JP3500686B2 - Operating method of cogeneration system - Google Patents

Operating method of cogeneration system

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JP3500686B2
JP3500686B2 JP04782894A JP4782894A JP3500686B2 JP 3500686 B2 JP3500686 B2 JP 3500686B2 JP 04782894 A JP04782894 A JP 04782894A JP 4782894 A JP4782894 A JP 4782894A JP 3500686 B2 JP3500686 B2 JP 3500686B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ガスタービンエンジ
ン等の速度型内燃機関やディーゼルエンジン，ガスエン
ジン（ガス燃料を用いた火花点火機関）等の容積型内燃
機関等のエンジンからの排ガスへ燃料を追加供給して、
触媒燃焼装置により燃焼させた後、排熱回収装置へ導い
て熱エネルギーを回収するように構成したコジェネレー
ションシステムの運転方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention is a fuel to exhaust gas from the engine, such as a volume-type internal combustion engine such as a (spark ignition engines using gas fuel) gas turbine engine, such as speed-type internal combustion engine or a diesel engine, gas engine Additional supply ,
The present invention relates to an operation method of a cogeneration system configured to recover heat energy by guiding it to an exhaust heat recovery device after combustion by a catalytic combustion device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】大型のガスタービンエンジンやディーゼ
ルエンジン等のような発電用途等のエンジンにおいて
は、排ガスとともに多量の熱が放出され、熱利用率が低
下するため、その排ガス流路中にボイラあるいは熱交換
器等の排熱回収装置を設け、この排熱回収装置によって
それらの熱を回収して再利用する，いわゆるコジェネレ
ーションシステムが採用されている。このコジェネレー
ションシステムにおいては、前記排熱回収装置の所定の
能力（蒸気の圧力，温度，流量）を確保するため、前記
排熱回収装置の入口での排ガスの負荷変動（ガス流量，
ガス温度等の変動）に対処する必要がある。そのため、
前記エンジンと前記排熱回収装置との間の排ガスダクト
に追焚きバーナを設けて、前記エンジンからの排ガスへ
燃料を追加供給して燃焼させ、いわゆる追焚きを行って
いる。ここで、この追焚きバーナは、通常、前記排ガス
ダクト内に設けるため、ダクトバーナとも呼ばれてい
る。In engines such as power generation applications, such as the Related Art large gas turbine engines and diesel engines, a large amount of heat is released into the exhaust gas together with, the heat utilization is decreased, its exhaust gas flow path A so-called cogeneration system is used in which an exhaust heat recovery device such as a boiler or a heat exchanger is provided , and the exhaust heat recovery device recovers and reuses the heat. In the cogeneration system, given the ability of the exhaust heat recovery apparatus (steam pressure, temperature, flow rate) to ensure the <br/> load change (the gas flow rate of the exhaust gas at the inlet of the exhaust heat recovery device ，
It is necessary to deal with fluctuations in gas temperature, etc.). Me Other,
The reheating burner provided an exhaust gas duct between the engine and the exhaust heat recovery apparatus, wherein the exhaust gas from the engine <br/> fuel and additionally supplied by burning, by performing so-called reheating
There is . Wherein the reheating burner, typically for providing in said exhaust gas duct, is if the call with the duct burner.

【０００３】ところで、前記追焚きバーナにおいては、
燃料の供給の他、着火安定性の向上のために、一次空気
としての新鮮な空気が必要で、そのための供給機構が必
要不可欠であり、また燃焼形態は、長大な火炎を発生す
る，いわゆる拡散燃焼となっているため、大容量の燃焼
室が必要で、装置の複雑化，大型化を招いていた。さら
に、前記エンジンからの排ガスへ新鮮な空気を導入する
ため、熱効率の低下を招くとともに、拡散燃焼のため、
ＮＯxの発生量が多いという問題があった。そこで、近
年においては、コジェネレーションシステムにおける前
記追焚きバーナの問題点を解消するものとして、触媒燃
焼方式の追焚きバーナ（以下、「触媒燃焼式追焚きバー
ナ」と云う。）を採用したものが提案されている。[0003] By the way, in the reheating burner,
Another supply of fuel, in order to improve the ignition stability, requires fresh air as primary air, the supply mechanism for a is essential, also combustion mode generates a long flame, so-called Since it uses diffusion combustion, it requires a large-capacity combustion chamber, which leads to a complicated and large-sized device. Furthermore <br/>, for introducing fresh air into the exhaust gas from the engine, to together when lowering the heat efficiency, Me other diffusion combustion,
There was a problem that the amount of NOx generated was large. So, in recent years, before in the cogeneration system
Serial as to solve the problems of reheating burner reheating burner catalytic combustion system (hereinafter, "catalytic combustion reheating bar
Na ". ) Has been proposed.

【０００４】前記触媒燃焼式追焚きバーナを採用したコ
ジェネレーションシステムにおいては、触媒層の形状の
工夫の他、触媒層の取付方法等の構造上の工夫が主体で
あった。また、前記触媒燃焼式追焚きバーナの燃焼制御
については、前記触媒燃焼式追焚きバーナにおける燃焼
状況を検知することはなく、前記排熱回収装置における
蒸気圧力や温水温度等によって検出される負荷状況によ
って追加供給する燃料量を制御しているのみであった。[0004] In the cogeneration system employing the catalyst combustion reheating burner, other ideas in the form of medium layer catalyst, it devised the structure of the mounting method, etc. of the catalyst layer was mainly. Also, the combustion control of the catalytic combustion reheating burner, the catalytic combustion is not possible to detect the combustion conditions in the reheating burner is detected by the steam pressure and temperature water temperature or the like in the exhaust heat recovery apparatus load It was only controlling the amount of additional fuel supplied depending on the situation.

