火力発電用ボイラ向け専焼バーナのアンモニア火炎可視化に成功

アンモニア燃焼試験能力を拡充した大型炉での専焼試験により開発を加速

IHIは，火炉内では目視確認できないアンモニア火炎の状態を，特殊なカメラとフィルタを用いた撮影により可視化することに成功しました。この開発は，IHI×東北大学アンモニアバリューチェーン共創研究所との共同開発成果です。火炎の形状や動作等を正確に把握することは，アンモニア燃焼技術開発の加速・高度化において極めて重要であり，これを新たなアンモニア供給設備の導入により試験能力を拡充した大型燃焼試験設備で確認しました。

図１．大型燃焼試験設備（IHI相生事業所内）

カーボンニュートラル化に向けて，IHIは，アンモニアの製造から，貯蔵・輸送，利用にわたるバリューチェーンの早期構築を進めており，技術開発や国内外のパートナーとの提携を行っています。利用に関しては，火力発電用ボイラにおける燃料アンモニア50%以上燃焼適用技術の確立とその実機実証に取り組むほか，燃料アンモニア100％適用を目指して専焼バーナの開発を進めています。

 

アンモニア専焼バーナの開発では，小型燃焼試験設備において有害物質を抑制した状態での燃焼に成功しており，さらに実際の発電所規模を想定した大型炉での詳細な評価を実施するため，燃料アンモニアの供給量を従来設備の10倍に大型化した大規模アンモニア供給設備を2022年9月に建設し，同年11月より大型燃焼試験設備での専焼試験を開始しています。

 

燃焼技術の高度化に向けては，燃焼試験から得られる情報をより多く，より正確に実機に反映することが重要です。このたび火炎の可視化に成功したことで，詳細な燃焼状態の確認や計測結果の妥当性評価が可能となり，より信頼性の高いバーナの開発ならびに実用化に取り組みます。

 

IHIは，アンモニア燃焼技術の開発を加速し，2050年カーボンニュートラルの実現に向けて，燃料アンモニアを含めたカーボンニュートラル燃料の社会実装の早期実現と，グローバルな環境負荷の低減に貢献してまいります。

【関連資料】

図２．大規模アンモニア供給設備

＜設備仕様＞

タンク容量：20ton 

気化器能力：1.2t/h×２台（蒸気式）

供給圧力　：0.3～0.5MPa

  

図３．通常カメラで撮影した アンモニア専焼火炎

※通常カメラではアンモニア火炎は写らず，奥の窓から見える背景が黒く写ります。

図４．特殊カメラとフィルタにより撮影した アンモニア専焼火炎