JP2011247554A - Combustion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve more stable combustion in a combustion device that uses biogas.SOLUTION: The combustion device 1 in which standard fuel and biogas are mixed for combustion includes: a standard fuel line 10 for supplying standard fuel as main fuel; a biogas line 30 configured to supply the biogas as sub-fuel, and having biogas supply valves 31, 32 for regulating the supply of the biogas; and a controller 50 for controlling the opening/closing of the biogas supply valve 31 to regulate the mixing quantity of the biogas with respect to the standard fuel.

Description

本発明は、ボイラ等において燃料を燃焼させる燃焼装置に関し、特に、燃料としてバイオガスを用いる燃焼装置に関する。   The present invention relates to a combustion apparatus that burns fuel in a boiler or the like, and more particularly to a combustion apparatus that uses biogas as fuel.

近年、環境問題への意識の高まりから、下水汚泥や有機性工場排水等を発酵させることで得られるバイオガスをエネルギー源として有効利用しようとする機運が高まっている。例えば、下記特許文献1乃至4には、バイオガスを燃料として用いる燃焼装置が開示されている。   In recent years, due to increasing awareness of environmental issues, there has been an increasing tendency to effectively use biogas obtained by fermenting sewage sludge and organic factory wastewater as an energy source. For example, Patent Documents 1 to 4 listed below disclose combustion apparatuses that use biogas as fuel.

ところで、通常、バイオガスは発生量や成分が安定しないため、燃料としてバイオガスを単独で使用すると、燃焼が不安定となったり、所望の出力が安定して得られないといったことが生じてしまう。このため、下記特許文献1乃至4では、都市ガス等の安定供給可能な燃料をバイオガスに補助的に混合させて使用することが開示されている。   By the way, normally, since the generation amount and components of biogas are not stable, if biogas is used alone as a fuel, combustion may become unstable or a desired output may not be stably obtained. . For this reason, the following Patent Documents 1 to 4 disclose that a fuel that can be stably supplied, such as city gas, is supplementarily mixed with biogas and used.

特開2002−226878号公報JP 2002-226878 A 特開2003−065083号公報JP 2003-065083 A 特開2003−065084号公報JP 2003-065084 A 特開2003−222324号公報JP 2003-222324 A

しかし、成分が不安定なバイオガスを燃料として使用すれば、安定した燃焼の障害となることは避けられず、バイオガスを燃料として使用することで、不完全燃焼が発生し易くなってしまう。また、着火時等の燃焼状態が安定していないときにバイオガスを燃料として使用すると、不完全燃焼が助長されるだけでなく、火が消えてしまうことにもなる。   However, if a biogas having an unstable component is used as a fuel, it is inevitable that it becomes an obstacle to stable combustion, and incomplete combustion is likely to occur by using biogas as a fuel. Further, when biogas is used as a fuel when the combustion state such as ignition is not stable, not only incomplete combustion is promoted but also the fire is extinguished.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、バイオガスを使用する燃焼装置において、より安定した燃焼を実現することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a subject, and aims at implement | achieving more stable combustion in the combustion apparatus which uses biogas.

上記課題を解決するために、本発明に係る燃焼装置は、標準燃料とバイオガスとを混合して燃焼させる燃焼装置において、主燃料としての標準燃料を供給する標準燃料ラインと、副燃料としてのバイオガスを供給する、バイオガスの供給を調整するバイオガス供給弁を有するバイオガスラインと、前記標準燃料に対する前記バイオガスの混合量を調整するために前記バイオガス供給弁の開閉を制御する制御器と、を備えることを特徴とする。なお、上記バイオガス供給弁は、単独の弁で構成される場合だけでなく、遮断弁と流量制御弁の組み合わせ等、複数の弁で構成される場合も含む。   In order to solve the above-described problems, a combustion apparatus according to the present invention includes a standard fuel line that supplies standard fuel as a main fuel and a secondary fuel as a secondary fuel in a combustion apparatus that mixes and burns standard fuel and biogas. A biogas line having a biogas supply valve for supplying biogas and adjusting a supply of biogas, and a control for controlling opening and closing of the biogas supply valve to adjust a mixing amount of the biogas with respect to the standard fuel And a vessel. The biogas supply valve includes not only a single valve but also a plurality of valves such as a combination of a shutoff valve and a flow control valve.