【０００５】元来、触媒燃焼においては、一般に火炎と
呼ばれる現象は発生せず、触媒の活性表面への可燃混合
気の接触により反応が開始されるため、火炎の検出，す
なわち燃焼状況の把握は難しい。特に、追焚き量が少な
い場合，すなわち燃料濃度の低い可燃混合気を燃焼させ
る場合は、その燃焼反応量が少なく、燃焼状況の把握は
困難であった。そして、前記触媒燃焼式追焚きバーナに
おいて、前記排熱回収装置における負荷状況により追焚
きを一時停止した場合に、前記エンジンからの排ガス中
に含まれる煤，オイルミスト等の未燃焼分が触媒表面に
付着し、再度の燃焼を行う場合に触媒の活性表面との接
触が阻害されて燃焼が不可能となる。この場合、燃料が
追加供給された排ガスが後流側の前記排熱回収装置へ直
接流入することになるため、爆発事故の危険性が高まる
等といった問題を生じる。[0005] Originally, Oite the catalyst combustion, since generally the phenomenon is if the flame and <br/> call is not generated, the reaction is initiated by contact of the combustible mixture into the active table surface of the catalyst, detection of flame, to
Grasp difficult to snare Chi combustion situation. In particular , when the reheating amount is small , that is, when a combustible air-fuel mixture having a low fuel concentration is burned, the combustion reaction amount is small and it is difficult to grasp the combustion state. Then, in the above catalytic combustion reheating burner, wherein when you pause reheating according to the load condition in the exhaust heat recovery apparatus, the soot contained in the exhaust gas from the engine, unburnt catalyst surface, such as oil mist When it burns again, the contact with the active surface of the catalyst is obstructed and combustion becomes impossible. In this case, since the fuel is to be directly <br/> against flows into the exhaust heat recovery apparatus of the exhaust gas which is additionally supplied is the downstream side, resulting in problems such like danger of explosion is increased.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、触媒燃焼式追焚きバーナを採用したコジ
ェネレーションシステムにおいて、燃焼状況を把握して
事故の発生を未然に防止する運転方法を提供することで
ある。THE INVENTION Problems to be Solved] be that challenges solved by the invention of this is, in a cogeneration system that employs a Nakadachi燃baked type reheating burner touch, to forestall the occurrence of the accident to understand the combustion situation It is to provide a driving method to prevent.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明
は、エンジンからの排ガスを排熱回収装置へ導く排ガス
ダクト内に触媒燃焼装置を設けるとともに、この触媒燃
焼装置の上流側に燃料供給手段を設け、前記排ガス中の
残存酸素によって前記燃料供給手段からの燃料を前記触
媒燃焼装置内で燃焼させた後、前記排ガスを前記排熱回
収装置へ導いて熱エネルギーを回収するように構成した
コジェネレーションシステムにおいて、前記触媒燃焼装
置の入口側と出口側における排ガス温度を検出して排ガ
スの実際の上昇温度を求めるとともに、前記燃料供給手
段からの燃料供給量と前記排ガスダクト内の排ガス流量
を検出して燃料の燃焼による排ガスの昇温量を求め、前
記上昇温度と前記昇温量とを比較して両者が所定値以上
の差を有する場合、前記触媒燃焼装置の燃焼不良と判定
することを特徴としている。 The present invention solves the above-mentioned problems.
The invention according to claim 1 was made to solve the problems.
Is co By providing the catalytic combustion apparatus in a exhaust gas duct for guiding exhaust gas from the engine to the exhaust heat recovery apparatus, only setting the fuel supply means to the upstream side of this catalytic combustion apparatus, the residual oxygen in the flue gas after combustion in the catalyst <br/> medium combustor fuel from the fuel supply means, the cogeneration system configured to recover heat energy led to the exhaust gas to the exhaust heat recovery apparatus, the inlet side of the catalytic combustion apparatus and detects the exhaust gas temperature at the outlet side together when determining the actual temperature rise of the exhaust gas, detecting the exhaust gas flow rate of fuel supply amount and in the exhaust gas duct from the fuel supply means The temperature rise of exhaust gas due to combustion of fuel
When both compared serial Rise temperature and the temperature increasing amount have a difference greater than a predetermined value, and wherein the benzalkonium be determined <br/> a combustion failure of the catalytic combustion apparatus.

【０００８】さらに、請求項２に記載の発明は、エンジ
ンからの排ガスを排熱回収装置へ導く排ガスダクト内に
触媒燃焼装置を設けるとともに、この触媒燃焼装置の上
流側に燃料供給手段を設け、前記排ガス中の残存酸素に
よって前記燃料供給手段からの燃料を前記触媒燃焼装置
内で燃焼させた後、前記排ガスを前記排熱回収装置へ導
いて熱エネルギーを回収するように構成したコジェネレ
ーションシステムにおいて、前記触媒燃焼装置の入口側
と出口側における排ガス中の残存酸素濃度と前記排ガス
ダクト内の排ガス流量を検出して排ガス中の残存酸素の
減少量を求めるとともに、前記燃料供給手段からの燃料
供給量を検出して燃料の燃焼による酸素消費量を求め、
前記減少量と前記酸素消費量とを比較して両者が所定値
以上の差を有する場合、前記触媒燃焼装置の燃焼不良と
判定することを特徴としている。 [0008] The present invention as described in claim 2, in together when providing a catalytic combustion apparatus in a exhaust gas duct for guiding exhaust gas from the engine to the exhaust heat recovery apparatus, the fuel supply to the upstream side of this catalytic combustion apparatus only setting means, after the fuel from the fuel supply means by the residual oxygen in the exhaust gas was combustion in the catalytic combustion apparatus, the thermal energy of the exhaust gas have guide <br/> to the exhaust heat recovery device in cogeneration system configured to recover to determine the amount of decrease in the residual oxygen in the exhaust gas to detect the exhaust gas flow rate in the residual oxygen concentration and the exhaust gas duct of the exhaust gas at the inlet side and the outlet side of the catalyst combustion apparatus to together with, fuel from the fuel supply means
Determine the oxygen consumption due to combustion of fuel by detecting the supply amount,
Both compared with a small amount before Symbol decreased and the oxygen consumption is characterized case, the Turkey be judged defective combustion of the catalytic combustion apparatus having a difference of a predetermined value or more <br/>.

