JP2015014390A - Ground flare - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はグランドフレアに関する。 The present invention relates to a ground flare.
従来、可燃性排ガスを燃焼処理する処理装置として、オープンフレアやグランドフレアが知られている。
オープンフレアは、大気中に燃料を排出し、点火装置により可燃ガス(燃焼ガス)を燃焼させる装置であり、燃料の排出口は煙突(フレアスタック)の高い位置に配置される。したがって、燃焼用の空気は周囲からの自然吸気により供給されるので、空気送風装置が不要であり、コストが安くなる。しかし、火炎が曝露状態にあるため、周囲への輻射による火災発生、火炎の燃焼音による騒音、火炎が目視できることによる景観不調和の問題がある。
Conventionally, an open flare and a ground flare are known as a processing apparatus for combusting a combustible exhaust gas.
The open flare is a device that discharges fuel into the atmosphere and burns combustible gas (combustion gas) by an ignition device, and the fuel discharge port is disposed at a high position of the chimney (flare stack). Therefore, since the combustion air is supplied by natural intake air from the surroundings, an air blower is not required and the cost is reduced. However, since the flame is in an exposed state, there are problems of fire due to radiation to the surroundings, noise due to the combustion noise of the flame, and landscape incongruity due to the fact that the flame is visible.
一方、グランドフレアは、煙突の下端を開放し、煙突の下端部に可燃性ガス燃焼用のバーナを設置するとともに、煙突下端部の周囲を風防で囲っている(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)。このようなグランドフレアは、火炎が煙突や風防に囲まれて外部から見えないことや、燃焼騒音が煙突により低減されるなどの点でオープンフレアに比べ有利になっている。したがって、グランドフレアは、例えばLNGタンクにおいて定期修理のためプラントを停止する際や、地震発生時などにプラントが停止した際に、タンク内のボイルオフガス(BOG)を安全に燃焼処理するために用いられている。 On the other hand, the ground flare opens the lower end of the chimney, installs a burner for combustible gas combustion at the lower end of the chimney, and surrounds the lower end of the chimney with a windshield (for example, Patent Document 1, Patent Document) 2). Such a ground flare is advantageous over the open flare in that the flame is surrounded by the chimney and windshield and cannot be seen from the outside, and the combustion noise is reduced by the chimney. Therefore, the ground flare is used, for example, to safely boil off the boil-off gas (BOG) in the tank when the plant is stopped for regular repairs in an LNG tank or when the plant stops in the event of an earthquake. It has been.
このようなグランドフレアにおける燃焼用のバーナの一形式では、スタンドパイプの上端側側壁部にスリットを介して複数のバーナベーンを放射状に接続して構成されている。そして、スタンドパイプに供給された燃焼ガスをバーナベーンの上端部に形成された燃焼ガス排出用の開口から排出し、開口の上方に配置された保炎板によって排出した燃焼ガスをバーナベーンの側方に流し、開口の近傍部に流入してきた空気と混合させることで燃焼ガスを燃焼させている。 In one type of combustion burner in such a ground flare, a plurality of burner vanes are radially connected to the upper end side wall portion of the stand pipe via slits. Then, the combustion gas supplied to the stand pipe is discharged from the opening for discharging the combustion gas formed at the upper end of the burner vane, and the combustion gas discharged by the flame holding plate arranged above the opening is moved to the side of the burner vane. The combustion gas is burned by flowing and mixing with the air flowing into the vicinity of the opening.
ところで、前記のグランドフレアにおける燃焼用のバーナでは、バーナベーン内での燃焼ガスの流動状態が、スタンドパイプ側での管壁の摩擦抵抗が原因で管壁近くの流速が遅くなり速度分布が大きく(速度のばらつきが大きく)なっている。そのため、バーナベーンの燃焼ガス排出用の開口では、特にスタンドパイプ近傍で燃焼ガスの排出量が他の部位に比べて少なくなっている。よって、従来では均一で安定した燃焼状態を維持することができず、これにより燃焼振動や火炎長さ増大が生じることが懸念されている。 By the way, in the burner for combustion in the above-mentioned ground flare, the flow state of the combustion gas in the burner vane is slowed down due to the frictional resistance of the tube wall on the stand pipe side, and the velocity distribution is large ( Speed variation is large). Therefore, in the burner vane combustion gas discharge opening, the discharge amount of the combustion gas is reduced compared with other parts, particularly in the vicinity of the stand pipe. Therefore, conventionally, a uniform and stable combustion state cannot be maintained, and there is a concern that this causes combustion vibration and an increase in flame length.
すなわち、前記構成のバーナでは、バーナベーン内において特に外側と内側とで燃焼ガスの流速に大きな差が生じ、これに起因して燃焼ガスの流速が大きい部位では燃焼ガスが開口から排出した際にその周囲の空気と良好に混合されず、燃焼位置が上方にリフトすることがある。すると、このリフト燃焼により、燃焼量の時間変化によって燃焼振動による低周波音が発生したり、火炎長さが増大することで煙突上に火炎が目視されるおそれがある。 That is, in the burner configured as described above, there is a large difference in the flow velocity of the combustion gas in the burner vane, particularly between the outside and the inside, and due to this, when the combustion gas is discharged from the opening at the portion where the flow velocity of the combustion gas is large, It may not mix well with the surrounding air and the combustion position may lift upwards. Then, due to this lift combustion, there is a possibility that a low-frequency sound due to combustion vibration is generated due to a temporal change in the combustion amount, or that the flame is visually observed on the chimney by increasing the flame length.
