气体发热量变动抑制装置、燃料气体供给设备、燃气轮机设备及锅炉设备的制作方法

专利名称：气体发热量变动抑制装置、燃料气体供给设备、燃气轮机设备及锅炉设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体发热量变动抑制装置、燃料气体供给设备、燃气轮机设备以及锅 炉设备。更详细地说，涉及在作为燃烧设备的燃料的气体为低发热量气体那样的发热 量变动的情况下，能够抑制该发热量变动的气体发热量变动抑制装置、具备该气体发 热量变动抑制装置的燃料气体供给设备、以及具备燃料气体供给设备的作为燃烧设备 的燃气轮机设备和锅炉。
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在炼铁领域，例如高炉法生产生铁的情况下，从高炉产生作为副产品气体的高炉 瓦斯(Blast Furnace Gas,以下简称BFG) 。 BFG的总发热量甚至达到使用的焦炭的 发热量的大约一半，因此为了降低生铁生产成本，BFG在钢铁厂中得到广泛使用。每 投入1吨焦炭发生3000Nn^的BFG,其组成是二氧化碳10 ~ 18 % , —氧化碳22-30 %,氮气52 — 60%,氣气0.5 — 4%,甲烷0.5~3%。
除此以外，BFG还包含烟尘2~10g/Nm3,因此用除尘器将其去除到O.Olg/Nm3 左右之后，作为发热量为800kcal/Ni^左右的燃料使用于热风炉、焦炉、加热炉、锅 炉等。近年来，在燃气轮机中也由于该技术的提高，已经能够燃烧低发热量气体，将 BFG作为燃气轮机燃料使用进行发电的事例一直在增加。在这里，将低发热量气体定 义为其发热量在约12MJ/Nm3以下的气体。低发热量气体不限于高炉瓦斯(BFG), 还包含转炉气体(LDG)等多种气体及其混合气体。
另 一方面，高炉法以外的新炼铁工艺(例如FINEX和COREX等直接还原法)得 到开发，对这样的新工艺发生的副产品气体的有效利用也能够适用的燃烧方式有待开 发。任何一种炼铁工艺发生的副产品气体的特性(气体组成和发热量)都因设备和操 作内容而不同，即使是用同一设备，特性也会相应于各原料的特性和反应过程而时时
刻刻发生变化，并不是一定的。
就副产品气体作为燃气轮机的燃料使用的情况下的最重要的特性，即发热量而 言，在超过各燃气轮机固有的发热量允许变动幅度的上限(例如平均发热量值的约+ 10%)的情况下，也就是发热量急剧增大的情况下，有时候燃气轮机的燃烧器内的燃 烧温度急剧上升到异常高温。因此燃烧室部分、燃气轮机的定子叶片(静子叶片)和 转动叶片(动叶)会受损，寿命缩短等弊端，在这种情况下燃气轮机设备要实现经济、
连续运行是困难的。
为了抑制副产品气体的发热量的上升，已知有利用氮气(N2)稀释的技术(参照 例如专利文献1和专利文献2)。但是在副产品气体的发热量值发生变动的情况下， 有时候仅仅利用N2稀释副产品气体要把这种变动抑制于燃气轮机固有的允许发热量
变动幅度内和允许的发热量变动速度内是不够的。这是因为在副产品气体的发热量急 剧变动的情况下，发热量检测器的响应迟缓，有时候不能够及时进行稀释，而且在不 得不大量消耗昂贵的不活泼气体的情况下，确保使其得到抑制是困难的。
因此，对于副产品气体的特性变化不太剧烈的BFG,只用N2稀释是能够有效应 对的。但是在直接还原炼铁法等方法中，由于是小容量的反应炉，反复启动、停止， 因此气体的发生量和发热量值的变动很显著，因此只利用N2进行稀释是难于应对的。
专利文献l:日本特开2002- 155762号公报
专利文献2:日本特开平9- 317499号公报

发明内容
本发明是为解决这样的问题而作出的，其目的在于，提供通过抑制作为燃料提供 给燃烧设备的低发热量气体等燃料用气体的发热量变动，不仅能够利用对燃料气体的 稀释使发热量减少，而且也容易利用增热气体(为提高燃料气体的发热量值而混合的 中等发热量气体和高发热量气体，以下也称为中、高发热量气体)有效地增加发热量 的设备，而且提供也能够不利用稀释气体减少发热量而且不利用增热气体增加发热量 的发热量变动抑制装置、具备这种发热量变动抑制装置的燃料气体供给设备、以及具 备这种燃料气体供给设备的燃气轮机设备和锅炉设备。
为了实现上述目的，本发明的气体发热量变动抑制装置，
具备将气体作为燃料提供给燃烧设备用的燃料气体供给通路上配设的，将燃料气 体加以混合用的气体混合装置，该气体混合装置具备具有多条气体通路的气体通路 构成构件、燃料气体从所述燃料气体供给通路流入气体通路构成构件内用的入口构 件、以及独立于该入口构件形成的，燃料气体从气体通路构成构件向燃料气体供给通 路流出用的出口构件，而且形成从所述入口构件连续流入的气体能够分别保持时间差 地通过气体通路构成构件的多条气体通路后合流，从所述出口构件流出的结构。
通过燃料气体供给通路时时刻刻提供的燃料用气体流入气体通路过程构件内，分 别从多条气体通路流出合流时实现时间差混合。因此即使是该燃料气体的发热量值发 生变动的情况下，也能够通过时间差混合减少其发热量变动的幅度，而且能够减缓发 热量变动的速度。其结果是，能够利用稀释气体或增热气体容易而且有效地将燃料气 体的发热量变动调整在燃烧设备的气体特性允许变动范围内。而且利用该燃料气体的
平均发热量值也能够使其实现不必减少发热量也不必增加发热量的状态。还有，上述 时间差混合是指连续地在时间上较迟流入气体通路构成构件内的气体与已经流入并 滞留的气体的混合。
还有，上述入口构件上连接的不限于燃料气体供给通路的上游侧，出口构件上连 接的不限于燃料气体供给通路的下游侧。如图22所示，在燃料气体供给通路上设置 返回通路，在该返回通路上设置气体通路构成构件的情况下，也可以采用将燃料气体 供给通路的下游侧连接于气体通路构成构件的入口构件上，将上游侧连接于出口构件 上，而且在返回通路上设置向气体通路构成构件压送燃料气体的手段的结构。
所述气体通路构成构件由其内部形成多个构成所述气体通路的气体室的第1容器 构成，各气体室形成气体入口和气体出口 ，使所述入口构件从燃料气体供给通路分叉， 连接于各气体室的气体入口 ，将所述出口构件从各气体室的气体出口开始汇合后连接 于燃料气体供给通路，入口构件的各分叉部分上配置能够改变气体流量的气体流量调 整装置。
由于使提供给各气体室的气体的流量不同，气体分别保持时间差地通过多个气体 室，因此该气体在其后合流时能够实现时间差混入。
也可以形成，所述气体通路构成构件由其内部形成多个构成所述气体通路的气体 室的第l容器构成，各气体室形成气体入口和气体出口，使所述入口构件从燃料气体 供给通路分叉，连接于各气体室的气体入口，将所述出口构件从各气体室的气体出口 开始汇合后连接于燃料气体供给通路，所述多个气体室形成容积各不相同的结构。
由于使各气体室的容积不同，气体分别保持时间差地通过多个气体室，因此通过 该气体室的气体在其后合流时能够实现时间差混入。
所述气体通路构成构件具备构成所述气体通路的多个第2容器，各第2容器上分
别形成气体入口和气体出口，使所述入口构件从燃料气体供给通路分叉，连接于各第
2容器的气体入口 ，将所述出口构件从各第2容器的气体出口开始汇合后连接于燃料 气体供给通路，入口构件的各分叉部分上分别配置能够改变气体流量的气体流量调整 装置。
可以形成所述气体通路构成构件具备多个构成所述气体通路的第2容器，各第2 容器上分别形成气体入口和气体出口，使所述入口构件从燃料气体供给通路分叉，连 接于各第2容器的气体入口 ，将所述出口构件从各第2容器的气体出口开始汇合后连 接于燃料气体供给通路，所述多个第2容器形成容积各不相同的结构。 所述多个第2容器可以捆在一起，也可以形成分离的独立状态。 所述气体通路构成构件由其内部具备形成多个构成所述气体通路的贯通孔的多 孔板的第3容器构成，第3容器上配设所述入口构件和出口构件'所述多孔板可以配
置得将第3容器的内部分割为入口构件侧的空间和出口构件侧的空间。
从入口构件提供的气体通过离入口构件距离不同的多个贯通孔流入出口构件侧 的空间，因此能够在出口侧的空间实现时间差混合。
所述第3容器的结构没有限定。可以是例如容积不变的固定形状的容器，也可以 是在已有的燃气轮机设备等中使用作为监视气体的供需平衡的装置(储气柜)的容积 可变式的容器。所谓容积可变式的容器，是指能够相应于容器内部压力上下移动的， 具有气密安装的盖构件的容器，是能够利用驱动装置使盖构件主动地上下移动，以选 定能够取得最大的平衡效果的容器容积的容器等。利用这些容器，能够得到可发挥抑 制燃料气体发热量变动的效果的装置。 所述多孔板保持间隔配置多片。
最好是在所述多孔板上，在与向着第3容器的内部的所述入口构件的气体流路中 心轴交叉的多孔板的部分及其近旁以外的范围形成所述贯通孔。因为能够使流入第3 容器的气体的滞留时间延长。
最好是具备所述第l容器或第2容器的气体发热量变动抑制装置中，所述气体出 口形成于偏离气体入口的中心轴的延长线的位置上。因为能够使流入第1容器或第2 容器的气体的滞留时间延长。
最好是所述第l容器或第2容器的气体发热量变动抑制装置中，在气体入口上设 置形成能够改变燃料气体流入所述气体通路构成构件的气体通路内的流入角度的结 构的气体流入装置。因为能够调整气体流入的方向以更有效地实现第1容器或第2容 器内部的气体的时间差混合。
在具备第3容器的气体发热量变动抑制装置中，最好是在入口构件与第3容器内 的入口构件近旁中的一方设置形成能够改变燃料气体流入所述第3容器内的流入角度 的结构的气体流入装置。因为能够调整气体流入的方向以更有效地实现第3容器内部 的气体的时间差混合。
上述具备气体流入装置的气体发热量变动抑制装置中，气体流入装置可由具有安 装为可摇动，能够从外部改变其倾斜角度的至少一片百叶窗板的可变百叶窗板构成。
在具备上述第3容器的气体发热量变动抑制装置中，配设多个所述入口构件，形 成能够从所述入口构件中选择切换使燃料气体流入第3容器内的入口构件的结构。利 用这样的结构，能够选择可实现有效的气体混合的入口构件。
