼させるため、確実にガスを燃焼無害化する必要がある。すなわち、仮に不着火の場合、可燃性毒性ガスがスタックより大気中に放出された場合、放出点が低いためガス拡散が十分でない場合着地濃度が高くなってしまう、という問題があるからである。
【００１２】
さらに、適用分野における各プラントでは、起動時・停止時、負荷変化、緊急放出操作等の運転フェーズにおいて、放出ガス量（ガス流速）、ガス発熱量が大きく変化する。特に処理ガスの発熱量が低い場合、安定燃焼するための燃焼範囲（ガス発熱量に対するガス流速範囲）が狭く、且つプラント容量（処理熱量）に対する発生（放出）ガス流量が大きいため、現状のグランドフレアにおけるフレアバーナではプラントの運転フェーズを通じて安定に燃焼無害化することが難しい状況にある。
【００１３】
すなわち、
１）プラント起動時においては、系統暖気昇温操作中の放出ガスの発熱量が変化し、発熱量ゼロの燃焼ガス又は不活性ガス状態から、ガス化運転状態への切替操作により、発熱量を持つ可燃性ガスに変化する。
また、処理ガス量（ガス流速）も系統暖気昇温中の低負荷状態（低流量）から定格負荷運転に向け急激に増加（例えば２〜１０倍程度）する。
【００１４】
２）プラント停止時においては、定常運転状態から負荷遮断（可燃性ガス利用系統への可燃性ガス遮断により大量の可燃性ガスがグランドフレアへ排出）した場合、ガス量（流速）がゼロ状態又は最小流量状態から、最大流量へ増加（数ｍ／ｓから百ｍ／ｓ弱程度へ瞬時に増加）する。
また、系統内の不活性ガス（窒素等）置換操作により流入するガスの発熱量変動（定格状態からゼロ近傍に変化する）、流量変動（最大からゼロ近傍に変化する）がある。
【００１５】
３）プラント運用においては、系統内の急激な圧力変動に対応し、グランドフレアスタックへの放出ガス量を変化させ系統内の異常圧力上昇を吸収するように運転対応する。発熱量は定格状態にてガス量が変化（放出と停止とが繰り返される。）する。
【００１６】
【特許文献１】
米国特許４，０７０，１４６公報（図９、図１２）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した既存のフレアバーナにおいては、上記（１）から（３）における可燃性ガス処理流量（流速）、可燃性ガス発熱量の変動に対して下記（ａ）〜（ｃ）に示すような課題を解決する必要がある。
【００１８】
（ａ）初期点火又は失火再点火時に、フレアバーナの扁平ノズルから噴出される可燃性ガスが着火手段のトーチ火炎位置に流通せず着火しない。
フレアバーナから噴出される可燃性ガスの流量（流速）が低いときにはトーチ火炎の位置するヘッダ側にも可燃性ガスが存在するが、流量（流速）が増加した場合、トーチ火炎位置に可燃性ガスが流通せず、着火が出来ない。
また、トーチ火炎と接する可燃性ガス流に着火、保炎をするための低流速域（渦・循環領域）が無く、火炎が接していても後流領域では火炎が吹き飛び、失火してしまう。特に、着火手段である点火トーチの火炎位置は、ヘッダに取り付けられている複数の扁平ノズル１８，１８間の火移りのため、ヘッダ１７近傍に位置しているので、着火しにくい。
すなわち、図１２に示すように、放出ガス１２の偏流が生じ、ヘッダ１７側にガス溜りが生じなくなり、ヘッダ近傍に設けた着火手段１４による着火が出来ないおそれがある。
【００１９】
（ｂ）可燃性ガス流量の増加により、フレアバーナの扁平ノズルから噴出される可燃性ガスの着火位置がノズルから離れていき、吹き飛び失火に至る。
フレアバーナ扁平ノズルの保炎板が、同ガスノズルの上部に設置されているため、ガスノズルから噴出された可燃性ガスの保炎のための低流速域（渦・循環領域）が可燃性ガスと空気が拡散混合領域に形成されない。
このため、可燃性ガス流量（流速）が増加した場合、噴出ガス流速が燃焼速度よりも早くなり、着火位置がノズルから離れていき、火炎の吹き飛び失火に至る、という問題がある。