本発明によれば、バイオガスを混合することによる不完全燃焼の発生や火が消えるのを防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of incomplete combustion and the extinction of fire due to mixing of biogas.

図1は、本発明の実施形態に係る燃焼装置の構成を概略的に示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本実施形態におけるバイオガスの混合タイミングを燃焼モードと対比させて示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the biogas mixing timing in the present embodiment in comparison with the combustion mode. 図3は、本実施形態に係る安定燃焼を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining stable combustion according to the present embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る燃焼装置について説明する。本実施形態では、ボイラに搭載された燃焼装置を例に挙げて説明する。図1は、本実施形態に係る燃焼装置の構成を概略的に示す模式図である。同図に示すように、燃焼装置1は、ボイラ5に搭載される燃焼装置であり、メインバーナ6、パイロットバーナ7、燃料供給ライン10、燃焼装置1を含むボイラ5を制御するための制御器50を備えている。   Hereinafter, a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a combustion apparatus mounted on a boiler will be described as an example. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the combustion apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, a combustion apparatus 1 is a combustion apparatus mounted on a boiler 5, and a controller for controlling the boiler 5 including a main burner 6, a pilot burner 7, a fuel supply line 10, and the combustion apparatus 1. 50.

燃料供給ライン10は、標準燃料供給ライン20とバイオガス供給ライン30と、メイン供給ライン40と、パイロット供給ライン45とを備えている。標準燃料供給ライン20は、燃焼装置1の主燃料である都市ガスを供給するラインである。標準燃料供給ライン20は、ラインを流れる標準ガスの流量を調整するための流量制御弁22を備えている。標準燃料としては、プロパンガス等のガス燃料や、灯油や軽油等の液体燃料を供給するようにしても良い。   The fuel supply line 10 includes a standard fuel supply line 20, a biogas supply line 30, a main supply line 40, and a pilot supply line 45. The standard fuel supply line 20 is a line that supplies city gas that is the main fuel of the combustion apparatus 1. The standard fuel supply line 20 includes a flow rate control valve 22 for adjusting the flow rate of the standard gas flowing through the line. As standard fuel, gas fuel such as propane gas or liquid fuel such as kerosene or light oil may be supplied.

バイオガス供給ライン30は、燃焼装置1の副燃料であるバイオガスを供給するラインであり、バッファタンク35、電磁弁31、流量制御弁32を備えている。バッファタンク35には、バッファタンク35内のバイオガス含有量を検出するためのセンサ36が設けられている。センサ36としては、例えば、圧力センサや差圧センサが用いられる。   The biogas supply line 30 is a line for supplying biogas, which is a secondary fuel of the combustion apparatus 1, and includes a buffer tank 35, an electromagnetic valve 31, and a flow control valve 32. The buffer tank 35 is provided with a sensor 36 for detecting the biogas content in the buffer tank 35. For example, a pressure sensor or a differential pressure sensor is used as the sensor 36.

電磁弁31及びセンサ36は、制御器50に接続されている。センサ36の出力は制御器50に送信され、制御器50は、電磁弁31の開閉を制御する。制御器50は、センサ36の出力からバッファタンク35内のバイオガスの残量が所定値未満と判断した場合には、電磁弁31を閉じてバイオガスの供給を停止させ、標準燃料のみにより燃焼装置1を運転させる。これにより、バッファタンク35内のバイオガスが空になった場合にもバイオガスの供給を継続することによるバイオガス供給設備の破損等を防止することができる。   The solenoid valve 31 and the sensor 36 are connected to the controller 50. The output of the sensor 36 is transmitted to the controller 50, and the controller 50 controls the opening and closing of the electromagnetic valve 31. When the controller 50 determines from the output of the sensor 36 that the remaining amount of biogas in the buffer tank 35 is less than a predetermined value, the controller 50 closes the solenoid valve 31 to stop the supply of biogas and burns only with the standard fuel. The apparatus 1 is operated. Thereby, even when the biogas in the buffer tank 35 is emptied, it is possible to prevent the biogas supply equipment from being damaged by continuing the supply of the biogas.

