JP2018200166A - Hydrogen combustion boiler - Google Patents

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Abstract

To provide a hydrogen combustion boiler enabling a more efficient purge of a hydrogen supply line.SOLUTION: A hydrogen combustion boiler 1 includes: a hydrogen supply line L100 connected to a burner 20 and supplying hydrogen gas G1 to the burner 20; a first shutoff valve V11 disposed in the hydrogen supply line L100 and opening/closing a flow passage of the hydrogen supply line L100; a purge line L200 connected to a portion in the vicinity of the first shutoff valve V11 at a secondary side of the first shutoff valve V11 and supplying inert gas G2 to the hydrogen supply line L100; first supply valves V31, V32 disposed in the purge line L200 and controlling a supply amount of the inert gas G2; and a control section 40 for controlling opening/closing of the first shutoff valve V11 and the first supply valves V31, V32. The control section 40 includes a post purge control section 41 for closing the first shutoff valve V11 when combustion of the hydrogen gas G1 in the burner 20 is stopped and opening the first supply valves V31, V32 only in a state where the first shutoff valve V11 is closed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水素燃焼ボイラに関する。   The present invention relates to a hydrogen combustion boiler.

従来、水素ガスを燃料として用いる水素燃焼ボイラが知られている。水素燃焼ボイラは、燃料を燃焼させた場合に二酸化炭素を発生させない点等で注目されている。   Conventionally, hydrogen combustion boilers using hydrogen gas as fuel are known. Hydrogen combustion boilers are attracting attention because they do not generate carbon dioxide when fuel is burned.

一方、燃料である水素ガスは、炭化水素ガスに比して燃焼速度が速く、また、空気と混合した場合の燃焼範囲が広いため、バーナで発生した火炎が水素供給ラインに逆流することを防止する必要がある。特に、バーナの運転停止時に水素供給ラインに水素ガスが残り、水素ガスが空気と混合することで、バーナの再運転時に逆火現象が発生することが考えられる。   On the other hand, hydrogen gas, which is a fuel, has a higher combustion speed than hydrocarbon gas, and has a wide combustion range when mixed with air, preventing the flame generated in the burner from flowing back to the hydrogen supply line. There is a need to. In particular, it is conceivable that when the burner is stopped, hydrogen gas remains in the hydrogen supply line, and the hydrogen gas is mixed with air, thereby causing a flashback phenomenon when the burner is restarted.

そこで、水素供給ラインに不活性ガスを注入することにより、水素供給ラインに残存する水素ガスをパージするボイラが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In view of this, a boiler has been proposed that purges hydrogen gas remaining in the hydrogen supply line by injecting an inert gas into the hydrogen supply line (see, for example, Patent Document 1).

特開2010−65579号公報JP 2010-65579 A

特許文献1に開示されたボイラでは、水素供給ラインが不活性ガスによりパージされることにより、バーナ運転停止時の安全性を向上できる点で有用である。負荷側の必要蒸気量の変動に応じた蒸気を発生させる小型貫流ボイラ等では、ボイラ燃焼の発停が頻繁に起こる。ボイラ燃焼の発停の際に、適切に効率よく不活性ガスのパージを行い、ボイラ運転停止時及び起動時の安全性を向上できるボイラが求められていた。   The boiler disclosed in Patent Document 1 is useful in that the hydrogen supply line is purged with an inert gas, thereby improving the safety when the burner operation is stopped. In small once-through boilers that generate steam according to fluctuations in the required steam amount on the load side, boiler combustion frequently starts and stops. There has been a demand for a boiler capable of appropriately and efficiently purging inert gas when boiler combustion is started and stopped, and improving safety at the time of boiler operation stop and startup.

従って、本発明は、水素供給ラインをより効率よくパージできる水素燃焼ボイラを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a hydrogen combustion boiler capable of purging a hydrogen supply line more efficiently.

本発明は、バーナと、前記バーナに接続され、前記バーナに水素ガスを供給する水素供給ラインと、前記水素供給ラインに配置され、該水素供給ラインの流路を開閉する遮断弁と、前記遮断弁の下流側における該遮断弁の近傍に接続され、前記水素供給ラインに不活性ガスを供給するパージラインと、前記パージラインに配置され、不活性ガスの供給量を調整する第1供給弁と、前記遮断弁及び前記第1供給弁の開閉を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記バーナにおける水素ガスの燃焼を停止する場合に前記遮断弁を閉止し、前記遮断弁が閉止された状態においてのみ前記第1供給弁を開くポストパージ制御部を備える水素燃焼ボイラに関する。   The present invention includes a burner, a hydrogen supply line that is connected to the burner and supplies hydrogen gas to the burner, a shutoff valve that is disposed in the hydrogen supply line and opens and closes the flow path of the hydrogen supply line, and the shutoff A purge line connected to the vicinity of the shut-off valve on the downstream side of the valve and supplying an inert gas to the hydrogen supply line; and a first supply valve disposed in the purge line for adjusting the supply amount of the inert gas; A control unit that controls opening and closing of the shutoff valve and the first supply valve, and the control unit closes the shutoff valve when stopping combustion of hydrogen gas in the burner, and the shutoff valve The present invention relates to a hydrogen combustion boiler including a post purge control unit that opens the first supply valve only in a closed state.

また、水素燃焼ボイラは、缶体を更に備え、前記バーナは、前記缶体の上端面に配置され、前記水素供給ラインは、前記バーナの上方から前記バーナに接続され、前記パージラインは、酸素よりも軽い不活性ガスを供給することが好ましい。   The hydrogen combustion boiler further includes a can body, the burner is disposed on an upper end surface of the can body, the hydrogen supply line is connected to the burner from above the burner, and the purge line is an oxygen It is preferable to supply a lighter inert gas.

また、前記ポストパージ制御部は、前記バーナから前記遮断弁までの間の前記水素供給ラインの容積の4倍以上の不活性ガスを供給するように前記第1供給弁の開閉を制御することが好ましい。   The post-purge control unit may control opening and closing of the first supply valve so as to supply an inert gas that is four times or more the volume of the hydrogen supply line between the burner and the shutoff valve. preferable.

また、前記制御部は、前記バーナによる水素ガスの燃焼を開始する前に、所定時間前記第1供給弁を開いて前記パージラインから不活性ガスを供給した後該第1供給弁を閉止し、前記第1供給弁が閉止された後に前記遮断弁を開くプレパージ制御部を更に備え、
前記プレパージ制御部は、前記遮断弁が閉止された状態においてのみ前記第1供給弁の開放を許容することが好ましい。
Further, the control unit opens the first supply valve for a predetermined time before starting combustion of hydrogen gas by the burner, and then supplies the inert gas from the purge line, and then closes the first supply valve. A pre-purge control unit that opens the shutoff valve after the first supply valve is closed;
It is preferable that the pre-purge control unit allows the first supply valve to be opened only when the shut-off valve is closed.

また、前記プレパージ制御部は、前記バーナから前記遮断弁までの間の前記水素供給ラインの容積の4倍以上の不活性ガスを供給するように前記第1供給弁の開閉を制御することが好ましい。   Further, it is preferable that the pre-purge control unit controls the opening and closing of the first supply valve so as to supply an inert gas that is four times or more the volume of the hydrogen supply line between the burner and the shutoff valve. .

また、前記制御部は、前記バーナにおける水素ガスの燃焼の異常を検知した場合に前記遮断弁を閉止する異常検知部を更に備え、前記異常検知部により前記遮断弁が閉止された後に水素ガスの燃焼が開始される場合に前記プレパージ制御部による制御を行うことが好ましい。   In addition, the control unit further includes an abnormality detection unit that closes the shut-off valve when an abnormality in combustion of hydrogen gas in the burner is detected, and after the shut-off valve is closed by the abnormality detection unit, It is preferable to perform control by the pre-purge control unit when combustion is started.

また、水素燃焼ボイラは、前記パージラインに配置されるオリフィスを更に備え、前記パージラインにおける前記オリフィスの下流側の不活性ガスの圧力は、前記バーナの最小燃焼状態において前記水素供給ラインにおける前記遮断弁の下流側に供給される水素ガスの圧力よりも低く設定されることが好ましい。   The hydrogen combustion boiler further includes an orifice disposed in the purge line, and the pressure of the inert gas downstream of the orifice in the purge line is cut off in the hydrogen supply line in a minimum combustion state of the burner. The pressure is preferably set lower than the pressure of the hydrogen gas supplied to the downstream side of the valve.

また、前記パージラインにおける前記オリフィスの上流側の不活性ガスの圧力は、前記バーナの最大燃焼状態において前記水素供給ラインにおける前記遮断弁の下流側に供給される水素ガスの圧力よりも高く設定されることが好ましい。   The pressure of the inert gas upstream of the orifice in the purge line is set higher than the pressure of hydrogen gas supplied downstream of the shutoff valve in the hydrogen supply line in the maximum combustion state of the burner. It is preferable.

また、水素燃焼ボイラは、前記パージラインに配置され、不活性ガスの圧力を検知する圧力検知部を更に備え、前記制御部は、前記圧力検知部により検知された不活性ガスの圧力が所定値よりも低下した場合に前記バーナによる水素ガスの燃焼を停止することが好ましい。   The hydrogen combustion boiler is further provided with a pressure detection unit that is disposed in the purge line and detects the pressure of the inert gas, and the control unit is configured such that the pressure of the inert gas detected by the pressure detection unit is a predetermined value. It is preferable to stop the combustion of hydrogen gas by the burner when the temperature is lower than that.

また、水素燃焼ボイラに接続する水素供給ラインには水素燃焼ボイラの上流側に燃料元弁が設けられ、水素燃焼ボイラは、前記パージラインから分岐して、前記燃料元弁の下流側近傍で前記水素供給ラインに接続される分岐パージラインと、前記分岐パージラインに配置され、該分岐パージラインを開閉する第2供給弁と、を更に備え、前記制御部は、前記燃料元弁から前記遮断弁の間を不活性ガスでパージする場合に、前記燃料元弁が閉止された状態においてのみ前記水素供給ラインをパージ可能にする遮断弁上流パージ制御部を更に備えることが好ましい。   The hydrogen supply line connected to the hydrogen combustion boiler is provided with a fuel main valve on the upstream side of the hydrogen combustion boiler, and the hydrogen combustion boiler branches from the purge line and is located near the downstream side of the fuel main valve. A branch purge line connected to the hydrogen supply line; and a second supply valve disposed on the branch purge line for opening and closing the branch purge line, wherein the control unit includes the shutoff valve from the fuel main valve. It is preferable to further include a shut-off valve upstream purge control unit that allows the hydrogen supply line to be purged only when the fuel source valve is closed when purging with an inert gas.

