JP2005345002A - Cogeneration system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cogeneration system, in which stable combustion can be performed at an air heat burner, and in which hot gas of stable quality with less content of impurities can be supplied to a heating furnace. <P>SOLUTION: This cogeneration system is composed of an air heat burner 2 disposed in an exhaust duct 15 connecting a discharge port 110 of a gas turbine 11 to an inlet 190 of the heating furnace 19. Hot blast 103 generated by combustion of fuel 201 injected from the air heat burner 2 and exhaust gas 100 flowing in the exhaust duct 15 are supplied to the heating furnace 19. In the exhaust duct 15, upstream of the air heat burner 2, an exhaust duct valve 13 is disposed to open/close the exhaust duct 15. A control device 12 is composed to open the exhaust duct valve 13 when temperature of the exhaust gas 100 reaching prescribed temperature or over is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガスタービンの排気ガスを用いて燃焼を行い、この燃焼により発生させた熱風を加熱炉へ供給するよう構成されたコージェネレーションシステムに関する。   The present invention relates to a cogeneration system configured to perform combustion using exhaust gas from a gas turbine and supply hot air generated by the combustion to a heating furnace.

従来より、ガスタービンの排気ダクト内にエアヒートバーナを配設し、排気ダクト内を流れる排気ガスをさらに燃焼させて発生させた熱風を、加熱炉等に供給するよう構成されたコージェネレーションシステムが知られている。このコージェネレーションシステムによれば、排気ガスが有する熱エネルギーを利用して、加熱炉に熱風を供給することができ、加熱炉を運転する際のエネルギーを低減させることができる。このようなコージェネレーションシステムとしては、例えば、特許文献１、２に開示されたものがある。   2. Description of the Related Art Conventionally, a cogeneration system configured to supply an air heat burner in an exhaust duct of a gas turbine and supply hot air generated by further combusting exhaust gas flowing through the exhaust duct to a heating furnace or the like. Are known. According to this cogeneration system, hot air can be supplied to the heating furnace using the thermal energy of the exhaust gas, and the energy when operating the heating furnace can be reduced. Examples of such cogeneration systems include those disclosed in Patent Documents 1 and 2.

しかしながら、ガスタービンの立ち上がり直後においては、このガスタービンからの排気ガスは、その温度が低く、未燃焼成分、オイルミスト、煤等の不純物が含まれていることが多い。そして、この不純物は、エアヒートバーナによる燃焼後に生成する熱風にも残存し、この熱風と共に上記加熱炉に供給されてしまうおそれがある。また、例えば、上記加熱炉を乾燥炉として用いる場合には、上記不純物が乾燥の対象となる対象物に悪影響を及ぼしてしまうおそれがある。
さらに、ガスタービンの立ち上がり直後においては、燃焼用空気となる排気ガスの温度が低いため、エアヒートバーナの燃焼が不安定になり、ＣＯ等の未燃成分が発生しやすくなる。 However, immediately after the start of the gas turbine, the exhaust gas from the gas turbine has a low temperature and often contains impurities such as unburned components, oil mist, and soot. And this impurity remains also in the hot air produced | generated after the combustion with an air heat burner, and there exists a possibility that it may be supplied to the said heating furnace with this hot air. Further, for example, when the heating furnace is used as a drying furnace, the impurities may adversely affect an object to be dried.
Furthermore, immediately after the gas turbine starts up, the temperature of the exhaust gas serving as combustion air is low, so that the combustion of the air heat burner becomes unstable and unburned components such as CO are likely to be generated.

特許第２９６７３１４号公報Japanese Patent No. 2967314 特開２００３−３３６８３２号公報JP 2003-336832 A

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、エアヒートバーナにおいて安定して燃焼を行うことができ、不純物の含有量が少ない安定した品質の熱風を加熱炉へ供給することができるコージェネレーションシステムを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and can stably perform combustion in an air heat burner and supply hot air of stable quality with a low impurity content to a heating furnace. It is intended to provide a cogeneration system that can be used.

本発明は、ガスタービンの排気口と加熱炉の入口とを接続する排気ダクト内に、エアヒートバーナを配設してなり、該エアヒートバーナから噴出させた燃料と、上記排気ダクト内を流れる排気ガスとの燃焼により発生させた熱風を、上記加熱炉へ供給するよう構成されたコージェネレーションシステムにおいて、
上記排気ダクトには、上記エアヒートバーナの上流側に、当該排気ダクトを開閉させるための排気ダクト弁が配設されており、
上記コージェネレーションシステムを制御する制御装置は、上記ガスタービンの始動を検知してから所定時間経過したとき、又は上記排気ガスの温度が所定温度以上になったことを検知したとき、上記排気ダクト弁を開けるよう構成されていることを特徴とするコージェネレーションシステムにある（請求項１）。 In the present invention, an air heat burner is disposed in an exhaust duct connecting an exhaust port of a gas turbine and an inlet of a heating furnace, and the fuel jetted from the air heat burner flows in the exhaust duct. In a cogeneration system configured to supply hot air generated by combustion with exhaust gas to the heating furnace,
The exhaust duct is provided with an exhaust duct valve for opening and closing the exhaust duct on the upstream side of the air heat burner,
The control device for controlling the cogeneration system includes the exhaust duct valve when a predetermined time has elapsed since the start of the gas turbine was detected or when it was detected that the temperature of the exhaust gas had exceeded a predetermined temperature. The cogeneration system is configured to open the door (claim 1).

本発明にかかるコージェネレーションシステムは、上記排気ダクトに排気ダクト弁を配設し、この排気ダクト弁により、ガスタービンの始動を開始した直後の低温の排気ガスは、エアヒートバーナへ供給しない工夫を行っている。
すなわち、本例のコージェネレーションシステムにおいては、ガスタービンを始動するときには、上記排気ダクト弁を閉じておき、ガスタービンから排出される排気ガスが排気ダクトを経由して加熱炉へ流れない状態を形成する。 In the cogeneration system according to the present invention, an exhaust duct valve is provided in the exhaust duct, and the exhaust duct valve is designed to prevent the low-temperature exhaust gas immediately after starting the gas turbine from being supplied to the air heat burner. Is going.
That is, in the cogeneration system of the present example, when the gas turbine is started, the exhaust duct valve is closed to form a state in which the exhaust gas discharged from the gas turbine does not flow to the heating furnace via the exhaust duct. To do.

そのため、ガスタービンを始動した直後の低温の排気ガスがエアヒートバーナ及び加熱炉へ流入することを防止することができる。そのため、低温の排気ガス中に含まれる未燃焼成分、オイルミスト、煤等の不純物が、エアヒートバーナ及び加熱炉へ供給されてしまうことを防止することができる。   Therefore, it is possible to prevent low-temperature exhaust gas immediately after starting the gas turbine from flowing into the air heat burner and the heating furnace. Therefore, impurities such as unburned components, oil mist and soot contained in the low-temperature exhaust gas can be prevented from being supplied to the air heat burner and the heating furnace.

そして、上記制御装置は、ガスタービンの始動を検知してから所定時間経過したとき、又は上記排気ガスの温度が所定温度以上になったことを検知したときにはじめて、上記排気ダクト弁を開ける。これらのときには、ガスタービンの暖機運転は完了しており、ガスタービンの排気ガス中には不純物が殆ど含まれなくなると考えられる。また、これらのときには、排気ガスは、エアヒートバーナにおいて安定燃焼するために十分な温度に昇温されている。   The control device opens the exhaust duct valve only when a predetermined time elapses after detecting the start of the gas turbine or when it is detected that the temperature of the exhaust gas is equal to or higher than the predetermined temperature. At these times, the warm-up operation of the gas turbine has been completed, and it is considered that the exhaust gas of the gas turbine contains almost no impurities. At these times, the exhaust gas is heated to a temperature sufficient for stable combustion in the air heat burner.

そのため、上記排気ダクト弁を開けた後に、エアヒートバーナから噴出させた燃料と排気ガスとを燃焼させたときには、エアヒートバーナにおいては、不純物が少ないと共に十分に昇温された排気ガスを用いて安定して燃焼を行うことができる。そして、加熱炉へは、エアヒートバーナにおいて発生した未燃成分が少なく、不純物が殆ど含まれていない状態の熱風を供給することができる。   For this reason, when the fuel and exhaust gas ejected from the air heat burner are burned after opening the exhaust duct valve, the air heat burner uses exhaust gas that has a small amount of impurities and is sufficiently heated. Combustion can be performed stably. And the hot air of the state which has few unburned components which generate | occur | produced in the air heat burner and hardly contained impurities can be supplied to a heating furnace.

