JP2014178040A - Boiler system - Google Patents

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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a boiler system capable of safely operating a boiler based on a mixed fuel in which hydrogen gas is mixed with a main fuel.SOLUTION: A boiler system 1 includes a fuel supply part 2 for supplying a mixed fuel in which a main fuel is mixed with hydrogen gas to a boiler 3. The fuel supply part 2 includes: a main fuel line 21 for supplying the main fuel to the boiler 3; a cut-off valve 211 provided in the main fuel line 21 and preventing a backflow to a main fuel supplier 100; a mixing part 23 provided on further downstream side than the cut-off valve 211 and mixing the main fuel and the hydrogen gas at a predetermined ratio; an exhaust valve 213 provided on further downstream side than the cut-off valve 211 of the main fuel line 21 and exhausting the fuel flowing in the main fuel line 21; and a control device 4 for opening the exhaust valve 213 on condition that the combustion of the boiler 3 stops.

Description

本発明は、主燃料と水素ガスとを混合した混合燃料を用いてボイラを燃焼するボイラシステムに関する。   The present invention relates to a boiler system that burns a boiler using a mixed fuel obtained by mixing main fuel and hydrogen gas.

従来、ボイラから発生した蒸気を供給するボイラシステムが知られており、通常、このようなボイラシステムでは、燃料供給業者から供給される燃料（例えば、都市ガス等）を用いてボイラの燃焼を行っている。
ところで、ボイラシステムを配備したプラントによっては、プラントの運転に伴い水素ガスが発生してしまうことがあり、運用者によっては、発生した水素ガスをボイラの燃料として有効利用することを望む。 Conventionally, a boiler system that supplies steam generated from a boiler is known. In such a boiler system, the boiler is usually burned using fuel (for example, city gas) supplied from a fuel supplier. ing.
By the way, depending on the plant in which the boiler system is installed, hydrogen gas may be generated with the operation of the plant, and some operators desire to effectively use the generated hydrogen gas as fuel for the boiler.

この点、複数の燃料を混合した混合燃料を用いてボイラを運転する工夫として、例えば特許文献１に記載された燃料供給装置が知られている。この特許文献１の燃料供給装置では、組成変動が生じる燃料の変動に応じて組成変動が生じない燃料の流量を調整することで、機器への投入熱量を一定に維持することとしている。   In this regard, as a device for operating a boiler using a mixed fuel obtained by mixing a plurality of fuels, for example, a fuel supply device described in Patent Document 1 is known. In the fuel supply device disclosed in Patent Document 1, the amount of heat input to the device is kept constant by adjusting the flow rate of the fuel that does not cause composition fluctuations in accordance with the fuel fluctuation that causes composition fluctuations.

特許第３７８１４１２号公報Japanese Patent No. 3781412

ここで、特許文献１の燃料供給装置は、組成変動が生じる燃料を用いる場合の投入熱量を一定に維持することに着目したものであり、複数の燃料を混合した場合の安全管理については、必ずしも十分な工夫を開示するものではなかった。特に、水素ガスのような組成変動のない燃料を混合する場合には、投入熱量を一定にするための工夫よりも、ボイラシステムを安全に運用可能にする工夫が強く求められていた。   Here, the fuel supply device of Patent Document 1 focuses on maintaining a constant amount of heat input when using a fuel that causes composition fluctuations. Safety management when a plurality of fuels are mixed is not always necessary. It did not disclose sufficient ideas. In particular, when a fuel such as hydrogen gas having no composition fluctuation is mixed, there has been a strong demand for a device that can operate the boiler system safely rather than a device that makes the input heat amount constant.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、主燃料に水素ガスを混合した混合燃料に基づいてボイラを安全に運用可能なボイラシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a boiler system that can safely operate a boiler based on a mixed fuel obtained by mixing hydrogen gas with a main fuel.

（１）燃焼可能なボイラと、前記ボイラに対して主燃料及び水素ガスを混合した混合燃料を供給する燃料供給部と、を備えるボイラシステムであって、前記燃料供給部は、前記ボイラと接続され、前記ボイラに対して前記主燃料を供給する主燃料ラインと、前記主燃料ラインに設けられ、主燃料の供給元への逆流を防止する遮断弁と、前記主燃料ラインの前記遮断弁よりも下流側に設けられ、前記主燃料及び前記水素ガスを所定の割合で混合する混合部と、前記混合部と接続され、前記ボイラに対して前記水素ガスを供給する水素ガスラインと、前記主燃料ラインの前記遮断弁よりも下流側に設けられ、前記主燃料ラインを流れる燃料を排出する排出弁と、前記ボイラの燃焼が停止することを条件に、前記排出弁を開放する制御部と、を備えるボイラシステムに関する。   (1) A boiler system including a combustible boiler and a fuel supply unit that supplies a mixed fuel obtained by mixing main fuel and hydrogen gas to the boiler, and the fuel supply unit is connected to the boiler. A main fuel line that supplies the main fuel to the boiler, a shut-off valve that is provided in the main fuel line and prevents backflow to a main fuel supply source, and the shut-off valve of the main fuel line Are also provided on the downstream side, a mixing unit that mixes the main fuel and the hydrogen gas at a predetermined ratio, a hydrogen gas line that is connected to the mixing unit and supplies the hydrogen gas to the boiler, and the main unit A discharge valve that is provided downstream of the shutoff valve of the fuel line and discharges the fuel flowing through the main fuel line; and a controller that opens the discharge valve on condition that combustion of the boiler stops; With On the boiler system.