また、水素燃焼ボイラは、前記水素供給ラインにおける前記パージラインとの接続位置よりも下流側に配置される流路切替弁と、前記水素供給ラインと前記パージラインとの接続位置よりも下流側、且つ前記流路切替弁よりも上流側の水素供給ラインに接続される大気開放ラインと、前記大気開放ラインに配置され、該大気開放ラインを開閉する大気開放弁と、を更に備え、大気開放ラインと、前記大気開放ラインに配置され、該大気開放ラインを開閉する大気開放弁と、を更に備え、前記遮断弁上流パージ制御部は、前記流路切換弁を閉止すると共に前記大気開放弁を開放して前記水素供給ラインをパージすることが好ましい。   Further, the hydrogen combustion boiler includes a flow path switching valve disposed downstream of a connection position with the purge line in the hydrogen supply line, and a downstream side of a connection position between the hydrogen supply line and the purge line, And an atmosphere release line connected to a hydrogen supply line upstream of the flow path switching valve, and an atmosphere release valve disposed in the atmosphere release line for opening and closing the atmosphere release line, And an atmosphere release valve that is disposed in the atmosphere release line and opens and closes the atmosphere release line, and the shut-off valve upstream purge control unit closes the flow path switching valve and opens the atmosphere release valve. It is preferable to purge the hydrogen supply line.

また、水素燃焼ボイラは、前記水素供給ラインにおける前記パージラインとの接続位置よりも下流側に配置されるフレームアレスタを更に備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable that a hydrogen combustion boiler is further equipped with the flame arrester arrange | positioned downstream from the connection position with the said purge line in the said hydrogen supply line.

本発明によれば、水素供給ラインをより効率よくパージできる水素燃焼ボイラを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hydrogen combustion boiler which can purge a hydrogen supply line more efficiently can be provided.

本発明の第1実施形態に係る水素燃焼ボイラの構成を模式的に示す図である。It is a figure showing typically the composition of the hydrogen combustion boiler concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る水素燃焼ボイラの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the hydrogen combustion boiler which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の他の例に係る水素燃焼ボイラの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the hydrogen combustion boiler which concerns on the other example of this invention.

以下、本発明の各実施形態に係る水素燃焼ボイラ1について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, the hydrogen combustion boiler 1 which concerns on each embodiment of this invention is demonstrated, referring drawings.

[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係る水素燃焼ボイラ1について、図1を参照して説明する。
第1実施形態の水素燃焼ボイラ1は、水素ガスG1を燃料として用いるボイラである。水素燃焼ボイラ1は、例えば貫流ボイラであり、この水素燃焼ボイラ1では、水素ガスG1を供給するラインから缶体10に配置されたバーナ20に水素ガスG1が供給される。バーナ20の燃焼停止時及びバーナ20の燃焼開始時のそれぞれにおいて、水素ガスG1を供給するラインに残留する水素ガスG1は、不活性ガスG2によりパージされる。以下、バーナ20の燃焼停止時のパージをポストパージといい、バーナ20の燃焼開始時のパージをプレパージという。また、後述する燃料元弁V13から第1遮断弁V11の間に滞留する水素ガスG1のパージを遮断弁上流パージという。
[First Embodiment]
First, the hydrogen combustion boiler 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG.
The hydrogen combustion boiler 1 of the first embodiment is a boiler that uses hydrogen gas G1 as fuel. The hydrogen combustion boiler 1 is, for example, a once-through boiler. In the hydrogen combustion boiler 1, the hydrogen gas G1 is supplied from a line that supplies the hydrogen gas G1 to the burner 20 disposed in the can 10. The hydrogen gas G1 remaining in the line supplying the hydrogen gas G1 is purged by the inert gas G2 when the burner 20 is stopped and when the burner 20 is started. Hereinafter, the purge when the combustion of the burner 20 is stopped is referred to as a post purge, and the purge when the combustion of the burner 20 is started is referred to as a pre-purge. Further, purging of the hydrogen gas G1 staying between the fuel source valve V13 and the first cutoff valve V11 described later is referred to as cutoff valve upstream purge.

水素燃焼ボイラ1は、図1に示すように、缶体10と、バーナ20と、送風機30と、制御部40と、を備える。また、この水素燃焼ボイラ1は、水素供給ラインL100と、パージラインL200と、分岐パージラインL250と、空気供給ラインL300と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の総称である。   As shown in FIG. 1, the hydrogen combustion boiler 1 includes a can body 10, a burner 20, a blower 30, and a control unit 40. The hydrogen combustion boiler 1 includes a hydrogen supply line L100, a purge line L200, a branch purge line L250, and an air supply line L300. The “line” in this specification is a general term for a flow path, a path, a pipe line, and the like.

缶体10は、下部ヘッダ、複数の水管、上部ヘッダ(いずれも図示せず)、及び燃焼室B等を含んで構成され、この缶体10に供給される水を加熱して蒸気を生成する。   The can body 10 includes a lower header, a plurality of water pipes, an upper header (all not shown), a combustion chamber B, and the like, and heats water supplied to the can body 10 to generate steam. .

バーナ20は、缶体10の上部に配置される。バーナ20は、缶体10の燃焼室Bで水素ガスG1を燃焼させる。
送風機30は、バーナ20に燃焼用の空気(燃焼用空気A1)を供給する。
制御部40は、水素燃焼ボイラ1の燃焼を制御する。制御部40の詳細については後述する。
The burner 20 is disposed on the upper portion of the can 10. The burner 20 burns hydrogen gas G1 in the combustion chamber B of the can 10.
The blower 30 supplies combustion air (combustion air A <b> 1) to the burner 20.
The control unit 40 controls the combustion of the hydrogen combustion boiler 1. Details of the control unit 40 will be described later.

水素供給ラインL100は、水素ガスG1を燃料としてバーナ20に供給する。より具体的には、水素供給ラインL100は、下流側がバーナ20の上方からバーナ20に接続され、上流側が水素ガスG1を供給する供給源(図示せず)に接続される。   The hydrogen supply line L100 supplies hydrogen gas G1 to the burner 20 as fuel. More specifically, the hydrogen supply line L100 has a downstream side connected to the burner 20 from above the burner 20, and an upstream side connected to a supply source (not shown) that supplies the hydrogen gas G1.

以上の水素供給ラインL100には、フレームアレスタ50と、遮断弁としての第1遮断弁V11と、第2遮断弁V12と、流量調整弁V21と、燃料元弁V13と、第1大気開放部110と、が配置される。
フレームアレスタ50は、水素供給ラインL100に配置され、後述するパージラインL200との接続位置よりも下流側に配置される。フレームアレスタ50は、バーナ20から水素供給ラインL100に発生した逆火の上流側への進行を防止する。
The hydrogen supply line L100 includes a flame arrester 50, a first shut-off valve V11 as a shut-off valve, a second shut-off valve V12, a flow rate adjusting valve V21, a fuel source valve V13, and a first atmosphere release unit 110. And are arranged.
The flame arrester 50 is disposed on the hydrogen supply line L100, and is disposed on the downstream side of a connection position with a purge line L200 described later. The flame arrester 50 prevents the backfire generated in the hydrogen supply line L100 from the burner 20 from proceeding upstream.

第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12は、水素供給ラインL100におけるフレームアレスタ50よりも上流側に配置される。第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12は、電磁弁により構成され、水素供給ラインL100の流路を開閉する。本実施形態において、第2遮断弁V12は、第1遮断弁V11よりも上流側に配置される。また、第2遮断弁V12は、第1遮断弁V11の近傍に配置される。   The first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12 are disposed upstream of the frame arrester 50 in the hydrogen supply line L100. The first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12 are constituted by electromagnetic valves, and open and close the flow path of the hydrogen supply line L100. In the present embodiment, the second cutoff valve V12 is disposed on the upstream side of the first cutoff valve V11. The second cutoff valve V12 is disposed in the vicinity of the first cutoff valve V11.

流量調整弁V21は、水素供給ラインL100において、第2遮断弁V12の上流側に配置される。具体的には、流量調整弁V21は、第1遮断弁V11の上流側に配置される。流量調整弁V21は、水素供給ラインL100を流れる水素ガスG1の流量を調整する。流量調整弁V21は、例えば、ガスガバナにより構成される。   The flow rate adjustment valve V21 is disposed upstream of the second shutoff valve V12 in the hydrogen supply line L100. Specifically, the flow rate adjustment valve V21 is disposed on the upstream side of the first cutoff valve V11. The flow rate adjustment valve V21 adjusts the flow rate of the hydrogen gas G1 flowing through the hydrogen supply line L100. The flow rate adjustment valve V21 is configured by, for example, a gas governor.

燃料元弁V13は、流量調整弁V21の上流側に配置される。本実施形態では、燃料元弁V13は、水素燃焼ボイラ(の外部)の上流側近傍に配置され、手動弁により構成され、水素供給ラインL100の流路を開閉する。   The fuel source valve V13 is disposed upstream of the flow rate adjustment valve V21. In the present embodiment, the fuel source valve V13 is disposed in the vicinity of the upstream side of the hydrogen combustion boiler (outside), is configured by a manual valve, and opens and closes the flow path of the hydrogen supply line L100.

第1大気開放部110は、燃料元弁V13の上流側に配置される。第1大気開放部110は、大気開放ラインL500と、この大気開放ラインL500に配置される第1大気開放弁V51と、を備える。第1大気開放部110は、第1大気開放弁V51を開放して、燃料元弁V13よりも上流側の水素供給ラインL100の不活性ガスパージ及び水素置換を行う。   The first atmosphere opening portion 110 is disposed on the upstream side of the fuel source valve V13. The first atmosphere release unit 110 includes an atmosphere release line L500 and a first atmosphere release valve V51 disposed in the atmosphere release line L500. The first atmosphere release unit 110 opens the first atmosphere release valve V51 to perform inert gas purge and hydrogen replacement of the hydrogen supply line L100 on the upstream side of the fuel source valve V13.

