JPH07139712A - 排ガス再燃バーナ - Google Patents
排ガス再燃バーナInfo
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- JPH07139712A JPH07139712A JP5307597A JP30759793A JPH07139712A JP H07139712 A JPH07139712 A JP H07139712A JP 5307597 A JP5307597 A JP 5307597A JP 30759793 A JP30759793 A JP 30759793A JP H07139712 A JPH07139712 A JP H07139712A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Abstract
(57)【要約】
【目的】 排ガス再燃バーナのターンダウン比を改善す
る。 【構成】 バーナノズル１の周囲に同心状に内側排ガス
供給筒２と外側排ガス供給筒３とを設けて、内側排ガス
供給筒２には排ガスを空気に切替えて供給できるように
した排ガス再燃バーナにおいて、外側排ガス供給筒３の
前端テーパ部３ａの開き角αを内側排ガス供給筒２の前
端テーパ部２ａの開き角βよりも大きくし、あるいは外
側排ガス供給筒３内に設けたスワラ５の旋回度を内側排
ガス供給筒２内に設けたスワラ４の旋回度よりも大きく
し、あるいはまた内側排ガス供給筒２の前端周縁に外方
へ突出した鍔状体６を突設した。 【効果】 バーナに供給される排ガス流量が一定である
にも拘らず、燃料供給が減少した時に、外側排ガス供給
筒３を通る余剰の排ガスは火炎と混合することなく排出
されるので、火勢の弱まった火炎が吹き消されたり、一
酸化炭素を発生したりすることなく、最適の燃焼状態を
維持することができ、それによってＴＤＲ性能を高める
ことができる。
る。 【構成】 バーナノズル１の周囲に同心状に内側排ガス
供給筒２と外側排ガス供給筒３とを設けて、内側排ガス
供給筒２には排ガスを空気に切替えて供給できるように
した排ガス再燃バーナにおいて、外側排ガス供給筒３の
前端テーパ部３ａの開き角αを内側排ガス供給筒２の前
端テーパ部２ａの開き角βよりも大きくし、あるいは外
側排ガス供給筒３内に設けたスワラ５の旋回度を内側排
ガス供給筒２内に設けたスワラ４の旋回度よりも大きく
し、あるいはまた内側排ガス供給筒２の前端周縁に外方
へ突出した鍔状体６を突設した。 【効果】 バーナに供給される排ガス流量が一定である
にも拘らず、燃料供給が減少した時に、外側排ガス供給
筒３を通る余剰の排ガスは火炎と混合することなく排出
されるので、火勢の弱まった火炎が吹き消されたり、一
酸化炭素を発生したりすることなく、最適の燃焼状態を
維持することができ、それによってＴＤＲ性能を高める
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コジェネレーションシ
ステムにおける追焚き用バ−ナ、すなわちガスタ−ビン
等の燃焼排ガス中に含まれる残存酸素によって気体ある
いは液体燃料を燃焼させるための排ガス再燃バーナに関
するものである。
ステムにおける追焚き用バ−ナ、すなわちガスタ−ビン
等の燃焼排ガス中に含まれる残存酸素によって気体ある
いは液体燃料を燃焼させるための排ガス再燃バーナに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のこの種のバーナの構造を示
したもので、ガスタービンの定期点検などで排ガスが得
られない時にも、大気中の空気で燃焼が可能なように、
バーナノズル１の周囲の排ガス供給筒を内外に同心状に
分割しておき、排ガスで燃焼させる場合には内外の排ガ
ス供給筒２及び３に排ガスを導入し、空気で燃焼させる
場合には内側の排ガス供給筒２のみに空気を導入するよ
うにしている。これは排ガス中の酸素含有量が１３〜１
８％と空気よりも低く、温度も３００〜５００℃と高い
ために、空気に比し同一燃焼量を確保するための必要供
給量が多く、従って排ガス燃焼では空気の場合よりも供
給筒の断面積を広くしないと圧力損失が大きくなり過ぎ
るからである。
したもので、ガスタービンの定期点検などで排ガスが得
られない時にも、大気中の空気で燃焼が可能なように、
バーナノズル１の周囲の排ガス供給筒を内外に同心状に
分割しておき、排ガスで燃焼させる場合には内外の排ガ
ス供給筒２及び３に排ガスを導入し、空気で燃焼させる
場合には内側の排ガス供給筒２のみに空気を導入するよ
うにしている。これは排ガス中の酸素含有量が１３〜１
８％と空気よりも低く、温度も３００〜５００℃と高い