また、前記排出弁は前記混合部の下流に設けられることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said discharge valve is provided downstream of the said mixing part.

また、前記混合部に供給される前記水素ガスの圧力は、前記混合部に供給される前記主燃料の圧力よりも低いことが好ましい。   The pressure of the hydrogen gas supplied to the mixing unit is preferably lower than the pressure of the main fuel supplied to the mixing unit.

また、前記燃料供給部は、前記水素ガスラインを流れる前記水素ガスの流量を検知する流量検知部と、前記主燃料ラインの前記混合部よりも上流側に設けられ、前記主燃料ラインを流れる前記主燃料の流量を調整する調整弁と、を更に備え、前記制御部は、前記流量検知部が検知した前記水素ガスの流量に基づいて、前記調整弁の開度を調整することが好ましい。   In addition, the fuel supply unit is provided on the upstream side of the mixing unit of the main fuel line, the flow rate detecting unit for detecting the flow rate of the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas line, and the flow of the main fuel line It is preferable that an adjustment valve for adjusting the flow rate of the main fuel is further provided, and the control unit adjusts the opening degree of the adjustment valve based on the flow rate of the hydrogen gas detected by the flow rate detection unit.

また、前記制御部は、前記水素ガスの流量が規定値から所定範囲にある場合、前記調整弁の開度を一定とし、前記所定範囲を超えて前記規定値よりも小さくなると、前記調整弁の開度を小さくすることが好ましい。   In addition, when the flow rate of the hydrogen gas is within a predetermined range from the specified value, the control unit makes the opening of the adjustment valve constant, and when the flow rate of the hydrogen gas exceeds the predetermined range and becomes smaller than the specified value, It is preferable to reduce the opening.

本発明によれば、ボイラ停止時に混合燃料を排出するため、主燃料に水素ガスを混合した混合燃料に基づいてボイラを安全に運用することができる。   According to the present invention, since the mixed fuel is discharged when the boiler is stopped, the boiler can be safely operated based on the mixed fuel obtained by mixing hydrogen gas with the main fuel.

本発明の第１実施形態に係るボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure showing composition of a boiler system concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係るボイラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the boiler system which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明のボイラシステム１の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、図１を参照して、第１実施形態のボイラシステム１の全体構成について説明する。なお、以下の説明において「ライン」とは、流路、経路、管路等の総称である。 Hereinafter, preferred embodiments of the boiler system 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, with reference to FIG. 1, the whole structure of the boiler system 1 of 1st Embodiment is demonstrated. In the following description, “line” is a general term for a flow path, a path, a pipeline, and the like.

ボイラシステム１は、燃料供給部２と、ボイラ３と、制御装置４と、を備える。
ボイラ３は、燃料供給部２から供給された燃料（混合燃料）に基づいて燃焼し、缶体内の水を加熱することで蒸気を発生させる蒸気ボイラである。ボイラ３は、図示しない負荷機器と接続され、発生した蒸気を負荷機器に対して供給する。 The boiler system 1 includes a fuel supply unit 2, a boiler 3, and a control device 4.
The boiler 3 is a steam boiler that generates steam by burning based on the fuel (mixed fuel) supplied from the fuel supply unit 2 and heating water in the can. The boiler 3 is connected to a load device (not shown) and supplies the generated steam to the load device.

燃料供給部２は、ボイラ３に対して主燃料を供給する主燃料ライン２１と、ボイラ３に対して水素ガスを供給する水素ガスライン２２と、主燃料ライン２１上に設けられ主燃料と水素ガスとを混合する混合部２３と、を備える。
なお、燃料供給部２は、破損時における安全性や修理点検の容易さから屋外に設けられることが好ましい。 The fuel supply unit 2 includes a main fuel line 21 that supplies main fuel to the boiler 3, a hydrogen gas line 22 that supplies hydrogen gas to the boiler 3, and a main fuel and hydrogen provided on the main fuel line 21. And a mixing unit 23 for mixing the gas.
In addition, it is preferable that the fuel supply part 2 is provided outdoors from the safety | security at the time of damage, and the ease of repair inspection.

