JP3874583B2

JP3874583B2 - Combustion device

Info

Publication number: JP3874583B2
Application number: JP37040999A
Authority: JP
Inventors: 啓宏小倉; 康郎田中; 善信永田; 博生香山; 博三好; 豊高松; 稔副島
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Volcano Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd; Volcano Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001182914A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給される燃料を燃焼させるバーナに、燃料を燃焼させるための燃焼用酸素として、燃焼式の原動機からの燃焼排ガス、及び、空気供給手段からの燃焼用空気を供給するように構成された燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる燃焼装置は、燃焼式の原動機としてのガスタービン等からの燃焼排ガスの排熱を利用して、ボイラー等を加熱するために使用されるものであり、且つ、酸素含有率が空気より小さい燃焼排ガスをバーナに供給して再燃焼させるものである。上記燃焼排ガスとしては、例えば、温度が４００〜６００°Ｃで、酸素含有率が重量百分率で１０〜１７パーセントのものが供給される。
従来では、上記ガスタービン等の運転が例えば点検のために停止されたり、あるいは、故障等により緊急停止して、燃焼排ガスの供給が急に停止するような事態が生じても、バーナの燃焼を継続できるようにするために、バーナに燃焼排ガスを供給するのと同時に、送風ファン等の空気供給手段にて、燃焼排ガスの供給が停止した場合でも燃焼を継続できる多量の燃焼用空気を供給して、燃焼排ガスと燃焼用空気の両方によってバーナに供給される燃料を燃焼させるようにして、燃焼排ガスの供給が緊急に停止した場合にも、上記供給される燃焼用空気のみによってバーナに供給される燃料を継続して燃焼させるようにしていた。尚、燃焼排ガスの供給が停止した状態においては、燃焼用空気の供給量が燃料を適正に燃焼できる量に調節されることは勿論である。
ちなみに、燃焼排ガスの緊急の供給停止に対処するために、上述の如く多量の燃焼用空気を供給するのは、燃焼用空気を供給する空気供給手段としての送風ファン等は、急速に燃焼用空気量を増加させることができないことによるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃焼装置では、通常燃焼状態において、バーナに、高温の燃焼排ガスの外に、多量の燃焼用空気が供給されているために、燃焼排ガスの排熱を有効に利用してボイラー等の加熱効率を高くすることが難しく、しかも、多量の燃焼用空気をバーナに供給する必要から、送風ファン等の空気供給手段を運転させるための電力費用等のランニングコストが高くなるという不具合があった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼排ガスを再燃焼させるバーナに対して燃焼排ガスの供給が急に停止した状態においてバーナの燃焼を継続させながら、通常燃焼状態において加熱効率を高くし、且つランニングコストを低減させることができる燃焼装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の構成によれば、前記空気供給手段の空気供給量の増減作動及び前記バーナへの燃料供給量を増減する燃料供給量変更手段の燃料供給量の増減作動を制御する制御手段が、前記燃焼排ガス及び前記燃焼用空気の両者を供給してバーナを燃焼させる通常燃焼状態から、前記燃焼用空気のみを供給してバーナを燃焼させる空気燃焼状態に切換えるときには、前記燃焼用空気の空気供給量を前記通常燃焼状態で供給されている目標燃料供給量の燃料を燃焼用空気のみで燃焼させる空気燃焼用の目標空気供給量に増加させるべく、前記空気供給手段を作動させる燃焼用空気増加処理を実行するとともに、バーナへの燃料供給量を前記通常燃焼状態で供給されている通常燃焼用空気供給量の燃焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量に急減させ、その後、前記燃焼用空気増加処理にて前記空気供給量が前記目標空気供給量に増加されたのち、前記目標燃料供給量に増加させる、又は、前記燃焼用空気増加処理にて前記空気供給量が前記目標空気供給量に増加されるに伴って、前記目標燃料供給量に漸増させるべく、前記燃料供給量変更手段を作動させる燃料調整処理を実行するように構成されている。
すなわち、燃焼式の原動機からの燃焼排ガスの供給が停止したために、燃焼排ガス及び燃焼用空気の両者を供給してバーナを燃焼させる通常燃焼状態から、燃焼用空気のみを供給してバーナを燃焼させる空気燃焼状態に切換えるときには、先ず、燃焼用空気の空気供給量が前記通常燃焼状態で供給されている目標燃料供給量の燃料を燃焼用空気のみで燃焼させる空気燃焼用の目標空気供給量に増加するように空気供給手段を作動させるとともに、バーナへの燃料供給量が前記通常燃焼状態で供給されている通常燃焼用空気供給量の燃焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量に急減され、その後、燃焼用空気の空気供給量が前記目標空気供給量に増加されたのち、バーナへの燃料供給量が前記目標燃料供給量に増加するように前記燃料供給量変更手段が作動されるか、又は、燃焼用空気の空気供給量が前記目標空気供給量に増加するに伴って、バーナへの燃料供給量が前記目標燃料供給量に漸増されるように前記燃料供給量変更手段が作動される。
【０００５】
従って、空気供給手段は送風ファン等にて構成されるために、通常燃焼用空気供給量から空気燃焼状態での目標空気供給量に変更するように作動しても、実際に空気供給量が目標空気量に変更されるのに所定の立上がり時間を要するが、その立上がり時間の間、バーナへの燃料供給量がいったん通常燃焼用空気供給量の燃焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量に急減され、燃焼用空気の空気供給量の増加に対応させて元の目標燃料供給量に増加するように調整されるので、燃焼排ガスが供給停止した状態において、燃焼用空気をバーナに供給して燃焼を継続させることができ、しかも、通常燃焼状態での燃焼用空気の供給量が通常燃焼用空気供給量に抑えられるので、従来のように燃焼用空気を多量に供給する場合に比べて、通常燃焼状態での加熱効率を高くし、且つ、送風ファン等の空気供給手段を運転させるためのランニングコストを低減させることができる。
【０００６】