それ故、本発明のコージェネレーションシステムによれば、エアヒートバーナにおいて安定して燃焼を行うことができ、不純物の含有量が少ない安定した品質の熱風を加熱炉へ供給することができる。   Therefore, according to the cogeneration system of the present invention, it is possible to stably perform combustion in the air heat burner, and it is possible to supply hot air having a stable quality with a small impurity content to the heating furnace.

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記エアヒートバーナに噴出させる燃料としては、都市ガス、ＬＰＧの他、各種の気体燃料を用いることができる。
また、上記ガスタービンは、発電能力が２５〜３００ｋＷであるマイクロガスタービンとすることができる。 A preferred embodiment of the present invention described above will be described.
In the present invention, as the fuel to be ejected to the air heat burner, various gaseous fuels can be used in addition to city gas and LPG.
The gas turbine may be a micro gas turbine having a power generation capacity of 25 to 300 kW.

また、ガスタービンは、定常運転を行っているときの酸素濃度が１６〜１９％であると共に、温度が２５０〜３００℃である排気ガスを排気するものとすることができる。
また、本発明における加熱炉としては、塗装乾燥炉、水切り乾燥炉、焼き戻し加熱炉、ベーキング炉等、種々のものがある。特に、これらの加熱炉は、熱風に不純物が含まれていることにより問題が発生する可能性が高いため、上記コージェネレーションシステムを適用することが好ましい。 Further, the gas turbine can exhaust exhaust gas having an oxygen concentration of 16 to 19% and a temperature of 250 to 300 ° C. during steady operation.
In addition, as the heating furnace in the present invention, there are various types such as a coating drying furnace, a draining drying furnace, a tempering heating furnace, and a baking furnace. In particular, these heating furnaces are likely to cause problems due to the inclusion of impurities in the hot air, and therefore it is preferable to apply the above-mentioned cogeneration system.

また、上記排気ダクト弁は、例えば、上記排気ガスの温度が上記所定温度としての１５０℃以上になったときに開けることができる。
また、上記ガスタービンを始動してから上記排気ダクト弁を開けるまでの上記所定時間は、ガスタービンを始動してから、その排気ガスが上記所定温度になるまでに要する時間とすることができる。この時間は、ガスタービンの能力等によって異なり、実験を行って求めることが好ましい。 The exhaust duct valve can be opened, for example, when the temperature of the exhaust gas reaches 150 ° C. or more as the predetermined temperature.
Further, the predetermined time from when the gas turbine is started to when the exhaust duct valve is opened can be a time required from when the gas turbine is started until the exhaust gas reaches the predetermined temperature. This time varies depending on the capacity of the gas turbine and the like, and is preferably obtained by performing an experiment.

また、本発明において、上記排気ダクトには、上記エアヒートバーナの先端部の上流側と下流側との差圧を検出する差圧センサが配設されており、上記制御装置は、上記差圧センサにより検出した差圧が、上記エアヒートバーナにおいて安定燃焼可能な値に到達した後、当該エアヒートバーナへ上記燃料を供給して、上記燃焼を開始させるよう構成することが好ましい（請求項２）。   In the present invention, the exhaust duct is provided with a differential pressure sensor that detects a differential pressure between the upstream side and the downstream side of the tip of the air heat burner, and the control device includes the differential pressure sensor. It is preferable that the fuel is supplied to the air heat burner to start the combustion after the differential pressure detected by the sensor reaches a value at which stable combustion is possible in the air heat burner. ).

この場合には、エアヒートバーナにおいて安定燃焼可能な流量の排気ガスが流れていることを検知した後、はじめてエアヒートバーナに燃料を供給することになる。そのため、エアヒートバーナにおける不安定燃焼を未然に防ぐことができる。
なお、エアヒートバーナの先端部とは、エアヒートバーナにおける火炎形成方向の先端部のことをいい、先端部の上流側とは、先端部よりもガスタービンに近い側を意味し、先端部の下流側とは、先端部よりも加熱炉に近い側を意味する。 In this case, the fuel is supplied to the air heat burner only after detecting that the exhaust gas having a flow rate capable of stable combustion is flowing in the air heat burner. Therefore, unstable combustion in the air heat burner can be prevented in advance.
Note that the tip of the air heat burner means the tip of the air heat burner in the flame forming direction, and the upstream side of the tip means the side closer to the gas turbine than the tip. The downstream side means a side closer to the heating furnace than the tip portion.

また、本発明において、上記排気ダクトには、上記エアヒートバーナの下流側に、該エアヒートバーナにおいて発生させた熱風を上記加熱炉へ強制送風するための送風ファンが配設されていることが好ましい（請求項３）。
これにより、排気ダクト内の排気ガスの流量を安定させることができ、エアヒートバーナへ適切な流量の排気ガスを供給することが容易になる。また、これにより、加熱炉へ適切な流量の熱風を供給することも容易になる。 In the present invention, the exhaust duct is provided with a blower fan for forcibly blowing hot air generated in the air heat burner to the heating furnace on the downstream side of the air heat burner. Preferred (claim 3).
Thereby, the flow rate of the exhaust gas in the exhaust duct can be stabilized, and it becomes easy to supply the exhaust gas with an appropriate flow rate to the air heat burner. This also facilitates supplying hot air at an appropriate flow rate to the heating furnace.

また、本発明において、上記制御装置は、上記差圧センサにより検出した差圧が所定の目標範囲内になるよう上記排気ダクト弁の開度を制御するよう構成することが好ましい（請求項４）。
この場合には、エアヒートバーナに供給する排気ガスの流量を所定の目標範囲内に調整することができる。そのため、エアヒートバーナへ供給する排気ガスの流速を適切な値に維持することができ、加熱炉へ供給する熱風の流量も適切な流量に維持することができる。 In the present invention, the control device is preferably configured to control the opening degree of the exhaust duct valve so that the differential pressure detected by the differential pressure sensor is within a predetermined target range. .
In this case, the flow rate of the exhaust gas supplied to the air heat burner can be adjusted within a predetermined target range. Therefore, the flow rate of the exhaust gas supplied to the air heat burner can be maintained at an appropriate value, and the flow rate of hot air supplied to the heating furnace can also be maintained at an appropriate flow rate.

また、本発明において、上記排気ダクトは、上記ガスタービンの排気口に対して複数接続されており、上記各排気ダクトには、上記エアヒートバーナ、上記排気ダクト弁及び上記差圧センサがそれぞれ配設されており、上記制御装置は、上記各排気ダクトにおける上記各差圧センサにより検出した差圧が、それぞれ所定の目標範囲内になるよう上記各排気ダクト弁の開度を制御するよう構成することが好ましい（請求項５）。   In the present invention, a plurality of the exhaust ducts are connected to the exhaust port of the gas turbine, and the air heat burner, the exhaust duct valve, and the differential pressure sensor are arranged in each exhaust duct. The control device is configured to control the opening degree of each exhaust duct valve so that the differential pressure detected by each differential pressure sensor in each exhaust duct is within a predetermined target range. (Claim 5).

この場合は、ガスタービンに対して複数の排気ダクト及びエアヒートバーナを用いてコージェネレーションシステムを構成する場合である。そして、この場合には、ガスタービンから遠い位置にある排気ダクトへは圧損が大きいことにより、排気ガスの流量が少なくなってしまうおそれがある。
そのため、各排気ダクト弁の開度を調整することにより、各エアヒートバーナへ適切な流量の排気ガスを供給することができ、各エアヒートバーナを安定燃焼させることができる。 In this case, the cogeneration system is configured using a plurality of exhaust ducts and air heat burners for the gas turbine. In this case, the flow rate of the exhaust gas may be reduced due to a large pressure loss to the exhaust duct located far from the gas turbine.
Therefore, by adjusting the opening degree of each exhaust duct valve, it is possible to supply exhaust gas at an appropriate flow rate to each air heat burner, and to stably burn each air heat burner.