【０００９】[0009]

【作用】この発明に係るコジェネレーションシステムの
運転方法によれば、前記触媒燃焼装置の入口側と出口側
における排ガス温度を検出してこの排ガスの上昇温度を
求めるとともに、前記燃料供給手段からの燃料供給量と
前記排ガスダクト内の排ガス流量を検出して燃料の燃焼
による排ガスの昇温量を求める。そして、前記上昇温度
と前記昇温量とを比較して両者が所定値以上の差を有す
る場合、前記触媒燃焼装置の燃焼不良と判定する。SUMMARY OF] According to the method of operating a cogeneration system according to the present invention, by detecting the exhaust gas temperature at the inlet side and the outlet side of the catalytic combustion apparatus together when obtaining the temperature rise of the exhaust gas, from the fuel supply means a fuel supply amount of
The flow rate of exhaust gas in the exhaust gas duct is detected to determine the temperature rise amount of exhaust gas due to combustion of fuel . Then, when both compared to the previous SL Rise temperature and the temperature increasing amount have a difference greater than a predetermined value, it is determined that combustion failure of the catalytic combustion apparatus.

【００１０】さらに、この発明に係るコジェネレーショ
ンシステムの運転方法によれば、前記触媒燃焼装置の入
口側と出口側における排ガス中の残存酸素濃度と前記排
ガスダクト内の排ガス流量を検出して排ガスの残存酸素
の減少量を求めるとともに、前記燃料供給手段からの燃
料供給量を検出して燃料の燃焼による酸素消費量を求め
る。そして、前記減少量と前記酸素消費量とを比較して
両者が所定値以上の差を有する場合、前記触媒燃焼装置
の燃焼不良と判定する。[0010] Furthermore, according to the cogeneration system operating method according to the present invention, the inlet and the residual oxygen concentration in the exhaust gas at the outlet of the catalytic combustion apparatus and the flue gas flow rate of the exhaust <br/> the gas duct detect and to together when determining the amount of decrease of the residual oxygen of the exhaust gas, fuel from the fuel supply means
Determining oxygen consumption due to combustion of fuel by detecting the charge supply amount. Then, when both compared to the small amount before Symbol decreased and the oxygen consumption have a difference greater than a predetermined value, it is determined that combustion failure of the catalytic combustion apparatus.

【００１１】[0011]

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。ここで、図面に示す実施例におい
ては、エンジン（ガスタービンエンジン，ディーゼルエ
ンジン，ガスエンジン等）の図示を省略し、このエンジ
ンから延びる排ガスダクトＤ以降を図示してある。EXAMPLES will be described in detail with reference to specific real施例of the invention with reference to the accompanying drawings. Here, in the embodiment shown in the drawings, the engine (gas turbine engine, diesel engine,
The engine, the gas engine, etc.) are omitted, and the exhaust gas duct D and subsequent parts extending from this engine are shown.

【００１２】この発明におけるコジェネレーションシス
テムは、前記エンジンから延びる前記排ガスダクトＤ
と、この下流端に接続した排熱回収装置Ａと、前記排ガ
スダクトＤ中に配置した触媒燃焼装置Ｂと、この触媒燃
焼装置Ｂの上流側に配置した追焚き用燃料の燃料供給手
段１２とで構成してある。[0012]Cogeneration system in this invention
Tem isExtending from the engineThe aboveExhaust gas ductD
And an exhaust heat recovery device connected to this downstream endAWhen,The aboveElimination
SductDCatalytic combustion device placed insideBWhen,thisCatalytic combustion
Baking equipmentBSupplier of refueling fuel placed upstream of the
Step12It consists of and.

【００１３】前記排熱回収装置Ａは周知の熱回収手段で
あって、いわゆる排熱ボイラ等のボイラであっても、熱
交換器であってもよく、これらの熱交換手段の伝熱部
は、伝熱管をコイル状に巻回したもの，プレートフィン
状のもの，多数の伝熱管よりなるもの等、周知の構成の
ものを適用することができる。また、この実施例におい
ては、前記排熱回収装置Ａの下流側にエコノマイザＥを
接続してあり、より多くの排熱を回収することができる
ように構成してある。[0013] Before Sharing, ABS heat recovery system A is a known heat recovery means, even a boiler, such as so-called waste heat boiler may be a heat exchanger, the heat transfer portions of the heat exchange means A well-known structure such as a heat transfer tube wound in a coil shape , a plate fin shape, or a plurality of heat transfer tubes can be applied. Further, in this embodiment, be connected to one economizer E on the downstream side of the exhaust heat recovery apparatus A, it is configured to so that it is possible to recover more heat.

【００１４】前記触媒燃焼装置Ｂは、前記排ガスダクト
Ｄ内に触媒層１１を配置してなるものである。この触媒
層１１の担持体は、セラミック，金属等からなり、ハニ
カム形状，ペレット形状等に成形されている。そして、
この担持体には、Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ等の貴金属やＹ，Ｌ
ａ等の希土類元素が担持されており、あるいは両者の混
合物が担持されている。また、前記触媒層１１は、複合
酸化物を担持した構成とすることもできる。[0014] The catalytic combustion apparatus B, the exhaust gas duct
Those formed by arranging the catalyst layer 11 in the D. The carrier of the catalyst layer 11 is made of ceramic , metal or the like, and is formed into a honeycomb shape, a pellet shape or the like. And
The carrier, Ag, Pt, precious metal such as Pd or Y, L
rare earth elements such as a are supported, there have a mixture of both are supported. Further, the catalyst layer 11 may be configured to support a complex oxide.

