WO2023037864A1 - ２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット、燃焼システム、及び供給方法 - Google Patents

２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット、燃焼システム、及び供給方法 Download PDF

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WO2023037864A1
WO2023037864A1 PCT/JP2022/031655 JP2022031655W WO2023037864A1 WO 2023037864 A1 WO2023037864 A1 WO 2023037864A1 JP 2022031655 W JP2022031655 W JP 2022031655W WO 2023037864 A1 WO2023037864 A1 WO 2023037864A1
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WO
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liquefied fuel
fluid
supply
flow rate
atomizing
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Application number
PCT/JP2022/031655
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English (en)
French (fr)
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康弘 山内
康裕 竹井
康二 大浦
幸洋 冨永
聡彦 嶺
Original Assignee
三菱重工業株式会社
三菱パワー株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38—Nozzles; Cleaning devices therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply

Definitions

  • the present disclosure relates to atomizing fluid supply units, supply units, combustion systems, and supply methods for two-fluid injection nozzles.
  • two-fluid injection nozzles are known that atomize and inject liquid fuel using an atomizing medium such as steam.
  • an atomizing medium such as steam.
  • oil is used as the liquid fuel, and the oil and steam are mixed and injected at the tip of the two-fluid injection nozzle.
  • An object of the present disclosure is to provide an atomizing fluid supply unit, a supply unit, a combustion system, and a supply method for a two-fluid injection nozzle capable of stabilizing the flow of liquefied fuel.
  • An atomizing fluid supply unit for a two-fluid ejection nozzle includes: an atomizing fluid supply line for supplying the atomizing fluid to a two-fluid injection nozzle configured to atomize the liquefied fuel with the atomizing fluid and inject it into the furnace of the boiler; an atomizing fluid adjustment unit provided in the atomizing fluid supply line for adjusting the supply pressure of the atomizing fluid according to the required injection flow rate of the liquefied fuel; Prepare.
  • a supply unit for a two-fluid injection nozzle comprises: an atomizing fluid supply unit for the two-fluid injection nozzle; a liquefied fuel supply unit; a controller;
  • the liquefied fuel supply unit is a liquefied fuel supply line for supplying the liquefied fuel to the two-fluid injection nozzle; a liquefied fuel adjustment unit provided in the liquefied fuel supply line for adjusting the supply pressure of the liquefied fuel according to the required injection flow rate of the liquefied fuel;
  • the controller is In the first range of the required injection flow rate of the liquefied fuel, the atomizing fluid adjustment unit changes the supply pressure of the atomizing fluid according to the required injection flow rate, In the second range of the required injection flow rate of the liquefied fuel, the liquefied fuel adjustment unit is configured to change the supply pressure of the liquefied fuel according to the required injection flow rate.
  • a combustion system comprises: a supply unit for the two-fluid injection nozzle; the two-fluid injection nozzle; with The two-fluid injection nozzle is an atomizing fluid supply path connected to the atomizing fluid supply line; a liquefied fuel supply path connected to the liquefied fuel supply line, The atomizing fluid supply path and the liquefied fuel supply path are provided at positions offset from each other in the circumferential direction with respect to the axis of the two-fluid injection nozzle.
  • a supply method comprises: A supply method for supplying the liquefied fuel and the atomized fluid to a two-fluid injection nozzle configured to atomize the liquefied fuel with the atomized fluid and inject it into a furnace of a boiler, A step of changing the supply pressure of the atomizing fluid according to the combustion load in the boiler is provided.
  • an atomizing fluid supply unit a supply unit, a combustion system, and a supply method for a two-fluid injection nozzle capable of stabilizing the flow of liquefied fuel.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a combustion system according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of a supply unit according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a graph conceptually showing the relationship between the flow rate of liquefied fuel injected from a two-fluid injection nozzle and the supply pressure of liquefied fuel according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a burner according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a graph conceptually showing the relationship between the supply pressure of liquefied fuel and the injection flow rate according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a schematic explanatory diagram of a two-fluid injection nozzle according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 3 is a schematic illustration of a backplate according to an embodiment of the present disclosure
  • 4 is a flowchart illustrating a method of supplying liquefied fuel and atomizing fluid according to one embodiment of the present disclosure;
  • expressions denoting relative or absolute arrangements such as “in a direction”, “along a direction”, “parallel”, “perpendicular”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly not only represents such an arrangement, but also represents a state of relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function can be obtained.
  • expressions such as “identical”, “equal”, and “homogeneous”, which express that things are in the same state not only express the state of being strictly equal, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
  • expressions that express shapes such as squares and cylinders do not only represent shapes such as squares and cylinders in a geometrically strict sense, but also include irregularities and chamfers to the extent that the same effect can be obtained.
  • the shape including the part etc. shall also be represented.
  • the expressions "comprising”, “including”, or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
  • symbol may be attached
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a combustion system provided with a boiler using solid fuel and liquefied fuel as main fuels according to the present embodiment.
  • a liquefied fuel is a fuel that becomes a gas phase at room temperature under atmospheric pressure. The normal temperature referred to in this specification is 35°C.
  • Liquefied fuels include, for example, petroleum (light oil and liquefied petroleum gas), liquefied natural gas, dimethyl ether, and liquid ammonia. In the following description, liquefied fuel refers to liquid ammonia unless otherwise specified.
  • the boiler 10 provided in the combustion system 1 of the present embodiment burns a pulverized fuel obtained by pulverizing a solid fuel and a liquefied fuel with a burner, and the heat generated by this combustion is heat-exchanged with feed water and steam to generate superheated steam. It is a boiler that can Biomass fuel, coal, and the like are used as the solid fuel.
  • the boiler 10 has a furnace 11 , combustion devices 20 and 50 and a combustion gas passage 12 .
  • the furnace 11 has a hollow rectangular shape and is installed along the vertical direction.
  • the furnace wall 101 which constitutes the inner wall surface of the furnace 11, is composed of a plurality of heat transfer tubes and fins connecting the heat transfer tubes. While exchanging heat with steam and recovering it, the temperature rise of the furnace wall 101 is suppressed.
  • the combustion devices 20 and 50 are installed in the lower region of the furnace 11.
  • the combustion device 20 is configured to inject pulverized fuel into the interior of the furnace 11 .
  • the combustion device 50 is configured to atomize the liquefied fuel with an atomizing fluid (spraying medium) and inject the atomized fuel into the furnace 11 .
  • the atomized fluid of this embodiment is atomized vapor.
  • Combustion device 20 has a plurality of burners 21 attached to furnace wall 101
  • combustion device 50 has a plurality of burners 51 .
  • the tip of each burner 21 is provided with an injection nozzle (not shown) configured to inject pulverized fuel into the furnace 11 .
  • a two-fluid injection nozzle 59 (see FIG. 4) configured to atomize the liquefied fuel with an atomizing fluid and inject it into the furnace 11 is provided.
  • the burners 21 and 51 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the furnace 11 (for example, four burners installed at each corner of the rectangular furnace 11) as one set. It is arranged in multiple stages. In the example of FIG.
  • one set of burners 21 is arranged in two stages, and one set of burners 51 is arranged in four stages.
  • FIG. 1 for convenience of illustration, only two burners out of one set are shown, and the respective sets are denoted by reference numerals 21 and 51.
  • the shape of the furnace, the number of stages of burners, the number of burners in one stage, the arrangement of burners, etc. are not limited to this embodiment.
  • the burner 21 of the combustion device 20 is connected to a plurality of mills (crusher ) 31A and 31B (hereinafter collectively referred to as “mill 31” in some cases).
  • the mill 31 has, for example, a crushing table (not shown) supported therein so as to be driven and rotatable, and a plurality of crushing rollers (not shown) above the crushing table so as to be rotatable in conjunction with the rotation of the crushing table. It is a configured vertical roller mill.
  • the solid fuel pulverized by the cooperation of the pulverizing roller and the pulverizing table is conveyed to a classifier (not shown) provided in the mill 31 by primary air (carrier gas, oxidizing gas) supplied to the mill 31. .
  • the fuel is classified into fine powder fuel having a particle size smaller than that suitable for combustion in the burner 21 and coarse powder fuel having a particle size larger than the particle size.
  • the pulverized fuel passes through a classifier and is supplied to the burner 21 through the pulverized fuel supply pipe 22 together with primary air. Coarse fuel that has not passed through the classifier falls on the grinding table by its own weight inside the mill 31 and is ground again.
  • the burner 51 of the combustion device 50 is connected to the supply unit 90 .
  • the supply unit 90 includes an atomized fluid supply unit 60 for a two-fluid injection nozzle configured to supply atomized fluid to the combustion device 50 (hereinafter sometimes simply referred to as "atomized fluid supply unit 60").
  • atomized fluid supply unit 60 atomized fluid supply unit 60
  • liquefied fuel supply unit 70 for a two-fluid injection nozzle configured to supply liquefied fuel to the combustion device 50 (hereinafter sometimes simply referred to as "liquefied fuel supply unit 70").
  • the controller 110 acquires the required injection flow rate of the liquefied fuel in the burner 51 determined according to the combustion load in the boiler 10 .
  • the controller 110 sends a control command corresponding to the required injection flow rate to the supply unit 90, so that the atomizing fluid supply unit 60 and the liquefied fuel supply unit 70 can adjust the supply amounts of the atomized fluid and the liquefied fuel, respectively.
  • the details of the configuration of the supply unit 90 will be described later.
  • the required injection flow rate of liquefied fuel is the required injection flow rate of liquefied fuel per two-fluid injection nozzle 59 (see FIG. 4) of each burner 51 .
  • An air register 23 is provided outside the furnace 11 at the mounting position of the burners 21 and 51, and one end of an air duct (air duct) 24 is connected to the air register 23.
  • a forced draft fan (FDF) 32 is connected to the other end of the air duct 24 .
  • the air supplied from the forced draft fan 32 is heated by an air preheater 42 installed in the air duct 24 (details will be described later), and is supplied to the burner 21 via the air register 23 as secondary air (combustion air, oxidizing air). gas) and introduced into the furnace 11.
  • the combustion gas passage 12 is connected to the upper part of the furnace 11 in the vertical direction.
  • superheaters 102A, 102B, and 102C (hereinafter collectively referred to as "superheaters 102" in some cases) are provided as heat exchangers for recovering the heat of the combustion gas.
  • 103A, 103B (hereinafter sometimes collectively referred to as "reheater 103") and economizer 104 are provided, and the combustion gas generated in the furnace 11 and the inside of each heat exchanger are Heat exchange takes place between the circulating feedwater and steam.
  • the arrangement and shape of each heat exchanger are not limited to the form described in FIG.
  • the downstream side of the combustion gas passage 12 is connected to a flue 13 through which the combustion gas whose heat is recovered by the heat exchanger is discharged.
  • An air preheater (air heater) 42 is provided between the flue 13 and the flue 24, and heat exchange is performed between the air flowing through the flue 24 and the combustion gas flowing through the flue 13, By heating the primary air supplied to the mill 31 and the secondary air supplied to the burner 21, further heat is recovered from the combustion gas after heat exchange with water or steam.
  • a denitrification device 43 may be provided in the flue 13 at a position upstream of the air preheater 42 .
  • the denitrification device 43 supplies a reducing agent, such as ammonia and urea water, which has the action of reducing nitrogen oxides, to the combustion gas flowing through the flue 13, and removes nitrogen oxides in the combustion gas supplied with the reducing agent.
  • a reducing agent such as ammonia and urea water
  • the gas duct 41 is provided with environmental equipment such as a dust collector 44 such as an electric dust collector for removing ash and the like in the combustion gas, a desulfurizer 46 for removing sulfur oxides, etc., and for guiding the exhaust gas to these environmental equipment.
  • An induced draft fan (IDF: Induced Draft Fan) 45 is provided.
  • the downstream end of the gas duct 41 is connected to a chimney 47, and the combustion gas treated by the environmental device is discharged out of the system as exhaust gas.
  • pulverized and classified pulverized fuel is supplied to the burner 21 through the pulverized fuel supply pipe 22 together with primary air. Further, the atomizing fluid and the liquefied fuel are supplied to the burner 51 from the atomizing fluid supply unit 60 and the liquefied fuel supply unit 70, respectively. Furthermore, the secondary air heated by the air preheater 42 is supplied to the burners 21 and 51 from the air duct 24 via the air register 23 . The burner 21 blows into the furnace 11 a pulverized fuel mixture in which pulverized fuel and primary air are mixed, and also blows secondary air into the furnace 11 .
  • the pulverized fuel mixture blown into the furnace 11 is ignited and reacts with secondary air to form a flame.
  • the burner 51 blows secondary air into the furnace 11 together with the liquefied fuel atomized by the atomizing fluid.
  • the liquefied fuel blown into the furnace 11 is vaporized into fuel gas, which reacts with secondary air and burns.
  • High-temperature combustion gas generated by combustion of pulverized fuel and fuel gas rises inside the furnace 11 and flows into the combustion gas passage 12 .
  • the timing at which the liquefied fuel is blown into the furnace 11 may be after the temperature inside the furnace 11 has risen to a certain temperature due to the combustion of the pulverized fuel.
  • the liquefied fuel may be blown into the furnace 11 to co-combust the fuel gas obtained by vaporizing the liquefied fuel and the pulverized fuel. Furthermore, after that, the blowing of the pulverized fuel may be stopped and the liquefied fuel may be burned exclusively.
  • air is used as the oxidizing gas (primary air, secondary air). Stable combustion is achieved in the furnace 11 by adjusting the ratio of the amounts to within an appropriate range.