請求項２の構成によれば、請求項１において、前記空気供給手段が、前記通常燃焼状態及び前記空気燃焼状態の両方において燃焼用空気を送風供給するように作動される定常送風手段と、前記空気燃焼状態においてのみ燃焼用空気を送風供給するように作動される補助送風手段とから構成されている。
従って、通常燃焼状態では定常送風手段だけを作動させ、空気燃焼状態では定常送風手段に加えて補助送風手段を作動させればよいので、例えば大容量の単一の送風手段にて空気供給手段を構成して、通常燃焼状態と空気燃焼状態とで送風量を増減変更させるものでは、大容量の送風手段が連続して作動されるために駆動用電力等の運転コストが高くなる不利があるのに比べて、定常送風手段を比較的小容量の送風手段にて構成することにより、通常燃焼状態では小容量の送風手段だけを作動させて、一層のランニングコストの低減を実現することができ、もって、請求項１の好適な手段が得られる。
【０００７】
請求項３の構成によれば、請求項１又は２において、前記燃焼排ガスとして、酸素含有率が重量百分率で１３パーセント以下の燃焼排ガスを供給するように構成されている。
従って、酸素含有率が重量百分率で１３パーセント以下と少ない燃焼排ガスは単独では燃料を燃焼させることができないが、本発明の燃焼装置では燃焼排ガスと共に燃焼用空気も供給され、その燃焼排ガスと燃焼用空気の混合ガスによって燃料が燃焼するので、酸素含有率が重量百分率で１３パーセント以下と少ない燃焼排ガスについても良好に再燃焼させることができ、請求項１又は２の好適な手段が得られる。
【０００８】
請求項４の構成によれば、請求項１〜３のいずれか１項において、前記バーナが、燃料を噴出する燃料噴出部と、その燃料噴出部の周囲に位置して前記通常燃焼状態及び前記空気燃焼状態の両方において前記燃料噴出部からの燃料を燃焼させるための燃焼用空気を供給する内側空気供給部と、その内側空気供給部の外周に位置して、前記通常燃焼状態において前記燃焼排ガスを供給し、且つ、前記空気燃焼状態において前記燃料噴出部からの燃料を燃焼させるための燃焼用空気を供給する外側空気供給部とを備えている。
つまり、通常燃焼状態では、燃料噴出部から噴出する燃料が、燃料噴出部の周囲に位置する内側空気供給部から供給される燃焼用空気によって燃焼されるとともに、その内側空気供給部の外周に位置する外側空気供給部から供給される燃焼排ガスによって燃焼され、空気燃焼状態では、燃料噴出部から噴出した燃料が、上記内側空気供給部と外側空気供給部の両方から供給される燃焼用空気によって燃焼される。
従って、燃料噴出部から噴出する燃料に対して燃料噴出部の近傍において燃焼用空気が供給され、バーナへの燃料供給量を少なくしてもバーナを燃焼用空気によって安定燃焼させることができるので、通常燃焼状態から空気燃焼状態への切換え時においてバーナへの燃料供給量を急減させる場合に、その減少させる限度の燃料供給量を極力少なくして、通常燃焼用空気供給量をその少なくした燃料供給量の燃料を燃焼させることができる極力少ない供給量にすることができ、これにより、通常燃焼状態において燃焼排ガスの供給量を極力増やして効率よく再燃焼させることができ、もって、請求項１〜３のいずれか１項の好適な手段が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
本発明の燃焼装置の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
燃焼装置は、供給される燃料を燃焼させるバーナＢに、燃料を燃焼させるための燃焼用酸素として、燃焼式の原動機としてのガスタービン１０（図３参照）から供給される酸素含有率が空気よりも小さい燃焼用排ガス、及び、後述の空気供給手段ＫＫからの燃焼用空気を供給するように構成されている。尚、上記燃焼排ガスとして、温度が４００〜６００°Ｃで、酸素含有率が重量百分率で１３パーセント以下の燃焼排ガスが供給される。
【００１０】
図１〜図２に示すように、前記バーナＢに対して燃料を供給する円管状の管体Ｐが設けられ、その管体Ｐの先端に、燃料を噴出するガスノズル１が備えられている。ガスノズル１は、燃料ガス噴出口２を周部の全周にわたって分散配置した円盤状体に形成されている。上記ガスノズル１に対して燃焼用空気を供給するための空気供給口３を先端に形成した筒体４が設けられ、前記管体Ｐが、前記ガスノズル１を筒体４の先端部の内方に位置させた状態で筒体４の内部に配置され、前記燃料ガス供給口２と前記空気供給口３とが隣接して位置している。ここで、筒体４は円筒状に形成され、その円筒状の筒体４の筒軸芯位置に、上記管体Ｐ及びガスノズル１が同軸状に位置している。尚、上記バーナＢは排熱ボイラー２４（図３参照）の燃焼室の炉壁９に取り付けられている。
【００１１】
さらに、前記空気供給口３の外方側に、燃焼排ガス又は燃焼用空気を供給するための第１供給口５が、前記筒体４の筒軸芯位置と同軸配置で環状に形成されて設けられるとともに、その第１供給口５のさらに外方側に、燃焼排ガスを供給するための第２供給口６が、前記筒体４の筒軸芯位置と同軸配置で環状に形成されて設けられている。
【００１２】
そして、燃焼用空気が、筒体４の先端側の空気供給口３に向けて流れる状態で供給されるとともに、空気供給口３が先端側ほど大径となる外拡がり状に形成されているので、燃料ガス供給口２からガスノズル１の円盤状部１の周部外方に向けて噴出された燃料ガスが、上記空気供給口３から供給される燃焼用空気と衝突混合して燃焼し、火炎形成方向視（図１において左側）において円環状の火炎Ｆａが形成される。さらに、燃焼排ガスが供給される後述の通常燃焼状態では、上記形成される火炎Ｆａに、第１及び第２供給口５，６から燃焼排ガスを供給して燃焼させ、燃焼排ガスが供給されない後述の空気燃焼状態では、上記形成される火炎Ｆａに第１供給口５から燃焼用空気を供給して燃焼させるように構成されている。
【００１３】
尚、筒体４よりも大径の円筒状の筒体７、及び、筒体７よりも大径の筒体８を、夫々、筒体４の軸芯と同軸状に設けて、筒体４と筒体７との間に形成される環状空間を燃焼排ガス及び燃焼用空気の通流用の第１流路Ｒ１として機能させ、筒体７と筒体８との間に形成される環状空間を燃焼排ガス通流用の第２流路Ｒ２として機能させている。
【００１４】
バーナＢは、前記燃焼排ガス及び前記燃焼用空気の両者を供給して前記バーナＢを燃焼させる通常燃焼状態と、前記燃焼用空気のみを供給して前記バーナＢを燃焼させる空気燃焼状態とに切換えられるように構成されている。
つまり、通常燃焼状態では、前記空気供給口３から燃焼用空気が供給されるとともに、燃焼排ガスが前記第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とに分流されて、第１供給口５及び第２供給口６の両方から供給され、空気燃焼状態では、前記空気供給口３から燃焼用空気が供給されるとともに、燃焼用空気が前記第１流路Ｒ１を通流して前記第１供給口５から供給される。
【００１５】