また、本発明において、上記排気ダクトには、上記排気ダクト弁と上記エアヒートバーナとの間に、外部から空気を吸入可能な吸気ダクトが接続されていると共に、該吸気ダクトには、該吸気ダクトを開閉させるための吸気ダクト弁が配設されており、上記制御装置は、上記ガスタービンの運転を停止しているときには、上記吸気ダクト弁を開けると共に上記送風ファンを動作させ、上記差圧センサにより検出した差圧が、上記エアヒートバーナにおいて安定燃焼可能な差圧になった後、当該エアヒートバーナへ上記燃料を供給し、上記空気を用いて上記燃焼を開始させるよう構成することが好ましい（請求項６）。
これにより、ガスタービンが停止しているときには、フレッシュエアを利用してエアヒートバーナを燃焼させ、この燃焼により発生させた熱風を加熱炉に供給することができる。 In the present invention, the exhaust duct is connected with an intake duct capable of sucking air from the outside between the exhaust duct valve and the air heat burner. An intake duct valve for opening and closing the duct is provided, and when the operation of the gas turbine is stopped, the control device opens the intake duct valve and operates the blower fan to After the differential pressure detected by the sensor becomes a differential pressure capable of stable combustion in the air heat burner, the fuel is supplied to the air heat burner and the combustion is started using the air. Preferred (claim 6).
Thereby, when the gas turbine is stopped, the air heat burner can be burned using fresh air, and hot air generated by this combustion can be supplied to the heating furnace.

以下に、本発明のコージェネレーションシステムにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例のコージェネレーションシステム１は、図１に示すごとく、ガスタービン１１の排気口１１０と加熱炉１９の入口１９０とを接続する排気ダクト１５内に、エアヒートバーナ２を配設してなり、このエアヒートバーナ２から噴出させた燃料２０１と、上記排気ダクト１５内を流れる排気ガス１００との燃焼により発生させた熱風１０３を、上記加熱炉１９へ供給するよう構成されている。 Hereinafter, embodiments of the cogeneration system of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Example 1)
As shown in FIG. 1, the cogeneration system 1 of this example includes an air heat burner 2 disposed in an exhaust duct 15 that connects an exhaust port 110 of a gas turbine 11 and an inlet 190 of a heating furnace 19. The hot air 103 generated by the combustion of the fuel 201 ejected from the air heat burner 2 and the exhaust gas 100 flowing in the exhaust duct 15 is supplied to the heating furnace 19.

そして、本例のコージェネレーションシステム１においては、エアヒートバーナ２及び加熱炉１９へ供給する排気ガス１００の制限、エアヒートバーナ２へ供給する排気ガス１００の流量の調整等を行っている。これにより、排気ガス１００が加熱炉１９における乾燥に悪影響を及ぼすことを防止し、かつエアヒートバーナ２において安定して燃焼を行うことができる工夫を行っている。   In the cogeneration system 1 of this example, the exhaust gas 100 supplied to the air heat burner 2 and the heating furnace 19 is restricted, the flow rate of the exhaust gas 100 supplied to the air heat burner 2 is adjusted, and the like. Thereby, it is possible to prevent the exhaust gas 100 from adversely affecting the drying in the heating furnace 19 and to perform stable combustion in the air heat burner 2.

すなわち、上記排気ダクト１５には、上記エアヒートバーナ２の上流側に、当該排気ダクト１５を開閉させるための排気ダクト弁１３が配設されている。そして、コージェネレーションシステム１を制御する制御装置１２は、上記排気ガス１００の温度Ｔが所定温度Ｔｒ（本例では供給開始温度Ｔｒという。）以上になったことを検知したときに、上記排気ダクト弁１３を開けるよう構成されている。   That is, the exhaust duct 15 is provided with an exhaust duct valve 13 for opening and closing the exhaust duct 15 on the upstream side of the air heat burner 2. When the control device 12 that controls the cogeneration system 1 detects that the temperature T of the exhaust gas 100 is equal to or higher than a predetermined temperature Tr (referred to as a supply start temperature Tr in this example), the exhaust duct 100 is operated. The valve 13 is configured to open.

また、上記排気ダクト１５には、上記エアヒートバーナ２の先端部２９の上流側と下流側との差圧（差圧値）Ｐを検出する差圧センサ１６が配設されている。そして、制御装置１２は、上記差圧センサ１６により検出した差圧Ｐが、上記エアヒートバーナ２において安定燃焼可能な値Ｐｒ（本例では安定燃焼差圧値Ｐｒという。）に到達した後、当該エアヒートバーナ２へ上記燃料２０１を供給して、上記燃焼を開始させるよう構成されている。   The exhaust duct 15 is provided with a differential pressure sensor 16 for detecting a differential pressure (differential pressure value) P between the upstream side and the downstream side of the tip end portion 29 of the air heat burner 2. Then, after the differential pressure P detected by the differential pressure sensor 16 reaches a value Pr capable of stable combustion in the air heat burner 2 (referred to as a stable combustion differential pressure value Pr in this example), the control device 12 The fuel 201 is supplied to the air heat burner 2 to start the combustion.

また、上記排気ダクト１５には、上記エアヒートバーナ２の下流側に、このエアヒートバーナ２において発生させた熱風１０３を上記加熱炉１９へ強制送風するための送風ファン１７が配設されている。
また、本例の加熱炉１９は、対象物１９５の水切り乾燥又は対象物１９５に塗装された塗料の焼付けを行う塗装乾燥炉であり、熱風１０３に不純物が含まれていないことが対象物１９５の品質向上のために重要である。 The exhaust duct 15 is provided with a blower fan 17 for forcibly blowing hot air 103 generated in the air heat burner 2 to the heating furnace 19 on the downstream side of the air heat burner 2. .
Moreover, the heating furnace 19 of this example is a coating / drying furnace for performing draining and drying of the object 195 or baking of the paint applied to the object 195, and that the hot air 103 does not contain impurities. It is important for quality improvement.

以下、詳細に説明する。
本例のコージェネレーションシステム１における排気ダクト１５には、ガスタービン１１の排気口から加熱炉１９の入口に向かって（排気ガス１００の流れの上流側から下流側に向かって）順に、排気ダクト弁１３、エアヒートバーナ２、送風ファン１７が設置されている。
本例のガスタービン１１は、マイクロガスタービン１１であり、都市ガスを燃料２０１として用いるものである。ガスタービン１１の排気口１１０近傍には、この排気口１１０から排気された排気ガス１００の温度を検出するための温度センサ１２１が配設されている。この温度センサ１２１において検出した温度データは、制御装置１２に送信されるよう構成されている。 Details will be described below.
The exhaust duct 15 in the cogeneration system 1 of this example includes an exhaust duct valve in order from the exhaust port of the gas turbine 11 toward the inlet of the heating furnace 19 (from the upstream side to the downstream side of the flow of the exhaust gas 100). 13, an air heat burner 2 and a blower fan 17 are installed.
The gas turbine 11 of this example is a micro gas turbine 11 and uses city gas as the fuel 201. A temperature sensor 121 for detecting the temperature of the exhaust gas 100 exhausted from the exhaust port 110 is disposed in the vicinity of the exhaust port 110 of the gas turbine 11. The temperature data detected by the temperature sensor 121 is configured to be transmitted to the control device 12.

上記排気ダクト弁１３は、排気ダクト１５を開閉する回動プレート（ダンパ）と、制御装置１２からの信号によって回動プレートを回動させるモータとによって構成されている。また、排気ダクト弁１３には、これが排気ダクト１５の開動作を行ったことを検出するためのリミットスイッチ１３１が配設されている。そして、制御装置１２は、リミットスイッチ１３１が排気ダクト弁１３の開動作を検出した後に、エアヒートバーナ２への燃料２０１の供給を開始するよう構成されている。
また、本例の排気ダクト弁１３は、制御装置１２からの出力信号を受けて、排気ダクト１５の開閉を行う開閉弁である。 The exhaust duct valve 13 includes a rotation plate (damper) that opens and closes the exhaust duct 15 and a motor that rotates the rotation plate in response to a signal from the control device 12. Further, the exhaust duct valve 13 is provided with a limit switch 131 for detecting that this has opened the exhaust duct 15. The control device 12 is configured to start supplying the fuel 201 to the air heat burner 2 after the limit switch 131 detects the opening operation of the exhaust duct valve 13.
The exhaust duct valve 13 of this example is an open / close valve that opens and closes the exhaust duct 15 in response to an output signal from the control device 12.

上記排気ダクト１５には、上記排気ダクト弁１３の上流側に、排気ダクト１５内を流れる排気ガス１００を外部に排気するための外部排気ダクト１５９が接続されている。そして、エアヒートバーナ２へ供給しない排気ガス１００は、外部排気ダクト１５から外部へ排出することができる。また、エアヒートバーナ２へ供給する排気ガス１００の流量が過剰である場合にも、排気ガス１００の一部を外部排気ダクト１５から外部へ排出することができる。   An external exhaust duct 159 for exhausting the exhaust gas 100 flowing in the exhaust duct 15 to the outside is connected to the exhaust duct 15 upstream of the exhaust duct valve 13. The exhaust gas 100 that is not supplied to the air heat burner 2 can be discharged from the external exhaust duct 15 to the outside. Further, even when the flow rate of the exhaust gas 100 supplied to the air heat burner 2 is excessive, a part of the exhaust gas 100 can be discharged from the external exhaust duct 15 to the outside.