  • the combustion gas flowing into the combustion gas passage 12 exchanges heat with water and steam in the superheater 102, the reheater 103, and the economizer 104 arranged inside the combustion gas passage 12, and then is discharged to the flue 13.
  • Nitrogen oxides are removed by the denitrification device 43
  • heat is exchanged with primary air and secondary air by the air preheater 42
  • ash etc. are removed by the dust collector 44 , and desulfurization device 46 .
  • After the sulfur oxides are removed at they are discharged from the stack 47 to the outside of the system.
  • the arrangement of each heat exchanger in the combustion gas passage 12 and each device in the flue 13 to the gas duct 41 does not necessarily have to be arranged in the order described above with respect to the combustion gas flow.
  • the boiler of the present disclosure has been described as a boiler that uses solid fuel and liquefied fuel.
  • Solid fuels used in boilers include coal, biomass fuel, petroleum coke (PC) fuel, petroleum residue, and the like.
  • the boiler fuel combined with liquefied fuel is not limited to solid fuel, and petroleum such as heavy oil, light oil and heavy oil, and liquid fuel such as factory waste liquid can also be used.
  • gaseous fuels such as natural gas, various petroleum gases, and by-product gases generated in ironmaking processes can also be used.
  • it can also be applied to a mixed combustion boiler that uses a combination of these various fuels.
  • FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of a supply unit according to an embodiment of the present disclosure; 2, illustration of the combustion device 20 (see FIG. 1) is omitted for the sake of clarity.
  • the liquefied fuel supply unit 70 includes a storage portion 79 for storing liquefied fuel, a liquefied fuel supply line 75 for supplying the liquefied fuel stored in the storage portion 79 to the two-fluid injection nozzle 59 of the burner 51, and a liquefied fuel supply line.
  • a heater 76 provided at 75 and a liquefied fuel adjustment section 78 provided at the liquefied fuel supply line 75 are provided.
  • the reservoir 79 stores liquid ammonia, which is an example of liquefied fuel.
  • a downstream end of the liquefied fuel supply line 75 is connected to a liquefied fuel supply path 57 that is a component of the two-fluid injection nozzles 59 provided in each of the plurality of burners 51 .
  • a return path 752 for returning part of the supplied liquefied fuel to the reservoir 79 is provided in the upstream portion of the liquefied fuel supply line 75 .
  • the heater 76 is configured to heat the liquefied fuel to a certain temperature that does not vaporize it.
  • the heat source of the heater 76 is, by way of example, auxiliary steam that is part of the steam produced in the combustion system 1 .
  • Heating by the heater 76 facilitates vaporization of the liquefied fuel blown into the furnace 11 , thereby suppressing misfires in the furnace 11 .
  • the regulating valve 81 provided in the auxiliary steam flow path is adjusted, and the liquefied fuel in the heater 76 is adjusted. The amount of heat is adjusted. This adjustment is performed by the controller 110 in this example.
  • the liquefied fuel adjustment unit 78 is configured to adjust the supply pressure and flow rate of the liquefied fuel according to the required injection flow rate of the liquefied fuel described above.
  • the liquefied fuel adjustment unit 78 of this embodiment includes a plurality of control valves 781 having different capacities provided in parallel in the return path 752 and a control valve 782 provided in the liquefied fuel supply line 75 .
  • the control valve 781 is, for example, a pressure control valve
  • the control valve 782 is, for example, a flow control valve.
  • the pressure gauge 173 provided on the downstream side of the branch point of the liquefied fuel supply line 75 with the return path 752 and the flow meter 176 provided on the upstream side of the branch point with the liquefied fuel supply path 57 A plurality of control valves 781 and 782 are controlled by the controller 110 based on the measurement results. As a more specific example, the controller 110 controls the plurality of control valves 781 and Control valves 782 respectively.
  • the liquefied fuel supply unit 70 does not have to include the reservoir 79 .
  • the liquefied fuel supply line 75 may be connected by a pipeline to a vessel such as a large tank truck that stores the liquefied fuel or equipment that manufactures the liquefied fuel.
  • the atomizing fluid supply unit 60 includes an atomizing fluid supply line 55 for supplying the atomizing fluid to the two-fluid injection nozzle 59 of the burner 51, a desuperheater 53 provided in the atomizing fluid supply line 55, and the atomizing fluid supply line 55. and an atomizing fluid adjusting section 58 provided in the .
  • the atomizing fluid supply line 55 is connected to the atomizing fluid supply path 52 which is a component of the two-fluid injection nozzles 59 provided in each of the plurality of burners 51 .
  • the desuperheater 53 is configured to reduce the temperature of the atomized fluid to a certain temperature using a cooling medium having a temperature lower than that of the atomized fluid.
  • the atomized fluid is steam, and the desuperheater 53 mixes the spray water to reduce the temperature of the atomized fluid.
  • the spray water adjustment valve 54 provided in the spray water pipe is controlled by the controller 110 based on the measurement result of the thermometer 161 provided downstream of the desuperheater 53 .
  • the atomizing fluid adjustment unit 58 is configured to adjust the supply pressure of the atomizing fluid according to the required injection flow rate of the liquefied fuel described above.
  • the atomized fluid adjustment unit 58 of the present embodiment is a plurality of control valves 581 having different capacities provided in parallel downstream of the desuperheater 53 .
  • the plurality of control valves 581 are controlled based on the measurement results of a pressure gauge 182 provided downstream of the atomizing fluid adjusting section 58 . More specifically, as an example, the controller 110 controls the plurality of control valves 581 based on the measurement result of the pressure gauge 182 so that the atomized fluid having a pressure corresponding to the required injection flow rate of the liquefied fuel is supplied to the burner 51. .
  • FIG. 3 is a graph conceptually showing the relationship between the flow rate of liquefied fuel injected from a two-fluid injection nozzle and the supply pressure of liquefied fuel according to an embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis of the graph in FIG. 3 indicates the liquefied fuel flow rate (Q) injected from the two-fluid injection nozzle 59 .
  • the vertical axis of the graph indicates the supply pressure (Pf) of the liquefied fuel.
  • Pf 0 and Pf 1 on the vertical axis are the burner lower limit pressure and the burner upper limit pressure for realizing stable combustion in the burner 51, respectively.
  • PfV is a supply lower limit pressure for stably supplying the liquefied fuel to the burner 51 and is a value corresponding to the vapor pressure of the liquefied fuel at the temperature of the liquefied fuel heated by the heater 76 .
  • a graph line A conceptually drawn in the graph indicates the relationship between the flow rate and the supply pressure of the liquefied fuel when the supply pressure (Pa) of the atomizing fluid is Pa1.
  • Graph lines B and C show the relationship between the flow rate and the supply pressure of the liquefied fuel when the supply pressure (Pa) of the atomizing fluid is Pa2 and Pa3, respectively.
  • the following equation (1) holds for the supply pressure (Pa) of the atomizing fluid.
  • the atomizing supply pressure (Pa) does not necessarily have to be three pressures, and it is also possible to control with more or less pressures.
  • the minimum pressure Pa may be zero, that is, the atomizing fluid may not be supplied.
  • the flow rate of the liquefied fuel injected from the two-fluid injection nozzle 59 is adjusted by changing the supply pressure of the liquid fuel and the supply pressure of the atomizing fluid.
  • the details will be described using an example in which the flow rate of the liquefied fuel decreases from the state indicated by point J1 in the graph to the state indicated by point J4.
  • the atomizing fluid adjustment unit 58 increases the supply pressure (Pa) of the atomizing fluid from Pa3 to Pa2.
  • the flow rate Q of the liquefied fuel decreases from Q4 to Q3 (point J2).
  • the supply pressure of the liquefied fuel is maintained, the flow of the liquefied fuel is likely to be stabilized.
  • the liquefied fuel adjusting unit 78 lowers the liquefied fuel supply pressure from Pf 1 to Pf d (Pf d is larger than Pf V described later). ). This reduces the flow rate of the liquefied fuel (point J3). Further, while the liquefied fuel adjustment unit 78 maintains the supply pressure of the liquefied fuel at Pfd , the atomizing fluid adjustment unit 58 increases the supply pressure of the atomizing fluid from Pa2 to Pa1. This reduces the flow rate of the liquefied fuel (point J4).
  • the advantages of controlling the liquefied fuel flow rate by changing both the liquefied fuel supply pressure (Pf) and the atomizing fluid supply pressure (Pa) are as follows.
  • the injection amount of liquefied fuel correlates with the supply pressure of liquefied fuel. Therefore, in order to reduce the flow rate of the liquefied fuel in response to a decrease in the required injection flow rate of the liquefied fuel in the two-fluid injection nozzle 59, the supply pressure (Pa) of the atomizing fluid is maintained at, for example, Pa3, and the liquefied fuel is supplied.
  • PfV which is the lower limit supply pressure.
  • the supply pressure of the liquefied fuel becomes lower than the vapor pressure of the liquefied fuel, and vapor lock may occur in the liquefied fuel supply line 75 or the two-fluid injection nozzle 59, for example, and the flow of the liquefied fuel may become unstable. This is particularly likely to occur when liquid ammonia or the like with a relatively low boiling point is used as the liquefied fuel instead of oil with a relatively high boiling point.
  • the supply pressure (Pa) of the atomizing fluid is adjusted by the atomizing fluid adjustment unit 58 according to the required injection flow rate of the liquefied fuel, so that the supply pressure of the liquefied fuel is equal to or higher than the vapor pressure of the liquefied fuel.
  • the injection flow rate of the liquefied fuel can be adjusted over a wide range. This suppresses the above-described vapor lock caused by the supply pressure of the liquefied fuel falling below the vapor pressure of the liquefied fuel. Therefore, the flow of the liquefied fuel in the liquefied fuel supply path and the two-fluid injection nozzle 59 can be stabilized.
  • the procedure for changing the flow rate from the state indicated by point J1 to the state indicated by point J4 is not limited to the above description.
  • the atomizing fluid supply pressure may be increased from Pa3 to Pa1, and then the liquefied fuel supply pressure may be decreased from Pf1 to Pfd . Even in this case, the above advantages can be enjoyed.
  • the flow rate may change from the state indicated by point J1 to the state indicated by point J2 and then return to the state indicated by point J1 according to the required injection flow rate of the liquefied fuel.
  • the flow rate may be changed between the conditions indicated by points J2 and J3, or between the conditions indicated by points J3 and J4.
  • the range of the required injection flow rate of liquefied fuel corresponding to the flow rate from point J1 to point J2 and the range of required injection flow rate of liquefied fuel corresponding to the flow rate from point J3 to point J4 are both defined as " It may be described as “first range”. Also, the range of the required injection flow rate of the liquefied fuel corresponding to the flow rate from the point J2 to the point J3 may be referred to as a "second range”.
  • the controller 110 in the first range of the required injection flow rate of the liquefied fuel, the controller 110 causes the atomizing fluid adjusting section 58 to change the supply pressure of the atomizing fluid according to the required injection flow rate of the liquefied fuel. Further, in the second range of the required injection flow rate of the liquefied fuel, the controller 110 causes the liquefied fuel adjustment section 78 to change the supply pressure of the liquefied fuel according to the required injection flow rate. According to the above configuration, the controller 110 is prevented from simultaneously controlling the atomizing fluid adjusting section 58 and the liquefied fuel adjusting section 78, so that the controller 110 can easily control the injection flow rate of the liquefied fuel. In addition, since the control by the atomizing fluid adjusting section 58 and the liquefied fuel adjusting section 78 is suppressed from interfering with each other, the flow rate of the controlled liquefied fuel is also stabilized.
  • the controller 110 controls the liquefied fuel adjustment unit 78 so that the supply pressure of the liquefied fuel is constant in the first range (in the example of FIG. 3, the supply pressure is Pf 1 or Pf d) . ), and controls the supply flow rate (supply amount) of the liquefied fuel. That is, the opening degrees of the plurality of control valves 781 (see FIG. 2) are controlled by the controller 110 so that the supply pressure of the liquefied fuel is constant.
  • the controller 110 since the supply pressure of the liquefied fuel is kept constant when the supply pressure of the atomizing fluid is adjusted, pressure fluctuations of the liquefied fuel when the liquefied fuel and the atomizing fluid are mixed are stabilized. can be made Therefore, the two-fluid injection nozzle 59 can stably inject the liquefied fuel.
  • the first range includes a low flow rate range of the required injection flow rate and a high flow rate range in which the flow rate is higher than the low flow rate range.
  • the low flow range is the range of requested injection flow rates corresponding to flow rates between points J3 and J4, and the high flow range is the range of requested injection flow rates corresponding to flow rates between points J1 and J2.
  • the second range is a middle flow rate range between the low flow rate range and the high flow rate range.
  • the controller 110 changes the supply pressure of the liquefied fuel in a middle flow rate range in which the requested injection flow rate is relatively frequently requested among the variable ranges of the required injection flow rate of the liquefied fuel. Therefore, the flow rate of the liquefied fuel can be adjusted with higher accuracy in the middle flow rate range where the frequency of demand is relatively high.
  • the atomizing fluid adjusting section 58 includes a plurality of control valves 581 having different capacities provided in parallel.
  • the controller 110 controls the supply pressure of the atomizing fluid by controlling the opening of each of the plurality of control valves 581, thereby controlling the flow rate of the liquefied fuel.
  • the supply pressure of the atomizing fluid is roughly adjusted by the control valve 581 with a relatively large capacity, and the supply pressure is finely adjusted by the control valve 581 with a relatively small capacity. Therefore, even if the adjustment range of the required injection flow rate is wide, the supply pressure of the atomized fluid can be controlled with high accuracy within the range of the supply pressure of the atomized fluid corresponding to the adjustment range.
