JP6209846B2 - Gas engine cogeneration system - Google Patents
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Description
本発明は、ガスエンジンと、このガスエンジンから排出される排ガスの熱を回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、を備えるガスエンジンコージェネレーション装置に関する。 The present invention relates to a gas engine cogeneration apparatus including a gas engine and an exhaust gas boiler that recovers heat of exhaust gas discharged from the gas engine to generate steam.
従来、ガスエンジンと、このガスエンジンから排出される排ガスの熱を回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、ガスエンジンと排ガスボイラとを接続しガスエンジンから排出される排ガスを排ガスボイラに供給する排気ダクトと、を備えるガスエンジンコージェネレーション装置が提案されている。また、コージェネレーション装置の熱効率をより向上させるため、排気ダクトに、排ガスを燃焼用空気として用いて燃料ガスを燃焼させる追い焚きバーナを配置したコージェネレーション装置も提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a gas engine, an exhaust gas boiler that recovers heat of exhaust gas discharged from the gas engine and generates steam, and a gas engine and an exhaust gas boiler connected to each other, and exhaust gas discharged from the gas engine is supplied to the exhaust gas boiler. A gas engine cogeneration apparatus including an exhaust duct has been proposed. In order to further improve the thermal efficiency of the cogeneration apparatus, a cogeneration apparatus in which a reheating burner for burning fuel gas using exhaust gas as combustion air is disposed in an exhaust duct has been proposed (for example, Patent Document 1). reference).
特許文献1で提案されたような追い焚きバーナを備えるコージェネレーション装置では、追い焚きバーナにより燃料ガスが燃焼することにより発生した火炎の輻射熱により、排気ダクトにおける追い焚きバーナの近傍に位置する部分が損傷しやすくなる。そのため、排気ダクトを耐熱性に優れた素材により構成する必要があり、コージェネレーション装置の製造コストが高くなってしまう。 In a cogeneration apparatus having a reheating burner as proposed in Patent Document 1, a portion of the exhaust duct located in the vicinity of the reheating burner is caused by the radiant heat of the flame generated by the combustion of the fuel gas by the reheating burner. It becomes easy to damage. Therefore, it is necessary to configure the exhaust duct with a material having excellent heat resistance, which increases the manufacturing cost of the cogeneration apparatus.
従って、本発明は、排気ダクトの耐熱性を向上させることなく、排気ダクトの内部に追い焚きバーナを配置できるコージェネレーション装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cogeneration apparatus in which a reheating burner can be disposed inside an exhaust duct without improving the heat resistance of the exhaust duct.
本発明は、ガスエンジンと、前記ガスエンジンから排出される排ガスの熱を回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、前記ガスエンジンと前記排ガスボイラとを接続する排気ダクトと、前記排気ダクトの内部に配置され、該排気ダクトを流通する排ガスを燃焼用空気として用いる追い焚きバーナと、前記追い焚きバーナに燃料ガスを供給する燃料供給装置と、を備えるガスエンジンコージェネレーション装置であって、前記排ガスボイラは、排ガスが導入される排ガス導入室と、前記排ガス導入室の上部に設けられる排ガス導入口と、前記排ガス導入室の側方に配置され該排ガス導入室に導入された排ガスからの熱回収を行う熱交換室と、を備え、前記排気ダクトは、下端部が前記排ガス導入口に接続されると共に鉛直方向に延びる鉛直ダクト部を含み、前記追い焚きバーナは、鉛直方向下方に向かって燃料ガスを噴出すると共に、該追い焚きバーナの中心軸が、前記鉛直ダクト部の中心軸と一致するように、該鉛直ダクト部に配置されるガスエンジンコージェネレーション装置に関する。 The present invention relates to a gas engine, an exhaust gas boiler that recovers heat of exhaust gas discharged from the gas engine to generate steam, an exhaust duct that connects the gas engine and the exhaust gas boiler, and an interior of the exhaust duct A gas engine cogeneration apparatus comprising: a reheating burner that uses exhaust gas flowing through the exhaust duct as combustion air, and a fuel supply device that supplies fuel gas to the reheating burner, wherein the exhaust gas The boiler has an exhaust gas introduction chamber into which exhaust gas is introduced, an exhaust gas introduction port provided at an upper portion of the exhaust gas introduction chamber, and heat recovery from the exhaust gas that is disposed on the side of the exhaust gas introduction chamber and introduced into the exhaust gas introduction chamber. A heat exchanging chamber, wherein the exhaust duct is connected to the exhaust gas inlet and has a vertical duct extending in the vertical direction. The reheating burner ejects fuel gas downward in the vertical direction, and the vertical duct portion is arranged such that the central axis of the reheating burner coincides with the central axis of the vertical duct portion. The present invention relates to a gas engine cogeneration system arranged in
また、前記鉛直ダクト部は、円筒形状に構成されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said vertical duct part is comprised by a cylindrical shape.