ために、空気に比し同一燃焼量を確保するための必要供
給量が多く、従って排ガス燃焼では空気の場合よりも供
給筒の断面積を広くしないと圧力損失が大きくなり過ぎ
るからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の排ガス再燃バ
ーナにおいては、ガスタービン等からの高温排ガスをボ
イラの加熱に利用し、追焚き用バーナはその補助として
稼働させるために、排ガスは全量をバーナへ導入し、バ
ーナへの燃料供給量を増減することによって必要蒸気量
の変化に対応している。従って上述の従来構成において
は、必要蒸気量が減少して燃料のみを絞っていく時に、
火炎の勢いが弱まっていくにも拘らず、排ガスの勢いが
衰えないために、火炎の温度が低下して一酸化炭素が発
生し易く、また燃焼が不安定となって失火し易くなると
いう欠点があり、そのためにＴＤＲ（ターンダウン比）
を３：１以上に大きくとることができないという問題が
あった。本発明はかかる問題点を解消し、ＴＤＲを大き
くとることができるような排ガス再燃バーナの構造を提
供することを目的とするものである。
ーナにおいては、ガスタービン等からの高温排ガスをボ
イラの加熱に利用し、追焚き用バーナはその補助として
稼働させるために、排ガスは全量をバーナへ導入し、バ
ーナへの燃料供給量を増減することによって必要蒸気量
の変化に対応している。従って上述の従来構成において
は、必要蒸気量が減少して燃料のみを絞っていく時に、
火炎の勢いが弱まっていくにも拘らず、排ガスの勢いが
衰えないために、火炎の温度が低下して一酸化炭素が発
生し易く、また燃焼が不安定となって失火し易くなると
いう欠点があり、そのためにＴＤＲ（ターンダウン比）
を３：１以上に大きくとることができないという問題が
あった。本発明はかかる問題点を解消し、ＴＤＲを大き
くとることができるような排ガス再燃バーナの構造を提
供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、バーナノズル１の周囲に同心状に内側排ガス供給
筒２と外側排ガス供給筒３とを設けて、内側排ガス供給
筒２には排ガスを空気に切替えて供給できるようにした
排ガス再燃バーナにおいて、外側排ガス供給筒３の前端
テーパ部３ａの開き角αを内側排ガス供給筒２の前端テ
ーパ部２ａの開き角βよりも大きくし（請求項１）、あ
るいは外側排ガス供給筒３内に設けたスワラ５の旋回度
を内側排ガス供給筒２内に設けたスワラ４の旋回度より
も大きくし（請求項２）、あるいはまた図２に示すよう
に、内側排ガス供給筒２の前端周縁に外方へ突出した鍔
状体６を設けた（請求項３）ものである。
うに、バーナノズル１の周囲に同心状に内側排ガス供給
筒２と外側排ガス供給筒３とを設けて、内側排ガス供給
筒２には排ガスを空気に切替えて供給できるようにした
排ガス再燃バーナにおいて、外側排ガス供給筒３の前端
テーパ部３ａの開き角αを内側排ガス供給筒２の前端テ
ーパ部２ａの開き角βよりも大きくし（請求項１）、あ
るいは外側排ガス供給筒３内に設けたスワラ５の旋回度
を内側排ガス供給筒２内に設けたスワラ４の旋回度より
も大きくし（請求項２）、あるいはまた図２に示すよう
に、内側排ガス供給筒２の前端周縁に外方へ突出した鍔
状体６を設けた（請求項３）ものである。
【０００５】
【作用】従来の構成において、燃料を絞った時に火炎の
温度が低下するのは、燃料が減少しても、それに伴って
排ガスの流量が減少しないために、火炎が小さくなるに
つれて火炎の熱が排ガスに奪い去られる割合が大きくな
るからである。そこで本発明は、火炎が小さくなった時
に、排ガスの流れができるだけ火炎に当たらないように
するものであって、そのために請求項１の構成は、外側
排ガス供給筒３の先端を広げることによって、排ガスの
流速を減少させると共に、その噴出角を外側へ向けて火
炎からできるだけ逸らせるようにしたものであり、また
請求項２の構成は、排ガスの旋回度を外側ほど大きくす
ることにより、その遠心力によって排ガスの拡がり角を
大きくし、その結果火炎側の排ガスの圧力を低減しよう
とするものであり、また請求項３の構成は、外方へ突出
した鍔状体６により外側排ガス供給筒３からの排ガス噴
出角を外方へ向けようとするものである。これらの構成
によれば、燃料供給が減少して火炎の圧力が低下した時
に、内側の排ガス流と火炎との間の圧力も低下して、あ
たかも燃料の減少に伴って排ガス供給量も減少したのと
同等の効果を奏し、最適の燃焼状態を維持し得るのであ
る。
温度が低下するのは、燃料が減少しても、それに伴って
排ガスの流量が減少しないために、火炎が小さくなるに
つれて火炎の熱が排ガスに奪い去られる割合が大きくな