  • the liquefied fuel adjustment section 78 includes a plurality of control valves 781 having different capacities provided in parallel (see FIG. 2). Then, the controller 110 controls the supply pressure of the liquefied fuel by controlling the opening degree of each of the plurality of control valves 781, thereby controlling the flow rate of the liquefied fuel.
  • the control valve 781 with a relatively large capacity performs rough adjustment of the supply pressure of the liquefied fuel
  • the control valve 781 with a relatively small capacity performs fine adjustment of the supply pressure. Therefore, the liquefied fuel supply pressure can be controlled with high accuracy within the liquefied fuel supply pressure range corresponding to a wide liquefied fuel flow rate range. Further, in the present embodiment, highly accurate control of the supply pressure of the liquefied fuel can be performed in the second range where the request frequency is high.
  • the storage section 79 which is a component of the liquefied fuel supply unit 70, functions as a liquid ammonia storage section that stores liquid ammonia. That is, liquid ammonia is adopted as the liquefied fuel supplied to the two-fluid injection nozzle 59 . As a result, it is possible to contribute to carbon neutrality and reduce the environmental load.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a burner according to one embodiment of the present disclosure.
  • a two-fluid injection nozzle 59 that is a component of the burner 51 includes at least one or more first injection holes 591 and at least one or more second injection holes 592 .
  • the first injection hole 591 and the second injection hole 592 are each configured to inject a mixed fluid of liquefied fuel and atomized fluid.
  • liquefied fuel atomized by the atomizing fluid is injected from each of the first injection hole 591 and the second injection hole 592 .
  • the supply passages through which the liquefied fuel and the atomized fluid are supplied are independent for the first injection hole 591 and the second injection hole 592 . The details of this supply path will be described below.
  • the two-fluid injection nozzle 59 includes a liquefied fuel supply passage 57 connected to the liquefied fuel supply line 75 described above.
  • the liquefied fuel supply path 57 has a first liquefied fuel supply path 571 and a second liquefied fuel supply path 572 for guiding the liquefied fuel to the first injection hole 591 and the second injection hole 592, respectively.
  • a plurality of liquefied fuel valves 157 are configured to independently change the supply of liquefied fuel in each of the first liquefied fuel supply path 571 and the second liquefied fuel supply path 572. is provided.
  • the plurality of liquefied fuel valves 157 include a first liquefied fuel on-off valve 157A provided in the first liquefied fuel supply path 571 and a second liquefied fuel on-off valve 157B provided in the second liquefied fuel supply path 572. have.
  • the controller 110 controls the first liquefied fuel opening/closing valve 157A and the second liquefied fuel opening/closing valve 157B by the controller 110, the liquefied fuel is supplied to the first injection hole 591 and the second injection hole 592 independently. done.
  • the two-fluid injection nozzle 59 includes an atomizing fluid supply channel 52 connected to the atomizing fluid supply line 55 described above.
  • the atomizing fluid supply path 52 has a first atomizing fluid supply path 521 and a second atomizing fluid supply path 522 for guiding the atomizing fluid to the first injection hole 591 and the second injection hole 592, respectively.
  • a plurality of atomizing fluid valves 152 configured to independently change the supply of the atomizing fluid in each of the first atomizing fluid supply path 521 and the second atomizing fluid supply path 522 are provided. is provided.
  • the plurality of atomizing fluid valves 152 includes a first atomizing fluid valve 152A provided in the first atomizing fluid supply channel 521 and a second atomizing fluid valve 152B provided in the second atomizing fluid supply channel 522.
  • the first atomizing fluid valve 152A and the second atomizing fluid valve 152B are controlled by the controller 110 so that the atomizing fluid is supplied to the first injection hole 591 and the second injection hole 592 independently. .
  • the atomizing fluid supply path 52 and the liquefied fuel supply path 57 are provided at positions shifted from each other in the circumferential direction with respect to the axis of the two-fluid injection nozzle 59 . More specifically, the first atomizing fluid supply path 521, the second atomizing fluid supply path 522, the first liquefied fuel supply path 571, and the second liquefied fuel supply path 572 are provided at positions offset from each other in the circumferential direction ( See the right side of Figure 6). The radial distances from the axis of the two-fluid injection nozzle 59 to these four supply paths may be the same or different.
  • the atomizing fluid supply passage 52 and the liquefied fuel supply passage 57 are separated in the circumferential direction, heat input from the atomizing fluid flowing through the atomizing fluid supply passage 52 to the liquefied fuel flowing through the liquefied fuel supply passage 57 is achieved. is suppressed.
  • the liquefied fuel in each of the first liquefied fuel supply path 571 and the second liquefied fuel supply path 572 is the atomizing fluid in each of the first atomizing fluid supply path 521 and the second atomizing fluid supply path 522. , the heat input from the atomized fluid to the liquefied fuel is suppressed. Therefore, vapor lock inside the two-fluid injection nozzle 59 due to vaporization of the liquefied fuel can be suppressed.
  • the atomizing fluid supply path 52 and the liquefied fuel supply path 57 shown in FIG. 4 are thermally insulated. More specifically, thermal insulation is provided between either the first liquefied fuel supply path 571 or the second liquefied fuel supply path 572 and either the first atomizing fluid supply path 521 or the second atomizing fluid supply path 522. It is Thermal insulation means that heat transfer from the atomized fluid to the liquefied fuel is blocked at least partially in the axial direction of the two-fluid injection nozzle 59 . In this embodiment, these four supply paths are thermally insulated from each other, more specifically, thermally insulated by providing a heat insulating material 88 (see FIG. 6).
  • the length of the heat insulating material 88 is preferably half or more of the total length of the two-fluid injection nozzle 59, and more preferably three-fourths or more. It should be noted that in other embodiments, thermal isolation may be achieved by placing a cooling air flow path between the atomizing fluid supply path 52 and the liquefied fuel supply path 57 .
  • the atomizing fluid flowing through the atomizing fluid supply path 52 and the liquefied fuel flowing through the liquefied fuel supply path 57 are thermally insulated. More specifically, the liquefied fuel in at least one of the first liquefied fuel supply path 571 or the second liquefied fuel supply path 572 and the atomized fluid in at least one of the first atomized fluid supply path 521 or the second atomized fluid supply path 522 are thermally insulated. As a result, heat input from the atomized fluid to the liquefied fuel is further suppressed, so vapor lock in the two-fluid injection nozzle 59 can be further suppressed.
  • the storage portion 79 described above is connected to the liquefied fuel supply path 57 via the liquefied fuel supply line 75 .
  • the storage part 79 of this embodiment is a liquid ammonia storage part that stores liquid ammonia as a liquefied fuel.
  • the first liquefied fuel supply path 571 and the second liquefied fuel supply path 572 are connected to a single reservoir 79, but two reservoirs 79 are provided corresponding to these two supply paths. may be provided. According to the above configuration, it is possible to contribute to carbon neutrality and reduce the environmental load.
  • liquefied fuel valve 157 and atomizing fluid valve 152 are controlled by controller 110 . More specifically, the first liquefied fuel on-off valve 157A, the second liquefied fuel on-off valve 157B, the first atomizing fluid valve 152A, and the second atomizing fluid valve 152B are each independently controlled by the controller 110. As a result, the supply/non-supply of the liquid ammonia and the atomized fluid is independently controlled for each of the first injection hole 591 and the second injection hole 592 .
  • the liquefied fuel flow rate variable range is expanded in each of the first injection hole 591 and the second injection hole 592 . That is, even if the liquefied fuel flow rate variable regions of the first liquefied fuel supply path 571 and the second liquefied fuel supply path 572 are not set excessively wide, the first liquefied fuel supply path 571 and the second liquefied fuel supply path By selecting whether or not the liquefied fuel is supplied in each of 572, a wide variable range of the liquefied fuel flow rate for the combustion system 1 as a whole can be realized. Therefore, it is possible to realize a wide variable flow rate range of the liquefied fuel in the combustion system 1 while suppressing the risk of vapor lock inside the liquefied fuel supply path 57 and the two-fluid injection nozzle 59 .
  • the liquefied fuel valve 157 and the atomizing fluid are arranged such that only the first injection hole 591 out of the first injection hole 591 and the second injection hole 592 operates.
  • Valve 152 is controlled.
  • the liquefied fuel valve 157 and the second injection hole 592 are operated in addition to the first injection hole 591.
  • Atomizing fluid valve 152 is controlled.
  • the controller 110 selects the first liquefied fuel out of the first liquefied fuel on-off valve 157A and the second liquefied fuel on-off valve 157B. Only the fuel opening/closing valve 157A is opened. At this time, only the first atomizing fluid valve 152A of the first atomizing fluid valve 152A and the second atomizing fluid valve 152B may be opened.
  • the controller 110 operates the second liquefied fuel on-off valve 157B in addition to the first liquefied fuel on-off valve 157A. open more.
  • the second atomizing fluid valve 152B may be opened in addition to the first atomizing fluid valve 152A.
  • FIG. 5 is a graph conceptually showing the relationship between the liquefied fuel supply pressure and the injection flow rate when the above control is performed.
  • the horizontal axis of the graph indicates the supply pressure (Pf) of the liquefied fuel, and Pfd and Pf1 are as described above with reference to FIG.
  • the vertical axis of the graph represents the total flow rate of the liquefied fuel injected from the first injection hole 591 and the second injection hole 592 .
  • the supply pressure of the atomizing fluid is Pa2.
  • a straight line L1 shown in the graph indicates flow characteristics when only the first liquefied fuel on-off valve 157A is opened. Therefore, the dimension R1 shown in the graph corresponds to the first setting range.
  • the first set range corresponds to the second range already described with reference to FIG.
  • a straight line L2 shown in the graph indicates flow characteristics when the second liquefied fuel on-off valve 157B is further opened in addition to the first liquefied fuel on-off valve 157A. Therefore, the dimension R2 corresponds to the second setting range.
  • the combustion system 1 by selecting whether or not the liquefied fuel is supplied in each of the first liquefied fuel supply passage 571 and the second liquefied fuel supply passage 572, the combustion system 1 as a whole can realize a wide liquefied fuel flow rate variable range. That is, it is possible to realize a wide variable flow rate range of the liquefied fuel in the combustion system 1 while suppressing the risk of vapor lock inside the liquefied fuel supply path 57 and the two-fluid injection nozzle 59 .
  • FIG. 6 is a schematic illustration of a two-fluid injection nozzle according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a schematic illustration of a backplate according to one embodiment of the present disclosure;
  • a two-fluid injection nozzle 59 according to an embodiment of the present disclosure includes a burner gun 560 provided with a liquefied fuel supply path 57 and an atomizing fluid supply path 52, and a spray plate 590 provided with a first injection hole 591 and a second injection hole 592. and a back plate 550 connecting the burner gun 560 and the spray plate 590 .
  • the liquefied fuel supply path 57 and the atomizing fluid supply path 52 are thermally isolated by the heat insulating material 88 .
  • a plurality of first injection holes 591 are arranged along the circumferential direction with the axis of the two-fluid injection nozzle 59 as a reference.
  • a mixing chamber 601 is formed upstream of each of the first injection holes 591, in which the supplied liquefied fuel and the atomizing fluid are mixed.
  • a plurality of second injection holes 592 are arranged along the circumferential direction inside the plurality of first injection holes 591 when viewed in the axial direction of the two-fluid injection nozzle 59 .
  • a mixing chamber 602 is formed upstream of each of the second injection holes 592 to mix the supplied liquefied fuel and the atomized fluid.
  • the back plate 550 of this embodiment includes a first liquefied fuel supply passage 571, a first atomizing fluid supply passage 521, a second liquefied fuel supply passage 572, a second atomizing fluid supply passage 522, a first injection hole 591 and a second atomizing fluid supply passage 522.
  • the back plate 550 includes a first liquefied fuel connection passage 501 connected to the first liquefied fuel supply passage 571, a first atomization fluid connection passage 511 connected to the first atomization fluid supply passage 521, A second liquefied fuel connection 502 connected to the second liquefied fuel supply 572 and a second atomizing fluid connection 512 connected to the second atomizing fluid supply 522 are provided.
  • these connecting paths have an asymmetrical shape between the distal end side (injection side) and the proximal end side of the back plate 550 .
  • connection paths defines a columnar flow path that is parallel or inclined with respect to the axial direction of the two-fluid ejection nozzle 59, while each connection path on the tip side is the axis line. It defines an annular channel when viewed from the direction.
  • the liquefied fuel and the atomized fluid can flow smoothly without leakage even in a complicated flow path that is asymmetrical on the front end side and the rear end side of the back plate 550 .
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of supplying liquefied fuel and atomized fluid according to one embodiment of the present disclosure.
  • step may be abbreviated as "S”.
  • the supply method of this example is executed by the controller 110 as an example.
  • the controller 110 acquires the combustion load of the boiler 10 (S11). Thereby, the controller 110 acquires the required injection flow rate of the liquefied fuel according to the combustion load. Next, the controller 110 acquires the liquefied fuel supply pressure and the atomizing fluid supply pressure according to the acquired required injection flow rate, and adjusts the liquefied fuel adjusting section 78 and the atomizing fluid adjusting section 58 so that these supply pressures are realized. to control.
  • the control in this step is as described above with reference to FIG. For example, when the required injection flow rate of the liquefied fuel falls within the first range, the controller 110 controls the atomizing fluid adjusting section 58 to change the supply pressure of the atomizing fluid. In this embodiment, at this time, the controller 110 controls the liquefied fuel adjusting section 78 so that the supply pressure of the liquefied fuel is constant. According to the above configuration, the flow of liquefied fuel is stabilized.