在这样的气体发热量变动抑制装置中，配设多个所述出口构件，形成能够与所述 入口构件的切换同步，选择切换使燃料气体向第3容器外流出的出口构件的结构。
在具备上述第3容器的气体发热量变动抑制装置中，形成多个入口构件，在各入 口构件上设置流量调整装置，形成能够改变通过各入口构件流通的气体的流量的结
构。如果釆用这样的结构，则能够通过周期性地切换使气体流入的气体入口，促进第 3容器内的气体的时间差混合。
最好是在所述气体通路构成构件或入口构件上连接使不活泼气体流入气体通路 构成构件内用的不活泼气体供给通路。因为在气体通路构成构件内预先进行燃料气体 与不活泼气体的时间差混合。
最好是利用从制氧工厂和制氮工厂中的至少一种工厂排出的废弃的氮气。因为不 活泼气体的筹措容易而且便宜。还有，作为制氧工厂和制氮工厂可以利用流入高炉法、 直接还原炼铁法等工艺中设置的工厂。
可以在所述气体混合装置内设置对气体进行搅拌用的搅拌装置。具备装置可以采 用风扇等。
可以在连接于所述入口构件上的燃料气体供给通路以及入口构件中的一方设置 对燃料气体的气体发热量值进行测定用的入口气体发热量测量装置，而且在连接于所 述出口构件上的燃料气体供给通路以及出口构件中的一方设置对燃料气体的气体发 热量值进行测定用的出口气体发热量测量装置。
在这样的气体发热量变动抑制装置中，可以配置根据所述入口气体发热量测量装 置以及出口气体发热量测量装置的测量值，将流入气体通路构成构件的气体的发热量 变动与从气体通路构成构件排出的气体的发热量变动加以对比，根据该对比结果进行
使流入气体通路构成构件内的气体流入量改变的控制的控制装置。
而且，可以配置据所述入口气体发热量测量装置以及出口气体发热量测量装置的
测量值，将流入气体通路构成构件的气体的发热量变动与从气体通路构成构件排出的
气体的发热量变动加以对比，根据该对比结果进行使流入气体通路构成构件内的气体
流入方向改变的控制的控制装置。
本发明的燃料气体供给设备，具备将气体作为燃料提供给燃烧设备用的燃料气体
供给通路、以及抑制通过该燃料气体供给通路提供的燃料气体的发热量变动用的气体
发热量变动抑制装置，该气体发热量变动抑制装置是上面所述的任一所述气体发热量
变动抑制装置构成的。
在这样的燃料气体供给设备中，还可以具备所述气体发热量变动抑制装置中的在
气体混合装置的出口构件与燃料气体供给通路之间连接的出口通路、以及气体混合装 置的入口构件与燃料气体供给通路中的所述出口通路的连接点的上游侧之间连接的
上游侧入口通路。
或是还具备对该气体发热量变动抑制装置，取代上游侧入口通路，或是与上游侧 入口通路同时，具备在气体混合装置的入口构件与燃料气体供给通路中的所述出口通 路的连接点的下游侧之间连接的下游侧入口通路、以及在该下游侧入口通路上设置
的，向气体混合装置压送燃料气体的气体压送装置。
或是还具备所述气体发热量变动抑制装置中的在气体混合装置的出口构件与燃 料气体供给通路之间连接的出口通路、气体混合装置的入口构件与燃料气体供给通路 中的所述出口通路的连接点的上游侧之间连接的上游侧入口通路、在燃料气体供给通 路上的所述出口通路的连接点的下游侧与燃料气体供给通路上的所述上游侧入口通 路的连接点的上游侧之间连接的返回通路、以及在所述返回通路上设置的，向上游侧 燃料气体供给通路压送燃料气体的气体压送装置。
或是所述气体发热量变动抑制装置中的气体混合装置具有两种入口构件，在气体 混合装置的出口构件上连接下游侧的燃料气体供给通路，在气体混合装置的一个入口 构件上连接上游侧的燃料气体供给通路，还包含在气体混合装置的另一个入口构件与 下游侧的燃料气体供给通路之间连接的返回通路、以及在该返回通路上设置的，向气 体混合装置压送燃料气体的气体压送装置。
或是所述气体发热量变动抑制装置中的气体混合装置的出口构件上连接下游侧 的燃料气体供给通路，气体混合装置的一个入口构件上连接上游侧的燃料气体供给通 路，还包含在气体混合装置上游侧的燃料气体供给通路与气体混合装置的下游侧的燃 料气体供给通路之间连接的返回通路、以及在该返回通路上设置的，从燃料气体供给 通路的下游侧向上游侧压送燃料气体的气体压送装置。
本发明的燃气轮机设备，具备所述燃烧设备以及将气体作为燃料提供给该燃烧设 备用的燃料气体供给设备，所述燃烧设备是燃气轮机，所述燃料气体供给设备由如上 所述的任一燃料气体供给设备构成。
本发明的锅炉设备，具备所述燃烧设备以及将气体作为燃料提供给该燃烧设备用 的燃料气体供给设备，所述燃烧设备是使气体在燃烧器中燃烧的锅炉，所述燃料气体 供给设备由如上所述的任 一燃料气体供给设备构成。
如果釆用本发明，则在将像工艺副产品气体那样发热量会发生变动的低发热量气 体作为燃料气体提供给燃气轮机等燃烧设备的情况下，借助于时间差混合能够抑制 (缓和)所提供的该低发热量气体的发热量变动。也就是说，当然可以使变动的幅度 减小，像低通滤波器那样，能够消灭短周期和中周期的变动，只使长周期的变动残留， 因此能够有效地、容易地利用稀释气体使发热量减少，利用增加发热量的气体使发热 量增加。又，有时候不需要利用稀释气体使发热量减少或利用增加发热量的气体使发 热量增加。
附图概述
图l是表示包含作为本发明的燃料气体供给设备的一实施形态的低发热量气体供
给设备的燃气轮机发电设备的大概情况的配管图。
图2是低发热量气体通过气体混合装置，因而该气体的发热量变动受到抑制的状 态的一个例子的曲线图。
图3是能够在

图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的另一例子的配管图。
图4(a)是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个 例子的，在沿着该装置的中心轴的面切断的纵剖面，图4(b)是图4(a)的IV-IV 线的剖面图。
图5(a)是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个 例子的，在沿着该装置的中心轴的面切断的纵剖面，图5 (b)是图5 (a)的V - V 线的剖面图。
图6是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例子 的纵剖面图。
图7是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例子 的纵剖面图。
图8(a)是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个 例子的正视图，图8 (b)是图8 (a)的预-VUI线的剖面图。
图9是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例子 的部分缺口的立体图。
图IO是利用沿着图9的气体混合装置的中心轴的面切断的纵剖面图。
图11是表示气体混合装置内的气体的时间差混合的模拟结果的一个例子的曲线图。
图12是表示气体混合装置内的气体的时间差混合的模拟结果的另一个例子的曲 线图。
图13 (a)是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一 个例子的，利用沿该装置的中心轴的面切断的纵剖面图，图13 (b)是图13 (a)的 X III - X III线的剖面图。
图14是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的纵剖面图。
图15是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的纵剖面图。
图16是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的纵剖面图。
图17是表示在图16的气体混合装置中使用的气体流入装置的一个例子的部分缺 口的立体图。
图18是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的横剖面图。
图19是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的纵剖面图。
图20是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的配管图。
图21是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的配管图。
图22是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的配管图。
图23是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的配管图。
图24是表示能够在图1的燃气轮机发电设备中设置的气体混合装置的再一个例 子的配管图。
图25是表示包含作为本发明的另一实施形态的低发热量气体供给设备的锅炉设 备的大概情况的配管图。
符号说明1低发热量气体供给设备
2燃气轮机
3低发热量气体供给配管
4稀释气体供给配管
5控制装置
6混合器
7集尘装置
8入口发热量计
9出口发热量计
10气体混合装置
11入口构件
12出口构件
13流量计
14混合气体供给配管
15 发热量计
16 燃料气体压缩机
17 燃料配管
18 流量计
19 流量调整阀
20 燃烧器
21 流量调整阀
22 发电机
23 气体通路构成构件
24 气体室(气体通路)
25 容器
26 圆筒状隔板
27 入口孔
28 出口孔
29 配管
30 流量调整阀
31 气体混合装置
32 气体室(气体通路)
33 气体通路构成构件
35 气体混合装置
36 气体通路构成构件
37 水平隔板
38 气体室(气体通路)
39 配管
40 气体混合装置
