JPH08159411A - Cogeneration system - Google Patents
Cogeneration systemInfo
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- JPH08159411A JPH08159411A JP6329532A JP32953294A JPH08159411A JP H08159411 A JPH08159411 A JP H08159411A JP 6329532 A JP6329532 A JP 6329532A JP 32953294 A JP32953294 A JP 32953294A JP H08159411 A JPH08159411 A JP H08159411A
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- burner
- waste
- primary
- amount
- fuel
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- Pending
Links
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン又はガス
エンジン発電機の排熱をボイラ等の熱源として利用する
所謂コージェネレーションシステムに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called cogeneration system that uses exhaust heat of a gas turbine or a gas engine generator as a heat source for a boiler or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】コージェネレーションシステムにおい
て、ガスタービンの定期点検等のためにタービンを停止
させる場合、廃熱ボイラへ高温排気が供給されなくなる
ので予備熱源が必要であり、また比較的蒸気需要の多い
コージェネレーションシステムにおいては、ガスタービ
ンの排気を再加熱して蒸気発生能力を増大させる必要が
あるために、従来より排気中の残存空気を利用して追い
焚きを行う排気再燃焼システムが開発されている。2. Description of the Related Art In a cogeneration system, when a turbine is stopped for a periodic inspection of a gas turbine or the like, a high-temperature exhaust gas is not supplied to a waste heat boiler, so a preliminary heat source is required, and steam demand is relatively high. In a cogeneration system, since it is necessary to reheat the exhaust gas of the gas turbine to increase the steam generation capacity, an exhaust gas re-combustion system has been developed that uses the residual air in the exhaust gas to reheat. There is.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述の排気再燃焼シス
テムにおいては、熱利用効率を高めるために蒸気需要の
変動に応じて追い焚き用バーナの燃焼量を制御するのが
望ましいが、タービンからは一定量の排気が供給されて
くるために、あまりターンダウン比を大きくとると、燃
料を絞ったときに排気供給量が過剰になって、燃焼が不
安定になったり一酸化炭素を発生したりするという欠点
がある。また蒸気需要に応じて複数のバーナを順次点火
するマルチバーナ方式は、燃焼は安定するものの設備コ
ストが高くつくという欠点がある。本発明は上述の問題
点を解消して、ターンダウン比を十分とっても燃焼が不
安定になったり一酸化炭素を発生したりすることがな
く、しかもNOxの発生量も低減することができるよう
なこの種のコージェネレーションシステムを提供するこ
とを目的とするものである。In the above-mentioned exhaust gas re-combustion system, it is desirable to control the combustion amount of the reburning burner according to the fluctuation of the steam demand in order to improve the heat utilization efficiency. Since a certain amount of exhaust gas is supplied, if the turndown ratio is made too large, the exhaust gas supply amount becomes excessive when the fuel is throttled, combustion becomes unstable, and carbon monoxide is generated. There is a drawback that Further, the multi-burner system in which a plurality of burners are sequentially ignited according to steam demand has a drawback in that combustion is stable, but equipment cost is high. The present invention solves the above-mentioned problems, and does not cause unstable combustion or generation of carbon monoxide even if the turndown ratio is sufficient, and further, it is possible to reduce the amount of NOx generated. The purpose is to provide a cogeneration system of this kind.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明によるコージェネ
レーションシステムは、図1に示すように、ガスタービ
ン又はガスエンジンから廃熱ボイラ1へ供給される排気
を燃焼用空気として、追焚き用バーナ2により再燃焼す
る方式のコージェネレーションシステムにおいて、上記
排気の通路3をバーナ2の上流側で分岐して、バーナ2
の燃料と直接混合して一次火炎Aを形成する一次排気用
通路4と、該通路4にバーナ2の下流側で合流して一次
火炎Aと接触する二次排気用通路5とを形成すると共
に、バーナ2の燃料供給量の増減に応じて両通路4,5
の流量比率を制御する手段6を備えたものである。As shown in FIG. 1, a cogeneration system according to the present invention uses an exhaust burner 2 for heating an exhaust gas supplied from a gas turbine or a gas engine to a waste heat boiler 1 as combustion air. In the cogeneration system of re-combustion by means of the burner 2, the exhaust passage 3 is branched on the upstream side of the burner 2
And a primary exhaust passage 4 that directly mixes with the above fuel to form a primary flame A, and a secondary exhaust passage 5 that joins the passage 4 on the downstream side of the burner 2 and that contacts the primary flame A. , Both the passages 4, 5 according to the increase or decrease of the fuel supply amount of the burner 2.