主燃料ライン２１は、主燃料供給事業者１００とボイラ３とを接続する供給ラインであり、主燃料供給事業者１００から供給される主燃料をボイラ３に供給する。なお、主燃料供給事業者１００は、任意の燃料供給業者であり、本実施形態では都市ガス供給業者であるものとする。そのため、主燃料ライン２１は、ボイラ３に都市ガス（主燃料）を供給する供給ラインである。   The main fuel line 21 is a supply line that connects the main fuel supplier 100 and the boiler 3, and supplies main fuel supplied from the main fuel supplier 100 to the boiler 3. Note that the main fuel supplier 100 is an arbitrary fuel supplier, and in this embodiment is a city gas supplier. Therefore, the main fuel line 21 is a supply line that supplies city gas (main fuel) to the boiler 3.

主燃料ライン２１には、遮断弁２１１と、圧力調整弁２１２と、排出弁２１３と、が設けられる。
遮断弁２１１は、主燃料ライン２１を開放又は閉止する。遮断弁２１１が開放することで主燃料ライン２１に主燃料供給事業者１００から主燃料が供給され、閉止することで主燃料供給事業者１００から主燃料ライン２１への主燃料の供給が停止する。また、遮断弁２１１は、閉止することで主燃料供給事業者１００への燃料の逆流を防止する機能も有する。
圧力調整弁２１２は、主燃料ライン２１を流れる主燃料の圧力を調整する。具体的には、圧力調整弁２１２は、水素ガスライン２２内の圧力よりも高くなるように主燃料ライン２１を流れる主燃料の圧力を調整する。
排出弁２１３は、主燃料ライン２１内の燃料を排出する。なお、排出弁２１３は、主燃料ライン２１上の遮断弁２１１よりも下流に設けられ、より好ましくは混合部２３よりも下流に設けられる。 The main fuel line 21 is provided with a shut-off valve 211, a pressure adjustment valve 212, and a discharge valve 213.
The shut-off valve 211 opens or closes the main fuel line 21. The main fuel is supplied from the main fuel supplier 100 to the main fuel line 21 by opening the shut-off valve 211, and the main fuel supply from the main fuel supplier 100 to the main fuel line 21 is stopped by closing. . In addition, the shut-off valve 211 has a function of preventing back flow of fuel to the main fuel supplier 100 by closing.
The pressure adjustment valve 212 adjusts the pressure of the main fuel flowing through the main fuel line 21. Specifically, the pressure adjustment valve 212 adjusts the pressure of the main fuel flowing through the main fuel line 21 so as to be higher than the pressure in the hydrogen gas line 22.
The discharge valve 213 discharges the fuel in the main fuel line 21. The discharge valve 213 is provided downstream of the shut-off valve 211 on the main fuel line 21, and more preferably provided downstream of the mixing unit 23.

水素ガスライン２２は、水素ガス供給装置１１０と混合部２３とを接続する供給ラインであり、水素ガス供給装置１１０に貯蔵された水素ガスをボイラ３に供給する。なお、水素ガス供給装置１１０は、例えばボイラシステム１が設置されたプラント内で発生した水素ガスを貯蔵する貯蔵設備である。   The hydrogen gas line 22 is a supply line that connects the hydrogen gas supply device 110 and the mixing unit 23, and supplies the hydrogen gas stored in the hydrogen gas supply device 110 to the boiler 3. The hydrogen gas supply device 110 is a storage facility that stores, for example, hydrogen gas generated in a plant in which the boiler system 1 is installed.

水素ガスライン２２には、遮断弁２２１と、圧力調整弁２２２と、が設けられる。
遮断弁２２１は、水素ガスライン２２を開放又は閉止する。遮断弁２２１が開放することで水素ガス供給装置１１０から水素ガスライン２２に水素ガスが供給され、閉止することで主燃料供給事業者１００から水素ガスライン２２への水素ガスの供給が停止する。また、遮断弁２２１は、閉止することで水素ガス供給装置１１０への水素ガスの逆流を防止する機能も有する。
圧力調整弁２２２は、水素ガスライン２２を流れる水素ガスの圧力を調整する。具体的には、圧力調整弁２２２は、主燃料ライン２１内の圧力よりも低くなるように水素ガスライン２２を流れる水素ガスの圧力を調整する。 The hydrogen gas line 22 is provided with a shutoff valve 221 and a pressure adjustment valve 222.
The shut-off valve 221 opens or closes the hydrogen gas line 22. When the shut-off valve 221 is opened, hydrogen gas is supplied from the hydrogen gas supply device 110 to the hydrogen gas line 22, and when it is closed, supply of hydrogen gas from the main fuel supplier 100 to the hydrogen gas line 22 is stopped. The shut-off valve 221 also has a function of preventing the backflow of hydrogen gas to the hydrogen gas supply device 110 by closing.
The pressure adjustment valve 222 adjusts the pressure of the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas line 22. Specifically, the pressure adjustment valve 222 adjusts the pressure of the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas line 22 so as to be lower than the pressure in the main fuel line 21.

