JP7757192B2 - Ground flare, gasification facility, and ground flare operation method - Google Patents
Ground flare, gasification facility, and ground flare operation methodInfo
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Description
本開示は、グランドフレア、ガス化設備およびグランドフレアの運転方法に関する。 This disclosure relates to a ground flare, a gasification facility, and a method for operating a ground flare.
可燃性ガスを焼却処理する設備として、グランドフレアが知られている。グランドフレアは、煙筒と、煙筒の下方に設置されたバーナとを備えており、可燃性ガスをバーナにて燃焼し、燃焼排ガスを煙筒より大気へ放出する(特許文献1参照)。特許文献1では、LNGタンクに接続される供給管から3つの分岐配管に分岐させている。第1の分岐配管から第1ステージの1つの可燃性ガスが供給され、第2の分岐配管から第2ステージの3つのバーナに可燃性ガスが供給され、第3の分岐配管から第3ステージの3つのバーナに可燃性ガスが供給される。 Ground flares are known as equipment for incinerating flammable gases. A ground flare is equipped with a smoke stack and a burner installed below the smoke stack. The flammable gas is burned in the burner and the combustion exhaust gas is released into the atmosphere from the smoke stack (see Patent Document 1). In Patent Document 1, a supply pipe connected to an LNG tank branches into three branch pipes. The first branch pipe supplies flammable gas to one of the first stage burners, the second branch pipe supplies flammable gas to three burners in the second stage, and the third branch pipe supplies flammable gas to three burners in the third stage.
特許文献1では、煙突で燃焼の音が共鳴することで低周波音(低周波振動)が発生することを避けるために、異なるステージのバーナ間で供給される可燃性ガスの流量が同等となるように調整している。具体的には、可燃性ガスの流動抵抗を調整する流動抵抗調整部を分岐配管に設け、可燃性ガスの流量を調整することが開示されている。 Patent Document 1 discloses that the flow rates of combustible gas supplied to burners at different stages are adjusted to be equal in order to avoid low-frequency noise (low-frequency vibration) caused by the sound of combustion resonating in the chimney. Specifically, it discloses that a flow resistance adjustment unit that adjusts the flow resistance of the combustible gas is provided in the branch pipe, thereby adjusting the flow rate of the combustible gas.
しかしながら、異なるステージのバーナ間で供給される可燃性ガスの流量を同等とする場合、煙筒の中心側のバーナほど火炎長が長くなる傾向となる。これは、グランドフレアでは風防に設置された空気取込口から燃焼用空気を取り込んでいるため、煙筒の中心側のバーナになるほど空気が行き届きにくくなるためである。 However, when the flow rate of combustible gas supplied between burners at different stages is the same, the flame length tends to be longer for burners closer to the center of the chimney. This is because in a ground flare, combustion air is taken in through an air intake installed in the windshield, and the closer to the center of the chimney the burner, the more difficult it is for air to reach it.
火炎長が長くなると煙筒上部から火炎が飛び出してしまうため、煙筒の外部から視認できる状態となってしまう。そして、外部から火炎が視認できないように煙筒を長くすると、グランドフレアが大型化してしまう。また、煙筒の直径を小さくしてバーナ1本あたりの可燃性ガスの流量を多くすると火炎長が長くなってしまうため、グランドフレアを小型化することが困難となる。 If the flame length is too long, the flame will project from the top of the chimney, making it visible from outside the chimney. If the chimney is made long enough so that the flame cannot be seen from the outside, the ground flare will become larger. Furthermore, if the diameter of the chimney is reduced and the flow rate of flammable gas per burner is increased, the flame length will become longer, making it difficult to reduce the size of the ground flare.
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、可燃性ガスを燃焼する際の火炎長を短くして小型化をすることが可能なグランドフレア、ガス化設備およびグランドフレアの運転方法を提供することを目的とする。 This disclosure has been made in light of these circumstances, and aims to provide a ground flare, gasification equipment, and method of operating a ground flare that can shorten the flame length when burning flammable gas, thereby enabling miniaturization.
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係るグランドフレアは、中心軸に沿って筒状に延びる煙筒と、可燃性ガス流路から可燃性ガスを導いて第1バーナから前記煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第1燃焼部と、前記可燃性ガス流路から前記可燃性ガスを導いて第2バーナから前記煙筒の下方へ前記可燃性ガスを噴出させる第2燃焼部と、を備え、前記中心軸から前記第1バーナまでの第1距離よりも、前記中心軸から前記第2バーナまでの第2距離が長く、前記第1バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第1流量よりも、前記第2バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第2流量が多い。
In order to solve the above problems, the present disclosure employs the following means.
A ground flare according to one aspect of the present disclosure comprises a chimney extending cylindrically along a central axis, a first combustion section that guides combustible gas from a combustible gas flow path and ejects the combustible gas from a first burner into the chimney, and a second combustion section that guides the combustible gas from the combustible gas flow path and ejects the combustible gas from a second burner downward of the chimney, wherein a second distance from the central axis to the second burner is longer than a first distance from the central axis to the first burner, and a second flow rate of the combustible gas that the second burner ejects into the chimney is greater than a first flow rate of the combustible gas that the first burner ejects into the chimney.
本開示の一態様に係るグランドフレアの運転方法は、グランドフレアの運転方法であって、可燃性ガス流路から可燃性ガスを導いて第1バーナから中心軸に沿って筒状に延びる煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第1燃焼工程と、前記可燃性ガス流路から前記可燃性ガスを導いて第2バーナから前記煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第2燃焼工程と、を備え、前記中心軸から前記第1バーナまでの第1距離よりも、前記中心軸から前記第2バーナまでの第2距離が長く、前記第1バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第1流量よりも、前記第2バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第2流量が多い。 A method of operating a ground flare according to one aspect of the present disclosure is a method of operating a ground flare, comprising: a first combustion process of guiding combustible gas from a combustible gas flow path and ejecting the combustible gas from a first burner into a chimney extending cylindrically along a central axis; and a second combustion process of guiding the combustible gas from the combustible gas flow path and ejecting the combustible gas from a second burner into the chimney, wherein a second distance from the central axis to the second burner is longer than a first distance from the central axis to the first burner, and a second flow rate of the combustible gas ejected by the second burner into the chimney is greater than a first flow rate of the combustible gas ejected by the first burner into the chimney.
本開示によれば、可燃性ガスを燃焼する際の火炎長を短くして小型化をすることが可能なグランドフレア、ガス化設備およびグランドフレアの運転方法を提供することができる。 This disclosure provides a ground flare, gasification equipment, and method of operating a ground flare that can shorten the flame length when burning flammable gas, thereby enabling miniaturization.
以下に、本開示にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、ガス化設備を含むガス化複合発電設備の一例として石炭ガス化複合発電設備(以下「IGCC」という。IGCCはIntegrated Coal Gasification Combined Cycleの省略形。)1が示されている。IGCC1の石炭ガス化炉(上流側設備、ガス化炉)10は、図示しないミルによって粉砕された石炭(微粉炭)を石炭ガス化炉内に投入して部分燃焼させてガス化し、可燃性ガスを生成する。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
1 shows an integrated coal gasification combined cycle (IGCC) power plant 1 as an example of an integrated coal gasification combined cycle (IGCC) power plant that includes a gasification facility. A coal gasifier (upstream facility, gasifier) 10 of the IGCC 1 feeds coal (pulverized coal) pulverized by a mill (not shown) into the coal gasifier, partially combusts the coal, and gasifies it to generate combustible gas.
なお、以下の説明では、微粉炭から可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉10を例示する。本開示のガス化炉は、炭素含有固体燃料が好適に用いられるが、石炭以外では、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ等のバイオマス燃料や廃棄物由来燃料など、他の炭素含有固体燃料をガス化するものにも適用可能である。また、本開示のガス化炉は、IGCCとして生成した生成ガスを、ガス精製設備で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン設備に供給して発電を行っているが、発電用に限らず、所望の化学物質を得る化学プラント用のガス発生炉にも適用可能である。 The following description will exemplify a coal gasifier 10 that produces combustible gas from pulverized coal. The gasifier of the present disclosure is suitable for use with carbon-containing solid fuels, but it can also be used to gasify other carbon-containing solid fuels, such as biomass fuels and waste-derived fuels, such as thinned wood, scrap wood, driftwood, grass, waste, sludge, and tires. The gasifier of the present disclosure also refines the product gas produced as an IGCC in a gas refinery facility to produce fuel gas, which is then supplied to a gas turbine facility to generate electricity. However, the gasifier is not limited to power generation applications; it can also be used as a gas generator for chemical plants to produce desired chemical substances.
図1に示すように、IGCC1は、主な構成要素として、燃料である微粉炭を供給する給炭装置20と、ガス化剤とともに供給された微粉炭(炭素含有固体燃料)をガス化して可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉10と、可燃性ガスとともに排出されるチャー(石炭の未反応分と灰分による粉体)を分離・回収して石炭ガス化炉10に再投入するチャー回収装置30と、可燃性ガスを精製してガス中から不純物を取り除くガス精製設備40と、精製された可燃性ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービン設備50と、ガスタービン設備50から排出される高温の燃焼排ガス中の熱を回収して蒸気を生成する排熱回収ボイラ(HRSG)60と、排熱回収ボイラ60やガス化炉10から供給される蒸気により回転駆動される蒸気タービン70とを具備して構成される。 As shown in FIG. 1, the IGCC 1 mainly comprises a coal feeder 20 that supplies pulverized coal as fuel; a coal gasifier 10 that gasifies the pulverized coal (carbon-containing solid fuel) supplied along with a gasifying agent to produce combustible gas; a char recovery unit 30 that separates and recovers char (powder composed of unreacted coal and ash) discharged along with the combustible gas and reinjects it into the coal gasifier 10; a gas purification system 40 that refines the combustible gas and removes impurities from it; a gas turbine system 50 that is driven to rotate by combusting at least a portion of the refined combustible gas; a heat recovery steam generator (HRSG) 60 that recovers heat from the high-temperature combustion exhaust gas discharged from the gas turbine system 50 to produce steam; and a steam turbine 70 that is driven to rotate by steam supplied from the heat recovery steam generator 60 and the gasifier 10.