41 容器(气体室)
42 气体通路构成构件
43 气体混合装置
44 气体通路构成构件
45 气体混合装置
46 容器
47 多孔板
48 无孔区域
49气体混合装置
50气体混合装置
51容器
52盖构件
53倾斜管
54气体流入装置
55罩壳
56可变百叶窗板
57配管
58配管
59流量调整阀
60气体混合装置
61不活泼气体供给配管
62配管
63出口配管
64上游侧入口配管
65风扇
66气体混合装置
67容器
68压力检测装置
69返回配管
70入口构件
71下游侧入口配管
72低发热量气体供给配管
73锅炉
74低发热量气体供给配管
75流量计
S直接还原铁设备
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的气体发热量变动抑制装置、燃料气体供给设备、燃气轮 机设备以及锅炉设备的实施形态进行说明。
图1是表示将低发热量气体作为燃料气体提供给作为燃烧该
明的燃料气体供给设备的一实施形态的低发热量气体供给设备l以及包含该低发热量 气体供给设备1的燃气轮机设备大概情况的配管图。作为燃气轮机设备有例如燃气轮 机发电设备。如上所述，定义为其发热量在约12MJ/NmS以下的气体的低发热量气体， 其发热量等特性往往发生变动。
作为这种燃料气体供给设备的低发热量气体供给设备1>具备将直接还原铁设备 S发生的副产品气体(以下称为低发热量气体)作为燃料提供给燃气轮机2的燃料气 体供给通路、即低发热量气体供给配管3、以及为了减少该低发热量气体的发热量向 低发热量气体供给配管3提供稀释气体用的稀释气体供给配管4。对低发热量气体提 供这种稀释气体是为了防止低发热量气体的发热量值发生变动而且超过燃气轮机固 有的允许发热量范围的情况发生。还有，如下所述，也可以取代该稀释气体供给配管 4,或与稀释气体供给配管4同时，设置提供增热气体，使低发热量气体的发热量值 不低于允许的发热量范围的增热气体供给配管。
在稀释气体供给配管4上设置流量计18和对稀释气体的流量进行调整的流量调 整阀19,借助于混合器6连接于低发热量气体供给设备1上。所述稀释用气体采用不 活泼气体、空气、蒸汽、燃烧设备等排出的排气等。不活泼气体适于采用氮气(N2), 但是当然并不限于N2，也可以釆用C02、氦气(He)等。低发热量气体供给配管3 的比混合器6下游的部分，由于通过该处将低发热量气体与稀释气体混合的状态下的 气体送入燃气轮机2，因此将该范围的配管称为混合气体供给配管14。在该低发热量 气体供给设备1上配设对其动作进行控制用的控制装置5。
在上述低发热量气体供给配管3的比混合器6上游的部分，设置对直接还原铁设 备S送来的低发热量气体进行除尘用的集尘装置7、以及对低发热量气体进行混合用 的气体混合装置10。气体混合装置10具备具有多条气体通路的气体通路构成构件23、 在该气体通路构成构件23上连接上游侧的低发热量气体供给配管3的入口构件11、 以及在入口构件11之外在气体通路构成构件23上连接下游恻的低发热量气体供给配 管3的出口构件12。
气体混合装置10是具有较大容量的装置，流入的发热量时时刻刻发生变动的低 发热量气体在该气体混合装置10的内部实现时间差混合。也就是说'同时流入气体 混合装置IO的低发热量气体形成包含比较早从出口构件12流出的部分到在气体混合 装置10中滞留比较久的部分的分布。另一方面，新的气体从入口构件11连续流入' 因此，过去流入的气体与新流入的气体不断混合。在这里，将这种情况称为时间差混 合。如下面所述，借助于发挥这种时间差混合的作用，气体混合装置能够作为气体发 热量变动抑制装置起作用。
在气体混合装置10的上游侧和下游侧，设置检测低发热量气体的发热量用的发
热量检测装置8、 9,在气体混合装置10的下游侧设置测定气体流量用的流量计13。 发热量检测装置8、 9的设置场所不限于低发热量气体供给配管3,如果可能，也可以 设置于气体混合装置10的入口构件11和出口构件12上。图1中该流量计13设置于 低发热量气体供给配管3的气体混合装置10与混合器6之间的部分，但是不限于该 位置。例如也可以设置于比混合器6下游的混合气体供给配管14上，还可以设置于 下述燃气轮机2的燃烧器20上连接的燃料配管17上。
在这里，发热量检测装置8、 9采用直接测量气体的发热量的所谓发热量计(卡 路里计)、测量可燃成分的含有率(浓度)的装置等。在重视检测速度的情况下，当 前最好是使用可燃性气体浓度检测器。还可以使用根据所使用的低发热量气体主要包 含的可燃成分的种类，或根据发生浓度变动的主要的可燃成分(例如直接还原炼铁法 的副产品气体中的一氧化碳)，检测该成分的浓度的浓度检测器。在本说明书中以"发 热量计"代表所有这些发热量检测装置。
在混合气体供给配管M上设置发热量计15。这是为了监视气体混合装置10的出 口侧的发热量计9和流量计13,同时通过监视混合气体供给配管14的发热量计15, 判断上述混合气体的最后的发热量值是否准确。还有，在稀释气体采用空气或燃烧设 备排出的排气等还有比较多的氧气的气体的情况下，为了控制混合气体的氧浓度，最 好是在混合气体供给配管14或稀释气体供给配管4上设置氧浓度计(来图示)。
在发热量计15的下游侧设置燃气轮机2的燃料气体压缩机16。从燃料气体压缩 机16向燃气轮机2的燃烧器20连接的燃料配管17上，设置调整燃气轮机输出用的 流量调整阀21。燃气轮机2上连接发电机22。又可以在燃气轮机2上设置利用其排
出的排气进行发电的排热回收锅炉发电设备等(来图示)。
下面对图1中的气体混合装置10的作用效果进行说明。如上所述，该气体混合 装置IO具有连接低发热量气体供给配管3的入口构件11和出口构件12。因此送来的 低发热量气体通过入口构件11流入气体通路构成构件23。该气体通路构成构件23的 容积大，例如对于直径为2-3m左右的低发热量气体供给配管3,通常设置容积为约 20000 ~ 200000m3左右的构件。被送来的发热量时时刻刻发生变动的低发热量气体在 气体混合装置内实现时间差混合。其结果是，从气体混合装置10的出口构件12出来 的低发热量气体的发热量的变动幅度缩小，变动速度下降。也就是说，发热量变动大 大受到抑制(缓和)。这样事先使发热量变动得到缓和，在下游利用不活泼气体等稀 释气体进行抑制发热量上升的控制就变得非常容易。下面参照图2对上述现象进行说 明。
图2表示图1中的气体混合装置10具有的下述气体通路构成构件23的容积采用 2000001113时，有发热量变动的低发热量气体以500000NmVhi:的流量提供的情况下的，
发热量变动受到抑制(缓和)的状态的模拟结果。横轴表示时间(分)，纵轴表示作 为低发热量气体的发热量的气体发热量值(kcal/Nm3)。而图中虛线所示的曲线表示 送到气体混合装置0来的低发热量气体的发热量变动(最初变动)。这是实测的样 品。以实线表示的曲线表示实线充分的时间差混合之后从气体混合装置10出来的低 发热量气体的发热量变动(抑制后变动)。如图所示，进入气体混合装置10之前的 低发热量气体的发热量在约1530kcal/Nm3到约2360kcal/Nm3之间变动。也就是说， 具有平均值(1945kcal/Nm3)的约±21%的变动幅度。对从气体混合装置10出来的低 发热量气体的发热量变动进行理论计算，其计算结果是1780kcal/Nm3到 1960kca画m3,变动幅度被抑制在平均值(1870kcal/Nm3)的约± 5% 。如图所示，变 动周期为短周期和中等周期的变动被去除，残留的是比较长周期的变动。这种效果有 相对于低发热量气体的供给流量将气体混合装置的容积做得越大越显著的倾向。最初 的变动的周期短，变动幅度小的情况下，从经济性看即使是将气体混合装置的容积做 得小也有效果。
如图3所示，也可以采用在低发热量气体以20OO0ONm3/hr的流量提供的设备中 并列设置两台容积为25000m3的气体混合装置10,在通常运行时两台都使用，只在定 期维修保养和动作不良等非常情况下使用单侧的气体混合装置的安排。
这样，由于具备能够实现低发热量气体的时间差混合的气体混合装置，能够在很 大的程度上抑制低发热量气体的发热量变动。其结果是，在下游侧非常容易进行混合 稀释气体的控制。例如，如果是将燃气轮机2的燃料气体的发热量变动幅度设定为基 准发热量值(平均值)的±10%的情况下，在气体混合装置的下游，为能够适合该规 格的容积的气体混合装置，只要提供一定比例的稀释气体即可。关于空气的供给动作， 没有必要考虑低发热量气体的发热量变动。
在极端情况下，通过气体混合装置10后的低发热量气体的变动的发热量的平均 值如果与燃气轮机2中设定的基准发热量值大致一致，则不仅不需要混合稀释气体， 而且不需要提供稀释气体的设备。
上述气体混合装置10如果具有规定的容积，就能够起上述低发热量气体的时间 差混合的作用，但是釆取了各种对策以便能够在气体混合装置内实施更充分的低发热 量气体的时间差混合。也就是说，气体混合装置形成能够使流入该处的低发热量气体 的一部分尽量长时间地滞留于容器内，在容器内进行充分混合，以实现更加有效的时 间差混合的结构。概括地说，气体混合装置形成能够使得流入其内部的气体以各不相 同的时间通过在其中形成的多条气体通路，然后使通过各气体通路的气体混合，以此 实现时间差混合的结构。
下面参照图4~图19说明这种结构。
图4所示的气体混合装置10,气体通路构成构件23采用在内部构成多个作为气 体通路的气体室24的容器25。在该实施形态中，在圆简状的容器23内的底板上保持 间隔成同心圆状配设上端开放的多个圆简状隔板26,容器圆周壁与圆简状隔板26之 间的空间以及圆简状隔板26之间的空间分别构成气体通路24。圆筒状隔板26的上端 的高度比容器25的顶板的高度低，利用容器25的顶板与各圆简状隔板26之间的空 间连通各气体室(气体通路)24。在容器25的底部的与各气体室24对应的位置上， 形成各气体入口孔27,容器25的顶板上，形成与下游侧的低发热量气体供给配管3 连接的一个气体出口孔28。