また、本例の制御装置１２は、ガスタービン１１の運転を開始するときには、排気ダクト弁１３を閉じておくよう構成されている。そして、制御装置１２は、ガスタービン１１の運転を開始し、上記温度センサ１２１により検出した排気ガス１００の温度が、所定の供給開始温度Ｔｒ未満であるときには、排気ガス１００の全量を外部排気ダクト１５から外部へ排気するよう構成されている。その後、制御装置１２は、ガスタービン１１の排気ガス１００の温度が上昇し、この排気ガス１００の温度が、供給開始温度Ｔｒ以上になったときには、排気ダクト弁１３を開けて、供給開始温度Ｔｒ以上の排気ガス１００をエアヒートバーナ２へ供給するよう構成されている。   Further, the control device 12 of this example is configured to close the exhaust duct valve 13 when the operation of the gas turbine 11 is started. Then, the control device 12 starts the operation of the gas turbine 11, and when the temperature of the exhaust gas 100 detected by the temperature sensor 121 is lower than the predetermined supply start temperature Tr, the entire amount of the exhaust gas 100 is transferred to the external exhaust duct. 15 is configured to exhaust to the outside. Thereafter, when the temperature of the exhaust gas 100 of the gas turbine 11 rises and the temperature of the exhaust gas 100 becomes equal to or higher than the supply start temperature Tr, the control device 12 opens the exhaust duct valve 13 and supplies the supply start temperature Tr. The above exhaust gas 100 is configured to be supplied to the air heat burner 2.

上記排気ダクト弁１３を開ける際の排気ガス１００の供給開始温度Ｔｒは、ガスタービン１１から排気される排気ガス１００中に、未燃焼成分（ガスタービン１１において未燃状態で排気されたガス成分）、オイルミスト、煤等の不純物がほとんど含まれなくなったときの排気ガス１００の温度とすることができる。本例では、この供給開始温度Ｔｒは２２０℃とした。   The supply start temperature Tr of the exhaust gas 100 when the exhaust duct valve 13 is opened is an unburned component (gas component exhausted in an unburned state in the gas turbine 11) in the exhaust gas 100 exhausted from the gas turbine 11. The temperature of the exhaust gas 100 when impurities such as oil mist and soot are almost not included can be set. In this example, the supply start temperature Tr is 220 ° C.

また、本例の制御装置１２は、上記排気ダクト弁１３を開けて、エアヒートバーナ２へ排気ガス１００の供給を開始した後、このエアヒートバーナ２へ流れる排気ガス１００の流量が所定流量以上であることが確認できたときのみ、エアヒートバーナ２において燃焼を開始させるよう構成されている。
本例では、エアヒートバーナ２へ流れる排気ガス１００の流量は、排気ダクト１５内においてエアヒートバーナ２の周辺に設けた差圧センサ１６によって検出する。この差圧センサ１６は、エアヒートバーナ２の先端部２９の上流側と下流側との間の差圧Ｐを検出するよう構成されている。 Further, the control device 12 of this example opens the exhaust duct valve 13 and starts supplying the exhaust gas 100 to the air heat burner 2, and then the flow rate of the exhaust gas 100 flowing to the air heat burner 2 is equal to or higher than a predetermined flow rate. The air heat burner 2 is configured to start combustion only when it can be confirmed that
In this example, the flow rate of the exhaust gas 100 flowing to the air heat burner 2 is detected by the differential pressure sensor 16 provided around the air heat burner 2 in the exhaust duct 15. The differential pressure sensor 16 is configured to detect a differential pressure P between the upstream side and the downstream side of the front end portion 29 of the air heat burner 2.

そして、差圧センサ１６によって検出した差圧Ｐと、エアヒートバーナ２へ流れる排気ガス１００の流量とは比例関係にある。そのため、制御装置１２は、上記差圧Ｐがエアヒートバーナ２において安定燃焼可能な安定燃焼差圧値Ｐｒ以上であるときには、エアヒートバーナ２へ安定燃焼可能な流量の排気ガス１００が流れていると認知して、エアヒートバーナ２への燃料２０１の供給を開始して、燃焼を開始させるよう構成されている。
また、上記安定燃焼差圧値Ｐｒは、コージェネレーションシステム１の本稼動を行う前に、予め実験を行って求めておくことが好ましい。 The differential pressure P detected by the differential pressure sensor 16 and the flow rate of the exhaust gas 100 flowing to the air heat burner 2 are in a proportional relationship. Therefore, when the differential pressure P is equal to or higher than the stable combustion differential pressure value Pr that allows stable combustion in the air heat burner 2, the exhaust gas 100 at a flow rate that allows stable combustion flows to the air heat burner 2. It recognizes that, supply of the fuel 201 to the air heat burner 2 is started, and it is comprised so that combustion may be started.
Moreover, it is preferable that the stable combustion differential pressure value Pr is obtained by conducting an experiment in advance before the cogeneration system 1 is actually operated.

また、差圧センサ１６は、排気ダクト１５内に配設されたエアヒートバーナ２によって、排気ダクト１５内の排気ガス１００の流れが絞られることにより、エアヒートバーナ２の先端部２９の前後において生じる圧力差を検出するものである。
すなわち、差圧センサ１６は、エアヒートバーナ２の先端部２９の上流側と下流側とに、それぞれ上流側検出部１６１と下流側検出部１６２とを配置してなる。そして、圧力センサは、下流側検出部１６２によって検出される圧力が、上流側検出部１６１によって検出される圧力よりも大きくなることにより生じる圧力差を検出することができる。
また、本例においては、エアヒートバーナ２の先端部２９の近傍に、整流板１５１を配設しており、エアヒートバーナ２の内周側に排気ガス１００が効果的に流れるようにしている。 Further, the differential pressure sensor 16 is arranged before and after the front end portion 29 of the air heat burner 2 by restricting the flow of the exhaust gas 100 in the exhaust duct 15 by the air heat burner 2 disposed in the exhaust duct 15. The pressure difference that occurs is detected.
That is, the differential pressure sensor 16 includes an upstream side detection unit 161 and a downstream side detection unit 162 on the upstream side and the downstream side of the front end portion 29 of the air heat burner 2, respectively. The pressure sensor can detect a pressure difference generated when the pressure detected by the downstream side detection unit 162 becomes larger than the pressure detected by the upstream side detection unit 161.
Further, in this example, a rectifying plate 151 is disposed in the vicinity of the front end portion 29 of the air heat burner 2 so that the exhaust gas 100 flows effectively on the inner peripheral side of the air heat burner 2. .

図３は、エアヒートバーナ２における燃焼量を横軸にとり、エアヒートバーナ２の先端部２９の上流側と下流側との差圧（エアヒートバーナ差圧）Ｐを縦軸にとって、エアヒートバーナ２における安定燃焼可能領域（安定燃焼可能な差圧範囲）Ａを斜線からなるハッチングで示したグラフである。
同図において、エアヒートバーナ差圧Ｐが小さくなると、排気ガス１００の流量不足でエアヒートバーナ２において安定燃焼を行うことが困難になり、一方、エアヒートバーナ差圧Ｐが大きくなると、排気ガス１００の流量過剰でエアヒートバーナ２において安定燃焼を行うことが困難になることがわかる。そして、エアヒートバーナ２における燃焼量によって若干の違いはあるものの、エアヒートバーナ差圧Ｐを１５０〜４００Ｐａに維持することで安定燃焼が可能であることがわかる。 FIG. 3 shows the air heat burner 2 with the combustion amount in the air heat burner 2 on the horizontal axis and the differential pressure (air heat burner differential pressure) P between the upstream side and the downstream side of the tip 29 of the air heat burner 2 on the vertical axis. 2 is a graph in which a stable combustible region (differential pressure range in which stable combustion is possible) A in FIG.
In the figure, when the air heat burner differential pressure P becomes small, it becomes difficult to perform stable combustion in the air heat burner 2 due to the insufficient flow rate of the exhaust gas 100, while when the air heat burner differential pressure P becomes large, the exhaust gas It can be seen that it is difficult to perform stable combustion in the air heat burner 2 with an excessive flow rate of 100. And although there are some differences depending on the amount of combustion in the air heat burner 2, it can be seen that stable combustion is possible by maintaining the air heat burner differential pressure P at 150 to 400 Pa.