【００１５】前記燃料供給手段１２は、前記排ガスダク
トＤ内へ燃料を均一に噴霧すること ができるように、た
とえば先端側をノズル等の噴霧手段とした燃料供給管１
３と、その途中に設けて燃料供給量を調節する流量制御
弁１４とを備えている。この流量制御弁１４は、制御装
置Ｃにより燃料供給量を調整すべく制御される。この制
御装置Ｃは、前記エンジンからの運転状況信号および前
記排熱回収装置Ａにおける要求負荷（たとえば、蒸気ボ
イラにおいては、蒸気圧力であり、また温水ボイラにお
いては、出湯温度である。）信号も入力されており、こ
れらの各設定値に対応するように燃料供給量を制御する
ように構成してある。すなわち、前記制御装置Ｃは、前
記排熱回収装置Ａに対する負荷要求や、前記エンジンか
らの排ガスの負荷変動に応じて、前記流量制御弁１４を
開き、前記エンジンからの排ガスによって反応温度にま
で予熱された状態の前記触媒層１１への燃料の供給を開
始し、燃料供給量を調整することにより、排ガスの負荷
変動によらず、前記排熱回収装置Ａから所望の出力を維
持するように制御を行っている。[0015] The fuel supply means 12, the so that it is possible to uniformly spray the fuel into the exhaust gas duct D, was
Fuel supply pipe 1 in which the above end the spraying means such as a nozzle if e DOO
3, and a flow control valve 14 for adjusting the fuel supply amount provided in the middle thereof. The flow control valve 14 is controlled by the control device C so as to adjust the fuel supply amount. The control device C, the operating condition signal and before from the engine
Required load (for example in serial exhaust heat recovery apparatus A, the vapor volume
In the boiler , the steam pressure is used, and in the hot water boiler,
In other words, it is the hot water temperature . ) Signal is also input, and the fuel supply amount is controlled so as to correspond to each of these set values. Chi words, the control device C, before
Serial load demand and for exhaust heat recovery device A, in response to said load change of the exhaust gas from the engine, the opening of the flow control valve 14, the catalyst layer of preheated until the reaction temperature by the exhaust gas from the engine 11 starting the supply of fuel to, by adjusting the fuel supply amount, regardless of the load fluctuations of the exhaust gas, control is performed so as to maintain the desired output from the exhaust heat recovery apparatus a.

【００１６】前記触媒層１１の上流側および下流側に
は、前記触媒層１１へ流入する前記エンジンからの排ガ
スの温度を検出する第一温度センサ２１および前記触媒
層１１から流出する排ガスの温度を検出する第二温度セ
ンサ２２をそれぞれ取り付けてある。前記第一温度セン
サ２１は、以下に説明する前記触媒燃焼装置Ｂの燃焼状
況の判定の他、前記エンジンからの排ガスの温度を検出
し、この温度と触媒燃焼の反応開始温度とを比較するこ
とにより、前記流量制御弁１４の開閉を制御するために
も用いる。以下、説明の便宜のために、前記エンジンか
らの排ガスを一次排ガスと称し、前記触媒層１１からの
排ガスを二次排ガスと称して区別する。[0016] Before Kisawa upstream and downstream of the catalyst layer 11, the exhaust gas flowing out from the first temperature sensor 21 and the catalyst layer 11 for detecting the temperature of the exhaust gas from the engine flowing into the catalyst layer 11 We detect the temperature of the second temperature sensor 22 are attach respectively. The first temperature sensor 21, in addition to the determine the constant of the combustion conditions of the catalytic combustion apparatus B to be described below, detects the temperature of exhaust gas from the engine, and a reaction opening HajimeAtsushi degree of the temperature and catalytic combustion by comparison, also used to control the opening and closing of the front Symbol flow amount control valve 14. Hereinafter, for convenience of explanation, the exhaust gas from the engine referred to as primary gas, the exhaust gas from the catalyst layer 11 is referred to as a secondary exhaust distinguish.

【００１７】さて、この発明に係るコジェネレーション
システムの運転方法においては、前記触媒燃焼装置Ｂの
入口側と出口側における排ガス温度を検出して排ガスの
実際の上昇温度を求めるとともに、前記燃料供給手段１
２からの燃料供給量を検出して燃料の燃焼による排ガス
温度の昇温量を求め、前記上昇温度と前記昇温量とを比
較することにより、前記触媒燃焼装置Ｂの燃焼状態を判
定するようになっている。そこで、この発明において
は、前記第一，第二温度センサ２１，２２の検出値およ
び前記燃料供給手段１２による燃料供給量の検出値を演
算処理するための演算処理器３０が設けられている。[0017] Now, together when in the operating method of the cogeneration system according to the present invention, by detecting the exhaust gas temperature determine the actual temperature rise of the exhaust gas at the inlet side and the outlet side of the catalytic combustion apparatus B, the fuel Supply means 1
Detecting the fuel supply amount from 2 obtains the Atsushi Nobori amount of the exhaust gas temperature due to the combustion of the fuel, by the previous SL Rise temperature comparing the Atsushi Nobori amount, the combustion state of the catalytic combustion apparatus B Is determined . Therefore , in the present invention, the detected values of the first and second temperature sensors 21 , 22 and
Further, an arithmetic processing unit 30 for arithmetically processing the detected value of the fuel supply amount by the fuel supply means 12 is provided.

【００１８】この演算処理器３０は、前記触媒燃焼装置
Ｂへ流入する一次排ガスの温度を前記第一温度センサ２
１からの検出信号として受信するとともに、前記触媒燃
焼装置Ｂから流出する追焚き後の二次排ガスの温度を前
記第二温度センサ２２からの検出信号として受信し、ま
た前記燃料供給手段１２による燃料供給量を前記流量制
御弁１４の開度の検出信号として受信するように構成さ
れている。ここで、前記流量制御弁１４の開度の検出信
号は、前記流量制御弁１４自体に開度を検出するセンサ
を設けて検出する他、前記制御装置Ｃからの燃料調整の
ための制御信号を用いてもよい。また、燃料供給量の検
出は、前記流量制御弁１４の開度を検出する他、前記燃
料供給管１３自体に流量検出器を設けて検出してもよ
い。[0018] The arithmetic processing unit 30, the catalytic combustion apparatus
Wherein the temperature of the primary exhaust gas flowing into the B first temperature sensor 2
To together upon receiving a detection signal from the 1, before the temperature of the secondary exhaust gas after reheating flowing out of the catalytic combustion apparatus B
Received as a detection signal from the serial second temperature sensor 22, or
It is configured to receive the fuel supply amount of the previous SL fuel supply means 12 as a detection signal for the opening of the flow control valve 14. Here, the detection signal of opening of the flow control valve 14, in addition to detect a sensor for detecting the opening in the flow control valve 14 itself, the control signal for the fuel adjustments from the control unit C You may use. The detection of the fuel supply amount, in addition to detecting the opening of the flow control valve 14 may be detected by providing a flow detector in the fuel <br/> charge supply pipe 13 itself.