パージラインL200は、水素供給ラインL100を介して缶体10に不活性ガスG2を供給するラインである。パージラインL200の上流側は不活性ガスG2の供給源60に接続され、下流側は、水素供給ラインL100における第1遮断弁V11とフレームアレスタ50との間に接続される。本実施形態では、パージラインL200は第1遮断弁V11の近傍に接続される。
不活性ガスG2としては、窒素、ヘリウム、ネオン等の酸素よりも比重の軽いガスが用いられ、本実施形態では、不活性ガスG2として窒素が用いられる。
The purge line L200 is a line that supplies the inert gas G2 to the can body 10 through the hydrogen supply line L100. The upstream side of the purge line L200 is connected to the supply source 60 of the inert gas G2, and the downstream side is connected between the first cutoff valve V11 and the flame arrester 50 in the hydrogen supply line L100. In the present embodiment, the purge line L200 is connected in the vicinity of the first cutoff valve V11.
As the inert gas G2, a gas having a lighter specific gravity than oxygen, such as nitrogen, helium, or neon, is used. In the present embodiment, nitrogen is used as the inert gas G2.

以上のパージラインL200には、第1供給弁V31,V32と、オリフィス70と、が配置される。
第1供給弁V31,V32は、電磁弁により構成され、パージラインL200の流路を開閉して、不活性ガスG2の供給量を調整する。
The first supply valves V31 and V32 and the orifice 70 are arranged in the purge line L200.
The first supply valves V31 and V32 are constituted by electromagnetic valves, and adjust the supply amount of the inert gas G2 by opening and closing the flow path of the purge line L200.

オリフィス70は、パージラインL200における第1供給弁V32よりも下流側に配置される。オリフィス70は、パージラインL200を流れる不活性ガスG2を絞り、下流側に流れる不活性ガスG2の圧力を下げる。   The orifice 70 is disposed downstream of the first supply valve V32 in the purge line L200. The orifice 70 restricts the inert gas G2 flowing through the purge line L200 and lowers the pressure of the inert gas G2 flowing downstream.

以上のパージラインL200からは、水素供給ラインL100における第1遮断弁V11の下流側に供給される水素ガスG1の圧力よりも高い圧力の不活性ガスG2が供給される。即ち、パージラインL200におけるオリフィス70の上流側の不活性ガスG2の圧力は、バーナ20の最大燃焼状態において水素供給ラインL100における第1遮断弁V11の下流側に供給される水素ガスG1の圧力よりも高くなるように設定される。   From the purge line L200, the inert gas G2 having a pressure higher than the pressure of the hydrogen gas G1 supplied to the downstream side of the first cutoff valve V11 in the hydrogen supply line L100 is supplied. That is, the pressure of the inert gas G2 upstream of the orifice 70 in the purge line L200 is higher than the pressure of the hydrogen gas G1 supplied downstream of the first shutoff valve V11 in the hydrogen supply line L100 in the maximum combustion state of the burner 20. Is set to be higher.

また、パージラインL200におけるオリフィス70の下流側の不活性ガスG2の圧力は、バーナ20の最小燃焼状態において、水素供給ラインL100における第1遮断弁V11の下流側に供給される水素ガスG1の圧力よりも低くなるように設定される。これにより、オリフィス70の下流側における不活性ガスG2の圧力は、水素供給ラインL100における第1遮断弁V11の下流側の水素ガスG1の圧力と、第1遮断弁V11の逆耐圧との和よりも低くなる。   The pressure of the inert gas G2 downstream of the orifice 70 in the purge line L200 is the pressure of the hydrogen gas G1 supplied downstream of the first shutoff valve V11 in the hydrogen supply line L100 in the minimum combustion state of the burner 20. Is set to be lower. Thereby, the pressure of the inert gas G2 downstream of the orifice 70 is determined by the sum of the pressure of the hydrogen gas G1 downstream of the first cutoff valve V11 in the hydrogen supply line L100 and the reverse pressure resistance of the first cutoff valve V11. Also lower.

分岐パージラインL250は、パージラインL200から分岐するラインである。分岐パージラインL250は、パージラインL200をバイパスして缶体10に不活性ガスG2を供給するラインである。分岐パージラインL250は、水素供給ラインL100を介して流量調整弁V21、第2遮断弁V12、及び第1遮断弁V11を経由してバーナ20に流れる不活性ガスG2を供給する。分岐パージラインL250は、パージラインL200から分岐して、燃料元弁V13の下流側近傍で水素供給ラインL100に接続される。具体的には、分岐パージラインL250の上流側は、第1供給弁V31と供給源60との間のパージラインL200に接続され、下流側は、燃料元弁V13(ボイラ外に設けられる手動弁)の下流側直近に設けられる。本実施形態では、分岐パージラインL250の下流側は、水素供給ラインL100における流量調整弁V21の上流側に接続される。   The branch purge line L250 is a line branched from the purge line L200. The branch purge line L250 is a line that bypasses the purge line L200 and supplies the inert gas G2 to the can 10. The branch purge line L250 supplies the inert gas G2 that flows to the burner 20 via the hydrogen supply line L100 via the flow rate adjustment valve V21, the second cutoff valve V12, and the first cutoff valve V11. The branch purge line L250 branches from the purge line L200 and is connected to the hydrogen supply line L100 in the vicinity of the downstream side of the fuel source valve V13. Specifically, the upstream side of the branch purge line L250 is connected to the purge line L200 between the first supply valve V31 and the supply source 60, and the downstream side is a fuel source valve V13 (manual valve provided outside the boiler). ) Near the downstream side. In the present embodiment, the downstream side of the branch purge line L250 is connected to the upstream side of the flow rate adjustment valve V21 in the hydrogen supply line L100.

以上の分岐パージラインL250には、第2供給弁V33が配置される。
第2供給弁V33は、電磁弁により構成され、分岐パージラインL250の流路を開閉して、分岐パージラインL250から水素供給ラインL100に供給される不活性ガスG2の供給量を調整する。即ち、第2供給弁V33は、電磁弁で構成され、分岐パージラインL250の流路を開閉して、分岐パージラインL250から流量調整弁V21、第2遮断弁V12、及び第1遮断弁V11に供給される不活性ガスG2の供給量を調整する。
The second supply valve V33 is arranged in the branch purge line L250.
The second supply valve V33 is configured by an electromagnetic valve, and opens and closes the flow path of the branch purge line L250 to adjust the supply amount of the inert gas G2 supplied from the branch purge line L250 to the hydrogen supply line L100. In other words, the second supply valve V33 is configured by an electromagnetic valve, and opens and closes the flow path of the branch purge line L250, and from the branch purge line L250 to the flow rate adjustment valve V21, the second cutoff valve V12, and the first cutoff valve V11. The supply amount of the inert gas G2 to be supplied is adjusted.

空気供給ラインL300は、バーナ20に燃焼用空気A1を供給する。空気供給ラインL300の上流側は、送風機30に接続される。また、空気供給ラインL300の下流側は、バーナ20に接続される。   The air supply line L300 supplies combustion air A1 to the burner 20. The upstream side of the air supply line L300 is connected to the blower 30. The downstream side of the air supply line L300 is connected to the burner 20.

制御部40は、第1遮断弁V11,第2遮断弁V12、第1供給弁V31,V32、及び第2供給弁V33の開閉を制御する。また、制御部40は、送風機30の起動及び停止を制御する。制御部40は、ポストパージ制御部41と、プレパージ制御部42と、遮断弁上流パージ制御部44と、を備える。   The control unit 40 controls opening and closing of the first cutoff valve V11, the second cutoff valve V12, the first supply valves V31 and V32, and the second supply valve V33. The control unit 40 controls the start and stop of the blower 30. The control unit 40 includes a post-purge control unit 41, a pre-purge control unit 42, and a shut-off valve upstream purge control unit 44.

ポストパージ制御部41は、バーナ20における水素ガスG1の燃焼を停止する場合に、水素供給ラインL100をパージする。
プレパージ制御部42は、バーナ20による水素ガスG1の燃焼を開始する前に、水素供給ラインL100をパージする。
The post-purge control unit 41 purges the hydrogen supply line L100 when the combustion of the hydrogen gas G1 in the burner 20 is stopped.
The pre-purge control unit 42 purges the hydrogen supply line L100 before the combustion of the hydrogen gas G1 by the burner 20 is started.

遮断弁上流パージ制御部44は、燃料元弁V13から第1遮断弁V11の間の水素供給ラインL100をパージする。より具体的には、遮断弁上流パージ制御部44は、送風機30を起動し缶体10内の換気を行うと共に、分岐パージラインL250の水素供給ラインL100への接続位置と、パージラインL200の水素供給ラインL100への接続位置との間の水素供給ラインL100をパージする。
遮断弁上流パージ制御部44の動作については後述する。
The shutoff valve upstream purge controller 44 purges the hydrogen supply line L100 between the fuel source valve V13 and the first shutoff valve V11. More specifically, the shutoff valve upstream purge control unit 44 activates the blower 30 to ventilate the inside of the can body 10, and connects the branch purge line L250 to the hydrogen supply line L100 and the hydrogen of the purge line L200. The hydrogen supply line L100 between the connection position to the supply line L100 is purged.
The operation of the shutoff valve upstream purge control unit 44 will be described later.

次に、水素燃焼ボイラ1の動作について説明する。
バーナ20における水素ガスG1の燃焼を停止する場合、ポストパージ制御部41によるポストパージが実施される。まず、ポストパージ制御部41は、第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12を閉止する。第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12が閉止されることで、水素供給ラインL100が閉止され、バーナ20への水素ガスG1の供給が停止される。
Next, the operation of the hydrogen combustion boiler 1 will be described.
When the combustion of the hydrogen gas G1 in the burner 20 is stopped, the post purge by the post purge control unit 41 is performed. First, the post-purge control unit 41 closes the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12. By closing the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12, the hydrogen supply line L100 is closed and the supply of the hydrogen gas G1 to the burner 20 is stopped.

次いで、ポストパージ制御部41は、第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12が閉止された後に第1供給弁V31,V32を所定時間開放して、ポストパージを実施する。本実施形態では、ポストパージ制御部41は、第1遮断弁V11(及び第2遮断弁V12)が閉止された状態においてのみ第1供給弁V31,V32の開放を許容する。これにより、ポストパージを行う場合に水素ガスG1が誤ってバーナ20に供給されることを防げる。   Next, the post-purge control unit 41 opens the first supply valves V31 and V32 for a predetermined time after the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12 are closed, and performs post-purge. In the present embodiment, the post-purge control unit 41 allows the first supply valves V31 and V32 to be opened only when the first cutoff valve V11 (and the second cutoff valve V12) is closed. Thereby, it is possible to prevent the hydrogen gas G1 from being supplied to the burner 20 by mistake when performing the post purge.

