JP6536041B2 - 燃焼システム - Google Patents
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Description
ところで、ボイラ装置が設置されるプラント等では、プラントの運転に伴い副産物として水素ガスが発生する場合がある。そこで、プラントにおいて発生した水素ガスを燃料の一部として用いるボイラ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
本発明の燃焼装置における燃焼方法では、水素ガスを主体とした燃料ガスが用いられる。水素ガスとしては、プラント等の運転時に副産物として生成される水素ガスを用いることができる。副産物として生成された水素ガスを燃焼装置の燃料ガスとして用いることで、燃料コストを低減でき、また、二酸化炭素排出量を削減できる。
水素ガスに混合される炭化水素ガスとしては、都市ガス(LNG)、プロパンガス(LPG)、メタンガスを主成分とするバイオガス等が挙げられる。
水素ガスライン21は、貫流ボイラ3に対して主燃料としての水素ガスを供給する。水素ガスライン21の上流側は、水素ガス供給装置100に接続される。水素ガス供給装置100としては、例えば、ボイラシステム1が設置されたプラント内で発生した水素ガスを貯蔵する貯蔵設備が挙げられる。
水素ガス流量調整弁213は、水素ガスライン21を流れる水素ガスの圧力を調整することで、水素ガスライン21における水素ガスの流量を調整する。圧力センサ214は、水素ガスライン21における水素ガス流量調整弁213の下流側の水素ガスの圧力を検出する。
炭化水素ガスライン22には、遮断弁221,222と、炭化水素ガス流量調整弁223と、圧力センサ224が配置される。遮断弁221,222は電磁弁により構成され、炭化水素ガスライン22を開放又は閉止する。遮断弁221,222を開放することで貫流ボイラ3に炭化水素ガスが供給され、閉止することで貫流ボイラ3への炭化水素ガスの供給が停止される。また、遮断弁221,222は、炭化水素ガスの逆流を防止する機能も有する。
圧力センサ243は、混合ガスライン24におけるオリフィス241の上流側に配置される。圧力センサ243は、混合ガスライン24におけるオリフィス241の上流側の混合ガスの圧力を検出する。
具体的には、制御装置4は、貫流ボイラ3から発生した蒸気を貯留する図示しない蒸気ヘッダの内部の圧力に基づいて貫流ボイラ3の燃焼状態を制御する。即ち、蒸気ヘッダの内部の圧力が所定値よりも低いとより多くの蒸気を発生するように貫流ボイラ3の燃焼状態を制御し、蒸気ヘッダの内部の圧力が所定値よりも高いとより少ない蒸気を発生するように貫流ボイラ3の燃焼状態を制御する。
本実施形態では、制御装置4は、圧力センサ214及び圧力センサ224の検出圧力に基いて、水素ガス流量調整弁213の開度及び炭化水素ガス流量調整弁223の開度を制御する。また、制御装置4は、圧力センサ243の検出圧力が燃焼状態に応じた所定の値となるように、水素ガス流量調整弁213の開度及び炭化水素ガス流量調整弁223の開度を制御する。
燃焼装置として小型貫流ボイラを用い、この小型貫流ボイラにおいて水素ガスを主体とする燃料ガスを燃焼させて排ガス中に含まれるNOx濃度を測定した。
排ガス中のNOx濃度の測定は、以下の表1に示す4パターンの燃料ガスについて行った。水素ガスに混合する炭化水素ガスとして都市ガス(13A)を用いた。結果を表1及び図2に示す。
表1及び図2において、NOx値は13Aガス割合100%時のNOx濃度を100として相対値で表している。
2 燃料供給装置
3 貫流ボイラ(燃焼装置)
4 制御装置
21 水素ガスライン
22 炭化水素ガスライン
23 混合装置
24 混合ガスライン
Claims (3)
- 燃料ガスを燃焼させるバーナを有する貫流ボイラと、
水素ガスと炭化水素ガスとの混合ガスを前記燃料ガスとして前記貫流ボイラに供給する燃料供給装置と、を備える燃焼システムであって、
前記燃料供給装置は、
前記水素ガスが流通する水素ガスラインと、
前記炭化水素ガスが流通する炭化水素ガスラインと、
前記水素ガスラインの下流側及び前記炭化水素ガスラインの下流側に接続され前記水素ガスと前記炭化水素ガスとを混合する混合装置と、
前記混合装置と前記貫流ボイラとを接続し、前記混合装置で混合された前記燃料ガスを前記バーナに供給する混合ガスラインと、
前記炭化水素ガスの供給量を前記バーナに供給される前記燃料ガスの8容量%以上20.8容量%以下に制御することで、燃料ガスとして水素ガスのみを用いた場合に比して排ガス中のNOx濃度を低減する制御装置と、を備える燃焼システム。 - 前記バーナは、前記燃料ガスと燃焼用空気とを該バーナにおいて混合させる先混合式バーナである請求項1に記載の燃焼システム。
- 前記炭化水素ガスは、都市ガス又はプロパンガスである請求項1又は2に記載の燃焼システム。
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