【００１９】これらの検出信号を受信した前記演算処理
器３０は、前記第一，第二温度センサ２１，２２からの
両検出信号を演算処理して、前記触媒燃焼装置Ｂの燃焼
による一次排ガスの実際の上昇温度を求めるとともに、
前記流量制御弁１４の開度の信号を演算処理して燃料供
給量を求め、さらにこの燃料供給量から決まる発生熱量
により一次排ガスの昇温量を算出し、前記上昇温度と前
記昇温量とを比較する。ここで、一次排ガスの昇温量
は、一次排ガスの流量と比熱によって求まるが、一次排
ガスの流量は、前記エンジンの運転状況に関連して変化
するため、前記演算処理器３０においては、前記制御装
置Ｃへ入力される前記エンジンからの運転状況信号に基
づいて、一次排ガスの流量を算出する。また、前記比較
の際、前記上昇温度と前記昇温量とが所定値以下の差を
有する場合には、燃焼状態が正常であると判定する。こ
こで、前記所定値は、前記触媒燃焼装置Ｂや前記排ガス
ダクトＤにおける放熱損失や、前記各センサ２１，２２
の検出誤差を勘案して決定される。 [0019] The arithmetic processing unit 30 which has received the detection signal of these, the first, and the two detection signals from the second temperature sensor 21 and processing one by the combustion of the catalytic combustion apparatus B in together when determining the actual temperature rise of the next exhaust gas,
The flow control valve 14 a signal position calculation processing to the calculated fuel supply amount, the amount of generated heat determined from the fuel supply amount to the further calculates the Atsushi Nobori amount of the primary exhaust gas, before Symbol Rise temperature before
It is compared with the serial NoboriAtsushiryou. In here, the temperature Yutakaryou primary exhaust gas is determined by the flow rate and specific heat of the primary exhaust gas flow rate of the primary gas, in order to vary in relation to the operating conditions of the engine, the arithmetic processor 30 in, on the basis of the operation condition signal from the engine that is input to the control unit C, that to calculate the flow rate of the primary gas. Further, when the comparison, if the previous SL Rise temperature and the NoboriAtsushiryou have a difference less than a predetermined value, the combustion state is determine the constant to be normal. Here, the predetermined value, and heat radiation loss in the catalytic combustion apparatus B and the exhaust gas duct D, the sensors 21, 22
Ru is determined in consideration of the detection error.

【００２０】一方、前記上昇温度と前記昇温量とが所定
値以上の差を有する場合には、燃焼状態が異常であると
判定する。このように燃焼異常と判定した場合におい
て、前記上昇温度が前記昇温量よりも小さい場合は、前
記触媒燃焼装置Ｂにおいて触媒表面に未燃物が付着する
等の原因による燃焼反応の不良，あるいは前記エンジン
の故障により異常昇温した一次排ガスによって、前記触
媒層１１が焼損したことによる燃焼反応の不良と判定す
ることができる。ここで、この判定は、前記第一温度セ
ンサ２１の検出値を前記エンジンの正常運転時の排ガス
温度範囲と比較することによって行うことができる。ま
た、前記上昇温度が前記昇温量よりも大きい場合は、前
記燃料供給手段１２による前記排ガスダクトＤ内への燃
料供給が不均一である場合，すなわち前記排ガスダクト
Ｄ中の排ガスと燃料との混合が不均一になり、供給燃料
が濃い部分が前記触媒層１１において燃焼することによ
って前記昇温量よりも多く温度上昇した場合と判定する
ことができる。Meanwhile, the previous SL Rise temperature and the temperature Yutakaryou predetermined
When having a difference of more than value the combustion condition <br/> determination Priority determination is abnormal. In this way the combustion abnormality and if you determine the constant, if before Symbol Rise temperature is less than the temperature Yutakaryou is pre
Failure of the combustion reaction by the cause of such unburnt substances from adhering to the catalyst surface in the serial catalytic combustion apparatus B, or the engine
The primary exhaust gas abnormally heated due to the failure of, be determined to be defective combustion reaction by the catalyst <br/> medium layer 11 is burned
You can Here, this determination, the detection value of the first temperature sensor 21 can be performed by comparing the exhaust gas temperature range during normal operation of the engine. Also <br/> it was, not size if than before Symbol Rise temperature the temperature Yutakaryou is pre
If the by serial fuel supply means 12 supply of fuel to the exhaust gas duct D is uneven, i.e. the exhaust gas duct
Becomes mixed-heterogeneity between the exhaust gas and the fuel in D, and determines that when a lot temperature higher than the temperature Yutakaryou by supplying fuel dark portion is burned in the catalyst layer 11
You can

