JP2020112310A - バーナ、バーナシステム、ガス化炉設備、ガス化複合発電設備、及びバーナのメンテナンス方法 - Google Patents
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- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
Abstract
Description
本開示のバーナは、燃料を搬送する燃料管と、前記燃料管の外周面を覆い、前記燃料管の外周面との間に酸化剤が導入される酸化剤管と、前記酸化剤管の延在方向の少なくとも一部に設けられる変位吸収部材と、を備え、前記燃料管の外周面には、前記燃料管の径方向外側に突出するように複数のリブが設けられており、前記複数のリブのうち1つ以上は、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が面取りされている。
以下、本開示の一実施形態に係るバーナについて、図面を用いて説明する。
本実施形態に係るバーナは、例えば石炭ガス化複合発電設備に適用した場合を用いて説明を行う。図1は、本実施形態に係るバーナを適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
ガス化炉設備14のガス化炉101において、リダクタ部118のバーナ127により窒素と微粉炭が投入されて点火されると共に、コンバスタ部116のバーナ126により微粉炭及びチャーと圧縮空気(酸素)が投入されて点火される。すると、コンバスタ部116では、微粉炭とチャーの燃焼により高温燃焼ガスが発生する。また、コンバスタ部116では、微粉炭とチャーの燃焼により高温ガス中で溶融スラグが生成され、この溶融スラグがガス化炉壁111へ付着すると共に、炉底へ落下し、最終的にスラグホッパ122内の貯水へ排出される。そして、コンバスタ部116で発生した高温燃焼ガスは、ディフューザ部117を通ってリダクタ部118に上昇する。このリダクタ部118では、ガス化反応に必要な高温状態に維持されて、微粉炭が高温燃焼ガスと混合し、高温の還元雰囲気において微粉炭を部分燃焼させてガス化反応が行われ、生成ガスが生成される。ガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通する。
なお、リブ172を、燃料管162の長手軸方向に設ける位置は、2箇所に限定するものではない。燃料管162の自重による撓みを適正に支持できる位置に設置されればよく、例えば、炉内側付近に1箇所だけ設けてもよい。
図3Bは、図3AのA−A断面図である。図3Cは、図3Bにおけるガイド管、酸化剤管、及び燃料管を拡大した図である。図3Dは、図3C中の二点鎖線で囲まれた部分を拡大した図である。なお、図3B〜図3D中の図3Aと同じ構成については、図3Aと同じ符号を付記し、その詳細な説明を割愛する。
次に、本実施形態に係るバーナシステムについて説明する。
なお、以下では、バーナシステムとして、図3Aに示すバーナ161を制御する制御部を備えたものを一例として説明するが、これに限定されない。
次に、本実施形態に係るバーナのメンテナンス方法について説明する。
なお、以下では、図3Aに示すバーナ161を用いてメンテナンスを行う場合を一例として説明するが、これに限定されない。
引抜工程においては、燃料管162と溶接固定された炉外側のフランジ部173をフランジ部163aから取り外し、燃料管162を酸化剤管163の内部から引き抜く。燃料管162を酸化剤管163の内部から引き抜いた後、燃料管162のメンテナンスを行う。
燃料管162のメンテナンスが終了したら、挿入工程を行って燃料管162を酸化剤管163の内部に戻した後、燃料管162と溶接固定された炉外側のフランジ部173とフランジ部163aを接続固定する。挿入工程においては、燃料管162を酸化剤管163の内部へ挿入する。
本実施形態のバーナ161であれば、燃料管162の外周面に複数のリブ172が設けられており、複数のリブ172のうち1つ以上は、酸化剤管163の内周面側の面における角部が面取りされている。リブ172は、例えば、燃料管162をサポートするために用いられる。このように、角部が面取りされたリブ172が設けられているため、燃料管162のメンテナンス時に燃料管162を酸化剤管163から抜き差しした場合において、リブ172が酸化剤管163(特に、酸化剤管用エキスパンション166)に引っ掛かることなく容易に燃料管162を抜き差しすることができる。従って、バーナ161のメンテナンス作業が容易となる。また、角部が面取りされたリブ172と酸化剤管163の内周面とが点接触することにより、燃料管162がリブ172を介して酸化剤管163の内周面に回転支持されるため、燃料管162に大きな曲げモーメントが発生することを防止することができる。また、例えば燃料管162の抜き差し時にどのリブ172が酸化剤管163に引っ掛かるかが予め分かっていて、更に他のリブ172よりもこの引っ掛かるリブ172で燃料管162の支持がされていることが予め分かっている場合は、酸化剤管163に引っ掛かるリブ172のみを面取りしてもよい。これにより、燃料管162に設けるリブ172の必ずしも全てに対して面取りを行う必要がなくなる。