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、安定した火炎を形成するバーナを備え、これによって低周波音の発生や火炎長さの増大を防止したグランドフレアを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a ground flare that includes a burner that forms a stable flame, thereby preventing generation of low-frequency sound and increase in flame length. There is to do.
本発明のグランドフレアは、煙突と、該煙突の下端部に配設されたバーナと、前記煙突の下端部及び前記バーナを囲って配置された風防と、を備えたグランドフレアにおいて、前記バーナが、燃焼ガス供給源に接続するスタンドパイプと、該スタンドパイプの側部に放射状に設けられて該スタンドパイプに連通し、上部に開口を有するバーナベーンと、該バーナベーンの開口の上方に配置された保炎板と、前記バーナベーン内に配置されて燃焼ガスの流れ方向に沿って該燃焼ガスの流速を整える整流板と、を有して構成されていることを特徴とする。 A ground flare according to the present invention includes a chimney, a burner disposed at a lower end portion of the chimney, and a windshield disposed around the lower end portion of the chimney and the burner. A stand pipe connected to the combustion gas supply source, a burner vane provided radially on the side of the stand pipe and communicating with the stand pipe, and having an opening in the upper portion, and a retainer disposed above the opening of the burner vane. It is characterized by comprising a flame plate and a current plate arranged in the burner vane to regulate the flow velocity of the combustion gas along the flow direction of the combustion gas.
また、前記グランドフレアにおいて、前記整流板は、前記バーナベーン内にて前記燃焼ガスの流路の入口から出口まで延びて形成されていることが好ましい。
その場合に、前記整流板は、その一端側が前記燃焼ガスの流路の入口を等分割し、他端側が前記燃焼ガスの流路の出口を等分割するように配置されていることが好ましい。
In the ground flare, it is preferable that the rectifying plate is formed in the burner vane so as to extend from the inlet to the outlet of the flow path of the combustion gas.
In this case, the rectifying plate is preferably arranged so that one end side thereof equally divides the inlet of the combustion gas flow path and the other end side equally divides the outlet of the combustion gas flow path.
また、前記グランドフレアにおいて、前記スタンドパイプには、その燃焼ガスの流路の前記バーナベーンに連通する箇所より下方に、貫通孔を多数形成してなる多孔板が設けられていることが好ましい。
その場合に、前記多孔板は、前記多数の貫通孔が前記スタンドパイプの燃焼ガスの流路中において均等に分布して配置されていることが好ましい。
また、前記スタンドパイプは、その下端側において燃焼ガスの流路を拡大する拡大部を有し、前記多孔板は、前記拡大部より前記流路の下流側に配置されていることが好ましい。
Further, in the ground flare, it is preferable that the stand pipe is provided with a perforated plate formed with a plurality of through holes below a portion communicating with the burner vane in the flow path of the combustion gas.
In that case, it is preferable that the perforated plate is arranged so that the plurality of through holes are evenly distributed in the combustion gas flow path of the stand pipe.
Moreover, it is preferable that the said stand pipe has an enlarged part which expands the flow path of combustion gas in the lower end side, and the said perforated plate is arrange | positioned in the downstream of the said flow path from the said enlarged part.
本発明のグランドフレアによれば、バーナベーン内に、燃焼ガスの流れ方向に沿って該燃焼ガスの流速を整える整流板を配置したので、燃料ガスをバーナベーンの開口からほぼ均一に排出することができ、したがって安定した火炎を形成することができる。よって、リフト燃焼を緩和して低周波音の発生や火炎長さの増大を防止することができる。 According to the ground flare of the present invention, since the rectifying plate for adjusting the flow velocity of the combustion gas is arranged in the burner vane along the flow direction of the combustion gas, the fuel gas can be discharged almost uniformly from the opening of the burner vane. Therefore, a stable flame can be formed. Therefore, lift combustion can be relieved and generation | occurrence | production of a low frequency sound and the increase in flame length can be prevented.
以下、図面を参照して本発明のグランドフレアを詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
(第1実施形態)
図1は、本発明のグランドフレアの第1実施形態を示す側断面図であり、図1中符号1はグランドフレアである。このグランドフレア1は、例えばLNGプラントにおいてLNGタンクに配管を介して接続され、定期修理のためプラントを停止する際や、地震発生時などにプラントが停止した際に、LNGタンク内のボイルオフガス(BOG)を安全に燃焼処理するために用いられる。
Hereinafter, the ground flare of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
(First embodiment)
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of a ground flare according to the present invention. Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a ground flare. This ground flare 1 is connected to an LNG tank via a pipe in an LNG plant, for example, and when the plant is stopped for periodic repairs or when the plant stops when an earthquake occurs, the boil-off gas ( BOG) is used for safe combustion treatment.
