JP2018141585A - ボイラ及びボイラを備えた船舶並びにイナートガスの生成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、LNG運搬船で利用されるイナートガスは、酸素含有率が1%程度と厳しい条件でなければならないため、通常LNG運搬船ではボイラ等の燃焼排ガスをイナートガスとして利用することはできず、イナートガスを生成する専用の装置を搭載している。
また、特許文献1の構成では、ボイラにバーナが一つしか設けられていないので、ボイラで蒸気を生成する機能と、イナートガスを生成する機能とを、一つのバーナで賄うことになる。通常の舶用ボイラに設けられたバーナは、蒸気を生成する機能を満たさなければならないという制約から、燃焼排ガスの酸素含有率を十分に低下させることができず、生成したイナートガスが燃料タンク内の可燃性ガスと反応してしまう可能性があった。
また、舶用ボイラ用のバーナでは所定の蒸気を発生させる目的で大容量であり、イナートガス生成を目的とした場合、必要以上の燃焼ガスを生成してしまう可能性があった。その為、小容量のバーナを追加設置する必要がある。
本発明の一態様に係るボイラは、火炉と、前記火炉内で燃料を燃焼する第1バーナと、前記第1バーナと別に設けられ、前記火炉内で燃料を燃焼してイナートガスを生成する第2バーナと、を備える。
イナートガスとは、可燃性ガスと反応しない酸素含有率のガスである。可燃性ガスと反応しない酸素含有率としては、空気中(例えば、大気圧等)において着火しない酸素含有率を意味し、例えば1%以下とされる。
また、第2バーナは、第1バーナから離れて配置されているので、第1バーナの配置スペースに影響を与えない。したがって、第1バーナの設置スペースを十分に確保することができる。
また、第2バーナを火炉の下部に配置している。これにより、第2バーナが形成する火炎の範囲を限定的にすることができるので、耐火材を設ける範囲を少なくすることができる。また、火炉の底部と、火炉の下部周囲に耐火材を設けているので、耐火材を設置する作業を容易にすることができる。
以下、本発明の第1実施形態について、図1から図3を用いて説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る船舶は、例えば、LNGを運搬するLNG運搬船1である。LNG運搬船1は、運搬時にLNGを貯留するLNGタンク(燃料タンク)2と、LNGタンク2の点検・修理時等にLNGタンク2内に供給するイナートガスを生成するボイラ3とを搭載している。
下部バーナ20が、下部バーナ空気供給路26を介して供給される燃焼用空気を用いて、燃料供給管40を介して供給された燃料を燃焼して、火炎を形成する(第2バーナ燃焼工程)。下部バーナ20は、単位燃料あたり少ない燃焼用空気によって火炎を形成する小容量のバーナであって、かつ、火炎の長さを確保できるように配置されているので、火炉内のスペースを有効に使用でき、下部バーナ20の燃焼によって生成される燃焼ガスは、酸素含有率が低い。したがって、蒸気生成部17に導入される燃焼ガスの酸素含有率は低い状態となる。具体的には、蒸気生成部17に導入される燃焼ガスは、酸素含有率が1%以下となっている。なお、下部バーナ20で燃焼を行い酸素含有率の低い燃焼ガスを生成する際には、上部バーナ18では燃焼を行わない。
本実施形態では、上部バーナ18に加えて、火炉16内でイナートガスを生成するためのバーナである下部バーナ20を備えている。したがって、イナートガスを生成する専用の装置(IGG(Inert gas generator)等)を設けることなく、ボイラ3において、可燃性ガスと反応しない酸素含有率とされた酸素含有率1%以下のイナートガスを生成することができる。また、イナートガスを生成する際のエネルギーによって蒸気を生成することができる。
次に、本発明の第2実施形態について、図4を用いて説明する。
本実施形態では、基本的に第1実施形態と同様の構造を有し、主に、LNG運搬船60が、特徴の異なるボイラを2台設けている点が第1実施形態と相違している。したがって、第1実施形態と同一の構成については同一符号を付しその説明を省略する。
本実施形態では、イナートガスを生成するボイラ56とは別に、LNGタンク2から可燃性の燃料ガスが供給されるボイラ50が設けられている。これにより、イナートガスを生成するボイラ56からLNGタンク2にイナートガスを供給した際に、LNGタンク2内から排出される可燃性の燃料ガス及びイナートガスを、ボイラ50で燃焼処理することができる。したがって、LNGタンク2内から排出される可燃性の燃料ガス及びイナートガスを、ボイラ50で燃焼処理するとともに、蒸気を生成することができ、この蒸気をLNG運搬船1内の機器で利用することで、LNG運搬船1全体のエネルギー効率を向上させることができる。
2 LNGタンク(燃料タンク)
3 ボイラ
4 イナートガス供給管
16 火炉
17 蒸気生成部
18 上部バーナ(第1バーナ)
19 上部風箱
20 下部バーナ(第2バーナ)
21 下部風箱
22 天井部水冷壁
23 前面水冷壁
25 上部バーナ空気供給路
26 下部バーナ空気供給路
27 流量調整弁
29 蒸発管群
32 側部水冷壁(水冷壁)
33 底部水冷壁(水冷壁)
34 水冷管
35 底部耐火材(耐火材)
36 側部耐火材(耐火材)
50 ボイラ
Claims (7)
- 火炉と、
前記火炉内で燃料を燃焼する第1バーナと、
前記第1バーナと別に設けられ、前記火炉内で燃料を燃焼してイナートガスを生成する第2バーナと、を備えたボイラ。 - 前記第1バーナは、前記火炉の上部に配置され、下方に向けて火炎を形成し、
前記第2バーナは、前記火炉の下部に配置される請求項1に記載のボイラ。 - 前記火炉の炉底及び前記火炉の下部の側壁に沿うように設けられる水冷壁と、
前記水冷壁と前記第2バーナが形成する火炎との間に設けられる耐火材と、を備えた請求項2に記載のボイラ。 - 前記第2バーナを囲う風箱と、
前記第1バーナの運転中であって前記第2バーナの停止中に、前記風箱の内部にシールガスを供給するファンと、を備える請求項1から請求項3のいずれかに記載のボイラ。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のボイラと、
前記ボイラで生成した前記イナートガスが供給される燃料タンクと、を備えた船舶。 - 前記ボイラとは別に設けられ、前記燃料タンクから燃料ガスが供給される他のボイラを備えた請求項5に記載の船舶。
- 火炉と、前記火炉内で燃料を燃焼する第1バーナと、前記第1バーナと別に設けられて前記火炉内で燃料を燃焼してイナートガスを生成する第2バーナと、前記火炉で発生した燃焼排ガスによって蒸気を生成する蒸気生成部と、を有するボイラを備え、
前記第2バーナのみで燃料を燃焼する第2バーナ燃焼工程と、
前記蒸気生成部で蒸気を生成する蒸気生成工程と、を備えたイナートガス生成方法。
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