図３に示すように、上記空気供給口３に対して燃焼用空気を供給するための第１ファンＦ１が設けられるとともに、第１ファンＦ１から空気供給口３への空気供給路１３に、空気供給量を調節するためのダンパＤ５が設けられている。さらに、前記空気燃焼状態において、第１流路Ｒ１に燃焼用空気を供給するための第２ファンＦ２と、その第２ファンＦ２から第１流路Ｒ１への空気供給量を調節するためのダンパＤ６とが設けられている。尚、ダンパＤ６は、前記通常燃焼状態では全閉状態に作動される。
以上より、燃焼用空気を供給する空気供給手段ＫＫが、前記通常燃焼状態及び前記空気燃焼状態の両方において燃焼用空気を送風供給するように作動される定常送風手段としての上記第１ファンＦ１と、前記空気燃焼状態においてのみ燃焼用空気を送風供給するように作動される補助送風手段としての上記第２ファンＦ２とから構成されている。つまり、上記第１ファンＦ１及び第２ファンＦ２の両方を作動させるか、第１ファンＦ１のみを作動させるかにより、バーナＢへの空気供給量が増減変更される。
【００１６】
又、前記空気燃焼状態において、前記ガスタービン１０からバーナＢへの燃焼排ガスの供給量を調節するためのダンパＤ２と、そのダンパＤ２にて供給量が調節されたを排ガスを前記第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とに分流させるときの分流比を調節するためのダンパＤ３とダンパＤ４とが設けられる。尚、図中、Ｄ１は、ガスタービン１０からの排ガスを外部に排出する排出量を調節するためのダンパである。ダンパＤ３とダンパＤ４とは、前記空気燃焼状態では全閉状態に作動される。
【００１７】
以上より、バーナＢが、燃料を噴出する燃料噴出部としての前記ガスノズル１と、そのガスノズル１の周囲に位置して前記通常燃焼状態及び前記空気燃焼状態の両方においてガスノズル１からの燃料を燃焼させるための燃焼用空気を供給する内側空気供給部としての前記空気供給口３と、その空気供給口３の外周に位置して、前記通常燃焼状態において前記燃焼排ガスを供給し、且つ、前記空気燃焼状態においてガスノズル１からの燃料を燃焼させるための燃焼用空気を供給する外側空気供給部としての前記第１供給口５及び第２供給口６とを備えている。
【００１８】
バーナＢには、燃料ガスを供給する燃料ガス供給路１２が接続され、その燃料ガス供給路１２には、２台の遮断弁Ｖ１と、バーナＢへの燃料供給量を調節するための流量調節弁Ｖ２とが介装されている。つまり、この流量調節弁Ｖ２が、バーナＢへの燃料供給量を増減する燃料供給量変更手段として機能する。
【００１９】
次に、上述のバーナＢを用いてガスタービン１０の燃焼排ガスを再燃焼させるように構成したコジェネレーション装置について、図３により説明する。
コジェネレーション装置は、燃料ガス供給路２０にて供給される燃料ガスを燃焼させる燃焼器２１と、その燃焼器２１からの熱風により駆動されるガスタービン１０と、ガスタービン１０に連動連結されて加圧空気を燃焼器２１に供給する圧縮機２２と、ガスタービン１０に連動連結された発電機２３と、ガスタービン１０からの燃焼排ガスを熱源とする排熱ボイラ２４と、排熱ボイラ２４からの排ガスを排出する煙突２５を主な構成要素としている。
【００２０】
ガスタービン１０からの排ガスは、排ガス供給路２６を経て第１熱交換器２７を通流した後、排熱ボイラ２４に取り付けたバーナＢに流入する。排熱ボイラ２４は、排ガス通流方向上手側から下手側に向けて順に配置された、前記バーナＢ、第２熱交換器２８及び第３熱交換器２９と、貯湯タンク３０を主な構成要素としている。第１熱交換器２７はガスタービン１０からの排ガスによって加熱され、第２熱交換器２８及び第３熱交換器２９はバーナＢの燃焼ガスによって加熱される。
第３熱交換器２９の入口部に給水路３１を接続し、第３熱交換器２９の出口部を貯湯タンク３０に対して接続して、給水路３１からの水を、第３熱交換器２９で予熱して貯湯タンク３０に供給するようにしてある。さらに、第２熱交換器２８の入口部及び出口部夫々を貯湯タンク３０に接続して、貯湯タンク３０の湯を循環させて加熱するようにしてある。
貯湯タンク３０の気相部と第１熱交換器２７の入口部とを、飽和蒸気路３２にて接続し、第１熱交換器２７の出口部と燃焼器２１とを過熱蒸気路３３にて接続して、貯湯タンク３０の気相部の飽和蒸気を第１熱交換器２７にて過熱し、その過熱蒸気を燃焼器２１に供給するようにしてある。
【００２１】
次に、燃焼装置の制御構成について図４にて説明する。
マイクロコンピュータを利用して構成されたバーナコントローラＢＣが設けられ、このバーナコントローラＢＣに、前記ガスタービン１０の作動を制御するタービンコントローラＴＣから、前記ガスタービン１０が稼動中であるか否かを示すタービン稼動情報が入力され、さらに、バーナコントローラＢＣに各種の制御指令を入力する操作部と各種の情報を表示する表示部とを備えた操作盤１１が接続されている。一方、バーナコントローラＢＣからは、前記第１ファンＦ１、第２ファンＦ２、前記各ダンパＤ１〜Ｄ６、遮断弁Ｖ１及び流量調整弁Ｖ２に対する各駆動信号が出力されている。
【００２２】
上記バーナコントローラＢＣを利用して、前記第１ファンＦ１及び第２ファンＦ２の空気供給量の増減作動及び前記流量調整弁Ｖ２の燃料供給量の増減作動を制御する制御手段１００が構成され、この制御手段１００が、前記通常燃焼状態から前記空気燃焼状態に切換えるときには、前記燃焼用空気の空気供給量を前記通常燃焼状態で供給されている目標燃料供給量Ｎ１の燃料を燃焼用空気のみで燃焼させる空気燃焼用の目標空気供給量Ａ１に増加させるべく、前記第１ファンＦ１及び第２ファンＦ２を作動させる燃焼用空気増加処理を実行するとともに、前記バーナＢへの燃料供給量を前記通常燃焼状態で供給されている通常燃焼用空気供給量Ａ２の燃焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量Ｎ２に急減させ、その後、前記燃焼用空気増加処理にて前記空気供給量が前記目標空気供給量Ａ１に増加されたのち、前記目標燃料供給量Ｎ１に増加させるべく、前記流量調整弁Ｖ２を作動させる燃料調整処理を実行するように構成されている。
【００２３】
具体的には、バーナＢへの燃料供給量とこの燃料を燃焼させるための燃焼用空気の供給量とは、図５に示すようにほぼ比例関係にあり、通常燃焼状態から空気燃焼状態に切り換えるときには、第１ファンＦ１だけが作動して前記通常燃焼用空気供給量Ａ２の燃焼用空気を供給している状態（このときの前記目標燃料供給量Ｎ１に対する空気比は例えば０．３〜０．８と小さい）から、前記第２ファンＦ２の作動を開始させて燃焼用空気の供給量を前記目標空気供給量Ａ１に増加させる必要があるが、第２ファンＦ２の作動を開始してから実際に供給される空気供給量が前記目標空気供給量Ａ１に増加するまでには所定の立上がり時間ｔ１を要し、一方、バーナＢへの燃料供給量は前記流量調整弁Ｖ２の開閉操作によって迅速に変更できるので、図６に示すように、上記立上がり時間ｔ１が経過するまでの間、バーナＢへの燃料供給量を第１ファンＦ１によって供給される前記通常燃焼用空気供給量Ａ２にて燃焼させることのできる燃料供給量Ｎ２にいったん減少させ（このときの前記燃料供給量Ｎ２に対する空気比は例えば１〜１．５の値になる）、上記立上がり時間ｔ１が経過するに伴って、バーナＢへの燃料供給量を前記目標燃料供給量Ｎ１に増加させる（このときの前記燃料供給量Ｎ１に対する空気比は１．２〜１．４の適正値になる）。尚、上記立上がり時間ｔ１は、例えば、燃焼用空気の供給量が前記目標空気供給量Ａ１の９５パーセントの量に増加するまでの時間とする。