混合部２３は、主燃料ライン２１上の遮断弁２１１よりも下流に設けられ、主燃料と水素ガスとを所定の割合、一例として主燃料：水素ガスを８：２の割合で混合する。なお、主燃料と水素ガスとの混合割合は、これに限られるものではなく任意に設定可能である。即ち、主燃料（都市ガス）及び水素ガスは組成変動のない気体であり混合後の発熱量を予め把握できるため、ボイラ３が安定的に燃焼可能な範囲で混合割合を予め設定しておくことができる。
混合部２３は、主燃料及び水素ガスを混合可能であればよく任意の構成により実現することができるが、本実施形態では混合部２３をエゼクタにより構成することとしている。そのため、混合部２３は、主燃料が通過するときに発生する負圧を利用して水素ガスライン２２から水素ガスを吸引することで、主燃料と水素ガスとを混合する。 The mixing unit 23 is provided downstream of the shutoff valve 211 on the main fuel line 21 and mixes the main fuel and hydrogen gas at a predetermined ratio, for example, main fuel: hydrogen gas at a ratio of 8: 2. The mixing ratio of the main fuel and hydrogen gas is not limited to this, and can be arbitrarily set. That is, the main fuel (city gas) and hydrogen gas are gases having no composition fluctuation, and the calorific value after mixing can be grasped in advance. Therefore, the mixing ratio should be set in advance so that the boiler 3 can be stably burned. Can do.
The mixing unit 23 may be realized by any configuration as long as the main fuel and the hydrogen gas can be mixed. In the present embodiment, the mixing unit 23 is configured by an ejector. Therefore, the mixing unit 23 mixes the main fuel and the hydrogen gas by sucking the hydrogen gas from the hydrogen gas line 22 using the negative pressure generated when the main fuel passes.

このような混合部２３により、混合部２３よりも上流側の主燃料ライン２１Ａには主燃料が流れ、混合部２３よりも下流側の主燃料ライン２１Ｂには混合燃料（主燃料８、水素ガス２）が流れることになる。   By such a mixing unit 23, the main fuel flows through the main fuel line 21 </ b> A upstream from the mixing unit 23, and the mixed fuel (main fuel 8, hydrogen gas) flows into the main fuel line 21 </ b> B downstream from the mixing unit 23. 2) will flow.

制御装置４は、ボイラ３及び各種弁と電気的に接続され、ボイラ３の燃焼状態及び各種弁の開度を制御する。
具体的には、制御装置４は、ボイラ３から発生した蒸気を貯留する図示しない蒸気ヘッダの内部の圧力に基づいてボイラ３の燃焼状態を制御する。即ち、蒸気ヘッダの内部の圧力が所定値よりも低いとより多くの蒸気を発生するようにボイラ３の燃焼状態を制御し、蒸気ヘッダの内部の圧力が所定値よりも高いとより少ない蒸気を発生するようにボイラ３の燃焼状態を制御する。
また、制御装置４は、ボイラ３が燃焼している状態では、遮断弁２１１及び遮断弁２２１を開放することで、ボイラ３に混合燃料を供給可能にし、また、排出弁２１３を閉止することで、主燃料ライン２１から混合燃料が排出されることを防止する。一方、制御装置４は、ボイラ３の燃焼が停止している状態では、遮断弁２１１及び遮断弁２２１を閉止することで、ボイラ３に混合燃料が供給されないようにし、また、排出弁２１３を開放することで、主燃料ライン２１に滞留する混合燃料を主燃料ライン２１から排出する。 The control device 4 is electrically connected to the boiler 3 and various valves, and controls the combustion state of the boiler 3 and the opening degrees of the various valves.
Specifically, the control device 4 controls the combustion state of the boiler 3 based on the pressure inside a steam header (not shown) that stores the steam generated from the boiler 3. That is, the combustion state of the boiler 3 is controlled so that more steam is generated when the pressure inside the steam header is lower than a predetermined value, and less steam is generated when the pressure inside the steam header is higher than a predetermined value. The combustion state of the boiler 3 is controlled so as to be generated.
Further, the control device 4 allows the fuel mixture to be supplied to the boiler 3 by opening the shut-off valve 211 and the shut-off valve 221 in a state where the boiler 3 is burning, and also closes the discharge valve 213. The mixed fuel is prevented from being discharged from the main fuel line 21. On the other hand, when the combustion of the boiler 3 is stopped, the control device 4 closes the shut-off valve 211 and the shut-off valve 221 so that the mixed fuel is not supplied to the boiler 3 and opens the discharge valve 213. Thus, the mixed fuel staying in the main fuel line 21 is discharged from the main fuel line 21.