このグランドフレア1は、円筒状の煙突(スタック)2と、該煙突2内の下端部に配設された複数のバーナ3と、煙突2の下端部及びバーナ3を囲って配置された円筒状の風防4と、を備えて構成されている。
煙突2は、バーナ3によって形成される火炎を囲ってこれが外部から視認できないよう、バーナ3の高さより充分に高い高さ(例えば10m〜30m程度)に形成されている。また、その下端部には、外側の空気を煙突2内に導入するための空気導入口5が、煙突2の周方向に沿って複数形成されている。
The ground flare 1 includes a cylindrical chimney (stack) 2, a plurality of
The
風防4は、煙突2とほぼ同心円状に形成されたもので、煙突2の空気導入口5の側方を確実に覆うことができるよう、空気導入口5の形成位置より充分に高い高さに形成されている。このような高さに形成されることにより、空気導入口5内のバーナ3が外部から見えず、また、風防4の外側を流れる風の影響がバーナ3に直接的に及び、バーナ3での燃焼が不安定になるのが防止されている。
なお、これら風防4や煙突2は、地中に設けられた基礎30上に形成されている。
The windshield 4 is formed substantially concentrically with the
The windshield 4 and the
バーナ3は、煙突2内の下端部で、前記基礎30上に配置されたもので、グランドフレア1の要部平面図である図2に示すように、本実施形態では7つ設けられている。これら7つのバーナ3は、第1ステージから第3ステージまでグループ分けされており、第1ステージを構成する1つのバーナ3aは、煙突2のほぼ中心に配置されている。また、第2ステージを構成する3つのバーナ3bは、バーナ3aの一方の側に配置されており、第3ステージを構成する3つのバーナ3cは、バーナ3aの他方の側に配置されている。
The
これらバーナ3(3a、3b、3c)は、LNGタンク(図示せず)に接続してこのタンク内で生じているBOG(燃焼ガス)を排出するための供給管(燃焼ガス供給源)6に接続している。供給管6には、第1分岐管6a、第2分岐管6b、第3分岐管6cがそれぞれ接続されており、第1分岐管6aには第1ステージのバーナ3aが接続され、第2分岐管6bには第2ステージの3つのバーナ3bが接続され、第3分岐管6cには第3ステージの3つのバーナ3cが接続されている。
These burners 3 (3a, 3b, 3c) are connected to an LNG tank (not shown) and connected to a supply pipe (combustion gas supply source) 6 for discharging BOG (combustion gas) generated in the tank. Connected. A
供給管6には、第1制御弁7が設けられている。また、第2分岐管6bには第2制御弁8が、第3分岐管6cには第3制御弁9がそれぞれ設けられている。第1制御弁7は、定常時には閉じられており、定期修理時や地震発生時などでプラントを停止する際に、LNGタンク内のBOGをグランドフレア1側に排気するために開くように設定されている。第2制御弁8は、第1制御弁7が開かれて第1ステージのバーナ3aのみでBOGの燃焼処理が行われるまでは閉じられるが、LNGタンク側からのBOGの排出量が多くなり、第1ステージのバーナ3aで処理しきれなくなった際に開かれるように設定されている。これにより、BOGの排出量が多くなって第1ステージのバーナ3aで処理しきれなくなった際、第2ステージのバーナ3bでもBOGの燃焼処理が行われるようになっている。
The supply pipe 6 is provided with a
また、第3制御弁9は、第2制御弁8も開かれて第1ステージのバーナ3a、第2ステージのバーナ3bでそれぞれBOGの燃焼処理が行われるまでは閉じられるが、LNGタンク側からのBOGの排出量がさらに多くなり、第1ステージ、第2ステージのバーナ3a、3bで処理しきれなくなった際に開かれるように設定されている。これにより、BOGの排出量がさらに多くなって第1ステージ、第2ステージのバーナ3a、3bで処理しきれなくなった際、第3ステージのバーナ3cでもBOGの燃焼処理が行われるようになっている。
The third control valve 9 is closed until the
図2に示すように第1ステージのバーナ3aの近傍には、パイロットバーナ10が配設されており、このパイロットバーナ10によって第1ステージのバーナ3aが着火されるようになっている。また、第1ステージのバーナ3aは、第2ステージのバーナ3b、第3ステージのバーナ3cに対して助燃バーナとして機能し、これら第2ステージのバーナ3bや第3ステージのバーナ3cに対して燃え移らせ、着火するようになっている。
As shown in FIG. 2, a
バーナ3(3a、3b、3c)は、その要部側断面図である図3(a)、及び平面図である図3(b)に示すように、前記各分岐管6a〜6cに接続するスタンドパイプ11と、このスタンドパイプ11の側部に放射状に設けられた複数枚(本実施形態では10枚)のバーナベーン12と、バーナベーン12から離間してその上方に配置された保炎板13と、を有して構成されている。
The burner 3 (3a, 3b, 3c) is connected to each of the
スタンドパイプ11は、鉛直方向に立てられた円筒状のもので、その下端側にて前記各分岐管6a〜6cに接続し、該分岐管6a〜6cによって供給された燃焼ガスとしてのBOGを上方に案内する。
また、各分岐管6a〜6cとの接続部(図示せず)より上方には、管径を拡大し、したがってその内部の流路を拡大する拡大部11bが形成されている。
The
Further, an
そして、この拡大部11bより上方、つまりBOGの流路の下流側には、相対向する一対のフランジ部31a、31bが設けられている。これらフランジ部31a、31b間には、図4に概略構成を示す整流用の多孔板32が挟持されている。この多孔板32は、分岐管6a(6b、6c)から供給されたBOGの流速の分布を調整して均一化するためのオリフィス板である。
A pair of opposing
この多孔板32には、図4中に二点鎖線で示すスタンドパイプ11内のBOGの流路に対応する円形部、すなわちBOGの流路に配置される円形の部位に、多数の貫通孔32aが形成されている。これら貫通孔32aは、前記円形部(BOGの流路)中にて千鳥状に配置され、これによって該円形部中にて均等に分布して配置されている。これにより、この多孔板32を通過するBOGは、均等に配置された貫通孔32aを通過する際に均一に拡散することにより、その流速のばらつき(流速分布)が拡散効果によって抑えられるようになっている。
In the
特に、スタンドパイプ11の拡大部11bの直後では流れるBOGが管内壁の摩擦抵抗により内壁近くの流速が低くなり、これによって流速のばらつき(流速分布)が大きくなる。したがって、後述するバーナベーン12に流入する際にこのばらつき(分布)が維持されると、バーナベーン12内を流れるBOGの流速にもばらつきが大きくなってしまう。しかし、本実施形態では拡大部11bより上方に多孔板32を設けているので、これを通過するBOGの流速のばらつきが抑えられ、これによってバーナベーン12に流入する際のBOGの流速のばらつきが抑えられる。
In particular, immediately after the
なお、スタンドパイプ11は図3(a)に示したようにその上端が開口せずに蓋部材(図示せず)によって閉塞されており、その上端側の側部、すなわち上端側の側壁にスリット11aを形成している。スリット11aは、バーナベーン12に対応して10箇所に形成されており、これらスリット11aは、スタンドパイプ11の周方向に等間隔で形成されている。
3A, the upper end of the
バーナベーン12は、正面及び背面が略三角形状(実際には五角形状)に形成された扁平な筒状のもので、図3(b)に示すようにスタンドパイプ11を中心にして放射状に配置されている。これらバーナベーン12は、図3(a)に示すように内側辺12a側がスタンドパイプ11のスリット11a内に嵌め込まれ、その状態で溶接等によってスタンドパイプ11に気密に固定されている。すなわち、スリット11aの外側とバーナベーン12の内側辺12a側との間が溶接等によって気密に接合固定され、これによってこれらの接合部からBOGが漏れ出ないようになっている。
The burner vanes 12 have a flat cylindrical shape whose front and back are formed in a substantially triangular shape (actually a pentagonal shape), and are arranged radially around the
また、バーナベーン12の内側辺12aにも、その長さ全体にスリット14が形成されている。これにより、筒状のバーナベーン12はスタンドパイプ11内に連通し、スタンドパイプ11内を上昇してきたBOGを互いのスリット(11a、14)を介してバーナベーン12内に流入させるようになっている。バーナベーン12の内側辺12aは、下から上に行くに連れて漸次内側(スタンドパイプ11の中心軸側)に向かう斜辺に形成されている。また、バーナベーン12には、その上部に位置して水平方向に延びる上辺12bに、開口15が形成されている。この開口15は、バーナベーン12内に流入したBOGを排気するための排気口となっており、前記上辺12bの長さ方向に沿って水平方向に形成されている。
A
また、バーナベーン12は、スタンドパイプ11と反対の側の外側に、下から上に行くに連れて漸次外側に向かう外側斜辺12cを有し、スタンドパイプ11側となる内側に、下から上に行くに連れて漸次外側に向かう内側斜辺12dを有している。外側斜辺12cの外側端には、鉛直方向上方に延びる外側辺12eが外側斜辺12cに連続して形成されている。これら外側斜辺12cと外側辺12e、および内側斜辺12dには開口が形成されずに閉じられている。したがってバーナベーン12は、内側辺12aに形成されたスリット14と、上辺12bに形成された開口15によってのみ外部に通じた、筒状体となっている。
Further, the
このような構成のもとにスタンドパイプ11は、これを中心にして放射状に配置された10個のバーナベーン12に、BOGを排出するようになっており、バーナベーン12は、それぞれの開口15からBOGを排気するようになっている。したがって、スタンドパイプ11に供給されたBOGを10個のバーナベーン12に分散させ、しかもそれぞれのバーナベーン12の開口15を、スタンドパイプ11を中心にして放射状に長く形成しているため、10個のバーナベーン12はBOGを略円柱状に広範囲に排気するようになっている。
Under such a configuration, the
また、バーナベーン12には、本実施形態ではその内部に、図3(a)に示すように2枚の整流板16、16が設けられている。これら整流板16、16は、バーナベーン12内を流れるBOGの流速を整えるためのもので、前記内側辺12aのスリット14と上辺12bの開口15との間において、BOGの流れ方向に沿って配置されている。そして、これら整流板16、16は、スリット14と開口15との間を、ほぼ等分割(本実施形態では三分割)するように形成配置されている。すなわち、スタンドパイプ11からスリット14内に流入したBOGを3等分するように、スリット14の長さをほぼ3等分し、かつ、開口15の長さをほぼ3等分するように配置されている。
In the present embodiment, the
これにより、スタンドパイプ11からバーナベーン12に流入するBOGは、2枚の整流板16、16によって区画された3つの流路にほぼ均等に流入し、したがってバーナベーン12内を流れるBOGの流速が安定してほぼ均一になる。なお、整流板16、16は、その上端部、すなわちバーナベーン12の開口15側が、バーナベーン12の外側辺12eと同様に鉛直方向上方に向かって折曲して形成されている。これにより、開口15から排気されるBOGの一部は、その流れ方向が上方に向くように調整されている。
Thereby, the BOG flowing into the
保炎板13は、前記バーナベーン12から離間してその上方に配置され、これによって開口15を直接覆うことなく間接的に覆うように形成されている。すなわち、図3(b)に示すように平面視した状態で開口15(バーナベーン12の上辺12b)の長さ方向に沿ってその直上に配置されている。この保炎板13は、図5に示すように側面が直角二等辺三角形の、直角を形成する2辺に対応した形状となっており、その直角部を上方に凸となるようにしてバーナベーン12の開口15の上方に配置されている。
The
この保炎板13には、図3(a)に示すようにスタンドパイプ11と反対の側の外側端部に、バーナベーン12の開口15の外側端に向かって延びる端部板13aが、バーナベーン12から離間して設けられている。この端部板13aは、図5に示すように直角を形成する2辺の間に設けられた直角二等辺三角形状のもので、後述するようにバーナベーン12の外側斜辺12c側を流れてきたBOGをここに衝突させ、縦渦を形成して空気との混合を促進するようになっている。
As shown in FIG. 3A, an
また、図3(a)に示すようにスタンドパイプ11側にも、前記端部板13aと同じ形状の三角板13bが設けられている。この三角板13bは、バーナベーン12の内側斜辺12d側を流れてきたBOGをここで堰き止めることにより、BOGがスタンドパイプ11側に集中するのを抑えるためのものである。
As shown in FIG. 3A, a
このような保炎板13は、固定型サポート17によってバーナベーン12に間接的に固定されている。固定型サポート17は、その側面図である図6(a)に示すように、バーナベーン12の一方の面あるいは他方の面の上端部に固定され、かつ、保炎板13の一方の辺(面)側あるいは他方の辺(面)側の上面に固定された一対のサポート板17a、17aによって形成されている。これらサポート板17a、17aは、例えば溶接によってバーナベーン12および保炎板13に固定されている。
Such a
このようなサポート板17a、17aからなる固定型サポート17は、図3(a)に示すようにバーナベーン12の上部の、スタンドパイプ11側、すなわちバーナベーン12の上辺12bの、長さ方向の中間点よりスタンドパイプ11側に配置されている。また、保炎板13はバーナベーン12の上辺12bとほぼ同じ長さに形成されて、該上辺12bに対応してその直上に配置されており、したがって固定型サポート17はこの保炎板13に対しても、その長さ方向の中間点よりスタンドパイプ11側に配置されている。
As shown in FIG. 3A, the fixed
また、保炎板13は、誘導型サポート18によってバーナベーン12に間接的に保持されている。誘導型サポート18は、その側面図である図6(b)に示すように、保炎板13の下端を支持することで保炎板13をその長さ方向に移動可能に保持する四角筒状の保持部18aと、保持部18aから下降してバーナベーン12の両面にそれぞれ固定された一対の固定部18b、18bとによって形成されている。一対の固定部18b、18bは、例えば溶接によってバーナベーン12に固定されている。このような誘導型サポート18は、バーナベーン12の上部の、スタンドパイプ11と反対の側、すなわち前記固定型サポート17よりバーナベーン12の外側端側に配置されている。
Further, the
ここで、保炎板13やバーナベーン12は、バーナ3の運転時、すなわちBOGの燃焼時において熱膨張する。特に、保炎板13は火炎側に位置するため、バーナベーン12に比べて熱膨張が大きく、したがって熱膨張時にバーナベーン12に対して、その上辺12bの長さ方向により大きく伸長する。そのため、バーナベーン12に対する保炎板13の熱膨張(伸長)を容易にするべく、保炎板13はバーナベーン12に対して固定型サポート17のみで固定されている。
Here, the
すなわち、誘導型サポート18は保炎板13を単に支持しているだけで、その長さ方向の移動(伸長)を可能にしている。そのため、バーナ3が停止状態(非燃焼状態)から運転状態(燃焼状態)に移行して保炎板13が熱膨張し、長さ方向に伸長した際、保炎板13は固定型サポート17を固定点としてその両側に伸長することができる。したがって、保炎板13が熱膨張により伸長しても、あるいはその後運転を停止することで熱収縮し、短縮しても、このような保炎板13の伸縮がバーナベーン12に対して負荷とならないようになっている。
That is, the
また、誘導型サポート18によって保炎板13を支持しているので、固定型サポート17のみで保炎板13を片持ち状に支持する場合に比べ、保炎板13を安定して保持することができる。したがって、保炎板13が傾くのを防止し、バーナベーン12から流出したBOGを保炎板13によってその側方に安定して導くことができる。
In addition, since the
このような構成のグランドフレア1にあっては、定期修理のためプラントを停止する際や、地震発生時などにLNGプラントが停止した際、第1制御弁7が開かれることによってLNGタンク内のBOGが第1ステージのバーナ3aに供給される。そして、パイロットバーナ10によって着火されることにより、バーナ3aから排気されたBOGは燃焼し、火炎を形成する。また、LNGタンク内から供給されるBOGが多くなると、第2制御弁8、第3制御弁9がこの順に開かれ、第2ステージのバーナ3b、第3ステージのバーナ3cにBOGが順次供給され、燃焼に供される。
In the ground flare 1 having such a configuration, when the plant is stopped for periodic repair or when the LNG plant is stopped when an earthquake occurs, the
その際、スタンドパイプ11に流入したBOGは、その流路を上昇し、図3(a)に示した拡大部11bを通って多孔板32に流入し、各貫通孔32aを通過する。拡大部11bを通過したBOGは、前述したようにスタンドパイプ11の管内壁から剥離することにより、流速が大きくばらつき、流速分布が大きくなる。
At that time, the BOG that has flowed into the