【００２４】
次に、上記制御手段１００による燃焼制御処理について、図７のフローチャートに基づいて説明する。
前記ガスタービン１０が稼動停止しているか否かを判断して、ガスタービン１０が稼動しているときは、前記通常燃焼状態用の通常燃焼制御処理を実行する。前記ガスタービン１０が稼動停止すると、第２ファンＦ２の作動を開始させるとともに、バーナＢへの燃料供給量を前記燃料供給量Ｎ２に減少させて、前記立上がり時間ｔ１が経過するまで待機し、立上がり時間ｔ１が経過するに伴ってバーナＢへの燃料供給量を前記目標燃料供給量Ｎ１に戻す。以後、燃焼用空気の供給量を前記目標空気供給量Ａ１に維持し、燃料供給量を上記目標燃料供給量Ｎ１に維持するようにして、前記空気燃焼状態用の空気燃焼制御処理を実行する。
【００２５】
尚、前記通常燃焼処理では、バーナコントローラＢＣは、ガスタービン１０からの燃焼排ガスの量、温度、酸素含有率に応じて、前記ダンパＤ１，Ｄ２によりバーナＢに供給する燃焼排ガスの供給量を調節するとともに、前記流量調整弁Ｖ２によりバーナＢに供給する燃料ガス供給量を調節する。それにより、ガスタービン１０の稼働状態において、燃焼排ガスの量、温度、酸素含有率が変化しても、バーナＢを安定燃焼させるようにしている。
【００２６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の燃焼装置の第２実施形態を説明する。
この第２実施形態では、前記第２ファンＦ２の立上がり時間ｔ１が予め判っているとして、前記制御手段１００が、前記燃料調整処理として、前記バーナＢへの燃料供給量を前記通常燃焼状態で供給されている通常燃焼用空気供給量Ａ２の燃焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量Ｎ２に急減させ、その後、前記燃焼用空気増加処理にて前記空気供給量が前記目標空気供給量Ｎ１に増加されるに伴って、前記目標燃料供給量Ｎ１に漸増させるべく、前記流量調整弁Ｖ２を作動させる燃料調整処理を実行するように構成されている以外は、前記第１実施形態と同じである。
具体的には、図８及び図９に示すように、前記立上がり時間ｔ１の間に、バーナＢへの燃料供給量が前記目標燃料供給量Ｎ１に達するように、設定時間毎に増加させる燃料供給量の設定量ΔＮを求め、前記燃料供給量Ｎ２に急減させたバーナＢへの燃料供給量を、前記目標燃料供給量Ｎ１に達するまで、上記設定時間経過する毎に上記設定量ΔＮづつ増加させて、前記目標燃料供給量Ｎ１に戻すように制御する。
【００２７】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の燃焼装置の第３実施形態を説明する。
この第３実施形態では、前記第２実施形態のように第２ファンＦ２の立上がり時間ｔ１に合わせてバーナＢへの燃料供給量を増加させるのではなく、第２ファンＦ２の動作の立上がり状態をその回転数によって判断するための回転数センサ（図示しない）が設けられ、前記制御手段１００が、この回転数センサの検出情報に基づいて、バーナＢへの燃料供給量を増加させるようにする以外は、前記第２実施形態と同じである。
具体的には、図１０に示すように、第２ファンＦ２の回転数が定常値に達するまで、前記燃料供給量Ｎ２に急減させたバーナＢへの燃料供給量を、ファン回転数が設定値増加する毎に設定値増加させて前記目標燃料供給量Ｎ１に戻すように制御する。
【００２８】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
上記第２及び第３実施形態においては、前記制御手段１００が、バーナＢへの燃料供給量を前記通常燃焼状態で供給されている通常燃焼用空気供給量Ａ２の燃焼用空気にて燃焼させることができる燃料供給量Ｎ２に急減させた後、前記目標燃料供給量Ｎ１に漸増させる場合に、設定量ΔＮづつ増加させるように構成したが、これ以外に、第２ファンＦ２の立上がり時間ｔ１に合わせて（第２実施形態）、あるいは、第２ファンＦ２の回転数の増加に合わせて（第３実施形態）、連続的に増加させように構成してもよい。
【００２９】
上記第１〜第３実施形態においては、燃焼式の原動機をガスタービン１０にて構成したが、これ以外の、例えば、ガスエンジンで構成してもよい。
【００３０】
上記第１〜第３実施形態においては、空気供給手段ＫＫを２個のファンＦ１，Ｆ２にて構成したが、これ以外に、１個の大容量のファンにて構成して、そのファンの回転数をインバータ制御して変更させて、空気供給量を変更させるように構成してもよい。
【００３１】
上記第１〜第３実施形態においては、燃焼排ガスとして、酸素含有率が重量百分率で１３パーセント以下の燃焼排ガスをバーナＢに供給するように構成したが、これよりも酸素含有率が多い燃焼排ガスを供給するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態におけるバーナの縦断平面図
【図２】第１実施形態におけるバーナの正面図
【図３】第１実施形態におけるコジェネレーション装置の全体構成図
【図４】第１実施形態における燃焼装置の制御ブロック図
【図５】空気燃焼状態での燃料供給量と空気供給量との関係を示すグラフ
【図６】第１実施形態における燃焼制御のタイムチャート
【図７】第１実施形態における燃焼制御のフローチャート
【図８】第２実施形態における燃焼制御のタイムチャート
【図９】第２実施形態における燃焼制御のフローチャート
【図１０】第３実施形態における燃焼制御のフローチャート
【符号の説明】
１燃料噴出部
３内側空気供給部
５外側空気供給部
１０原動機
１００制御手段
Ｂバーナ
Ｆ１定常送風手段
Ｆ２補助送風手段
ＫＫ空気供給手段
Ｖ２燃料供給量変更手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is configured to supply combustion exhaust gas from a combustion-type prime mover and combustion air from an air supply means as combustion oxygen for burning fuel to a burner that burns supplied fuel. Related to the combustion apparatus.