すなわち、図１３に示すように、放出ガス１２における可燃性ガスの保炎のための低流速域（渦・循環領域）は保炎板２０の上方（放出ガス１２の内側）に形成されるのに対し、可燃性ガスの着火はノズル１８より放出し、保炎板２０にて放出ガスが拡がり、周囲の空気と混合した界面、すなわち放出ガス１２の外側に形成される。このため、ガス流速の増加とともに、着火点は保炎板２０の近傍から徐々に離れていき上方にて着火することとなる。保炎板２０の上面内側におけるガス１２の渦巻きは発生するがガスの保炎に関与せず、失火するおそれがある。
【００２０】
本発明は、前記問題に鑑み、各種プラントから放出されるガス流量（流速）、可燃性ガス発熱量の変動に対して安定した着火燃焼を実現するバーナ、燃焼装置及びプラントシステムを提供する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する第１の発明は、プラントからの放出ガスを供給するヘッダと、該ヘッダを中心として放射状に配されたスリット開口部を有する扁平ノズルと、該扁平ノズルのガス吹き出し側に所定間隔を有すると共に、スリット開口部に沿って設けられた保炎板と、該保炎板のガス当接面に設けられたガス流れ規制部材とを具備することを特徴とするバーナにある。
【００２２】
第２の発明は、第１の発明において、前記ガス流れ規制部材が少なくとも保炎ロッド又は保炎リブの何れかを含んでなり、両者が一体又は別体に設けられてなることを特徴とするバーナにある。
【００２３】
第３の発明は、第２の発明において、前記保炎リブが逆Ｌ字形状であることを特徴とするバーナにある。
【００２４】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記保炎板が断面略Ｖ字型であり、該保炎板の傾斜面に保炎リブが千鳥配列で設けられてなることを特徴とするバーナにある。
【００２５】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記放出ガスが低カロリーガスであることを特徴とするバーナにある。
【００２６】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つのバーナと、放出ガスをバーナへ供給する供給管と、供給された放出ガスを着火させる着火手段と、前記バーナ及び着火手段を囲み、上方から燃焼排ガスを排出するスタックとを具備することを特徴とする燃焼装置にある。また、バーナは主バーナとその周囲に設けた従バーナとからなるようにしてもよい。この場合において、主バーナにのみ着火手段を有するようにしてもよい。
【００２７】
第７の発明は、第６の発明において、バーナがスタック内地上近傍に設置されてなることを特徴とする燃焼装置にある。
【００２８】
第８の発明は、第６又は７に記載の燃焼装置を具備し、プラントからの放出ガスを燃焼処理することを特徴とするプラントシステムにある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００３０】
［第１の実施の形態］
図１及び図２を参照して本実施の形態にかかるバーナについて説明する。
本実施の形態にかかるバーナは、前述した図９に示す、スタック内の地上側に設けられ、プラント放出ガスを燃焼させるバーナ１１と主構造は同一であり、同一部材については、同一符号を付して説明は省略する。
【００３１】
図１に示すように、本実施の形態にかかるバーナ１００を構成するヘッダ１７から放射状の配設された扁平ノズル１８に設けられた断面略Ｖ字形状の保炎板２０には、放出ガス１２のガス当接面にガス流れ規制手段が設けられている。本実施の形態では、前記ガス流れ規制手段としては、保炎板２０の端部に沿って設けた保炎ロッド１０１と、該保炎ロッド１０１に当接して設けられた逆Ｌ字形状の保炎リブ１０２とを例示しており、放出ガス１２のガス流れを規制し、着火安定性を向上させるようにしている。