また、前記追い焚きバーナは、鉛直方向下方に向かって燃料ガスを噴出するノズルと、基端部が前記ノズルに接続されると共に先端部が排ガスの流通方向の下流側に向かって拡径する円錐台状の内筒部と、前記内筒部の周面に形成される複数の貫通孔と、前記内筒部の外側に配置される円筒状の外筒部と、を備えることが好ましい。 The reheating burner includes a nozzle that ejects fuel gas downward in the vertical direction, and a cone that has a base end connected to the nozzle and a tip that expands toward the downstream side in the exhaust gas flow direction. It is preferable to include a trapezoidal inner cylinder part, a plurality of through holes formed in the peripheral surface of the inner cylinder part, and a cylindrical outer cylinder part arranged outside the inner cylinder part.
また、ガスエンジンコージェネレーション装置は、前記追い焚きバーナに供給される燃料ガスの量が、前記ガスエンジンから排出される排ガスの量の4%以下となるように燃料供給装置を制御する制御部を更に備えることが好ましい。 The gas engine cogeneration apparatus includes a control unit that controls the fuel supply apparatus so that the amount of fuel gas supplied to the reheating burner is 4% or less of the amount of exhaust gas discharged from the gas engine. It is preferable to further provide.
本発明のガスエンジンコージェネレーション装置によれば、排気ダクトの耐熱性を向上させることなく、排気ダクトの内部に追い焚きバーナを配置できる。 According to the gas engine cogeneration apparatus of the present invention, the reheating burner can be disposed inside the exhaust duct without improving the heat resistance of the exhaust duct.
以下、本発明のガスエンジンコージェネレーション装置(以下、コージェネレーション装置ともいう)の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、第1実施形態のコージェネレーション装置1の全体構成について、図1〜図3を参照しながら説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of a gas engine cogeneration apparatus (hereinafter also referred to as a cogeneration apparatus) of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the whole structure of the cogeneration apparatus 1 of 1st Embodiment is demonstrated, referring FIGS. 1-3.
第1実施形態のコージェネレーション装置1は、ガスエンジン10と、排ガスボイラ20と、これらガスエンジン10と排ガスボイラ20とを接続する排気ダクト30と、この排気ダクト30の内部に配置される追い焚きバーナ40と、この追い焚きバーナ40に燃料ガスを供給する燃料供給装置50と、これら各機器の動作を制御する制御部60と、を備える。
The cogeneration apparatus 1 according to the first embodiment includes a
ガスエンジン10は、燃料ガスを燃焼させることで駆動して発電を行う。このガスエンジン10からは、燃料ガスを燃焼させることで発生する燃焼ガスが排ガスとして排出される。
The
排ガスボイラ20は、ガスエンジン10から排出される排ガスの熱を回収して蒸気を発生させる。この排ガスボイラ20は、排ガス導入室21と、熱交換室22と、排ガス導出室23と、を備える。
本実施形態では、排ガスボイラ20の外形は、箱型の筐体を主体として構成され、排ガス導入室21、熱交換室22及び排ガス導出室23は、横方向(水平方向)に並んで配置される。