そして、上記エアヒートバーナ２への燃料２０１の供給を開始する際の安定燃焼差圧値Ｐｒは、上記安定燃焼可能領域Ａの下限ラインＬ１よりも大きな値とし、本例では１５０Ｐａとした。
また、エアヒートバーナ２において安定燃焼を継続して行うために、上記制御装置１２は、差圧センサ１６により検出した差圧Ｐが、安定燃焼可能な差圧範囲Ａとしての１５０〜４００Ｐａ以内になるよう上記整流板１５１の角度を調整することができる。 The stable combustion differential pressure value Pr when starting the supply of the fuel 201 to the air heat burner 2 is set to a value larger than the lower limit line L1 of the stable combustion possible region A, and is 150 Pa in this example.
Further, in order to continuously perform stable combustion in the air heat burner 2, the control device 12 allows the differential pressure P detected by the differential pressure sensor 16 to be within 150 to 400 Pa as the differential pressure range A in which stable combustion is possible. The angle of the rectifying plate 151 can be adjusted so as to be.

本例のエアヒートバーナ２は、図２に示すごとく、長手方向に向けて複数の燃料噴出穴２１１を形成してなる燃料噴出ヘッダ２１と、この燃料噴出ヘッダ２１の下流側に配設した排気ガス噴出筒２２とを有する。
上記排気ガス噴出筒２２は、上記燃料噴出ヘッダ２１の長手方向に直交する両側にそれぞれ下流側に向けて拡大傾斜して配設した一対の排気ガス噴出プレート２２１と、この一対の排気ガス噴出プレート２２１における長手方向の端部２２２同士をそれぞれ結合する一対のサイドプレート２３とからなる。上記一対の排気ガス噴出プレート２２１には、排気ガス１００の一部を排気ガス噴出筒２２の内部に噴出させるための多数の排気ガス噴出穴２２０が形成されている。 As shown in FIG. 2, the air heat burner 2 of this example includes a fuel ejection header 21 in which a plurality of fuel ejection holes 211 are formed in the longitudinal direction, and an exhaust gas disposed on the downstream side of the fuel ejection header 21. A gas ejection cylinder 22.
The exhaust gas ejection cylinder 22 includes a pair of exhaust gas ejection plates 221 disposed on both sides orthogonal to the longitudinal direction of the fuel ejection header 21 so as to be inclined toward the downstream side, and the pair of exhaust gas ejection plates. 221 includes a pair of side plates 23 that respectively couple the end portions 222 in the longitudinal direction. The pair of exhaust gas ejection plates 221 are formed with a number of exhaust gas ejection holes 220 for ejecting a part of the exhaust gas 100 into the exhaust gas ejection cylinder 22.

また、図１に示すごとく、燃料噴出ヘッダ２１には、これに燃料２０１（本例の燃料２０１は都市ガスとした。）を供給するための燃料供給管２００が接続されており、この燃料供給管２００には、エアヒートバーナ２に供給する燃料供給量を調整するための燃料供給調整弁２０２が配設されている。また、この燃料供給調整弁２０２の開度は、制御装置１２によって制御するよう構成されている。   Further, as shown in FIG. 1, a fuel supply pipe 200 is connected to the fuel ejection header 21 to supply fuel 201 (the fuel 201 in this example is city gas). The pipe 200 is provided with a fuel supply adjustment valve 202 for adjusting the amount of fuel supplied to the air heat burner 2. Further, the opening degree of the fuel supply adjusting valve 202 is configured to be controlled by the control device 12.

そして、図１、図２に示すごとく、エアヒートバーナ２における排気ガス１００と燃料２０１との燃焼は、排気ダクト１５内を流れる排気ガス１００の一部が、排気ガス噴出プレート２２１の排気ガス噴出穴２２０から排気ガス噴出筒２２の内側に入り込み、燃料噴出ヘッダ２１の燃料２０１噴出穴２２１から噴出された燃料２０１と混合されて、燃焼し、火炎を形成する。そして、エアヒートバーナ２の下流側においては、上記燃焼により発生した燃焼ガスと、エアヒートバーナ２を通過した残りの排気ガス１００とが混合されて熱風１０３が生成される。そして、この熱風１０３は、送風ファン１７によって加熱炉１９へ強制送風される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the combustion of the exhaust gas 100 and the fuel 201 in the air heat burner 2 is caused by a part of the exhaust gas 100 flowing in the exhaust duct 15 being ejected from the exhaust gas ejection plate 221. The gas enters the inside of the exhaust gas ejection cylinder 22 through the hole 220, is mixed with the fuel 201 ejected from the fuel 201 ejection hole 221 of the fuel ejection header 21, and burns to form a flame. Then, on the downstream side of the air heat burner 2, the combustion gas generated by the combustion and the remaining exhaust gas 100 that has passed through the air heat burner 2 are mixed to generate hot air 103. The hot air 103 is forcibly blown to the heating furnace 19 by the blower fan 17.

次に、ガスタービン１１の運転時におけるコージェネレーションシステム１の運転方法について、図４に記載したフローチャートと共に説明する。
図４に示すごとく、コージェネレーションシステム１の運転を開始するときには、ガスタービン１１及び制御装置１２に電源を投入し（ステップＳ１０１）、ガスタービン１１において燃料２０１を用いて運転を開始する。このとき、制御装置１２は、排気ダクト弁１３を閉じておく。
そして、制御装置１２は、ガスタービン１１の運転を開始し、上記温度センサ１２１により検出した排気ガス１００の温度が、所定の供給開始温度Ｔｒ未満であるときには、排気ガス１００の全量を外部排気ダクト１５から外部へ排気する。 Next, an operation method of the cogeneration system 1 at the time of operation of the gas turbine 11 will be described together with the flowchart shown in FIG.
As shown in FIG. 4, when the operation of the cogeneration system 1 is started, power is turned on to the gas turbine 11 and the control device 12 (step S <b> 101), and the operation is started using the fuel 201 in the gas turbine 11. At this time, the control device 12 keeps the exhaust duct valve 13 closed.
Then, the control device 12 starts the operation of the gas turbine 11, and when the temperature of the exhaust gas 100 detected by the temperature sensor 121 is lower than the predetermined supply start temperature Tr, the entire amount of the exhaust gas 100 is transferred to the external exhaust duct. Exhaust from 15 to the outside.

次いで、制御装置１２は、温度センサ１２１により排気ガス１００の温度Ｔを検出し（Ｓ１０２）、この排気ガス１００の温度が上記供給開始温度Ｔｒ以上になったか否かを監視する（Ｓ１０３）。
そして、排気ガス１００の温度が供給開始温度Ｔｒ以上になったときには、排気ダクト弁１３を開ける（Ｓ１０４）。このとき、制御装置１２は、リミットスイッチ１３１が排気ダクト弁１３の開動作を検出したか否かを監視する（Ｓ１０５）。そして、制御装置１２は、リミットスイッチ１３１が排気ダクト弁１３の開動作を検出した場合には、送風ファン１７を作動させる（Ｓ１０６）。 Next, the control device 12 detects the temperature T of the exhaust gas 100 using the temperature sensor 121 (S102), and monitors whether the temperature of the exhaust gas 100 is equal to or higher than the supply start temperature Tr (S103).
Then, when the temperature of the exhaust gas 100 becomes equal to or higher than the supply start temperature Tr, the exhaust duct valve 13 is opened (S104). At this time, the control device 12 monitors whether or not the limit switch 131 detects the opening operation of the exhaust duct valve 13 (S105). And the control apparatus 12 operates the ventilation fan 17 when the limit switch 131 detects the opening operation of the exhaust duct valve 13 (S106).

こうして、排気ダクト弁１３が開き、排気ガス１００が確実にエアヒートバーナ２及び加熱炉１９へ向けて流れる状態を形成した後に送風ファン１７を作動させることにより、送風ファン１７を保護することができる。
また、送風ファン１７により、加熱炉１９へ供給される排気ガス１００は、上記供給開始温度Ｔｒ以上の排気ガス１００となっており、この排気ガス１００中には、未燃焼成分、オイルミスト、煤等の不純物がほとんど含まれていない。そのため、排気ガス１００が加熱炉１９における乾燥に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
一方、Ｓ１０５において、リミットスイッチ１３１が排気ダクト弁１３の開動作を検出できない場合には、排気ダクト弁１３等に故障が発生したと考えられ、コージェネレーションシステム１を異常停止する。 Thus, after the exhaust duct valve 13 is opened and the exhaust gas 100 is surely formed to flow toward the air heat burner 2 and the heating furnace 19, the blower fan 17 can be operated to protect the blower fan 17. .
Further, the exhaust gas 100 supplied to the heating furnace 19 by the blower fan 17 is an exhaust gas 100 having a temperature equal to or higher than the supply start temperature Tr. The exhaust gas 100 includes unburned components, oil mist, soot It contains almost no impurities such as Therefore, the exhaust gas 100 can be prevented from adversely affecting the drying in the heating furnace 19.
On the other hand, if the limit switch 131 cannot detect the opening operation of the exhaust duct valve 13 in S105, it is considered that a failure has occurred in the exhaust duct valve 13 or the like, and the cogeneration system 1 is abnormally stopped.