入口构件ll,具备从上游侧的低发热量气体供给配管3开始分叉，分别连接于上 述各入口孔27上的配管29、以及配设于该配管29上的，调节流入气体量的流量调整 阀30。出口构件12可以说是由上述出口孔28与各圆简状隔板26的上端上方的容器 25的部分构成的。也就是说，出口构件12是包含出口孔28的，区隔容器25的顶板 与各圆筒状隔板26的上端之间的空间的容器的部分。从各气体通路24分开通过而来 的气体在该出口构件12合流，在这里混合。
图4的气体通路构成构件23具有4个气体通路24a、 24b、 24c、 24d，但是不限 于这一数目，只要是2个以上即可，从气体有效地进行时间差混合的考虑出发，越多 越好。
入口构件11在各气体通路24上的连接不限于本实施形态这样连接于容器25的 底部，但是以从入口构件11到出口构件12的气体通路的长度偏长为理想，因此在气 体通路24的上端开放，与出口构件12连通的情况下，只要如图所示将入口构件11 连接于容器25的底部即可。
在本实施形态中，全部气体室24的容积大致一致。而且对上述流量调整闽30的 开度进行调整，使流入各气体室24的气体流量互不相同。其结果是，同时流入各气 体室24的气体到达出口构件12的时间因气体室24a、 24b、 24c、 24d而不同。结果， 从各气体室流出合流的气体实现时间差混合，发热量变动得到抑制。以下对此进行说 明。
例如，将通过入口构件11的总气体流量记为V,具有相同的容积W的从第1到 第n的这n个气体通路流入的气体流量之比，利用流量闳调节为1: 2: 3:…n时， 在某一时刻流入第1气体通路的气体量V/{n . (n+1 )/2}经过时间W n (n + 1 )/2V之后从第1气体通路流出。与第1气体通路同一时刻流入第2气体通路的气 体量2V/(n. (n+1) /2}在经过时间t2 = W . n ( n + 1 ) /4V = 1/2 x tl之后从第2 气体通路流出。同一时刻流入第n气体通路的气体量ii V/ . (n+l)/2)经过时 间1/nxt,之后从第n气体通路流出。
这样同时流入全部气体通路的气体即具有大致相同发热量值的气体在经过不同 的时间后从各气体通路流出，在出口构件12合流实现混合。其结果是，流入气体混 合装置10中的气体实现了有效的时间混合，该气体的发热量变动得到抑制。从各气 体通路保持时间差流出的气体在合流后为了进一步混合，也可以在出口构件12(例如 容器25内的气体通路24上方的部分)设置混合器或撹拌装置。搅拌装置可以釆用风
扇等。驱动风扇等的电动机等最好是设置于容器或气体通路的外部。在上述实施形态 中，流入各气体通路的气体流量釆用整数比，但是并不限于这样的结构，可以采用任 意流量比。又可以根据需要使一部分多个气体通路中流入相同流量的气体。
图4的气体混合装置10中，多个气体通路具有相同的容积，使流入各气体通路 的气体流量不同，但是也可以如下所述使多个气体通路的容积不同而使流入气体流量 相同。
图5所示的气体混合装置31具有形成容积互不相同的多个气体室32a、32b、32c、 32d的气体通路构成构件33。该气体通路构成构件33,与图4的气体通路构成构件 10同样具有将上端开放的多个圆简状隔板26在底面上保持间隔配设为同心圆状的容 器25,容器25的圆周壁与圆筒状隔板26之间的空间、以及圆简状隔板26之间的空 间分别构成气体通路32。如下所述，最内的圆简状隔板26a的内侧形成合流的气体流 出的路径的一部分。全部圆简状隔板26的上端位于容器25的顶板的下方，并且与顶 板保持间隔。
但是，圆简状隔板26之间的间隔与图4的情况不同，气体室32a、 32b、 32c、 32d 形成容积比为l: 2: 3: 4的结构。而且入口构件11具有从上游侧的低发热量气体供 给配管3分叉，分别连接于上述容器25的入口孔27的配管29,但是不具备上述流量 调节阀30。而且全部气体通路(气体室)32流入大致相同流量的气体。
容器25的出口孔28形成于容器25的底部中央，与最内侧的圆筒状隔板26a的 内恻对应的位置上。该最内侧的圆简状隔板26a的内侧的空间构成出口构件12的一 部分。而且流入各气体室32a、 32b、 32c、 32d的气体从容器25内的全部气体室32, 通过上部的空间和最内侧的圆简状隔板26a的内侧，从出口孔28向下游侧的低发热 量气体供给配管3流出，因此，可以说出口构件12由各气体室32上方的容器25的 部分、最内侧的圆简状隔板26a的内侧、以及出口孔28构成。也就是说，出口构件 12是包含出口孔28的，区隔各容器25的顶板与各圆简状隔板26的上端之间的空间 的容器的部分与最内恻的圆简状隔板26a。分开通过各气体通路32而来的气体在出口 构件12合流，在这里实现混合。对本气体混合装置31,也可以在其出口构件12 (例 如容器25内的气体室24上方的部分或最内侧的圆简状隔板26a的内恻)上设置混合 器或搅拌装置。在该气体混合装置31,也是从该处流出的气体实现时间差混合，发热
量变动得到抑制。下面对这一情况进行说明。
例如，将通过入口构件11的总气体流量记为V,从第1到第n的这n个气体通 路的容积比假设为1: 2: 3:…n。在某一时刻流入具有容积W的第1气体通路的气 体量v = V/n经过时间t, = 1W/v之后从第1气体通路流出。与第1气体通路同一时刻 流入具有容积2W的第2气体通路的同一气体量v= V/n经过时间t2-2W/v-2ti之后 从第2气体通路流出。同一时刻流入具有容积nW的第n气体通路的气体量v = V/n 经过时间nt,之后从第n气体通路流出。
这样同时流入全部气体通路的气体、即具有大致相同发热量值的气体在不同的时 间之后从各气体通路流出，在出口构件12合流进行混合。其结果是，流入气体混合 装置31的气体得到有效的时间差混合，该气体的发热量变动受到抑制。
上述实施形态中，将气体通路的容积比假设为整数比，但是不限于这样的结构， 可以选择任意容积比。又，可以根据需要使一部分多个气体通路采用相同的容积。
气体通路构成构件、入口构件、以及出口构件不限定于图4和图5的结构，可以 采用各种合适的结构。
例如图6所示的气体混合装置35中的气体通路构成构件36,是用上下保持间隔 的多个水平隔板37将容器25的内部分隔，形成多个气体通路(气体室)38的。水平 隔板37相互之间保持相等间隔地配置，全部气体室38形成大致相同的容积。在各气 体室38的一端形成入口孔27,另一端上形成出口孔28。入口孔27与出口孔28不相 对，在偏离入口孔27的中心轴的位置上形成出口孔28。这是为了阻止从入口孔27流 入气体室38的气体的一部分在极短的时间内从出口孔流出，使气体在气体室38内滞 留尽可能长的时间。将出口孔28形成于偏离入口孔27的中心轴的位置上(未图示) 这样的配置并不限于图6的气体通路构成构件36,也可以使用于其他附图所示的气体 室或容器。
气体室38利用水平隔板37区隔，但是不限于这样的结构，例如也可以利用在铅 直方向上延伸的隔板进行区隔，也可以在上下左右进行为棋盘状的区隔或蜂窝状区 隔。又可以像柑橘的果实的断面那样区隔为辐射状。
入口构件ii与图4所示的构件相同，具备从上游侧的低发热量气体供给配管3 开始分又分别连接于多个上述入口孔27的配管29、以及在该配管29上设置的流量调 整阀30。通过调整该流量调整阀30的开度，使流入各气体室38的气体流量互不相同。 出口构件12由连接于多个上述出口孔28，汇合后连接于下游侧的低发热量气体供给 配管3上的配管39构成。保持时间差从气体室38流出的气体在汇合的配管部分39 中开始混合。因此，为了促进气体的混合，也可以在出口构件12 (例如汇合后的配管 部分)设置混合器或搅拌装置。在该气体通路构成构件36中，也与对图4的气体混
合装置IO的说明一样，流入的气体实现了有效的时间差混合，该气体的发热量变动 得到抑制。
即使是图6所示的，形成上下具备多级气体室的形状的气体混合装置35,也可以 使流入例如各气体室的气体流量大致相同，使气体室的容积互不相同。在这种情况下， 不特别需要在入口构件上设置流量调整阀。即使是这样的气体混合装置35,也能够与 对图5的气体混合装置31的说明一样，流入的气体能够实现有效的混合，该气体的 发热量变动得到抑制。
对上述容器25的形状没有限定，除了圆简状外，也可以釆用多棱简状、球状等 各种形状。而且气体通路构成构件不限于图4~图6所示的在一个容器的内部形成多 个气体室的气体通路构成构件23、 33,可以由独立的多个容器构成。
图7表示具有由如上所述的独立的多个容器41构成的气体通路构成构件42的气 体混合装置40。各容器41构成气体室(气体通路)，不管哪一个都具有大致相同的 容积。各容器41的下端(也可以是上端、侧面)上形成入口孔27,上端(也可以是 下端、侧面)上形成气体出口孔28。
入口构件11与图4和图6所示的入口构件相同，具备从上游侧的低发热量气体 供给配管3分叉，分别连接于多个上述入口孔27的配管29、以及设置于该配管29的 各分叉部分的流量调整闽30。通过调整该流量调整阀的开度，使流入各气体室41的 气体流量不同。出口构件12与图6所示的相同，由在多个上述出口孔28上连接，汇 合之后连接于下游侧的低发热量气体供给配管3上的配管39构成。保持时间差从气 体室41流出的气体在汇合的配管部分39开始混合。因此，为了促进气体混合，也可 以在出口构件12(例如汇合后的配管部分)上设置混合器或搅拌装置。在该气体混合 装置40中，也与对图4的气体混合装置IO说明的相同，流入的气体有效地实现了时 间差混合，该气体的发热量变动得到抑制。而且各气体通路由一个独立的容器构成， 因此能够省去分隔气体室的隔板的设置工作等，制造容易。