  • the controller 110 determines whether or not the required injection flow rate of the liquefied fuel obtained by executing S11 is within the first set range (S15). If the required injection flow rate is within the first set range (S15: YES), the controller 110 controls the first injection hole 591 so that only the first injection hole 591 of the first injection hole 591 and the second injection hole 592 is operated. The liquefied fuel on-off valve 157A and the first atomizing fluid valve 152A are opened (S17). On the other hand, when the required injection flow rate is within the second set range (S15: NO), the controller 110 operates the first liquefied fuel on-off valve 157A and the second injection hole 592 in addition to the first injection hole 591.
  • the second liquefied fuel on-off valve 157B and the second atomizing fluid valve 152B are opened (S19). That is, by executing either S17 or S19 according to the required injection flow rate, the liquefied fuel supply in each of the first liquefied fuel supply path 571 and the second liquefied fuel supply path 572 is changed independently. . After executing S17 or S19, the controller 110 ends the process.
  • An atomizing fluid supply unit (60) for a two-fluid injection nozzle for a two-fluid injection nozzle according to at least one embodiment of the present disclosure, An atomizing fluid supply line (55) for supplying the atomizing fluid to a two-fluid injection nozzle (59) configured to atomize liquefied fuel with the atomizing fluid and inject it into the furnace (11) of the boiler (10). and, and an atomizing fluid adjusting section (58) provided in the atomizing fluid supply line (55) for adjusting the supply pressure of the atomizing fluid according to the required injection flow rate of the liquefied fuel.
  • the amount of liquefied fuel injected by the two-fluid injection nozzle correlates with the supply pressure of the liquefied fuel and the supply pressure of the atomizing fluid. Therefore, for example, when only the supply pressure of the liquefied fuel is lowered in response to a decrease in the required injection flow rate of the liquefied fuel in the two-fluid injection nozzle (59), the supply pressure of the liquefied fuel becomes equal to or lower than the vapor pressure. As a result of vapor lock occurring in (57) or the two-fluid injection nozzle (59), there is a risk that the flow of the liquefied fuel will become unstable.
  • the supply pressure of the atomizing fluid is adjusted by the atomizing fluid adjustment section (58) according to the required injection flow rate of the liquefied fuel, so that the supply pressure of the liquefied fuel is adjusted to the vapor of the liquefied fuel. Even when the pressure is maintained above the pressure, the injection flow rate of the liquefied fuel can be adjusted in a wide range. This suppresses the occurrence of vapor lock caused by the supply pressure of the liquefied fuel falling below the vapor pressure of the liquefied fuel.
  • An atomizing fluid supply unit (60) for a two-fluid injection nozzle capable of stabilizing the flow of liquefied fuel in, for example, is realized.
  • the atomizing fluid adjustment section (58) includes a plurality of control valves (581) having different capacities provided in parallel.
  • the control valve (581) with a relatively large capacity performs rough adjustment of the atomized fluid
  • the control valve (581) with a relatively small volume performs fine adjustment of the atomized fluid. Therefore, the atomizing fluid supply pressure can be controlled with high accuracy within the atomizing fluid supply pressure range corresponding to a wide flow rate range of the liquefied fuel.
  • a supply unit (90) for a two-fluid jet nozzle comprising: an atomizing fluid supply unit (60) for a two-fluid ejection nozzle according to 1) or 2); a liquefied fuel supply path (57); a controller (110);
  • the liquefied fuel supply path (57) is a liquefied fuel valve (157) for supplying the liquefied fuel to the two-fluid injection nozzle (59); a liquefied fuel adjustment unit (78) provided in the liquefied fuel valve (157) for adjusting the supply pressure of the liquefied fuel according to the required injection flow rate of the liquefied fuel;
  • the controller (110) includes: In the first range of the required injection flow rate of the liquefied fuel, the atomizing fluid adjustment section (58) changes the supply pressure of the atomizing fluid according to the required injection flow rate, In the second range of the required injection flow rate of the liquefied fuel, the liquefied fuel adjustment section (78
  • the controller (110) is restrained from simultaneously controlling the atomizing fluid adjusting section (58) and the liquefied fuel adjusting section (78). Easy control of flow rate.
  • the control by the atomizing fluid adjusting section (58) and the liquefied fuel adjusting section (78) is prevented from interfering with each other, the flow rate of the controlled liquefied fuel is also stabilized.
  • a supply unit (90) for a two-fluid jet nozzle according to 3) above In the first range, the controller (110) further controls the supply amount (supply flow rate) of the liquefied fuel by the liquefied fuel adjustment section (78) so that the supply pressure of the liquefied fuel is constant. configured to
  • the two-fluid injection nozzle (59) can stably inject liquefied fuel.
  • a supply unit (90) for a two-fluid jet nozzle according to 4) above includes a low flow rate range of the required injection flow rate and a high flow rate range with a higher flow rate than the low flow rate range,
  • the second range is a middle flow range between the low flow range and the high flow range.
  • the controller (110) changes the supply pressure of the liquefied fuel in the middle flow rate range where the required frequency is relatively high among the variable ranges of the required injection flow rate of the liquefied fuel. Therefore, the flow rate of the liquefied fuel can be adjusted with higher accuracy in the middle flow rate range where the frequency of demand is relatively high.
  • the liquefied fuel adjustment section (78) includes a plurality of control valves (781) having different capacities provided in parallel.
  • the liquefied fuel is roughly adjusted by the relatively large-capacity control valve (781), and the liquefied fuel is finely adjusted by the relatively small-capacity control valve (781). Therefore, the liquefied fuel supply pressure can be controlled with high accuracy within the liquefied fuel supply pressure range corresponding to a wide liquefied fuel flow rate range.
  • a supply unit (90) for a two-fluid jet nozzle comprising:
  • the liquefied fuel supply path (57) is connected to the liquefied fuel valve (157) and further includes a liquid ammonia storage section (storage section 79) that stores liquid ammonia as the liquefied fuel.