燃料供給ライン10の標準燃料供給ライン20とバイオガス供給ライン30との合流部分には、混合器(ミキサ)15が設置され、標準燃料供給ライン20及びバイオガス供給ライン30が混合器15の入力側に接続されている。   A mixer (mixer) 15 is installed at a junction of the standard fuel supply line 20 and the biogas supply line 30 of the fuel supply line 10, and the standard fuel supply line 20 and the biogas supply line 30 are input to the mixer 15. Connected to the side.

したがって、混合器15において都市ガスとバイオガスがミキシングされ、この混合燃料(混合ガス)がラインの下流側へ供給される。なお、本実施形態における標準燃料(都市ガス)に対するバイオガスの混合量は、体積比で10%となるように混合器15及び流量制御弁32によって調整される。   Therefore, the city gas and the biogas are mixed in the mixer 15, and this mixed fuel (mixed gas) is supplied to the downstream side of the line. In addition, the mixing amount of the biogas with respect to the standard fuel (city gas) in the present embodiment is adjusted by the mixer 15 and the flow control valve 32 so that the volume ratio is 10%.

燃料供給ライン10は、混合器15の下流側で、メインバーナ6に燃料を供給するメイン供給ライン40と、パイロットバーナ7に燃料を供給するパイロット供給ライン45とに分岐しており、標準燃料とバイオガスの混合燃料又は標準燃料が、メイン供給ライン40とパイロット供給ライン45の双方に供給される。   The fuel supply line 10 is branched downstream of the mixer 15 into a main supply line 40 that supplies fuel to the main burner 6 and a pilot supply line 45 that supplies fuel to the pilot burner 7. Biogas mixed fuel or standard fuel is supplied to both the main supply line 40 and the pilot supply line 45.

メイン供給ライン40には、圧力センサ、電磁弁、流量制御弁等から構成されるメイン流量制御部12が設けられており、メイン供給ライン40に流入した燃料は、このメイン流量制御部12により、メインバーナ6における燃焼量に応じて適宜適切な流量に調整される。   The main supply line 40 is provided with a main flow rate control unit 12 including a pressure sensor, a solenoid valve, a flow rate control valve, and the like. The fuel flowing into the main supply line 40 is supplied by the main flow rate control unit 12. The flow rate is appropriately adjusted according to the amount of combustion in the main burner 6.

本実施形態では、比例弁式制御により燃料供給量を制御、すなわち、送風機からの燃焼用空気の供給量に応じて燃料供給量を制御している。もちろん、他の制御方式を採用しても良く、例えば、燃焼用空気の供給量と燃料供給量を独立して制御する遮断弁式により燃料供給量を制御しても良い。この場合には、高燃焼モードのときのみに開制御される高燃用燃料供給弁の開閉により燃料供給量が制御される。   In the present embodiment, the fuel supply amount is controlled by proportional valve control, that is, the fuel supply amount is controlled according to the supply amount of combustion air from the blower. Of course, other control methods may be adopted. For example, the fuel supply amount may be controlled by a shut-off valve type that independently controls the supply amount of combustion air and the fuel supply amount. In this case, the fuel supply amount is controlled by opening and closing the fuel supply valve for high fuel that is controlled to open only in the high combustion mode.

なお、本実施形態に係るボイラ5は、プレパージ、燃焼、ポストパージの各ステージを繰り返し制御しながら、燃焼量を高燃焼、低燃焼(例えば、高燃焼の50%の燃焼量)及び停止の三位置で制御する、すなわち多段階の燃焼モードを有するボイラである。   Note that the boiler 5 according to the present embodiment has three combustion modes of high combustion, low combustion (for example, 50% of high combustion), and stop while repeatedly controlling the pre-purge, combustion, and post-purge stages. It is a boiler that is controlled by position, that is, has a multi-stage combustion mode.