排ガス導入室21には、ガスエンジン10から排出された排ガスが導入される。より具体的には、排ガス導入室21の上部には、排ガスが導入される排ガス導入口211が形成され、排ガスは、この排ガス導入口211から下方に向かって導入される。
The
In the present embodiment, the outer shape of the
The exhaust gas discharged from the
熱交換室22は、排ガス導入室21の側方(下流側)に配置される。この熱交換室22は、複数の水管221が配置された蒸気生成部222と、この蒸気生成部222の下流側に位置し、給水加熱管223が配置された給水予熱部224と、を備える。蒸気生成部222では、排ガス導入室21から導入された排ガスの熱と、複数の水管221の内部に供給された水との間で熱交換が行われ、蒸気が生成される。給水予熱部224では、蒸気生成部222において熱交換を行った排ガスと、給水加熱管223の内部を流通する給水との間で熱交換が行われ、複数の水管221に供給される給水が予熱される。
The
排ガス導出室23は、熱交換室22の下流側に配置される。この排ガス導出室23には、熱交換室22において熱交換を行った排ガスが導入される。排ガス導出室23に導入された排ガスは、排ガス導出室23の上面に形成された排ガス導出口231から、この排ガス導出口231に接続された排気筒24に導出された後、外部に排出される。
The exhaust
排気ダクト30は、基端側がガスエンジン10の排気口(図示せず)に接続され、先端側が排ガスボイラ20の排ガス導入口211に接続される。この排気ダクト30は、ガスエンジン10から排出された排ガスを排ガスボイラ20に供給する。本実施形態では、排気ダクト30は、円筒形状に構成される。そして、排気ダクト30は、排ガス導入口211との接続部分に配置され、鉛直方向に延びる鉛直ダクト部としての鉛直筒部31を有する。
The
追い焚きバーナ40は、図1〜図3に示すように、排気ダクト30における鉛直筒部31に配置される。より詳細には、追い焚きバーナ40は、鉛直筒部31における下部(排ガスボイラ20寄り)に配置される。追い焚きバーナ40は、排気ダクト30の内部を流通する排ガスを燃焼用空気として燃料ガスを燃焼させ、排ガスボイラ20に導入される排ガスの温度を上昇させる。この追い焚きバーナ40は、ノズル41と、内筒部としての保炎筒42と、外筒部としてのエアレジスタ43と、パイロットバーナ44と、を備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ノズル41は、細筒状に形成され、先端部が下方を向いて配置される。ノズル41からは、排気ダクト30(鉛直筒部31)における排ガスの流通方向である鉛直方向下方に向かって燃料ガスが噴出される。
The
保炎筒42は、基端部から先端部に向かって徐々に拡径すると共に基端部及び先端部が開口した円錐台形状に形成される。そして、この保炎筒42は、基端部がノズル41の先端部に接続される。これにより、保炎筒42は、先端側が排ガスの流通方向の下流側である下方に向かって拡径することとなる。この保炎筒42の周面には、複数の貫通孔421が形成される。複数の貫通孔421の大きさ(径)は、保炎筒42の基端側から先端側に向かって徐々に大きくなるように形成される。
The flame-holding
エアレジスタ43は、両端部が開口した円筒状に形成され、保炎筒42の外側に配置される。より具体的には、エアレジスタ43の内径D1は、保炎筒42の先端部の外径D2よりもわずかに大きく構成される。これにより、保炎筒42の外周面とエアレジスタ43の内周面との間には、隙間が形成される。また、エアレジスタ43の長さL1は、保炎筒42の長さL2よりも長く構成される。そして、エアレジスタ43の先端部(下端部)の位置は、保炎筒42の先端部(下端部)の位置よりも低い位置に配置される。
The
保炎筒42の外周面とエアレジスタ43の内周面との間に形成される隙間は、追い焚きバーナ40における燃料ガスの燃焼状態(保炎性)を好適に保つ観点から、エアレジスタ43の内側に導入される排ガスのうちの8%〜12%が通過する程度の大きさであることが好ましい。
The gap formed between the outer peripheral surface of the
また、エアレジスタ43の先端部(下端部)と、保炎筒42の先端部(下端部)との間の距離L3は、追い焚きバーナ40における燃料ガスの燃焼状態(保炎性)を好適に保つ観点から、エアレジスタ43の外径D3の30%〜100%であることが好ましい。
Further, the distance L3 between the front end portion (lower end portion) of the
更に、エアレジスタ43の外径D3は、追い焚きバーナ40における燃料ガスの燃焼状態(保炎性)を好適に保つ観点から、排気ダクト30(鉛直筒部31)の内径D4の30%〜50%であることが好ましい。