るからである。そこで本発明は、火炎が小さくなった時
に、排ガスの流れができるだけ火炎に当たらないように
するものであって、そのために請求項１の構成は、外側
排ガス供給筒３の先端を広げることによって、排ガスの
流速を減少させると共に、その噴出角を外側へ向けて火
炎からできるだけ逸らせるようにしたものであり、また
請求項２の構成は、排ガスの旋回度を外側ほど大きくす
ることにより、その遠心力によって排ガスの拡がり角を
大きくし、その結果火炎側の排ガスの圧力を低減しよう
とするものであり、また請求項３の構成は、外方へ突出
した鍔状体６により外側排ガス供給筒３からの排ガス噴
出角を外方へ向けようとするものである。これらの構成
によれば、燃料供給が減少して火炎の圧力が低下した時
に、内側の排ガス流と火炎との間の圧力も低下して、あ
たかも燃料の減少に伴って排ガス供給量も減少したのと
同等の効果を奏し、最適の燃焼状態を維持し得るのであ
る。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示したもので、バ
−ナノズル１の周囲に内側の排ガス供給筒２及び外側の
排ガス供給筒３が同心状に配設され、更にその外側に等
角度間隔に複数の排ガス噴出孔７が設けられており、通
常はガスタービンから排出された高温の排ガスが、排ガ
ス供給用角ダクト８及び２個のほぼ長方形のエアダンパ
９，１０を通して、両排ガス供給筒２，３及び排ガス噴
出孔７に供給されている。エアダンパ９及び１０は個別
にモータで開閉され、９は最適の燃焼状態が得られるよ
うに比例制御される。またタービンの定期点検などで排
ガスが停止するような場合には、排ガス供給用ダクト８
に空気を供給してバーナ単独でボイラに熱を供給するこ
とになるが、このときは外側排ガス供給筒３への外側エ
アダンパ１０を閉じて、内側エアダンパ９のみにより内
側排ガス供給筒２に燃焼用空気を供給する。空気は排ガ
スに比し酸素含有量が多く、従って流量が少なくて済む
からである。なお１１は各排ガス噴出孔７に設けられた
固定式のエアダンパである。
−ナノズル１の周囲に内側の排ガス供給筒２及び外側の
排ガス供給筒３が同心状に配設され、更にその外側に等
角度間隔に複数の排ガス噴出孔７が設けられており、通
常はガスタービンから排出された高温の排ガスが、排ガ
ス供給用角ダクト８及び２個のほぼ長方形のエアダンパ
９，１０を通して、両排ガス供給筒２，３及び排ガス噴
出孔７に供給されている。エアダンパ９及び１０は個別
にモータで開閉され、９は最適の燃焼状態が得られるよ
うに比例制御される。またタービンの定期点検などで排
ガスが停止するような場合には、排ガス供給用ダクト８
に空気を供給してバーナ単独でボイラに熱を供給するこ
とになるが、このときは外側排ガス供給筒３への外側エ
アダンパ１０を閉じて、内側エアダンパ９のみにより内
側排ガス供給筒２に燃焼用空気を供給する。空気は排ガ
スに比し酸素含有量が多く、従って流量が少なくて済む
からである。なお１１は各排ガス噴出孔７に設けられた
固定式のエアダンパである。
【０００７】図１の実施例においては、図３の従来例と
異なり、外側排ガス供給筒３の前端テーパ部３ａの開き
角αが、内側排ガス供給筒２の前端テーパ部２ａの開き
角βよりも大きく形成されている。これは外側排ガス供
給筒３の先端を広げることによって、外側を流れる排ガ
スの噴出角を外側へ向けると共に、流路の断面積を広げ
て流速を減少させて、間接的に火炎に加わる排ガス流の
圧力を低減するためであり、これによって特に燃料供給
量を絞って火炎を小さくしたときに、あたかも燃焼用酸
素を供給する排ガスの流量がそれに伴って減少したのと
同等の効果を与え、実際には減少しない排ガス流によっ
て、小さくなった火炎の燃焼が不安定となったり、吹き
消されたりするのを防止することができる。
異なり、外側排ガス供給筒３の前端テーパ部３ａの開き
角αが、内側排ガス供給筒２の前端テーパ部２ａの開き
角βよりも大きく形成されている。これは外側排ガス供
給筒３の先端を広げることによって、外側を流れる排ガ
スの噴出角を外側へ向けると共に、流路の断面積を広げ
て流速を減少させて、間接的に火炎に加わる排ガス流の
圧力を低減するためであり、これによって特に燃料供給
量を絞って火炎を小さくしたときに、あたかも燃焼用酸
素を供給する排ガスの流量がそれに伴って減少したのと
同等の効果を与え、実際には減少しない排ガス流によっ
て、小さくなった火炎の燃焼が不安定となったり、吹き
消されたりするのを防止することができる。
【０００８】また図１の構成においては、外側排ガス供
給筒３内に設けたスワラ５の旋回度が、内側排ガス供給
筒２内に設けたスワラ４の旋回度よりも大きく形成され
ており、このように旋回度を外側ほど大きくすることに
より、排ガスが遠心力で外方へ向い、前述の拡がり角が
大きくなった場合と同等の効果を奏しているるのであ
る。
給筒３内に設けたスワラ５の旋回度が、内側排ガス供給
筒２内に設けたスワラ４の旋回度よりも大きく形成され
ており、このように旋回度を外側ほど大きくすることに
より、排ガスが遠心力で外方へ向い、前述の拡がり角が
大きくなった場合と同等の効果を奏しているるのであ
る。
【０００９】次に図２の実施例は、内側排ガス供給筒２
の前端周縁に外方へ突出した鍔状体６を設けたもので、
この鍔状体６により外側排ガス供給筒３からの排ガス噴
出角を外方へ向けるようにしたものである。本実施例で
は、鍔状体６が形成された内側排ガス供給筒２の前端が
外側供給筒３の前端すなわち炉壁面１２よりも前方へ突
出しているが、この最適位置は燃焼量を最小に絞ったと
きに最良の燃焼状態が得られるように決定されるもの
で、むしろ炉壁面より後方の場合もあり得る。実際に
は、上述のテーパ角、旋回度及び鍔状体の３つの構成を
併用して、きわめて優れたＴＤＲ（７〜８：１）を実現
することができた。
の前端周縁に外方へ突出した鍔状体６を設けたもので、
この鍔状体６により外側排ガス供給筒３からの排ガス噴
出角を外方へ向けるようにしたものである。本実施例で
は、鍔状体６が形成された内側排ガス供給筒２の前端が
外側供給筒３の前端すなわち炉壁面１２よりも前方へ突
出しているが、この最適位置は燃焼量を最小に絞ったと
きに最良の燃焼状態が得られるように決定されるもの
で、むしろ炉壁面より後方の場合もあり得る。実際に
は、上述のテーパ角、旋回度及び鍔状体の３つの構成を
併用して、きわめて優れたＴＤＲ（７〜８：１）を実現
することができた。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、ガスター
ビン等からバーナに供給される排ガス流量が常に一定で
ある排ガス再燃バーナにおいて、燃料供給が減少して火
炎の温度が低下した時には、排ガス流が外方へ向いてい
るために、火炎と余剰の排ガスが互いに混合することな
く排出されて、あたかも燃料の減少に伴って排ガス流量
も減少したのと同様な効果を与え、排ガス流が火勢の弱
まった火炎を冷却して一酸化炭素を発生させたり、燃焼
を不安定にしたりすることなく、最適の燃焼状態を維持
させることができ、それによってＴＤＲ性能を高め、ボ
イラの蒸気需要量の変化に容易に且つ精度よく対応し得
るという利点がある。
ビン等からバーナに供給される排ガス流量が常に一定で
ある排ガス再燃バーナにおいて、燃料供給が減少して火
炎の温度が低下した時には、排ガス流が外方へ向いてい
るために、火炎と余剰の排ガスが互いに混合することな
く排出されて、あたかも燃料の減少に伴って排ガス流量
も減少したのと同様な効果を与え、排ガス流が火勢の弱
まった火炎を冷却して一酸化炭素を発生させたり、燃焼
を不安定にしたりすることなく、最適の燃焼状態を維持
させることができ、それによってＴＤＲ性能を高め、ボ
イラの蒸気需要量の変化に容易に且つ精度よく対応し得
るという利点がある。
【図１】本発明の一実施例の縦断面図。
【図２】同上の他の実施例の縦断面図。
【図３】従来例の縦断面図。
１ バーナノズル ２ 内側排ガス供給筒 ３ 外側排ガス供給筒 ４ 内側スワラ ５ 外側スワラ ６ 鍔状体 ７ 排ガス噴出孔 ８ 排ガス供給ダクト ９ エアダンパ １０ エアダンパ １１ 固定式エアダンパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小倉 啓宏 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 吉田 利雄 大阪市淀川区野中北一丁目３番38号 ボル カノ株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 バーナノズルの周囲に同心状に内側排ガ
ス供給筒と外側排ガス供給筒とを設けて、内側排ガス供
給筒には排ガスを空気に切替えて供給できるようにした
排ガス再燃バーナにおいて、外側排ガス供給筒の前端テ
ーパ部の開き角を内側排ガス供給筒の前端テーパ部の開
き角よりも大きくしたことを特徴とする排ガス再燃バー
ナ。 - 【請求項２】 バーナノズルの周囲に同心状に内側排ガ
ス供給筒と外側排ガス供給筒とを設けて、内側排ガス供
給筒には排ガスを空気に切替えて供給できるようにした
排ガス再燃バーナにおいて、外側排ガス供給筒内に設け
たスワラの旋回度を内側排ガス供給筒内に設けたスワラ
の旋回度よりも大きくしたことを特徴とする排ガス再燃
バーナ。 - 【請求項３】 バーナノズルの周囲に同心状に内側排ガ