続いて、本実施形態におけるバイオガスの混合タイミングについて説明する。図2は、本実施形態におけるバイオガスの混合タイミングを燃焼モードと対比させて示す図であり、図2(a)が実施例1、図2(b)が実施例2に係る混合タイミングを示している。   Next, biogas mixing timing in this embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram showing the mixing timing of the biogas in the present embodiment in comparison with the combustion mode. FIG. 2A shows the mixing timing according to the first embodiment, and FIG. 2B shows the mixing timing according to the second embodiment. ing.

図中、丸印は当該燃料を供給していることを示し、×印は当該燃料の供給を停止していることを示している。なお、下記バイオガスの混合や混合の停止は、制御器50が電磁弁31の開閉を制御することで実現される。   In the figure, a circle indicates that the fuel is supplied, and a cross indicates that the supply of the fuel is stopped. In addition, mixing of the following biogas and stop of mixing are realized by the controller 50 controlling the opening and closing of the electromagnetic valve 31.

図2(a)に示すように、実施例1では、燃焼装置1の初期着火後、所定の時間が経過するまでバイオガスの混合を行わず、標準燃料のみがバーナ6,7に供給される。所定の時間とは、標準燃料のみによる燃焼が安定するまでの時間であり、本実施形態では低燃焼モードに移行するまでの時間である。   As shown in FIG. 2 (a), in the first embodiment, after the initial ignition of the combustion apparatus 1, biogas mixing is not performed until a predetermined time has elapsed, and only standard fuel is supplied to the burners 6 and 7. . The predetermined time is a time until the combustion with only the standard fuel is stabilized, and in the present embodiment, is a time until shifting to the low combustion mode.

低燃焼(L)に移行して安定燃焼状態になると、バイオガスの供給が開始され、標準燃料とバイオガスが混合され、混合燃料の燃焼が行われる。その後、低燃焼から高燃焼(H)への移行が開始されると、バイオガスの供給が停止され、標準燃料のみによる燃焼が行われる。   When shifting to low combustion (L) and becoming a stable combustion state, the supply of biogas is started, the standard fuel and the biogas are mixed, and the mixed fuel is combusted. Thereafter, when the transition from low combustion to high combustion (H) is started, the supply of biogas is stopped and combustion using only the standard fuel is performed.

その後、高燃焼に移行して安定燃焼状態になると、再びバイオガスの供給が開始され、混合燃料による燃焼が再開される。そして、高燃焼から低燃焼への移行が開始されると、バイオガスの供給が停止され、低燃焼に移行すると、バイオガスの供給が再開される。   Thereafter, when the combustion shifts to a high combustion state and a stable combustion state is reached, the supply of biogas is started again, and the combustion with the mixed fuel is resumed. When the transition from high combustion to low combustion is started, the supply of biogas is stopped, and when the transition to low combustion is started, the supply of biogas is resumed.

その後、メインバーナ6の燃焼を停止させてパイロットバーナ7のみを燃焼させるパイロット燃焼(P)への移行が開始されると、再度バイオガスの供給が停止される。パイロット燃焼へ移行して待機状態となると、そのまま標準燃料のみによるパイロット燃焼が継続される。   Thereafter, when the transition to the pilot combustion (P) in which the combustion of the main burner 6 is stopped and only the pilot burner 7 is started is started, the supply of biogas is stopped again. When shifting to pilot combustion and entering a standby state, pilot combustion using only standard fuel is continued.

このように、実施例1では、バイオガスの混合燃料による燃焼を低燃焼及び高燃焼の燃焼モード中のみに限定し、着火後所定の時間が経過するまで、燃焼モードの移行中及びパイロット燃焼時には、バイオガスを供給しないように制御している。これは、成分の不安定なバイオガスを混合することによる燃焼の不安定化を防止するためである。   As described above, in the first embodiment, the combustion with the mixed fuel of the biogas is limited to the combustion mode of the low combustion and the high combustion, and during the transition of the combustion mode and at the time of pilot combustion until a predetermined time elapses after ignition. The biogas is controlled not to be supplied. This is to prevent instability of combustion caused by mixing biogas having unstable components.

ここで、図3を参照しながら安定燃焼について説明する。図3は、本実施形態に係る安定燃焼を説明するための図であり、縦軸は燃焼ガス中の酸素濃度、横軸は発熱量を示している。   Here, stable combustion will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining stable combustion according to the present embodiment, where the vertical axis represents the oxygen concentration in the combustion gas, and the horizontal axis represents the calorific value.

安定燃焼範囲とは、燃料が安定して燃焼できる範囲であり、この安定燃焼範囲を逸脱すると、不完全燃焼が発生したり、火炎が消えたりしてしまう。本実施形態では、安定燃焼範囲を発熱量と酸素濃度で定義しており、同図中、太線である実線Aと実線Bとで囲まれた範囲内が安定燃焼範囲である。   The stable combustion range is a range in which the fuel can be combusted stably, and if the stable combustion range is deviated, incomplete combustion occurs or the flame disappears. In the present embodiment, the stable combustion range is defined by the calorific value and the oxygen concentration. In the figure, the range surrounded by the solid line A and the solid line B which are bold lines is the stable combustion range.

また、同図中、実線Cは、低燃焼モード(L)における燃焼状態を示し、実線Dは、高燃焼モード(H)における燃焼状態を示している。また、実線C,Dにおいて、丸印で示すポイントL0,H0は、標準燃料のみによる燃焼状態、三角印で示すポイントL1,H1は、標準燃料(都市ガス)に体積比で10%のバイオガスを混合した混合燃料による燃焼状態、四角印で示すポイントL2,H2は、標準燃料(都市ガス)に体積比で30%のバイオガスを混合した混合燃料による燃焼状態を示している。 Moreover, in the figure, the solid line C shows the combustion state in the low combustion mode (L), and the solid line D shows the combustion state in the high combustion mode (H). In solid lines C and D, points L 0 and H 0 indicated by circles indicate the combustion state using only the standard fuel, and points L 1 and H 1 indicated by triangles indicate a volume ratio of 10 to the standard fuel (city gas). % combustion state by mixing fuel by mixing the biogas, point L 2, H 2 indicated by square marks represents the combustion state by standard fuel mixed fuel prepared by mixing 30% of biogas volume ratio (city gas) ing.

また、同図中、L0→H0、H0→L0のポイントをつなぐ二点鎖線は、標準燃料のみの燃焼下における低燃焼から高燃焼、高燃焼から低燃焼への移行時の燃焼状態の推移を示している。一方、L0→H1のポイントをつなぐ一点鎖線は、低燃焼(標準燃料のみ)から高燃焼(標準燃料+10%バイオガス)への移行時の燃焼状態の推移、H1→L0のポイントをつなぐ一点鎖線は、高燃焼(標準燃料+10%バイオガス)から低燃焼(標準燃料のみ)への移行時の燃焼状態の推移を示している。 Also, in the figure, the two-dot chain line connecting the points L 0 → H 0 and H 0 → L 0 is the combustion at the time of transition from low combustion to high combustion and from high combustion to low combustion under the combustion of only the standard fuel It shows the transition of the state. On the other hand, the alternate long and short dash line connecting the points of L 0 → H 1 shows the transition of the combustion state during the transition from low combustion (standard fuel only) to high combustion (standard fuel + 10% biogas), and the point of H 1 → L 0 The alternate long and short dash line connecting the two indicates the transition of the combustion state at the time of transition from high combustion (standard fuel + 10% biogas) to low combustion (standard fuel only).

同図に示されているように、低燃焼及び高燃焼何れの場合も、標準燃料のみの場合及び標準燃料+10%バイオガスの場合には、燃焼状態は安定燃焼の範囲内にあるが、標準燃料+30%バイオガスの場合には、安定燃焼の範囲を外れている。したがって、バイオガスを混合する場合に安定燃焼を確保するためには、バイオガスの混合量を体積比率(標準燃料がガスの場合)で25%以下にすることが望ましい。   As shown in the figure, in both cases of low combustion and high combustion, in the case of only standard fuel and in the case of standard fuel + 10% biogas, the combustion state is within the range of stable combustion. In the case of fuel + 30% biogas, it is outside the range of stable combustion. Therefore, in order to ensure stable combustion when mixing biogas, it is desirable that the amount of biogas mixed be 25% or less by volume ratio (when the standard fuel is gas).