也可以如图7所示，即使是具有独立的多个容器41作为气体通路的气体混合装 置，也可以使流入各容器的气体流量大致相等，使各容器的容积互不相同。在这种情 况下，不特别需要在入口构件上设置流量调整阀。即使是这样的气体混合装置，也与 对图5的气体混合装置31的说明一样，流量的气体实现了有效的时间差混合，该气 体的发热量变动得到抑制。但是不限于如上所述的容器41形状，可以采用圆筒状、 多棱筒状、球状等各种形状。由于由一个独立的容器构成各气体通路，能够使容器的 容积不同。各容器可以用例如不同直径的金属管或长度不同的金属管做成。
图8所示的气体混合装置43是将图7所示的容器41集束形成一体构成的。除了 多个容器41紧凑地形成一東外，具有与图7所示的气体混合装置40大致相同的结构，
因此与图7相同的构件标以相同的符号并省略其详细说明。这种气体混合装置43能 够节约设置空间。
图9和图10所示的气体混合装置45在容器46内部配设具有多个贯通孔47a的 多孔板47。图9是气体混合装置45的部分缺口的立体图，图10是纵剖面图。容器 46的圆周壁上形成入口孔27和出口孔28,入口孔27上连接上游侧的低发热量气体 供给配管3,出口孔28上连接下游侧的低发热量供给配管3。上述多孔板47在铅直 方向上以将容器46的内部空间区隔为入口孔27 —侧的空间和出口孔28 —侧的空间 的方式配置。在本实施形态中，入口孔27和出口孔28形成于容器46的圆周壁上的 相对的位置上，多孔板47铅直配置，与连接入口孔27和出口孔28的假想直线垂直， 但是不限于这样的结构。
在这样的气体混合装置45中，入口孔27和在该入口孔27上连接低发热量供给 配管3的容器46的部分构成入口构件，出口孔28和在该出口孔28上连接低发热量 供给配管3的容器46的部分构成出口构件。
多孔板47中，在与从入口孔27的中心向低热量供给配管3的入口孔27上连接 的部分的中心轴的方向与延伸的假想直线L(以下称为入口孔27的中心轴)交叉的点 的周边没有形成贯通孔。这被称为无孔区域48(图中的二点锁线包围的区域)。该无 孔区域48是为了能够在极短的时间阻止从入口孔27流入的气体的一部分到达出口孔 28，使气体尽可能长时间滞留在容器46内而形成的从入口孔27流入容器46内的气 体大部分在与无孔区域发生冲突后通过各贯通孔47a,因此气体在容器内的滞留时间 变长。无孔区域48采用图9的实施形态中例如与入口孔27和出口孔28的形状大致 相同的范围，但是也可以是比其更大的范围。
该容器46和多孔板47构成气体通路构成构件。也就是说，多孔板47的多个贯 通孔47a分别构成气体通路。从入口孔27流入容器46内的气体通过多孔板47的贯 通孔47a到达出口孔28的情况下，如果通过不同的贯通孔47a,其流线的方向和长度 也不相同。从气体的时间差混合的观点考虑，这可以说是不同的气体通路。
在该气体混合装置45中，气体在多孔板47靠入口孔一侧的空间实现时间差混合， 通过多孔板的贯通孔47a后在出口孔一侧的空间也进一步进行时间差混合。因此能够 有效地抑制气体的发热量变动。
还有，该多孔板47也可以设置于图4~图8所示的气体通路构件23、 33、 36、
42、 44中的气体室24、 32、 38以及容器41的内部。如果这样做，则在各气体通路内
也能够实现气体的时间差混合。
图11和图12中，气体混合装置内的气体的时间差混合的模拟结果以表示气体的 滞留时间与累计气体流量的关系曲线表示。在两个图中都是采用气体通路构成构件使用容器的模式，横轴表示容器内的气体的滞留时间(分)，纵轴表示滞留的气体的比 例。图11的曲线表示气体完全混合的状态。也就是表示在气体从入口流入容器内的 同时，与迄今为止在容器内存在的气体一下子混合的状态。这些图表示容器容积为 40000 m3,流入的气体的流量为280000NmVhr的条件下的模拟结果。
该曲线图表示横轴所示的规定时间从出口流出的气体的比例，也就是相对于整个 容器的容积的比例。纵轴的l.O的数值表示整个容器的气体容积。例如图11中的横轴 上的数值500~ 600分钟(这表示流入容器后经过的时间、即滞留时间)这100分钟 (用符号HI表示)从出口流出的气体相对于整个容器的气体的比例VI为约0.689 -约0.621 =约0.068 (约6.8% )。换句话说，流入容器内后从第500分钟到第600分 钟的时间滞留的气体为整个容器内的气体的约6.8%。可知流入容器后没有经过100 分钟(仅仅滞留0分钟 100分钟，用H2表示)的气体约为0.176-0=约0.176,是 总体的约17.6% (用V2表示)，流入容器后从900分钟~ 1000分钟滞留(用H3表 示)的气体约0.863-约0.834-约0.029,占总体的约2.9% (用V3表示)。
从流入后不管经过时间如何，气体与相同的比例混合的状态、即在曲线图上表示 的线为直线是理想的时间差混合。但是这是在现实中不存在的状态。将图11所示的 实现完全混合的状态考虑为最佳的实现时间差混合的状态是妥当的。
图12表示出图11的实现完全混合的状态的曲线、以及表示以内装图9和图10 所示的多孔板47的气体混合装置45为模式的气体的时间差混合的模拟结果的曲线。 为了能够与上述完全混合状态对比，模拟将气体流量和容器容积等条件设定为相同条 件的气体的时间差混合。对于上述完全混合状态用实线表示，使用内装多孔板的气体 混合装置45的情况用虛线表示。在内装多孔板的气体混合装置45的情况下，即时是 与完全混合状态不一致也描画出与其接近的曲线。也就是说，可以说实现了良好的时 间差混合。其结果表示，在该气体混合装置45中也实现了对气体发热量变动的有效 抑制。
图13所示的气体混合装置49是在容器46内部保持间隔大致平行地配置两片(也 可以是3片以上)多孔板47。因此容器46内部形成由多孔板47分隔的3个空间。与 图9的气体混合装置45相比，在本气体混合装置49中，利用两片多孔板47之间的 空间进一步进行时间差混合，因此能够更加有效地抑制气体的发热量变动。还有，出 口孔28 —侧的多孔板上也可以形成无孔区域28。
图14表示另 一气体混合装置50。该气体混合装置50是将已有的燃气轮机设备中 作为储气柜使用的容器51改造为兼用作气体发热量变动抑制装置的气体混合装置。 也就是说，在储气拒上分别形成入口孔27和出口孔28,分别在其上连接上游侧低发 热量气体供给配管3和下游侧低发热量供给配管3,再在该储气柜的内部与图9的气
体混合装置45 —样设置多孔板47。
储气柜是监视气体量平衡的装置。所谓气体量平衡监视装置，是为了取得从上游 侧送来的低发热量气体的量与燃气轮机所需要的消耗气体量的平衡而设置的装置。在 供给气体量有变动或燃气轮机的负载有变动的情况下，有必要取得气体供给量与消耗 量之间的平衡。供给量过剩超过预想的量时，向系统外排放或釆取其他方法，供给量 不足时使燃气轮机的负载减小或部分停止运行。
该气体量平衡监视装置具备上述容器51、设置为能够将容器51的上端开口用密 封构件52a等气密密封并且能够在容器内上下移动的盖构件52、以及例如在盖构件 52上连接的调整用平衡锤52b。密封构件52a配设于盖构件52与容器51的内圆柱面 之间的间隙中。借助于盖构件52的自重与上述平衡锤52b的重量以及大气压的向下 压力的总和与容器51的内压产生的向上推力的平衡在容器内上下移动。因此盖构件 52相应于低发热量气体的供给量与消耗量之间的平衡的变化而上下移动。采取一边监 视该盖构件52的上下移动一边将气体向系统外放出或减小燃气轮机的负荷等措施。 将该储气柜兼用为低发热量气体的时间差混合用的气体混合装置50。
如上所述，盖构件52上下移动，因此将多孔板47的高度做得低以便不妨碍该上 下移动的盖构件52。因此在盖构件52上升时多孔板47的上端与盖构件52之间形成 空间51a，该空间51a也可以认为是多个气体通路中的一个。在该气体混合装置50中， 也由于与对图9的气体混合装置45的说明相同的作用能够实现良好的时间差混合， 气体发热量的变动能够得到抑制。
图15表示与图9和图10的气体混合装置45相同的，作为内装多孔板47的气体 通路构成构件的容器46。但是在该容器46的入口孔27和低发热量气体供给配管3之 间，安装有与低发热量气体供给配管3连接的从水平方向向上方倾斜的倾斜管53。偏 离水平线的倾斜角度ct没有限定。这样做使得向容器46内流入的气体的流入方向偏 离出口孔28的位置。通过使该倾斜管53能够在低发热量气体供给配管3和容器46 上装卸，能够替换为具有不同倾斜角度的倾斜管。在使用没有形成无孔区域48(整个 面上均句形成贯通孔47a)的多孔板的情况下，该倾斜管53的使用能够使流入气体容 器46内的流路方向远离出口孔28的位置，因此是理想的。
该倾斜管53不是只设置于内装多孔板47的气体混合装置。例如也可以通过在构 成图4~图8所示的入口构件的配管29上连接，使得出口孔28偏离气体通路的入口 孔27的中心轴的延长线，在这种情况下，倾斜管53的方向和偏离入口孔中心轴的倾
斜角度只要选择对该气体通路合适的即可。
图16表示与图M所示的一样利用已有的储气柜的气体混合装置50，但是在容器 51的入口孔27与低发热量气体供给配管3之间配设改变气体的流路方向用的气体流
路装置54。气体混合装置50原来发挥使流入其内部的气体实现时间差混合的作用， 但是可以相应于容器51的盖构件52的上下运动，利用气体流入装置54改变气体流 动的状态，能够进一步提高均勾混合效果。
如果也同时参照图17,就可以清楚了解到，该气体流入装置54具有配设于容器 的入口孔27与低发热量气体供给配管3之间的罩壳55、上下保持间隔容纳于该罩壳 55内部的多片可变百叶窗板56。各可变百叶窗板56大致水平配置，其转动轴56a突 出于罩壳55的外部。利用电动机、油压马达、空压汽缸、油压汽缸等公知的手段能 够使该转动轴56a的突出部分转动，使百叶窗板56上下摇动。 一旦使百叶窗板56在 上下方向摇动，就能够与其相应改变气体的流路方向。设置的百叶窗板的数量也不限 制，可以是一片也可以是多片。