なお、本発明においては、ガス流れ規制手段が保炎ロッド１０１、保炎リブ１０２に限定されるものではなく、放出ガス１２のガス流れを規制し、その流れ方向を反転させて、一種のガス溜まりを形成させるような部材であれば、いずれの形状のものを用いてもよい。
【００３２】
前記保炎ロッド１０１は、図２に示すように、その断面形状が円形のものを用いたが、これに限定されるものではなく例えば矩形状であってもよい。
この保炎ロッド１０１を設けることにより、図３中の左側部分に示すように、放出ガス１２のガス流れの一部が剥離されて大きな内側に向けた渦流１０３ａを保炎板２０の上方側近傍に、小さな外側に向けた渦流１０３ｂを保炎板２０外側側方に形成するようにしている。
この渦流１０３ａ，１０３ｂの発生により、ガス溜まりが形成され、着火手段により、着火安定性が向上する。
【００３３】
また、保炎板２０には、図１及び図２に示すように、保炎リブ１０２が所定間隔をもって配設されており、この保炎リブ１０２により、放出ガス１２のガス流れを規制するようにしている。
この保炎リブ１０２は保炎板２０のガス当接側の傾斜面に沿って設けられた縦位置リブ１０２ａと、保炎板２０の長手方向と同一方向に沿って設けられた横位置リブ１０２ｂとから構成されており、またその逆Ｌ字部の内側部分をヘッダ１７側に向けている。
【００３４】
また、図４に示すように、保炎リブ１０２は保炎板２０の傾斜面の左右では同一位置には装着せず、左右で千鳥配列になるように、装着している。また、隣接するノズル同士においても、各ノズルに設けた保炎板２０−１、２０−２、２０−３・・・において、千鳥配列になるようにしている。なお、図４においては、その一部を表し、その他は省略しているが全ての保炎板に保炎リブが配設されている。また、保炎ロッドも省略している。
【００３５】
上述したような構成において、扁平ノズル１８は、ヘッダ１７から分岐されているとともに、その構造が上部開口部と、下部はヘッダを起点として上部開口部へ傾斜した三角形状をなしているので、放出ガス１２は横方向流が加わるので斜め上方の流れが強くなる。
そして、開口部１８ａから噴出する放出ガス１２は保炎板２０の両斜面表面に沿って斜め上方向へ流れる。この流れには、直接傾斜表面から末端に設けた保炎ロッド１０１に衝突して上昇する流れと、一端保炎リブ１０２に衝突してから上昇する流れの両方のガス流れが生じる。
【００３６】
すなわち、放出ガス１２は開口部１８ａより放出されるが、放出ガス１２は先ず、保炎リブ１０２を構成する縦位置リブ１０２ａ及び保炎板２０下面の斜面側に当接し、ガス流速が減速されるとともに、ガス流れ方向が変化する。そして、縦位置リブ１０２ａに当接したガスは、縦位置リブ１０２ａにより流れの角度が上昇流に変化し、次に横位置リブ１０２ｂと保炎板下面に当接し、その後ヘッダ１７側にガス流れが変化する。また、一方、横位置リブ１０２と保炎板２０下面の傾斜面に直接当接した放出ガス１２は隣接する扁平ノズル側にガス流れが変化する。また、その一部は保炎リブ１０２内において、反転渦流となる。
反転したガス流れはその後、再度上昇流に変化して最後は保炎ロッド１０１に衝突しながら上昇する。その際、保炎板２０の下面と保炎リブ１０２との間において、衝突してガスの一部は反転流を形成し、ガス溜まりを生ずる。
このように、従来では放出ガス１２の流速が速くなると扁平ノズルからの噴出ガスはノズル先端側（ヘッダ側から離れた方向）に偏り、ヘッダ１７側には供給されにくい状況であったが、高い流速の場合でもヘッダ１７側に安定して供給されることになった。
【００３７】
よって、保炎板２０に保炎ロッド１０１、保炎リブ１０２を設けることにより、ガス流れの状態が規制され、ヘッダ１７側にガス溜まりが生じるようになったので、着火手段１４であるトーチ火炎によって安定着火される。着火されたバーナ火炎は、負荷が低く低カロリーか燃焼ガスの噴出速度が遅い場合には、ガス開口部１８ａの全面においてバーナ火炎が形成される。また、隣接するノズル同士の火移り性も向上する。