続いて、本実施形態に係るボイラシステム１の動作について説明する。
ボイラ３が燃焼している状態では、制御装置４は、遮断弁２１１及び遮断弁２２１を開放し、主燃料供給事業者１００から主燃料ライン２１に主燃料を供給させ、また、水素ガス供給装置１１０から水素ガスライン２２に水素ガスを供給させる。供給された主燃料及び水素ガスは混合部２３で混合され混合燃料となり、ボイラ３に供給される。この混合燃料は、ボイラ３のバーナー性能に応じて適切な比率で混合されるため、ボイラ３は混合燃料に基づいて安定的に燃焼することができ、水素ガスを有効的に利用できる。 Then, operation | movement of the boiler system 1 which concerns on this embodiment is demonstrated.
In the state where the boiler 3 is burning, the control device 4 opens the shut-off valve 211 and the shut-off valve 221 to supply main fuel to the main fuel line 21 from the main fuel supplier 100, and also supplies a hydrogen gas supply device. Hydrogen gas is supplied from 110 to the hydrogen gas line 22. The supplied main fuel and hydrogen gas are mixed in the mixing unit 23 to become a mixed fuel, which is supplied to the boiler 3. Since this mixed fuel is mixed at an appropriate ratio according to the burner performance of the boiler 3, the boiler 3 can be stably burned based on the mixed fuel, and hydrogen gas can be used effectively.

また、ボイラ３の燃焼が停止すると混合燃料が使用されなくなり、混合燃料が主燃料ライン２１Ｂに滞留してしまう。この状況を放置すると主燃料ライン２１Ｂ内の混合燃料の圧力が上昇してしまい安全管理上好ましくない。即ち、混合燃料には水素ガスが含まれるため、想定以上に圧力が上昇してしまうと予期せぬ爆発等が起こってしまう。また、主燃料ライン２１Ｂ内の混合燃料の圧力が主燃料ライン２１Ａ内の主燃料よりも高圧になると、主燃料ライン２１Ｂから主燃料ライン２１Ａに混合燃料が逆流するおそれがあり、最悪の場合には主燃料供給事業者１００にまで混合燃料が逆流してしまう。   Further, when the combustion of the boiler 3 stops, the mixed fuel is not used, and the mixed fuel stays in the main fuel line 21B. If this situation is left unattended, the pressure of the mixed fuel in the main fuel line 21B increases, which is not preferable for safety management. That is, since the mixed fuel contains hydrogen gas, an unexpected explosion or the like occurs if the pressure rises more than expected. Further, when the pressure of the mixed fuel in the main fuel line 21B becomes higher than that of the main fuel in the main fuel line 21A, the mixed fuel may flow backward from the main fuel line 21B to the main fuel line 21A. Will cause the mixed fuel to flow back to the main fuel supplier 100.

そこで、ボイラ３の燃焼が停止すると、制御装置４は、排出弁２１３を開放し主燃料ライン２１Ｂから混合燃料を排出する。これにより、主燃料ライン２１Ｂ内で混合燃料の圧力が上昇することがなく、結果、混合燃料が逆流することがない。   Therefore, when the combustion of the boiler 3 stops, the control device 4 opens the discharge valve 213 and discharges the mixed fuel from the main fuel line 21B. Accordingly, the pressure of the mixed fuel does not increase in the main fuel line 21B, and as a result, the mixed fuel does not flow backward.

以上、第１実施形態のボイラシステム１について説明した。このようなボイラシステム１によれば、次の効果が奏される。   The boiler system 1 according to the first embodiment has been described above. According to such a boiler system 1, the following effects are produced.