Further, the outer diameter D3 of the
以上の追い焚きバーナ40において、ノズル41、保炎筒42及びエアレジスタ43の中心軸は、鉛直筒部31の中心軸と一致する位置に配置される(図3参照)。
In the
このように、ノズル41、保炎筒42及びエアレジスタ43の中心軸を、鉛直筒部31の中心軸と略一致する位置に位置させることで、追い焚きバーナ40を、排気ダクト30の壁面から離間した位置に配置できる。また、追い焚きバーナ40において発生する火炎を重力方向に沿った鉛直方向下方に向かって形成させられるので、火炎が鉛直筒部31に接触することを防げると共に、エアレジスタ43の外側と排気ダクト30の壁面との間に、追い焚きバーナ40により再加熱されていない排ガスの流通する層を形成できる。よって、追い焚きバーナ40を配置することによる排気ダクト30(鉛直筒部31)の温度上昇を低減できるので、排気ダクト30に特別な断熱等を施す必要がなくなる。
Thus, by positioning the central axes of the
尚、エアレジスタ43とノズル41とは、ステー45により固定される(図2参照)。ステー45は、例えば、120度間隔で3箇所、又は90度間隔で4箇所設けられる。また、エアレジスタ43は、ステー(図示せず)により、鉛直筒部31にも固定される。
The
パイロットバーナ44は、追い焚きバーナ40を着火する場合における種火を供給する。パイロットバーナ44は、排気ダクト30(鉛直筒部31)、エアレジスタ43及び保炎筒42を貫通するように挿入される。そして、パイロットバーナ44の先端部は、保炎筒42の内周面と略一致する位置に位置している。
The
尚、排気ダクト30(鉛直筒部31)における追い焚きバーナ40が配置された位置には、炎検出手段が設けられる。炎検出手段は、追い焚きバーナ40における炎の有無を電気的に検出している。
In addition, a flame detection means is provided in the exhaust duct 30 (vertical cylinder part 31) in the position where the
燃料供給装置50は、燃料ガスの供給源(図示せず)から追い焚きバーナ40(ノズル41)に燃料ガスを供給する燃料ガス供給ライン51と、この燃料ガス供給ライン51に設けられる流量調整弁52と、を備える。
燃料ガスとしては、天然ガス(都市ガス)、プロパンガス、消化ガス等が用いられる。
流量調整弁52は、例えば、モータバルブにより構成され、追い焚きバーナ40に供給される燃料ガスの流量を調整する。
The
As the fuel gas, natural gas (city gas), propane gas, digestion gas, or the like is used.
The flow
制御部60は、ガスエンジン10から排出される排ガスの特性に応じて、コージェネレーション装置1のシステム効率を向上させられるように、追い焚きバーナ40に供給する燃料ガスの量を制御する。
即ち、ガスエンジン10から排出される排ガスは、ガスタービンから排出される排ガスに比して、温度及び酸素濃度が低く、また、脈動する。そのため、ガスエンジン10から排出される排ガスのみを燃焼用空気として追い焚きバーナ40により燃料ガスを燃焼させる場合には、ガスタービンの排ガスのみを燃焼用空気として用いる場合よりも追い焚きバーナによる燃料ガスの良好な燃焼状態を維持することが困難となる。つまり、ガスエンジン10から排出される排ガスのみを燃焼用空気とした場合には、排ガス中に含まれる二酸化炭素等の不活性ガスが外乱となって燃料ガスと酸素との結合が難しくなる。このため、ガスエンジン10の排ガス中に含まれる酸素濃度と大気中の酸素濃度比よりも非常に低い燃料供給量でなければ、火炎が安定せず、良好な燃焼状態を保つことが難しい。
The
That is, the exhaust gas discharged from the
また、追い焚きバーナ40への燃料ガスの供給量を多くしすぎた場合には、排ガスボイラ20に導入される排ガスの温度が大きく上昇して、排気ダクト30及び排ガス導入室21の断熱機構を強化する必要が生じ、コージェネレーションシステム1の製造が複雑化すると共に、コージェネレーションシステム1の製造コストが上昇してしまう。
In addition, when the amount of fuel gas supplied to the
そこで、本実施形態では、制御部60は、追い焚きバーナ40に供給される燃料ガスの量が、ガスエンジン10から排出される排ガスの量の4%以下となるように燃料供給装置50を制御する。これにより、ガスタービンの排ガスに比して温度が低く、かつ、酸素濃度の低いガスエンジン10の排ガスを燃焼用空気とした場合も、追い焚きバーナ40により効率よく燃焼させることができる。これにより、排ガスボイラ20に供給される排ガスの温度を確実に上昇させることができるので、ガスエンジンコージェネレーション装置1のシステム効率を効果的に向上させられる。また、追い焚きバーナ40に供給される燃料ガスの量を排ガスの量の4%以下という少ない量にすることで、排ガスが脈動した場合における追い焚きバーナ40に対する影響を低減でき、安定した燃焼を行うことができる。