又如图17所示，在向罩壳55外部突出的转动轴56a上设置倾斜方向指示器56b, 可以从气体流入装置54的外部显示百叶窗板56的倾斜方向还有气体流入方向。又可 以就该百叶窗板56的倾斜方向，利用未图示的检测器进行检测，将其检测信号发送 到控制装置5，根据该信号，在未图示的远距离显示装置上进行显示。又可以在罩壳 55上形成透视窗，以便能够从外部确认百叶窗板56的倾斜方向。
如上所述，在相应于盖构件52的上下移动改变气体的流动情况时，将该盖构件 52的位置信号输入例如控制装置5,根据该位置信号能够选择最合适的气体流路方向。 例如如果盖构件52上升，则为了进一步使气体流入方向向上方倾斜，也可以向上方 摇动百叶窗板56,使其偏离水平方向的仰角变大。如果盖构件52下降，则为了使气 体流入方向比现在的方向更向下方倾斜，也可以摇动百叶窗板56使其偏离水平方向 的仰角变小。
如上所述，在气体混合装置的上游侧和下游侧的低发热量气体供给配管3分别配 置入口发热量计8和出口发热量计9(参照图1)。各发热量计8、 9连续对气体发热 量进行测量，因此能够检测出上游侧和下游侧的低发热量气体併给配管3中的发热量 变动。控制装置5由于在其中输入表示上游侧和下游侧各自的气体发热量变动的信号， 因此能够将它们加以对比以便检测出气体混合装置的发热量变动抑制效果的大小。因 此利用该控制装置5能够计算出发热量变动抑制水平的设定值和检测值之间的偏差， 控制气体流入装置54的气体流入角度(百叶窗板56的倾斜角度)，以便消除这一偏差。
该气体流入装置54不限于内部容积变动式的气体混合装置50,也可以使用于顶 板不上下移动的容积固定型的气体混合装置10、 31、 36、 40、 43、 45、 49。而且借助 于上述控制装置5—边使百叶窗板56的倾斜角度改变， 一边利用该发热量计8、 9连 续进行发热量测量，能够监视发热量变动抑制效果。这样一来，就能够根据时间差混合了解到最佳的百叶窗板5 6倾斜角度。
图16的气体流入装置54在设置于容器外的罩壳55的内部收容可变百叶窗板56， 并不限于这样的结构。例如也可以不设置罩壳，而在接近容器内的入口的位置上设置 可变百叶窗板56以便能够从容器外部进行摇动驱动。
在图18所示的容器51的圆周壁(也可以是容器底部)上形成两个(也可以是三 个以上)入口孔27和两个出口孔28 (也可以是三个以上)。作为连接各入口孔27与 低发热量供给配管3的入口构件，配设具有从低发热量气体供给配管3向各入口孔27 分叉的分叉管57a的配管57、以及在上述设置于上述分叉管57a上的流量调整阀(或 截止阀)59。而且，作为连接各出口孔28与低发热量气体供给配管3的出口构件， 配设具有从各出口孔27汇合连接为低发热量气体供给配管3的分叉管58a的配管58、 以及设置于该分叉管58a上的流量调整阀59。还可以是，出口孔28只在一个上形成， 只有入口孔27可以形成多个。
可以利用上述控制装置5适当选择入口侧的流量调整阀59进行开闭，或对流量 进行调节，使流入容器51内的气体的流入位置发生改变，使气体流入位置上的气体 流量发生改变。这样，控制装置5进行控制以使容器51内的气流的状态最佳化。这 种最佳状态以基于许多操作数据作成的数据组为基准，可以使用对于类似的搡作状况 (气体发热量、气体流量、气体成分、容器内滞留时间等)最合适的数据组。例如利 用控制装置5计算出发热量变动抑制水平的设定值与基于两个发热量计8、 9的检测 值的实测变动抑制水平之差，进行流量调节并改变气体流进入位置以便消除该偏差 (使均勻的时间差混合效果为最大)。
又，如果利用上述控制装置5对出口側的流量阀59的操作与入口侧的流量阀59 的搡作同步进行，则与只对入口侧的流量调整阀59进行控制相比，对于气体的时间 差混合能够实现更理想的气流状态。还有，也可以将分叉的入口侧配管57与上述倾 斜管53和气体流路装置54加以组合。
图19所示的气体混合装置60与图9的气体混合装置45同样具备内装多孔板47 的容器46。而且配设连接不活泼气体供给配管61的配管62作为将入口孔27与低发 热量气体供给配管3加以连接的入口构件。不活泼气体供给配管61是用于将使低发 热量气体减少发热量用的不活泼气体投入容器内的配管。在上述配管62的内部插入 并连接不活泼气体供给配管61,形成其前端开放使不活泼气体能够混入低发热量气体 的气流中的结构。因此，这种配管62形成为双重管。不活泼气体的流速采用比低发 热量气体的流速低的速度，这从提高混合性能的考虑出发是理想的。借助于以上所述 的结构，不活泼气体以和低发热量气体相同的流入方向进入容器内，能够防止不活泼 气体在低发热量气体中分布不均匀的情况发生。
图1所示的低发热量气体供给配管3上，在其气体混合装置10的下游侧设置不 活泼气体等稀释气体提供用的稀释气体供给配管4。其目的是，如上所述利用气体混
合装置抑制其气体发热量变动之后的低发热量气体的平均发热量值要超过燃气轮机 固有的允许发热量值范围的情况下，利用稀释气体使发热量值降低。但是如果将使上 述平均发热量值降低所需要的稀释气体事先投入气体混合装置10，则利用上述稀释气 体供给配管4进行的发热量控制会得到简化或不再需要，因此是有利的。
例如根据入口发热量计8 (参照图1)的检测结果计算入口侧的低发热量气体的
平均发热量值，在该平均发热量值超过燃气轮机固有的允许发热量值范围的情况下，
在容器46内投入使发热量值下降到允许范围内所需要的稀释气体。又，在入口侧的 低发热量气体的平均发热量值急剧上升时，在容器46内投入使其与该时刻的出口侧 的平均发热量值大致相等所需要的数量的稀释气体。
为了向容器46内提供不活泼气体，不限于图19所示的结构。例如也可以与低发 热量气体供给配管3无关地，将不活泼气体供给配管61单独地直接连接于容器46。 而且不活绂气体供给配管61的设置对象不限定于内装多孔板47的气体混合装置(参 照图9、图13~图19)。例如也可以使用于图4-图8所示的气体混合装置。
作为投入如上所述的气体混合装置的不活泼气体，最好是回收使用高炉法以及 FINEX法或COREX法等直接还原炼铁方法使用氧气的制氧厂放出的废弃氮气以及与 制氧厂并设的制氮厂排出的还有微量氧的废弃氮气。由于回收使用大量排气的氮气， 操作成本变得非常低廉。
FINEX法或COREX法等直接还原炼铁方法的情况下，使用氧气作为还原剂，因 此必须设置大量制造氧气的制氧厂。在高炉法中也使用氧气，因此也使用制氧厂，虽 然规模上存在差别。制氧厂是从空气中分离氮气制造氧气，分离氧气之后的排气通常 作为废弃氮气放入大气中。另一方面，在制氧厂并设制氮厂生产高纯度氮气的情况也 很多，但是即时在这种情况下，也是将含有微量氧气的氮气作为废弃氮气排放到大气 中。这样的废弃氮气是氮气具有95 - 98体积％左右，而且具有氧气2~5%左右，从 低发热量气体的可燃极限的观点考虑也是极其安全的稀释气体。当然也可以使用精制 到高纯度的氮气。
将以上说明的倾斜管53、气体流入装置54、以及不活泼气体供给配管61分别组
合到气体混合装置中的装置也包含在这里所说的气体发热量变动抑制装置中。
图20-图24中，例示了在低发热量气体供给设备1中，将上述气体混合装置连 接于低发热量气体供给配管3上时的各种配管的状态。但是这些配管不限于这些图中 所示的范围。
在图20中，表示出相对于低发热量气体供给配管3,换句话说，并列设置的混合
装置50，换句话说，在低发热量气体供给配管3上附设的旁通配管上设置的气体混合 装置50。这种气体混合装置50是将已有的低发热量气体供给设备上设置的储气柜作 微小的结构变更，以兼用作气体发热量变动抑制装置的装置。因此图14和图16所示 的内部容积变动式气体混合装置50能够如图20所示合适地配置。在这种情况下，出 口孔28形成于容器51的底部的大致中央，因此容器51的内部的多孔板配设于偏离 容器51的中心轴向若干入口孔27靠近的位置上。
已有的低发热量气体供给设备上配置的储气柜只利用一根连通管(相当于图20 中符号63所示的出口配管)与低发热量气体供给配管3连接。这一根连通管兼作出 入口。储气柜只要能够谋求低发热量气体供给配管内的供需平衡即可，因此只要用一 根连通管与低发热量气体供给配管连通即可。
如图20所示，在容器51的出口构件12上连接作为出口配管的上述连通管63, 该出口配管63之外新与低发热量气体供给配管3连通的上游侧入口配管64连接于容 器51的入口构件U上。上游侧入口配管64与出口配管63构成上述旁通配管。该上 游侧入口配管64连接于与低发热量气体供给配管3的出口配管63的连接部上游侧。 该上游侧入口配管64上设置作为将低发热量气体送入容器51的气体压送装置的风扇 65。因此，所提供的低发热量气体的一部分通过上游侧入口配管64流入容器51,在 容器51内，低发热量气体实现时间差混合，相同量的气体通过上述出口配管63从容 器51返回低发热量气体供给配管3。上游侧入口配管64由于连接于低发热量气体供 给配管3的比出口配管63更靠上游的一侧，借助于考虑压力损失的配管设计，可以 省略上述风扇65。这对于图21和图23所示的上游侧入口配管64也相同。
图21表示借用可以作为发热量变动抑制手段使用的另一气体量平衡监视装置的 气体混合装置66。该气体混合装置66作为气体量平衡监视装置采用更加经济的结构， 具有入口构件11和出口构件12分别利用上游侧入口配管64和出口配管(连通管) 63与低发热量气体供给配管3连接的形成气密结构的容器67。该容器67中内装未图 示的多孔板，而且设置压力检测装置68,经常对容器67的内压进行监视。控制装置 5在检测压力达到上限区域时输出使设备内的气体消耗量增加的指令，取得气体的供 需平衡。其他配管的结构与图20所示的相同，因此其说明省略。借助于该气体混合 装置66,也能够对低发热量气体供给配管3向燃气轮机提供的低发热量气体的一部分， 抑制其发热量变动。