【００２１】さらに、図示する実施例においては、前記
触媒層１１の上流側および下流側には、前記触媒層１１
へ流入する前記エンジンからの排ガスの残存酸素濃度を
検出する第一酸素センサ２３および前記触媒層１１から
の排ガスの残存酸素濃度を検出する第二酸素センサ２４
をそれぞれ取り付けてある。これらの第一，第二酸素セ
ンサ２３，２４も前記第一，第二温度センサ２１，２２
と同様、前記触媒燃焼装置Ｂの燃焼状況を判定するため
のものである。すなわち、前記演算処理器３０は、前記
触媒燃焼装置Ｂへ流入する一次排ガス中の残存酸素濃度
を前記第一酸素センサ２３からの検出信号として受信す
るとともに、前記触媒燃焼装置Ｂから流出する追焚き後
の二次排ガス中の残存酸素濃度を前記第二温度センサ２
２からの検出信号として受信し、また前記と同様、前記
燃料供給手段１２による燃料供給量を前記流量制御弁１
４の開度の検出信号として受信するように構成されてい
る。[0021] Furthermore, in the embodiment shown, the upstream and downstream of the <br/> catalyst layer 11, the catalyst layer 11
The residual oxygen concentration in the exhaust gas from the engine flowing into the
A first oxygen sensor 23 for detecting and a second oxygen sensor 24 for detecting the residual oxygen concentration of the exhaust gas from the catalyst layer 11.
The are attach each. These first and second oxygen sensors 23 and 24 are also the first and second temperature sensors 21 and 22.
The same is intended order to decide combustion state of the catalytic combustion apparatus B. Chi words, pre Ki演 calculation processor 30, in together when receiving the residual oxygen concentration in the primary flue gas flowing into the <br/> catalytic combustion apparatus B as a detection signal from the first oxygen sensor 23, the catalytic combustion apparatus residual oxygen wherein the concentration second temperature sensor 2 of the secondary flue gas after reheating flowing out of B
Received as a detection signal from the 2, also similar to the above, the fuel supply amount by the fuel supply means 12 flow control valve 1
It is configured to be received as a detection signal of the opening degree of No. 4 .

【００２２】これらの検出信号を受信した前記演算処理
器３０は、前記第一，第二酸素センサ２３，２４からの
両検出信号を演算処理して、前記触媒燃焼装置Ｂの燃焼
による一次排ガスの残存酸素の減少量を求めるととも
に、前記流量制御弁１４の開度の信号を演算処理して燃
料供給量を求め、さらにこの燃料供給量から決まる酸素
消費量を算出し、前記減少量と前記酸素消費量とを比較
する。ここで、前記第一，第二酸素センサ２３，２４
は、残存酸素濃度を検出しているが、前記排ガスダクト
Ｄ内を流通する一次排ガスの流量は、前記エンジンの運
転状況に関連して変化するため、前記演算処理器３０に
おいては、前記制御装置Ｃへ入力される前記エンジンか
らの運転状況信号に基づいて、一次排ガスの流量を算出
することにより、残存酸素量を求める。前記比較の際、
前記減少量と前記酸素消費量とが所定値以下の差を有す
る場合には、燃焼状態が正常であると判定する。ここ
で、前記所定値は、前記触媒燃焼装置Ｂにおける反応率
や、前記各センサ２３，２４の検出誤差を勘案して決定
される。 [0022]ThisReceived these detection signalsThe aboveArithmetic processing
vesselThirtyIsThe aboveFirstone, No.twoOxygen sensor23, 24from
By processing both detection signals,The aboveCatalytic combustion deviceBBurning of
byoneWhen the reduction amount of residual oxygen in the next exhaust gas is calculatedTomo
ToThe aboveFlow control valve14The signal of the opening degree of
Calculate the amount of supplyFurthermoreOxygen determined from this fuel supply amount
Calculate the consumption, beforeReductionWith a small amountThe aboveOxygen consumptionWhenCompare
To do.here, The aboveone, No.twoOxygen sensor23, 24
Is, The restAlthough the oxygen concentration is detected,The aboveExhaust gas duct
DCirculate inoneNext exhaust gasFlow ofThe amount isThe aboveEngine luck
Because it changes in relation to the changing situation,The aboveProcessorThirtyTo
In addition, the control deviceTo CIs the engine input?
Based on these driving status signals,oneNext exhaust gasFlow ofCalculate quantity
Then, the residual oxygen amount is obtained.The aboveWhen comparing,
PreviousReductionSmall amountAnd the aboveOxygen consumptionAndPredeterminedvalueWith the following differences
If the combustion condition is normal, the combustion condition is determined to be normal.FixedTo do. here
so,The abovePredetermined valueIsThe aboveCatalytic combustion deviceBReaction rate in
OrThe aboveEach sensor23, 24Determined considering the detection error of
DoneIt

【００２３】一方、前記減少量と前記酸素消費量とが所
定値以上の差を有する場合には、燃焼状態が異常である
と判定する。このように燃焼異常と判定した場合におい
て、前記減少量が前記酸素消費量よりも小さい場合は、
前記触媒燃焼装置Ｂにおいて触媒表面に未燃物が付着す
る等の原因による燃焼量の減少，あるいは前記エンジン
の故障により異常昇温した一次排ガスによって、前記触
媒層１１が焼損したことによる燃焼量の減少と判定する
ことができる。ここで、この判定は、前記第一酸素セン
サ２３の検出値を前記エンジンの正常運転時の排ガス中
の残存酸素濃度範囲と比較することによって行うことが
できる。On the other hand, if the previous SL, down a small amount and the oxygen consumption has a difference of more than Tokoro <br/> constant value, the combustion state to determine the constant to be abnormal. In case of such combustion anomalies and determine the constant, have small if than before Symbol decreased small amount the oxygen consumption,
Reduction of the combustion amount by the cause of such unburnt substances from adhering to the catalyst surface in the catalytic combustion apparatus B, or the engine
The primary exhaust gas abnormally heated due to a failure of said catalyst <br/> medium layer 11 is determined to decrease in the combustion amount due to the burning
You can Here, this determination can be made by the detection value of the first oxygen sensor 23 is compared with the residual oxygen concentration range in the exhaust gas during the normal operation of the engine.

【００２４】また、この実施例においては、前記触媒燃
焼装置Ｂの燃焼状況を検出するために、前記触媒燃焼装
置Ｂの入口側と出口側における温度および酸素濃度を検
出しているため、両者の検出値に基づく燃焼状況に相違
が生じた場合には、各検出値の検出手段，すなわち前記
第一，第二温度センサ２１，２２および前記第一，第二
酸素センサ２３，２４の不良等の不具合も検出すること
ができる。そして、一方のセンサの不良が判定された場
合でも、他方のセンサによって燃焼状況を把握すること
ができ、より安全に燃焼状況を把握することができる。 Further, in this embodiment, in order to detect the combustion state of the catalytic combustion apparatus B, because it detects the temperature and the oxygen concentration at the inlet side and the outlet side of the catalyst combustion apparatus B, both If the difference in combustion conditions based on the detection value occurs, the detection means of the detection value, i.e. the <br/> first, second temperature sensor 21, 22 and the first, second <br/> oxygen also possible to detect defects such as poor of the sensors 23 and 24
It is Ru can. Then, even if the failure of one sensor is determine the constant, it is possible to grasp the combustion status by the other sensor can be grasped more safely combustion conditions.