[0002]
[Prior art]
Such a combustion apparatus is used to heat a boiler or the like using exhaust heat of combustion exhaust gas from a gas turbine or the like as a combustion type prime mover, and has a combustion with an oxygen content smaller than air. The exhaust gas is supplied to the burner and reburned. As the combustion exhaust gas, for example, one having a temperature of 400 to 600 ° C. and an oxygen content of 10 to 17 percent by weight is supplied.
Conventionally, even when the operation of the gas turbine or the like is stopped for inspection, for example, or when an emergency stop occurs due to a failure or the like and the supply of combustion exhaust gas suddenly stops, combustion of the burner occurs. In order to be able to continue, at the same time as supplying combustion exhaust gas to the burner, supply a large amount of combustion air that can continue combustion even if supply of combustion exhaust gas is stopped by air supply means such as a blower fan Even when the fuel supplied to the burner is combusted by both the combustion exhaust gas and the combustion air and the supply of the combustion exhaust gas is urgently stopped, the fuel is supplied to the burner only by the supplied combustion air. Fuel was continuously burned. Of course, in a state where the supply of combustion exhaust gas is stopped, the supply amount of combustion air is adjusted to an amount capable of properly burning the fuel.
Incidentally, in order to cope with an emergency supply stop of combustion exhaust gas, as described above, a large amount of combustion air is supplied because a blower fan or the like as an air supply means for supplying combustion air rapidly This is because the amount cannot be increased.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional combustion apparatus, in a normal combustion state, a large amount of combustion air is supplied to the burner in addition to the high-temperature combustion exhaust gas. Since it is difficult to increase the heating efficiency and a large amount of combustion air needs to be supplied to the burner, there is a problem that the running cost such as the power cost for operating the air supply means such as the blower fan becomes high. .
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to perform normal combustion while continuing combustion of the burner in a state where the supply of combustion exhaust gas suddenly stops with respect to the burner that re-combusts combustion exhaust gas. An object of the present invention is to provide a combustion apparatus capable of increasing the heating efficiency in the state and reducing the running cost.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the configuration of claim 1, the control means for controlling the increase / decrease operation of the air supply amount of the air supply means and the increase / decrease operation of the fuel supply amount of the fuel supply amount change means for increasing / decreasing the fuel supply amount to the burner, When switching from the normal combustion state where both the combustion exhaust gas and the combustion air are supplied to burn the burner to the air combustion state where only the combustion air is supplied and the burner is burned, the air supply of the combustion air Combustion air increase processing for operating the air supply means to increase the amount of the target fuel supply amount supplied in the normal combustion state to the target air supply amount for air combustion in which only the combustion air is burned And the amount of fuel supplied to the burner is set to a fuel supply amount that can be burned with the combustion air of the normal combustion air supply amount supplied in the normal combustion state. Then, after the air supply amount is increased to the target air supply amount in the combustion air increase processing, the air supply amount is increased to the target fuel supply amount, or the air supply amount is increased in the combustion air increase processing. As the supply amount is increased to the target air supply amount, a fuel adjustment process for operating the fuel supply amount changing means is executed in order to gradually increase the target fuel supply amount.
That is, since the supply of combustion exhaust gas from the combustion-type prime mover has stopped, both the combustion exhaust gas and combustion air are supplied to burn the burner, and only the combustion air is supplied to burn the burner. When switching to the air combustion state, first, the air supply amount of the combustion air is increased to the target air supply amount for air combustion in which the fuel of the target fuel supply amount supplied in the normal combustion state is burned only with the combustion air. The air supply means is operated so that the fuel supply amount to the burner is rapidly reduced to the fuel supply amount that can be burned with the combustion air of the normal combustion air supply amount supplied in the normal combustion state. Then, after the air supply amount of combustion air is increased to the target air supply amount, the fuel supply amount to the burner is increased to the target fuel supply amount. The fuel supply amount to the burner is gradually increased to the target fuel supply amount as the supply amount changing means is operated or the air supply amount of the combustion air is increased to the target air supply amount. The fuel supply amount changing means is activated.
[0005]
Accordingly, since the air supply means is constituted by a blower fan or the like, even if the air supply means is changed from the normal combustion air supply amount to the target air supply amount in the air combustion state, the air supply amount is actually the target. It takes a predetermined rise time to change to the air amount, but during that rise time, the fuel supply amount that can be burned with the combustion air of the normal combustion air supply amount once the fuel supply amount to the burner Is adjusted to increase to the original target fuel supply amount in response to an increase in the air supply amount of the combustion air, so that the combustion air is supplied to the burner when the supply of combustion exhaust gas is stopped. Combustion can be continued, and the supply amount of combustion air in the normal combustion state is suppressed to the normal combustion air supply amount, so that compared with the conventional case where a large amount of combustion air is supplied ,Normal To increase the heating efficiency in the baked state, and, it is possible to reduce the running cost for operating the air supply means such as a blower fan.
[0006]
According to the configuration of claim 2, in claim 1, the air supply means is operated so as to blow and supply combustion air in both the normal combustion state and the air combustion state; The auxiliary air blowing means is operated to blow and supply combustion air only in the air combustion state.
Accordingly, in the normal combustion state, only the steady air blowing means is operated, and in the air combustion state, the auxiliary air blowing means may be operated in addition to the steady air blowing means. If the air flow rate is increased or decreased between the normal combustion state and the air combustion state, the large-capacity air blowing means is continuously operated, and thus there is a disadvantage that the operation cost such as driving power becomes high. Compared to the above, by configuring the steady air blowing means with a relatively small capacity air blowing means, it is possible to operate only the small capacity air blowing means in the normal combustion state, and to further reduce the running cost, Thus, the preferred means of claim 1 is obtained.
[0007]
According to the structure of Claim 3, in Claim 1 or 2, it is comprised so that a combustion exhaust gas with an oxygen content rate of 13 percent or less by weight percentage may be supplied as the combustion exhaust gas.