石炭ガス化炉10には、例えば空気吹き二段噴流床ガス化炉と呼ばれる方式の炉が採用されている。この石炭ガス化炉10は、高温燃焼を得るコンバスタ部と、その高温ガスを有効利用してガス化反応を行うリダクタ部と、による二段構成とされ、酸化剤とともに導入した微粉炭を部分燃焼させることでガス化させて可燃性ガスを含む生成ガスを生成する装置である。石炭ガス化炉10で生成した生成ガスは可燃性ガスとともに微粒子状態のチャーを含むため、開閉弁12を備えた可燃性ガス供給系統11を介して、後述するチャー回収装置30へと導かれる。 The coal gasifier 10 employs, for example, a type of furnace known as an air-blown two-stage entrained-flow gasifier. This coal gasifier 10 has a two-stage configuration consisting of a combustor section that obtains high-temperature combustion and a reductor section that effectively utilizes the high-temperature gas to carry out a gasification reaction. It gasifies pulverized coal introduced together with an oxidizer through partial combustion, producing a product gas containing combustible gas. The product gas produced by the coal gasifier 10 contains char in a fine particle state as well as combustible gas, and is therefore guided to a char recovery device 30 (described below) via a combustible gas supply system 11 equipped with an on-off valve 12.
ここで使用する酸化剤としては、空気、酸素富化空気、酸素、水蒸気等を例示でき、例えばガスタービン設備50から供給される圧縮空気と、空気分離装置(ASU)80から供給される酸素とを混合して使用されてもよい。 Examples of oxidizing agents used here include air, oxygen-enriched air, oxygen, and water vapor. For example, a mixture of compressed air supplied from the gas turbine facility 50 and oxygen supplied from the air separation unit (ASU) 80 may be used.
空気分離装置80と石炭ガス化炉10のコンバスタ部との間は、イナートガス供給流路81及び酸素供給流路83により接続されている。イナートガス供給流路81は、空気分離装置80で得られた窒素ガス(イナートガス)をコンバスタ部へ供給する配管流路であり、流路途中にはイナートガス流量調整弁82が設けられている。また、酸素供給流路83は、空気分離装置80で得られた酸素ガスをコンバスタ部へ供給する配管流路であり、流路途中には酸素流量調整弁84が設けられている。 The air separation unit 80 and the combustor section of the coal gasifier 10 are connected by an inert gas supply flow path 81 and an oxygen supply flow path 83. The inert gas supply flow path 81 is a piping flow path that supplies nitrogen gas (inert gas) obtained in the air separation unit 80 to the combustor section, and is provided with an inert gas flow control valve 82 midway through the flow path. The oxygen supply flow path 83 is a piping flow path that supplies oxygen gas obtained in the air separation unit 80 to the combustor section, and is provided with an oxygen flow control valve 84 midway through the flow path.
コンバスタ部には、後述するガスタービン設備50の圧縮機52から、酸化剤として抽気した圧縮空気の供給を受ける空気供給流路55が接続されている。この空気供給流路55は、流路途中に設けた空気流量調整弁56を備えている。 An air supply flow path 55 is connected to the combustor section, which receives compressed air extracted as an oxidizer from the compressor 52 of the gas turbine equipment 50 (described below). This air supply flow path 55 is equipped with an air flow control valve 56 installed midway through the flow path.
石炭ガス化炉10で生成された生成ガスは、チャーを含んだ状態でチャー回収装置30へ導かれる。チャー回収装置30は、例えば、集塵装置としてサイクロン31とポーラスフィルタ32とが連結管33を介して直列に接続された構成とされ、上流側に設置されたサイクロン31で粒子を分離除去させた可燃性ガス成分がポーラスフィルタ32へ導入される。 The product gas produced in the coal gasifier 10, containing char, is introduced to the char recovery device 30. The char recovery device 30 is configured, for example, as a dust collection device, with a cyclone 31 and a porous filter 32 connected in series via a connecting pipe 33, and combustible gas components from which particles have been separated and removed in the cyclone 31 installed upstream are introduced into the porous filter 32.
なお、ポーラスフィルタ32は、サイクロン31の後流側に設置されたフィルタであり、可燃性ガス中の微細チャーを回収する設備である。チャー回収装置30では、集塵して可燃性ガスから分離されたチャーが、図示しない供給ホッパで一時的に貯留される。そして、供給ホッパからイナートガス供給流路81より供給されるイナートガスによりチャー戻しラインを介してガス化炉に供給される。 The porous filter 32 is a filter installed downstream of the cyclone 31 and is a device for recovering fine char from the combustible gas. In the char recovery device 30, the char separated from the combustible gas through dust collection is temporarily stored in a supply hopper (not shown). The char is then supplied to the gasification furnace via the char return line by inert gas supplied from the supply hopper through the inert gas supply passage 81.
チャー回収装置30でチャーを分離除去された可燃性ガスは、可燃性ガス供給系統34を介してガス精製設備40へ導かれる。このガス精製設備40では、可燃性ガスを精製して硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除き、ガスタービン設備50の燃料ガスに適した性状の可燃性ガスとする。 The combustible gas from which the char has been separated and removed in the char recovery unit 30 is led to the gas purification system 40 via the combustible gas supply system 34. In this gas purification system 40, the combustible gas is purified to remove impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds, resulting in combustible gas with properties suitable for use as fuel gas for the gas turbine system 50.
ガス精製設備40で生成された可燃性ガス(燃料ガス)は、可燃性ガス供給系統41を介してガスタービン設備50の燃焼器51に供給され、圧縮機52から導入した圧縮空気を用いて燃焼させられる。 The combustible gas (fuel gas) produced in the gas purification equipment 40 is supplied to the combustor 51 of the gas turbine equipment 50 via the combustible gas supply system 41, and is combusted using compressed air introduced from the compressor 52.
可燃性ガスが燃焼すると、高温高圧の燃焼ガスが生成されて燃焼器51からガスタービン53へ供給される。この結果、高温高圧の燃焼ガスが膨張することで仕事をしてガスタービン53を回転駆動するとともに、高温の燃焼排ガスが排出される。そして、ガスタービン53の軸回転出力は、発電機71や圧縮機52の回転駆動源として使用される。 When combustible gas burns, high-temperature, high-pressure combustion gas is generated and supplied from the combustor 51 to the gas turbine 53. As a result, the high-temperature, high-pressure combustion gas expands, doing work and rotating the gas turbine 53, while high-temperature combustion exhaust gas is discharged. The shaft rotational output of the gas turbine 53 is then used as a rotational drive source for the generator 71 and compressor 52.
なお、圧縮機52から供給される圧縮空気は、可燃性ガス燃焼用として燃焼器51へ供給されるだけでなく、一部が抽気されて抽気空気昇圧器54で昇圧された後、空気供給流路55を通って石炭ガス化炉10の酸化剤としても使用される。 The compressed air supplied from the compressor 52 is not only supplied to the combustor 51 for combustible gas combustion, but also partially extracted and pressurized by the extracted air booster 54, after which it passes through the air supply passage 55 and is used as an oxidizer for the coal gasifier 10.
ガスタービン53で仕事をした燃焼排ガスは、排熱回収ボイラ60へ導かれる。この排熱回収ボイラ60は、燃焼排ガスが保有する熱を回収して給水から蒸気を生成する設備である。すなわち、排熱回収ボイラ60では、燃焼排ガスと給水との熱交換により蒸気を生成し、生成された蒸気は蒸気タービン70へ供給され、蒸気タービン70が回転駆動し、温度低下した燃焼排ガスは必要な処理を施した後に大気へ放出される。 The flue gas that has done work in the gas turbine 53 is directed to the heat recovery boiler 60. This heat recovery boiler 60 is equipment that recovers the heat contained in the flue gas and generates steam from feedwater. That is, the heat recovery boiler 60 generates steam through heat exchange between the flue gas and feedwater, and the generated steam is supplied to the steam turbine 70, which rotates and drives the flue gas. The cooled flue gas is then subjected to the necessary treatment before being released into the atmosphere.
こうして駆動されたガスタービン53及び蒸気タービン70は、例えば同軸の発電機71を回転駆動して発電する駆動源となる。なお、ガスタービン53及び蒸気タービン70は、各々専用の発電機71を回転駆動するようにしてもよく、特に限定されることはない。 The gas turbine 53 and steam turbine 70 driven in this manner serve as a driving source that generates electricity by, for example, rotating a coaxial generator 71. Note that the gas turbine 53 and steam turbine 70 may each rotate their own dedicated generator 71, and are not particularly limited.
次に、IGCC1について、起動時における石炭ガス化炉10からの生成ガスの処理について説明する。 Next, we will explain how the IGCC 1 processes the generated gas from the coal gasifier 10 during startup.
ガス精製設備40の下流側には分岐点Jが設けられており、可燃性ガス供給系統41から分岐してグランドフレア100と接続されるグランドフレア用流路(可燃性ガス流路)91が設けられている。グランドフレア用流路91及び可燃性ガス供給系統41には、それぞれ、流路切替用の開閉弁92,13が設けられている。また、グランドフレア用流路91には、グランドフレア100の入口側に入口弁97が設けられている。 A branch point J is provided downstream of the gas purification equipment 40, and a ground flare flow path (flammable gas flow path) 91 is provided, branching off from the flammable gas supply system 41 and connecting to the ground flare 100. The ground flare flow path 91 and the flammable gas supply system 41 are each provided with on-off valves 92 and 13 for flow path switching. The ground flare flow path 91 is also provided with an inlet valve 97 on the inlet side of the ground flare 100.
上記のように構成されたIGCC1において、プラントの起動時や、ガスタービン設備50の緊急停止時など、石炭ガス化炉10からの可燃性ガスを、燃焼器51に受け入れることができない場合がある。そのような場合に、石炭ガス化炉10からの可燃性ガスをグランドフレア100に導いて生成ガスの焼却処理を行う。このとき、開閉弁13は閉とされ、開閉弁92及び入口弁97が開とされる。 In the IGCC 1 configured as described above, there are times when the combustor 51 cannot receive the flammable gas from the coal gasifier 10, such as during plant startup or an emergency shutdown of the gas turbine equipment 50. In such cases, the flammable gas from the coal gasifier 10 is directed to the ground flare 100 to incinerate the generated gas. At this time, the on-off valve 13 is closed, and the on-off valve 92 and inlet valve 97 are opened.
ガスタービン設備50の運転が可能な状態になると、燃焼器51入口の可燃性ガス供給系統41に設置された開閉弁13は閉から開とされ、グランドフレア用流路91に設けられた流路切替用の開閉弁92及び入口弁97が開から閉とされる。これにより、燃焼器51入口上流でのJ点にて、グランドフレア100に至るグランドフレア用流路91へ流通していた生成ガスが、J点から燃焼器51入口側へ流通するように切り替えられる。 When the gas turbine equipment 50 is ready to operate, the on-off valve 13 installed in the flammable gas supply system 41 at the inlet of the combustor 51 is changed from closed to open, and the flow path switching on-off valve 92 and inlet valve 97 installed in the ground flare flow path 91 are changed from open to closed. As a result, at point J upstream of the inlet of the combustor 51, the generated gas that had been flowing through the ground flare flow path 91 leading to the ground flare 100 is switched to flow from point J to the inlet side of the combustor 51.
次に、図2を参照して、グランドフレア100について詳細に説明する。図2は、本開示の一実施形態に係るグランドフレア100を示す縦断面図である。図3は、図2に示すグランドフレア100のA-A矢視断面図である。図2は、図3に示すグランドフレア100のB-B矢視断面図となっている。図4は、可燃性ガス供給系統を示した概略構成図である。 Next, the ground flare 100 will be described in detail with reference to Figure 2. Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view showing the ground flare 100 according to one embodiment of the present disclosure. Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the ground flare 100 shown in Figure 2. Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line B-B of the ground flare 100 shown in Figure 3. Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration of a flammable gas supply system.
図2から図4に示すように、グランドフレア100は、燃焼部(第1燃焼部)110と、燃焼部120と、燃焼部130と、燃焼部(第2燃焼部)140と、燃焼部(第2燃焼部)150と、煙筒160と、風防170と、制御部180と、圧力センサPTと、を備える。 As shown in Figures 2 to 4, the ground flare 100 includes a combustion section (first combustion section) 110, a combustion section 120, a combustion section 130, a combustion section (second combustion section) 140, a combustion section (second combustion section) 150, a smoke tube 160, a windshield 170, a control section 180, and a pressure sensor PT.
図2において、燃焼部110の上方、燃焼部140の上方、燃焼部150の上方に示す複数のハッチング部分は、可燃性ガスが燃焼して発生する火炎を示している。後述する図7,図8も同様である。 In Figure 2, the hatched areas shown above combustion section 110, above combustion section 140, and above combustion section 150 represent flames generated by the combustion of flammable gas. The same applies to Figures 7 and 8, which will be described later.
燃焼部110は、グランドフレア用流路91から可燃性ガスを導いてバーナ(第1バーナ)111から煙筒160の下方空間に可燃性ガスを噴出させる装置である。燃焼部110は、バーナ111と、分岐配管112と、第1開閉弁113と、オリフィス(第1流量調整部)114と、を有する。グランドフレア100は、1つの燃焼部110を有する。図3に示すように、バーナ111は、中心軸Cに直交する水平面において、中心軸Cの位置に配置される。 The combustion section 110 is a device that guides flammable gas from the ground flare flow path 91 and ejects the flammable gas from a burner (first burner) 111 into the space below the chimney 160. The combustion section 110 has a burner 111, a branch pipe 112, a first on-off valve 113, and an orifice (first flow rate adjustment section) 114. The ground flare 100 has one combustion section 110. As shown in Figure 3, the burner 111 is positioned at the center axis C in a horizontal plane perpendicular to the center axis C.
燃焼部110は、第1開閉弁113を開状態とすることにより、グランドフレア用流路91から分岐配管112に可燃性ガスを導き、バーナ111から煙筒160へ可燃性ガスを噴出させる。オリフィス114は、グランドフレア用流路91とバーナ111との間の分岐配管112に配置され、バーナ111が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量を規定する。 By opening the first on-off valve 113, the combustion section 110 guides flammable gas from the ground flare flow path 91 to the branch pipe 112, causing the burner 111 to eject the flammable gas into the chimney 160. The orifice 114 is located in the branch pipe 112 between the ground flare flow path 91 and the burner 111, and determines the flow rate of flammable gas that the burner 111 ejects into the chimney 160.
燃焼部120は、グランドフレア用流路91から可燃性ガスを導いてバーナ(第1バーナ)121から煙筒160の下方空間に可燃性ガスを噴出させる装置である。燃焼部120は、バーナ121と、分岐配管122と、第2開閉弁123と、オリフィス124と、を有する。グランドフレア100は、3つの燃焼部120を有する。図3に示すように、バーナ121は、中心軸Cに直交する水平面において、中心軸Cからの距離がL1となる位置に中心軸C回りに120度の間隔で3箇所に配置される。 The combustion section 120 is a device that guides flammable gas from the ground flare flow path 91 and ejects the flammable gas from a burner (first burner) 121 into the space below the chimney 160. The combustion section 120 has a burner 121, a branch pipe 122, a second on-off valve 123, and an orifice 124. The ground flare 100 has three combustion sections 120. As shown in Figure 3, the burners 121 are arranged at three locations around the central axis C at intervals of 120 degrees, at a distance L1 from the central axis C, in a horizontal plane perpendicular to the central axis C.
燃焼部120は、第2開閉弁123を開状態とすることにより、グランドフレア用流路91から分岐配管122に可燃性ガスを導き、バーナ121から煙筒160へ可燃性ガスを噴出させる。オリフィス124は、グランドフレア用流路91とバーナ121との間の分岐配管122に配置され、バーナ121が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量を規定する。 By opening the second on-off valve 123, the combustion section 120 guides flammable gas from the ground flare flow path 91 to the branch pipe 122, causing the burner 121 to eject the flammable gas into the chimney 160. The orifice 124 is located in the branch pipe 122 between the ground flare flow path 91 and the burner 121, and determines the flow rate of flammable gas that the burner 121 ejects into the chimney 160.
燃焼部130は、グランドフレア用流路91から可燃性ガスを導いてバーナ(第1バーナ)131から煙筒160の下方空間に可燃性ガスを噴出させる装置である。燃焼部130は、バーナ131と、分岐配管132と、第3開閉弁133と、オリフィス134と、を有する。グランドフレア100は、3つの燃焼部130を有する。図3に示すように、バーナ131は、中心軸Cに直交する水平面において、中心軸Cからの距離がL1となる位置に中心軸C回りに120度の間隔で3箇所に配置される。3つのバーナ121および3つのバーナ131は、中心軸C回りに交互に配置される。 The combustion section 130 is a device that guides flammable gas from the ground flare flow path 91 and ejects it from the burner (first burner) 131 into the space below the chimney 160. The combustion section 130 has a burner 131, a branch pipe 132, a third on-off valve 133, and an orifice 134. The ground flare 100 has three combustion sections 130. As shown in FIG. 3 , the burners 131 are arranged at three locations, spaced 120 degrees apart around the central axis C, at a distance L1 from the central axis C in a horizontal plane perpendicular to the central axis C. The three burners 121 and three burners 131 are arranged alternately around the central axis C.
燃焼部130は、第3開閉弁133を開状態とすることにより、グランドフレア用流路91から分岐配管132に可燃性ガスを導き、バーナ131から煙筒160へ可燃性ガスを噴出させる。オリフィス134は、グランドフレア用流路91とバーナ131との間の分岐配管132に配置され、バーナ131が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量を規定する。 By opening the third on-off valve 133, the combustion section 130 guides flammable gas from the ground flare flow path 91 to the branch pipe 132, causing the burner 131 to spray the flammable gas into the smoke stack 160. The orifice 134 is located in the branch pipe 132 between the ground flare flow path 91 and the burner 131, and determines the flow rate of flammable gas that the burner 131 sprays into the smoke stack 160.
燃焼部140は、グランドフレア用流路91から可燃性ガスを導いてバーナ(第2バーナ)141から煙筒160の下方空間に可燃性ガスを噴出させる装置である。燃焼部140は、バーナ141と、分岐配管142と、第4開閉弁143と、オリフィス(第2流量調整部)144と、を有する。グランドフレア100は、3つの燃焼部140を有する。図3に示すように、バーナ141は、中心軸Cに直交する水平面において、中心軸Cからの距離がL2となる位置に中心軸C回りに120度の間隔で3箇所に配置される。図3に示すように、距離L2は、距離L1よりも長い。 The combustion section 140 is a device that guides flammable gas from the ground flare flow path 91 and ejects it from a burner (second burner) 141 into the space below the chimney 160. The combustion section 140 includes a burner 141, a branch pipe 142, a fourth on-off valve 143, and an orifice (second flow rate adjustment section) 144. The ground flare 100 has three combustion sections 140. As shown in FIG. 3, the burners 141 are arranged at three locations around the central axis C at intervals of 120 degrees, at positions that are a distance L2 from the central axis C in a horizontal plane perpendicular to the central axis C. As shown in FIG. 3, distance L2 is longer than distance L1.
燃焼部140は、第4開閉弁143を開状態とすることにより、グランドフレア用流路91から分岐配管142に可燃性ガスを導き、バーナ141から煙筒160へ可燃性ガスを噴出させる。オリフィス144は、グランドフレア用流路91とバーナ141との間の分岐配管142に配置され、バーナ141が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量を規定する。 By opening the fourth on-off valve 143, the combustion section 140 guides flammable gas from the ground flare flow path 91 to the branch pipe 142, causing the burner 141 to eject the flammable gas into the chimney 160. The orifice 144 is located in the branch pipe 142 between the ground flare flow path 91 and the burner 141, and determines the flow rate of flammable gas that the burner 141 ejects into the chimney 160.
燃焼部150は、グランドフレア用流路91から可燃性ガスを導いてバーナ(第2バーナ)151から煙筒160の下方空間に可燃性ガスを噴出させる装置である。燃焼部150は、バーナ151と、分岐配管152と、第5開閉弁153と、オリフィス(第2流量調整部)154と、を有する。グランドフレア100は、3つの燃焼部150を有する。図3に示すように、バーナ151は、中心軸Cに直交する水平面において、中心軸Cからの距離がL2となる位置に中心軸C回りに120度の間隔で3箇所に配置される。 The combustion section 150 is a device that guides flammable gas from the ground flare flow path 91 and ejects it from a burner (second burner) 151 into the space below the chimney 160. The combustion section 150 has a burner 151, a branch pipe 152, a fifth on-off valve 153, and an orifice (second flow rate adjustment section) 154. The ground flare 100 has three combustion sections 150. As shown in Figure 3, the burners 151 are arranged at three locations around the central axis C at intervals of 120 degrees, at positions that are a distance L2 from the central axis C in a horizontal plane perpendicular to the central axis C.
図3に示すように、3つのバーナ141および3つのバーナ151は、中心軸C回りに交互に配置される。3つのバーナ141および3つのバーナ151は、中心軸Cに直交する水平面において、グランドフレア100が備える複数のバーナのうち中心軸Cからの距離が最も長くなる最外周の位置に配置される。 As shown in FIG. 3, the three burners 141 and the three burners 151 are arranged alternately around the central axis C. In a horizontal plane perpendicular to the central axis C, the three burners 141 and the three burners 151 are arranged at the outermost positions, which are the farthest from the central axis C among the multiple burners provided in the grand flare 100.
燃焼部150は、第5開閉弁153を開状態とすることにより、グランドフレア用流路91から分岐配管152に可燃性ガスを導き、バーナ151から煙筒160へ可燃性ガスを噴出させる。オリフィス154は、グランドフレア用流路91とバーナ151との間の分岐配管152に配置され、バーナ151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量を規定する。 By opening the fifth on-off valve 153, the combustion section 150 guides flammable gas from the ground flare flow path 91 to the branch pipe 152, causing the burner 151 to eject the flammable gas into the chimney 160. The orifice 154 is located in the branch pipe 152 between the ground flare flow path 91 and the burner 151, and determines the flow rate of flammable gas that the burner 151 ejects into the chimney 160.
煙筒160は、鉛直方向に延びる中心軸Cに沿って円筒状に延びる構造体である。煙筒160の内部は空洞となっており、バーナ111,121,131,141,151によって燃焼した可燃性ガスの燃焼排ガスが鉛直上方に向けて流れるようになっている。煙筒160の上端は、開放されており、この上端から燃焼排ガスが大気へと放出される。 The chimney 160 is a cylindrical structure extending along a central axis C that extends vertically. The interior of the chimney 160 is hollow, allowing the combustion exhaust gas of the flammable gas burned by the burners 111, 121, 131, 141, and 151 to flow vertically upward. The upper end of the chimney 160 is open, and the combustion exhaust gas is released into the atmosphere from this upper end.
煙筒160の鉛直方向下方は開放されており、この位置に複数のバーナ111,121,131,141,151が配置されている。バーナ111,121,131,141,151は、石炭ガス化炉10(図1参照)から導かれた可燃性ガスを燃焼する。各バーナの着火および消火等の制御は、制御部180によって行われる。 The vertically lower portion of the chimney 160 is open, and multiple burners 111, 121, 131, 141, and 151 are disposed at this position. The burners 111, 121, 131, 141, and 151 burn flammable gas guided from the coal gasifier 10 (see Figure 1). Ignition and extinguishing of each burner are controlled by the control unit 180.
風防170は、煙筒160の外周側から煙筒160の下端に燃焼用空気Acを導く装置である。風防170は、煙筒160に固定される上側部材171と、煙筒160の下端から中心軸Cに沿って間隔を空けて配置される下側部材172とを有する。風防170は、上側部材171の内周面と下側部材172の外周面との間から中心軸Cに沿って下方から上方に向けて燃焼用空気Acを導入する。 The windshield 170 is a device that guides combustion air Ac from the outer periphery of the chimney 160 to the lower end of the chimney 160. The windshield 170 has an upper member 171 that is fixed to the chimney 160, and a lower member 172 that is spaced apart from the lower end of the chimney 160 along the central axis C. The windshield 170 guides combustion air Ac from below upward along the central axis C between the inner periphery of the upper member 171 and the outer periphery of the lower member 172.
また、風防170は、上側部材171の内側に導かれた燃焼用空気Acを、煙筒160の外周面と下側部材172の内周面との間から中心軸Cに沿って上方から下方に導く。煙筒160の下端に導かれた燃焼用空気Acは、煙筒160の外周側から中心軸Cに向けて導かれ、煙筒160の内部に供給される。煙筒160の内部に供給された燃焼用空気Acは、中心軸Cに沿って下方から上方に導かれ、バーナ111,121,131を含む複数のバーナから噴出する可燃性ガスの燃焼に用いられる。 In addition, the windshield 170 guides the combustion air Ac introduced inside the upper member 171 from above downward along the central axis C between the outer circumferential surface of the chimney 160 and the inner circumferential surface of the lower member 172. The combustion air Ac introduced to the lower end of the chimney 160 is guided from the outer circumferential side of the chimney 160 toward the central axis C and supplied to the interior of the chimney 160. The combustion air Ac supplied to the interior of the chimney 160 is guided from below upward along the central axis C and is used to combustible gases ejected from multiple burners, including burners 111, 121, and 131.
制御部180は、グランドフレア100の各部を制御する装置である。制御部180は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。 The control unit 180 is a device that controls each part of the Grand Flare 100. The control unit 180 is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and computer-readable storage media. The series of processes for realizing various functions are stored in the storage media, for example, in the form of a program. The CPU reads this program into the RAM and executes information processing and arithmetic operations to realize various functions.
なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等である。 The program may be pre-installed in ROM or other storage media, provided stored on computer-readable storage media, or distributed via wired or wireless communication means. Computer-readable storage media include magnetic disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, and semiconductor memory.
圧力センサPTは、グランドフレア用流路91を流通する可燃性ガスの圧力値Paを検出するセンサである。圧力センサPTは、分岐配管112,122,132,142,152に分岐する前のグランドフレア用流路91に設けられている。圧力センサPTは、検出した圧力値Paを制御部180に伝達する。 The pressure sensor PT is a sensor that detects the pressure value Pa of the flammable gas flowing through the ground flare flow path 91. The pressure sensor PT is provided in the ground flare flow path 91 before it branches into the branch pipes 112, 122, 132, 142, and 152. The pressure sensor PT transmits the detected pressure value Pa to the control unit 180.
次に、グランドフレア100の動作について図5および図6を参照して説明する。図5は、制御部180が実行する処理を示すフローチャートである。図6は、可燃性ガスの圧力および流量の時間変化を示すグラフである。図6において、流量値Faは、グランドフレア用流路91を流通する可燃性ガスの流量を示す。 Next, the operation of the ground flare 100 will be described with reference to Figures 5 and 6. Figure 5 is a flowchart showing the processing executed by the control unit 180. Figure 6 is a graph showing the changes in pressure and flow rate of flammable gas over time. In Figure 6, the flow rate value Fa indicates the flow rate of flammable gas flowing through the ground flare flow path 91.
制御部180は、ガスタービン設備50の緊急停止など、生成ガスの焼却処理の開始に応答して、本フローチャートの処理を開始する。図6において、本フローチャートの処理を開始するタイミングは時刻T1である。本フローチャートの処理を開始する時点において、第1開閉弁113,第2開閉弁123,第3開閉弁133,第4開閉弁143,第5開閉弁153は、いずれも閉状態に維持されている。ステップS101で、制御部180は、第1開閉弁113を開くよう第1開閉弁113を制御する。図6に示すように、処理すべき生成ガス量が増加傾向にあるため、グランドフレア用流路91の可燃性ガスの圧力値Paは、時刻T2に至るまで漸次増加する。 The control unit 180 initiates the processing of this flowchart in response to the start of the generated gas incineration process, such as an emergency shutdown of the gas turbine equipment 50. In Figure 6, the timing for starting the processing of this flowchart is time T1. At the time when the processing of this flowchart is initiated, the first on-off valve 113, second on-off valve 123, third on-off valve 133, fourth on-off valve 143, and fifth on-off valve 153 are all maintained in a closed state. In step S101, the control unit 180 controls the first on-off valve 113 to open it. As shown in Figure 6, because the amount of generated gas to be treated is on the rise, the pressure value Pa of the flammable gas in the ground flare flow path 91 gradually increases until time T2.
ステップS102で、制御部180は、圧力センサPTが検出する圧力値Paが第1圧力値P1を上回るかどうかを判断し、YESであればステップS103に処理を進め、NOであればステップS102の判断を継続する。図6において、制御部180がステップS102でYESと判断するタイミングは時刻T2である。 In step S102, the control unit 180 determines whether the pressure value Pa detected by the pressure sensor PT exceeds the first pressure value P1. If the answer is YES, the process proceeds to step S103; if the answer is NO, the control unit 180 continues making the determination in step S102. In Figure 6, the timing at which the control unit 180 determines YES in step S102 is time T2.
ステップS103で、制御部180は、第2開閉弁123を開くよう第2開閉弁123を制御する。図6に示すように、第2開閉弁123を開くことにより、時刻T2の直後にグランドフレア用流路91から分岐配管122へ可燃性ガスが流入して圧力値Paが減少する。その後、処理すべき生成ガス量が増加傾向にあるため、グランドフレア用流路91の可燃性ガスの圧力値Paは、時刻T3に至るまで漸次増加する。 In step S103, the control unit 180 controls the second on-off valve 123 to open it. As shown in FIG. 6 , opening the second on-off valve 123 causes flammable gas to flow from the ground flare flow path 91 into the branch pipe 122 immediately after time T2, reducing the pressure value Pa. Thereafter, because the amount of generated gas to be treated tends to increase, the pressure value Pa of the flammable gas in the ground flare flow path 91 gradually increases until time T3.
ステップS104で、制御部180は、圧力センサPTが検出する圧力値Paが第2圧力値P2を上回るかどうかを判断し、YESであればステップS105に処理を進め、NOであればステップS104の判断を継続する。図6において、制御部180がステップS104でYESと判断するタイミングは時刻T3である。 In step S104, the control unit 180 determines whether the pressure value Pa detected by the pressure sensor PT exceeds the second pressure value P2. If the answer is YES, the process proceeds to step S105; if the answer is NO, the control unit 180 continues making the determination in step S104. In Figure 6, the timing at which the control unit 180 determines YES in step S104 is time T3.
ステップS105で、制御部180は、第3開閉弁133を開くよう第3開閉弁133を制御する。図6に示すように、第3開閉弁133を開くことにより、時刻T3の直後にグランドフレア用流路91から分岐配管132へ可燃性ガスが流入して圧力値Paが減少する。その後、処理すべき生成ガス量が増加傾向にあるため、グランドフレア用流路91の可燃性ガスの圧力値Paは、時刻T4に至るまで漸次増加する。 In step S105, the control unit 180 controls the third on-off valve 133 to open it. As shown in FIG. 6 , opening the third on-off valve 133 causes flammable gas to flow from the ground flare flow path 91 into the branch pipe 132 immediately after time T3, reducing the pressure value Pa. Thereafter, because the amount of generated gas to be treated tends to increase, the pressure value Pa of the flammable gas in the ground flare flow path 91 gradually increases until time T4.
ステップS106で、制御部180は、圧力センサPTが検出する圧力値Paが第3圧力値P3を上回るかどうかを判断し、YESであればステップS107に処理を進め、NOであればステップS106の判断を継続する。図6において、制御部180がステップS106でYESと判断するタイミングは時刻T4である。 In step S106, the control unit 180 determines whether the pressure value Pa detected by the pressure sensor PT exceeds the third pressure value P3. If the answer is YES, the process proceeds to step S107; if the answer is NO, the control unit 180 continues making the determination in step S106. In Figure 6, the timing at which the control unit 180 makes a YES determination in step S106 is time T4.
ステップS107で、制御部180は、第4開閉弁143を開くよう第4開閉弁143を制御する。図6に示すように、第4開閉弁143を開くことにより、時刻T4の直後にグランドフレア用流路91から分岐配管142へ可燃性ガスが流入して圧力値Paが減少する。その後、処理すべき生成ガス量が増加傾向にあるため、グランドフレア用流路91の可燃性ガスの圧力値Paは、時刻T5に至るまで漸次増加する。 In step S107, the control unit 180 controls the fourth on-off valve 143 to open it. As shown in FIG. 6 , opening the fourth on-off valve 143 causes flammable gas to flow from the ground flare flow path 91 into the branch pipe 142 immediately after time T4, reducing the pressure value Pa. Thereafter, because the amount of generated gas to be treated tends to increase, the pressure value Pa of the flammable gas in the ground flare flow path 91 gradually increases until time T5.
ステップS108で、制御部180は、圧力センサPTが検出する圧力値Paが第4圧力値P4を上回るかどうかを判断し、YESであればステップS109に処理を進め、NOであればステップS108の判断を継続する。図6において、制御部180がステップS108でYESと判断するタイミングは時刻T5である。 In step S108, the control unit 180 determines whether the pressure value Pa detected by the pressure sensor PT exceeds the fourth pressure value P4. If the answer is YES, the process proceeds to step S109; if the answer is NO, the control unit 180 continues making the determination in step S108. In Figure 6, the timing at which the control unit 180 determines YES in step S108 is time T5.
ステップS109で、制御部180は、第5開閉弁153を開くよう第5開閉弁153を制御する。図6に示すように、第5開閉弁153を開くことにより、時刻T5の直後にグランドフレア用流路91から分岐配管122へ可燃性ガスが流入して圧力値Paが減少する。その後、処理すべき生成ガス量が増加傾向にあるため、グランドフレア用流路91の可燃性ガスの圧力値Paは、漸次増加する。 In step S109, the control unit 180 controls the fifth on-off valve 153 to open it. As shown in FIG. 6 , opening the fifth on-off valve 153 causes flammable gas to flow from the ground flare flow path 91 into the branch pipe 122 immediately after time T5, reducing the pressure value Pa. Thereafter, because the amount of generated gas to be treated tends to increase, the pressure value Pa of the flammable gas in the ground flare flow path 91 gradually increases.
以上にフローチャートの処理により、生成ガスの焼却処理が開始される。制御部180は、本フローチャートの処理を実行することにより、グランドフレア用流路91の可燃性ガスの圧力値Paが増大するのに応じて開とする開閉弁を増加させるよう制御する。すなわち、燃焼を行うバーナの数を増加させるように制御する。図6に示すように、グランドフレア用流路91を流通する可燃性ガスの流量値Faが増加するのに応じて圧力センサPTが検出する圧力値Paが増加し、第2開閉弁123,第3開閉弁133,第4開閉弁143,第5開閉弁153の順に開状態となる。 By executing the above flowchart processing, the incineration process of the generated gas is initiated. By executing the processing of this flowchart, the control unit 180 controls the number of on-off valves to be opened to increase as the pressure value Pa of the flammable gas in the ground flare flow path 91 increases. In other words, it controls to increase the number of burners performing combustion. As shown in Figure 6, as the flow rate value Fa of the flammable gas flowing through the ground flare flow path 91 increases, the pressure value Pa detected by the pressure sensor PT increases, and the second on-off valve 123, third on-off valve 133, fourth on-off valve 143, and fifth on-off valve 153 open in this order.
次に、バーナ111,121,131,141,151から煙筒160に噴出する可燃性ガスの流量の調整について説明する。本実施形態では、可燃性ガスをグランドフレア100で燃焼する際に、中心軸Cの位置に配置されるバーナ111の火炎長が他のバーナの火炎長よりも長くならないように可燃性ガスの流量を調整する。 Next, we will explain how to adjust the flow rate of flammable gas ejected from burners 111, 121, 131, 141, and 151 into the chimney 160. In this embodiment, when flammable gas is burned in the ground flare 100, the flow rate of flammable gas is adjusted so that the flame length of burner 111 located at the central axis C is not longer than the flame lengths of the other burners.
本実施形態の燃焼部110,120,130,140,150は、開閉弁113,123,133,143,153を全て開状態とした場合に、以下の式(1)から(3)の全ての関係を満たすように、オリフィス114,124,134,144,154の流路断面積が予め設定されている。 In this embodiment, the combustion sections 110, 120, 130, 140, and 150 have the flow path cross-sectional areas of the orifices 114, 124, 134, 144, and 154 preset so that all of the relationships in the following equations (1) to (3) are satisfied when the on-off valves 113, 123, 133, 143, and 153 are all open.
ここで、バーナ111,121,131,141,151が煙筒160に噴出する可燃性ガスの流量をそれぞれF1,F2,F3,F4,F5とする。バーナ121,131は、それぞれ3つずつ存在するが、1つのバーナ121,131が噴出する可燃性ガスの流量がF2,F3である。同様に、バーナ141,151は、それぞれ3つずつ存在するが、1つのバーナ141,151が噴出する可燃性ガスの流量がF4,F5である。 Here, the flow rates of flammable gas emitted by burners 111, 121, 131, 141, and 151 into chimney 160 are F1, F2, F3, F4, and F5, respectively. There are three burners 121 and 131, and the flow rates of flammable gas emitted by each burner 121 and 131 are F2 and F3. Similarly, there are three burners 141 and 151, and the flow rates of flammable gas emitted by each burner 141 and 151 are F4 and F5.
F1=F2=F3 (1)
F4=F5 (2)
F1<F4 (3)
F1=F2=F3 (1)
F4 = F5 (2)
F1<F4 (3)
式(1)は、バーナ111,121,131から煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量を同一流量とすることを示す。式(2)は、バーナ141,151が煙筒160に噴出する可燃性ガスの流量を同一流量とすることを示す。式(3)は、バーナ111,121,131が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量よりも、バーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量が多いことを示す。式(3)を満たすように、オリフィス114,124,134の流路断面積は、オリフィス144,154の流路断面積よりも小さく設定されている。 Equation (1) indicates that the flow rates of combustible gas ejected from burners 111, 121, and 131 into chimney 160 are the same. Equation (2) indicates that the flow rates of combustible gas ejected from burners 141 and 151 into chimney 160 are the same. Equation (3) indicates that the flow rate of combustible gas ejected from burners 141 and 151 into chimney 160 is greater than the flow rate of combustible gas ejected from burners 111, 121, and 131 into chimney 160. To satisfy equation (3), the flow path cross-sectional areas of orifices 114, 124, and 134 are set smaller than the flow path cross-sectional areas of orifices 144 and 154.
また、本実施形態の燃焼部110,120,130,140,150は、更に以下の式(4)を満たすように、オリフィス114,124,134,144,154の流路断面積を予め設定するのが好ましい。
1.5≦F4/F1≦2.0 (4)
Furthermore, in the combustion sections 110, 120, 130, 140, and 150 of this embodiment, it is preferable to set the flow path cross-sectional areas of the orifices 114, 124, 134, 144, and 154 in advance so as to further satisfy the following formula (4).
1.5≦F4/F1≦2.0 (4)
式(4)は、バーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量(第2流量)を、バーナ111,121,131が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量(第1流量)の1.5倍以上かつ2.0倍以下とすることを示す。 Equation (4) indicates that the flow rate (second flow rate) of flammable gas ejected by burners 141 and 151 into chimney 160 is 1.5 times or more and 2.0 times or less the flow rate (first flow rate) of flammable gas ejected by burners 111, 121, and 131 into chimney 160.
図2に示すように、式(1)~(4)を満たすように流量F1,F2,F3,F4を設定することにより、バーナ111の中心軸Cに沿った火炎長Lf1とバーナ141の中心軸Cに沿った火炎長Lf4とバーナ151の中心軸Cに沿った火炎長Lf5とを同等の長さとすることができる。 As shown in Figure 2, by setting the flow rates F1, F2, F3, and F4 to satisfy equations (1) to (4), the flame length Lf1 along the central axis C of burner 111, the flame length Lf4 along the central axis C of burner 141, and the flame length Lf5 along the central axis C of burner 151 can be made equal in length.
図2に示すように、中心軸Cとバーナ111の位置は一致しており、中心軸Cからバーナ141,151までは距離L2だけ離れている。そのため、バーナ141,151に供給される燃焼用空気の供給量よりもバーナ111に供給される燃焼用空気の供給量が少なくなる。一方、バーナ111が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F1よりも、バーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F4,F5が多い。 As shown in Figure 2, the central axis C and burner 111 are aligned, and the central axis C is spaced a distance L2 from burners 141 and 151. Therefore, the amount of combustion air supplied to burner 111 is less than the amount of combustion air supplied to burners 141 and 151. On the other hand, the flow rates F4 and F5 of flammable gas sprayed into chimney 160 by burners 141 and 151 are greater than the flow rate F1 of flammable gas sprayed into chimney 160 by burner 111.
これにより、バーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量とバーナ111が煙筒に噴出させる可燃性ガスの流量とを同等にする場合に比べ、バーナ111から噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長を短くすることができる。 This allows the flame length when the combustible gas ejected from burner 111 burns to be shorter than when the flow rate of combustible gas ejected from burner 111 into the chimney 160 by burners 141 and 151 is the same as the flow rate of combustible gas ejected from burner 111 into the chimney.
また、バーナ141の中心軸Cに沿った火炎長とバーナ151の中心軸Cに沿った火炎長も、Lf1,Lf4,Lf5と同等の長さとすることができる。また、バーナ111,121,131,141,151の火炎長を、バーナ111,121,131,141,151の先端から煙筒160の先端までの中心軸Cに沿った長さLcよりも短くすることができる。 Furthermore, the flame length along the central axis C of burner 141 and the flame length along the central axis C of burner 151 can be made the same lengths as Lf1, Lf4, and Lf5. Furthermore, the flame lengths of burners 111, 121, 131, 141, and 151 can be made shorter than the length Lc along the central axis C from the tip of burner 111, 121, 131, 141, and 151 to the tip of chimney 160.
ここで、本実施形態の比較例について説明する。図7は、第1比較例のグランドフレア100Aを示す縦断面図である。図8は、第2比較例のグランドフレア100Bを示す縦断面図である。 Now, we will explain comparative examples of this embodiment. Figure 7 is a vertical cross-sectional view showing a ground flare 100A of a first comparative example. Figure 8 is a vertical cross-sectional view showing a ground flare 100B of a second comparative example.
第1比較例のグランドフレア100Aは、本実施形態のグランドフレア100において、バーナ111,121,131,141,151が煙筒160に噴出する可燃性ガスの流量F1,F2,F3,F4,F5を以下の式(5)を満たすようにした例である。
F1=F2=F3=F4=F5 (5)
The ground flare 100A of the first comparative example is an example of the ground flare 100 of this embodiment in which the flow rates F1, F2, F3, F4, and F5 of flammable gas ejected from the burners 111, 121, 131, 141, and 151 into the chimney 160 satisfy the following equation (5).
F1=F2=F3=F4=F5 (5)
式(5)は、バーナ111,121,131,141,151が煙筒160に噴出する可燃性ガスの流量F1,F2,F3,F4,F5を同一とすることを示す。この場合、可燃性ガスの流量F1,F4,F5が同一であるのに対して、バーナ141,151に供給される燃焼用空気の供給量よりもバーナ111に供給される燃焼用空気の供給量が少なくなる。そのため、バーナ111から噴出する可燃性ガスの燃焼が十分に行われず、本実施形態に比べて火炎長Lf1が長くなる。火炎長Lf1が長さLcよりも長くなってしまうと、煙筒160の先端から火炎が視認できる状態となってしまう。 Equation (5) indicates that the flow rates F1, F2, F3, F4, and F5 of flammable gas ejected into the chimney 160 from burners 111, 121, 131, 141, and 151 are the same. In this case, while the flow rates F1, F4, and F5 of flammable gas are the same, the amount of combustion air supplied to burner 111 is less than the amount of combustion air supplied to burners 141 and 151. As a result, the flammable gas ejected from burner 111 does not burn sufficiently, and the flame length Lf1 becomes longer than in this embodiment. If the flame length Lf1 becomes longer than the length Lc, the flame will be visible from the tip of the chimney 160.
第2比較例のグランドフレア100Bは、本実施形態のグランドフレア100において、バーナ111,121,131,141,151が煙筒160に噴出する可燃性ガスの流量F1,F2,F3,F4,F5を前述した式(1)~(3)に加え、以下の式(6)を満たすようにした例である。
F4/F1>2.0 (6)
The second comparative example of the ground flare 100B is an example of the ground flare 100 of this embodiment, in which the flow rates F1, F2, F3, F4, and F5 of the combustible gas ejected into the chimney 160 by the burners 111, 121, 131, 141, and 151 are added to the above-mentioned equations (1) to (3) so as to satisfy the following equation (6).
F4/F1>2.0 (6)
式(6)は、バーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量(第2流量)を、バーナ111,121,131が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量(第1流量)の2.0倍より多くすることを示す。この場合、流量F1に対して流量F4,F5が多くなりすぎ、バーナ141,151から噴出する可燃性ガスの噴出量が過大となる。そのため、本実施形態に比べて火炎長Lf4,Lf5が長くなる。火炎長Lf4,Lf5が長さLcよりも長くなってしまうと、煙筒160の先端から火炎が視認できる状態となってしまう。 Equation (6) indicates that the flow rate (second flow rate) of flammable gas ejected by burners 141 and 151 into chimney 160 is set to more than 2.0 times the flow rate (first flow rate) of flammable gas ejected by burners 111, 121, and 131 into chimney 160. In this case, flow rates F4 and F5 become too large relative to flow rate F1, and the amount of flammable gas ejected from burners 141 and 151 becomes excessive. As a result, flame lengths Lf4 and Lf5 become longer than in this embodiment. If flame lengths Lf4 and Lf5 become longer than length Lc, the flame will be visible from the tip of chimney 160.
以上の説明において、バーナ111,121,131が煙筒160に噴出する可燃性ガスの流量F1,F2,F3,F4,F5は式(1)~(3)の関係を満たすものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、流量F1,F2,F3,F4,F5は、以下の式(7)~(9)の関係を満たすようにしてもよい。
F2=F3 (7)
F4=F5 (8)
F1<F2<F4 (9)
In the above description, the flow rates F1, F2, F3, F4, and F5 of the combustible gas ejected from the burners 111, 121, and 131 into the chimney 160 satisfy the relationships of formulas (1) to (3), but other configurations are also possible. For example, the flow rates F1, F2, F3, F4, and F5 may satisfy the relationships of the following formulas (7) to (9).
F2 = F3 (7)
F4 = F5 (8)
F1<F2<F4 (9)
式(7)~(9)は、バーナ121,131の流量F2,F3と、バーナ141,151の流量F4,F5をそれぞれ等しくしたものである。また、バーナ141,バーナ121,バーナ111の順に、中心軸Cに近づくに従って段階的に可燃性ガスの流量を減少させるものである。中心軸Cに近づくに従って段階的に可燃性ガスの流量を減少させることにより、中心軸Cに近づくに従って段階的に減少する燃焼用空気の流量との比率を同等に維持し、火炎長の変動を安定化させることができる。 Equations (7) to (9) set the flow rates F2 and F3 of burners 121 and 131 equal to the flow rates F4 and F5 of burners 141 and 151, respectively. Furthermore, the flow rate of combustible gas is gradually reduced in the order of burner 141, burner 121, and burner 111 as it approaches the central axis C. By gradually reducing the flow rate of combustible gas as it approaches the central axis C, the ratio with the flow rate of combustion air, which gradually decreases as it approaches the central axis C, can be maintained at an equal level, and fluctuations in the flame length can be stabilized.
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用および効果を奏する。
本実施形態のグランドフレア100によれば、可燃性ガスは、グランドフレア用流路91から燃焼部110および燃焼部140,150に導かれる。燃焼部110は、可燃性ガスを導いてバーナ111から煙筒160の下方に可燃性ガスを噴出させる。燃焼部140,150は、可燃性ガスを導いてバーナ141,151から煙筒160の下方空間に可燃性ガスを噴出させる。
According to the present embodiment described above, the following actions and effects are achieved.
According to the ground flare 100 of this embodiment, flammable gas is guided from the ground flare flow path 91 to the combustion section 110 and the combustion sections 140 and 150. The combustion section 110 guides the flammable gas and ejects it from the burner 111 downward into the chimney 160. The combustion sections 140 and 150 guide the flammable gas and eject it from the burners 141 and 151 downward into the space below the chimney 160.
本実施形態のグランドフレア100によれば、中心軸Cからバーナ111までの距離よりも、中心軸Cからバーナ141,151までの距離が長い。そのため、バーナ141,151に供給される燃焼用空気の供給量よりもバーナ111に供給される燃焼用空気の供給量が少なくなる。一方、バーナ111が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F1よりも、バーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F4,F5が多い。 In the grand flare 100 of this embodiment, the distance from the central axis C to the burners 141, 151 is longer than the distance from the central axis C to the burner 111. Therefore, the amount of combustion air supplied to the burner 111 is less than the amount of combustion air supplied to the burners 141, 151. On the other hand, the flow rates F4, F5 of the flammable gas sprayed into the chimney 160 by the burners 141, 151 are greater than the flow rate F1 of the flammable gas sprayed into the chimney 160 by the burner 111.
これにより、バーナ111が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F1とバーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F4,F5とを同等にする場合に比べ、バーナ111から噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長Lf1を短くすることができる。そして、火炎長に応じた長さの煙筒160とすることにより、グランドフレア100を小型化することができる。 This allows the flame length Lf1 of the combustible gas ejected from burner 111 when burning to be shorter than when the flow rate F1 of the combustible gas ejected from burner 111 into chimney 160 is equal to the flow rates F4 and F5 of the combustible gas ejected from burners 141 and 151 into chimney 160. Furthermore, by making the chimney 160 to a length that corresponds to the flame length, the grand flare 100 can be made smaller.
また、本実施形態のグランドフレア100によれば、燃焼部110が有するオリフィス114によりバーナ111が煙筒160に噴出させる可燃性ガスを流量F1に調整し、燃焼部140,150が有するオリフィス144,154によりバーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスを流量F4,F5に調整することができる。 Furthermore, according to the ground flare 100 of this embodiment, the orifice 114 of the combustion section 110 can adjust the flammable gas ejected by the burner 111 into the chimney 160 to flow rate F1, and the orifices 144 and 154 of the combustion sections 140 and 150 can adjust the flammable gas ejected by the burners 141 and 151 into the chimney 160 to flow rates F4 and F5.
また、本実施形態のグランドフレア100によれば、中心軸Cに直交する水平面において、中心軸Cの位置に配置されるバーナ111が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F1よりも、最外周の位置に配置されるバーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F4,F5を多くする。これにより、バーナ111が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F1とバーナ141,151が煙筒160に噴出させる可燃性ガスの流量F4,F5とを同等にする場合に比べ、バーナ111から噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長Lf1を短くすることができる。 Furthermore, according to the grand flare 100 of this embodiment, in a horizontal plane perpendicular to the central axis C, the flow rates F4 and F5 of flammable gas ejected into the chimney 160 by the burners 141 and 151 located at the outermost periphery are made greater than the flow rate F1 of flammable gas ejected into the chimney 160 by the burner 111 located at the position of the central axis C. This makes it possible to shorten the flame length Lf1 when the flammable gas ejected from the burner 111 burns, compared to when the flow rate F1 of flammable gas ejected into the chimney 160 by the burner 111 and the flow rates F4 and F5 of flammable gas ejected into the chimney 160 by the burners 141 and 151 are made equal.
また、本実施形態のグランドフレア100によれば、風防170により煙筒160の外周側から煙筒160の下端に導かれる燃焼用空気を用いて、バーナ111およびバーナ141,151が噴出させる可燃性ガスを燃焼させることができる。 Furthermore, with the grand flare 100 of this embodiment, the combustible gas emitted by the burner 111 and the burners 141 and 151 can be burned using combustion air guided from the outer periphery of the chimney 160 to the lower end of the chimney 160 by the windshield 170.
また、本実施形態のグランドフレア100によれば、流量F4,F5を流量F1の1.5倍以上かつ2.0倍以下とすることで、バーナ111から噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長Lf1と、バーナ141,151から噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長Lf4,Lf5との差を所望の範囲に維持することができる。 Furthermore, with the ground flare 100 of this embodiment, by setting the flow rates F4 and F5 to be 1.5 times or more and 2.0 times or less the flow rate F1, the difference between the flame length Lf1 when the flammable gas ejected from the burner 111 burns and the flame lengths Lf4 and Lf5 when the flammable gas ejected from the burners 141 and 151 burns can be maintained within a desired range.
以上説明した各実施形態に記載のグランドフレア100は、例えば以下のように把握される。 The ground flare 100 described in each of the above-described embodiments can be understood, for example, as follows:
本開示の一態様に係るグランドフレア(100)は、中心軸(C)に沿って筒状に延びる煙筒(160)と、可燃性ガス流路(91)から可燃性ガスを導いて第1バーナ(111)から前記煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第1燃焼部(110)と、前記可燃性ガス流路から前記煙筒の下方に前記可燃性ガスを導いて第2バーナ(141,151)から前記煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第2燃焼部(140,150)と、を備え、前記中心軸から前記第1バーナまでの第1距離よりも、前記中心軸から前記第2バーナまでの第2距離が長く、前記第1バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第1流量よりも、前記第2バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第2流量が多い。 A ground flare (100) according to one aspect of the present disclosure comprises a chimney (160) extending cylindrically along a central axis (C), a first combustion section (110) that guides combustible gas from a combustible gas flow path (91) and ejects the combustible gas from a first burner (111) into the chimney, and a second combustion section (140, 150) that guides the combustible gas from the combustible gas flow path below the chimney and ejects the combustible gas from a second burner (141, 151) into the chimney, wherein a second distance from the central axis to the second burner is longer than a first distance from the central axis to the first burner, and a second flow rate of the combustible gas ejected by the second burner into the chimney is greater than a first flow rate of the combustible gas ejected by the first burner into the chimney.
本開示の一態様に係るグランドフレアによれば、可燃性ガスは、可燃性ガス流路から第1燃焼部および第2燃焼部に導かれる。第1燃焼部は、可燃性ガスを導いて第1バーナから煙筒へ可燃性ガスを噴出させる。第2燃焼部は、可燃性ガスを導いて第2バーナから煙筒へ可燃性ガスを噴出させる。 In a ground flare according to one aspect of the present disclosure, flammable gas is guided from the flammable gas flow path to a first combustion section and a second combustion section. The first combustion section guides the flammable gas and ejects it from a first burner into a chimney. The second combustion section guides the flammable gas and ejects it from a second burner into a chimney.
本開示の一態様に係るグランドフレアによれば、中心軸から第1バーナまでの第1距離よりも、中心軸から第2バーナまでの第2距離が長い。そのため、第2バーナに供給される燃焼用空気の供給量よりも第1バーナに供給される燃焼用空気の供給量が少なくなる。一方、第1バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの第1流量よりも、第2バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの第2流量が多い。 In a ground flare according to one aspect of the present disclosure, the second distance from the central axis to the second burner is longer than the first distance from the central axis to the first burner. Therefore, the amount of combustion air supplied to the first burner is less than the amount of combustion air supplied to the second burner. Meanwhile, the second flow rate of flammable gas sprayed into the chimney by the second burner is greater than the first flow rate of flammable gas sprayed into the chimney by the first burner.
これにより、第1バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの流量と第2バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの流量とを同等にする場合に比べ、第1バーナから噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長を短くすることができる。そして、火炎長に応じた長さの煙筒とすることにより、グランドフレアを小型化することができる。 This allows the flame length when the flammable gas ejected from the first burner burns to be shorter than when the flow rate of the flammable gas ejected into the chimney by the first burner is the same as the flow rate of the flammable gas ejected into the chimney by the second burner. Furthermore, by making the chimney length commensurate with the flame length, the ground flare can be made smaller.
本開示の一態様に係るグランドフレアにおいて、前記第1燃焼部は、前記可燃性ガス流路と前記第1バーナとの間に配置されるとともに前記第1バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスを前記第1流量に調整する第1流量調整部(114)を有し、前記第2燃焼部は、前記可燃性ガス流路と前記第2バーナとの間に配置されるとともに前記第2バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスを前記第2流量に調整する第2流量調整部(144,154)を有する構成としてもよい。 In a ground flare according to one aspect of the present disclosure, the first combustion section may have a first flow rate adjustment section (114) disposed between the flammable gas flow path and the first burner and adjusting the flammable gas ejected by the first burner into the chimney to the first flow rate, and the second combustion section may have a second flow rate adjustment section (144, 154) disposed between the flammable gas flow path and the second burner and adjusting the flammable gas ejected by the second burner into the chimney to the second flow rate.
本構成のグランドフレアによれば、第1燃焼部が有する第1流量調整部により第1バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスを前記第1流量に調整し、第2燃焼部が有する第2流量調整部により第2バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスを前記第2流量に調整することができる。 With this configuration of the ground flare, the first flow rate adjustment unit in the first combustion unit adjusts the flammable gas sprayed into the chimney by the first burner to the first flow rate, and the second flow rate adjustment unit in the second combustion unit adjusts the flammable gas sprayed into the chimney by the second burner to the second flow rate.
本開示の一態様に係るグランドフレアにおいて、前記第1バーナおよび前記第2バーナを含む複数のバーナを備え、前記第1バーナは、前記中心軸に直交する水平面において、前記中心軸の位置に配置され、前記第2バーナは、前記水平面において、複数の前記バーナのうち前記中心軸からの距離が最も長くなる最外周の位置に配置される構成としてもよい。 A ground flare according to one aspect of the present disclosure may be configured to include a plurality of burners including the first burner and the second burner, wherein the first burner is positioned at the position of the central axis in a horizontal plane perpendicular to the central axis, and the second burner is positioned at the outermost position of the plurality of burners in the horizontal plane, at the greatest distance from the central axis.
本構成のグランドフレアによれば、中心軸に直交する水平面において、中心軸の位置に配置される第1バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの第1流量よりも、最外周の位置に配置される第2バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの第2流量を多くする。これにより、第1バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの流量と第2バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの流量とを同等にする場合に比べ、第1バーナから噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長を短くすることができる。 With this ground flare configuration, in a horizontal plane perpendicular to the central axis, the second flow rate of flammable gas ejected into the chimney by the second burner located at the outermost periphery is greater than the first flow rate of flammable gas ejected into the chimney by the first burner located at the central axis. This makes it possible to shorten the flame length when the flammable gas ejected from the first burner burns, compared to when the flow rates of flammable gas ejected into the chimney by the first burner and the second burner are equal.
本開示の一態様に係るグランドフレアにおいて、前記煙筒の外周側から前記煙筒の下端に燃焼用空気を導く風防(170)を備える構成としてもよい。
本構成のグランドフレアによれば、風防により煙筒の外周側から煙筒の下端に導かれる燃焼用空気を用いて、第1バーナおよび第2バーナが噴出させる可燃性ガスを燃焼させることができる。
In the ground flare according to one aspect of the present disclosure, a windshield (170) may be provided to guide combustion air from the outer periphery of the chimney to the lower end of the chimney.
According to the ground flare of this configuration, the combustible gas ejected by the first burner and the second burner can be burned using combustion air guided from the outer periphery of the chimney to the lower end of the chimney by the windshield.
本開示の一態様に係るグランドフレアにおいて、前記第2流量は、前記第1流量の1.5倍以上かつ2.0倍以下である構成としてもよい。
本構成のグランドフレアによれば、第2流量を第1流量の1.5倍以上かつ2.0倍以下とすることで、第1バーナから噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長と、第2バーナから噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長との差を所望の範囲に維持することができる。
In the ground flare according to the aspect of the present disclosure, the second flow rate may be 1.5 times or more and 2.0 times or less the first flow rate.
According to the ground flare of this configuration, by setting the second flow rate to be 1.5 times or more and 2.0 times or less the first flow rate, the difference between the flame length when the combustible gas ejected from the first burner burns and the flame length when the combustible gas ejected from the second burner burns can be maintained within a desired range.
以上説明した各実施形態に記載のガス化設備は、例えば以下のように把握される。
本開示の一態様に係るガス化設備(1)は、炭素含有固体燃料をガス化して可燃性ガスを生成するガス化炉(10)と、前記ガス化炉から供給される前記可燃性ガスを焼却処理する上記のいずれに記載のグランドフレアと、を備えている。
本開示の一態様に係るガス化設備によれば、炭素含有固体燃料をガス化して生成された可燃性ガスを燃焼する際の火炎長を短くしてグランドフレアの小型化をすることができる。
The gasification facilities described in the above-described embodiments can be understood, for example, as follows.
A gasification facility (1) according to one embodiment of the present disclosure includes a gasification furnace (10) that gasifies a carbon-containing solid fuel to produce a combustible gas, and any of the above-described ground flares that incinerate the combustible gas supplied from the gasification furnace.
According to a gasification facility according to one aspect of the present disclosure, the flame length can be shortened when combustible gas produced by gasifying a carbon-containing solid fuel is burned, thereby making it possible to reduce the size of the ground flare.
本開示の一態様に係るガス化設備において、炭素含有固体燃料をガス化して可燃性ガスを生成するガス化炉と、上記のいずれかに記載のグランドフレアと、前記ガス化炉で生成した前記可燃性ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービン設備と、前記ガスタービン設備によって駆動される発電機と、を備える構成としてもよい。
本構成のガス化設備によれば、炭素含有固体燃料をガス化して生成された可燃性ガスを燃焼させることによりガスタービン設備を回転駆動し、ガスタービン設備によって駆動される発電機により発電を行うことができる。
A gasification facility according to one aspect of the present disclosure may be configured to include a gasification furnace that gasifies a carbon-containing solid fuel to produce a combustible gas, any of the ground flare described above, a gas turbine facility that is driven to rotate by burning at least a portion of the combustible gas produced in the gasification furnace, and a generator driven by the gas turbine facility.