また、低燃焼から高燃焼、高燃焼から低燃焼への燃焼モードの移行時には、一点鎖線や二点鎖線で示したように、燃焼状態は一旦不安定な方向へ振れる。特に、低燃焼から高燃焼への移行の場合には、酸素濃度が高くなる方向に大きく振れており、一点鎖線で示すL0→H1への移行時には、安定燃焼範囲を外れてしまっている。 In addition, when the combustion mode is shifted from low combustion to high combustion and from high combustion to low combustion, the combustion state once oscillates in an unstable direction, as indicated by the alternate long and short dash line. In particular, in the transition from low combustion to high combustion, the oxygen concentration greatly fluctuates in the direction of increasing, and the transition from L 0 to H 1 indicated by the alternate long and short dash line is out of the stable combustion range. .

このように、燃焼モードの移行中には、燃焼モード中と比較して燃焼状態が不安定になりがちであるため、図2で示したように、本実施形態では、燃焼モードの移行中にはバイオガスの供給を停止し、標準燃料のみによる燃焼を行わせている。   Thus, since the combustion state tends to become unstable during the transition to the combustion mode as compared with that during the combustion mode, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, during the transition to the combustion mode. Stops supplying biogas and burns only with standard fuel.

ここで、モード移行時に燃焼状態が不安定になるのは、燃焼装置では一般に燃料と燃焼用空気量とのバランスを一定に保つように制御しているが、燃焼モード移行時に燃料性状が変化すると、燃料と燃焼用空気量とのバランスが一時的に崩れてしまうからである。   Here, the combustion state becomes unstable when the mode is changed. In general, the combustion apparatus is controlled so as to keep the balance between the fuel and the combustion air amount constant, but if the fuel property changes when the combustion mode is changed. This is because the balance between the fuel and the amount of combustion air is temporarily lost.

なお、図3に示す低燃焼時の安定燃焼の範囲は、酸素濃度が大凡2〜6%の範囲内にあることを示しており、一般的に燃焼ガスの酸素濃度がこの範囲内にあれば、安定した燃焼となるが、さらに望ましくは3〜5%の範囲内にあれば良い。   The range of stable combustion at the time of low combustion shown in FIG. 3 indicates that the oxygen concentration is in the range of approximately 2 to 6%. Generally, if the oxygen concentration of the combustion gas is within this range, Although it becomes stable combustion, it is more preferable that it is in the range of 3 to 5%.

続いて、実施例2について説明する。図2(b)に示すように、実施例2は、上記実施例1と比較して高燃焼モード時にバイオガスを混合しないように変更したことを特徴とし、その他の混合タイミングは実施例1と同じである。   Next, Example 2 will be described. As shown in FIG. 2B, the second embodiment is characterized in that biogas is not mixed in the high combustion mode as compared with the first embodiment, and other mixing timing is the same as that of the first embodiment. The same.

高燃焼モード時にバイオガスの供給を停止したのは、図3に示すように、発熱量の大きい高燃焼モードでは低燃焼モードと比較して酸素濃度の安定燃焼範囲が狭まり、不安定燃焼につながりやすいためである。よって、本実施例2によれば、バイオガスの消費量は低下するが、上記実施例1の作用効果に加えて、さらに高燃焼時にも安定した燃焼を確保することができる。   As shown in FIG. 3, the supply of biogas was stopped in the high combustion mode, as shown in FIG. 3, in the high combustion mode with a large calorific value, the stable combustion range of the oxygen concentration was narrowed compared to the low combustion mode, leading to unstable combustion. This is because it is easy. Therefore, according to the second embodiment, the biogas consumption is reduced, but in addition to the operational effects of the first embodiment, stable combustion can be ensured even at higher combustion.

