特許ウォッチ

公開番号2025141165
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040974
出願日2024-03-15
発明の名称燃焼システム、燃焼システムにおいてアンモニアガスをパージする方法、および、燃焼システムにおいてアンモニアガスを供給する方法
出願人株式会社IHI
代理人弁理士法人青海国際特許事務所
主分類F23K 5/00 20060101AFI20250919BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】アンモニアガスが燃料として使用される場合、パージ後に、ガスによる配管のシールを維持すること。
【解決手段】燃焼システム100は、燃料導管L1からアンモニアガスgaをパージするために、燃料バルブV2を閉じて、バーナ12へのアンモニアガスgaの供給を停止することと、第1ガスバルブV4を開いて、燃料導管L1にアンモニアガスgaに対して不活性な第1ガスg1を供給することと、燃料導管L1内のガス中のアンモニアガスgaの濃度が第1閾値以下に低下した後に、第2ガスバルブV5を開いて、燃料導管L1に第1ガスg1に対して不活性な第2ガスg2を供給することと、を実行するように構成される、制御装置90を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
バーナと、
前記バーナに接続され、前記バーナにアンモニアガスを供給する燃料導管と、
前記燃料導管に設けられ、前記燃料導管を開閉する燃料バルブと、
前記バーナと前記燃料バルブとの間で前記燃料導管と流体連通し、アンモニアガスに対して不活性な第１ガスを前記燃料導管に供給する第１ガス導管と、
前記バーナと前記燃料バルブとの間で前記燃料導管と流体連通し、前記第１ガスに対して不活性な第２ガスを前記燃料導管に供給する第２ガス導管と、
前記第１ガス導管に設けられ、前記第１ガス導管を開閉する第１ガスバルブと、
前記第２ガス導管に設けられ、前記第２ガス導管を開閉する第２ガスバルブと、
前記燃料バルブ、前記第１ガスバルブおよび前記第２ガスバルブを制御する制御装置であって、
当該制御装置は、前記燃料導管からアンモニアガスをパージするために、
前記燃料バルブを閉じて、前記バーナへのアンモニアガスの供給を停止することと、
前記第１ガスバルブを開いて、前記燃料導管に前記第１ガスを供給することと、
前記燃料導管内のガス中のアンモニアガスの濃度が第１閾値以下に低下した後に、前記第２ガスバルブを開いて、前記燃料導管に前記第２ガスを供給することと、
を実行するように構成される、
制御装置と、
を備える、燃焼システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記制御装置は、パージングのための第２閾値を記憶し、
前記制御装置は、前記第１ガスバルブを開いてからの経過時間が、前記第２閾値を超えた場合に、前記燃料導管内のガス中のアンモニアガスの濃度が前記第１閾値以下に低下したと判断する、
請求項１に記載の燃焼システム。
【請求項３】
前記燃焼システムは、前記燃料導管内のガス中のアンモニアガスの濃度を検出する第１センサを備え、
前記制御装置は、前記第１閾値を記憶し、
前記制御装置は、前記第１センサから受信したアンモニアガスの濃度が前記第１閾値以下か否かを判断する、
請求項１に記載の燃焼システム。
【請求項４】
前記第１ガスは窒素であり、前記第２ガスは空気である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の燃焼システム。
【請求項５】
前記第１ガスは排ガスを含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の燃焼システム。
【請求項６】
前記第１ガスは窒素および排ガスの混合ガスである、
請求項５に記載の燃焼システム。
【請求項７】
前記第１ガスは排ガスである、
請求項５に記載の燃焼システム。
【請求項８】
バーナと、
前記バーナに接続され、前記バーナにアンモニアガスを供給する燃料導管と、
前記燃料導管に設けられ、前記燃料導管を開閉する燃料バルブと、
前記バーナと前記燃料バルブとの間で前記燃料導管と流体連通し、アンモニアガスに対して不活性な第１ガスを前記燃料導管に供給する第１ガス導管と、
前記バーナと前記燃料バルブとの間で前記燃料導管と流体連通し、前記第１ガスに対して不活性な第２ガスを前記燃料導管に供給する第２ガス導管と、
前記第１ガス導管に設けられ、前記第１ガス導管を開閉する第１ガスバルブと、
前記第２ガス導管に設けられ、前記第２ガス導管を開閉する第２ガスバルブと、
前記燃料バルブ、前記第１ガスバルブおよび前記第２ガスバルブを制御する制御装置であって、
当該制御装置は、前記バーナにアンモニアガスを供給するために、