Therefore, combustion exhaust gas having a small oxygen content of 13% or less by weight cannot burn the fuel alone, but the combustion apparatus of the present invention supplies combustion air together with the combustion exhaust gas. Since the fuel is combusted by the mixed gas of air, the combustion exhaust gas having a low oxygen content of 13% or less by weight can be recombusted well, and the preferred means of claim 1 or 2 can be obtained.
[0008]
According to the structure of Claim 4, in any one of Claims 1-3, the said burner is located in the surroundings of the fuel injection part which injects a fuel, and the fuel injection part, and the said normal combustion state and the said An inner air supply part for supplying combustion air for burning fuel from the fuel ejection part in both air combustion states, and an outer periphery of the inner air supply part, and the combustion exhaust gas in the normal combustion state And an outer air supply unit for supplying combustion air for burning the fuel from the fuel ejection unit in the air combustion state.
That is, in the normal combustion state, the fuel ejected from the fuel ejection section is burned by the combustion air supplied from the inner air supply section located around the fuel ejection section, and is positioned on the outer periphery of the inner air supply section. Combusted by the combustion exhaust gas supplied from the outer air supply unit, and in the air combustion state, the fuel ejected from the fuel ejection unit is combusted by the combustion air supplied from both the inner air supply unit and the outer air supply unit Is done.
Therefore, combustion air is supplied in the vicinity of the fuel ejection portion to the fuel ejected from the fuel ejection portion, and the burner can be stably combusted by the combustion air even if the amount of fuel supply to the burner is reduced. When the fuel supply amount to the burner is suddenly reduced when switching from the normal combustion state to the air combustion state, the fuel supply amount is reduced as much as possible, and the fuel supply amount is reduced to the normal combustion air supply amount. It is possible to reduce the amount of fuel that can be burned as much as possible, thereby increasing the amount of flue gas supplied in the normal combustion state as much as possible and efficiently reburning. The suitable means of any one of 3 is obtained.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
1st Embodiment of the combustion apparatus of this invention is described based on drawing.
In the combustion apparatus, the oxygen content supplied from the gas turbine 10 (see FIG. 3) as a combustion type prime mover as combustion oxygen for burning fuel to the burner B that burns supplied fuel is higher than that of air. Also, the exhaust gas for combustion and the combustion air from the air supply means KK described later are supplied. In addition, as said combustion exhaust gas, the combustion exhaust gas whose temperature is 400-600 degreeC and whose oxygen content rate is 13 weight% or less is supplied.
[0010]
As shown in FIGS. 1 and 2, a circular tubular body P for supplying fuel to the burner B is provided, and a gas nozzle 1 for ejecting fuel is provided at the tip of the tubular body P. The gas nozzle 1 is formed in a disk-like body in which the fuel gas outlets 2 are distributed over the entire circumference. A cylindrical body 4 having an air supply port 3 for supplying combustion air to the gas nozzle 1 is provided at the tip, and the pipe body P places the gas nozzle 1 inward of the distal end of the cylinder 4. The fuel gas supply port 2 and the air supply port 3 are located adjacent to each other and disposed inside the cylinder 4 in a positioned state. Here, the cylindrical body 4 is formed in a cylindrical shape, and the tubular body P and the gas nozzle 1 are coaxially positioned at a cylindrical axis position of the cylindrical cylindrical body 4. The burner B is attached to the furnace wall 9 of the combustion chamber of the exhaust heat boiler 24 (see FIG. 3).
[0011]
Further, a first supply port 5 for supplying combustion exhaust gas or combustion air is formed on the outer side of the air supply port 3 so as to be formed in an annular shape coaxially with the cylindrical axis position of the cylindrical body 4. In addition, a second supply port 6 for supplying combustion exhaust gas is formed on the outer side of the first supply port 5 so as to be annularly formed in a coaxial arrangement with the cylindrical axis position of the cylindrical body 4. ing.
[0012]
And since combustion air is supplied in the state which flows toward the air supply port 3 at the front end side of the cylindrical body 4, the air supply port 3 is formed in an outwardly expanded shape having a larger diameter toward the front end side. The fuel gas ejected from the fuel gas supply port 2 toward the outer periphery of the disk-shaped portion 1 of the gas nozzle 1 collides with the combustion air supplied from the air supply port 3 and burns, and burns. An annular flame Fa is formed when viewed in the direction of formation (left side in FIG. 1). Further, in a normal combustion state to be described later in which combustion exhaust gas is supplied, the combustion engine is supplied with combustion exhaust gas from the first and second supply ports 5 and 6 and burned, and the combustion exhaust gas is not supplied (described later). In the air combustion state, combustion air is supplied from the first supply port 5 to the formed flame Fa and burned.
[0013]
A cylindrical body 7 having a larger diameter than the cylindrical body 4 and a cylindrical body 8 having a larger diameter than the cylindrical body 7 are provided coaxially with the axial center of the cylindrical body 4. An annular space formed between the cylindrical body 7 and the cylindrical body 7 is caused to function as a first flow path R1 for the passage of combustion exhaust gas and combustion air. It is made to function as 2nd flow path R2 for combustion exhaust gas flow.
[0014]
The burner B switches between a normal combustion state in which both the combustion exhaust gas and the combustion air are supplied to burn the burner B, and an air combustion state in which only the combustion air is supplied to burn the burner B It is configured to be.
That is, in the normal combustion state, combustion air is supplied from the air supply port 3, and combustion exhaust gas is divided into the first flow path R1 and the second flow path R2, and the first supply port 5 and the first flow path R2. In the air combustion state, combustion air is supplied from the air supply port 3, and combustion air flows through the first flow path R <b> 1 and the first supply port 5. Supplied from
[0015]
As shown in FIG. 3, a first fan F <b> 1 for supplying combustion air to the air supply port 3 is provided, and air is supplied to the air supply path 13 from the first fan F <b> 1 to the air supply port 3. A damper D5 for adjusting the supply amount is provided. Further, in the air combustion state, a second fan F2 for supplying combustion air to the first flow path R1, and a damper for adjusting the air supply amount from the second fan F2 to the first flow path R1. D6. The damper D6 is operated in a fully closed state in the normal combustion state.
As described above, the air supply means KK for supplying combustion air operates as the steady fan means for operating the first fan F1 so as to supply air for combustion in both the normal combustion state and the air combustion state. The second fan F2 as auxiliary blowing means that is operated so as to blow and supply combustion air only in the air combustion state. That is, the amount of air supplied to the burner B is increased or decreased depending on whether both the first fan F1 and the second fan F2 are operated or only the first fan F1 is operated.
