JP3857792B2 - Exhaust gas refire boiler for cogeneration - Google Patents
Exhaust gas refire boiler for cogeneration Download PDFInfo
- Publication number
- JP3857792B2 JP3857792B2 JP32220197A JP32220197A JP3857792B2 JP 3857792 B2 JP3857792 B2 JP 3857792B2 JP 32220197 A JP32220197 A JP 32220197A JP 32220197 A JP32220197 A JP 32220197A JP 3857792 B2 JP3857792 B2 JP 3857792B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- burner
- exhaust gas
- exhaust
- boiler
- flame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 22
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン又はガスエンジン発電機の排気を熱源として利用するコージェネ用排気再燃ボイラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般にコージェネレーションシステムにおいては、タービンあるいはエンジンからの高温排気を更に加熱して利用するために、排気再燃バーナを設けている。図4はその一例を示したもので、通常ボイラの燃焼室2へタービンからの排気を導入する孔11は、排気再燃バーナ4の装着箇所とは離れた位置に設けられている。しかし小型のコージェネレーションシステムでは、図5に示すように、バーナ装着孔3を排気導入孔として兼用したものも試みられている。すなわち同図においては、バーナ4の筒部が内外筒9,10の二重構造となっており、外筒10を通して排気が燃焼室2内に導入されている。このようにすれば、汎用のボイラを利用することができるので、コスト的に有利である上に、火炎を排気によって適度に冷却することにより、火炎中の局部高温域の発生を防止してNOxの発生量を抑制し得るという利点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図5の構成は、バーナ4を常にフル運転する場合には問題がないが、ボイラの負荷に応じてバーナをターンダウンし、燃焼量を調節しようとすると、火炎の周囲を取り巻くように燃焼室2内へ送り込まれている排気の流量あるいは流速が、火炎の噴出速度に対して相対的に大きくなり、そのために火炎が排気により冷却され過ぎて不完全燃焼を起こし易くなるという問題があった。図3(b)のグラフの曲線Bは、排気再燃バーナ4をターンダウンした場合の様子を示したもので、燃焼量を75%以下に絞ると、急激にCOガスが増加する。そこで本発明は、このような問題点を解消し、バーナ装着孔3を利用して排気を導入するようにした場合にも、バーナ4のターンダウン比を大きくとることができるような排気再燃ボイラの構造を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によるコージェネ用排気再燃ボイラは、図1に示すように、排気再燃ボイラ1の燃焼室2の壁に穿設したバーナ装着孔3の内周面とバーナ装着孔3に取り付けたバーナ保持用アダプタ7の円筒部7aとの間に若干の間隙5を設け、該アダプタ7の円筒部7aにバーナ筒部を挿着して、この間隙5を通して排気を燃焼室2内に供給すると共に、アダプタ7の円筒部7aの外周にフランジ状乃至コーン状のガイド部材6を設け、このガイド部材6により排気の噴出方向を火炎から離間するように斜め外方へ向けたものであって、この構成によれば、火炎の根元部分と排気流との間には火炎から発生した排ガスが停滞することになって、エンジン排気が火炎の根元部分に接触することがなく、従ってバーナ燃焼量を絞った時にも、火炎中の未燃成分が排気流によって冷やされることがないので、不完全燃焼によるCOの発生を防止することができ、しかもこの排気流は前方では内側の圧力が下がるために、結局内側へ引き戻されて火炎の先端部分と接触することになり、これが火炎温度の過上昇を防止してNOxの発生を抑制するのである。
【0005】
【発明の実施の形態】
図1(a)は本発明によるコージェネ用排気再燃ボイラの一実施例の全体的な構造、(b)はその要部を示したものである。排気再燃用バーナ4は、排気再燃ボイラ1の燃焼室2の壁2aに穿設されたバーナ装着孔3に、孔3の内周面との間に若干の間隙5をおいて装着され、この間隙5を通してガスタービンあるいはガスエンジンからの排気が燃焼室2内に供給されている。7はバーナ4をバーナ装着孔3内に保持するための円筒状のアダプタで、その外周面に排気ダクトを接続するための接続口8が設けられており、アダプタ7内に供給された排気は、バーナ装着孔3の内周面とバーナ4の筒部との間の間隙5を通って燃焼室2内に噴出するようになっているが、このときバーナ筒部の外周に設けられているフランジ状乃至コーン状のガイド部材6が排気の噴出方向を火炎から離間するように斜め外方へ向けるのである。こうして外方へ広がりながら噴出する排気流は、その内側の気圧を低下させるように作用するために、前方では再び内側へ引き寄せられて火炎と接触することになり、火炎を冷却することによってNOxの発生を抑制する。しかしそのときは火炎は既に燃焼をほぼ完了しているために、この排気との接触で不完全燃焼を引き起こすことはない。結局上記ガイド部材6は、排気と火炎との接触時期を若干遅らせることによって、低NOx効果を維持しながらCOガスの発生を防止しているのである。またボイラ2の負荷に応じてバーナ4をターンダウンし、火炎が小さくなった場合に、図6の従来例では排気の流量及び流速が相対的に大きくなるために、火炎が排気によって冷却され過ぎて不完全燃焼を起こす原因となっていたが、本発明によればターンダウンされた火炎にも排気が接触しないので、不完全燃焼を起こすおそれがない。
【0006】
図2の実施例は、バーナ4をバーナ装着孔3に保持するためのアダプタ7を利用し、その円筒部7aの外周面に上述のガイド部材6を設けたものである。この場合、排気はアダプタ7の外筒に設けられたダクト接続口8から入って、アダプタ円筒部7aとバーナ装着孔3の内周面との間の間隙5を通るようになっており、図2の場合と同様に、アダプタ円筒部7aの外周のガイド部材6により斜め外方に逸らされるために、火炎の未燃部分あるいは小さく絞られた火炎に接触せず、COの発生が未然に防止される。
【0007】
また図6の従来例のように、バーナ4の筒部が内筒9と外筒10の二重構造となり、外筒10を通して排気が供給されているような場合にも、内筒9の外周に図1乃至図2のようなフランジ状あるいはコーン状ののガイド部材7を設けることによって、排気の噴出方向を斜め外方へ向けることにより、図1〜2の場合と全く同様の効果を持たせることができる。
【0008】