  • a combustion system (1) comprising: a supply unit (90) for a two-fluid jet nozzle according to any one of 4) to 7) above; the two-fluid injection nozzle (59); with The two-fluid injection nozzle (59) an atomizing fluid supply line (52) connected to the atomizing fluid supply line (55); a liquefied fuel supply line (57) connected to the liquefied fuel valve (157); The atomizing fluid supply path (52) and the liquefied fuel supply path (57) are provided at positions offset from each other in the circumferential direction with respect to the axis of the two-fluid injection nozzle (59).
  • the combustion system (1) of 8) above wherein The two-fluid injection nozzle (59) is thermally insulated between the atomizing fluid supply path (52) and the liquefied fuel supply path (57).
  • the atomized fluid flowing through the atomizing fluid supply path (52) and the liquefied fuel flowing through the liquefied fuel supply path (57) are thermally insulated. This further suppresses heat input from the atomized fluid to the liquefied fuel, thereby further suppressing vapor lock in the two-fluid injection nozzle (59).
  • a delivery method comprising: A supply method for supplying the liquefied fuel and the atomized fluid to a two-fluid injection nozzle (59) configured to atomize the liquefied fuel with the atomized fluid and inject it into a furnace (11) of a boiler (10). There is A step (S13) of changing the supply pressure of the atomizing fluid according to the combustion load in the boiler (10) is provided.
  • the delivery method of 10) above comprising: In step (S13), the supply pressure of the atomizing fluid is changed, and at the same time, the supply amount of the liquefied fuel is controlled so that the supply pressure of the liquefied fuel is constant.
  • Reference Signs List 1 Combustion system 10: Boiler 11: Furnace 52: Atomizing fluid supply path 55: Atomizing fluid supply line 57: Liquefied fuel supply path 58: Atomizing fluid adjustment unit 59: Two-fluid injection nozzle 60: Atomizing fluid supply unit 70: Liquefied fuel supply unit 75 : liquefied fuel supply line 78 : liquefied fuel adjustment unit 79 : storage unit 90 : supply unit 110 : controller 581 : control valve 781 : control valve

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Abstract

２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニットは、液化燃料をアトマイズ流体により微粒化してボイラの火炉内に噴射するように構成された２流体噴射ノズルにアトマイズ流体を供給するためのアトマイズ流体供給ラインと、アトマイズ流体供給ラインに設けられ、液化燃料の要求噴射流量に応じてアトマイズ流体の供給圧力を調整するためのアトマイズ流体調整部とを備える。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット、燃焼システム、及び供給方法
　本開示は、２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット、供給ユニット、燃焼システム、及び供給方法に関する。
　本願は、２０２１年９月８日に日本国特許庁に出願された特願２０２１－１４６４２２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、液体燃料を蒸気等の噴霧媒体を用いて微粒化して噴射する２流体噴射ノズルが知られている。例えば、特許文献１では、液体燃料として油が用いられており、２流体噴射ノズルの先端部で油と蒸気が混合されて噴射される。
実願昭５９－００７５６４号（実全昭６０－１２２６２３号）のマイクロフィルム
　上記特許文献において、液体燃料の噴射量を下げるために液体燃料の供給圧力を下げると、供給圧力の過度な低下に伴って、液体燃料の温度が蒸発温度を下回る可能性がある。この場合、液体燃料の供給経路や２流体噴射ノズルの内部で液体燃料が気化するベーパロックが生じ、液化燃料の流動が不安定になる。この問題は、例えば油よりも沸点の低い液体燃料が用いられる場合に起こりやすい。
　本開示の目的は、液化燃料の流動を安定化させることができる２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット、供給ユニット、燃焼システム、及び供給方法を提供することである。
　本開示の少なくとも一実施形態に係る２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニットは、
　液化燃料をアトマイズ流体により微粒化してボイラの火炉内に噴射するように構成された２流体噴射ノズルに前記アトマイズ流体を供給するためのアトマイズ流体供給ラインと、
　前記アトマイズ流体供給ラインに設けられ、前記液化燃料の要求噴射流量に応じて前記アトマイズ流体の供給圧力を調整するためのアトマイズ流体調整部と、
を備える。
　本開示の少なくとも一実施形態に係る２流体噴射ノズル用の供給ユニットは、
　上記の２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニットと、
　液化燃料供給ユニットと、
　コントローラと
を備え、
　前記液化燃料供給ユニットは、
　　前記液化燃料を前記２流体噴射ノズルに供給するための液化燃料供給ラインと、
　　前記液化燃料供給ラインに設けられ、前記液化燃料の前記要求噴射流量に応じて前記液化燃料の供給圧力を調整するための液化燃料調整部と、を含み、
　前記コントローラは、
　　前記液化燃料の前記要求噴射流量の第１範囲では、前記アトマイズ流体調整部により前記アトマイズ流体の供給圧力を前記要求噴射流量に応じて変化させ、
　　前記液化燃料の前記要求噴射流量の第２範囲では、前記液化燃料調整部により前記液化燃料の供給圧力を前記要求噴射流量に応じて変化させるように構成される。
　本開示の少なくとも一実施形態に係る燃焼システムは、
　上記の２流体噴射ノズル用の供給ユニットと、
　前記２流体噴射ノズルと、
を備え、
　前記２流体噴射ノズルは、
　　　前記アトマイズ流体供給ラインに接続されるアトマイズ流体供給路と、
　　　前記液化燃料供給ラインに接続される液化燃料供給路と、を含み、
　前記アトマイズ流体供給路と前記液化燃料供給路は、前記２流体噴射ノズルにおける軸線を基準とした周方向において、互いにずれた位置に設けられる。
　本開示の少なくとも一実施形態に係る供給方法は、
　液化燃料をアトマイズ流体により微粒化してボイラの火炉内に噴射するように構成された２流体噴射ノズルに、前記液化燃料と前記アトマイズ流体とを供給する供給方法であって、
　前記ボイラでの燃焼負荷に応じて、前記アトマイズ流体の供給圧力を変化させるステップを備える。
　本開示によれば、液化燃料の流動を安定化させることができる２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット、供給ユニット、燃焼システム、及び供給方法を提供できる。
本開示の一実施形態に係る燃焼システムの概略的な構成図である。 本開示の一実施形態に係る供給ユニットの概念的な構成図である。 本開示の一実施形態に係る２流体噴射ノズルから噴射される液化燃料の流量と液化燃料の供給圧力との関係を概念的に示すグラフである。 本開示の一実施形態に係るバーナの概略的な構成図である。 本開示の一実施形態に係る液化燃料の供給圧力と噴射流量との関係を概念的に示すグラフである。 本開示の一実施形態に係る２流体噴射ノズルの概略的な説明図である。 本開示の一実施形態に係るバックプレートの概略的な説明図である。 本開示の一実施形態に係る液化燃料とアトマイズ流体を供給する方法を示すフローチャートである。
　以下に、本開示に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含むものである。
　また、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
＜１．燃焼システム１の全体的な構成＞
　図１は、本実施形態の固体燃料と液化燃料を主燃料とするボイラを備える燃焼システムを表す概略構成図である。液化燃料は、大気圧下の常温において気相となる燃料である。本明細書でいう常温は３５℃である。液化燃料は、例えば石油（軽質油や液化石油ガス）、液化天然ガス、ジメチルエーテル、および液体アンモニアなどである。以下の説明では特段の説明がない限り、液化燃料は液体アンモニアを指すものとする。
　本実施形態の燃焼システム１が備えるボイラ１０は、固体燃料を粉砕した微粉燃料と、液化燃料とをバーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能なボイラである。固体燃料としては、バイオマス燃料や石炭などが使用される。
　ボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置２０、５０と燃焼ガス通路１２を有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉１１の内壁面を構成する火炉壁１０１は、複数の伝熱管と、伝熱管同士を接続するフィンとで構成され、微粉燃料の燃焼により発生した熱を、伝熱管の内部を流通する水や蒸気と熱交換して回収すると共に、火炉壁１０１の温度上昇を抑制している。
　燃焼装置２０、５０は、火炉１１の下部領域に設置されている。本実施形態では、燃焼装置２０は、微粉燃料を火炉１１の内部に噴射するように構成される。また、燃焼装置５０は、液化燃料をアトマイズ流体（噴霧媒体）により微粒化して火炉１１の内部に噴射するように構成される。本実施形態のアトマイズ流体はアトマイズ蒸気である。
　燃焼装置２０は、火炉壁１０１に装着された複数のバーナ２１を有し、燃焼装置５０は、複数のバーナ５１を有している。各々のバーナ２１の先端部には、微粉燃料を火炉１１内に噴射するように構成された噴射ノズル（図示外）が設けられる。また、各々のバーナ５１の先端部には、液化燃料をアトマイズ流体により微粒化して火炉１１内に噴射するように構成された２流体噴射ノズル５９（図４参照）が設けられる。
　バーナ２１、５１は、火炉１１の周方向に沿って均等間隔で配設されたもの（例えば、四角形の火炉１１の各コーナ部に設置された４個）を１セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている。図１の例では、１セットのバーナ２１が２段、１セットのバーナ５１が４段配置される。なお、図１では、図示の都合上、１セットのバーナのうちの２個のみを記載し、各セットに符合２１、５１を付している。火炉の形状やバーナの段数、一つの段におけるバーナの数、バーナの配置などは、この実施形態に限定されるものではない。
　燃焼装置２０のバーナ２１は、それぞれ、複数の微粉燃料供給管２２Ａ、２２Ｂ（以下、一括して「微粉燃料供給管２２」と記載する場合がある。）を介して、複数のミル（粉砕機）３１Ａ、３１Ｂ（以下、一括して「ミル３１」と記載する場合がある。）に連結されている。ミル３１は、例えば、内部に粉砕テーブル（図示省略）が駆動回転可能に支持されていて、粉砕テーブルの上方に複数の粉砕ローラ（図示省略）が粉砕テーブルの回転に連動回転可能に支持されて構成されている竪型ローラミルである。粉砕ローラと粉砕テーブルが協働して粉砕された固体燃料は、ミル３１に供給される一次空気（搬送用ガス、酸化性ガス）により、ミル３１が備える分級機（図示省略）に搬送される。分級機では、バーナ２１での燃焼に適した粒径以下の微粉燃料と、該粒径より大きな粗粉燃料とに分級される。微粉燃料は、分級機を通過して、一次空気と共に微粉燃料供給管２２を介してバーナ２１に供給される。分級機を通過しなかった粗粉燃料は、ミル３１の内部で、自重により粉砕テーブル上に落下し、再粉砕される。
　燃焼装置５０のバーナ５１は、供給ユニット９０に連結されている。供給ユニット９０は、燃焼装置５０にアトマイズ流体を供給するように構成された２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット６０（以下、単に「アトマイズ流体供給ユニット６０」と記載する場合がある。）と、燃焼装置５０に液化燃料を供給するように構成された２流体噴射ノズル用の液化燃料供給ユニット７０（以下、単に「液化燃料供給ユニット７０」と記載する場合がある。）とを含む。ボイラ１０における燃焼負荷に応じて定まるバーナ５１での液化燃料の要求噴射流量を、コントローラ１１０が取得する。コントローラ１１０が要求噴射流量に応じた制御指令を供給ユニット９０に送ることで、アトマイズ流体供給ユニット６０と液化燃料供給ユニット７０はそれぞれ、アトマイズ流体と液化燃料の供給量を調整することができる。供給ユニット９０の構成の詳細は後述する。
　なお、液化燃料の要求噴射流量は、各バーナ５１の２流体噴射ノズル５９（図４参照）１個当たりの液化燃料の要求噴射流量である。
　バーナ２１、５１の装着位置における火炉１１の炉外側には、エアレジスタ２３が設けられており、このエアレジスタ２３には風道（空気ダクト）２４の一端部が連結されている。風道２４の他端部には、押込通風機（ＦＤＦ：Ｆｏｒｃｅｄ　Ｄｒａｆｔ　Ｆａｎ）３２が連結されている。押込通風機３２から供給された空気は、風道２４に設置された空気予熱器４２で加熱され（詳細は後述する）、エアレジスタ２３を介してバーナ２１に二次空気（燃焼用空気、酸化性ガス）として供給され、火炉１１の内部に投入される。