[0016]
Further, in the air combustion state, a damper D2 for adjusting a supply amount of combustion exhaust gas from the gas turbine 10 to the burner B, and a supply amount adjusted by the damper D2 are discharged from the first flow path. A damper D3 and a damper D4 are provided for adjusting the diversion ratio when diverting to R1 and the second flow path R2. In the figure, D1 is a damper for adjusting the amount of exhaust gas discharged from the gas turbine 10 to the outside. The damper D3 and the damper D4 are operated in a fully closed state in the air combustion state.
[0017]
From the above, the burner B burns the fuel from the gas nozzle 1 in both the normal combustion state and the air combustion state that is located around the gas nozzle 1 as the fuel injection portion that injects the fuel and around the gas nozzle 1. An air supply port 3 serving as an inner air supply unit for supplying combustion air for supplying the combustion exhaust gas, supplying the combustion exhaust gas in the normal combustion state, and air combustion The first supply port 5 and the second supply port 6 are provided as outer air supply units for supplying combustion air for burning the fuel from the gas nozzle 1 in the state.
[0018]
A fuel gas supply path 12 for supplying fuel gas is connected to the burner B. The fuel gas supply path 12 has two shutoff valves V1 and a flow rate adjustment for adjusting the fuel supply amount to the burner B. A valve V2 is interposed. That is, the flow rate adjusting valve V2 functions as a fuel supply amount changing means for increasing or decreasing the fuel supply amount to the burner B.
[0019]
Next, a cogeneration apparatus configured to reburn the combustion exhaust gas of the gas turbine 10 using the above-described burner B will be described with reference to FIG.
The cogeneration apparatus includes a combustor 21 that combusts fuel gas supplied through a fuel gas supply path 20, a gas turbine 10 that is driven by hot air from the combustor 21, and a gas turbine 10 that is coupled to the gas turbine 10 to be added. A compressor 22 that supplies compressed air to the combustor 21, a generator 23 that is linked to the gas turbine 10, an exhaust heat boiler 24 that uses combustion exhaust gas from the gas turbine 10 as a heat source, and an exhaust heat boiler 24 A chimney 25 for discharging exhaust gas is a main component.
[0020]
The exhaust gas from the gas turbine 10 flows through the first heat exchanger 27 through the exhaust gas supply path 26 and then flows into the burner B attached to the exhaust heat boiler 24. The exhaust heat boiler 24 includes the burner B, the second heat exchanger 28 and the third heat exchanger 29, and the hot water storage tank 30 which are arranged in order from the upper side to the lower side in the exhaust gas flow direction. It is said. The first heat exchanger 27 is heated by the exhaust gas from the gas turbine 10, and the second heat exchanger 28 and the third heat exchanger 29 are heated by the combustion gas of the burner B.
A water supply path 31 is connected to the inlet of the third heat exchanger 29, an outlet of the third heat exchanger 29 is connected to the hot water storage tank 30, and water from the water supply path 31 is supplied to the third heat exchanger. 29 is preheated and supplied to the hot water storage tank 30. Furthermore, each of the inlet and outlet of the second heat exchanger 28 is connected to the hot water storage tank 30 so that the hot water in the hot water storage tank 30 is circulated and heated.
The gas phase part of the hot water storage tank 30 and the inlet part of the first heat exchanger 27 are connected by a saturated steam path 32, and the outlet part of the first heat exchanger 27 and the combustor 21 are connected by a superheated steam path 33. The saturated steam in the gas phase portion of the hot water storage tank 30 is superheated by the first heat exchanger 27 and the superheated steam is supplied to the combustor 21.
[0021]
Next, the control configuration of the combustion apparatus will be described with reference to FIG.
A burner controller BC configured using a microcomputer is provided. The burner controller BC indicates whether or not the gas turbine 10 is operating from a turbine controller TC that controls the operation of the gas turbine 10. Turbine operation information is input, and an operation panel 11 including an operation unit that inputs various control commands to the burner controller BC and a display unit that displays various information is connected. On the other hand, the burner controller BC outputs driving signals for the first fan F1, the second fan F2, the dampers D1 to D6, the shutoff valve V1, and the flow rate adjusting valve V2.
[0022]
Using the burner controller BC, control means 100 is configured to control the increase / decrease operation of the air supply amount of the first fan F1 and the second fan F2 and the increase / decrease operation of the fuel supply amount of the flow rate adjusting valve V2, When the control means 100 switches from the normal combustion state to the air combustion state, the fuel of the target fuel supply amount N1 supplied in the normal combustion state is burned only with the combustion air. In order to increase the target air supply amount A1 for air combustion to be performed, a combustion air increase process for operating the first fan F1 and the second fan F2 is executed, and the fuel supply amount to the burner B is changed to the normal combustion. The fuel supply amount N2 that can be burned with the combustion air of the normal combustion air supply amount A2 supplied in the state is rapidly reduced, and then the combustion After the air supply amount is increased to the target air supply amount A1 in the air increase processing, the fuel adjustment processing for operating the flow rate adjusting valve V2 is executed to increase the target fuel supply amount N1. Has been.
[0023]
Specifically, the fuel supply amount to the burner B and the supply amount of combustion air for burning this fuel are substantially proportional as shown in FIG. 5, and the normal combustion state is switched to the air combustion state. In some cases, only the first fan F1 operates to supply the combustion air of the normal combustion air supply amount A2 (the air ratio with respect to the target fuel supply amount N1 at this time is, for example, 0.3 to 0.00. 8), it is necessary to start the operation of the second fan F2 and increase the supply amount of combustion air to the target air supply amount A1, but after the operation of the second fan F2 is started, A predetermined rising time t1 is required until the air supply amount supplied to the target air supply amount A1 increases, while the fuel supply amount to the burner B is quickly adjusted by opening and closing the flow rate adjusting valve V2. Because you can change As shown in FIG. 6, the fuel that can be burned with the normal combustion air supply amount A2 supplied by the first fan F1 until the rise time t1 elapses. The fuel supply amount to the burner B is decreased once to the supply amount N2 (the air ratio to the fuel supply amount N2 at this time becomes a value of, for example, 1 to 1.5), and the rise time t1 elapses. Is increased to the target fuel supply amount N1 (the air ratio with respect to the fuel supply amount N1 at this time is an appropriate value of 1.2 to 1.4). The rise time t1 is, for example, a time until the supply amount of combustion air increases to 95% of the target air supply amount A1.
[0024]
Next, the combustion control process by the control means 100 will be described based on the flowchart of FIG.