次いで、制御装置１２は、上記差圧センサ１６により、エアヒートバーナ２の先端部２９における上流側と下流側との差圧Ｐを検出し（Ｓ１０７）、この差圧Ｐが上記安定燃焼差圧値Ｐｒ以上になったか否かを監視する（Ｓ１０８）。
そして、制御装置１２は、差圧Ｐが安定燃焼差圧値Ｐｒ以上になったときには、エアヒートバーナ２へ安定燃焼可能な流量の排気ガス１００が流れていると認知して、上記燃料供給調整弁２０２を開けてエアヒートバーナ２へ燃料２０１を供給し、エアヒートバーナ２における燃焼を開始する（Ｓ１０９）。 Next, the control device 12 detects the differential pressure P between the upstream side and the downstream side at the tip portion 29 of the air heat burner 2 by the differential pressure sensor 16 (S107), and this differential pressure P is the stable combustion differential pressure. It is monitored whether or not the value Pr is exceeded (S108).
Then, when the differential pressure P becomes equal to or higher than the stable combustion differential pressure value Pr, the control device 12 recognizes that the exhaust gas 100 having a flow rate capable of stable combustion flows to the air heat burner 2 and performs the fuel supply adjustment. The valve 202 is opened and the fuel 201 is supplied to the air heat burner 2 to start combustion in the air heat burner 2 (S109).

こうして、エアヒートバーナ２への燃料２０１の供給は、安定燃焼可能な温度及び流量を有する排気ガス１００が流れていることを検知した後に開始する。そのため、エアヒートバーナ２において容易に安定燃焼させることができ、エアヒートバーナ２において発生した未燃焼成分が加熱炉１９へ供給されてしまうことを防止することができる。   Thus, the supply of the fuel 201 to the air heat burner 2 is started after detecting that the exhaust gas 100 having a temperature and a flow rate at which stable combustion is possible flows. Therefore, stable combustion can be easily performed in the air heat burner 2, and unburned components generated in the air heat burner 2 can be prevented from being supplied to the heating furnace 19.

なお、制御装置１２は、送風ファン１７を作動させた後、所定時間経過しても差圧Ｐが安定燃焼差圧値Ｐｒを超えないときには、ガスタービン１１、排気ダクト弁１３又は送風ファン１７等に故障が生じたと考えられ、コージェネレーションシステム１を異常停止させることができる。
また、エアヒートバーナ２において燃焼を開始した後には、制御装置１２は、上記差圧センサ１６により検出した差圧Ｐが所定の目標範囲内になるよう上記排気ダクト弁１３の開度を制御することもできる。 When the differential pressure P does not exceed the stable combustion differential pressure value Pr even after a predetermined time has elapsed after the blower fan 17 is operated, the control device 12 has the gas turbine 11, the exhaust duct valve 13, the blower fan 17, etc. The cogeneration system 1 can be abnormally stopped.
In addition, after starting combustion in the air heat burner 2, the control device 12 controls the opening degree of the exhaust duct valve 13 so that the differential pressure P detected by the differential pressure sensor 16 falls within a predetermined target range. You can also.

こうして、エアヒートバーナ２へ供給する排気ガス１００の流量を適切な流量に維持することができ、加熱炉１９へ供給する熱風１０３の流量も適切な流量に維持することができる。また、エアヒートバーナ２へ供給する燃料供給量も適切に調整することができ、エアヒートバーナ２における燃焼量を適切に制御することができる。   Thus, the flow rate of the exhaust gas 100 supplied to the air heat burner 2 can be maintained at an appropriate flow rate, and the flow rate of the hot air 103 supplied to the heating furnace 19 can also be maintained at an appropriate flow rate. Moreover, the fuel supply amount supplied to the air heat burner 2 can also be adjusted appropriately, and the combustion amount in the air heat burner 2 can be controlled appropriately.

また、エアヒートバーナ２においては、上記不純物が少なく十分に昇温された排気ガス１００を用いて安定して燃焼を行うことができる。そして、加熱炉１９へは、エアヒートバーナ２において発生した未燃成分が少なく、不純物が殆ど含まれていない状態の熱風１０３を供給することができる。
それ故、本例のコージェネレーションシステム１によれば、エアヒートバーナ２において安定して燃焼を行うことができ、不純物の含有量が少ない安定した品質の熱風１０３を加熱炉１９へ供給することができる。 Further, in the air heat burner 2, combustion can be stably performed using the exhaust gas 100 with a small amount of impurities and a sufficiently high temperature. And the hot air 103 with few unburned components generated in the air heat burner 2 and almost no impurities can be supplied to the heating furnace 19.
Therefore, according to the cogeneration system 1 of this example, stable combustion can be performed in the air heat burner 2 and stable hot air 103 having a small impurity content can be supplied to the heating furnace 19. it can.

また、本例のコージェネレーションシステム１は、ガスタービン１１の運転を停止しているときにおいても、空気（フレッシュエア）１０２を利用してエアヒートバーナ２を燃焼させ、この燃焼により発生させた熱風１０３を加熱炉１９に供給することができるよう構成されている。
すなわち、上記排気ダクト１５には、外部から空気１０２を吸入可能な吸気ダクト１４１が接続されている。この吸気ダクト１４１は、上記排気ダクト弁１３と上記エアヒートバーナ２との間に接続されている。また、吸気ダクト１４１には、これを開閉させるための吸気ダクト弁１４が配設されている。 Further, the cogeneration system 1 of this example uses the air (fresh air) 102 to burn the air heat burner 2 even when the operation of the gas turbine 11 is stopped, and the hot air generated by this combustion. 103 can be supplied to the heating furnace 19.
That is, the exhaust duct 15 is connected to an intake duct 141 that can suck air 102 from the outside. The intake duct 141 is connected between the exhaust duct valve 13 and the air heat burner 2. The intake duct 141 is provided with an intake duct valve 14 for opening and closing the intake duct 141.

そして、上記制御装置１２は、上記ガスタービン１１の運転を停止しているときには、上記吸気ダクト弁１４を開けると共に上記送風ファン１７を動作させ、上記差圧センサ１６により検出した差圧Ｐが上記安定燃焼差圧値Ｐｒになった後、エアヒートバーナ２へ燃料２０１を供給し、空気１０２を用いて燃焼を開始させるよう構成されている。   When the operation of the gas turbine 11 is stopped, the control device 12 opens the intake duct valve 14 and operates the blower fan 17 so that the differential pressure P detected by the differential pressure sensor 16 is After reaching the stable combustion differential pressure value Pr, the fuel 201 is supplied to the air heat burner 2 and combustion is started using the air 102.

また、上記吸気ダクト弁１４は、吸気ダクト１４１を開閉する回動プレート（ダンパ）と、制御装置１２からの信号によって回動プレートを回動させるモータとによって構成されている。また、吸気ダクト弁１４には、これが吸気ダクト１４１の開動作を行ったことを検出するためのリミットスイッチ１４２が配設されている。そして、制御装置１２は、リミットスイッチ１４２が吸気ダクト弁１４の開動作を検出したときのみ、エアヒートバーナ２に燃料２０１を供給するよう構成されている。   The intake duct valve 14 includes a rotation plate (damper) that opens and closes the intake duct 141 and a motor that rotates the rotation plate in response to a signal from the control device 12. Further, the intake duct valve 14 is provided with a limit switch 142 for detecting that the intake duct 141 has opened the intake duct 141. The control device 12 is configured to supply the fuel 201 to the air heat burner 2 only when the limit switch 142 detects the opening operation of the intake duct valve 14.

