成果報告書詳細
管理番号20140000000570
タイトル平成25年度成果報告書 「革新的ゼロエミッション石炭ガス化発電プロジェクト事業 ゼロエミッション石炭火力基盤技術開発 革新的ガス化技術に関する基盤研究事業 石炭ガス化発電用高水素濃度対応低NOx技術開発(継続研究)」
公開日2014/8/21
報告書年度2013 - 2013
委託先名三菱日立パワーシステムズ株式会社
プロジェクト番号P08020
部署名環境部
和文要約件名:平成25年度成果報告書「石炭ガス化発電用高水素濃度対応低NOx技術開発」
本事業では,幅広く水素濃度が変化する燃料に対し,同一バーナ構造で燃焼可能なドライ低NOx燃焼技術の開発を目的として,多孔同軸噴流バーナを用いた新たな燃焼方式である分散混合方式ドライ低NOx燃焼器を開発した。本継続研究の実施内容の概略と成果は下記のとおりである。
(1)小型マルチクラスタ燃焼器の部分負荷運転の検討
実ガス多缶燃焼試験により明らかとなった部分負荷の低負荷条件での未燃排出分の増加に対して,新たな部分燃焼モードDを提案し,この効果を社内試験およびEAGLE試験で検討した。まず社内試験にてモードDの特性を確認し,それを基にEAGLE試験でその効果を検証した。その結果,NOx,燃焼振動,メタル温度を管理値以下に保ちつつ,従来の部分燃焼モードに比べて,モードDによりCOを低減することができ,モードDの効果を確認した。
(2)大型マルチクラスタ燃焼器の低NOx施策の検討
大型マルチクラスタ燃焼器において,高水素濃度燃料の更なる低NOx化を目指し,その低NOx施策を検討した。その低NOx施策は,ライナ冷却空気配分を適正化し,その分を燃焼器バーナの空気に配分することで,バーナの局所火炎温度を低下させ,NOx低減を図る方法である。本研究ではその可能性を検討し,現在,高水素濃度燃料に対して低NOxと信頼性の両立に向けて研究を継続中である。
(3)バーナの基礎特性の検討
クラスタバーナの更なる性能向上を目指し,水流試験によるノズルの混合特性の検討,および燃焼振動の空間分布計測による燃焼振動現象の検討をした。水流試験では,水流で模擬したクラスタバーナの同軸ノズルの混合状態をレーザ計測で可視化し,その混合特性を明らかにした。また,燃焼振動の空間分布計測では,2つの周波数の振動モードを確認し,その空間変化を明らかにした。
英文要約Title: Development of Low-NOx Combustion Technologies for Gaseous Fuels Containing High Concentration of Hydrogen for Coal Gasification Power Generation FY2013 Final Report
Abstract: The purpose of this project is to develop a novel dry low-NOx combustor with multi-hole coaxial jet burner (cluster burner) as a dry low-NOx combustion technology for high hydrogen fuels with a wide range of hydrogen contents. The activities in this fiscal year are summarized as follows.(1) Enhancement of part load performance of the smaller multi-cluster combustor. This research suggests a novel partial combustion mode D and evaluates its effects in in-house single can tests and EAGLE pilot plant tests in order to reduce unburned emissions from the smaller multi-cluster combustor at low loads. The test results show that the combustor with mode D reduced unburned emissions with NOx emissions, combustion oscillation amplitudes and metal temperatures below the criteria.
(2) Study on low-NOx combustion for the larger multi-cluster combustor. This research studies a measure to achieve lower NOx combustion of high-hydrogen fuels for the larger multi-cluster combustor. This measure is to reduce NOx emissions by increasing combustion air with liner cooling air and reducing local flame temperatures. This research studies the possibility and has been continuing to satisfy low-NOx and reliability for high-hydrogen fuels.
(3) Study on basic performance of cluster burners. This research studies mixing enhancement of nozzles by water experiment and combustion oscillation by spatial profile measurement of combustion oscillations in order to enhance the performance of cluster burners. The water experiment clarifies the mixing characteristics by visualizing with laser diagnostics the simulated mixing process of a coaxial jet of cluster burners. The spatial profile measurement of combustion oscillations clarifies two oscillation modes and their spatial behaviors.
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