第1供給弁V31,V32が開放されることで、不活性ガスG2の供給源60からパージラインL200を通じて水素供給ラインL100に不活性ガスG2が供給される。水素供給ラインL100に供給された不活性ガスG2は、フレームアレスタ50を通り、バーナ20から噴出する。バーナ20から噴出した水素ガスG1は、空気供給ラインL300からバーナ20に供給される燃焼用空気A1と共に、缶体10の燃焼室Bからパージされる。   By opening the first supply valves V31 and V32, the inert gas G2 is supplied from the supply source 60 of the inert gas G2 to the hydrogen supply line L100 through the purge line L200. The inert gas G <b> 2 supplied to the hydrogen supply line L <b> 100 passes through the flame arrester 50 and is ejected from the burner 20. The hydrogen gas G1 ejected from the burner 20 is purged from the combustion chamber B of the can body 10 together with the combustion air A1 supplied to the burner 20 from the air supply line L300.

ここで、ポストパージ制御部41は、バーナ20の吹き出し口から第1遮断弁V11までの間の水素供給ラインL100の内容積の4倍以上の不活性ガスG2を供給するように第1供給弁V31,V32の開閉を制御する。本実施形態において、ポストパージ制御部41は、所定時間第1供給弁V31,V32を開放することで、所定量の不活性ガスG2を水素供給ラインL100に供給する。不活性ガスG2が水素供給ラインL100の容積の4倍以上、水素供給ラインL100に供給されることで、水素供給ラインL100に残留する水素ガスG1は、1%以下に希釈される。水素ガスG1が1%以下に希釈されることで、水素供給ラインL100に残留する水素ガスG1の濃度が可燃範囲(4%〜75%)から外れる。   Here, the post-purge control unit 41 supplies the first supply valve so as to supply an inert gas G2 that is at least four times the internal volume of the hydrogen supply line L100 between the outlet of the burner 20 and the first cutoff valve V11. Controls opening and closing of V31 and V32. In the present embodiment, the post-purge control unit 41 supplies a predetermined amount of the inert gas G2 to the hydrogen supply line L100 by opening the first supply valves V31 and V32 for a predetermined time. By supplying the inert gas G2 to the hydrogen supply line L100 at least four times the volume of the hydrogen supply line L100, the hydrogen gas G1 remaining in the hydrogen supply line L100 is diluted to 1% or less. By diluting the hydrogen gas G1 to 1% or less, the concentration of the hydrogen gas G1 remaining in the hydrogen supply line L100 deviates from the combustible range (4% to 75%).

ポストパージ制御部41は、水素供給ラインL100をパージラインL200から供給される不活性ガスG2によりパージした後に、第1供給弁V31,V32を閉止する。次いで、ポストパージ制御部41は、送風機30を停止して、バーナ20による水素ガスG1の燃焼停止動作を終了する。   The post-purge control unit 41 closes the first supply valves V31 and V32 after purging the hydrogen supply line L100 with the inert gas G2 supplied from the purge line L200. Next, the post-purge control unit 41 stops the blower 30 and ends the combustion stop operation of the hydrogen gas G1 by the burner 20.

次に、バーナ20による水素ガスG1の燃焼を開始する場合、プレパージ制御部42によるプレパージが実施される。まず、プレパージ制御部42は、送風機30を起動して、空気供給ラインL300からバーナ20に燃焼用空気A1の供給を開始する。次いで、プレパージ制御部42は、第1供給弁V31,V32を開放する。第1供給弁V31,V32が開放されることで、不活性ガスG2の供給源60からパージラインL200を通じて水素供給ラインL100に不活性ガスG2が供給される。水素供給ラインL100に供給された不活性ガスG2は、フレームアレスタ50を通り、バーナ20から噴出する。本実施形態では、ポストパージ制御部41は、第1遮断弁V11(及び第2遮断弁V12)が閉止された状態においてのみ第1供給弁V31,V32の開放を許容する。これにより、ポストパージを行う場合に水素ガスG1が誤ってバーナ20に供給されることを防げる。   Next, when the combustion of the hydrogen gas G1 by the burner 20 is started, pre-purge by the pre-purge control unit 42 is performed. First, the pre-purge control part 42 starts the air blower 30, and starts supply of the combustion air A1 to the burner 20 from the air supply line L300. Next, the pre-purge control unit 42 opens the first supply valves V31 and V32. By opening the first supply valves V31 and V32, the inert gas G2 is supplied from the supply source 60 of the inert gas G2 to the hydrogen supply line L100 through the purge line L200. The inert gas G <b> 2 supplied to the hydrogen supply line L <b> 100 passes through the flame arrester 50 and is ejected from the burner 20. In the present embodiment, the post-purge control unit 41 allows the first supply valves V31 and V32 to be opened only when the first cutoff valve V11 (and the second cutoff valve V12) is closed. Thereby, it is possible to prevent the hydrogen gas G1 from being supplied to the burner 20 by mistake when performing the post purge.

ここで、プレパージ制御部42は、バーナ20から第1遮断弁V11までの間の水素供給ラインL100の容積の4倍以上の不活性ガスG2を供給するように第1供給弁V31,V32の開閉を制御する。本実施形態において、プレパージ制御部42は、第1供給弁V31,V32を所定時間開放することで、所定量の不活性ガスG2を水素供給ラインL100に供給する。プレパージ制御部42は、水素供給ラインL100をパージラインL200から供給される不活性ガスG2によりパージした後に、第1供給弁V31,V32を閉止する。   Here, the pre-purge control unit 42 opens and closes the first supply valves V31 and V32 so as to supply an inert gas G2 that is four times or more the volume of the hydrogen supply line L100 between the burner 20 and the first cutoff valve V11. To control. In the present embodiment, the pre-purge control unit 42 supplies a predetermined amount of the inert gas G2 to the hydrogen supply line L100 by opening the first supply valves V31 and V32 for a predetermined time. The pre-purge control unit 42 purges the hydrogen supply line L100 with the inert gas G2 supplied from the purge line L200, and then closes the first supply valves V31 and V32.

次いで、プレパージ制御部42は、第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12を開放する。第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12が開放されることで、水素供給ラインL100が開放され、バーナ20への水素ガスG1の供給が開始される。これにより、プレパージ制御部42は、バーナ20による水素ガスG1の燃焼開始動作を終了する。   Next, the pre-purge control unit 42 opens the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12. By opening the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12, the hydrogen supply line L100 is opened, and the supply of the hydrogen gas G1 to the burner 20 is started. Thereby, the pre-purge control part 42 complete | finishes the combustion start operation | movement of the hydrogen gas G1 by the burner 20. FIG.

遮断弁上流パージは、例えば、水素燃焼ボイラ1を据え付けた場合や、水素燃焼ボイラ1の水素供給ラインL100の全部或いは一部を分解又は取り外してメンテナンスを行った場合に水素供給ラインL100に滞留する空気を排出して不活性ガスG2に置換する目的、及び水素供給ラインL100のメンテナンスを行う場合や、水素燃焼ボイラ1を長期間停止する場合に水素供給ラインL100に滞留する水素ガスG1を排出し不活性ガスG2に置換する目的で実行される。
具体的には、まず、遮断弁上流パージ制御部44は、燃料元弁V13の閉止を確認する。燃料元弁V13の閉止が確認されることで、水素供給ラインL100のうち、燃料元弁V13よりも下流側への水素ガスG1の供給の停止が確認される。
The shut-off valve upstream purge stays in the hydrogen supply line L100 when, for example, the hydrogen combustion boiler 1 is installed or when maintenance is performed by disassembling or removing all or part of the hydrogen supply line L100 of the hydrogen combustion boiler 1. For the purpose of discharging air to replace with the inert gas G2, and when performing maintenance of the hydrogen supply line L100, or when stopping the hydrogen combustion boiler 1 for a long period of time, the hydrogen gas G1 staying in the hydrogen supply line L100 is discharged. This is performed for the purpose of replacing with the inert gas G2.
Specifically, first, the cutoff valve upstream purge control unit 44 confirms that the fuel source valve V13 is closed. By confirming the closing of the fuel source valve V13, it is confirmed that the supply of the hydrogen gas G1 to the downstream side of the fuel source valve V13 in the hydrogen supply line L100 is confirmed.

次いで、遮断弁上流パージ制御部44は、送風機30を起動して缶体10内の換気を行うと共に、第2遮断弁V12、及び第1遮断弁V11を開放する。これにより、燃料元弁V13と第1遮断弁V11との間に滞留する水素ガスG1は、フレームアレスタ50を通過してバーナ20に移動可能になる。次いで、遮断弁上流パージ制御部44は、第2供給弁V33を開放する。これにより、不活性ガスG2は、供給源60から、パージラインL200、分岐パージラインL250、及び水素供給ラインL100を通過してバーナ20に供給される。これにより、燃料元弁V13と第1遮断弁V11との間に滞留する水素ガスG1は、不活性ガスG2と共に、バーナ20から噴出する。したがって、水素供給ラインL100のうち、燃料元弁V13よりも下流側は、不活性ガスG2によりパージされる。遮断弁上流パージ制御部44は、所定時間の経過の後に第2供給弁V33及び第1遮断弁V11、第2遮断弁V12を閉止する。これにより、遮断弁上流パージ制御部44は、遮断弁上流パージを終了する。   Next, the shutoff valve upstream purge control unit 44 activates the blower 30 to ventilate the can body 10 and opens the second shutoff valve V12 and the first shutoff valve V11. As a result, the hydrogen gas G1 staying between the fuel main valve V13 and the first shut-off valve V11 passes through the flame arrester 50 and can move to the burner 20. Next, the shutoff valve upstream purge control unit 44 opens the second supply valve V33. Thereby, the inert gas G2 is supplied from the supply source 60 to the burner 20 through the purge line L200, the branch purge line L250, and the hydrogen supply line L100. Thereby, the hydrogen gas G1 staying between the fuel source valve V13 and the first shutoff valve V11 is ejected from the burner 20 together with the inert gas G2. Therefore, the downstream side of the fuel supply valve V13 in the hydrogen supply line L100 is purged with the inert gas G2. The shutoff valve upstream purge control unit 44 closes the second supply valve V33, the first shutoff valve V11, and the second shutoff valve V12 after a predetermined time has elapsed. Thereby, the shut-off valve upstream purge control unit 44 ends the shut-off valve upstream purge.