ス供給筒と外側排ガス供給筒とを設けて、内側排ガス供
給筒には排ガスを空気に切替えて供給できるようにした
排ガス再燃バーナにおいて、内側排ガス供給筒の前端周
縁に外方へ突出した鍔状体を設けたことを特徴とする排
ガス再燃バーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30759793A JP3581385B2 (ja) | 1993-11-13 | 1993-11-13 | 排ガス再燃バーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30759793A JP3581385B2 (ja) | 1993-11-13 | 1993-11-13 | 排ガス再燃バーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139712A true JPH07139712A (ja) | 1995-05-30 |
| JP3581385B2 JP3581385B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=17970977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30759793A Expired - Lifetime JP3581385B2 (ja) | 1993-11-13 | 1993-11-13 | 排ガス再燃バーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3581385B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513508A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-04-08 | エスケーテレコム カンパニー リミテッド | Ｃｄｍａ方式おける逆方向リンクの送信電力制御装置及び方法 |
| JP2012067953A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Asahi Breweries Ltd | バーナ |
| JP2019211163A (ja) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | 株式会社エコム | バーナ及びその制御装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102588971B (zh) * | 2012-02-28 | 2015-04-22 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种混合煤气燃烧器 |
| CN103453774B (zh) * | 2013-09-09 | 2014-12-24 | 中南大学 | 内旋流混合型冶金喷嘴 |
| KR102349155B1 (ko) * | 2019-12-13 | 2022-01-10 | 주식회사 포스코 | 버너 장치 |
-
1993
- 1993-11-13 JP JP30759793A patent/JP3581385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513508A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-04-08 | エスケーテレコム カンパニー リミテッド | Ｃｄｍａ方式おける逆方向リンクの送信電力制御装置及び方法 |
| JP2012067953A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Asahi Breweries Ltd | バーナ |
| JP2019211163A (ja) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | 株式会社エコム | バーナ及びその制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3581385B2 (ja) | 2004-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040706 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040723 |
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