以上、本実施形態について詳細に説明したが、本実施形態においては、標準燃料とバイオガスによる混合燃焼を、バイオガスを混合しても安定燃焼が維持できるタイミングで実施するように制御しており、バイオガスを混合することによる不完全燃焼の発生や火が消えるのを防止することが可能である。これにより、安定した燃焼によりバイオガスを有効利用することができる。   As described above, the present embodiment has been described in detail. In the present embodiment, control is performed so that mixed combustion using standard fuel and biogas is performed at a timing at which stable combustion can be maintained even if biogas is mixed. It is possible to prevent the occurrence of incomplete combustion and the extinction of fire due to the mixing of biogas. Thereby, biogas can be effectively utilized by the stable combustion.

さらに、本実施形態においては、バイオガス供給ラインに設置されたバッファタンク内のバイオガスの残量が所定値未満の場合にも、バイオガスを混合しないように制御しているので、不十分なバイオガスの供給による不安定燃焼やバイオガス供給設備の破損等も防止することができる。   Furthermore, in the present embodiment, even when the remaining amount of biogas in the buffer tank installed in the biogas supply line is less than a predetermined value, control is performed so as not to mix biogas, which is insufficient. Unstable combustion due to the supply of biogas and damage to the biogas supply equipment can also be prevented.

なお、本発明の実施形態は上述した形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ボイラに設置された燃焼装置について説明したが、焼却炉、燃焼炉、吸収式冷凍機等、ボイラ以外の機器に設置された燃焼装置に対しても本発明を適用できることは言うまでもない。   The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the combustion apparatus installed in the boiler has been described. However, the present invention can also be applied to a combustion apparatus installed in equipment other than the boiler, such as an incinerator, a combustion furnace, and an absorption refrigerator. Needless to say.

また、上記実施形態では、低燃焼と高燃焼の二つの燃焼モードを有する燃焼装置について説明したが、本発明は、低燃焼、中燃焼、高燃焼の三つの燃焼モードを有する燃焼装置等、三つ以上の多段階の燃焼モードを有する燃焼装置にも適用することができる。   In the above embodiment, the combustion apparatus having the two combustion modes of low combustion and high combustion has been described. However, the present invention includes three combustion modes such as a combustion apparatus having three combustion modes of low combustion, medium combustion, and high combustion. The present invention can also be applied to a combustion apparatus having two or more multi-stage combustion modes.

さらに、本発明は、単一の燃焼モードの燃焼装置にも適用することができる。この場合にも、着火後燃焼が安定するまでの期間やパイロット燃焼時にバイオガスの混合を停止することで、バイオガス混合燃料を用いる燃焼装置において安定した燃焼を確保することができる。   Furthermore, the present invention can also be applied to a single combustion mode combustion apparatus. Also in this case, stable combustion can be ensured in the combustion apparatus using the biogas mixed fuel by stopping the mixing of the biogas during the period until the combustion becomes stable after ignition or during pilot combustion.

また、上記実施形態では、バイオガスの混合量を標準燃料(都市ガス)に対して体積比で0%(混合停止時)又は10%(混合時)で切り替えるように構成しているが、さらに多段階で混合量を調整するようにしても良い。具体的には、比例制御弁により連続的に混合量を調整にしても良いし、並列配置した遮断弁の開閉により段階的に混合量を調整しても良い。但し、いずれの場合も体積比で0〜25%の範囲内で混合することが望ましい。   Moreover, in the said embodiment, although it has comprised so that the mixing amount of biogas may be switched by volume ratio 0% (at the time of mixing stop) or 10% (at the time of mixing) with respect to standard fuel (city gas), The mixing amount may be adjusted in multiple stages. Specifically, the mixing amount may be adjusted continuously by a proportional control valve, or the mixing amount may be adjusted stepwise by opening and closing shut-off valves arranged in parallel. However, in any case, it is desirable to mix within a range of 0 to 25% by volume ratio.