以上説明した第1実施形態の水素燃焼ボイラ1によれば、以下のような効果を奏する。
(1)水素燃焼ボイラ1を、バーナ20と、バーナ20に水素ガスG1を供給する水素供給ラインL100と、水素供給ラインL100に配置される第1遮断弁V11と、第1遮断弁V11の下流側における第1遮断弁V11の近傍に接続され水素供給ラインL100に不活性ガスG2を供給するパージラインL200と、パージラインL200に配置され不活性ガスG2の供給量を調整する第1供給弁V31,V32と、を含んで構成した。これにより、バーナ20から第1遮断弁V11までの水素供給ラインL100の水素ガスG1を不活性ガスG2によりパージすることで、水素ガスG1が空気と混合して可燃範囲に入ることを防止できるので、バーナ20の点火時に逆火現象が発生することを防止できる。また、水素供給ラインL100における第1遮断弁V11の下流側の近傍にパージラインL200を接続した。これにより、第1遮断弁V11の直近から不活性ガスG2を供給することができる。従って、バーナ20から第1遮断弁V11までの水素供給ラインL100に残存する水素ガスG1を効率よくパージできる。
また、水素燃焼ボイラ1を、ポストパージ制御部41を含んで構成し、ポストパージ制御部41に、バーナ20による水素ガスG1の燃焼を開始する前に、所定時間第1供給弁V31,V32を開いてパージラインL200から不活性ガスG2を供給させ、その後第1供給弁V31,V32を閉止させ、第1供給弁V31,V32が閉止された状態においてのみ第1遮断弁V11の開放を許容させた。これにより、ポストパージを行う場合に水素ガスG1が誤って供給されることを防げる。よって、水素燃焼ボイラ1の安全性をより向上させられる。
According to the hydrogen combustion boiler 1 of 1st Embodiment demonstrated above, there exist the following effects.
(1) The hydrogen combustion boiler 1 includes a burner 20, a hydrogen supply line L100 that supplies hydrogen gas G1 to the burner 20, a first cutoff valve V11 disposed in the hydrogen supply line L100, and a downstream of the first cutoff valve V11. A purge line L200 connected to the vicinity of the first shutoff valve V11 on the side for supplying the inert gas G2 to the hydrogen supply line L100, and a first supply valve V31 disposed in the purge line L200 for adjusting the supply amount of the inert gas G2. , V32. Thus, by purging the hydrogen gas G1 in the hydrogen supply line L100 from the burner 20 to the first shutoff valve V11 with the inert gas G2, it is possible to prevent the hydrogen gas G1 from mixing with the air and entering the combustible range. It is possible to prevent the flashback phenomenon from occurring during the ignition of the burner 20. Further, a purge line L200 is connected in the vicinity of the downstream side of the first shutoff valve V11 in the hydrogen supply line L100. Thereby, the inert gas G2 can be supplied from the immediate vicinity of the 1st cutoff valve V11. Therefore, the hydrogen gas G1 remaining in the hydrogen supply line L100 from the burner 20 to the first cutoff valve V11 can be efficiently purged.
Further, the hydrogen combustion boiler 1 is configured to include a post-purge control unit 41, and before the combustion of the hydrogen gas G1 by the burner 20 is started in the post-purge control unit 41, the first supply valves V31 and V32 are set for a predetermined time. Open and supply the inert gas G2 from the purge line L200, then close the first supply valves V31 and V32, and allow the first shut-off valve V11 to open only when the first supply valves V31 and V32 are closed. It was. Thereby, it is possible to prevent the hydrogen gas G1 from being erroneously supplied when performing the post purge. Therefore, the safety of the hydrogen combustion boiler 1 can be further improved.

(2)水素燃焼ボイラ1を、缶体10を含んで構成し、バーナ20を缶体10の上端面に配置した。また、水素供給ラインL100を、バーナ20の上方からバーナ20に接続し、更にパージラインL200から、酸素よりも軽い不活性ガスG2を供給させた。これにより、バーナ20及び水素供給ラインL100を缶体10よりも上部に位置させられるので、水素供給ラインL100における第1遮断弁V11からバーナ20までの間を酸素よりも軽い不活性ガスG2によって満たした場合に、不活性ガスG2が缶体10の内部に存在する酸素と置換されてしまうことを抑制できる。よって、水素供給ラインL100への酸素の混入を防止できる。   (2) The hydrogen combustion boiler 1 was configured including the can body 10, and the burner 20 was disposed on the upper end surface of the can body 10. Further, the hydrogen supply line L100 was connected to the burner 20 from above the burner 20, and an inert gas G2 lighter than oxygen was further supplied from the purge line L200. As a result, the burner 20 and the hydrogen supply line L100 are positioned above the can body 10, so that the space between the first shutoff valve V11 and the burner 20 in the hydrogen supply line L100 is filled with an inert gas G2 that is lighter than oxygen. In this case, it is possible to prevent the inert gas G2 from being replaced with oxygen present inside the can 10. Therefore, mixing of oxygen into the hydrogen supply line L100 can be prevented.

(3)ポストパージ制御部41に、バーナ20から第1遮断弁V11までの間の水素供給ラインL100の容積の4倍以上の不活性ガスG2を供給するように第1供給弁V31,V32の開閉を制御させた。これにより、バーナ20における水素ガスG1の燃焼が停止された場合に、水素供給ラインL100に残存する水素ガスG1を好適にパージできる。   (3) The first supply valves V31 and V32 are configured to supply the post-purge control unit 41 with an inert gas G2 that is four times or more the volume of the hydrogen supply line L100 between the burner 20 and the first cutoff valve V11. Opening and closing was controlled. Thereby, when combustion of the hydrogen gas G1 in the burner 20 is stopped, the hydrogen gas G1 remaining in the hydrogen supply line L100 can be suitably purged.

(4)水素燃焼ボイラ1を、プレパージ制御部42を含んで構成し、プレパージ制御部42に、バーナ20による水素ガスG1の燃焼を開始する前に、所定時間第1供給弁V31,V32を開いてパージラインL200から不活性ガスG2を供給させ、その後第1供給弁V31,V32を閉止させ、第1供給弁V31,V32が閉止された後に第1遮断弁V11を開かせた。また、第1供給弁V31,V32が閉止された状態においてのみ第1遮断弁V11の開放を許容させた。これにより、バーナ20を着火する前に水素供給ラインL100をパージでき、また、プレパージを行う場合に水素ガスG1が誤って供給されることを防げる。よって、水素燃焼ボイラ1の安全性をより向上させられる。   (4) The hydrogen combustion boiler 1 includes the pre-purge control unit 42, and before the combustion of the hydrogen gas G1 by the burner 20 is started in the pre-purge control unit 42, the first supply valves V31 and V32 are opened for a predetermined time. Then, the inert gas G2 was supplied from the purge line L200, and then the first supply valves V31 and V32 were closed, and after the first supply valves V31 and V32 were closed, the first cutoff valve V11 was opened. In addition, the first shutoff valve V11 is allowed to open only when the first supply valves V31 and V32 are closed. As a result, the hydrogen supply line L100 can be purged before the burner 20 is ignited, and hydrogen gas G1 can be prevented from being erroneously supplied when pre-purging is performed. Therefore, the safety of the hydrogen combustion boiler 1 can be further improved.

(5)プレパージ制御部42に、バーナ20の吹き出し口から第1遮断弁V11までの間の水素供給ラインL100の内容積の4倍以上の不活性ガスG2を供給するようにの開閉を制御させた。これにより、バーナ20から第1遮断弁V11までの間に残留する水素ガスG1の濃度を十分に低下させることができ、より安全にバーナ20を点火することができる。   (5) The pre-purge control unit 42 is controlled to open and close so as to supply an inert gas G2 that is at least four times the internal volume of the hydrogen supply line L100 from the outlet of the burner 20 to the first shutoff valve V11. It was. Thereby, the density | concentration of the hydrogen gas G1 remaining between the burner 20 and the 1st cutoff valve V11 can fully be reduced, and the burner 20 can be ignited more safely.

(6)水素燃焼ボイラ1を、パージラインL200に配置されるオリフィス70を含んで構成し、パージラインL200におけるオリフィス70の下流側の不活性ガスG2の圧力を、バーナ20の最小燃焼状態において水素供給ラインL100における第1遮断弁V11の下流側に供給される水素ガスG1の圧力よりも低く設定した。これにより、パージラインL200から供給される不活性ガスG2により第1遮断弁V11が下流側から開いてしまうことを防止できる。   (6) The hydrogen combustion boiler 1 is configured to include an orifice 70 disposed in the purge line L200, and the pressure of the inert gas G2 downstream of the orifice 70 in the purge line L200 is reduced to hydrogen in the minimum combustion state of the burner 20. The pressure was set lower than the pressure of the hydrogen gas G1 supplied to the downstream side of the first cutoff valve V11 in the supply line L100. Thereby, it can prevent that the 1st cutoff valve V11 opens from the downstream by the inert gas G2 supplied from the purge line L200.

(7)パージラインL200におけるオリフィス70の上流側の不活性ガスG2の圧力を、バーナ20の最大燃焼状態において水素供給ラインL100における第1遮断弁V11の下流側に供給される水素ガスG1の圧力よりも高く設定した。これにより、パージラインL200に水素ガスG1が逆流してしまうことを防止できる。   (7) The pressure of the inert gas G2 upstream of the orifice 70 in the purge line L200 is the pressure of the hydrogen gas G1 supplied downstream of the first shutoff valve V11 in the hydrogen supply line L100 in the maximum combustion state of the burner 20. Set higher than. Thereby, it is possible to prevent the hydrogen gas G1 from flowing back into the purge line L200.