11 給炭設備
11a 給炭ライン
14 ガス化炉設備
15 チャー回収設備
16 ガス精製設備
17 ガスタービン
18 蒸気タービン
19 発電機
20 排熱回収ボイラ
41 圧縮空気供給ライン
42 空気分離設備
43 第1窒素供給ライン
45 第2窒素供給ライン
46 チャー戻しライン
47 酸素供給ライン
48 異物除去設備
49 生成ガスライン
51 集塵設備
52 供給ホッパ
53 ガス排出ライン
61 圧縮機
62 燃焼器
63 タービン
64 回転軸
65 圧縮空気供給ライン
66 燃料ガス供給ライン
67 燃焼ガス供給ライン
68 昇圧機
69 タービン
70 排ガスライン
71 蒸気供給ライン
72 蒸気回収ライン
73 復水器
74 ガス浄化設備
75 煙突
101 ガス化炉
102 シンガスクーラ
110 圧力容器
110a 圧力容器側開口部
111 ガス化炉壁(炉壁)
115 アニュラス部
116 コンバスタ部
117 ディフューザ部
118 リダクタ部
121 ガス排出口
122 スラグホッパ
126 バーナ
127 バーナ
131 蒸発器
132 過熱器
134 節炭器
144 内部空間
146 外部空間
161 バーナ
162 燃料管(バーナ本体管)
163 酸化剤管(空気管)
163a フランジ部
163b フランジ部
164 ガイド管
165 酸化剤導入用フランジ部
166 酸化剤管用エキスパンション(変位吸収部材)
167 ガイド管用エキスパンション
169 シールボックス
170 保炎器(スワラ)
171 支持管
171a フランジ部
171b フランジ部
172 リブ(補強材)
173 フランジ部
175 フランジ部
176 フランジ部
177 非酸化性ガス導入管
178 フランジ部
179 制御部
L 長さ
Claims (6)
- 燃料を搬送する燃料管と、
前記燃料管の外周面を覆い、前記燃料管の外周面との間に酸化剤が導入される酸化剤管と、
前記酸化剤管の延在方向の少なくとも一部に設けられる変位吸収部材と、
を備え、
前記燃料管の外周面には、前記燃料管の径方向外側に突出するように複数のリブが設けられており、
前記複数のリブのうち1つ以上は、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が面取りされているバーナ。 - 前記複数のリブはいずれも、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が全て面取りされている請求項1に記載のバーナ。
- 請求項1又は請求項2に記載のバーナと、
前記燃料管を前記酸化剤管の内部へ挿入する又は前記燃料管を前記酸化剤管の内部から燃料管の位置を管理して引き抜く制御を行う制御部と、
を備えるバーナシステム。 - 請求項1又は請求項2に記載のバーナと、
該バーナから微粉燃料が供給されるガス化炉と、
を備えるガス化炉設備。 - 請求項4に記載のガス化炉設備と、
前記ガス化炉設備で生成した生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンから排出されたタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび/または前記蒸気タービンの回転駆動に連結された発電機と、
を備えるガス化複合発電設備。 - 燃料を搬送する燃料管と、
前記燃料管の外周面を覆い、前記燃料管の外周面との間に酸化剤が導入される酸化剤管と、
前記酸化剤管の延在方向の少なくとも一部に設けられる変位吸収部材と、を備え、
前記燃料管の外周面には、前記燃料管の径方向外側に突出するように複数のリブが設けられており、
前記複数のリブのうち1つ以上は、前記酸化剤管の内周面側の面における角部が面取りされているバーナのメンテナンス方法において、
前記燃料管を前記酸化剤管の内部から引き抜く引抜工程と、
前記燃料管を前記酸化剤管の内部へ挿入する挿入工程と、を有するバーナのメンテナンス方法。
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