前記第２ガスバルブを閉じて、前記燃料導管への前記第２ガスの供給を停止することと、
前記第１ガスバルブを開いて、前記燃料導管に前記第１ガスを供給することと、
前記燃料導管内のガス中の前記第２ガス中の所定の成分の濃度が第３閾値以下に低下した後に、前記燃料バルブを開いて、前記バーナにアンモニアガスを供給することと、
を実行するように構成される、
制御装置と、
を備える、燃焼システム。
【請求項９】
前記制御装置は、パージングのための第４閾値を記憶し、
前記制御装置は、前記第１ガスバルブを開いてからの経過時間が、前記第４閾値を超えた場合に、前記燃料導管内のガス中の前記第２ガス中の前記所定の成分の濃度が前記第３閾値以下に低下したと判断する、
請求項８に記載の燃焼システム。
【請求項１０】
前記第２ガスは空気であり、
前記燃焼システムは、前記燃料導管内のガス中の酸素の濃度を検出する第２センサを備え、
前記第３閾値は、酸素の濃度に対して設定され、
前記制御装置は、前記第３閾値を記憶し、
前記制御装置は、前記第２センサから受信した酸素の濃度が前記第３閾値以下か否かを判断する、
請求項８に記載の燃焼システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃焼システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ボイラ等の燃焼システムでは、燃料としてアンモニアが使用される場合がある。例えば、特許文献１は、アンモニアを燃料として使用するボイラを含む、発電設備を開示する。燃焼が停止しボイラが長期使用されない場合、アンモニアガス燃料用配管設備内のアンモニアガスが窒素ガスで置換され、アンモニアガスは、アンモニアガス吸収部に送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６３１９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
配管からアンモニアガスをパージするためには、例えば窒素等、アンモニアガスに対して不活性なガスが使用される。また、パージ後に、ガスによる配管のシールを維持するためには、ガスを供給し続けて、配管内の圧力低下を防止する必要がある。例えば、アンモニアおよび化石燃料を混焼する場合には、パージ後に、ノズルの噴射孔に灰が堆積することを防止するために、ガスによる配管のシールが必要である。しかしながら、特許文献１のように窒素がパージに使用される場合、コストが増加する。
【０００５】
本開示は、アンモニアガスが燃料として使用される場合、パージ後に、ガスによる配管のシールを維持することができる燃焼システムを提供することを目的とする。また、本開示は、燃焼システムにおいてアンモニアガスをパージする方法、および、燃焼システムにおいてアンモニアガスを供給する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る燃焼システムは、バーナと、バーナに接続され、バーナにアンモニアガスを供給する燃料導管と、燃料導管に設けられ、燃料導管を開閉する燃料バルブと、バーナと燃料バルブとの間で燃料導管と流体連通し、アンモニアガスに対して不活性な第１ガスを燃料導管に供給する第１ガス導管と、バーナと燃料バルブとの間で燃料導管と流体連通し、第１ガスに対して不活性な第２ガスを燃料導管に供給する第２ガス導管と、第１ガス導管に設けられ、第１ガス導管を開閉する第１ガスバルブと、第２ガス導管に設けられ、第２ガス導管を開閉する第２ガスバルブと、燃料バルブ、第１ガスバルブおよび第２ガスバルブを制御する制御装置であって、当該制御装置は、燃料導管からアンモニアガスをパージするために、燃料バルブを閉じて、バーナへのアンモニアガスの供給を停止することと、第１ガスバルブを開いて、燃料導管に第１ガスを供給することと、燃料導管内のガス中のアンモニアガスの濃度が第１閾値以下に低下した後に、第２ガスバルブを開いて、燃料導管に前記第２ガスを供給することと、を実行するように構成される、制御装置と、を備える。
【０００７】
制御装置は、パージングのための第２閾値を記憶してもよく、制御装置は、第１ガスバルブを開いてからの経過時間が、第２閾値を超えた場合に、燃料導管内のガス中のアンモニアガスの濃度が第１閾値以下に低下したと判断してもよい。
【０００８】
燃焼システムは、燃料導管内のガス中のアンモニアガスの濃度を検出する第１センサを備えてもよく、制御装置は、第１閾値を記憶してもよく、制御装置は、第１センサから受信したアンモニアガスの濃度が第１閾値以下か否かを判断してもよい。
【０００９】
第１ガスは窒素であってもよく、第２ガスは空気であってもよい。
【００１０】
第１ガスは排ガスを含んでもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許