Therefore, in the present embodiment, the
また、制御部60は、排ガスボイラ20の入口の温度が500℃を超えないように燃料供給装置50から追い焚きバーナ40に供給される燃料ガスの量を制御することが好ましい。これにより、追い焚きを行った後の排ガス温度が過度に上昇することを防止することができる。よって、排気ダクト30及び排ガス導入室21に特別な断熱加工を施すことなく、排ガスボイラ20の効率を向上させることができるので、コージェネレーション装置1の製造(又は改造)にかかるコストを低減できる。
Moreover, it is preferable that the
尚、追い焚きバーナ40に供給する燃料ガスのより好ましい量は、燃料ガスの種類によって異なる。例えば、燃料ガスとして都市ガス(例えば、13Aガス)を用いた場合には、制御部60は、追い焚きバーナ40に供給される燃料ガスの量が、ガスエンジン10から排出される排ガスの量の2%以下となるように制御することが好ましく、1%以下となるように制御することがより好ましく、0.3%以下となるように制御することが更に好ましい。
The more preferable amount of fuel gas supplied to the
次に、第1実施形態のコージェネレーション装置1の動作につき説明する。
コージェネレーション装置1では、まず、ガスエンジン10に燃料ガス及び燃焼用空気が供給されて燃料ガスが燃焼され、発電が行われる。ガスエンジン10において燃料ガスが燃焼して発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気ダクト30に排出される。
排気ダクト30に排出された排ガスは、排ガスボイラ20に向かって鉛直筒部31を下方に向かって流れる。
Next, operation | movement of the cogeneration apparatus 1 of 1st Embodiment is demonstrated.
In the cogeneration apparatus 1, first, fuel gas and combustion air are supplied to the
The exhaust gas discharged to the
鉛直筒部31には、追い焚きバーナ40が配置されており、この追い焚きバーナ40により排ガスは再加熱される。
より詳細には、排気ダクト30(鉛直筒部31)を流通する排ガスのうちの一部が、まず、エアレジスタ43の内側に導入される。そして、このエアレジスタ43の内側に導入された排ガスの大部分(約90%)は、複数の貫通孔421を通じて保炎筒42の内部に導入される。保炎筒42の内部では、ノズル41から燃料ガスが噴出されると共に、パイロットバーナ44により種火が供給される。そして、ノズル41から噴出された燃料ガスは、複数の貫通孔421を通じて保炎筒42の内部に供給される排ガスを燃焼用空気として燃焼する。また、エアレジスタ43の内側に導入された排ガスのうちの一部は、エアレジスタ43と保炎筒42との間に形成された隙間を通って下方に流れる。
A
More specifically, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust duct 30 (vertical cylinder portion 31) is first introduced inside the
このように、本実施形態では、燃料ガスの燃焼に用いられる排ガスの量を制限しつつ、排ガスを徐々に保炎筒42の下流に行くに従って燃料用空気である排ガスの供給量を多くするようにして、ガスエンジン10の排ガスを燃焼用空気として用いる追い焚きバーナ40の保炎性を向上させている。
Thus, in the present embodiment, the amount of exhaust gas that is fuel air is increased as the exhaust gas gradually goes downstream of the flame-holding
即ち、酸素濃度が低く、温度の低いガスエンジン10の排ガスを燃焼用空気とする場合、多量の排ガスをノズル41部近傍で燃料ガスに接触させると、ノズル41から噴出される燃料ガスの一部は燃焼するものの、排ガス中に含まれる酸素の濃度が低いため、酸素と燃料ガスとの接触による燃焼よりも大量の温度の低い排ガスによる火炎の冷却が優位となって、安定的に燃焼させる温度にならない。
That is, when the exhaust gas of the