图22也表示对低发热量气体供给配管3并列设置的气体混合装置50。如图所示， 在容器51的入口构件11以及出口构件12和低发热量气体供给配管3之间，分别连 接入口配管69和出口配管63。但是，该入口配管69连接于低发热量气体供给配管3 与出口配管63的连接部的下游侧。因此将该入口配管69称为下游侧入口配管69。在
该下游侧入口配管69上设置将低发热量气体送入容器51的风扇65。
如果采用这样的结构，下游侧入口配管69即使是连接于低发热量气体供给配管3 的与出口配管63的连接部的下游侧，低发热量气体也能够利用风扇65通过下游侧入 口配管69向容器51内输送，经过时间差混合后从出口构件12流出到出口配管63。 也就是说，发热量变动受到抑制的低发热量气体的一部分由于进行循环，能够实现有 效的时间差混合。而且上述下游侧入口配管69越长越是能够在容器51内进行更长时 间的时间差混合。
图23也表示相对于低发热量气体供给配管3并列设置的气体混合装置50。如图 所示，在容器51与低发热量气体供给配管3之间，连接出口配管63和具备风扇65 的上游侧入口配管64。也就是说，在容器51的入口构件11上连接上游侧入口配管 64，在出口构件12上连接出口配管63。但是在该容器51上还形成入口构件70,在 该入口构件70上连接下游侧入口配管69。下游侧入口配管69连接于低发热量气体供 给配管3的与出口配管63的连接部的下游侧。在该下游侧入口配管69上设置将低发 热量气体送入容器51的风扇65。如图所示，上游侧入口配管64和下游侧入口配管 69的与容器51的连接位置(入口构件11、 70)相互接近。
如果釆取这种结构，将低发热量气体的一部分从低发热量气体供给配管3的上游 侧通过上游侧入口配管64向容器51压送，同时将低发热量气体的一部分从低发热量 气体供给配管3的下游侧通过下游侧入口配管69向容器51压送，进行时间差混合后 从出口构件12向出口配管63流出。也就是说，发热量变动受到抑制的低发热量气体 的一部分由于发生循环，在容器51内能够实现长时间的时间差混合。下游侧入口配 管69的长度越长，则进行时间差混合的气体的滞留时间越长，越是能够实现理想的 时间差混合。所述下游侧入口配管69从低发热量气体供给配管3的下游侧连接到容 器51的入口构件70上，但是也可以取代该下游侧入口配管69,连接从低发热量气体 供给配管3连接到低发热量气体供给配管3的与上游侧入口配管64的连接部的上游 恻的返回配管。
如图20~图23所示的，将气体混合装置连接于低发热量气体供给设备1的配管 的形态对于利用已有的储气柜的气体混合装置50、 66是合适的，也可以使用于此外 的上述气体混合装置。
图24所示的气体混合装置45的容器46具有一个出口构件12和两种入口构件11、 70。在一个入口构件11上连接上游侧低发热量气体供给配管3,在出口构件12上连 接下游侧低发热量气体供给配管3,而且在另一入口构件70上连接与下游侧低发热量 气体供给配管3连接的返回配管71。两个入口构件12、 70形成于相互靠近的位置上。 返回配管71上设置将低发热量气体送入容器46用的风扇65。
如果釆用这样的结构，则用容器46抑制发热量变动的低发热量气体的一部分再 度返回容器46进行时间差混合，因此能够实现更理想的时间差混合。返回配管71的 长度越长，则进行时间差混合的气体的滞留时间越长。上述返回配管71从低发热量 气体供给配管3的下游侧连接到容器46的入口构件70，但是也可以从下游侧连接到 低发热量气体供给配管3的比容器46上游的一侧。
图24所示的将气体混合装置连接于低发热量气体供给设备1的形态，对于图9 和图10所示的气体混合装置45是合适的，但是也可以使用于此外的上述气体混合装 置。
图25表示锅炉设备。该锅炉设备中设置锅炉73、以及将作为燃料的低发热量气 体提供给该锅炉73用的低发热量气体供给设备72。上述锅炉73使气体在燃烧器中燃 烧发生蒸汽，将其用于发电，或将发生的蒸汽使用于其他用途。
该低发热量气体供给设备72是从图1所示的低发热量气体供给设备1中去除气 体混合装置10的下游侧的低发热量气体供给配管3以及混合气体供给配管14上设置 的设备得到的设备。也就是说，图25所示的低发热量气体供给设备72具备将直接还 原铁设备S发生的低发热量气体作为燃料提供给锅炉73的低发热量气体供给配管74。 该低发热量气体供给配管74上设置对直接还原铁设备S送来的低发热量气体进行除 尘用的集尘装置7、暂时贮存低发热量气体用的气体混合装置10、在气体混合装置10 的上游侧和下游侧检测低发热量气体的发热量用的发热量检测装置8、 9以及对低发 热量气体的供给量进行测量用的流量计75。对于与图1所示的低发热量气体供给设备 l的设备、配管相同的设备、配管标以相同的符号并省略其详细说明。
作为该锅炉用的低发热量气体供给设备72上设置的气体混合装置，不限于使用 图4所示的气体混合装置10,也可以使用已经叙述过的全部气体混合装置。该低发热 量气体供给设备72上没有设置稀释气体供给设备。这是因为，对于锅炉来说利用气 体混合装置抑制发热量变动本身由于能够得到稳定的输出，因此是所希望的，但是上 述低发热量气体的发热量变动造成的发热量值的上升并不会造成大的问题。
在图25中，作为低发热量气体供给设备72的低发热量气体供给对象的燃烧设备 只设置锅炉73。但是并不限定于这样的结构。也可以与锅炉73 —起设置燃气轮机2 (图l),又可以一起设置其他燃烧设备。例如在并设图l所示的燃气轮机2与锅炉 73的情况下，也可以在图1的低发热量气体供给配管3的发热量计9与流量计13之 间的部分连接为使得从图25中的发热量计9的下游侧到锅炉73的低发热量气体供给 配管74分叉。
在以上说明的实施形态中，作为燃烧设备的例子例示了燃气轮机和锅炉，但是本 发明的燃烧设备并不限定于燃气轮机或锅炉。在这里说明的气体发热量变动抑制装置
和低发热量气体供给设备也可以使用于其他燃烧设备、例如加热炉、焚烧炉等。
在上述说明中，例示了对低发热量气体的发热量变动进行抑制之后利用稀释气体 降低发热量值的结构，但是本发明的燃料气体供给设备中不仅具备稀释气体供给设 备，也可以取而代之，或在具备稀释气体供给设备同时具备增热气体供给设备。要而 言之，在这里叙述的燃料气体供给设备，其特征在于，具备以上述实施形态例示的气 体发热量变动抑制装置(气体混合装置)。还有，所谓增热气体供给设备是为了在燃 气轮机或锅炉等燃烧设备的气体特性容许变动范围内进行调整，能够防止燃料气体的 发热量值下降的，在燃料气体中混合中、高发热量的气体的设备。作为中、高发热量 气体，有例如天然气和炼焦炉气体(COG)等。
在以上说明的实施形态中，使用的低发热量气体以直接还原炼铁法发生的副产品 气体为例进行了说明，但是并不限于此。作为低发热量气体有例如高炉瓦斯(BFG)、 转炉气体(LDG)、煤层中包含的煤层气体(Coalmine gas,简称CMG)、熔融还原 炼铁法发生的副产品气体、气体液化(Gas-to-Liquid，简称GTL )工艺中发生的尾气 (Tail gas)、从油砂中精制油的工艺中伴随发生的副产品气体、使用等离子体的垃圾 焚烧中发生的气体、包含生垃圾的一般废弃物在其掩埋地发酵、分解的过程中产生的 甲烷气体(Landfill gas)、以及其他类似的原料发生化学反应时伴随发生的副产品气 体等低发热量气体。当然作为低发热量气体，不用说单独使用上述气体，也包含将两 种以上的气体适当的混合使用的情况、以及在上述低发热量气体中混合中、高发热量 气体，结果其发热量低于约12MJ/Nn^的气体。 工业应用性
如果采用本发明，在将像工艺副产品气体那样发热量会发生变动的低发热量气体 作为燃料气体提供给燃气轮机等燃烧设备的情况下，能够抑制低发热量气体的发热量 变动，因此容易有效地利用稀释气体使发热量减少或利用增热气体使发热量增加。而 且有时候不需要利用稀释气体使发热量减少或利用增热气体使发热量增加。而且，也 可以利用已有的储气柜构筑抑制气体发热量变动的装置。
权利要求
1.一种气体发热量变动抑制装置，其特征在于，具备将气体作为燃料提供给燃烧设备用的燃料气体供给通路上配设的，将燃料气体加以混合用的气体混合装置，该气体混合装置具备具有多条气体通路的气体通路构成构件、燃料气体从所述燃料气体供给通路流入气体通路构成构件内用的入口构件、以及独立于该入口构件形成的，燃料气体从气体通路构成构件向燃料气体供给通路流出用的出口构件，而且形成从所述入口构件连续流入的气体能够分别保持时间差地通过气体通路构成构件的多条气体通路后合流，从所述出口构件流出的结构。
2. 根据权利要求l所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于， 所述气体通路构成构件由其内部形成多个构成所述气体通路的气体室的第l容器构成，各气体室具有气体入口和气体出口，所述入口构件从燃料气体供给通路分叉，连接于各气体室的气体入口， 所述出口构件从各气体室的气体出口开始汇合后连接于燃料气体供给通路， 入口构件的各分叉部分上配置能够改变气体流量的气体流量调整装置。
3. 根据权利要求l所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于， 所述气体通路构成构件由其内部形成多个构成所述气体通路的气体室的第1容器构成，各气体室具有气体入口和气体出口，所述入口构件从燃料气体供给通路分叉，连接于各气体室的气体入口 ，所述出口构件从各气体室的气体出口开始汇合后连接于燃料气体供给通路，所述多个气体室形成容积各不相同的结构。
4. 根据权利要求l所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于， 所述气体通路构成构件具备构成所述气体通路的多个第2容器， 各第2容器具有气体入口和气体出口，所述入口构件从燃料气体供给通路分叉，连接于第2容器的气体入口， 所述出口构件从各第2容器的气体出口开始汇合后连接于燃料气体供给通路， 入口构件的各分叉部分上分别配置能够改变气体流量的气体流量调整装置。