次に、エアヒートバーナ２を単独で燃焼させる場合のコージェネレーションシステム１の運転方法について、図５に記載したフローチャートと共に説明する。
図５に示すごとく、コージェネレーションシステム１の運転を開始するときには、制御装置１２に電源を投入する（ステップＳ２０１）。このとき、制御装置１２は、排気ダクト弁１３を閉じておく。 Next, an operation method of the cogeneration system 1 when the air heat burner 2 is burned alone will be described together with the flowchart shown in FIG.
As shown in FIG. 5, when the operation of the cogeneration system 1 is started, the control device 12 is powered on (step S201). At this time, the control device 12 keeps the exhaust duct valve 13 closed.

次いで、制御装置１２は、吸気ダクト弁１４を開け（Ｓ２０２）、リミットスイッチ１４２が吸気ダクト弁１４の開動作を検出したか否かを監視する（Ｓ２０３）。そして、制御装置１２は、リミットスイッチ１４２が吸気ダクト弁１４の開動作を検出した場合には、送風ファン１７を作動させる（Ｓ２０４）。こうして、吸気ダクト弁１４が開き、空気１０２が確実にエアヒートバーナ２及び加熱炉１９へ向けて流れる状態を形成した後に送風ファン１７を作動させることにより、送風ファン１７を保護することができる。
一方、Ｓ２０３において、リミットスイッチ１４２が吸気ダクト弁１４の開動作を検出できない場合には、吸気ダクト弁１４等に故障が発生したと考えられ、コージェネレーションシステム１を異常停止する。 Next, the control device 12 opens the intake duct valve 14 (S202), and monitors whether the limit switch 142 detects the opening operation of the intake duct valve 14 (S203). When the limit switch 142 detects the opening operation of the intake duct valve 14, the control device 12 operates the blower fan 17 (S204). In this way, the air blowing fan 17 can be protected by opening the air intake duct valve 14 and operating the air blowing fan 17 after the air 102 is surely formed to flow toward the air heat burner 2 and the heating furnace 19.
On the other hand, if the limit switch 142 cannot detect the opening operation of the intake duct valve 14 in S203, it is considered that a failure has occurred in the intake duct valve 14 and the like, and the cogeneration system 1 is abnormally stopped.

以降、Ｓ２０５〜Ｓ２０７の各動作は、上記Ｓ１０７〜Ｓ１０９の各動作と同様であり、エアヒートバーナ２は、ガスタービン１１の停止時には、空気１０２を用いて安定燃焼することができ、コージェネレーションシステム１を安定して運転することができる。   Thereafter, the operations of S205 to S207 are the same as the operations of S107 to S109, and the air heat burner 2 can stably burn using the air 102 when the gas turbine 11 is stopped. 1 can be operated stably.

（実施例２）
本例は、上記排気ダクト１５に温度センサ１２１を設ける代わりに、制御装置１２を、ガスタービン１１の始動を検知してから所定時間経過した後に上記排気ダクト弁１３を開けるように構成した例である。 (Example 2)
In this example, instead of providing the temperature sensor 121 in the exhaust duct 15, the control device 12 is configured to open the exhaust duct valve 13 after a predetermined time has elapsed since the start of the gas turbine 11 was detected. is there.

すなわち、ガスタービン１１の運転を開始してから、排気ガス１００の温度が上記供給開始温度Ｔｒになるまでの時間は、ガスタービン１１の性能等によって決定される。そのため、本例では、制御装置１２内に、ガスタービン１１の運転を開始してからの経過時間Ｄを測定するためのタイマーを構成しておき、制御装置１２は、所定の設定時間Ｄｒが経過したときには、排気ガス１００の温度も上記供給開始温度Ｔｒ以上になっていると擬制して、排気ダクト弁１３を開けるよう構成されている。
上記設定時間Ｄｒは、ガスタービン１１を起動してから排気ガス１００の温度が供給開始温度Ｔｒ以上になるまでの時間とする。 That is, the time from when the operation of the gas turbine 11 is started until the temperature of the exhaust gas 100 reaches the supply start temperature Tr is determined by the performance of the gas turbine 11 and the like. Therefore, in this example, a timer for measuring the elapsed time D from the start of the operation of the gas turbine 11 is configured in the control device 12, and the control device 12 has passed a predetermined set time Dr. In this case, the exhaust duct valve 13 is opened by assuming that the temperature of the exhaust gas 100 is equal to or higher than the supply start temperature Tr.
The set time Dr is a time from when the gas turbine 11 is started until the temperature of the exhaust gas 100 becomes equal to or higher than the supply start temperature Tr.

本例のコージェネレーションシステム１の運転方法を、図６のフローチャートに示す。同図において、コージェネレーションシステム１の運転を開始するときには、ガスタービン１１及び制御装置１２に電源を投入する（ステップＳ３０１）。このとき、制御装置１２は、排気ダクト弁１３を閉じておく。
そして、制御装置１２は、ガスタービン１１の運転を開始してからの経過時間Ｄをタイマーで測定し（Ｓ３０２）、この経過時間Ｄが設定時間Ｄｒになるまでは、排気ガス１００の全量を外部排気ダクト１５から外部へ排気する。 The operation method of the cogeneration system 1 of this example is shown in the flowchart of FIG. In the figure, when the operation of the cogeneration system 1 is started, the gas turbine 11 and the control device 12 are powered on (step S301). At this time, the control device 12 keeps the exhaust duct valve 13 closed.
Then, the control device 12 measures the elapsed time D from the start of the operation of the gas turbine 11 with a timer (S302), and until the elapsed time D reaches the set time Dr, the entire amount of the exhaust gas 100 is externally supplied. Exhaust from the exhaust duct 15 to the outside.

次いで、制御装置１２は、上記経過時間Ｄが設定時間Ｄｒになったか否かを監視し（Ｓ３０３）、経過時間Ｄが設定時間Ｄｒを超えたときには、排気ダクト弁１３を開ける（Ｓ３０４）。
以降、Ｓ３０５〜Ｓ３０９の各動作は、上記Ｓ１０５〜Ｓ１０９の各動作と同様であり、エアヒートバーナ２は排気ガス１００を用いて安定燃焼することができ、コージェネレーションシステム１を安定して運転することができる。
本例においても、その他は、上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。 Next, the control device 12 monitors whether or not the elapsed time D has reached the set time Dr (S303). When the elapsed time D exceeds the set time Dr, the control device 12 opens the exhaust duct valve 13 (S304).
Thereafter, the operations of S305 to S309 are the same as the operations of S105 to S109, and the air heat burner 2 can stably combust using the exhaust gas 100, and the cogeneration system 1 is stably operated. be able to.
Also in this example, the other parts are the same as those in the first embodiment, and the same effects as those in the first embodiment can be obtained.

（実施例３）
本例は、図７に示すごとく、ガスタービン１１に対して複数の排気ダクト１５及びエアヒートバーナ２を配設して、コージェネレーションシステム１を構成する例である。
すなわち、本例のコージェネレーションシステム１においては、排気ダクト１５がガスタービン１１の排気口１１０に対して複数接続されており（本例では２本）、各排気ダクト１５には、エアヒートバーナ２、排気ダクト弁１３及び差圧センサ１６がそれぞれ配設されている。 (Example 3)
In this example, as shown in FIG. 7, the cogeneration system 1 is configured by arranging a plurality of exhaust ducts 15 and the air heat burners 2 with respect to the gas turbine 11.
That is, in the cogeneration system 1 of this example, a plurality of exhaust ducts 15 are connected to the exhaust port 110 of the gas turbine 11 (two in this example), and each exhaust duct 15 includes an air heat burner 2. An exhaust duct valve 13 and a differential pressure sensor 16 are provided.

また、本例の制御装置１２は、各排気ダクト１５における各差圧センサ１６により検出した差圧Ｐが、それぞれ上記安定燃焼可能な差圧範囲Ａとしての１５０〜４００Ｐａ以内になるよう各排気ダクト弁１３の開度を調整するよう構成されている。
なお、各排気ダクト１５、エアヒートバーナ２、排気ダクト弁１３、差圧センサ１６等の構成や動作方法等は上記実施例１と同様である。 In addition, the control device 12 of the present example allows each exhaust duct so that the differential pressure P detected by each differential pressure sensor 16 in each exhaust duct 15 is within 150 to 400 Pa as the differential pressure range A in which stable combustion is possible. The opening degree of the valve 13 is configured to be adjusted.
The configuration and operation method of each exhaust duct 15, air heat burner 2, exhaust duct valve 13, differential pressure sensor 16 and the like are the same as in the first embodiment.