1 燃焼装置
5 ボイラ
6 メインバーナ
7 パイロットバーナ
10 燃料供給ライン
15 混合器
20 標準燃料供給ライン
30 バイオガス供給ライン
31 電磁弁
32 流量制御弁
35 バッファタンク
36 センサ
40 メイン供給ライン
45 パイロット供給ライン
50 制御器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustion device 5 Boiler 6 Main burner 7 Pilot burner 10 Fuel supply line 15 Mixer 20 Standard fuel supply line 30 Biogas supply line 31 Solenoid valve 32 Flow control valve 35 Buffer tank 36 Sensor 40 Main supply line 45 Pilot supply line 50 Control vessel

Claims (5)

標準燃料とバイオガスとを混合して燃焼させる燃焼装置において、
主燃料としての標準燃料を供給する標準燃料ラインと、
副燃料としてのバイオガスを供給する、バイオガスの供給を調整するバイオガス供給弁を有するバイオガスラインと、
前記標準燃料に対する前記バイオガスの混合量を調整するために前記バイオガス供給弁の開閉を制御する制御器と、を備えることを特徴とする燃焼装置。
In a combustion device that mixes and burns standard fuel and biogas,
A standard fuel line for supplying standard fuel as the main fuel;
A biogas line having a biogas supply valve for adjusting the supply of biogas, supplying biogas as an auxiliary fuel;
And a controller for controlling opening and closing of the biogas supply valve in order to adjust a mixing amount of the biogas with respect to the standard fuel.
前記制御器は、前記標準燃料に前記バイオガスを混合しても安定燃焼となるように前記バイオガス供給弁の開閉を制御することを特徴とする請求項1記載の燃焼装置。   2. The combustion apparatus according to claim 1, wherein the controller controls opening and closing of the biogas supply valve so that stable combustion is achieved even when the biogas is mixed with the standard fuel. 前記制御器は、前記燃焼装置の着火時には前記バイオガス供給弁を閉じておき、前記標準燃料による着火後所定時間経過後に前記バイオガス供給弁を開くように制御することを特徴とする請求項1又は2記載の燃焼装置。   The controller controls the biogas supply valve to be closed when the combustion apparatus is ignited and to open the biogas supply valve after a predetermined time has elapsed after ignition with the standard fuel. Or the combustion apparatus of 2. 前記燃焼装置は、多段階の燃焼モードを有するボイラに設置された燃焼装置であって、
前記制御器は、燃焼モードの移行中は前記バイオガス供給弁を閉じるように制御することを特徴とする請求項1乃至3何れか1項に記載の燃焼装置。
The combustion device is a combustion device installed in a boiler having a multi-stage combustion mode,
The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller controls the biogas supply valve to be closed during the transition to the combustion mode.
前記燃焼装置は、多段階の燃焼モードを有するボイラに設置された燃焼装置であって、
前記制御器は、高燃焼時には前記バイオガス供給弁を閉じるように制御することを特徴とする請求項1乃至3何れか1項に記載の燃焼装置。
The combustion device is a combustion device installed in a boiler having a multi-stage combustion mode,
The combustion apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller controls the biogas supply valve to close during high combustion.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015148377A (en) * 2014-02-06 2015-08-20 川重冷熱工業株式会社 Combustion control method and device
JP2016008790A (en) * 2014-06-25 2016-01-18 三浦工業株式会社 Boiler system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004278423A (en) * 2003-03-17 2004-10-07 Yanmar Co Ltd Method for controlling dual fuel engine
JP2005069061A (en) * 2003-08-21 2005-03-17 Yanmar Co Ltd Control method for dual fuel engine
JP2010095639A (en) * 2008-10-17 2010-04-30 Takenaka Komuten Co Ltd Fuel gas mixer, and mixed gas combustion type power generating facility

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004278423A (en) * 2003-03-17 2004-10-07 Yanmar Co Ltd Method for controlling dual fuel engine
JP2005069061A (en) * 2003-08-21 2005-03-17 Yanmar Co Ltd Control method for dual fuel engine
JP2010095639A (en) * 2008-10-17 2010-04-30 Takenaka Komuten Co Ltd Fuel gas mixer, and mixed gas combustion type power generating facility

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015148377A (en) * 2014-02-06 2015-08-20 川重冷熱工業株式会社 Combustion control method and device
JP2016008790A (en) * 2014-06-25 2016-01-18 三浦工業株式会社 Boiler system

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