そこで、エアレジスタ43を配置して、追い焚きバーナ40による燃料ガスの燃焼に用いられる排ガスの量を制限した上で、このエアレジスタ43の内側に導入された排ガスを、複数の貫通孔421を通じて徐々に円錐台形状の保炎筒42の内部に供給させた。このように、燃焼用空気としての排ガス量を保炎筒42の下流側に進むに従って徐々に多くなるように供給するようにすることにより、燃焼火炎の冷却を抑制して、保炎筒42内で高温の燃焼が安定的に維持することができるようにすることができる。
Therefore, the
また、本実施形態では、追い焚きバーナ40は、鉛直筒部31における排ガスボイラ20寄りに配置されている。これにより、追い焚きバーナ40で発生した火炎の輻射熱を排ガスボイラ20に伝えられるので、排ガスボイラ20の熱効率を一層向上させることができる。
In the present embodiment, the
尚、追い焚きバーナ40に供給する燃料ガスのより好ましい量は、燃料ガスの種類によって異なる。例えば、燃料ガスとして都市ガス(例えば、13Aガス)を用いた場合には、追い焚きバーナ40に供給される燃料ガスの量が、ガスエンジン10から排出される排ガスの量の2%以下となるようにすることが好ましく、1%以下となるようにすることがより好ましく、0.3%以下となるようにすることが更に好ましい。
The more preferable amount of fuel gas supplied to the
追い焚きバーナ40により再加熱されて温度が上昇した排ガスは、下方に向かって流れ排ガス導入口211から排ガス導入室21に導入される。追い焚きバーナ40において再加熱され温度が上昇した排ガス(主として排気ダクト30の中央部を流通する排ガス)と、エアレジスタ43の外側を流通し、追い焚きバーナ40により再加熱されていない温度の低い排ガス(主として排気ダクト30の外側を流通する排ガス)とは、排ガス導入室21から略水平方向に流れの向きが変更され、熱交換室22に流入する過程で混合して温度が平均化される。これにより、熱交換室22において、好適に熱交換を行わせられる。
The exhaust gas that has been reheated by the
熱交換室22において、複数の水管221及び給水加熱管223と熱交換を行い温度が低下した排ガスは、排ガス導出室23に導入された後、排ガス導出口231、排気筒24を通って外部に排出される。
In the
次に、本発明のガスエンジンコージェネレーション装置の第2実施形態について、図4を参照しながら説明する。
第2実施形態のコージェネレーション装置1Aは、排気ダクト30と排気筒24とを接続するバイパスダクト70と、ダンパ80と、を更に備える点で第1実施形態と異なる。
Next, a second embodiment of the gas engine cogeneration apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
The
バイパスダクト70の上流側の端部は、排気ダクト30における追い焚きバーナ40が配置された位置よりも上流側に接続される。
ダンパ80は、バイパスダクト70の上流側の端部を閉止して、排気ダクト30を流通する排ガスを排ガスボイラ20側に導く第1状態と、排気ダクト30を閉止して、排ガスをバイパスダクト70側に導く第2状態と、を変更可能に構成される。
The upstream end of the
The
第2実施形態のコージェネレーション装置1Aによれば、第1実施形態と同様の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
コージェネレーション装置1Aを、バイパスダクト70及びダンパ80を含んで構成した。これにより、排ガスボイラ20による蒸気の生成が必要ない場合には、ダンパ80を第2状態とすることにより、排ガスボイラ20に排ガスを導入することなく外部に排出できる。よって、コージェネレーション装置1Aが電気及び蒸気を供給する負荷設備における要求負荷に応じてより柔軟にコージェネレーション装置1Aを稼動させられる。
According to the
The cogeneration apparatus 1 </ b> A includes a
以上、本発明のガスエンジンコージェネレーション装置の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、排ガス導入室21、熱交換室22及び排ガス導出室23を水平方向に並べて配置したが、これに限らない。即ち、排ガス導出室を鉛直方向に沿うように配置してもよく、また、熱交換室の一部(給水予熱部)及び排ガス導出室を鉛直方向に沿うように配置してもよい。
As mentioned above, although each preferred embodiment of the gas engine cogeneration device of the present invention was described, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be changed suitably.