(8)水素燃焼ボイラ1を、パージラインL200から分岐して、燃料元弁V13の下流側近傍で水素供給ラインL100に接続される分岐パージラインL250と、分岐パージラインL250を開閉する第2供給弁V33と、を含んで構成した。また、制御部40を、燃料元弁V13から第1遮断弁V11の間を不活性ガスでパージする場合に、燃料元弁V13が閉止された状態においてのみ水素供給ラインL100をパージ可能とする遮断弁上流パージ制御部44を含んで構成した。これにより、燃料元弁V13と第1遮断弁V11との間を不活性ガスG2で置換できる。よって、水素燃焼ボイラ1を据え付けた場合や、水素燃焼ボイラ1の水素供給ラインL100の全部或いは一部を分解又は取り外してメンテナンスを行った場合に水素供給ラインL100に滞留する空気を排出して不活性ガスG2に置換できる。また水素供給ラインL100のメンテナンスを行う場合や、水素燃焼ボイラ1を長期間停止する場合に水素供給ラインL100に滞留する水素ガスG1を含む気体を排出し不活性ガスG2に置換できる。その結果、水素燃焼ボイラ1の安全性を高めることができる。   (8) The hydrogen combustion boiler 1 is branched from the purge line L200, the branch purge line L250 connected to the hydrogen supply line L100 in the vicinity of the downstream side of the fuel main valve V13, and the second supply for opening and closing the branch purge line L250. And a valve V33. Further, when the control unit 40 purges between the fuel source valve V13 and the first shutoff valve V11 with an inert gas, the shutoff that enables the hydrogen supply line L100 to be purged only when the fuel source valve V13 is closed. The valve upstream purge control unit 44 is included. Thereby, the space between the fuel main valve V13 and the first cutoff valve V11 can be replaced with the inert gas G2. Therefore, when the hydrogen combustion boiler 1 is installed, or when maintenance is performed by disassembling or removing all or part of the hydrogen supply line L100 of the hydrogen combustion boiler 1, the air staying in the hydrogen supply line L100 is discharged and not discharged. It can be replaced with the active gas G2. Further, when the maintenance of the hydrogen supply line L100 is performed or when the hydrogen combustion boiler 1 is stopped for a long time, the gas containing the hydrogen gas G1 staying in the hydrogen supply line L100 can be discharged and replaced with the inert gas G2. As a result, the safety of the hydrogen combustion boiler 1 can be improved.

(9)水素燃焼ボイラ1を、水素供給ラインL100におけるパージラインL200との接続位置よりも下流側に配置されるフレームアレスタ50を含んで構成した。これにより、水素供給ラインL100にバーナ20から逆火が発生した場合であっても、フレームアレスタ50で逆火が阻止されるので、パージラインL200の接続位置まで逆火が到達することを抑制できる。したがって、逆火によるパージラインL200の損傷を抑制でき、安全性を向上することができる。また、フレームアレスタ50よりも上流側の水素供給ラインL100から不活性ガスG2がバーナ20に向けて供給される。したがって、フレームアレスタ50の内部及び下流側の水素供給ラインL100に滞留する水素ガスG1をバーナ20から外部に拡散させることができる。これにより、フレームアレスタ50の破損やゴミつまり等により、フレームアレスタ50の逆火防止能力が低下した場合であっても、逆火を低減させることができ、安全性を向上できる。更には、フレームアレスタ50の上流側から不活性ガスG2がバーナ20に向けて流されることで、バーナ20から水素供給ラインL100の上流側に向かうほど水素ガスG1の濃度が低くなる。これにより、フレームアレスタ50まで逆火が到達する可能性を低くすることができ、逆火によるフレームアレスタ50の焼損を抑制できる。   (9) The hydrogen combustion boiler 1 is configured to include the flame arrester 50 that is disposed downstream of the connection position with the purge line L200 in the hydrogen supply line L100. Thereby, even if a backfire occurs from the burner 20 in the hydrogen supply line L100, the backfire is prevented by the flame arrester 50, so that the backfire can be prevented from reaching the connection position of the purge line L200. . Therefore, damage to the purge line L200 due to flashback can be suppressed, and safety can be improved. In addition, an inert gas G <b> 2 is supplied toward the burner 20 from a hydrogen supply line L <b> 100 upstream of the flame arrester 50. Accordingly, the hydrogen gas G1 staying in the hydrogen supply line L100 inside and downstream of the flame arrester 50 can be diffused from the burner 20 to the outside. As a result, even if the flame arrester 50 has a reduced ability to prevent backfire due to breakage or dust, the backfire can be reduced and safety can be improved. Further, the inert gas G2 flows from the upstream side of the flame arrester 50 toward the burner 20, so that the concentration of the hydrogen gas G1 decreases from the burner 20 toward the upstream side of the hydrogen supply line L100. As a result, the possibility of backfire reaching the flame arrester 50 can be reduced, and burning of the flame arrester 50 due to backfire can be suppressed.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る水素燃焼ボイラ1Aについて、図2を参照して説明する。第2実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第2実施形態の水素燃焼ボイラ1Aは、異常停止した後に燃焼を開始する場合に限り、プレパージを実施する。本実施形態では、バーナ20の異常燃焼又は不活性ガスG2の圧力低下で、バーナ20による水素ガスG1の燃焼の開始にインターロックをかけた場合を例として説明する。
[Second Embodiment]
Next, a hydrogen combustion boiler 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the description of the second embodiment, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
1 A of hydrogen combustion boilers of 2nd Embodiment implement a pre purge only when starting combustion after having stopped abnormally. In this embodiment, the case where the start of combustion of the hydrogen gas G1 by the burner 20 is interlocked due to the abnormal combustion of the burner 20 or the pressure drop of the inert gas G2 will be described as an example.

第2実施形態に係る水素燃焼ボイラ1Aは、図2に示すように、圧力検知部80及びバーナ監視部90を備える点、並びに、制御部40Aが異常検知部43を備える点で、主として第1実施形態と異なる。   As shown in FIG. 2, the hydrogen combustion boiler 1 </ b> A according to the second embodiment is mainly the first in that it includes a pressure detection unit 80 and a burner monitoring unit 90, and the control unit 40 </ b> A includes an abnormality detection unit 43. Different from the embodiment.

圧力検知部80は、パージラインL200に配置され、不活性ガスG2の圧力を検知する。圧力検知部80は、第1供給弁V31よりも上流側に配置され、第1供給弁V31よりも上流側の不活性ガスG2の圧力を検知する。本実施形態では、圧力検知部80は、例えば、圧力スイッチであり、第1供給弁V31よりも上流側を流れる不活性ガスG2の圧力が所定の圧力よりも低下した場合に、圧力が低下したことを示す異常信号を後述する異常検知部43に送る。   The pressure detection unit 80 is disposed in the purge line L200 and detects the pressure of the inert gas G2. The pressure detection unit 80 is disposed on the upstream side of the first supply valve V31, and detects the pressure of the inert gas G2 on the upstream side of the first supply valve V31. In the present embodiment, the pressure detector 80 is, for example, a pressure switch, and the pressure decreases when the pressure of the inert gas G2 flowing upstream from the first supply valve V31 is lower than a predetermined pressure. An abnormality signal indicating this is sent to an abnormality detection unit 43 described later.

バーナ監視部90は、例えば、炎検知器により構成され、バーナ20における水素ガスG1の燃焼を監視する。バーナ監視部90は、バーナ20における水素ガスG1の燃焼に異常が発生した場合(例えば、燃焼指示が出ている状態において炎検知をしなくなった場合)に、燃焼に異常が発生したことを示す異常信号を後述する異常検知部43に送る。   The burner monitoring unit 90 is constituted by a flame detector, for example, and monitors the combustion of the hydrogen gas G1 in the burner 20. The burner monitoring unit 90 indicates that an abnormality has occurred in combustion when an abnormality has occurred in the combustion of the hydrogen gas G1 in the burner 20 (for example, when flame detection is no longer performed when a combustion instruction is issued). An abnormality signal is sent to an abnormality detection unit 43 described later.

異常検知部43は、バーナ20における水素ガスG1の燃焼の異常を検知した場合に第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12を閉止する。より具体的には、異常検知部43は、バーナ監視部90から異常信号を取得した場合に、第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12を閉止する。
また、異常検知部43は、不活性ガスG2の圧力低下を検知した場合に第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12を閉止する。より具体的には、異常検知部43は、圧力検知部80から異常信号を取得した場合に、第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12を閉止する。
そして、異常検知部43は、異常信号に基づいてバーナ20における水素ガスG1の燃焼を停止した状態でインターロックをかける。即ち、異常検知部43は、バーナ20による水素ガスG1の燃焼の自動開始にインターロックをかける。
The abnormality detection unit 43 closes the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12 when detecting an abnormality in combustion of the hydrogen gas G1 in the burner 20. More specifically, when the abnormality detection unit 43 acquires an abnormality signal from the burner monitoring unit 90, the abnormality detection unit 43 closes the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12.
Moreover, the abnormality detection part 43 closes the 1st cutoff valve V11 and the 2nd cutoff valve V12, when the pressure fall of the inert gas G2 is detected. More specifically, when the abnormality detection unit 43 acquires an abnormality signal from the pressure detection unit 80, the abnormality detection unit 43 closes the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12.
And the abnormality detection part 43 applies an interlock in the state which stopped combustion of the hydrogen gas G1 in the burner 20 based on the abnormality signal. That is, the abnormality detection unit 43 interlocks the automatic start of combustion of the hydrogen gas G1 by the burner 20.

プレパージ制御部42は、インターロックが解除された場合に、プレパージを実施する。   The pre-purge control unit 42 performs pre-purge when the interlock is released.

次に、水素燃焼ボイラ1Aの動作について説明する。
水素燃焼ボイラ1Aの運転中に、水素ガスG1の異常燃焼をバーナ監視部90が検知した場合、バーナ監視部90は、異常信号を異常検知部43に送る。異常検知部43は、第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12を閉止してバーナ20への水素ガスG1の供給を停止する。また、異常検知部43は、水素ガスG1の供給を停止した状態で、バーナ20による水素ガスG1の燃焼の自動開始にインターロックをかける。
Next, the operation of the hydrogen combustion boiler 1A will be described.
When the burner monitoring unit 90 detects abnormal combustion of the hydrogen gas G1 during the operation of the hydrogen combustion boiler 1A, the burner monitoring unit 90 sends an abnormal signal to the abnormality detection unit 43. The abnormality detection unit 43 closes the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12 and stops the supply of the hydrogen gas G1 to the burner 20. Further, the abnormality detection unit 43 interlocks the automatic start of the combustion of the hydrogen gas G1 by the burner 20 in a state where the supply of the hydrogen gas G1 is stopped.

プレパージ制御部42は、インターロックが解除されたか否かを判断する。プレパージ制御部42は、インターロックが解除された場合にプレパージを実施する。   The pre-purge control unit 42 determines whether or not the interlock is released. The pre-purge control unit 42 performs pre-purge when the interlock is released.