しかし、このように流速分布が大きくなっても、その後多孔板32を通過することにより、このような流速のばらつきが抑えられ、流速分布が小さくなる。すなわち、BOGは均等に配置された貫通孔32aを通過する際に均一に拡散することにより、その流速のばらつき(流速分布)が拡散効果によって抑えられる。これにより、多孔板32を通過して各バーナベーン12に流入するBOGは、比較的流速のばらつきが小さく、したがって流速分布が小さい流れとなる。
However, even if the flow velocity distribution becomes large in this way, by passing through the
各バーナベーン12に流入したBOGは、バーナベーン12内に設けられた整流板16、16によって流速が均一になるように整流され、したがって開口15からほぼ均一に排出される。そして、開口15から排出されたBOGは、その直上に位置する保炎板13に衝突してその両側に回り込み、これによってバーナベーン12、12間を流れて上昇してきた空気と混合される。これにより、BOGは前記したように着火して燃焼し、火炎を形成する。
The BOG that has flowed into each
また、図3(a)中矢印で示すようにバーナベーン12の外側斜辺12cに沿って上昇してきたBOGは、前記したようにバーナベーン12の開口15の外側端側から排出されるが、その一部は斜め外方に流れて保炎板13の端部板13aに衝突し、矢印で示すようにこの端部板13aを回り込んで外方に流れる。このように端部板13aを回り込んで外方に流れるBOGは、縦渦を形成することで空気とより良好に混合され、効率良く燃焼する。
Further, as shown by the arrow in FIG. 3A, the BOG that has risen along the
本実施形態のグランドフレア1にあっては、バーナベーン12内に、BOG(燃焼ガス)の流れ方向に沿ってBOGの流速を整える整流板16、16を配置したので、BOGをバーナベーン12の開口15からほぼ均一に排出することができ、したがって安定した火炎を形成することができる。よって、リフト燃焼を緩和して低周波音の発生や火炎長さの増大を防止することができる。
In the ground flare 1 of the present embodiment, since the rectifying
また、整流板16、16を、バーナベーン12内にてBOGの流路の入口となるスリット14から出口となる開口15まで延ばして形成しているので、整流板16、16で区画された各流路を流れるBOGは他の流路に流入することがなく、したがって流路毎に安定した流れを形成するようになり、バーナベーン12の開口15からBOGをより均一に排出することができる。
Further, since the rectifying
さらに、整流板16、16を、その一端側がBOGの流路の入口となるスリット14を等分割(3等分)し、他端側がBOGの流路の出口となる開口15を等分割(3等分)するように配置しているので、各流路間での流量・流速のばらつきも無くすことができ、したがってバーナベーン12の開口15からBOGをより均一に排出することができる。
Further, the rectifying
また、スタンドパイプ11のスリット11aより下方に、貫通孔32aを多数形成してなる多孔板32を設けているので、BOGが貫通孔32aを通過する際の拡散効果によってBOGの流速のばらつきを抑え、これによってスリット14からバーナベーン12に流入する際のBOGの流速をほぼ均一にし、整流板16、16によって区画された各流路にほぼ均等にBOGを流入させることができる。
Further, since the
また、多孔板32の多数の貫通孔32aを、スタンドパイプ11のBOGの流路中において均等に分布させて配置しているので、バーナベーン12に流入する際のBOGの流速をより均一に調整することができる。
さらに、多孔板32を、スタンドパイプ11の拡大部11bより下流側に配置しているので、拡大部11bを通過することで大きくなったBOGの流速のばらつきを、多孔板32の拡散効果によって充分に小さくすることができる。したがって、BOGの流速分布を小さくし、整流板16、16によって区画された各流路により均等にBOGを流入させることができる。
In addition, since the large number of through
Further, since the
(第2実施形態)
図7は、本発明のグランドフレアの第2実施形態に係るバーナの要部側断面図であり、図7中符号40はバーナである。このバーナ40が図3(a)に示した第1実施形態に係るバーナ3と主に異なるところは、バーナベーン41の形状と、保炎板42の長さ、整流板46の形態にある。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a sectional side view of the main part of the burner according to the second embodiment of the ground flare of the present invention, and
すなわち、バーナ40は、前記バーナ3と同様に、前記各分岐管6a〜6cに接続するスタンドパイプ11と、このスタンドパイプ11の側部に放射状に設けられた複数枚(本実施形態では10枚)のバーナベーン41と、バーナベーン41から離間してその上方に配置された保炎板42と、を有して構成されている。
スタンドパイプ11は、第1実施形態と同様に、その上端側の側壁にスリット11aを形成している。
That is, as with the
As in the first embodiment, the
バーナベーン41は、正面及び背面が略三角形状(実際には四角形状)に形成された扁平な筒状のもので、図3(b)に示した第1実施形態と同様に、スタンドパイプ11を中心にして放射状に配置されている。これらバーナベーン41も、内側辺41a側がスタンドパイプ11のスリット11a内に嵌め込まれ、その状態で溶接等によってスタンドパイプ11に気密に固定されている。
The