　燃焼ガス通路１２は、火炉１１の鉛直方向上部に連結されている。燃焼ガス通路１２には、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ（以下、一括して「過熱器１０２」と記載する場合がある。）、再熱器１０３Ａ、１０３Ｂ（以下、一括して「再熱器１０３」と記載する場合がある。）、節炭器１０４が設けられており、火炉１１で発生した燃焼ガスと各熱交換器の内部を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。なお、各熱交換器の配置や形状は、図１に記載した形態に限定されない。
　燃焼ガス通路１２の下流側には、熱交換器で熱回収された燃焼ガスが排出される煙道１３が連結されている。煙道１３には、風道２４との間に空気予熱器（エアヒータ）４２が設けられており、風道２４を流れる空気と、煙道１３を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、ミル３１に供給する一次空気やバーナ２１に供給する二次空気を加熱することで、水や蒸気との熱交換後の燃焼ガスから、さらに熱回収を行う。
　また、煙道１３には、空気予熱器４２よりも上流側の位置に、脱硝装置４３が設けられていてもよい。脱硝装置４３は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を、煙道１３内を流通する燃焼ガスに供給し、還元剤が供給された燃焼ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）と還元剤との反応を、脱硝装置４３内に設置された脱硝触媒の触媒作用により促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。
　煙道１３の空気予熱器４２より下流側には、ガスダクト４１が連結されている。ガスダクト４１には、燃焼ガス中の灰などを除去する電気集じん機などの集じん装置４４や硫黄酸化物を除去する脱硫装置４６などの環境装置、また、それらの環境装置に排ガスを導くための誘引通風機（ＩＤＦ：Ｉｎｄｕｃｅｄ　Ｄｒａｆｔ　Ｆａｎ）４５が設けられている。ガスダクト４１の下流端部は、煙突４７に連結されており、環境装置で処理された燃焼ガスが、排ガスとして系外に排出される。
　ボイラ１０において、複数のミル３１が駆動すると、粉砕、分級された微粉燃料が、一次空気と共に微粉燃料供給管２２を介してバーナ２１に供給される。また、アトマイズ流体供給ユニット６０と液化燃料供給ユニット７０からそれぞれアトマイズ流体と液化燃料がバーナ５１に供給される。さらに、空気予熱器４２で加熱された二次空気が、風道２４からエアレジスタ２３を介してバーナ２１、５１に供給される。
　バーナ２１は、微粉燃料と一次空気とが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に、二次空気を火炉１１に吹き込む。火炉１１に吹き込まれた微粉燃料混合気が着火し、二次空気と反応することで火炎を形成する。バーナ５１は、アトマイズ流体によって微粒化された液化燃料と共に二次空気を火炉１１に吹き込む。火炉１１に吹き込まれた液化燃料は、気化して燃料ガスになり、二次空気と反応して燃焼する。
　微粉燃料と燃料ガスの燃焼により生じる高温の燃焼ガスは、火炉１１内を上昇し、燃焼ガス通路１２に流入する。
　なお、液化燃料が火炉１１に吹き込まれるタイミングは、微粉燃料の燃焼によって火炉１１内の温度が一定温度まで上昇した後であってもよい。例えば、ボイラ１０の起動時に微粉燃料の専焼が行われたのち、液化燃料が火炉１１に吹き込まれ、液化燃料が気化した燃料ガスと微粉燃料との混焼が行われてもよい。さらにその後、微粉燃料の吹き込みを停止し、液化燃料の専焼が行われてもよい。
　また、本実施形態では、酸化性ガス（一次空気、二次空気）として空気を用いるが、空気よりも酸素割合が多いものや逆に少ないものであってもよく、供給される燃料量に対する酸素量の比率を適正な範囲に調整することで、火炉１１において安定した燃焼が実現される。
　燃焼ガス通路１２に流入した燃焼ガスは、燃焼ガス通路１２の内部に配置された過熱器１０２、再熱器１０３、節炭器１０４で水や蒸気と熱交換した後、煙道１３に排出され、脱硝装置４３で窒素酸化物が除去され、空気予熱器４２で一次空気及び二次空気と熱交換した後、さらにガスダクト４１に排出され、集じん装置４４で灰などが除去され、脱硫装置４６で硫黄酸化物が除去された後、煙突４７から系外に排出される。なお、燃焼ガス通路１２における各熱交換器及び煙道１３からガスダクト４１における各装置の配置は、燃焼ガス流れに対して、必ずしも上述の記載順に配置されなくともよい。
　上述した実施形態では、本開示のボイラを、燃料に固体燃料と液化燃料を使用するボイラとして説明した。ボイラに使用される固体燃料としては、石炭、バイオマス燃料、石油コークス（ＰＣ：Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｃｏｋｅ）燃料、石油残渣などが使用される。
　なお、液化燃料と組み合わせるボイラの燃料としては、固体燃料に限らず、重油、軽油、重質油などの石油類や工場廃液などの液体燃料も使用することができる。また、天然ガスや各種石油ガス、製鉄プロセスなどで発生する副生ガスなどの気体燃料も使用することができる。
　さらに、これらの各種燃料を組み合わせて使用する混焼ボイラにも適用することができる。
＜２．液化燃料供給ユニット７０の構成＞
　図２を参照し、上述した供給ユニット９０の構成要素である液化燃料供給ユニット７０の構成を例示する。図２は、本開示の一実施形態に係る供給ユニットの概念的な構成図である。なお、図２では、図面を見やすくする都合、燃焼装置２０（図１参照）の図示を省略している。
　液化燃料供給ユニット７０は、液化燃料を貯留する貯留部７９と、貯留部７９に貯留される液化燃料をバーナ５１の２流体噴射ノズル５９に供給するため液化燃料供給ライン７５と、液化燃料供給ライン７５に設けられた加熱器７６と、液化燃料供給ライン７５に設けられた液化燃料調整部７８とを備える。
　貯留部７９は、液化燃料の一例である液体アンモニアを貯留する。液化燃料供給ライン７５の下流端は、複数のバーナ５１がそれぞれ備える２流体噴射ノズル５９の構成要素である液化燃料供給路５７に接続される。液化燃料供給ライン７５の上流側部分には、供給される液化燃料の一部を貯留部７９に戻すための戻し路７５２が設けられる。加熱器７６は、液化燃料を気化させない程度の一定温度まで加熱するように構成される。加熱器７６の熱源は、一例として、燃焼システム１において生成される蒸気の一部である補助蒸気である。加熱器７６による加熱により、火炉１１に吹き込まれる液化燃料は気化し易く、火炉１１における失火を抑制することができる。なお、加熱器７６によって加熱された液化燃料の温度を計測するための温度計１７５の計測結果に基づき、補助蒸気の流路に設けられた調整弁８１が調整され、加熱器７６における液化燃料の加熱量が調整される。本例ではこの調整がコントローラ１１０によって実行される。
　液化燃料調整部７８は、上述した液化燃料の要求噴射流量に応じて液化燃料の供給圧力と流量を調整するように構成される。
　本実施形態の液化燃料調整部７８は、戻し路７５２において並列に設けられた容量の異なる複数の制御弁７８１と液化燃料供給ライン７５に設けられた制御弁７８２である。制御弁７８１は例えば圧力調整弁であり、制御弁７８２は例えば流量調整弁である。本例では、液化燃料供給ライン７５の戻し路７５２との分岐点の下流側に設けられた圧力計１７３及び液化燃料供給路５７との分岐点の上流側に設けられた流量計１７６のそれぞれの計測結果に基づき、複数の制御弁７８１と制御弁７８２はコントローラ１１０によって制御される。より具体的な一例として、コントローラ１１０は、要求噴射流量に相当する流量の液化燃料がバーナ５１に供給されるよう、圧力計１７３と流量計１７６のそれぞれの計測結果に基づき複数の制御弁７８１と制御弁７８２をそれぞれ制御する。
　なお、他の実施形態では、液化燃料供給ユニット７０は、貯留部７９を備えなくてもよい。例えば、液化燃料供給ライン７５は、液化燃料を貯留する大型タンクローリなどの船舶や液化燃料を製造する設備とパイプラインにより接続されてもよい。
＜３．アトマイズ流体供給ユニット６０の構成＞
　図２を参照し、上述した供給ユニット９０の構成要素であるアトマイズ流体供給ユニット６０の構成を例示する。アトマイズ流体供給ユニット６０は、バーナ５１の２流体噴射ノズル５９にアトマイズ流体を供給するためのアトマイズ流体供給ライン５５と、アトマイズ流体供給ライン５５に設けられた減温器５３と、アトマイズ流体供給ライン５５に設けられたアトマイズ流体調整部５８とを備える。アトマイズ流体供給ライン５５は、複数のバーナ５１がそれぞれ備える２流体噴射ノズル５９の構成要素であるアトマイズ流体供給路５２に接続される。
　減温器５３は、アトマイズ流体よりも温度の低い冷却媒体を用いてアトマイズ流体を一定温度まで減温させるように構成される。本実施形態では、アトマイズ流体は蒸気であり、減温器５３で、スプレイ水を混合してアトマイズ流体を減温させる。例えば、スプレイ水管に設けられたスプレイ水調整弁５４が、減温器５３よりも下流側に設けられた温度計１６１の計測結果に基づきコントローラ１１０により制御される。
　アトマイズ流体調整部５８は、上述した液化燃料の要求噴射流量に応じて、アトマイズ流体の供給圧力を調整するように構成される。
　本実施形態のアトマイズ流体調整部５８は、減温器５３よりも下流側において並列に設けられた容量の異なる複数の制御弁５８１である。本例では、アトマイズ流体調整部５８よりも下流側に設けられた圧力計１８２の計測結果に基づき、複数の制御弁５８１は制御される。より詳細には一例として、コントローラ１１０は、液化燃料の要求噴射流量に対応する圧力のアトマイズ流体がバーナ５１に供給されるよう、圧力計１８２の計測結果に基づき複数の制御弁５８１をそれぞれ制御する。
＜４．２流体噴射ノズル５９における液化燃料の流量制御＞
　図３を参照し、２流体噴射ノズル５９における液化燃料の流量制御の詳細を例示する。図３は、本開示の一実施形態に係る２流体噴射ノズルから噴射される液化燃料の流量と液化燃料の供給圧力との関係を概念的に示すグラフである。
　図３のグラフの横軸は、２流体噴射ノズル５９から噴射される液化燃料流量（Ｑ）を示す。
　同グラフの縦軸は液化燃料の供給圧力（Ｐｆ）を示す。縦軸にあるＰｆ０とＰｆ１は、それぞれ、バーナ５１において安定した燃焼を実現するための液化燃料のバーナ下限圧力とバーナ上限圧力である。また、ＰｆＶは、バーナ５１へ液化燃料を安定して供給するための供給下限圧力であり、加熱器７６によって加熱された液化燃料の温度における液化燃料の蒸気圧に応じた値である。
　同グラフにおいて概念的に描かれるグラフ線Ａは、アトマイズ流体の供給圧力（Ｐａ）がＰａ１であるときの、流量と液化燃料の供給圧力との関係を示す。また、グラフ線Ｂ、Ｃは、アトマイズ流体の供給圧力（Ｐａ）がそれぞれＰａ２、Ｐａ３であるときの、流量と液化燃料の供給圧力との関係を示す。なお、アトマイズ流体の供給圧力（Ｐａ）について、以下の式（１）が成立している。
Ｐａ１＞Ｐａ２＞Ｐａ３　　・・・（１）
　なお、必ずしもアトマイズ供給圧力（Ｐａ）が３つの圧力である必要はなく更に多くの圧力や少ない圧力で制御することも可能である。また、Ｐａの最小圧力がゼロすなわちアトマイズ流体が供給されない場合でも良い。
　本実施形態では、液体燃料の供給圧力とアトマイズ流体の供給圧力を変更することで、２流体噴射ノズル５９から噴射される液化燃料の流量が調整される。以下ではその詳細を、グラフの点Ｊ１で示される状態から点Ｊ４で示される状態まで液化燃料の流量が下がる場合を例に説明する。
　はじめに、液化燃料調整部７８が液化燃料の供給圧力（Ｐｆ）をＰｆ１に維持しつつ、アトマイズ流体調整部５８がアトマイズ流体の供給圧力（Ｐａ）をＰａ３からＰａ２まで上げる。これにより、液化燃料の流量Ｑは、Ｑ４からＱ３まで低下する（点Ｊ２）。このとき、液化燃料の供給圧力が維持されるので、液化燃料の流動は安定化しやすい。
　その後、アトマイズ流体調整部５８がアトマイズ流体の供給圧力をＰａ２に維持しつつ、液化燃料調整部７８が液化燃料の供給圧力をＰｆ１からＰｆｄまで下げる（Ｐｆｄは後述のＰｆＶよりも大きい）。これにより、液化燃料の流量が低下する（点Ｊ３）。
　さらに、液化燃料調整部７８が液化燃料の供給圧力をＰｆｄに維持しつつ、アトマイズ流体調整部５８がアトマイズ流体の供給圧力をＰａ２からＰａ１まで上げる。これにより、液化燃料の流量が低下する（点Ｊ４）。
　液化燃料の供給圧力（Ｐｆ）とアトマイズ流体の供給圧力（Ｐａ）の双方を変更することで液化燃料の流量を制御する利点は、以下の通りである。
　液化燃料の噴射量は液化燃料の供給圧力と相関する。従って、例えば２流体噴射ノズル５９における液化燃料の要求噴射流量が低下することに応じて液化燃料の流量を下げるべく、アトマイズ流体の供給圧力（Ｐａ）を例えばＰａ３に維持して、液化燃料の供給圧力（Ｐｆ）のみを下げた場合、液化燃料の供給圧力（Ｐｆ）は、供給下限圧力であるＰｆＶを下回り易い。結果として、液化燃料の供給圧力が液化燃料の蒸気圧以下となり、例えば液化燃料供給ライン７５または２流体噴射ノズル５９などにおいてベーパロックが生じ、液化燃料の流動が不安定になるおそれがある。これは、比較的沸点の高い油ではなく、比較的沸点の低い液体アンモニアなどが液化燃料として用いられる場合に特に生じやすい。
　この点、上記構成によれば、液化燃料の要求噴射流量に応じてアトマイズ流体調整部５８によりアトマイズ流体の供給圧力（Ｐａ）を調整することで、液化燃料の供給圧力を液化燃料の蒸気圧以上に維持する場合であっても、液化燃料の噴射流量を広範囲で調整できる。これにより、液化燃料の供給圧力が液化燃料の蒸気圧以下まで低下することに起因した上述のベーパロックの発生が抑制される。従って、液化燃料の供給経路や２流体噴射ノズル５９における液化燃料の流動を安定化させることができる。
　また、以下に示す利点も得られる。
　すなわち、アトマイズ流体の供給圧力（Ｐａ）が例えばＰａ２に維持されて、液化燃料の供給圧力（Ｐｆ）が調整される場合、Ｐｆが最大可変域（ＰｆＶ≦Ｐｆ≦Ｐｆ１）で調整されたとしても、流量の変更量はΔＱ０で示される範囲にとどまり、液化燃料の流量調整幅は狭い。この点、液化燃料の供給圧力（Ｐｆ）とアトマイズ流体の供給圧力（Ｐａ）の双方を変更することで流量を調整すると、Ｐｆが最大可変域よりも狭い範囲（Ｐｆｄ≦Ｐｆ≦Ｐｆ１）で調整されても、流量の変更量はΔＱ１で示される範囲で調整でき、液化燃料の流量調整幅を広げることができる。
　なお、点Ｊ１で示される状態から点Ｊ４で示される状態までの流量の変更手順は、上記の説明に限定されない。他の実施形態では、アトマイズ流体の供給圧力をＰａ３からＰａ１まで上げてから、液化燃料の供給圧力をＰｆ１からＰｆｄまで下げてもよい。この場合であっても、上記の利点を享受することができる。
　また、液化燃料の要求噴射流量に応じて、流量は、点Ｊ１で示される状態から点Ｊ２で示される状態に変化した後に、点Ｊ１で示す状態に戻ってもよい。同様に、流量は、点Ｊ２で示される状態と点Ｊ３で示される状態との間、または、点Ｊ３で示される状態と点Ｊ４で示される状態との間で変更されてもよい。
　以下の説明では、点Ｊ１から点Ｊ２までの流量に対応する液化燃料の要求噴射流量の範囲と、点Ｊ３から点Ｊ４までの流量に対応する液化燃料の要求噴射流量の範囲を、いずれも「第１範囲」と記載する場合がある。また、点Ｊ２から点Ｊ３までの流量に対応する液化燃料の要求噴射流量の範囲を「第２範囲」と記載する場合がある。
　本実施形態では、液化燃料の要求噴射流量の第１範囲において、コントローラ１１０は、アトマイズ流体調整部５８によりアトマイズ流体の供給圧力を液化燃料の要求噴射流量に応じて変化させる。また、液化燃料の要求噴射流量の第２範囲において、コントローラ１１０は、液化燃料調整部７８により液化燃料の供給圧力を要求噴射流量に応じて変化させる。
　上記構成によれば、コントローラ１１０がアトマイズ流体調整部５８と液化燃料調整部７８を同時に制御することが抑制されるので、コントローラ１１０による液化燃料の噴射流量の制御が簡易になる。また、アトマイズ流体調整部５８と液化燃料調整部７８による制御が相互に干渉することが抑制されるので、制御される液化燃料の流量も安定化する。
　また、本実施形態では、コントローラ１１０は、第１範囲において、液化燃料調整部７８により、液化燃料の供給圧力が一定となるよう（図３の例では供給圧力がＰｆ１またはＰｆｄになるよう）、液化燃料の供給流量（供給量）を制御する。つまり、液化燃料の供給圧力が一定になるよう、複数の制御弁７８１（図２参照）の開度がコントローラ１１０によって制御される。
　上記構成によれば、アトマイズ流体の供給圧力が調整されるときに液化燃料の供給圧力が一定に維持されるので、液化燃料とアトマイズ流体とが混合されるときの液化燃料の圧力変動を安定化させることができる。よって、２流体噴射ノズル５９は液化燃料を安定的に噴射することができる。
　また、本実施形態では、第１範囲は、要求噴射流量の低流量範囲と、低流量範囲よりも高流量な高流量範囲とを含む。低流量範囲は、点Ｊ３と点Ｊ４の間における流量に対応する要求噴射流量の範囲であり、高流量範囲は、点Ｊ１と点Ｊ２の間における流量に対応する要求噴射流量の範囲である。また、第２範囲は、低流量範囲と高流量範囲の間となる中流量範囲である。
　上記構成によれば、液化燃料の要求噴射流量の可変域のうち、要求される頻度が比較的高い中流量範囲においては、コントローラ１１０は、液化燃料の供給圧力を変化させる。従って、要求される頻度が比較的高い中流量範囲において、液化燃料の流量をより高精度に調整することができる。
　また、本実施形態では、上述したように、アトマイズ流体調整部５８（図２参照）は、並列に設けられた容量の異なる複数の制御弁５８１を備える。そして、コントローラ１１０は、複数の制御弁５８１のそれぞれの開度を制御することでアトマイズ流体の供給圧力を制御し、液化燃料の流量を制御する。
　上記構成によれば、容量の比較的大きな制御弁５８１でアトマイズ流体の供給圧力の大まかな調整がなされ、容量の比較的小さな制御弁５８１で供給圧力の細かな調整がなされる。よって、要求噴射流量の調整範囲が広範囲になる場合であっても、該調整範囲に対応するアトマイズ流体の供給圧力の範囲内において、アトマイズ流体の供給圧力を高精度に制御することができる。
　また、本実施形態では、上述したように、液化燃料調整部７８は、並列に設けられた容量の異なる複数の制御弁７８１を備える（図２参照）。そして、コントローラ１１０は、複数の制御弁７８１のそれぞれの開度を制御することで液化燃料の供給圧力を制御し、液化燃料の流量を制御する。
　上記構成によれば、容量の比較的大きな制御弁７８１で液化燃料の供給圧力の大まかな調整がなされ、容量の比較的小さな制御弁７８１で供給圧力の細かな調整がなされる。よって、広範な液化燃料の流量範囲に対応する液化燃料の供給圧力範囲内において、液化燃料の供給圧力を高精度に制御することができる。そして、本実施形態では、液化燃料の供給圧力の高精度な制御を、要求頻度の高い第２範囲において行うことができる。
　また、本実施形態では、液化燃料供給ユニット７０の構成要素である貯留部７９は、液体アンモニアを貯留する液体アンモニア貯留部として機能する。つまり、２流体噴射ノズル５９に供給される液化燃料として液体アンモニアが採用される。これにより、カーボンニュートラルに寄与し、環境負荷を低減することができる。
＜５．バーナ５１の概要の例示＞
　図４を参照し、バーナ５１の構成の概要を例示する。図４は本開示の一実施形態に係るバーナの概略的な構成図である。バーナ５１の構成要素である２流体噴射ノズル５９は、少なくとも１つ以上の第１噴射孔５９１と、少なくとも１つ以上の第２噴射孔５９２とを含む。第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２はそれぞれ、液化燃料とアトマイズ流体の混合流体を噴射するように構成される。言い換えると、第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２のそれぞれから、アトマイズ流体によって微粒化された液化燃料が噴射される。
　本実施形態では、液化燃料とアトマイズ流体が供給される供給路が、第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２とで独立している。以下ではこの供給路の詳細を説明する。
　液化燃料の供給路は、一例として以下の通りである。
　２流体噴射ノズル５９は、上述した液化燃料供給ライン７５に接続される液化燃料供給路５７を含む。この液化燃料供給路５７は、第１噴射孔５９１及び第２噴射孔５９２にそれぞれ液化燃料を導くための第１液化燃料供給路５７１及び第２液化燃料供給路５７２を有する。また、液化燃料供給路５７には、第１液化燃料供給路５７１と第２液化燃料供給路５７２とのそれぞれにおける液化燃料の供給を独立して変更するように構成された複数の液化燃料弁１５７が設けられる。そして、複数の液化燃料弁１５７は、第１液化燃料供給路５７１に設けられた第１液化燃料開閉弁１５７Ａと、第２液化燃料供給路５７２に設けられた第２液化燃料開閉弁１５７Ｂとを有する。第１液化燃料開閉弁１５７Ａと第２液化燃料開閉弁１５７Ｂが、コントローラ１１０によって制御されることで、第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２のそれぞれに向けた液化燃料の供給が独立して行われる。
　アトマイズ流体の供給路は、一例として以下の通りである。
　２流体噴射ノズル５９は、上述したアトマイズ流体供給ライン５５に接続されるアトマイズ流体供給路５２を含む。このアトマイズ流体供給路５２は、第１噴射孔５９１及び第２噴射孔５９２にそれぞれアトマイズ流体を導くための第１アトマイズ流体供給路５２１及び第２アトマイズ流体供給路５２２を有する。また、アトマイズ流体供給路５２には、第１アトマイズ流体供給路５２１と第２アトマイズ流体供給路５２２とのそれぞれにおけるアトマイズ流体の供給を独立して変更するように構成された複数のアトマイズ流体弁１５２が設けられる。そして、複数のアトマイズ流体弁１５２は、第１アトマイズ流体供給路５２１に設けられた第１アトマイズ流体弁１５２Ａと、第２アトマイズ流体供給路５２２に設けられた第２アトマイズ流体弁１５２Ｂとを有する。第１アトマイズ流体弁１５２Ａと第２アトマイズ流体弁１５２Ｂが、コントローラ１１０によって制御されることで、第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２のそれぞれに向けたアトマイズ流体の供給が独立して行われる。
　本実施形態では、アトマイズ流体供給路５２と液化燃料供給路５７は、２流体噴射ノズル５９における軸線を基準とした周方向において、互いにずれた位置に設けられる。より詳細には、第１アトマイズ流体供給路５２１、第２アトマイズ流体供給路５２２、第１液化燃料供給路５７１、及び第２液化燃料供給路５７２は、周方向において互いにずれた位置に設けられる（図６の右側図を参照）。２流体噴射ノズル５９の軸線からこれら４つの供給路までの径方向距離は、同じであってもよいし、異なってもよい。
　上記構成によれば、アトマイズ流体供給路５２と液化燃料供給路５７とが周方向に離隔することで、アトマイズ流体供給路５２を流れるアトマイズ流体から液化燃料供給路５７を流れる液化燃料への入熱が抑制される。より具体的には、第１液化燃料供給路５７１と第２液化燃料供給路５７２とのそれぞれにおける液化燃料が、第１アトマイズ流体供給路５２１と第２アトマイズ流体供給路５２２とのそれぞれにおけるアトマイズ流体から周方向に離隔することで、アトマイズ流体から液化燃料への入熱が抑制される。よって、液化燃料が気化することによる、２流体噴射ノズル５９の内部におけるベーパロックを抑制できる。
　また、本実施形態では、図４で示されるアトマイズ流体供給路５２と液化燃料供給路５７との間が熱的に絶縁されている。より具体的には、第１液化燃料供給路５７１または第２液化燃料供給路５７２のいずれかと、第１アトマイズ流体供給路５２１または第２アトマイズ流体供給路５２２のいずれかとの間が熱的に絶縁されている。熱的な絶縁は、アトマイズ流体から液化燃料への熱伝達が、２流体噴射ノズル５９の軸線方向における少なくとも一部において阻止されることである。本実施形態では、これら４つの供給路が互いに熱的に絶縁されており、より詳細には、断熱材８８が設けられることで熱的に絶縁されている（図６参照）。２流体噴射ノズル５９の軸線方向において、断熱材８８の長さは、２流体噴射ノズル５９の全長の半分以上であることが好ましく、４分の３以上であるとさらに好ましい。
　なお、他の実施形態では、熱的な絶縁は、アトマイズ流体供給路５２と液化燃料供給路５７と間に冷却空気の流路が配置されることで実現されてもよい。
　上記構成によれば、アトマイズ流体供給路５２を流れるアトマイズ流体と液化燃料供給路５７を流れる液化燃料が熱的に絶縁される。より具体的には、第１液化燃料供給路５７１または第２液化燃料供給路５７２の少なくとも一方における液化燃料と、第１アトマイズ流体供給路５２１または第２アトマイズ流体供給路５２２の少なくとも一方におけるアトマイズ流体とが熱的に絶縁される。これにより、アトマイズ流体から液化燃料への入熱がさらに抑制されるので、２流体噴射ノズル５９におけるベーパロックをさらに抑制できる。
　また、本実施形態では、上述した貯留部７９が液化燃料供給ライン７５を介して液化燃料供給路５７に接続される。本実施形態の貯留部７９は、液化燃料としての液体アンモニアを貯留する液体アンモニア貯留部である。図３の例では、第１液化燃料供給路５７１と第２液化燃料供給路５７２が単一の貯留部７９に接続されているが、これら２つの供給路に対応して２つの貯留部７９が設けられてもよい。
　上記構成によれば、カーボンニュートラルに寄与し、環境負荷を低減することができる。
　上述のように、液化燃料弁１５７とアトマイズ流体弁１５２は、コントローラ１１０によって制御される。より詳細には、第１液化燃料開閉弁１５７Ａ、第２液化燃料開閉弁１５７Ｂ、第１アトマイズ流体弁１５２Ａ、及び第２アトマイズ流体弁１５２Ｂは、それぞれコントローラ１１０によって独立して制御される。これにより、液体アンモニアとアトマイズ流体の供給あり／なしの制御が、第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２のそれぞれにおいて独立して制御される。
　上記構成によれば、第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２のそれぞれにおいて、液化燃料の流量可変域が拡大する。つまり、第１液化燃料供給路５７１と第２液化燃料供給路５７２のそれぞれの液化燃料の流量可変域を過剰に広く設定しなくても、第１液化燃料供給路５７１と第２液化燃料供給路５７２のそれぞれにおける液化燃料の供給あり／なしの選択により、燃焼システム１の全体としての広範囲な液化燃料の流量可変域を実現できる。よって、液化燃料供給路５７や２流体噴射ノズル５９の内部でのベーパロックのリスクを抑制しつつ、燃焼システム１での液化燃料の広い流量可変域を実現できる。
　本実施形態では、液化燃料の要求噴射流量が比較的少ない場合には、第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２のうち第１噴射孔５９１のみが作動するよう、液化燃料弁１５７とアトマイズ流体弁１５２は制御される。そして、液化燃料の要求噴射流量が、第１噴射孔５９１における液化燃料の噴射量の上限を上回るとき、第１噴射孔５９１に加えて第２噴射孔５９２が作動するよう、液化燃料弁１５７とアトマイズ流体弁１５２は制御される。
　より具体的には、要求噴射流量が液化燃料の流量可変域の第１設定範囲に含まれるとき、コントローラ１１０は、第１液化燃料開閉弁１５７Ａと第２液化燃料開閉弁１５７Ｂのうち第１液化燃料開閉弁１５７Ａのみを開く。このとき、第１アトマイズ流体弁１５２Ａと第２アトマイズ流体弁１５２Ｂのうち第１アトマイズ流体弁１５２Ａのみが開いてもよい。
　そして、液化燃料の要求噴射流量が、第１設定範囲よりも高流量な第２設定範囲に含まれる場合、コントローラ１１０は、第１液化燃料開閉弁１５７Ａに加えて、第２液化燃料開閉弁１５７Ｂをさらに開く。このとき、第１アトマイズ流体弁１５２Ａに加えて第２アトマイズ流体弁１５２Ｂが開いてもよい。
　図５は、上記の制御が行われた場合の、液化燃料の供給圧力と噴射流量との関係を概念的に示すグラフである。グラフの横軸は、液化燃料の供給圧力（Ｐｆ）を示し、Ｐｆｄと、Ｐｆ１は図３を用いて既述した通りである。同グラフの縦軸は、第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２から噴射される液化燃料の合計流量を示す。なお、同グラフでは、アトマイズ流体の供給圧力はＰａ２である。
　グラフで示される直線Ｌ１は、第１液化燃料開閉弁１５７Ａのみを開いたときの流量特性を示す。従って、グラフで示す寸法Ｒ１が第１設定範囲に相当する。そして、第１設定範囲は、図３を用いて既述した第２範囲に相当する。
　グラフで示される直線Ｌ２は、第１液化燃料開閉弁１５７Ａに加えて、第２液化燃料開閉弁１５７Ｂをさらに開いたときの流量特性を示す。従って、寸法Ｒ２が第２設定範囲に相当する。
　上記構成によれば、燃焼システム１における液化燃料の要求噴射流量が第１設定範囲内にあるときは、第１液化燃料供給路５７１と第２液化燃料供給路５７２とのうち第１液化燃料供給路５７１のみが使用される。また、液化燃料の要求噴射流量が第１設定範囲よりも高流量な第２設定範囲内にあるときに、第１液化燃料供給路５７１に加えて第２液化燃料供給路５７２も併せて使用される。よって、第１液化燃料供給路５７１と第２液化燃料供給路５７２のそれぞれにおける液化燃料の供給あり／なしの選択により、燃焼システム１の全体としての広範囲な液化燃料の流量可変域を実現できる。つまり、液化燃料供給路５７や２流体噴射ノズル５９の内部でのベーパロックのリスクを抑制しつつ、燃焼システム１での液化燃料の広い流量可変域を実現できる。
＜６．２流体噴射ノズル５９の構成の詳細＞
　図６、図７を参照し、２流体噴射ノズル５９の構成の詳細を例示する。図６は、本開示の一実施形態に係る２流体噴射ノズルの概略的な説明図である。図７は、本開示の一実施形態に係るバックプレートの概略的な説明図である。
　本開示の一実施形態に係る２流体噴射ノズル５９は、液化燃料供給路５７及びアトマイズ流体供給路５２が設けられるバーナガン５６０と、第１噴射孔５９１及び第２噴射孔５９２が設けられるスプレイプレート５９０と、バーナガン５６０及びスプレイプレート５９０を連結するバックプレート５５０とを備える。
　本実施形態のバーナガン５６０では、液化燃料供給路５７とアトマイズ流体供給路５２との間は断熱材８８によって熱的に遮断されている。
　本実施形態のスプレイプレート５９０では、複数の第１噴射孔５９１が、２流体噴射ノズル５９の軸線を基準とした周方向に沿って配置される。各々の第１噴射孔５９１の上流側には、供給される液化燃料とアトマイズ流体とが混合される混合室６０１が形成される。また、２流体噴射ノズル５９の軸方向視において複数の第１噴射孔５９１よりも内側には、複数の第２噴射孔５９２が周方向に沿って配置されている。各々の第２噴射孔５９２の上流側には、供給される液化燃料とアトマイズ流体とが混合される混合室６０２が形成される。
　本実施形態のバックプレート５５０は、第１液化燃料供給路５７１、第１アトマイズ流体供給路５２１、第２液化燃料供給路５７２、及び第２アトマイズ流体供給路５２２と、第１噴射孔５９１及び第２噴射孔５９２との流路（混合室６０１、６０２）を接続する。
　具体的には、バックプレート５５０は、第１液化燃料供給路５７１に連結される第１液化燃料連結路５０１と、第１アトマイズ流体供給路５２１に連結される第１アトマイズ流体連結路５１１と、第２液化燃料供給路５７２に連結される第２液化燃料連結路５０２と、第２アトマイズ流体供給路５２２に連結される第２アトマイズ流体連結路５１２とを備える。本実施形態では、これらの連結路は、バックプレート５５０の先端側（噴射側）と基端側とで非対称な形状を呈する。具体的には、これらの連結路の基端側は、２流体噴射ノズル５９の軸線方向に対して平行または傾斜する円柱状の流路を画定する一方で、先端側の各連結路は、軸線方向視において円環状の流路を画定する。
　上記構成によれば、バックプレート５５０の先端側と後端側での非対称になっている複雑な流路であっても、円滑に漏洩なく、液化燃料とアトマイズ流体とを流すことができる。
＜７．供給方法の例示＞
　図８を参照し、液化燃料とアトマイズ流体を２流体噴射ノズル５９に供給する方法を説明する。図８は、本開示の一実施形態に係る液化燃料とアトマイズ流体を供給する方法を示すフローチャートである。以下の説明では、「ステップ」を「Ｓ」と略記する場合がある。本例の供給方法は、一例としてコントローラ１１０によって実行される。
　はじめに、コントローラ１１０は、ボイラ１０の燃焼負荷を取得する（Ｓ１１）。これにより、コントローラ１１０は、燃焼負荷に応じた液化燃料の要求噴射流量を取得する。
　次いで、コントローラ１１０は、取得した要求噴射流量に応じた液化燃料の供給圧力とアトマイズ流体の供給圧力を取得し、これらの供給圧力が実現されるよう、液化燃料調整部７８とアトマイズ流体調整部５８を制御する。本ステップの制御は、図３を用いて既述した通りである。例えば、液化燃料の要求噴射流量が第１範囲に含まれる場合には、コントローラ１１０はアトマイズ流体調整部５８を制御してアトマイズ流体の供給圧力を変化させる。
　本実施形態ではこのとき、液化燃料の供給圧力が一定になるよう、コントローラ１１０は液化燃料調整部７８を制御する。上記構成によれば、液化燃料の流動は安定化する。
　次いで、コントローラ１１０は、Ｓ１１の実行に伴い取得された液化燃料の要求噴射流量が第１設定範囲に含まれるか否かを判定する（Ｓ１５）。要求噴射流量が第１設定範囲に含まれる場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、コントローラ１１０は、第１噴射孔５９１と第２噴射孔５９２のうち第１噴射孔５９１のみが作動するよう、第１液化燃料開閉弁１５７Ａと第１アトマイズ流体弁１５２Ａを開く（Ｓ１７）。一方、要求噴射流量が第２設定範囲に含まれる場合（Ｓ１５：ＮＯ）、第１噴射孔５９１に加えて第２噴射孔５９２が作動するよう、コントローラ１１０は、第１液化燃料開閉弁１５７Ａと第１アトマイズ流体弁１５２Ａに加えて、第２液化燃料開閉弁１５７Ｂと第２アトマイズ流体弁１５２Ｂを開く（Ｓ１９）。
　つまり、要求噴射流量に応じてＳ１７またはＳ１９のいずれかが実行されることで、第１液化燃料供給路５７１と第２液化燃料供給路５７２のそれぞれにおける液化燃料の供給が独立して変更される。
　Ｓ１７またはＳ１９の実行後、コントローラ１１０は処理を終了する。
＜８．まとめ＞
　上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
１）本開示の少なくとも一実施形態に係る２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット（６０）は、
　液化燃料をアトマイズ流体により微粒化してボイラ（１０）の火炉（１１）内に噴射するように構成された２流体噴射ノズル（５９）に前記アトマイズ流体を供給するためのアトマイズ流体供給ライン（５５）と、
　前記アトマイズ流体供給ライン（５５）に設けられ、前記液化燃料の要求噴射流量に応じて前記アトマイズ流体の供給圧力を調整するためのアトマイズ流体調整部（５８）とを備える。
　２流体噴射ノズルによる液化燃料の噴射量は、液化燃料の供給圧力とアトマイズ流体の供給圧力とに相関する。従って、例えば２流体噴射ノズル（５９）における液化燃料の要求噴射流量が低下することに応じて液化燃料の供給圧力のみを下げる場合、液化燃料の供給圧力が蒸気圧以下となり、例えば液化燃料供給路（５７）や２流体噴射ノズル（５９）内においてベーパロックが生じる結果、液化燃料の流動が不安定になるおそれがある。この点、上記１）の構成によれば、液化燃料の要求噴射流量に応じてアトマイズ流体調整部（５８）によりアトマイズ流体の供給圧力を調整することで、液化燃料の供給圧力を液化燃料の蒸気圧以上に維持する場合であっても、液化燃料の噴射流量を広範囲で調整できる。これにより、液化燃料の供給圧力が液化燃料の蒸気圧以下に低下することに起因した上述のベーパロックの発生が抑制されるので、例えば液化燃料供給路（５７）または２流体噴射ノズル（５９）内などにおける液化燃料の流動を安定化させることができる２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット（６０）が実現する。
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット（６０）であって、
　前記アトマイズ流体調整部（５８）は、並列に設けられた容量の異なる複数の制御弁（５８１）を備える。
　上記２）の構成によれば、容量の比較的大きな制御弁（５８１）でアトマイズ流体の大まかな調整がなされ、容量の比較的小さな制御弁（５８１）でアトマイズ流体の細かな調整がなされる。よって、広範な液化燃料の流量範囲に対応するアトマイズ流体の供給圧力範囲内において、アトマイズ流体供給圧力を高精度に制御することができる。
３）本開示の少なくとも一実施形態に係る２流体噴射ノズル用の供給ユニット（９０）は、
　上記１）または２）に記載の２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット（６０）と、
　液化燃料供給路（５７）と、
　コントローラ（１１０）と
を備え、
　前記液化燃料供給路（５７）は、
　　前記液化燃料を前記２流体噴射ノズル（５９）に供給するための液化燃料弁（１５７）と、
　　前記液化燃料弁（１５７）に設けられ、前記液化燃料の前記要求噴射流量に応じて前記液化燃料の供給圧力を調整するための液化燃料調整部（７８）と、を含み、
　前記コントローラ（１１０）は、
　　前記液化燃料の前記要求噴射流量の第１範囲では、前記アトマイズ流体調整部（５８）により前記アトマイズ流体の供給圧力を前記要求噴射流量に応じて変化させ、
　　前記液化燃料の前記要求噴射流量の第２範囲では、前記液化燃料調整部（７８）により前記液化燃料の供給圧力を前記要求噴射流量に応じて変化させるように構成される。
　上記３）の構成によれば、コントローラ（１１０）がアトマイズ流体調整部（５８）と液化燃料調整部（７８）とを同時に制御することが抑制されるので、コントローラ（１１０）による液化燃料の噴射流量の制御が簡易になる。また、アトマイズ流体調整部（５８）と液化燃料調整部（７８）による制御が相互に干渉することが抑制されるので、制御される液化燃料の流量も安定化する。
４）幾つかの実施形態では、上記３）に記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニット（９０）であって、
　前記コントローラ（１１０）は、前記第１範囲では、さらに前記液化燃料調整部（７８）により、前記液化燃料の供給圧力が一定となるよう、前記液化燃料の供給量（供給流量）を制御するように構成される。
　上記４）の構成によれば、アトマイズ流体供給圧力が調整されるときに液化燃料供給圧力が一定に維持されるので、液化燃料とアトマイズ流体都が混合されるときの液化燃料の圧力変動を安定化させることができる。よって、２流体噴射ノズル（５９）は液化燃料を安定的に噴射することができる。
５）幾つかの実施形態では、上記４）に記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニット（９０）であって、
　前記第１範囲は、前記要求噴射流量の低流量範囲と、前記低流量範囲よりも高流量な高流量範囲とを含み、
　前記第２範囲は、前記低流量範囲と前記高流量範囲の間となる中流量範囲である。
　上記５）の構成によれば、液化燃料の要求噴射流量の可変域のうち、要求される頻度が比較的高い中流量範囲においては、コントローラ（１１０）は、液化燃料の供給圧力を変化させる。従って、要求される頻度が比較的高い中流量範囲において、液化燃料の流量をより高精度に調整することができる。
６）幾つかの実施形態では、上記４）または５）のいずれかに記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニット（９０）であって、
　前記液化燃料調整部（７８）は、並列に設けられた容量の異なる複数の制御弁（７８１）を備える。
　上記６）の構成によれば、容量の比較的大きな制御弁（７８１）で液化燃料の大まかな調整がなされ、容量の比較的小さな制御弁（７８１）で液化燃料の細かな調整がなされる。よって、広範な液化燃料の流量範囲に対応する液化燃料の供給圧力範囲内において、液化燃料供給圧力を高精度に制御することができる。
７）幾つかの実施形態では、上記３）から６）のいずれかに記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニット（９０）であって、
　前記液化燃料供給路（５７）は、前記液化燃料弁（１５７）に接続され、前記液化燃料としての液体アンモニアを貯留する液体アンモニア貯留部（貯留部７９）をさらに含む。
　上記７）の構成によれば、カーボンニュートラルへ寄与し、環境負荷を低減できる。
８）本開示の少なくとも一実施形態に係る燃焼システム（１）は、
　上記４）から７）のいずれかに記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニット（９０）と、
　前記２流体噴射ノズル（５９）と、
を備え、
　前記２流体噴射ノズル（５９）は、
　　　前記アトマイズ流体供給ライン（５５）に接続されるアトマイズ流体供給路（５２）と、
　　　前記液化燃料弁（１５７）に接続される液化燃料供給路（５７）と、を含み、
　前記アトマイズ流体供給路（５２）と前記液化燃料供給路（５７）は、前記２流体噴射ノズル（５９）における軸線を基準とした周方向において、互いにずれた位置に設けられる。
　上記８）の構成によれば、アトマイズ流体供給路（５２）と液化燃料供給路（５７）とが周方向に離隔することで、液化燃料供給路（５７）を流れる液化燃料への入熱が抑制される。これにより、２流体噴射ノズル（５９）の内部におけるベーパロックを抑制できる。
９）幾つかの実施形態では、上記８）に記載の燃焼システム（１）であって、
　前記２流体噴射ノズル（５９）は、前記アトマイズ流体供給路（５２）と前記液化燃料供給路（５７）との間が熱的に絶縁される。
　上記９）の構成によれば、アトマイズ流体供給路（５２）を流れるアトマイズ流体と液化燃料供給路（５７）を流れる液化燃料が熱的に絶縁される。これにより、アトマイズ流体から液化燃料への入熱がさらに抑制されるので、２流体噴射ノズル（５９）におけるベーパロックをさらに抑制できる。
１０）本開示の少なくとも一実施形態に係る供給方法は、
　液化燃料をアトマイズ流体により微粒化してボイラ（１０）の火炉（１１）内に噴射するように構成された２流体噴射ノズル（５９）に、前記液化燃料と前記アトマイズ流体とを供給する供給方法であって、
　前記ボイラ（１０）での燃焼負荷に応じて、前記アトマイズ流体の供給圧力を変化させるステップ（Ｓ１３）を備える。
　上記１０）の構成によれば、上記１）と同様の理由により、液化燃料の流動を安定化させることができる供給方法が実現する。
１１）幾つかの実施形態では、上記１０）に記載の供給方法であって、
　前記ステップ（Ｓ１３）では、前記アトマイズ流体の供給圧力を変化させると同時に、前記液化燃料の供給圧力が一定となるように前記液化燃料の供給量を制御する。
　上記１１）の構成によれば、アトマイズ流体の供給圧力の変化時において、液化燃料の流動をさらに安定化させることができる。
１　　　　：燃焼システム
１０　　　：ボイラ
１１　　　：火炉
５２　　　：アトマイズ流体供給路
５５　　　：アトマイズ流体供給ライン
５７　　　：液化燃料供給路
５８　　　：アトマイズ流体調整部
５９　　　：２流体噴射ノズル
６０　　　：アトマイズ流体供給ユニット
７０　　　：液化燃料供給ユニット
７５　　　：液化燃料供給ライン
７８　　　：液化燃料調整部
７９　　　：貯留部
９０　　　：供給ユニット
１１０　　：コントローラ
５８１　　：制御弁
７８１　　：制御弁

Claims (11)

  1. 　液化燃料をアトマイズ流体により微粒化してボイラの火炉内に噴射するように構成された２流体噴射ノズルに前記アトマイズ流体を供給するためのアトマイズ流体供給ラインと、
    　前記アトマイズ流体供給ラインに設けられ、前記液化燃料の要求噴射流量に応じて前記アトマイズ流体の供給圧力を調整するためのアトマイズ流体調整部と、
    を備える２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット。
  2. 　前記アトマイズ流体調整部は、並列に設けられた容量の異なる複数の制御弁を備える
    請求項１に記載の２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニット。
  3. 　請求項１または２に記載の２流体噴射ノズル用のアトマイズ流体供給ユニットと、
    　液化燃料供給ユニットと、
    　コントローラと
    を備え、
    　前記液化燃料供給ユニットは、
    　　前記液化燃料を前記２流体噴射ノズルに供給するための液化燃料供給ラインと、
    　　前記液化燃料供給ラインに設けられ、前記液化燃料の前記要求噴射流量に応じて前記液化燃料の供給圧力を調整するための液化燃料調整部と、を含み、
    　前記コントローラは、
    　　前記液化燃料の前記要求噴射流量の第１範囲では、前記アトマイズ流体調整部により前記アトマイズ流体の供給圧力を前記要求噴射流量に応じて変化させ、
    　　前記液化燃料の前記要求噴射流量の第２範囲では、前記液化燃料調整部により前記液化燃料の供給圧力を前記要求噴射流量に応じて変化させるように構成される
    ２流体噴射ノズル用の供給ユニット。
  4. 　前記コントローラは、前記第１範囲では、さらに前記液化燃料調整部により、前記液化燃料の供給圧力が一定となるよう、前記液化燃料の供給量を制御するように構成される
    請求項３に記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニット。
  5. 　前記第１範囲は、前記要求噴射流量の低流量範囲と、前記低流量範囲よりも高流量な高流量範囲とを含み、
    　前記第２範囲は、前記低流量範囲と前記高流量範囲の間となる中流量範囲である
    請求項４に記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニット。
  6. 　前記液化燃料調整部は、並列に設けられた容量の異なる複数の制御弁を備えた
    請求項４に記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニット。
  7. 　前記液化燃料供給ユニットは、前記液化燃料供給ラインに接続され、前記液化燃料としての液体アンモニアを貯留する液体アンモニア貯留部をさらに含む
    請求項３に記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニット。
  8. 　請求項４に記載の２流体噴射ノズル用の供給ユニットと、
    　前記２流体噴射ノズルと、
    を備え、
    　前記２流体噴射ノズルは、
    　　　前記アトマイズ流体供給ラインに接続されるアトマイズ流体供給路と、
    　　　前記液化燃料供給ラインに接続される液化燃料供給路と、を含み、
    　前記アトマイズ流体供給路と前記液化燃料供給路は、前記２流体噴射ノズルにおける軸線を基準とした周方向において、互いにずれた位置に設けられる
    燃焼システム。
  9. 　前記２流体噴射ノズルは、前記アトマイズ流体供給路と前記液化燃料供給路との間が熱的に絶縁された
    請求項８に記載の燃焼システム。
  10. 　液化燃料をアトマイズ流体により微粒化してボイラの火炉内に噴射するように構成された２流体噴射ノズルに、前記液化燃料と前記アトマイズ流体とを供給する供給方法であって、
    　前記ボイラでの燃焼負荷に応じて、前記アトマイズ流体の供給圧力を変化させるステップを備える供給方法。
  11. 　前記ステップでは、前記アトマイズ流体の供給圧力を変化させると同時に、前記液化燃料の供給圧力が一定となるように前記液化燃料の供給量を制御する
    請求項１０に記載の供給方法。
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