For example, in the above-described embodiment, the exhaust
1,1A ガスエンジンコージェネレーション装置
10 ガスエンジン
20 排ガスボイラ
21 排ガス導入室
22 熱交換室
30 排気ダクト
31 鉛直筒部(鉛直ダクト部)
40 追い焚きバーナ
41 ノズル
42 保炎筒(内筒部)
43 エアレジスタ(外筒部)
50 燃料供給装置
60 制御部
211 排ガス導入口
421 貫通孔
DESCRIPTION OF
40
43 Air register (outer cylinder)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ガスエンジンから排出される、ガスタービンから排出される排ガスに比較して温度及び酸素濃度が低い排ガスの熱を回収して蒸気を発生させる排ガスボイラと、
前記ガスエンジンと前記排ガスボイラとを接続し、前記排ガスボイラの排ガス導入口に設けられ、前記排ガスを上方から下方に向かって流通させる円筒形状に構成される、ウィンドボックスを有しない排気ダクトと、
前記排気ダクトの内部に配置され、該排気ダクトを流通する排ガスのみを燃焼用空気として用いる追い焚きバーナと、
前記追い焚きバーナに燃料ガスを供給する燃料供給装置と、
前記追い焚きバーナに供給される燃料ガスの量が、前記ガスエンジンから排出される排ガスの量の4%以下となるように前記燃料供給装置を制御する制御部と、
を備えるガスエンジンコージェネレーション装置であって、
前記排ガスボイラは、
排ガスが導入される排ガス導入室と、
前記排ガス導入室の上部に設けられる排ガス導入口と、
前記排ガス導入室の側方に配置され該排ガス導入室に導入された排ガスからの熱回収を行う熱交換室と、を備え、
前記排気ダクトは、下端部が前記排ガス導入口に接続されると共に鉛直方向に延びる鉛直ダクト部を含み、
前記追い焚きバーナは、鉛直方向下方に向かって燃料ガスを噴出すると共に、該追い焚きバーナの中心軸が、前記鉛直ダクト部の中心軸と一致するように、該鉛直ダクト部に配置され、前記排気ダクトの壁面付近に前記追い焚きバーナにより再加熱されていない排ガスの流通する層を形成する、ガスエンジンコージェネレーション装置。 A gas engine,
An exhaust gas boiler that generates steam by recovering heat of exhaust gas having a low temperature and oxygen concentration compared to the exhaust gas discharged from the gas turbine ;
An exhaust duct having no wind box, connected to the gas engine and the exhaust gas boiler, provided in an exhaust gas inlet of the exhaust gas boiler and configured in a cylindrical shape for circulating the exhaust gas from above to below ;
A reheating burner that is disposed inside the exhaust duct and uses only exhaust gas flowing through the exhaust duct as combustion air;
A fuel supply device for supplying fuel gas to the burner,
A control unit for controlling the fuel supply device so that the amount of fuel gas supplied to the reheating burner is 4% or less of the amount of exhaust gas discharged from the gas engine;
A gas engine cogeneration system comprising:
The exhaust gas boiler is
An exhaust gas introduction chamber into which exhaust gas is introduced;
An exhaust gas inlet provided in an upper portion of the exhaust gas introduction chamber;
A heat exchange chamber that is disposed on the side of the exhaust gas introduction chamber and performs heat recovery from the exhaust gas introduced into the exhaust gas introduction chamber,
The exhaust duct includes a vertical duct portion having a lower end connected to the exhaust gas inlet and extending in a vertical direction,
The reheating burner is disposed in the vertical duct portion so that fuel gas is ejected downward in the vertical direction, and the central axis of the reheating burner coincides with the central axis of the vertical duct portion , A gas engine cogeneration apparatus that forms a layer through which exhaust gas that has not been reheated by the reheating burner circulates in the vicinity of the wall surface of the exhaust duct .
鉛直方向下方に向かって燃料ガスを噴出するノズルと、
基端部が前記ノズルに接続されると共に先端部が排ガスの流通方向の下流側に向かって拡径する円錐台状の内筒部と、
前記内筒部の周面に形成される複数の貫通孔と、
前記内筒部の外側に配置される円筒状の外筒部と、を備える請求項1又は2に記載のガスエンジンコージェネレーション装置。 The scoring burner is
A nozzle that ejects fuel gas downward in the vertical direction;
A base end portion connected to the nozzle and a tip end portion of the inner cylinder portion having a truncated cone shape whose diameter increases toward the downstream side in the flow direction of the exhaust gas;
A plurality of through-holes formed in the peripheral surface of the inner cylinder part;
The gas engine cogeneration apparatus according to claim 1, further comprising: a cylindrical outer tube portion disposed outside the inner tube portion.
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