【００３８】
また、図９（ｂ）に示すように、放出ガス１２の供給量に応じて主バーナの周囲に設けた従バーナに放出ガスを供給する場合においても、ガス溜まりが生じるので良好な着火を行うことができる。
【００３９】
このガス流れの状態について図５を用いて更に詳細に説明する。
図５（ａ）は保炎リブ１０２の内側（ヘッダ側）のガス流れの状態を示している模式図である。図５（ｂ）は保炎リブ１０２の外側のガス流れの状態を示している模式図である。図５（ｃ）はバーナの下側から上側をみた模式図である。
図５に示す模式図は、バーナ１００を構成するヘッダ１７に放射状に配設されたノズル１８−１、１８−２から放出されるガス及び火炎の状態を示す。
図５（ａ）に示すように、ノズル１８−１、１８−２から放出された放出ガスは、保炎リブ１０２からの火炎が火種となり、安定着火する（図中、Ａ部）。また、ノズル１８−１、１８−２から放出された放出ガスは、火炎同士の衝突及び保炎リブ１０２、保炎ロッド１０１での渦形成により、安定着火する（図中、Ｂ部）。また、保炎リブ１０２により、下向き火炎が形成され、低流速の放出ガス１２が空気中に拡散され、安定した保炎となる（図中Ｃ部）。
【００４０】
また、図５（ｂ）に示すように、保炎リブ１０２、保炎ロッド１０１の渦形成により、安定着火する（図中Ｄ部）。
また、図５（ｂ）に示すように、保炎リブ１０２からの火炎が火種となり、また、保炎ロッド１０１の渦形成により、安定着火する（図中Ｅ部）。
【００４１】
この結果、初期点火又は失火再点火時に、フレアバーナの扁平ノズルから噴出される放出ガス中の可燃性ガスがトーチ火炎位置に流通することになり、安定着火を図ることができる。
また、噴出される可燃性ガスの流量（流速）が増加した場合においても、トーチ火炎位置に可燃性ガスが流通することになり、安定着火を図ることができる。
また、トーチ火炎と接する可燃性ガス流に着火・保炎をするための低流速域（渦・循環領域）が多くなり、失火することが防止される。特に、逆Ｌ字形状の保炎リブによりヘッダ側のガス流れが生じ、ヘッダに取り付けられている複数の扁平ノズル間の火移りが向上する。
【００４２】
また、点火手段の有無にかかわらず保炎のための低流速領域（渦・循環領域）が扁平ノズル間に存在するため、可燃性ガス流量の増加があった場合においても、扁平ノズルから噴出される可燃性ガスの着火位置がノズルから離れることがなく、従来のような吹き飛びによる失火が発生することが防止される。
保炎板２０に設けた保炎リブ１０２により、ノズル１８の開口部１８ａから噴出された可燃性ガスのガス流れが規制され、保炎のための低流速域（渦・循環領域）が形成され、可燃性ガスと空気との拡散混合領域が増大する。
この結果、可燃性ガス流量（流速）が増加した場合でも、着火位置がノズルから離れていくことがなく、従来のような火炎の吹き飛び失火に至ることが解消される。
【００４３】
なお、放出ガス１２の燃焼に必要な空気は、放出ガス１２のガス流によって随伴されるが、その大部分は複数の保炎リブ１０２同士の間を通過して主燃焼領域に供給さる。
【００４４】
プラントの運転においては、負荷上昇に伴い低カロリーガスの噴出速度が増大していくと、バーナ火炎は保炎ロッドの着火部が希薄となっていき、保炎がおびやかされるようになるが、保炎板２０の下側傾斜面及び保炎リブ１０２の間に形成された偏低流領域には着火源である渦流が安定して形勢されているので、例えば発熱量が６００ｋｃａｌ／ｍ^３Ｎで、５０ｍ／ｓ以上の高い流速であっても安定した着火が可能となり、安定した燃焼を継続することができる。
一方、保炎板にガス流れ規制手段を設けない場合には、例えば発熱量が１１００ｋｃａｌ／ｍ^３Ｎで、３ｍ／ｓ以下と低い流速でしか安定着火を行うことができなかった。また、本実施の形態においては、同様の発熱量の場合（１１００ｋｃａｌ／ｍ^３Ｎ）には、９０ｍ／ｓという高い流速でも安定した着火を持続することができた。