【００２５】さらに、この実施例においては、前記第一
温度センサ２１による前記触媒燃焼装置Ｂの上流側にお
ける排ガス温度と触媒燃焼の反応開始温度とを比較し、
触媒燃焼を開始可能な状況かどうかを判定することがで
き、この結果を前記触媒燃焼装置Ｂにおける燃焼状況の
判定と比較することによって、前記触媒燃焼装置Ｂ，前
記燃料供給手段１２に故障等の不具合が発生したかどう
かも判定することができる。たとえば、一次排ガス温度
が触媒燃焼を開始可能な温度であり、前記流量制御弁１
４が開となっているにもかかわらず、二次排ガスに温度
上昇あるいは残存酸素量の減少を検知しない場合には、
前記燃料供給管１３の詰まりか，前記触媒燃焼装置Ｂの
故障により燃焼状態へ移行していないと判定することが
できる。そして、一次排ガス温度が触媒燃焼を開始可能
な温度であり、前記流量制御弁１４が閉となっているに
もかかわらず、二次排ガスに温度上昇あるいは残存酸素
量の減少を検知した場合には、前記流量制御弁１４の漏
れ等が発生していると判定することができる。また、一
次排ガス温度が触媒燃焼を開始可能な温度を下回ってお
り、前記流量制御弁１４が閉となっているにもかかわら
ず、二次排ガスに温度上昇あるいは残存酸素量の減少を
検知した場合には、前記エンジンからの未燃分が前記触
媒燃焼装置Ｂにおいて燃焼している状態と判定すること
ができる。 Furthermore, in this embodiment, compared with the reaction starting temperature of the flue gas temperature and the catalytic combustion at the upstream side of the catalytic combustion apparatus B by the first <br/> temperature sensor 21,
Whether start possible situations catalytic combustion can determine the constant, by comparing the determination of combustion conditions in the result before Kisawa medium combustion device B, the catalytic combustion apparatus B, before
A serial fuel supply means 12 such as a failure malfunction can determine whether occurred. For example, a starting temperature capable primary exhaust gas temperature catalytic combustion, the flow control valve 1
4 despite are open, have in a temperature rise in the secondary exhaust gas when not detected a decrease in the residual amount of oxygen,
Or clogging of the fuel supply pipe 13, be determine constant when no shift to the combustion state due to a failure of the catalytic combustion apparatus B
it can. The primary exhaust gas temperature can start catalytic combustion
Such a temperature, the flow control valve 14 even though in the closed, when have there temperature rise has been detected a decrease in the residual oxygen content in the secondary gas, such as leakage of the flow control valve 14 but it is possible to determine constant and has occurred. Another aspect <br/> following exhaust gas temperature is below the starting temperature capable of catalytic combustion, the flow control valve 14 even though in the closed, have in a temperature rise in the secondary exhaust gas residual oxygen when detecting a decrease in quantity, that the engine or these unburned to state and determine the constant that burned in the catalyst <br/> medium combustion apparatus B
You can

【００２６】ここで、以上の説明において、一次排ガス
の流量の検出は、前記理由により、前記制御装置Ｃへ入
力される前記エンジンからの運転状況信号に基づいて、
前記演算処理器３０において演算することにより、間接
的に行っているが、流量計を用いて一次排ガスの流量を
直接検出し、この値を前記演算処理器３０へ入力しても
よい。[0026] Here, in the above description, the detection of the flow rate of the primary exhaust gas, by the reason, based on the operation status signal from the engine that is input <br/> force to the control unit C,
By calculating in the arithmetic processing unit 30, it is performed indirectly, by using a flow meter to detect the flow rate of the primary gas may be directly input this value to the arithmetic processing unit 30.

【００２７】さらに、以上の説明においては、前記触媒
燃焼装置Ｂの燃焼状況を判定するために、前記触媒燃焼
装置Ｂの入口側と出口側における排ガスの上昇温度およ
び残存酸素の減少量の両方を検出しているが、燃焼状況
を判定するための検出値は、いずれか一方のみとしても
よい。このように、一方のみを検出して燃焼状況を判定
する場合は、他方を検出するセンサが不要になるととも
に、前記演算処理器３０における演算ステップの簡略
化，すなわちプログラムの簡略化を図ることができると
いう利点がある。[0027] Furthermore, in the above description, in order to determine the combustion state of the catalytic combustion apparatus B, the temperature rise of the contact Keru exhaust gas inlet side and the outlet side of the catalyst combustion apparatus B Oyo <br/> While detecting the both reduction of the fine residual oxygen, the detection value for determining the combustion conditions, even if the either only have good <br/>. Thus, when determining the detected and combustion conditions one only, the <br/> with a sensor for detecting the other is unnecessary, simplification of the calculation steps in the arithmetic processing unit 30, i.e., program there is an advantage that a simplified Ru can Figure Rukoto.