バーナベーン41の内側辺41aには、スタンドパイプ11のスリット11aに嵌め込まれた範囲に、スリット43が形成されている。これにより、筒状のバーナベーン41はスタンドパイプ11内に連通し、スタンドパイプ11内を上昇してきたBOGを互いのスリット(11a、43)を介してバーナベーン41内に流入させるようになっている。バーナベーン41の内側辺41aは、下から上に行くに連れて漸次内側(スタンドパイプ11の中心軸側)に向かう斜辺に形成されている。また、バーナベーン41には、その上部に位置して水平方向に延びる上辺41bに、開口44が形成されている。この開口44も、バーナベーン41内に流入したBOGを排気するための排気口となっており、前記上辺41bの長さ方向に沿って水平方向に形成されている。
A
また、バーナベーン41には、スタンドパイプ11と反対の側の外側に、下から上に行くに連れて漸次外側に向かう外側斜辺41cが形成され、さらに外側斜辺41cの外側端に、鉛直方向上方に延びる外側辺41dが該外側斜辺41cに連続して形成されている。外側斜辺41cには開口が形成されずに閉じられている。一方、外側辺41dにはBOGを排気するための開口45が形成されている。したがって、バーナベーン41は、内側辺41aに形成されたスリット43と、上辺41bに形成された開口44および外側辺41dに形成された開口45によってのみ外部に通じた、筒状体となっている。
Further, the
このような構成のもとにスタンドパイプ11は、これを中心にして放射状に配置された10個のバーナベーン41に、BOGを排出するようになっており、バーナベーン41は、それぞれの開口44、45からBOGを排気するようになっている。したがって、第1実施形態と同様に、スタンドパイプ11に供給されたBOGを10個のバーナベーン41に分散させ、しかもそれぞれのバーナベーン41の開口44、45を、スタンドパイプ11を中心にして放射状に長く形成しているため、10個のバーナベーン41はBOGを略円柱状に広範囲に排気するようになっている。
Under such a configuration, the
また、バーナベーン41には、本実施形態ではその内部に、2枚の整流板46、46が設けられている。これら整流板46、46は、前記上辺41bをほぼ三分割する位置に設けられ、鉛直方向下方に向けて配設されている。これにより、スタンドパイプ11からスリット43内に流入したBOGをほぼ3等分するようになっている。
In the present embodiment, the
保炎板42は、第1実施形態と同様にバーナベーン41から離間してその上方に配置され、これによって開口44を直接覆うことなく間接的に覆うように形成されている。この保炎板42は、図5に示した第1実施形態の保炎板13とほぼ同様の構成からなっており、この第1実施形態の保炎板13と異なるところは、バーナベーン41の上辺41bより長く形成されている点である。
As in the first embodiment, the
すなわち、本実施形態の保炎板42は、図7に示すようにその外側端がバーナベーン41の上辺41bの外側端より外側に延び出て形成されている。そして、この外側端には、ここから下降した状態に端部板42aが設けられている。端部板42aは、図5に示した保炎板13の端部板13aと異なり、保炎板42の下端より下方に延び出て形成されている。すなわち、この端部板42aは、その下端がバーナベーン41の外側斜辺41cの延長線上に位置するように形成配置されている。
That is, as shown in FIG. 7, the
このような構成のもとに端部板42aは、バーナベーン41の外側斜辺41c側を流れ、開口45から流出してきたBOGをここに衝突させ、縦渦を形成して空気との混合を促進するようになっている。すなわち、第1実施形態の端部板13aに比べて下方に延び出させ、バーナベーン41の外側辺41dに開口45を形成しているため、本実施形態の端部板42aは開口45から流出してきた比較的大流量のBOGをここに衝突させ、より大きな縦渦を形成して空気との混合を促進するようにしている。
Under such a configuration, the
なお、本実施形態にあっても、保炎板42にはそのスタンドパイプ11側に三角板(図示せず)が設けられており、これによってBOGがスタンドパイプ11側に集中するのを抑えている。
また、保炎板42は、第1実施形態と同様に固定型サポート17によってバーナベーン41に間接的に固定され、かつ、誘導型サポート18によってバーナベーン41に間接的に保持されている。すなわち、保炎板42は、固定型サポート17を固定点として熱膨張時にその両側に伸長するようになっている。
Even in the present embodiment, the
In addition, the
本実施形態にあっても、バーナベーン41内に、BOG(燃焼ガス)の流れ方向に沿ってBOGの流速を整える整流板46、46を配置したので、BOGをバーナベーン41の開口44、開口45からほぼ均一に排出することができ、したがって安定した火炎を形成することができる。よって、リフト燃焼を緩和して低周波音の発生や火炎長さの増大を防止することができる。
Even in the present embodiment, since the rectifying
また、スタンドパイプ11のスリット11aより下方に、貫通孔32aを多数形成してなる多孔板32を設けているので、BOGが貫通孔32aを通過する際の拡散効果によってBOGの流速のばらつきを抑え、これによってスリット43からバーナベーン41に流入する際のBOGの流速をほぼ均一にし、整流板16、16を介してBOGを開口44、開口45から均一に排出することができる。したがって、安定した火炎を形成することができ、これによってリフト燃焼を緩和して低周波音の発生や火炎長さの増大を防止することができる。
Further, since the
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では本発明のグランドフレアを、LNGプラントにおいて非定常時にLNGタンクから排出されるBOGを燃焼するグランドフレアに適用した場合について説明したが、他に例えば、石油精製工業、石油化学工業、製鉄工業などにおける各種プラントから放出される処理ガス(燃焼ガス)を燃焼処理するグランドフレアにも適用可能である。