図3(a)及び(b)は、本発明によるNOx及びCOの削減の効果を示したもので、(a)は図1の実施例によるNOx発生量を図4の従来例と比較したもので、横軸はターンダウン率である。また(b)は図1の実施例によるCOガス発生量を図5の従来例と比較したもので、本発明によればターンダウン比を10:1にとっても、COの発生は殆ど見られないことが示されている。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば上述のように、コージェネ用排気再燃ボイラの排気導入口12をバーナ装着孔3と共用することにより、ボイラのコストダウンを図ると共に、バーナ装着孔に取り付けたバーナ保持用アダプタの円筒部とバーナ装着孔の内周面との間に若干の間隙を設け、該アダプタの円筒部にバーナ筒部を挿着して、上記間隙を通して上記排気を燃焼室内に供給すると共に、上記アダプタの円筒部の外周面にフランジ状乃至コーン状のガイド部材を設けて、該ガイド部材により上記排気の噴出方向をバーナの火炎から離間するように斜め外方へ向けたことにより、バーナ火炎の周囲に送り込まれた排気の噴出方向を斜め外方に向けて、火炎の根元部分では排気が火炎に接触せず、火炎の先端部分では排気が適度に火炎と混合してNOx発生量を低減するようにし、それによってフル燃焼時のみならず、ターンダウン時においても、排気と火炎の未燃成分との接触による不完全燃焼を防止して、COの発生を低減し、燃焼の不安定を防止し得るという効果があり、従って従来のように分割火炎型、排気再循環型など複雑な構造のバーナを用いなくても、簡易な直進炎バーナを使用し、且つ汎用のボイラを利用して、コージェネ用排気再燃ボイラの低NOx化を行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は本発明の一実施例の概略断面図、(b)は同上の要部縦断面図。
【図2】 (a)は本発明の他の実施例の要部正面図、(b)は同上の一部切欠して断面を示した下面図。
【図3】 本発明によるNOx低減効果を示すグラフ、(b)は同上によるCO低減効果を示すグラフ。
【図4】 従来例の縦断面図。
【図5】 他の従来例の縦断面図。
【符号の説明】
1 排気再燃ボイラ
2 燃焼室
3 バーナ装着孔
4 排気再燃バーナ
5 間隙
6 ガイド部材
7 アダプタ
8 排気ダクト接続口
9 内筒
10 外筒
11 排気導入口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas refire boiler for cogeneration that uses exhaust gas from a gas turbine or gas engine generator as a heat source.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a cogeneration system, an exhaust gas reburning burner is provided in order to further heat and use high-temperature exhaust gas from a turbine or an engine. FIG. 4 shows an example of this, and the hole 11 for introducing the exhaust from the turbine into the combustion chamber 2 of the normal boiler is provided at a position away from the place where the exhaust reburner 4 is mounted. However, in a small cogeneration system, as shown in FIG. 5, an attempt has been made to use the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the configuration of FIG. 5 poses no problem when the burner 4 is always fully operated, but when the burner is turned down in accordance with the load of the boiler and the combustion amount is adjusted, the combustion is performed so as to surround the flame. The flow rate or flow velocity of the exhaust gas fed into the chamber 2 becomes relatively large with respect to the flame ejection speed, and therefore, there is a problem that the flame is excessively cooled by the exhaust gas and incomplete combustion is likely to occur. . A curve B in the graph of FIG. 3B shows a state in which the exhaust reburn burner 4 is turned down. When the combustion amount is reduced to 75% or less, the CO gas rapidly increases. Therefore, the present invention eliminates such problems, and even when the exhaust is introduced using the
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 1, the cogeneration exhaust reburning boiler according to the present invention is for holding a burner attached to the inner peripheral surface of the
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1A shows the overall structure of an embodiment of a cogeneration exhaust gas refired boiler according to the present invention, and FIG. 1B shows the main part thereof. The exhaust reburning burner 4 is mounted in a
[0006]
In the embodiment of FIG. 2 , an adapter 7 for holding the burner 4 in the
[0007]
Further, as in the conventional example of FIG. 6, the outer periphery of the inner cylinder 9 is also provided when the cylinder portion of the burner 4 has a double structure of the inner cylinder 9 and the outer cylinder 10 and exhaust gas is supplied through the outer cylinder 10. By providing the flange-shaped or cone-shaped guide member 7 as shown in FIGS. 1 to 2 and directing the direction of exhaust emission obliquely outward, the same effect as in FIGS. Can be made.