【００２８】[0028]

【発明の効果】この発明によれば、触媒燃焼式追焚きバ
ーナを採用したコジェネレーションシステムにおいて、
従来困難であった燃焼状況の把握を極めて容易に行うこ
とができ、特に追焚き量が少ない場合においても、燃焼
状況の把握を確実に行うことができ、触媒燃焼装置にお
ける触媒の活性表面への未燃物の付着による燃焼不能
や、この燃焼不能に起因する爆発事故の危険を確実に防
止することができる。しかも、この発明においては、簡
単な構成でもって実施することができるため、この種の
運転方法としては頗る効果的である。According to the inventions of this, according to the present invention, in the cogeneration system, which was adopted Nakadachi燃baked type reheating burner touch,
TURMERIC very easily line the grasp of conventional which was difficult combustion conditions
Bets can be, when reheating amount especially is smaller, can reliably row Ukoto hold of combustion conditions, contact the catalytic combustion apparatus
Kicking not be combusted or by unburned matters adhering to the active surface of the catalyst, Ru can be reliably prevent the risk of explosion due to combustion impossible. Moreover, in the present invention, it is possible to be carried out with a easy <br/> single structure, as the <br/> OPERATION how this kind is extremely effective.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明に係る運転方法を適用したコジェネレ
ーションシステムの概略構成を例示する図面である。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a cogeneration system to which an operating method according to the present invention is applied.

【符号の説明】Ａ 排熱回収装置Ｂ 触媒燃焼装置Ｄ 排ガスダクト１２ 燃料供給手段[Explanation of Codes] A Exhaust Heat Recovery Device B Catalyst Combustion Device D Exhaust Gas Duct 12 Fuel Supply Means

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ２２Ｂ 1/18 Ｆ２２Ｂ 1/18 Ｒ (56)参考文献 特開 平７−110124（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−164617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−190513（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−195757（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−115538（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23C 11/00 312 F01K 13/00 F01K 23/10 F02C 6/18 F02G 5/02 F22B 1/18 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F22B 1/18 F22B 1/18 R (56) Reference JP-A-7-110124 (JP, A) JP-A-3-164617 (JP, A ) JP-A-58-190513 (JP, A) JP-A 5-195757 (JP, A) JP-A 2-115538 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F23C 11/00 312 F01K 13/00 F01K 23/10 F02C 6/18 F02G 5/02 F22B 1/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 エンジンからの排ガスを排熱回収装置Ａ
へ導く排ガスダクトＤ内に触媒燃焼装置Ｂを設けるとと
もに、この触媒燃焼装置Ｂの上流側に燃料供給手段１２
を設け、前記排ガス中の残存酸素によって前記燃料供給
手段１２からの燃料を前記触媒燃焼装置Ｂ内で燃焼させ
た後、前記排ガスを前記排熱回収装置Ａへ導いて熱エネ
ルギーを回収するように構成したコジェネレーションシ
ステムにおいて、前記触媒燃焼装置Ｂの入口側と出口側
における排ガス温度を検出して排ガスの実際の上昇温度
を求めるとともに、前記燃料供給手段１２からの燃料供
給量と前記排ガスダクトＤ内の排ガス流量を検出して燃
料の燃焼による排ガスの昇温量を求め、前記上昇温度と
前記昇温量とを比較して両者が所定値以上の差を有する
場合、前記触媒燃焼装置Ｂの燃焼不良と判定することを
特徴とするコジェネレーションシステムの運転方法。1. An exhaust heat recovery device A for exhaust gas from an engine
If a catalytic combustion device B is installed in the exhaust gas duct D leading to
Also, the fuel supply means 12 to the upstream side of this catalytic combustion apparatus B
The setting only, the fuel supplied by the residual oxygen in the flue gas
After the fuel from the means 12 is combustion in the catalytic combustion apparatus B, in a cogeneration system configured the exhaust gas so as to recover thermal energy led to the exhaust heat recovery apparatus A, the catalytic combustion apparatus B inlet side and by detecting the exhaust gas temperature together when determining the actual temperature rise of the exhaust gas at the outlet side, the exhaust gas flow rate of the exhaust gas duct D and fuel subjected <br/> supply amount from the fuel supply means 12 Detect and burn
Calculated Atsushi Nobori amount of the exhaust gas by charge combustion, before Symbol Rise temperature
If it is compared with the temperature increasing amount have a difference greater than a predetermined value, cogeneration system operating method characterized by the Turkey be judged defective combustion of the catalytic combustion apparatus B. 【請求項２】 エンジンからの排ガスを排熱回収装置Ａ
へ導く排ガスダクトＤ内に触媒燃焼装置Ｂを設けるとと
もに、この触媒燃焼装置Ｂの上流側に燃料供給手段１２
を設け、前記排ガス中の残存酸素によって前記燃料供給
手段１２からの燃料を前記触媒燃焼装置Ｂ内で燃焼させ
た後、前記排ガスを前記排熱回収装置Ａへ導いて熱エネ
ルギーを回収するように構成したコジェネレーションシ
ステムにおいて、前記触媒燃焼装置Ｂの入口側と出口側
における排ガス中の残存酸素濃度と前記排ガスダクトＤ
内の排ガス流量を検出して排ガス中の残存酸素の減少量
を求めるとともに、前記燃料供給手段１２からの燃料供
給量を検出して燃料の燃焼による酸素消費量を求め、前
記減少量と前記酸素消費量とを比較して両者が所定値以
上の差を有する場合、前記触媒燃焼装置Ｂの燃焼不良と
判定することを特徴とするコジェネレーションシステム
の運転方法。2. An exhaust heat recovery device A for exhaust gas from an engine
If a catalytic combustion device B is installed in the exhaust gas duct D leading to
Also, the fuel supply means 12 to the upstream side of this catalytic combustion apparatus B
The setting only, the fuel supplied by the residual oxygen in the flue gas
After the fuel from the means 12 is combustion in the catalytic combustion apparatus B, in a cogeneration system configured the exhaust gas so as to recover thermal energy led to the exhaust heat recovery apparatus A, the catalytic combustion apparatus B the exhaust gas duct D and the residual oxygen concentration in the exhaust gas at the inlet side and the outlet side of the
By detecting the exhaust gas flow rate of the inner co When determining the amount of decrease in the residual oxygen in the exhaust gas, oxygen consumption due to combustion of fuel by detecting the fuel supply <br/> supply amount from the fuel supply means 12 Ask for
Cogeneration system case, characterized by the Turkey be judged defective combustion of the catalytic combustion apparatus B both compared serial down a small amount and with said oxygen consumption has a difference in the predetermined value or more <br/> Driving method.
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