It is provided with means 6 for controlling the flow rate ratio.
【0005】[0005]
【作用】図1の従来方式では、蒸気需要の減少によって
燃料が絞られると、排気流量が相対的に多くなって燃焼
温度が低下し、一酸化炭素の発生や不安定燃焼の原因と
なっていたが、図2の本発明によれば、バーナ2の燃料
供給量が絞られたときには、燃料と混合する一次排気の
流量も絞られるので、バーナ2に供給される排気量が過
剰になるおそれはなく、従って火炎の大小に関係なく常
に安定燃焼を確保できる上に、最大燃焼時にも一次排気
量をやや不足気味に供給して、二次排気で完全燃焼させ
るように流量比率を制御することにより、火炎温度を適
度に下げてNOx発生量を抑制することができる。In the conventional system shown in FIG. 1, when the fuel is throttled due to the decrease in steam demand, the exhaust flow rate becomes relatively large and the combustion temperature lowers, which causes the generation of carbon monoxide and unstable combustion. However, according to the present invention of FIG. 2, when the fuel supply amount of the burner 2 is throttled, the flow rate of the primary exhaust mixed with the fuel is also throttled, so that the exhaust amount supplied to the burner 2 becomes excessive. Therefore, stable combustion can always be ensured regardless of the size of the flame, and the primary exhaust volume can be supplied to a slightly insufficient amount even at maximum combustion, and the flow rate ratio must be controlled so that the secondary exhaust gas completely burns. As a result, the flame temperature can be appropriately lowered to suppress the NOx generation amount.
【0006】[0006]
【実施例】図2は本発明によるコージェネレーションシ
ステムの追い焚き用バーナ付近の構造を示したもので、
バーナ2はガスタービンから廃熱ボイラ1へ高温排気を
供給する排気通路3の中間部に設けられており、タービ
ン運転中は、このバーナ2により、高温排気中に多量に
(13〜15%)含まれている酸素を使って燃料ガスを
燃焼させることにより、排気を再加熱して廃熱ボイラ1
に送り、ボイラ効率を向上させている。上記排気通路3
はバーナ2の上流側で2本に分岐され、バーナ2の燃料
と直接混合して一次火炎Aを形成する一次排気用通路4
と、バーナ2の下流側で一次排気通路に再合流して一次
火炎Aと接触する二次排気用通路5とが形成されてお
り、各通路4,5にはそれぞれ一次ダンパ7と二次ダン
パ8が介装されて、この一次ダンパ7を開閉するステッ
プモータ9を制御装置6によって制御することにより、
両通路4,5の流量比率が制御されている。なお一次排
気通路4の側壁には空気導入管10が連結開口してお
り、保守点検等のタービン停止時には、ダンパ7を閉じ
て、この空気供給管10からブロア11によってバーナ
2へ燃焼用空気を供給し、廃熱ボイラ1へ必要最少限の
熱量を供給するようになっている。EXAMPLE FIG. 2 shows a structure around a reburning burner of a cogeneration system according to the present invention.
The burner 2 is provided in the middle part of the exhaust passage 3 for supplying the high temperature exhaust gas from the gas turbine to the waste heat boiler 1. During the turbine operation, the burner 2 allows a large amount (13 to 15%) in the high temperature exhaust gas. The exhaust gas is reheated by burning the fuel gas using the contained oxygen, and the waste heat boiler 1
To improve the boiler efficiency. Exhaust passage 3
Is branched into two upstream of the burner 2 and directly mixed with the fuel of the burner 2 to form the primary flame A.
And a secondary exhaust passage 5 that rejoins the primary exhaust passage on the downstream side of the burner 2 and comes into contact with the primary flame A. The primary damper 7 and the secondary damper 7 are formed in the respective passages 4 and 5, respectively. By controlling the stepping motor 9 for opening and closing the primary damper 7 by the control device 6,
The flow rate ratio of both passages 4 and 5 is controlled. An air introduction pipe 10 is connected to the side wall of the primary exhaust passage 4, and when the turbine is stopped for maintenance or inspection, the damper 7 is closed so that the combustion air is blown from the air supply pipe 10 to the burner 2 by the blower 11. The waste heat boiler 1 is supplied with the necessary minimum amount of heat.
【0007】上記の構成において、バーナ2へ燃料を供
給する燃料制御弁12は廃熱ボイラ1の蒸気圧を検出す
る圧力センサ13からの出力によって制御され、この燃
料供給量の増減に応じて上記一次ダンパ7の開度が制御
されており、廃熱ボイラ1の負荷が減少して燃料制御弁
12が絞られたときには、それに応じて一次排気も所定
の空燃比となるように制御され、火炎が不安定になった
り、一酸化炭素が発生したりするのが防止される。また
最大燃焼時には、一次排気の流量を理論空燃比よりも若
干少なくして(例えば0.9)、燃焼温度を下げること
によりNOx発生量を抑制し、バーナ2の下流側で二次
排気を火炎Aに接触させることにより、完全燃焼させ
る。In the above structure, the fuel control valve 12 for supplying the fuel to the burner 2 is controlled by the output from the pressure sensor 13 for detecting the vapor pressure of the waste heat boiler 1, and the fuel supply amount is increased or decreased according to the increase or decrease of the fuel supply amount. When the opening of the primary damper 7 is controlled and the load of the waste heat boiler 1 is reduced and the fuel control valve 12 is throttled, the primary exhaust is also controlled so that the primary exhaust has a predetermined air-fuel ratio, and flame Is prevented from becoming unstable and carbon monoxide is generated. Further, at the time of maximum combustion, the flow rate of the primary exhaust is made slightly smaller than the theoretical air-fuel ratio (for example, 0.9), and the combustion temperature is lowered to suppress the NOx generation amount, and the secondary exhaust is flamed downstream of the burner 2. By contacting with A, complete combustion is achieved.
【0008】[0008]
【発明の効果】本発明によれば上述のように、バーナ2
の燃料供給量が絞られたときには、燃料と混合する一次
排気の流量も絞られるので、バーナ2に供給される排気
量が過剰になるおそれはなく、従って火炎の大小に関係
なく常に安定燃焼を確保できるという利点があり、また
最大燃焼時にも一次排気量をやや不足気味に供給して、
二次排気で完全燃焼させるように流量比率を制御するこ
とにより、火炎温度を適度に下げてNOx発生量を抑制
することができるという利点がある。According to the present invention, as described above, the burner 2
When the fuel supply amount of is reduced, the flow rate of the primary exhaust mixed with the fuel is also reduced. Therefore, there is no fear that the amount of exhaust gas supplied to the burner 2 becomes excessive, and therefore stable combustion is always performed regardless of the size of the flame. It has the advantage that it can be secured, and it supplies the primary displacement to a slightly shortage even during maximum combustion,
By controlling the flow rate ratio so as to completely burn the secondary exhaust gas, there is an advantage that the flame temperature can be appropriately lowered and the NOx generation amount can be suppressed.
【図1】従来のコージェネレーションシステムの全体系
統図。FIG. 1 is an overall system diagram of a conventional cogeneration system.
【図2】本発明によるコージェネレーションシステムの
要部縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of a cogeneration system according to the present invention.
1 廃熱ボイラ 2 追い焚きバーナ 3 排気通路 4 一次排気用通路 5 二次排気用通路 6 制御装置あるいは流量比率制御手段 7 一次ダンパ 8 二次ダンパ 9 ステップモータ 10 空気供給管 11 ブロア 12 燃料制御弁 13 圧力センサ 1 Waste Heat Boiler 2 Reheating Burner 3 Exhaust Passage 4 Primary Exhaust Passage 5 Secondary Exhaust Passage 6 Control Device or Flow Ratio Controlling Means 7 Primary Damper 8 Secondary Damper 9 Step Motor 10 Air Supply Pipe 11 Blower 12 Fuel Control Valve 13 Pressure sensor
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成7年4月15日[Submission date] April 15, 1995
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】従来のコージェネレーションシステムの全体系
統図[Fig. 1] Overall system diagram of conventional cogeneration system
【図2】本発明によるコージェネレーションシステムの
要部縦断面図FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of a cogeneration system according to the present invention.
【図3】本発明の他の実施例の要部縦断面図FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of another embodiment of the present invention.
【図4】本発明の効果を示すグラフFIG. 4 is a graph showing the effect of the present invention.
【符号の説明】 1 廃熱ボイラ 2 追い焚きバーナ 3 排気通路 4 一次排気用通路 5 二次排気用通路 6 制御装置あるいは流量比率制御手段 7 一次ダンパ 8 二次ダンパ 9 ステップモータ 10 空気供給管 11 ブロア 12 燃料制御弁 13 圧力センサ[Explanation of symbols] 1 waste heat boiler 2 reheating burner 3 exhaust passage 4 primary exhaust passage 5 secondary exhaust passage 6 controller or flow rate control means 7 primary damper 8 secondary damper 9 step motor 10 air supply pipe 11 Blower 12 Fuel control valve 13 Pressure sensor
Claims (1)
ボイラへ供給される排気を燃焼用空気として、追焚き用
バーナにより再燃焼する方式のコージェネレーションシ
ステムにおいて、上記排気路をバーナの上流側で分岐し
て、バーナの燃料と直接混合して一次火炎を形成する一
次排気用通路と、該通路にバーナの下流側で合流して一
次火炎と接触する二次排気用通路とを形成すると共に、
バーナの燃料供給量の増減に応じて両通路の流量比率を
制御する手段を備えて成るコージェネレーションシステ
ム。1. A cogeneration system in which exhaust gas supplied from a gas turbine or a gas engine to a waste heat boiler is used as combustion air for re-combustion by a reburning burner, and the exhaust passage is branched upstream of the burner. And forms a primary exhaust passage that directly mixes with the fuel of the burner to form a primary flame, and a secondary exhaust passage that joins the passage on the downstream side of the burner and comes into contact with the primary flame, and
A cogeneration system comprising means for controlling the flow rate ratio of both passages according to the increase or decrease of the fuel supply amount of the burner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6329532A JPH08159411A (en) | 1994-12-03 | 1994-12-03 | Cogeneration system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6329532A JPH08159411A (en) | 1994-12-03 | 1994-12-03 | Cogeneration system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08159411A true JPH08159411A (en) | 1996-06-21 |
Family
ID=18222425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6329532A Pending JPH08159411A (en) | 1994-12-03 | 1994-12-03 | Cogeneration system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08159411A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010255861A (en) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd | Method of controlling reheating of exhaust gas in cogeneration system |
CN112013372A (en) * | 2020-08-14 | 2020-12-01 | 国家电投集团电站运营技术(北京)有限公司 | Biomass boiler power generation system |
-
1994
- 1994-12-03 JP JP6329532A patent/JPH08159411A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010255861A (en) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Kawasaki Thermal Engineering Co Ltd | Method of controlling reheating of exhaust gas in cogeneration system |
CN112013372A (en) * | 2020-08-14 | 2020-12-01 | 国家电投集团电站运营技术(北京)有限公司 | Biomass boiler power generation system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040817 |