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-described embodiment, the case where the ground flare of the present invention is applied to the ground flare for burning BOG discharged from the LNG tank at an unsteady time in the LNG plant has been described. The present invention can also be applied to a ground flare for combustion treatment of processing gas (combustion gas) released from various plants in the industry, steel industry, and the like.
また、設置するバーナの数や一つのバーナにおけるバーナベーンの数、バーナベーン内に配置する整流板の数などは、燃焼ガスの処理量等に応じて適宜に設定される。
また、整流板としては、貫通孔を多数形成した多孔板以外にも、例えば金網など網状のものを用いることもできる。
また、前記実施形態ではスタンドパイプ11の流路に多孔板32を一段(一枚)配置したが、前記流路に多孔板32を多段(複数枚)配置し、多孔板32による整流効果を高めるようにしてもよい。
In addition, the number of burners to be installed, the number of burner vanes in one burner, the number of rectifying plates arranged in the burner vanes, and the like are appropriately set according to the amount of combustion gas treated.
In addition to the perforated plate in which a large number of through holes are formed, a rectifying plate such as a wire mesh can be used as the current plate.
In the embodiment, the
1…グランドフレア、2…煙突、3、3a、3b、3c…バーナ、4…風防、11…スタンドパイプ、11a…スリット、11b…拡大部、12…バーナベーン、12b…上辺(上部)、13…保炎板、14…スリット、15…開口、16…整流板、32…多孔板、32a…貫通孔、40…バーナ、41…バーナベーン、41b…上辺(上部)、42…保炎板、43…スリット、44…開口、45…開口、46…整流板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Grand flare, 2 ...
Claims (6)
前記バーナが、燃焼ガス供給源に接続するスタンドパイプと、該スタンドパイプの側部に放射状に設けられて該スタンドパイプに連通し、上部に開口を有するバーナベーンと、該バーナベーンの開口の上方に配置された保炎板と、前記バーナベーン内に配置されて燃焼ガスの流れ方向に沿って該燃焼ガスの流速を整える整流板と、を有して構成されていることを特徴とするグランドフレア。 In a ground flare comprising a chimney, a burner disposed at the lower end of the chimney, and a windshield disposed around the lower end of the chimney and the burner,
The burner is connected to a combustion gas supply source, a burner vane that is provided radially on the side of the stand pipe and communicates with the stand pipe, and has an opening at the top, and is disposed above the opening of the burner vane. A ground flare comprising a flame holding plate and a rectifying plate that is arranged in the burner vane and regulates the flow velocity of the combustion gas along the flow direction of the combustion gas.
Priority Applications (1)
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Citations (3)
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JPS5169146U (en) * | 1974-11-27 | 1976-06-01 | ||
GB2304180A (en) * | 1995-08-10 | 1997-03-12 | Hi Lo Flare Systems & Services | Flare head |
JP2005016901A (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Burner, combustor and plant system |
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- 2013-07-03 JP JP2013140129A patent/JP2015014390A/en active Pending
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