（１）ボイラシステム１の燃料供給部２は、主燃料を供給する主燃料ライン２１と、水素ガスを供給する水素ガスライン２２と、主燃料及び水素ガスを混合し混合燃料を生成する混合部２３と、を含み、ボイラ３に対して混合燃料を供給する。そして、主燃料ライン２１には、主燃料ライン２１から燃料を排出する排出弁２１３が設けられ、制御装置４は、ボイラ３の燃焼が停止することを条件にこの排出弁２１３を開放する。このとき、排出弁２１３は、主燃料供給事業者１００との接続を遮断する遮断弁２１１よりも下流に設けられているため、排出弁２１３が開放されると主燃料ライン２１内の燃料は遮断弁２１１に向かって逆流することなく排出弁２１３から排出される。
これにより、ボイラ３の燃焼が停止したとしても主燃料ライン２１内の混合燃料の圧力が上昇することはなく混合燃料が逆流等することがないため、水素ガスを混合した場合であっても安全にボイラシステム１を運用することができる。 (1) The fuel supply unit 2 of the boiler system 1 includes a main fuel line 21 that supplies main fuel, a hydrogen gas line 22 that supplies hydrogen gas, and a mixing unit that mixes main fuel and hydrogen gas to generate mixed fuel. And the mixed fuel is supplied to the boiler 3. The main fuel line 21 is provided with a discharge valve 213 that discharges fuel from the main fuel line 21, and the control device 4 opens the discharge valve 213 on condition that combustion of the boiler 3 stops. At this time, since the discharge valve 213 is provided downstream of the shutoff valve 211 that shuts off the connection with the main fuel supplier 100, the fuel in the main fuel line 21 is shut off when the discharge valve 213 is opened. The gas is discharged from the discharge valve 213 without flowing back toward the valve 211.
Thereby, even if the combustion of the boiler 3 is stopped, the pressure of the mixed fuel in the main fuel line 21 does not increase and the mixed fuel does not flow backward, so that even when hydrogen gas is mixed, it is safe. The boiler system 1 can be operated.

（２）また、排出弁２１３を混合部２３の下流に設ける構成とすることで、混合部２３に向かって混合燃料が逆流することがなくなり、混合部２３の破損等を防止することができる。   (2) Further, by providing the discharge valve 213 downstream of the mixing unit 23, the mixed fuel does not flow backward toward the mixing unit 23, and damage to the mixing unit 23 can be prevented.

（３）また、圧力調整弁２１２及び圧力調整弁２２２により、混合部２３に供給される水素ガスの圧力は、混合部２３に供給される主燃料の圧力よりも低くなる。そのため、水素ガスライン２２から主燃料ライン２１に水素ガスが流入することがなく、結果、主燃料供給事業者１００に水素ガスが逆流することを防止できる。   (3) The pressure of the hydrogen gas supplied to the mixing unit 23 is lower than the pressure of the main fuel supplied to the mixing unit 23 by the pressure adjusting valve 212 and the pressure adjusting valve 222. Therefore, hydrogen gas does not flow into the main fuel line 21 from the hydrogen gas line 22, and as a result, it is possible to prevent the hydrogen gas from flowing back to the main fuel supplier 100.

次に、本発明の第２実施形態に係るボイラシステム１について説明する。
ボイラシステム１では、プラント内で発生した水素ガスを有効利用することとしているが、このような水素ガスは常時安定的な供給が可能とは限らない。第２実施形態のボイラシステム１では、水素ガスの供給量に応じて主燃料の供給量を制御する点で第１実施形態のボイラシステム１と異なる。以下、第２実施形態に係るボイラシステム１について説明する。 Next, the boiler system 1 which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
In the boiler system 1, hydrogen gas generated in the plant is effectively used. However, such hydrogen gas cannot always be stably supplied. The boiler system 1 of the second embodiment differs from the boiler system 1 of the first embodiment in that the supply amount of main fuel is controlled according to the supply amount of hydrogen gas. Hereinafter, the boiler system 1 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated.

図２は、第２実施形態に係るボイラシステム１の構成を示す図である。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図２に示すように、第２実施形態に係るボイラシステム１は、第１実施形態に加え、流量調整弁２１４と、流量検知部２２３と、を更に備える。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the boiler system 1 according to the second embodiment. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 2, the boiler system 1 according to the second embodiment further includes a flow rate adjustment valve 214 and a flow rate detection unit 223 in addition to the first embodiment.

流量検知部２２３は、水素ガスライン２２に設けられ、水素ガスライン２２を流れる水素ガスの流量を検知する。流量検知部２２３は、任意のセンサ装置により構成することができ、本実施形態では圧力センサを用いて水素ガスの流量を検知することとしている。もちろん、圧力センサではなく流量センサを用いることとしてもよい。流量検知部２２３は、制御装置４と電気的に接続されており、検知した水素ガスの流量を制御装置４に送信する。   The flow rate detector 223 is provided in the hydrogen gas line 22 and detects the flow rate of hydrogen gas flowing through the hydrogen gas line 22. The flow rate detection unit 223 can be configured by an arbitrary sensor device, and in this embodiment, the flow rate of hydrogen gas is detected using a pressure sensor. Of course, a flow rate sensor may be used instead of the pressure sensor. The flow rate detection unit 223 is electrically connected to the control device 4 and transmits the detected flow rate of hydrogen gas to the control device 4.