It is determined whether or not the operation of the gas turbine 10 is stopped. When the gas turbine 10 is operating, the normal combustion control process for the normal combustion state is executed. When the operation of the gas turbine 10 is stopped, the operation of the second fan F2 is started, the fuel supply amount to the burner B is reduced to the fuel supply amount N2, and the system waits until the rise time t1 elapses. As the time t1 elapses, the fuel supply amount to the burner B is returned to the target fuel supply amount N1. Thereafter, the air combustion control process for the air combustion state is executed such that the supply amount of combustion air is maintained at the target air supply amount A1 and the fuel supply amount is maintained at the target fuel supply amount N1.
[0025]
In the normal combustion process, the burner controller BC adjusts the supply amount of the combustion exhaust gas supplied to the burner B by the dampers D1 and D2 according to the amount, temperature, and oxygen content of the combustion exhaust gas from the gas turbine 10. At the same time, the amount of fuel gas supplied to the burner B is adjusted by the flow rate adjusting valve V2. Thereby, in the operating state of the gas turbine 10, the burner B is stably combusted even if the amount, temperature, and oxygen content of the combustion exhaust gas change.
[0026]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the combustion apparatus of the present invention will be described.
In the second embodiment, assuming that the rising time t1 of the second fan F2 is known in advance, the control means 100 supplies the fuel supply amount to the burner B in the normal combustion state as the fuel adjustment processing. The fuel supply amount N2 that can be burned with the combustion air of the normal combustion air supply amount A2 is rapidly reduced, and then the air supply amount is changed to the target air supply amount N1 in the combustion air increasing process. In the same manner as in the first embodiment except that the fuel adjustment process for operating the flow rate adjusting valve V2 is executed to gradually increase the target fuel supply amount N1. is there.
Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, the fuel supply to be increased at each set time so that the fuel supply amount to the burner B reaches the target fuel supply amount N1 during the rising time t1. The fuel supply amount to the burner B, which has been rapidly reduced to the fuel supply amount N2, is increased by the set amount ΔN every time the set time elapses until the target fuel supply amount N1 is reached. Then, control is performed so as to return to the target fuel supply amount N1.
[0027]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the combustion apparatus of the present invention will be described.
In the third embodiment, the amount of fuel supplied to the burner B is not increased in accordance with the rising time t1 of the second fan F2 as in the second embodiment, but the rising state of the operation of the second fan F2 is changed. A rotational speed sensor (not shown) for determining the rotational speed is provided, and the control unit 100 increases the fuel supply amount to the burner B based on the detection information of the rotational speed sensor. Is the same as in the second embodiment.
Specifically, as shown in FIG. 10, the fan rotation speed is set to the fuel supply amount to the burner B that is rapidly decreased to the fuel supply amount N2 until the rotation speed of the second fan F2 reaches a steady value. Control is performed so as to increase the set value every time it increases and to return to the target fuel supply amount N1.
[0028]
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
In the second and third embodiments, the control means 100 burns the fuel supply amount to the burner B with the combustion air of the normal combustion air supply amount A2 supplied in the normal combustion state. When the target fuel supply amount N1 is gradually increased to the target fuel supply amount N1 after being rapidly decreased to the target fuel supply amount N2, it is configured to increase by the set amount ΔN. (Second embodiment), or may be configured to increase continuously in accordance with an increase in the rotational speed of the second fan F2 (third embodiment).
[0029]
In the first to third embodiments, the combustion-type prime mover is configured by the gas turbine 10, but may be configured by, for example, a gas engine other than this.
[0030]
In the first to third embodiments, the air supply means KK is constituted by two fans F1 and F2. However, the air supply means KK is constituted by one large-capacity fan and the rotation of the fan. The number may be changed by inverter control, and the air supply amount may be changed.
[0031]
In the first to third embodiments, as the combustion exhaust gas, the combustion exhaust gas having an oxygen content of 13% or less by weight is supplied to the burner B. However, the combustion exhaust gas having a higher oxygen content than this. May be supplied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal plan view of a burner according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front view of a burner according to the first embodiment.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of the cogeneration apparatus according to the first embodiment.
FIG. 4 is a control block diagram of the combustion apparatus in the first embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the fuel supply amount and the air supply amount in the air combustion state.
FIG. 6 is a time chart of combustion control in the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart of combustion control in the first embodiment.
FIG. 8 is a time chart of combustion control in the second embodiment.
FIG. 9 is a flowchart of combustion control in the second embodiment.
FIG. 10 is a flowchart of combustion control in the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Fuel ejection part
3 Inside air supply part
5 Outside air supply part
10 prime mover
100 Control means
B Burner
F1 steady air blowing means
F2 Auxiliary ventilation means
KK Air supply means
V2 Fuel supply amount change means

Claims

Combustion apparatus configured to supply combustion exhaust gas from a combustion-type prime mover and combustion air from an air supply means as combustion oxygen for burning fuel to a burner that burns supplied fuel Because
Control means for controlling the increase / decrease operation of the air supply amount of the air supply means and the increase / decrease operation of the fuel supply amount of the fuel supply amount change means for increasing / decreasing the fuel supply amount to the burner,
When switching from the normal combustion state in which both the combustion exhaust gas and the combustion air are supplied to burn the burner to the air combustion state in which only the combustion air is supplied to burn the burner,
In order to increase the air supply amount of the combustion air to the target air supply amount for air combustion in which the fuel of the target fuel supply amount supplied in the normal combustion state is burned only by the combustion air, the air supply means The combustion air increase process to be operated is executed, and the fuel supply amount to the burner is set to a fuel supply amount that can be combusted by the combustion air of the normal combustion air supply amount that is supplied in the normal combustion state. Then, after the air supply amount is increased to the target air supply amount in the combustion air increase processing, the air supply amount is increased to the target fuel supply amount, or the air supply amount is increased in the combustion air increase processing. As the supply amount is increased to the target air supply amount, a fuel adjustment process for operating the fuel supply amount changing means is executed to gradually increase the target fuel supply amount. In which the combustion device.

The air supply means is blown and supplied with combustion air only in the air combustion state, and a steady blowing means that is operated to blow and supply combustion air in both the normal combustion state and the air combustion state. The combustion apparatus according to claim 1, comprising auxiliary air blowing means that is actuated.

The combustion apparatus according to claim 1 or 2, wherein the combustion exhaust gas is configured to supply a combustion exhaust gas having an oxygen content of 13% or less by weight as the combustion exhaust gas.

Combustion air for burning the fuel from the fuel ejection part in both the normal combustion state and the air combustion state where the burner is located around the fuel ejection part for ejecting fuel and the fuel ejection part An inner air supply part for supplying the fuel and an outer periphery of the inner air supply part for supplying the combustion exhaust gas in the normal combustion state and burning the fuel from the fuel ejection part in the air combustion state The combustion apparatus of any one of Claims 1-3 provided with the outer side air supply part which supplies the combustion air for this.