[0008]
3A and 3B show the effect of reducing NOx and CO according to the present invention, and FIG. 3A shows the NOx generation amount according to the embodiment of FIG. 1 compared with the conventional example of FIG. The horizontal axis is the turndown rate. FIG. 5B is a comparison of the amount of CO gas generated by the embodiment of FIG. 1 with that of the conventional example of FIG. 5. According to the present invention, almost no CO is generated even when the turndown ratio is 10: 1. It has been shown.
[0009]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, by sharing the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2A is a front view of an essential part of another embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a bottom view showing a cross-section with a part cut away.
FIG. 3 is a graph showing the NOx reduction effect according to the present invention, and (b) is a graph showing the CO reduction effect due to the above.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional example.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of another conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32220197A JP3857792B2 (en) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | Exhaust gas refire boiler for cogeneration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32220197A JP3857792B2 (en) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | Exhaust gas refire boiler for cogeneration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11141808A JPH11141808A (en) | 1999-05-28 |
| JP3857792B2 true JP3857792B2 (en) | 2006-12-13 |
Family
ID=18141090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32220197A Expired - Fee Related JP3857792B2 (en) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | Exhaust gas refire boiler for cogeneration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3857792B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4703028B2 (en) * | 2001-05-08 | 2011-06-15 | 大阪瓦斯株式会社 | Combustion device |
| JP6904736B2 (en) * | 2016-03-09 | 2021-07-21 | ボルカノ株式会社 | Combustion device |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP32220197A patent/JP3857792B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11141808A (en) | 1999-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3857792B2 (en) | Exhaust gas refire boiler for cogeneration | |
| US20050028712A1 (en) | Coal-burning boiler's ignition burner | |
| JP3706455B2 (en) | Hydrogen / oxygen combustor for hydrogen combustion turbine | |
| JPH11201416A (en) | Exhaust gas circulation type low nox radiant tube burner | |
| JP3581385B2 (en) | Exhaust gas reburning burner | |
| JP4018809B2 (en) | Additional combustion method using gas turbine exhaust gas and additional burner using this additional combustion method | |
| JPH11354290A (en) | Plasma torch for pulverized coal ignition | |
| JPH08296851A (en) | Gas turbine combustor and combustion method thereof | |
| JPH10110918A (en) | Waste incinerator | |
| JP3667837B2 (en) | Burner | |
| JP3840763B2 (en) | Ignition burner device | |
| JPS6339545Y2 (en) | ||
| JPH0344966Y2 (en) | ||
| JPH0688609A (en) | Exhaust gas-burning gas burner | |
| JPH09101007A (en) | Two-stage fuel supply type low NOx burner | |
| JP2951868B2 (en) | Fire tube boiler with a combustor in the fire tube group | |
| JPH09296908A (en) | Round type burner | |
| JP3702101B2 (en) | Gas fired burner | |
| JPS5827217Y2 (en) | Exhaust gas self-recirculation burner | |
| JP2003343817A (en) | Swivel type low NOx combustor | |
| JPS643943Y2 (en) | ||
| JP3025713B2 (en) | Gas burner | |
| JPH09178185A (en) | Gas turbine combustor | |
| JP2744584B2 (en) | Burner device for combustion in duct | |
| JP2006010179A (en) | Aircraft engine afterburner and aircraft engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040318 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060524 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060613 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060807 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060912 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060915 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150922 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |