JP2000026870A - ガス化バーナ - Google Patents
ガス化バーナInfo
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- JP2000026870A JP2000026870A JP19915698A JP19915698A JP2000026870A JP 2000026870 A JP2000026870 A JP 2000026870A JP 19915698 A JP19915698 A JP 19915698A JP 19915698 A JP19915698 A JP 19915698A JP 2000026870 A JP2000026870 A JP 2000026870A
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- Japan
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- outer cylinder
- nozzle
- fuel
- cooling water
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外筒先端部にかかる熱応力を緩和することが
可能なガス化バーナを提供するものである。 【解決手段】 一次酸化剤A1 を流すための第1ノズル
2と、第1ノズル2を囲繞すると共に、第1ノズル2の
外側に燃料Fを流すための燃料ノズル3と、燃料ノズル
3を囲繞すると共に、燃料ノズル3の外側に二次酸化剤
A2 を流すための外筒4とを備え、燃料Fと各酸化剤A
1 ,A2 を一緒にガス化炉内に噴出するガス化バーナ1
において、上記外筒4の内部に、冷却水Wを循環させる
ための冷却水循環路5を形成すると共に、外筒4の外面
と外筒4の最先端部4aとを連絡するための連絡孔6を
複数本形成し、上記外筒4の外周部近傍の雰囲気ガスG
を各連絡孔6を通して上記外筒4の内部に導入すると共
に上記冷却水Wで冷却し、外筒4の最先端部4aから吹
き出すものである。
可能なガス化バーナを提供するものである。 【解決手段】 一次酸化剤A1 を流すための第1ノズル
2と、第1ノズル2を囲繞すると共に、第1ノズル2の
外側に燃料Fを流すための燃料ノズル3と、燃料ノズル
3を囲繞すると共に、燃料ノズル3の外側に二次酸化剤
A2 を流すための外筒4とを備え、燃料Fと各酸化剤A
1 ,A2 を一緒にガス化炉内に噴出するガス化バーナ1
において、上記外筒4の内部に、冷却水Wを循環させる
ための冷却水循環路5を形成すると共に、外筒4の外面
と外筒4の最先端部4aとを連絡するための連絡孔6を
複数本形成し、上記外筒4の外周部近傍の雰囲気ガスG
を各連絡孔6を通して上記外筒4の内部に導入すると共
に上記冷却水Wで冷却し、外筒4の最先端部4aから吹
き出すものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス化炉の炉頂に
取り付けられるガス化バーナに係り、特に、ガス化バー
ナの先端部構造に関するものである。
取り付けられるガス化バーナに係り、特に、ガス化バー
ナの先端部構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】石炭等の燃料をガス化して高温のガス化
ガスを発生させ、このガス化ガスを発電に利用する石炭
ガス化複合システム(IGCC:Integrated Coal Gasi
fication Combined Cycle )は、ガス化ガスを発生させ
るためのガス化炉を備えており、そのガス化炉の炉頂に
はガス化バーナが取り付けられている。
ガスを発生させ、このガス化ガスを発電に利用する石炭
ガス化複合システム(IGCC:Integrated Coal Gasi
fication Combined Cycle )は、ガス化ガスを発生させ
るためのガス化炉を備えており、そのガス化炉の炉頂に
はガス化バーナが取り付けられている。
【0003】従来のガス化バーナの縦断面模式図を図4
に示す。
に示す。
【0004】図4に示すように、燃料と酸化剤(酸素)
を一緒にガス化炉内に噴出するための従来のガス化バー
ナ11は、一次酸化剤A1 を流すための第1ノズル12
と、第1ノズル12を囲繞すると共に、第1ノズル12
の外側に燃料Fを流すための燃料ノズル13と、燃料ノ
ズル13を囲繞すると共に、燃料ノズル13の外側に二
次酸化剤A2 を流すための外筒14とを備えたものであ
る。ここで、外筒14の内部には、冷却水Wを循環させ
るための冷却水循環路15が形成されている。
を一緒にガス化炉内に噴出するための従来のガス化バー
ナ11は、一次酸化剤A1 を流すための第1ノズル12
と、第1ノズル12を囲繞すると共に、第1ノズル12
の外側に燃料Fを流すための燃料ノズル13と、燃料ノ
ズル13を囲繞すると共に、燃料ノズル13の外側に二
次酸化剤A2 を流すための外筒14とを備えたものであ
る。ここで、外筒14の内部には、冷却水Wを循環させ
るための冷却水循環路15が形成されている。
【0005】バーナ11の先端部は、火炎(温度:2,
000℃以上)の輻射熱により高温になるため、バーナ
11の溶融を防ぐべく、外筒14の内部に冷却水Wを循
環させて冷却を行っている。
000℃以上)の輻射熱により高温になるため、バーナ
11の溶融を防ぐべく、外筒14の内部に冷却水Wを循
環させて冷却を行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガス化バーナ11においては、冷却水Wを用いて外筒1
4の先端部を冷却しているため、外筒14の先端部にお
ける火炎の輻射熱によって加熱された部分と冷却水Wに
よって冷却された部分との間の温度勾配が大きくなり、
外筒14の先端部に大きな熱応力が発生する。
ガス化バーナ11においては、冷却水Wを用いて外筒1
4の先端部を冷却しているため、外筒14の先端部にお
ける火炎の輻射熱によって加熱された部分と冷却水Wに
よって冷却された部分との間の温度勾配が大きくなり、
外筒14の先端部に大きな熱応力が発生する。
【0007】また、二次酸化剤A2 が外筒14の先端部
から吹き出す際に、外筒14の径方向外側へと向かう流
れ(渦流)が生じる。この渦流に巻き込まれた燃料Fが
燃焼することによって渦火炎Vが形成され、外筒14に
おける先端部以外の箇所が渦火炎Vにより高温に晒され
るおそれがあった。
から吹き出す際に、外筒14の径方向外側へと向かう流
れ(渦流)が生じる。この渦流に巻き込まれた燃料Fが
燃焼することによって渦火炎Vが形成され、外筒14に
おける先端部以外の箇所が渦火炎Vにより高温に晒され
るおそれがあった。
【0008】そこで本発明は、上記課題を解決し、外筒
先端部にかかる熱応力を緩和することが可能なガス化バ
ーナを提供することにある。
先端部にかかる熱応力を緩和することが可能なガス化バ
ーナを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、一次酸化剤を流すための第1ノズ
ルと、第1ノズルを囲繞すると共に、第1ノズルの外側
に燃料を流すための燃料ノズルと、燃料ノズルを囲繞す
ると共に、燃料ノズルの外側に二次酸化剤を流すための
外筒とを備え、燃料と各酸化剤を一緒にガス化炉内に噴
出するガス化バーナにおいて、上記外筒の内部に、冷却
水を循環させるための冷却水循環路を形成すると共に、
外筒の外面と外筒の最先端部とを連絡するための連絡孔
を複数本形成し、上記外筒の外周部近傍の雰囲気ガスを
各連絡孔を通して上記外筒の内部に導入すると共に上記
冷却水で冷却し、外筒の最先端部から吹き出すものであ
る。
に請求項1の発明は、一次酸化剤を流すための第1ノズ
ルと、第1ノズルを囲繞すると共に、第1ノズルの外側
に燃料を流すための燃料ノズルと、燃料ノズルを囲繞す
ると共に、燃料ノズルの外側に二次酸化剤を流すための
外筒とを備え、燃料と各酸化剤を一緒にガス化炉内に噴
出するガス化バーナにおいて、上記外筒の内部に、冷却
水を循環させるための冷却水循環路を形成すると共に、
外筒の外面と外筒の最先端部とを連絡するための連絡孔
を複数本形成し、上記外筒の外周部近傍の雰囲気ガスを
各連絡孔を通して上記外筒の内部に導入すると共に上記
冷却水で冷却し、外筒の最先端部から吹き出すものであ
る。
【0010】以上の構成によれば、冷却された雰囲気ガ
スおよび熱交換によって高温となった冷却水を用いて外
筒先端部を冷却していると共に、冷却された雰囲気ガス
の流れにより二次酸化剤の整流を行っているため、外筒
先端部にかかる熱応力を緩和することが可能なガス化バ
ーナを得ることができる。
スおよび熱交換によって高温となった冷却水を用いて外
筒先端部を冷却していると共に、冷却された雰囲気ガス
の流れにより二次酸化剤の整流を行っているため、外筒
先端部にかかる熱応力を緩和することが可能なガス化バ
ーナを得ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【0012】本発明のガス化バーナの縦断面模式図を図
1に示す。
1に示す。
【0013】図1に示すように、本発明のガス化バーナ
1の構成は、図4に示した従来のガス化バーナ11と略
同様であり、一次酸化剤A1 を流すための第1ノズル2
と、第1ノズル2を囲繞して設けられ、第1ノズル2の
外側に燃料Fを流すための燃料ノズル3と、燃料ノズル
3を囲繞して設けられ、燃料ノズル3の外側に二次酸化
剤A2 を流すための外筒4とで構成されるものであり、
外筒4の内部には冷却水Wを循環させるための冷却水循
環路5が形成されている。また、燃料ノズル3および外
筒4の先端部は、先細り状に形成されている。
1の構成は、図4に示した従来のガス化バーナ11と略
同様であり、一次酸化剤A1 を流すための第1ノズル2
と、第1ノズル2を囲繞して設けられ、第1ノズル2の
外側に燃料Fを流すための燃料ノズル3と、燃料ノズル
3を囲繞して設けられ、燃料ノズル3の外側に二次酸化
剤A2 を流すための外筒4とで構成されるものであり、
外筒4の内部には冷却水Wを循環させるための冷却水循
環路5が形成されている。また、燃料ノズル3および外
筒4の先端部は、先細り状に形成されている。
【0014】ガス化バーナの運転は、先ず、第1ノズル
2、燃料ノズル3、および外筒4におけるガス化バーナ
1の他端部側(図1及び図2中では上側)から、それぞ
れ燃料(例えば、石炭微粉と水の混合物であるCWM
(Coal-Water Mixture))F、一次酸化剤(例えば、空
気又はO2 など)A1 、および二次酸化剤A2 を供給
し、ガス化バーナ1の先端部からそれらをガス化炉(図
示せず)内に噴出させる。
2、燃料ノズル3、および外筒4におけるガス化バーナ
1の他端部側(図1及び図2中では上側)から、それぞ
れ燃料(例えば、石炭微粉と水の混合物であるCWM
(Coal-Water Mixture))F、一次酸化剤(例えば、空
気又はO2 など)A1 、および二次酸化剤A2 を供給
し、ガス化バーナ1の先端部からそれらをガス化炉(図
示せず)内に噴出させる。
【0015】ガス化炉内に噴出された燃料F、一次酸化
剤A1 、および二次酸化剤A2 は、高温(約1,400
℃)・高圧(約2〜4MPa)下で部分酸化されつつ還
元されることで、H2 およびCO等を含むガス化ガスと
なる。
剤A1 、および二次酸化剤A2 は、高温(約1,400
℃)・高圧(約2〜4MPa)下で部分酸化されつつ還
元されることで、H2 およびCO等を含むガス化ガスと
なる。
【0016】図1におけるバーナ先端部の部分拡大図を
図2に、図2のA−A線断面図を図3に示す。
図2に、図2のA−A線断面図を図3に示す。
【0017】本発明のガス化バーナの特徴は、図2およ
び図3に示すように、ガス化バーナ1における外筒4の
外面(図1及び図2中では左右の面)と外筒4の最先端
部(図1及び図2中では下部)4aとを連絡する連絡孔
6を、バーナ1の中心軸の周りに放射状に複数本(図3
中では12本)形成したことにある。各連絡孔6は、外
筒4の外周部近傍の雰囲気ガスGを外筒4の内部に導入
するためのガス導入口6aと、内部に導入された雰囲気
ガスGを外筒4の最先端部4aから吹き出すための吹出
口6bを有している。
び図3に示すように、ガス化バーナ1における外筒4の
外面(図1及び図2中では左右の面)と外筒4の最先端
部(図1及び図2中では下部)4aとを連絡する連絡孔
6を、バーナ1の中心軸の周りに放射状に複数本(図3
中では12本)形成したことにある。各連絡孔6は、外
筒4の外周部近傍の雰囲気ガスGを外筒4の内部に導入
するためのガス導入口6aと、内部に導入された雰囲気
ガスGを外筒4の最先端部4aから吹き出すための吹出
口6bを有している。
【0018】ここで、各連絡口6におけるガス導入口6
aは、外筒4の外面側であればその位置を特に限定する
ものではないが、ガス導入口6aを通して外筒4の内部
に導入される雰囲気ガスGの温度は、外筒4の最先端部
4aに近い程高くなるため、外筒4の最先端部4aから
やや離れた位置に形成することが好ましい。また、各連
絡孔6における吹出口6bは、外筒4の最先端部4aに
おける径方向内寄りに、かつ、第1ノズル2の長手方向
と平行又は略平行に形成されるものである。
aは、外筒4の外面側であればその位置を特に限定する
ものではないが、ガス導入口6aを通して外筒4の内部
に導入される雰囲気ガスGの温度は、外筒4の最先端部
4aに近い程高くなるため、外筒4の最先端部4aから
やや離れた位置に形成することが好ましい。また、各連
絡孔6における吹出口6bは、外筒4の最先端部4aに
おける径方向内寄りに、かつ、第1ノズル2の長手方向
と平行又は略平行に形成されるものである。
【0019】次に、本発明の作用を説明する。
【0020】燃料F、一次酸化剤A1 、および二次酸化
剤A2 は、第1ノズル2、燃料ノズル3、および外筒4
の各先端部からガス化炉内に高速で噴出されているた
め、ガス化バーナ1の先端部近傍の圧力はその他の部分
の圧力に比べて低くなっている。このため、ガス化バー
ナ1の先端部近傍の圧力よりも圧力が高いガス化炉内の
高温(約1,400℃)の雰囲気ガスGが、各連絡孔6
のガス導入口6aを通して、外筒4の内部に引き込み導
入される。
剤A2 は、第1ノズル2、燃料ノズル3、および外筒4
の各先端部からガス化炉内に高速で噴出されているた
め、ガス化バーナ1の先端部近傍の圧力はその他の部分
の圧力に比べて低くなっている。このため、ガス化バー
ナ1の先端部近傍の圧力よりも圧力が高いガス化炉内の
高温(約1,400℃)の雰囲気ガスGが、各連絡孔6
のガス導入口6aを通して、外筒4の内部に引き込み導
入される。
【0021】外筒4の内部に引き込み導入された雰囲気
ガスGは、冷却水循環路5内を循環する冷却水Wで冷却
された後、外筒4の最先端部4aに形成された吹出口6
bから一次酸化剤A1 の吹出方向(図2中では下方向)
と同じ方向に吹き出される。この時、冷却水Wは雰囲気
ガスGの顕熱を回収して高温状態となる。
ガスGは、冷却水循環路5内を循環する冷却水Wで冷却
された後、外筒4の最先端部4aに形成された吹出口6
bから一次酸化剤A1 の吹出方向(図2中では下方向)
と同じ方向に吹き出される。この時、冷却水Wは雰囲気
ガスGの顕熱を回収して高温状態となる。
【0022】外筒4の先端部は火炎の輻射熱によって加
熱されるが、同時に、高温状態の冷却水Wおよび冷却さ
れた雰囲気ガスGによって冷却されるため、外筒4の先
端部における温度勾配が、従来のガス化バーナの外筒先
端部における温度勾配と比べて小さくなり、外筒4の先
端部にかかる熱応力が緩和される。これによって、ガス
化バーナ1の長寿命化を図ることが可能となる。
熱されるが、同時に、高温状態の冷却水Wおよび冷却さ
れた雰囲気ガスGによって冷却されるため、外筒4の先
端部における温度勾配が、従来のガス化バーナの外筒先
端部における温度勾配と比べて小さくなり、外筒4の先
端部にかかる熱応力が緩和される。これによって、ガス
化バーナ1の長寿命化を図ることが可能となる。
【0023】また、冷却された雰囲気ガスGが、吹出口
6bから一次酸化剤A1 の吹出方向と同じ方向に吹き出
しているため、この雰囲気ガスGの整流作用によって、
二次酸化剤A2 が外筒4の先端部から吹き出す際に、外
筒4の径方向外側へと向かう流れ(渦流)が生じるおそ
れがない。これによって、燃料Fが渦流に巻き込まれる
ことが無くなるため、ガス化バーナ1の先端部において
渦火炎が形成されることが無い。すなわち、外筒4にお
ける先端部以外の箇所が渦火炎により高温に晒されるお
それが無くなるため、更なるガス化バーナ1の長寿命化
を図ることが可能となる。
6bから一次酸化剤A1 の吹出方向と同じ方向に吹き出
しているため、この雰囲気ガスGの整流作用によって、
二次酸化剤A2 が外筒4の先端部から吹き出す際に、外
筒4の径方向外側へと向かう流れ(渦流)が生じるおそ
れがない。これによって、燃料Fが渦流に巻き込まれる
ことが無くなるため、ガス化バーナ1の先端部において
渦火炎が形成されることが無い。すなわち、外筒4にお
ける先端部以外の箇所が渦火炎により高温に晒されるお
それが無くなるため、更なるガス化バーナ1の長寿命化
を図ることが可能となる。
【0024】本発明の実施の形態における各連絡孔6
は、冷却水循環路5の近傍を通るように形成している
が、特に限定するものではなく、冷却水循環路5をヘッ
ダ状に形成し、そのヘッダを貫通するように連絡孔6を
形成しても良いことは言うまでもない。尚、この場合に
おいては、雰囲気ガスGと冷却水Wが混合しないように
シールを施す必要がある。
は、冷却水循環路5の近傍を通るように形成している
が、特に限定するものではなく、冷却水循環路5をヘッ
ダ状に形成し、そのヘッダを貫通するように連絡孔6を
形成しても良いことは言うまでもない。尚、この場合に
おいては、雰囲気ガスGと冷却水Wが混合しないように
シールを施す必要がある。
【0025】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、外筒の内
部に、冷却水を循環させるための冷却水循環路を形成す
ると共に、外筒の外面と外筒の最先端部とを連絡するた
めの連絡孔を複数本形成することで、ガス化バーナの外
筒先端部における温度勾配が、従来のガス化バーナの外
筒先端部における温度勾配と比べて小さくなり、外筒先
端部にかかる熱応力を緩和することができるという優れ
た効果を発揮する。
部に、冷却水を循環させるための冷却水循環路を形成す
ると共に、外筒の外面と外筒の最先端部とを連絡するた
めの連絡孔を複数本形成することで、ガス化バーナの外
筒先端部における温度勾配が、従来のガス化バーナの外
筒先端部における温度勾配と比べて小さくなり、外筒先
端部にかかる熱応力を緩和することができるという優れ
た効果を発揮する。
【図1】本発明のガス化バーナの縦断面模式図である。
【図2】図1におけるバーナ先端部の部分拡大図であ
る。
る。
【図3】図2のA−A線断面図である。
【図4】従来のガス化バーナの縦断面模式図である。
1 ガス化バーナ 2 第1ノズル 3 燃料ノズル 4 外筒 4a 最先端部 5 冷却水循環路 6 連絡孔 A1 一次酸化剤 F 燃料 A2 二次酸化剤 G 雰囲気ガス W 冷却水
Claims (1)
- 【請求項1】 一次酸化剤を流すための第1ノズルと、
第1ノズルを囲繞すると共に、第1ノズルの外側に燃料
を流すための燃料ノズルと、燃料ノズルを囲繞すると共
に、燃料ノズルの外側に二次酸化剤を流すための外筒と
を備え、燃料、第一次酸化剤、および第二次酸化剤を一
緒にガス化炉内に噴出するガス化バーナにおいて、上記
外筒の内部に、冷却水を循環させるための冷却水循環路
を形成すると共に、外筒の外面と外筒の最先端部とを連
絡するための連絡孔を複数本形成し、上記外筒の外周部
近傍の雰囲気ガスを各連絡孔を通して上記外筒の内部に
導入すると共に上記冷却水で冷却し、外筒の最先端部か
ら吹き出すことを特徴とするガス化バーナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19915698A JP2000026870A (ja) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | ガス化バーナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19915698A JP2000026870A (ja) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | ガス化バーナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000026870A true JP2000026870A (ja) | 2000-01-25 |
Family
ID=16403096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19915698A Pending JP2000026870A (ja) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | ガス化バーナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000026870A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN103013574A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-04-03 | 清华大学 | 水煤浆烧嘴 |
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-
1998
- 1998-07-14 JP JP19915698A patent/JP2000026870A/ja active Pending
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