本例のように、ガスタービン１１に対して、複数の排気ダクト１５を接続して、各排気ダクト１５におけるエアヒートバーナ２を燃焼させる場合には、ガスタービン１１から遠い位置にある排気ダクト１５（図７における図面上側の排気ダクト１５）へは圧損が大きいことにより、排気ガス１００の流量が少なくなってしまうおそれがある。
そのため、各排気ダクト弁１３の開度を調整することにより、各エアヒートバーナ２へ適切な流量の排気ガス１００を供給することができ、各エアヒートバーナ２を安定燃焼させることができる。
本例においても、その他は、上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。 As in this example, when a plurality of exhaust ducts 15 are connected to the gas turbine 11 and the air heat burner 2 in each exhaust duct 15 is burned, the exhaust duct 15 located at a position far from the gas turbine 11. The flow rate of the exhaust gas 100 may decrease due to a large pressure loss to the exhaust duct 15 on the upper side of the drawing in FIG.
Therefore, by adjusting the opening degree of each exhaust duct valve 13, the exhaust gas 100 at an appropriate flow rate can be supplied to each air heat burner 2, and each air heat burner 2 can be stably burned.
Also in this example, the other parts are the same as those in the first embodiment, and the same effects as those in the first embodiment can be obtained.

実施例１における、コージェネレーションシステムを示す説明図。1 is an explanatory diagram showing a cogeneration system in Embodiment 1. FIG. 実施例１における、エアヒートバーナを示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing an air heat burner in the first embodiment. 実施例１における、エアヒートバーナにおける燃焼量を横軸にとり、エアヒートバーナの先端部の上流側と下流側との差圧を縦軸にとって、エアヒートバーナにおける安定燃焼可能領域を示すグラフ。The graph which shows the stable combustion possible area | region in an air heat burner by making the horizontal axis | shaft into the combustion amount in an air heat burner in Example 1, and making the vertical axis | shaft into the differential pressure | voltage of the upstream of the front-end | tip part of an air heat burner. 実施例１における、ガスタービン運転時のコージェネレーションシステムの運転方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the operation method of the cogeneration system at the time of gas turbine operation in Example 1. FIG. 実施例１における、ガスタービン停止時のコージェネレーションシステムの運転方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the operation method of the cogeneration system at the time of a gas turbine stop in Example 1. FIG. 実施例２における、ガスタービン運転時のコージェネレーションシステムの運転方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the operation method of the cogeneration system at the time of gas turbine operation in Example 2. FIG. 実施例３における、排気ダクトがガスタービンの排気口に対して複数接続されたコージェネレーションシステムを示す説明図。Explanatory drawing which shows the cogeneration system in Example 3 with which the several exhaust duct was connected with respect to the exhaust port of a gas turbine.

符号の説明Explanation of symbols

１ コージェネレーションシステム
１００ 排気ガス
１０２ 空気
１０３ 熱風
１１ ガスタービン
１２ 制御装置
１３ 排気ダクト弁
１４ 吸気ダクト弁
１４１ 吸気ダクト
１５ 排気ダクト
１６ 差圧センサ
１７ 送風ファン
１９ 加熱炉
２ エアヒートバーナ
２０１ 燃料
２９ 先端部 1 Cogeneration System 100 Exhaust Gas 102 Air 103 Hot Air 11 Gas Turbine 12 Control Device 13 Exhaust Duct Valve 14 Intake Duct Valve 141 Intake Duct 15 Exhaust Duct 16 Differential Pressure Sensor 17 Blower Fan 19 Heating Furnace 2 Air Heat Burner 201 Fuel 29 Tip

Claims (6)

ガスタービンの排気口と加熱炉の入口とを接続する排気ダクト内に、エアヒートバーナを配設してなり、該エアヒートバーナから噴出させた燃料と、上記排気ダクト内を流れる排気ガスとの燃焼により発生させた熱風を、上記加熱炉へ供給するよう構成されたコージェネレーションシステムにおいて、
上記排気ダクトには、上記エアヒートバーナの上流側に、当該排気ダクトを開閉させるための排気ダクト弁が配設されており、
上記コージェネレーションシステムを制御する制御装置は、上記ガスタービンの始動を検知してから所定時間経過したとき、又は上記排気ガスの温度が所定温度以上になったことを検知したとき、上記排気ダクト弁を開けるよう構成されていることを特徴とするコージェネレーションシステム。 An air heat burner is disposed in an exhaust duct connecting the exhaust port of the gas turbine and the inlet of the heating furnace, and the fuel jetted from the air heat burner and the exhaust gas flowing in the exhaust duct In a cogeneration system configured to supply hot air generated by combustion to the heating furnace,
The exhaust duct is provided with an exhaust duct valve for opening and closing the exhaust duct on the upstream side of the air heat burner,
The control device for controlling the cogeneration system includes the exhaust duct valve when a predetermined time has elapsed since the start of the gas turbine was detected or when it was detected that the temperature of the exhaust gas had exceeded a predetermined temperature. A cogeneration system that is configured to open the door. 請求項１において、上記排気ダクトには、上記エアヒートバーナの先端部の上流側と下流側との差圧を検出する差圧センサが配設されており、
上記制御装置は、上記差圧センサにより検出した差圧が、上記エアヒートバーナにおいて安定燃焼可能な値に到達した後、当該エアヒートバーナへ上記燃料を供給して、上記燃焼を開始させるよう構成されていることを特徴とするコージェネレーションシステム。 In Claim 1, the exhaust duct is provided with a differential pressure sensor for detecting a differential pressure between the upstream side and the downstream side of the tip portion of the air heat burner,
The control device is configured to start the combustion by supplying the fuel to the air heat burner after the differential pressure detected by the differential pressure sensor reaches a value at which stable combustion is possible in the air heat burner. Cogeneration system characterized by being. 請求項１又は２において、上記排気ダクトには、上記エアヒートバーナの下流側に、該エアヒートバーナにおいて発生させた熱風を上記加熱炉へ強制送風するための送風ファンが配設されていることを特徴とするコージェネレーションシステム。   3. A blower fan for forcibly blowing hot air generated in the air heat burner to the heating furnace on the downstream side of the air heat burner in the exhaust duct according to claim 1 or 2. Cogeneration system characterized by 請求項２又は３において、上記制御装置は、上記差圧センサにより検出した差圧が所定の目標範囲内になるよう上記排気ダクト弁の開度を制御するよう構成されていることを特徴とするコージェネレーションシステム。   4. The control device according to claim 2, wherein the control device is configured to control an opening degree of the exhaust duct valve so that a differential pressure detected by the differential pressure sensor is within a predetermined target range. Cogeneration system. 請求項２〜４のいずれか一項において、上記排気ダクトは、上記ガスタービンの排気口に対して複数接続されており、
上記各排気ダクトには、上記エアヒートバーナ、上記排気ダクト弁及び上記差圧センサがそれぞれ配設されており、
上記制御装置は、上記各排気ダクトにおける上記各差圧センサにより検出した差圧が、それぞれ所定の目標範囲内になるよう上記各排気ダクト弁の開度を制御するよう構成されていることを特徴とするコージェネレーションシステム。 The exhaust duct according to any one of claims 2 to 4, wherein a plurality of the exhaust ducts are connected to an exhaust port of the gas turbine,
Each of the exhaust ducts is provided with the air heat burner, the exhaust duct valve, and the differential pressure sensor, respectively.
The control device is configured to control an opening degree of each exhaust duct valve so that a differential pressure detected by each differential pressure sensor in each exhaust duct is within a predetermined target range. Cogeneration system. 請求項３において、上記排気ダクトには、上記排気ダクト弁と上記エアヒートバーナとの間に、外部から空気を吸入可能な吸気ダクトが接続されていると共に、該吸気ダクトには、該吸気ダクトを開閉させるための吸気ダクト弁が配設されており、
上記制御装置は、上記ガスタービンの運転を停止しているときには、上記吸気ダクト弁を開けると共に上記送風ファンを動作させ、上記差圧センサにより検出した差圧が、上記エアヒートバーナにおいて安定燃焼可能な差圧になった後、当該エアヒートバーナへ上記燃料を供給し、上記空気を用いて上記燃焼を開始させるよう構成されていることを特徴とするコージェネレーションシステム。 4. The intake duct according to claim 3, wherein an intake duct capable of sucking air from outside is connected between the exhaust duct valve and the air heat burner, and the intake duct is connected to the intake duct. An intake duct valve for opening and closing is arranged,
When the operation of the gas turbine is stopped, the control device opens the intake duct valve and operates the blower fan so that the differential pressure detected by the differential pressure sensor can be stably combusted in the air heat burner. The cogeneration system is configured to supply the fuel to the air heat burner after the differential pressure is reached and start the combustion using the air.
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