流量調整弁２１４は、主燃料ライン２１の混合部２３よりも上流側に設けられ、主燃料ライン２１を流れる主燃料の流量を調整する。具体的には、流量調整弁２１４は、制御装置４と電気的に接続されており、制御装置４から送信された制御信号に基づき開度を調整することで、主燃料の流量を調整する。   The flow rate adjusting valve 214 is provided upstream of the mixing unit 23 of the main fuel line 21 and adjusts the flow rate of the main fuel flowing through the main fuel line 21. Specifically, the flow rate adjustment valve 214 is electrically connected to the control device 4 and adjusts the flow rate of the main fuel by adjusting the opening degree based on the control signal transmitted from the control device 4.

制御装置４は、流量検知部２２３が検知した水素ガスの流量に基づいて、流量調整弁２１４の開度を調整する。具体的には、水素ガスの流量が規定値から所定範囲にある場合には、流量調整弁の開度を一定にし、水素ガスの流量が所定範囲を超えて規定値よりも小さくなると、流量調整弁の開度を小さくする。   The control device 4 adjusts the opening degree of the flow rate adjustment valve 214 based on the hydrogen gas flow rate detected by the flow rate detection unit 223. Specifically, when the flow rate of hydrogen gas is within a predetermined range from the specified value, the flow rate adjustment valve opening is kept constant, and when the hydrogen gas flow rate exceeds the predetermined range and becomes smaller than the specified value, the flow rate adjustment is performed. Reduce the valve opening.

これにより、水素ガスの流量が規定値から所定範囲内にある場合には、予め規定された量の主燃料が供給される。一方、水素ガスの流量が所定範囲を超えて規定値よりも小さい場合には、予め規定された量よりも少ない量の主燃料が供給される。   As a result, when the flow rate of the hydrogen gas is within a predetermined range from the specified value, a predetermined amount of main fuel is supplied. On the other hand, when the flow rate of the hydrogen gas exceeds the predetermined range and is smaller than the specified value, the main fuel is supplied in an amount smaller than the predetermined amount.

以上、第２実施形態のボイラシステム１について説明した。このようなボイラシステム１によれば、上記（１）〜（３）に加え次の効果が奏される。   The boiler system 1 according to the second embodiment has been described above. According to such a boiler system 1, in addition to the above (1) to (3), the following effects are exhibited.

（４）水素ガスライン２２を流れる水素ガスの流量を検知する流量検知部２２３と、主燃料ライン２１を流れる主燃料の流量を調整する流量調整弁２１４と、を更に備え、制御装置４は、流量検知部２２３が検知した水素ガスの流量に基づいて流量調整弁２１４の開度を調整する構成とした。
これにより、プラントでの水素ガスの発生量に応じて主燃料の流量が制御されるため、ボイラ３に供給する燃料の発熱量を調整することができ、ボイラ３を安定的に燃焼させることができる。 (4) The flow rate detector 223 that detects the flow rate of the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas line 22 and the flow rate adjustment valve 214 that adjusts the flow rate of the main fuel flowing through the main fuel line 21 are further provided. The opening degree of the flow rate adjustment valve 214 is adjusted based on the flow rate of hydrogen gas detected by the flow rate detection unit 223.
Thereby, since the flow rate of the main fuel is controlled in accordance with the amount of hydrogen gas generated in the plant, the heat generation amount of the fuel supplied to the boiler 3 can be adjusted, and the boiler 3 can be stably burned. it can.

（５）このとき、制御装置４は、水素ガスの流量が規定値から所定範囲にある場合、流量調整弁２１４の開度を一定にする一方で、所定範囲を超えて規定値よりも小さくなると、流量調整弁の開度を小さくする構成とした。
このような構成によれば、水素ガスの流量が規定値から所定範囲にある場合には、混合燃料の混合比率が通常とは異なることになるが、混合燃料の発熱量は予め把握可能であるため、ボイラ３が安定的に燃焼可能な範囲で上述の所定範囲を設定しておくことで、流量調整弁２１４の開度を調整することなくボイラ３を安定的に燃焼させることができる。一方、所定範囲を超えて水素ガスの流量が小さくなった場合には、主燃料の流量を減らすことでボイラ３に供給される燃料の発熱量を下げることができ、ボイラ３を安定的に燃焼させることができる。 (5) At this time, when the flow rate of the hydrogen gas is within a predetermined range from the specified value, the control device 4 makes the opening degree of the flow rate adjustment valve 214 constant while exceeding the predetermined range and becomes smaller than the specified value. The opening of the flow rate adjustment valve is reduced.
According to such a configuration, when the flow rate of hydrogen gas is within a predetermined range from the specified value, the mixing ratio of the mixed fuel is different from the normal ratio, but the calorific value of the mixed fuel can be grasped in advance. Therefore, the boiler 3 can be stably combusted without adjusting the opening degree of the flow rate adjustment valve 214 by setting the above-described predetermined range within a range in which the boiler 3 can be stably combusted. On the other hand, when the flow rate of hydrogen gas is reduced beyond the predetermined range, the heat generation amount of the fuel supplied to the boiler 3 can be reduced by reducing the flow rate of the main fuel, and the boiler 3 is stably burned. Can be made.