以上説明した第2実施形態の水素燃焼ボイラ1Aによれば、以下のような効果を奏する。
(10)制御部40Aを、異常検知部43を含んで構成し、制御部40Aに、異常検知部43により第1遮断弁V11が閉止された後に水素ガスG1の燃焼が開始される場合にプレパージ制御部42による制御を行わせた。これにより、バーナ20による水素ガスG1の燃焼が正常に停止された場合には、燃焼停止時のポストパージのみを行い、異常検知により燃焼が停止された場合には、ポストパージだけでなく燃焼開始前にプレパージも行わせられる。よって、より安全にバーナ20を点火することができる。
According to 1 A of hydrogen combustion boilers of 2nd Embodiment demonstrated above, there exist the following effects.
(10) The control unit 40A includes the abnormality detection unit 43, and the control unit 40A is pre-purged when the combustion of the hydrogen gas G1 is started after the first cutoff valve V11 is closed by the abnormality detection unit 43. Control by the control unit 42 was performed. As a result, when the combustion of the hydrogen gas G1 by the burner 20 is normally stopped, only the post purge at the time of the combustion stop is performed, and when the combustion is stopped due to the abnormality detection, not only the post purge but also the combustion starts. A pre-purge is also performed before. Therefore, the burner 20 can be ignited more safely.

(11)水素燃焼ボイラ1Aを、パージラインL200に配置され不活性ガスG2の圧力を検知する圧力検知部80を含んで構成した。そして、制御部40Aに、圧力検知部80により検知された不活性ガスG2の圧力が所定値よりも低下した場合にバーナ20による水素ガスG1の燃焼を停止させた。これにより、バーナ20から第1遮断弁V11までの間の水素供給ラインL100を不活性ガスG2によりパージできないおそれがある場合に、バーナ20の運転を停止することができる。よって、不活性ガスG2が不足する状態で水素燃焼ボイラ1Aを運転することを防止でき、水素燃焼ボイラ1Aを安全に運転することができる。   (11) The hydrogen combustion boiler 1A includes a pressure detector 80 that is disposed in the purge line L200 and detects the pressure of the inert gas G2. Then, the combustion of the hydrogen gas G1 by the burner 20 was stopped when the pressure of the inert gas G2 detected by the pressure detection unit 80 decreased below a predetermined value. Thereby, when there is a possibility that the hydrogen supply line L100 between the burner 20 and the first shutoff valve V11 cannot be purged by the inert gas G2, the operation of the burner 20 can be stopped. Therefore, it is possible to prevent the hydrogen combustion boiler 1A from operating in a state where the inert gas G2 is insufficient, and it is possible to safely operate the hydrogen combustion boiler 1A.

以上、本発明の水素燃焼ボイラ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 hydrogen combustion boiler according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed.

例えば、上記実施形態において、パージラインL200を第1遮断弁V11の下流側の近傍に接続したが、これに制限されない。例えば、パージラインL200を、フレームアレスタ50よりも下流側の水素供給ラインL100に接続してもよい。これにより、パージに用いる不活性ガスG2の消費量を抑制することができる。   For example, in the above-described embodiment, the purge line L200 is connected to the vicinity of the downstream side of the first shutoff valve V11, but is not limited thereto. For example, the purge line L200 may be connected to the hydrogen supply line L100 on the downstream side of the frame arrester 50. Thereby, consumption of the inert gas G2 used for purging can be suppressed.

また、上記実施形態において、フレームアレスタ50を水素供給ラインL100に配置したが、これに制限されない。即ち、フレームアレスタ50を含まない構成とすることもできる。この場合、パージラインL200は、第1遮断弁V11の下流側であれば、いずれの位置に接続されてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the flame arrester 50 was arrange | positioned in the hydrogen supply line L100, it is not restrict | limited to this. In other words, the frame arrester 50 may not be included. In this case, the purge line L200 may be connected to any position as long as it is downstream of the first cutoff valve V11.

また、上記第2実施形態において、圧力検知部80として圧力スイッチを例示したが、これに制限されない。例えば、水素燃焼ボイラ1は、パージラインL200に配置される流量計を備え、異常検知部43は、流量計によって計測される不活性ガスG2の流量が所定量よりも低下した場合に、第1遮断弁V11及び第2遮断弁V12を閉止することもできる。   Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the pressure switch was illustrated as the pressure detection part 80, it is not restrict | limited to this. For example, the hydrogen combustion boiler 1 is provided with a flow meter arranged in the purge line L200, and the abnormality detection unit 43 is the first when the flow rate of the inert gas G2 measured by the flow meter is lower than a predetermined amount. The shutoff valve V11 and the second shutoff valve V12 can be closed.

また、上記実施形態において、オリフィス70に替わり所定の圧損を有する第1供給弁V31,V32とすることもできる。この場合、第1供給弁V31と第1供給弁V32の圧損は同じでもよいし、どちらかが大きくてもよい。   In the above embodiment, the first supply valves V31 and V32 having a predetermined pressure loss may be used instead of the orifice 70. In this case, the pressure loss of the first supply valve V31 and the first supply valve V32 may be the same, or one of them may be larger.

また、上記各実施形態では、燃料元弁V13を手動弁により構成したが、これに限らない。即ち、燃料元弁をエア駆動弁により構成してもよい。この場合、遮断弁上流パージ制御部は、燃料元弁の開閉状態を電気的に確認してもよい。   Moreover, in each said embodiment, although the fuel main valve V13 was comprised by the manual valve, it is not restricted to this. That is, the fuel source valve may be constituted by an air drive valve. In this case, the shut-off valve upstream purge control unit may electrically check the open / close state of the fuel source valve.

また、上記各実施形態において、水素燃焼ボイラ1は、図3に示すように、バーナ部の上流側に第2大気開放部120を備えてもよい。第2大気開放部120は、水素供給ラインL100におけるフレームアレスタ50よりも下流側に配置される流路切替弁V14と、フレームアレスタ50よりも下流側、且つ流路切替弁V14よりも上流側の水素供給ラインL100に接続される大気開放ラインL400と、大気開放ラインL400に配置され、大気開放ラインL400を開閉する大気開放弁としての第2大気開放弁V15とを備える。
第2大気開放部120は、送風機30を起動して缶体10内の換気を行うことなく、不活性ガスG2と、不活性ガスG2によりパージされた気体(水素ガスG1、空気又はこれらの混合気体)を大気中に放出可能とする。
Moreover, in each said embodiment, as shown in FIG. 3, the hydrogen combustion boiler 1 may be provided with the 2nd atmospheric release part 120 in the upstream of a burner part. The second atmosphere opening portion 120 includes a flow path switching valve V14 disposed downstream of the frame arrester 50 in the hydrogen supply line L100, a downstream side of the frame arrester 50, and an upstream side of the flow path switching valve V14. An atmosphere release line L400 connected to the hydrogen supply line L100 and a second atmosphere release valve V15 as an atmosphere release valve disposed on the atmosphere release line L400 and opening and closing the atmosphere release line L400 are provided.
The second atmosphere opening unit 120 starts the blower 30 and does not ventilate the inside of the can body 10, and the inert gas G2 and the gas purged by the inert gas G2 (hydrogen gas G1, air, or a mixture thereof) Gas) can be released into the atmosphere.

流路切替弁V14は、電磁弁により構成され、水素供給ラインL100を流通してバーナ20側に流れる気体の流路を開閉することで、気体の流路をバーナ20側又は大気開放ラインL400側に切り替える。
大気開放ラインL400は、水素供給ラインL100からガスを大気中に放出可能なラインである。大気開放ラインL400は、例えば、不活性ガスG2と、不活性ガスG2によりパージされた水素ガスG1を大気中に放出可能なラインである。
第2大気開放弁V15は、電磁弁により構成され、大気開放ラインL400を開閉する。
The flow path switching valve V14 is configured by an electromagnetic valve, and opens and closes a gas flow path that flows through the hydrogen supply line L100 and flows to the burner 20 side, whereby the gas flow path is on the burner 20 side or the atmosphere release line L400 side. Switch to.
The atmosphere open line L400 is a line capable of releasing gas from the hydrogen supply line L100 to the atmosphere. The atmosphere open line L400 is a line that can release, for example, an inert gas G2 and a hydrogen gas G1 purged by the inert gas G2 into the atmosphere.
The second atmosphere release valve V15 is configured by an electromagnetic valve, and opens and closes the atmosphere release line L400.

次に、流路切替弁V14、大気開放ラインL400、及び第2大気開放弁V15を用いた動作について説明する。
この場合、遮断弁上流パージ制御部44は、流路切替弁V14を閉止(ボイラ運転中は開放)すると共に、第2大気開放弁V15を開放する。これにより、缶体10を経由することなく、水素供給ラインL100に滞留する気体(水素ガス、空気又はこれらの混合気体)、及びパージ用の不活性ガスG2を大気開放ラインL400から大気に放出できる。したがって、水素供給ラインL100のパージ(例えば、第1供給弁V31,V32及び第2供給弁V33を開放すると共に、第1遮断弁V11、及び第2遮断弁V12を開放し、燃料元弁V13よりも下流側の水素供給ラインL100のパージ)を実施できるので、送風機30を駆動させることなく水素供給ラインL100をパージできる。
Next, operations using the flow path switching valve V14, the atmosphere release line L400, and the second atmosphere release valve V15 will be described.
In this case, the shutoff valve upstream purge control unit 44 closes the flow path switching valve V14 (opens during boiler operation) and opens the second atmosphere release valve V15. Thereby, the gas (hydrogen gas, air, or a mixed gas thereof) staying in the hydrogen supply line L100 and the purging inert gas G2 can be discharged from the atmosphere open line L400 to the atmosphere without going through the can 10. . Accordingly, purging of the hydrogen supply line L100 (for example, the first supply valves V31 and V32 and the second supply valve V33 are opened, the first cutoff valve V11 and the second cutoff valve V12 are opened, and the fuel main valve V13 is used). Since the downstream hydrogen supply line L100 can be purged), the hydrogen supply line L100 can be purged without driving the blower 30.

尚、本変形例では、流路切替弁V14及び第2大気開放弁V15を用いて、不活性ガスG2によりパージされた気体の放出先をバーナ20側又は大気開放ラインL400側に切り替えたが、これに限らない。即ち、水素供給ラインL100と大気開放ラインL400との接続部分に三方弁を配置し、遮断弁上流パージ制御部44によりこの三方弁を制御してパージされた気体の流路を切り替えてもよい。   In this modification, the discharge destination of the gas purged by the inert gas G2 is switched to the burner 20 side or the atmosphere release line L400 side using the flow path switching valve V14 and the second atmosphere release valve V15. Not limited to this. That is, a three-way valve may be disposed at the connection portion between the hydrogen supply line L100 and the atmosphere release line L400, and the purged gas flow path may be switched by controlling the three-way valve by the shutoff valve upstream purge control unit 44.

