2006 Fiscal Year Annual Research Report
液体燃料マイクロガスタービンを目的とした高乱流BGR超低NOx燃焼器の開発
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17360091
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
新井 雅隆 群馬大学, 工学部, 教授 (80112176)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
天谷 賢児 群馬大学, 工学部, 助教授 (20221731)
斉藤 正浩 群馬大学, 工学部, 助手 (50170527)
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| Keywords | ガスタービン / 燃焼器 / 低NOx燃焼 / 液体燃料 / スワール / 内部EGR / 希薄燃焼 / 保炎 |
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| Research Abstract |
コジェネレーション設備として小型分散型の発電機器の普及が期待されており、マイクロガスタービンが注目を集めている。このマイクロガスタービンの燃料源として、災害時においても安定した燃料の確保を念頭におくと、液体燃料を使用した分散型発電を普及させることが好ましい。一方、日常的な運用を考慮すると、灯油系の液体燃料は低コストであるが、大気汚染の問題を解決する必要がある。本研究はこのような観点から液体燃料用の超低NOx燃焼器を開発するものである。
本研究では、燃焼器の一次燃焼領域において、通常とは逆方向から燃焼用空気を供給し、一次燃焼領域内に燃焼ガスの反転流を形成させ、これにより保炎と内部EGR効果による低NOx燃焼を行わせる。この方式は遡上スワール流を意図的に形成する燃焼器として、独自の方式である。
昨年度に一次燃焼領域の特性把握を行うことができたので、本年度は二次燃焼領域を特性把握と二次燃焼と組み合わせた場合の燃焼器の最適化を行った。得られた結果は以下の通りである。
1.噴霧特性と一次燃焼領域の安定限界を調べた結果、噴霧特性が良好になるほど一次燃焼領域は世混合化するが、噴射圧が低く、噴霧の平均粒径が50μm以下であれば、実用上問題がないことが判明した。
2.二次空気を導入する場合の一次燃焼領域の作動条件として空気過剰率を1.2とすることが望ましいことが判明した。
3.二次空気の導入位置を燃焼器底部にすると、NOxは低下するがHCが増加した。これは二次燃焼領域を高乱流化すると壁面付近で部分的な吹き消えが起きやすいことを示している。
4.良好は噴霧と最適な燃焼室形状によってNOxの排出量を0.7g/Kg-fuel以下、CO排出量を12.0g/Kg-fuel以下にすることが可能になった。
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