以上、本発明のボイラシステム１の好ましい各実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。   The preferred embodiments of the boiler system 1 of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate.

１ ボイラシステム
２ 燃料供給部
２１ 主燃料ライン
２１１ 遮断弁
２１３ 排出弁
２２ 水素ガスライン
２３ 混合部
３ ボイラ
４ 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Boiler system 2 Fuel supply part 21 Main fuel line 211 Shut-off valve 213 Discharge valve 22 Hydrogen gas line 23 Mixing part 3 Boiler 4 Control apparatus

Claims (5)

燃焼可能なボイラと、前記ボイラに対して主燃料及び水素ガスを混合した混合燃料を供給する燃料供給部と、を備えるボイラシステムであって、
前記燃料供給部は、
前記ボイラと接続され、前記ボイラに対して前記主燃料を供給する主燃料ラインと、
前記主燃料ラインに設けられ、主燃料の供給元への逆流を防止する遮断弁と、
前記主燃料ラインの前記遮断弁よりも下流側に設けられ、前記主燃料及び前記水素ガスを所定の割合で混合する混合部と、
前記混合部と接続され、前記ボイラに対して前記水素ガスを供給する水素ガスラインと、
前記主燃料ラインの前記遮断弁よりも下流側に設けられ、前記主燃料ラインを流れる燃料を排出する排出弁と、
前記ボイラの燃焼が停止することを条件に、前記排出弁を開放する制御部と、
を備えるボイラシステム。 A boiler system comprising: a combustible boiler; and a fuel supply unit that supplies a mixed fuel obtained by mixing main fuel and hydrogen gas to the boiler,
The fuel supply unit
A main fuel line connected to the boiler and supplying the main fuel to the boiler;
A shut-off valve provided in the main fuel line to prevent back flow to the main fuel supply source;
A mixing section that is provided downstream of the shut-off valve of the main fuel line and mixes the main fuel and the hydrogen gas at a predetermined ratio;
A hydrogen gas line connected to the mixing section and supplying the hydrogen gas to the boiler;
A discharge valve that is provided downstream of the shut-off valve of the main fuel line and discharges the fuel flowing through the main fuel line;
On condition that combustion of the boiler stops, a control unit that opens the discharge valve;
Boiler system equipped with. 前記排出弁は前記混合部の下流に設けられる、請求項１に記載のボイラシステム。   The boiler system according to claim 1, wherein the discharge valve is provided downstream of the mixing unit. 前記混合部に供給される前記水素ガスの圧力は、前記混合部に供給される前記主燃料の圧力よりも低い、請求項１又は２に記載のボイラシステム。   The boiler system according to claim 1 or 2, wherein a pressure of the hydrogen gas supplied to the mixing unit is lower than a pressure of the main fuel supplied to the mixing unit. 前記燃料供給部は、
前記水素ガスラインを流れる前記水素ガスの流量を検知する流量検知部と、
前記主燃料ラインの前記混合部よりも上流側に設けられ、前記主燃料ラインを流れる前記主燃料の流量を調整する調整弁と、
を更に備え、
前記制御部は、前記流量検知部が検知した前記水素ガスの流量に基づいて、前記調整弁の開度を調整する、
請求項１〜３のいずれかに記載のボイラシステム。 The fuel supply unit
A flow rate detection unit for detecting a flow rate of the hydrogen gas flowing through the hydrogen gas line;
An adjustment valve that is provided upstream of the mixing portion of the main fuel line and adjusts the flow rate of the main fuel flowing through the main fuel line;
Further comprising
The control unit adjusts the opening of the adjustment valve based on the flow rate of the hydrogen gas detected by the flow rate detection unit.
The boiler system in any one of Claims 1-3. 前記制御部は、前記水素ガスの流量が規定値から所定範囲にある場合、前記調整弁の開度を一定とし、前記所定範囲を超えて前記規定値よりも小さくなると、前記調整弁の開度を小さくする、
請求項４に記載のボイラシステム。

When the flow rate of the hydrogen gas is within a predetermined range from a specified value, the control unit makes the opening of the adjustment valve constant, and when the flow exceeds the predetermined range and becomes smaller than the specified value, the opening of the adjustment valve Reduce
The boiler system according to claim 4.

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