このときの保炎板２０の長さは、１２００ｍｍであり、Ｖ字傾斜部の長さは５０ｍｍであった。また、保炎ロッド１０１は直径６ｍｍのものを用い、保炎リブ１０２は縦位置リブ１０２ａが４０×５０ｍｍ、横位置リブ１０２ｂが４０×４０ｍｍのものを用いた。
【００４５】
保炎ロッド及び保炎リブの大きさは特に限定されるものではないが、保炎ロッドはＶ字傾斜部の長さの１／２０〜１／１０、保炎リブはＶ字傾斜部の長さの１／５〜１／１とするのが好ましい。
【００４６】
ここで、本発明で低カロリーのガスとは油・石炭などをガス化（部分酸化）して発生する発熱量が低いガスをいい、例えば６００〜３０００ｋｃａｌ／ｍ^３Ｎ程度のガスをいう。なお、前述したようにプラントの起動時や安全弁が作動した場合にはカロリーがゼロの高いガスを放出する場合もあるし、低カロリーの放出ガスを燃焼する場合もある。
【００４７】
また、図６に示すように、保炎リブ１０２−１，１０２−２を異なるようにし、ヘッダ１７側にいくにつれて小さい形状、又はリブ長さが小さいものを配設するようにしてもよい。
これにより、ヘッダ１７から離れた流速の大きな放出ガス１２のガス流れをヘッダ側に反転させるようにすることができる。
【００４８】
また、保炎板２０の形状も略Ｖ字形状に限定されるものではなく、Ｕ字形状や凹形状のもの等を用いてもよい。
【００４９】
また、本発明においては、グランドフレアスタック用のバーナに適用しているが、これに限定されるものではなく、エレベーテッドフレアスタックのバーナに適用するようにしてもよい。
【００５０】
［第２の実施の形態］
本実施の形態では、第１の実施の形態においては、保炎リブと保炎ロッドとは別体であったが、本実施の形態では両者を一体化させたものである。
図７に本実施の形態にかかる保炎板の概略図を示す。
【００５１】
図７に示すように、本実施の形態では、保炎板２０の全長に亙って一定間隔で交互に長短の幅を有して切欠かれた保炎プレート１１０を、保炎板２０の傾斜表面の末端部に装着するとともに、傾斜面に沿ってガス流れを規制するＩ型保炎リブ１１１を装着したものである。第１の実施の形態のようなガス流れ規制手段に保炎ロッド１０１と保炎リブ１０２とからなる場合には別部材であるが、本実施の形態では平板を加工するだけでよいので、構成部材が簡略化され、部材削減に寄与することができる。
なお、ガス流れの規制は第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００５２】
［第３の実施の形態］
本実施の形態では、第１又は２の実施の形態にかかるバーナ１００を用いて、プラントシステムを構築したものである。図８はガス化炉を有するプラントの概略図である。
【００５３】
図８に示すように、液体・固体燃料（石炭、石油等）や廃棄物・バイオマスなどをガス化させるガス化炉２０１と、ガス化ガス中の煤塵等を除去する除塵手段２０２と、除塵されたガス中の不純物（窒素化合物、硫黄化合物等）を除去するガス精製手段２０３と、精製ガスを利用して発電する複合発電手段２０４とからなるプラントシステムにおいて、プラントからの放出ガス１２をガス供給管１３により供給し、燃焼させる燃焼装置２０５を設けている。この燃焼装置２０５のバーナに上述した保炎板２０にガス規制手段を設けた保炎板を供えたバーナ１００とすることで、プラントから放出される放出ガス１２がどのようなガス条件になった場合においても、常に安定して放出ガスの燃焼を行うことができる。また、図示しない安全弁からの放出ガスも処理するようにしている。
【００５４】