According to the gasification equipment of this configuration, the combustible gas produced by gasifying the carbon-containing solid fuel is burned to rotate the gas turbine equipment, and electricity can be generated by a generator driven by the gas turbine equipment.
以上説明した各実施形態に記載のグランドフレアの運転方法、例えば以下のように把握される。
本開示の一態様に係るグランドフレアの運転方法は、可燃性ガス流路から可燃性ガスを導いて第1バーナから中心軸に沿って筒状に延びる煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第1燃焼工程と、前記可燃性ガス流路から前記可燃性ガスを導いて第2バーナから前記煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第2燃焼工程と、を備え、前記中心軸から前記第1バーナまでの第1距離よりも、前記中心軸から前記第2バーナまでの第2距離が長く、前記第1バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第1流量よりも、前記第2バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第2流量が多い。
The operation method of the ground flare described in each of the above-described embodiments can be understood, for example, as follows.
A method of operating a ground flare according to one aspect of the present disclosure includes a first combustion process in which combustible gas is guided from a combustible gas flow path and ejected from a first burner into a chimney extending cylindrically along a central axis, and a second combustion process in which the combustible gas is guided from the combustible gas flow path and ejected from a second burner into the chimney, wherein a second distance from the central axis to the second burner is longer than a first distance from the central axis to the first burner, and a second flow rate of the combustible gas ejected from the second burner into the chimney is greater than a first flow rate of the combustible gas ejected from the first burner into the chimney.
本開示の一態様に係るグランドフレアの運転方法によれば、供給源から供給される可燃性ガスは、可燃性ガス流路から第1燃焼部および第2燃焼部に導かれる。第1燃焼部は、可燃性ガスを導いて第1バーナから煙筒に下方に可燃性ガスを噴出させる。第2燃焼部は、可燃性ガスを導いて第2バーナから煙筒に下方に可燃性ガスを噴出させる。 In a method for operating a ground flare according to one aspect of the present disclosure, flammable gas supplied from a supply source is guided from a flammable gas flow path to a first combustion section and a second combustion section. The first combustion section guides the flammable gas and ejects it downward from a first burner into a chimney. The second combustion section guides the flammable gas and ejects it downward from a second burner into a chimney.
本開示の一態様に係るグランドフレアの運転方法によれば、中心軸から第1バーナまでの第1距離よりも、中心軸から第2バーナまでの第2距離が長い。そのため、第2バーナに供給される燃焼用空気の供給量よりも第1バーナに供給される燃焼用空気の供給量が少なくなる。一方、第1バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの第1流量よりも、第2バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの第2流量が多い。 In a method for operating a ground flare according to one aspect of the present disclosure, the second distance from the central axis to the second burner is longer than the first distance from the central axis to the first burner. Therefore, the amount of combustion air supplied to the first burner is less than the amount of combustion air supplied to the second burner. Meanwhile, the second flow rate of flammable gas sprayed into the chimney by the second burner is greater than the first flow rate of flammable gas sprayed into the chimney by the first burner.
これにより、第1バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの流量と第1バーナが煙筒に噴出させる可燃性ガスの流量とを同等にする場合に比べ、第1バーナから噴出した可燃性ガスが燃焼する際の火炎長を短くすることができる。そして、火炎長に応じた長さの煙筒とすることにより、グランドフレアを小型化することができる。 This allows the flame length when the flammable gas ejected from the first burner burns to be shorter than when the flow rate of the flammable gas ejected from the first burner into the chimney is the same as when the flow rate of the flammable gas ejected from the first burner into the chimney is the same. Furthermore, by making the chimney length commensurate with the flame length, the ground flare can be made smaller.
1 IGCC
10 石炭ガス化炉
11 可燃性ガス供給系統
12 開閉弁
20 給炭装置
30 チャー回収装置
31 サイクロン
32 ポーラスフィルタ
33 連結管
34 可燃性ガス供給系統
40 ガス精製設備
41 可燃性ガス供給系統
50 ガスタービン設備
51 燃焼器
52 圧縮機
53 ガスタービン
54 抽気空気昇圧器
55 空気供給流路
60 排熱回収ボイラ
70 蒸気タービン
71 発電機
80 空気分離装置(ASU)
81 イナートガス供給流路
82 イナートガス流量調整弁
83 酸素供給流路
84 酸素流量調整弁
91 グランドフレア用流路
92 開閉弁
97 入口弁
100,100A,100B グランドフレア
110,120,130,140,150 燃焼部
111,121,131,141,151 バーナ
112,122,132,142,152 分岐配管
113 第1開閉弁
123 第2開閉弁
133 第3開閉弁
143 第4開閉弁
153 第5開閉弁
114,124,134,144,154 オリフィス(流量調整部)
160 煙筒
170 風防
171 風防(上側部材)
172 風防(下側部材)
180 制御部
Ac 燃焼用空気
C 中心軸
Fa 流量値
Lf1,Lf4,Lf5 火炎長
PT 圧力センサ
1. IGCC
REFERENCE SIGNS LIST 10 Coal gasifier 11 Combustible gas supply system 12 On-off valve 20 Coal feeder 30 Char recovery device 31 Cyclone 32 Porous filter 33 Connecting pipe 34 Combustible gas supply system 40 Gas purification equipment 41 Combustible gas supply system 50 Gas turbine equipment 51 Combustor 52 Compressor 53 Gas turbine 54 Extraction air booster 55 Air supply passage 60 Waste heat recovery boiler 70 Steam turbine 71 Generator 80 Air separation unit (ASU)
81 Inert gas supply flow path 82 Inert gas flow rate adjustment valve 83 Oxygen supply flow path 84 Oxygen flow rate adjustment valve 91 Ground flare flow path 92 On-off valve 97 Inlet valve 100, 100A, 100B Ground flare 110, 120, 130, 140, 150 Combustion section 111, 121, 131, 141, 151 Burner 112, 122, 132, 142, 152 Branch pipe 113 First on-off valve 123 Second on-off valve 133 Third on-off valve 143 Fourth on-off valve 153 Fifth on-off valve 114, 124, 134, 144, 154 Orifice (flow rate adjustment section)
160 smokestack 170 windshield 171 windshield (upper member)
172 Windshield (lower member)
180 Control unit Ac Combustion air C Central axis Fa Flow rate values Lf1, Lf4, Lf5 Flame length PT Pressure sensor
Claims (8)
可燃性ガス流路から可燃性ガスを導いて第1バーナから前記煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第1燃焼部と、
前記可燃性ガス流路から前記可燃性ガスを導いて第2バーナから前記煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第2燃焼部と、を備え、
前記中心軸から前記第1バーナまでの第1距離よりも、前記中心軸から前記第2バーナまでの第2距離が長く、
前記第1バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第1流量よりも、前記第2バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第2流量が多いグランドフレア。 a chimney extending cylindrically along a central axis;
a first combustion section that guides the combustible gas from a combustible gas flow path and ejects the combustible gas from a first burner into the chimney;
a second combustion section that guides the combustible gas from the combustible gas flow path and ejects the combustible gas from a second burner into the chimney,
a second distance from the central axis to the second burner is longer than a first distance from the central axis to the first burner;
A ground flare in which the second flow rate of the flammable gas ejected into the chimney by the second burner is greater than the first flow rate of the flammable gas ejected into the chimney by the first burner.
前記第2燃焼部は、前記可燃性ガス流路と前記第2バーナとの間に配置されるとともに前記第2バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスを前記第2流量に調整する第2流量調整部を有する請求項1に記載のグランドフレア。 the first combustion unit has a first flow rate adjusting unit that is disposed between the flammable gas flow path and the first burner and adjusts the flammable gas that is sprayed by the first burner into the chimney to the first flow rate,
The ground flare described in claim 1, wherein the second combustion section is arranged between the flammable gas flow path and the second burner and has a second flow rate adjustment section that adjusts the flammable gas ejected by the second burner into the chimney to the second flow rate.
前記第1バーナは、前記中心軸に直交する水平面において、前記中心軸の位置に配置され、
前記第2バーナは、前記水平面において、複数の前記バーナのうち前記中心軸からの距離が最も長くなる最外周の位置に配置される請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のグランドフレア。 a plurality of burners including the first burner and the second burner;
The first burner is disposed at a position of the central axis in a horizontal plane perpendicular to the central axis,
4. The ground flare according to claim 1, wherein the second burner is arranged at the outermost position of the plurality of burners in the horizontal plane, the outermost position being the longest distance from the central axis.
前記ガス化炉から供給される前記可燃性ガスを焼却処理する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のグランドフレアと、を備えていることを特徴とするガス化設備。 a gasification furnace that gasifies a carbon-containing solid fuel to generate a combustible gas;
A gasification facility comprising: a ground flare according to any one of claims 1 to 5, which incinerates the combustible gas supplied from the gasification furnace.
前記ガスタービン設備によって駆動される発電機と、を備える請求項6に記載のガス化設備。 a gas turbine facility that is rotationally driven by combusting at least a portion of the combustible gas generated in the gasification furnace;
The gasification facility according to claim 6, further comprising: a generator driven by the gas turbine facility.
可燃性ガス流路から可燃性ガスを導いて第1バーナから中心軸に沿って筒状に延びる煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第1燃焼工程と、
前記可燃性ガス流路から前記可燃性ガスを導いて第2バーナから前記煙筒へ前記可燃性ガスを噴出させる第2燃焼工程と、を備え、
前記中心軸から前記第1バーナまでの第1距離よりも、前記中心軸から前記第2バーナまでの第2距離が長く、
前記第1バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第1流量よりも、前記第2バーナが前記煙筒に噴出させる前記可燃性ガスの第2流量が多いグランドフレアの運転方法。
A method of operating a Grand Flare, comprising:
a first combustion step of guiding the combustible gas from the combustible gas flow path and ejecting the combustible gas from a first burner into a chimney extending cylindrically along a central axis;
a second combustion step of guiding the combustible gas from the combustible gas flow path and ejecting the combustible gas from a second burner into the chimney,
a second distance from the central axis to the second burner is longer than a first distance from the central axis to the first burner;
A method for operating a ground flare, in which a second flow rate of the flammable gas ejected into the chimney by the second burner is greater than a first flow rate of the flammable gas ejected into the chimney by the first burner.
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