5. 根据权利要求l所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于， 所述气体通路构成构件具备多个构成所述气体通路的第2容器， 各第2容器具有气体入口和气体出口，所述入口构件从燃料气体供给通路分叉，连接于各第2容器的气体入口 ， 所述出口构件从各第2容器的气体出口开始汇合后连接于燃料气体供给通路， 所述多个第2容器形成容积各不相同的结构。
6. 根据权利要求l所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，所述气体通路构成构件由其内部具备形成多个构成所述气体通路的贯通孔的多孔板的第3容器构成，第3容器上配设所述入口构件和出口构件，所述多孔板配置得将第3容器的内部分割为入口构件侧的空间和出口构件侧的空间。
7. 根据权利要求6所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，保持间隔配 置多片所述多孔板。
8. 根据权利要求6所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，在所述多孔 板上，在与向着第3容器的内部的所述入口构件的气体流路中心轴交叉的多孔板的部 分及其近旁以外的范围形成所述贯通孔。
9. 根据权利要求2~5中的任一项所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于， 所述气体出口形成于偏离气体入口的中心轴的延长线的位置上。
10. 根据权利要求2-5中的任一项所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，包含设置于所述气体入口上的气体流入装置，该气体流入装置形成能够改变燃料气体流入所述气体通路构成构件的气体通路 内的流入角度的结构。
11. 根据权利要求6所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于， 包含在所述入口构件与第3容器内的入口构件近旁中的一方设置的气体流入装置，该气体流入装置形成能够改变燃料气体流入所述第3容器内的流入角度的结构。
12. 根据权利要求10或ll所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，所述 气体流入装置具有可变百叶窗板，该可变百叶窗板是安装为可摇动，能够从外部改变 其倾斜角度的至少一片百叶窗板。
13. 根据权利要求6所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，配设多个所 述入口构件，形成能够从所述入口构件中选择切换使燃料气体流入第3容器内的入口 构件的结构。
14. 根据权利要求13所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，形成多个 所述出口构件，形成能够与所述入口构件的切换同步，选择切换使燃料气体向容器外 流出的出口构件的结构。
15. 根据权利要求6所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，形成多个所 述入口构件，在各入口构件上设置流量调整装置，形成能够改变通过各入口构件流通 的气体的流量的结构。
16. 根据权利要求l所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，包含与所述气体通路构成构件连接的，使不活泼气体流入气体通路构成构件内用的不活泼气体供 给通路。
17. 根据权利要求l所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，包含与所述 入口构件连接的，使不活泼气体流入气体通路构成构件内用的不活泼气体供给通路。
18. 根据权利要求16或17所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，所述 不活泼气体是回收从制氧工厂和制氮工厂中的至少一种工厂排出的废弃的氮气得到 的产品。
19. 根据权利要求l所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，在所述气体 混合装置内设置对气体进行搅拌用的搅拌装置。
20. 根据权利要求l所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，包含 在连接于所述入口构件上的燃料气体供给通路以及入口构件中的一方设置的，对燃料气体的气体发热量值进行测定用的入口气体发热量测量装置、以及在连接于所述出口构件上的燃料气体供给通路以及出口构件中的一方设置的，对 燃料气体的气体发热量值进行测定用的出口气体发热量测量装置。
21. 根据权利要求20所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，包含根据 所述入口气体发热量测量装置以及出口气体发热量测量装置的测量值，将流入气体通 路构成构件的气体的发热量变动与从气体通路构成构件排出的气体的发热量变动加 以对比，根据该对比结果进行使流入气体通路构成构件内的气体流入量改变的控制的 控制装置。
22. 根据权利要求20所述的气体发热量变动抑制装置，其特征在于，包含根据 所述入口气体发热量测量装置以及出口气体发热量测量装置的测量值，将流入气体通 路构成构件的气体的发热量变动与从气体通路构成构件排出的气体的发热量变动加 以对比，根据该对比结果进行使流入气体通路构成构件内的气体流入方向改变的控制 的控制装置。
23. —种燃料气体供给设备，其特征在于，料气体供给通路提供的燃料气体的发热量变动用的气体发热量变动抑制装置， 该气体发热量变动抑制装置是权利要求l-22中的任一项所述的气体发热量变动 抑制装置。
24. 根据权利要求23所述的燃料气体供给设备，其特征在于，还包含所述气体发 热量变动抑制装置中的在气体混合装置的出口构件与燃料气体供给通路之间连接的出口通路、以及 气体混合装置的入口构件与燃料气体供给通路中的所述出口通路的连接点的上 游侧之间连接的上游侧入口通路。
25. 根据权利要求23或24所述的燃料气体供给设备，其特征在于，还包含所述 气体发热量变动抑制装置中的在气体混合装置的出口构件与燃料气体供给通路之间连接的出口通路、 气体混合装置的入口构件与燃料气体供给通路中的所述出口通路的连接点的下 游侧之间连接的下游侧入口通路、以及在该下游侧入口通路上设置的，向气体混合装置压送燃料气体的气体压送装置。
26. 根据权利要求23所述的燃料气体供给设备，其特征在于，还包含所述气体发 热量变动抑制装置中的在气体混合装置的出口构件与燃料气体供给通路之间连接的出口通路、气体混合装置的入口构件与燃料气体供给通路中的所述出口通路的连接点的上 游侧之间连接的上游侧入口通路、在燃料气体供给通路上的所述出口通路的连接点的下游侧与燃料气体供给通路 上的所述上游侧入口通路的连接点的上游侧之间连接的返回通路、以及在所述返回通路上设置的，向上游侧燃料气体供给通路压送燃料气体的气体压送 装置。
27. 根据权利要求23所述的燃料气体供给设备，其特征在于， 所述气体发热量变动抑制装置中的 气体混合装置具有两种入口构件，在气体混合装置的出口构件上连接下游侧的燃料气体供给通路， 在气体混合装置的一个入口构件上连接上游侧的燃料气体供给通路， 还包含在气体混合装置的另一个入口构件与下游侧的燃料气体供给通路之间连 接的返回通路、以及在该返回通路上设置的，向气体混合装置压送燃料气体的气体压送装置。
28. 根据权利要求23所述的燃料气体供给设备，其特征在于， 所述气体发热量变动抑制装置中的气体混合装置的出口构件上连接下游侧的燃料气体供给通路， 气体混合装置的一个入口构件上连接上游侧的燃料气体供给通路， 还包含在气体混合装置上游侧的燃料气体供给通路与气体混合装置的下游侧的燃料气体供给通路之间连接的返回通路、以及在该返回通路上设置的，从燃料气体供给通路的下游侧向上游侧压送燃料气体的气体压送装置。
29. —种燃气轮机设备，其特征在于，具备所述燃烧设备以及将气体作为燃料提供给该燃烧设备用的燃料气体供给设备，所述燃烧设备是燃气轮机，所述燃料气体供给设备是权利要求23-28中的任一项所述的燃料气体供给设备。
30. —种锅炉设备，其特征在于，具备所述燃烧设备以及将气体作为燃料提供给该燃烧设备用的燃料气体供给设备，所述燃烧设备是使气体在燃烧器中燃烧的锅炉，所述燃料气体供给设备是权利要求23 28中的任一项所述的燃料气体供给设备。
全文摘要
本发明提供能够对燃料气体抑制其发热量变动，将其作为稳定的燃料提供的气体发热量变动抑制装置。这种气体发热量变动抑制装置具备将低发热量气体作为燃料气体提供给燃气轮机(2)等燃烧设备用的低发热量气体供给配管(3)上配设的，将低发热量气体加以混合用的气体混合装置(10)，该气体混合装置(10)具备具有多条气体通路的气体通路构成构件(23)、气体从低发热量气体供给配管(3)流入气体通路构成构件(23)用的入口构件(11)、以及气体从气体通路构成构件(23)向低发热量气体供给配管(3)流出用的出口构件(12)，而且该气体混合装置(10)形成从入口构件(11)连续流入的气体能够分别保持时间差地通过气体通路构成构件(23)的多条气体通路后合流，从出口构件(12)流出的结构。
文档编号F23K5/14GK101107434SQ20058004706
公开日2008年1月16日 申请日期2005年1月26日 优先权日2005年1月26日
发明者佐香正明, 原田英一, 大田秀明, 广川雅俊, 藤崎悠二郎, 野中嘉治 申请人:川崎重工业株式会社