本実施の形態では、ガス化プラントを例にして説明したが、本発明のプラントは石油・石炭・コークス等を扱う石油精製・化学、鉄鋼業界、及びＩＧＣＣ（ガス化複合発電：石炭・石油他）、廃棄物発電（ガス化溶融、炭化、他）等の各種プラントからの放出ガスを安定して燃焼することができ、各種プラントにおいて本発明にかかる燃焼装置を有することで、安全なプラントの操業を図ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、初期点火又は失火再点火時に、フレアバーナの扁平ノズルから噴出される放出ガス中の可燃性ガスが点火トーチ火炎位置に流通することになり、安定着火を図ることができる。
【００５６】
また、噴出される可燃性ガスの流量（流速）が増加した場合においても、着火手段である点火トーチ火炎位置に可燃性ガスが流通することになり、安定着火を図ることができる。
【００５７】
また着火手段の有無にかかわらず（従バーナ、着火手段が失火した場合）、保炎のための低流速領域（渦・循環領域）が扁平ノズル間に存在するため、可燃性ガス流量の増加があった場合においても、扁平ノズルから噴出される可燃性ガスの着火位置がノズルから離れることがなく、従来のような吹き飛びによる失火が発生することが防止される。
【００５８】
よって、このようなバーナを備えた燃焼装置を用いることで、安全なプラントの操業を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかるバーナの概略図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる保炎板の斜視図である。
【図３】ガス流れの模式図である。
【図４】バーナの平面図である。
【図５】ガス流れ及び燃焼の模式図である。
【図６】保炎板の他の実施の形態にかかる斜視図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる保炎板の概略図である。
【図８】プラントシステムの概略構成図である。
【図９】燃焼装置の概略図である。
【図１０】図９（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】従来のノズルの構成図である。
【図１２】従来の燃焼状態の模式図である。
【図１３】従来のガス流れの模式図である。
【符号の説明】
１０スタック
１１バーナ
１２放出ガス
１３供給管
１４着火手段
１５燃焼装置
１６風防壁
１７ヘッダ
１８ａスリット開口部
１８扁平ノズル
１９支持部材
２０保炎板
１００バーナ
１０１保炎ロッド
１０２保炎リブ

Claims

プラントからの放出ガスを供給するヘッダと、
該ヘッダを中心として放射状に配されたスリット開口部を有する扁平ノズルと、
該扁平ノズルのガス吹き出し側に所定間隔を有すると共に、スリット開口部に沿って設けられた保炎板と、
該保炎板のガス当接面に設けられたガス流れ規制部材とを
具備することを特徴とするバーナ。
請求項１において、
前記ガス流れ規制部材が少なくとも保炎ロッド又は保炎リブの何れかを含んでなり、両者が一体又は別体に設けられてなることを特徴とするバーナ。
請求項２において、
前記保炎リブが逆Ｌ字形状であることを特徴とするバーナ。
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記保炎板が断面略Ｖ字型であり、該保炎板の傾斜面に保炎リブが千鳥配列で設けられてなることを特徴とするバーナ。
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記放出ガスが低カロリーガスであることを特徴とするバーナ。
請求項１乃至５のいずれか一つに記載のバーナと、
放出ガスをバーナへ供給する供給管と、
供給された放出ガスを着火させる着火手段と、
前記バーナ及び着火手段を囲み、上方から燃焼排ガスを排出するスタックとを具備することを特徴とする燃焼装置。
請求項６において、
バーナがスタック内地上近傍に設置されてなることを特徴とする燃焼装置。
請求項６又は７に記載の燃焼装置を具備し、プラントからの放出ガスを燃焼処理することを特徴とするプラントシステム。