1,1A 水素燃焼ボイラ
10 缶体
20 バーナ
40,40A 制御部
41 ポストパージ制御部
42 プレパージ制御部
43 異常検知部
44 遮断弁上流パージ制御部
50 フレームアレスタ
60 供給源
70 オリフィス
80 圧力検知部
L100 水素供給ライン
L200 パージライン
L250 分岐パージライン
L400 大気開放ライン
G1 水素ガス
G2 不活性ガス
V11 第1遮断弁(遮断弁)
V12 第2遮断弁
V13 燃料元弁
V14 流路切替弁
V15 第2大気開放弁(大気開放弁)
V31,V32 第1供給弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Hydrogen combustion boiler 10 Can body 20 Burner 40, 40A Control part 41 Post purge control part 42 Pre purge control part 43 Abnormality detection part 44 Shutoff valve upstream purge control part 50 Flame arrester 60 Supply source 70 Orifice 80 Pressure detection part L100 Hydrogen Supply line L200 Purge line L250 Branch purge line L400 Atmospheric release line G1 Hydrogen gas G2 Inert gas V11 First shutoff valve (shutoff valve)
V12 2nd cutoff valve V13 Fuel source valve V14 Flow path switching valve V15 2nd atmosphere release valve (atmosphere release valve)
V31, V32 first supply valve

Claims (12)

バーナと、
前記バーナに接続され、前記バーナに水素ガスを供給する水素供給ラインと、
前記水素供給ラインに配置され、該水素供給ラインの流路を開閉する遮断弁と、
前記遮断弁の下流側における該遮断弁の近傍に接続され、前記水素供給ラインに不活性ガスを供給するパージラインと、
前記パージラインに配置され、不活性ガスの供給量を調整する第1供給弁と、
前記遮断弁及び前記第1供給弁の開閉を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記バーナにおける水素ガスの燃焼を停止する場合に前記遮断弁を閉止し、
前記遮断弁が閉止された状態においてのみ前記第1供給弁を開くポストパージ制御部を備える水素燃焼ボイラ。
With a burner,
A hydrogen supply line connected to the burner for supplying hydrogen gas to the burner;
A shutoff valve disposed in the hydrogen supply line and opening and closing a flow path of the hydrogen supply line;
A purge line connected to the vicinity of the shutoff valve on the downstream side of the shutoff valve, and supplying an inert gas to the hydrogen supply line;
A first supply valve that is disposed in the purge line and adjusts the supply amount of the inert gas;
A control unit for controlling opening and closing of the shutoff valve and the first supply valve,
The controller is
Closing the shut-off valve when stopping combustion of hydrogen gas in the burner,
A hydrogen combustion boiler comprising a post-purge control unit that opens the first supply valve only when the shut-off valve is closed.
缶体を更に備え、
前記バーナは、前記缶体の上端面に配置され、
前記水素供給ラインは、前記バーナの上方から前記バーナに接続され、
前記パージラインは、酸素よりも軽い不活性ガスを供給する請求項1に記載の水素燃焼ボイラ。
A can body,
The burner is disposed on the upper end surface of the can body,
The hydrogen supply line is connected to the burner from above the burner,
The hydrogen combustion boiler according to claim 1, wherein the purge line supplies an inert gas lighter than oxygen.
前記ポストパージ制御部は、前記バーナから前記遮断弁までの間の前記水素供給ラインの容積の4倍以上の不活性ガスを供給するように前記第1供給弁の開閉を制御する請求項1又は2に記載の水素燃焼ボイラ。   The said post purge control part controls opening and closing of a said 1st supply valve so that an inert gas more than 4 times the volume of the said hydrogen supply line from the said burner to the said cutoff valve may be supplied. 2. The hydrogen combustion boiler according to 2. 前記制御部は、
前記バーナによる水素ガスの燃焼を開始する前に、所定時間前記第1供給弁を開いて前記パージラインから不活性ガスを供給した後該第1供給弁を閉止し、前記第1供給弁が閉止された後に前記遮断弁を開くプレパージ制御部を更に備え、
前記プレパージ制御部は、前記遮断弁が閉止された状態においてのみ前記第1供給弁の開放を許容する請求項1〜3のいずれかに記載の水素燃焼ボイラ。
The controller is
Before starting combustion of hydrogen gas by the burner, the first supply valve is opened for a predetermined time to supply inert gas from the purge line, and then the first supply valve is closed, and the first supply valve is closed. A pre-purge control unit that opens the shutoff valve after being
4. The hydrogen combustion boiler according to claim 1, wherein the pre-purge control unit allows the first supply valve to be opened only when the shut-off valve is closed. 5.
前記プレパージ制御部は、前記バーナから前記遮断弁までの間の前記水素供給ラインの容積の4倍以上の不活性ガスを供給するように前記第1供給弁の開閉を制御する請求項4に記載の水素燃焼ボイラ。   The said pre-purge control part controls opening and closing of a said 1st supply valve so that an inert gas more than 4 times the volume of the said hydrogen supply line between the said burner and the said cutoff valve may be supplied. Hydrogen fired boiler. 前記制御部は、
前記バーナにおける水素ガスの燃焼の異常を検知した場合に前記遮断弁を閉止する異常検知部を更に備え、
前記異常検知部により前記遮断弁が閉止された後に水素ガスの燃焼が開始される場合に前記プレパージ制御部による制御を行う請求項4又は5に記載の水素燃焼ボイラ。
The controller is
An abnormality detector for closing the shut-off valve when an abnormality in combustion of hydrogen gas in the burner is detected;
The hydrogen combustion boiler according to claim 4 or 5, wherein control by the pre-purge control unit is performed when combustion of hydrogen gas is started after the shutoff valve is closed by the abnormality detection unit.
前記パージラインに配置されるオリフィスを更に備え、
前記パージラインにおける前記オリフィスの下流側の不活性ガスの圧力は、前記バーナの最小燃焼状態において前記水素供給ラインにおける前記遮断弁の下流側に供給される水素ガスの圧力よりも低く設定される請求項1〜6のいずれかに記載の水素燃焼ボイラ。
Further comprising an orifice disposed in the purge line;
The pressure of the inert gas downstream of the orifice in the purge line is set lower than the pressure of hydrogen gas supplied downstream of the shut-off valve in the hydrogen supply line in the minimum combustion state of the burner. Item 7. The hydrogen combustion boiler according to any one of Items 1 to 6.
前記パージラインにおける前記オリフィスの上流側の不活性ガスの圧力は、前記バーナの最大燃焼状態において前記水素供給ラインにおける前記遮断弁の下流側に供給される水素ガスの圧力よりも高く設定される請求項7に記載の水素燃焼ボイラ。   The pressure of the inert gas upstream of the orifice in the purge line is set higher than the pressure of hydrogen gas supplied downstream of the shutoff valve in the hydrogen supply line in the maximum combustion state of the burner. Item 8. The hydrogen combustion boiler according to Item 7. 前記パージラインに配置され、不活性ガスの圧力を検知する圧力検知部を更に備え、
前記制御部は、前記圧力検知部により検知された不活性ガスの圧力が所定値よりも低下した場合に前記バーナによる水素ガスの燃焼を停止する請求項1〜8のいずれかに記載の水素燃焼ボイラ。
A pressure detector disposed in the purge line for detecting the pressure of the inert gas;
The hydrogen combustion according to any one of claims 1 to 8, wherein the control unit stops combustion of hydrogen gas by the burner when the pressure of the inert gas detected by the pressure detection unit falls below a predetermined value. boiler.
水素燃焼ボイラに接続する水素供給ラインには水素燃焼ボイラの上流側に燃料元弁が設けられ、
前記パージラインから分岐して、前記燃料元弁の下流側近傍で前記水素供給ラインに接続される分岐パージラインと、
前記分岐パージラインに配置され、該分岐パージラインを開閉する第2供給弁と、
を更に備え、
前記制御部は、前記燃料元弁から前記遮断弁の間を不活性ガスでパージする場合に、前記燃料元弁が閉止された状態においてのみ前記水素供給ラインをパージ可能にする遮断弁上流パージ制御部を更に備える請求項1〜9のいずれかに記載の水素燃焼ボイラ。
The hydrogen supply line connected to the hydrogen combustion boiler is provided with a fuel valve on the upstream side of the hydrogen combustion boiler,
A branch purge line branched from the purge line and connected to the hydrogen supply line in the vicinity of the downstream side of the fuel main valve;
A second supply valve disposed in the branch purge line and opening and closing the branch purge line;
Further comprising
The control unit, when purging with an inert gas between the fuel main valve and the shut-off valve, a shut-off valve upstream purge control that allows the hydrogen supply line to be purged only when the fuel main valve is closed The hydrogen combustion boiler according to claim 1, further comprising a section.
前記水素供給ラインにおける前記パージラインとの接続位置よりも下流側に配置される流路切替弁と、前記水素供給ラインと前記パージラインとの接続位置よりも下流側、且つ前記流路切替弁よりも上流側の水素供給ラインに接続される大気開放ラインと、前記大気開放ラインに配置され、該大気開放ラインを開閉する大気開放弁と、を更に備え、
前記遮断弁上流パージ制御部は、前記流路切替弁を閉止すると共に前記大気開放弁を開放して前記水素供給ラインをパージする請求項10に記載の水素燃焼ボイラ。
A flow path switching valve disposed downstream of a connection position with the purge line in the hydrogen supply line; a downstream side of a connection position between the hydrogen supply line and the purge line; and a flow path switching valve. An open air line connected to the upstream hydrogen supply line, and an open air valve disposed in the open air line to open and close the open air line,
The hydrogen combustion boiler according to claim 10, wherein the shutoff valve upstream purge control unit purges the hydrogen supply line by closing the flow path switching valve and opening the atmosphere release valve.
前記水素供給ラインにおける前記パージラインとの接続位置よりも下流側に配置されるフレームアレスタを更に備える請求項1〜11のいずれかに記載の水素燃焼ボイラ。   The hydrogen combustion boiler according to any one of claims 1 to 11, further comprising a flame arrester disposed downstream of a connection position with the purge line in the hydrogen supply line.
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