CN101371077A - 燃烧煤粉的锅炉和煤粉燃烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是，提供一种通过向燃烧室中央部和炉壁附近有效地供给空气，促进与燃烧气体的混合，能同时降低NOx和CO的燃烧煤粉的锅炉。本发明的构成为，所述主二次空气风口喷出可以到达燃烧室中央部的动量大的空气，所述副二次空气风口向炉壁面附近喷出动量小的空气，其特征是，所述副二次空气风口的截面中心距所述主二次空气风口的截面中心的距离，在主二次空气风口口径的1倍以上5倍以下的范围。本发明可以提供通过向燃烧室中央部和炉壁附近有效地供给空气，促进与燃烧气体的混合，能同时减少NOx和CO的燃烧煤粉的锅炉。

Description

燃烧煤粉的锅炉和煤粉燃烧方法

技术领域

本发明涉及燃烧煤粉的锅炉和煤粉的燃烧方法。

背景技术

对于燃烧煤粉的锅炉，要求降低氮氧化物(NOx)浓度，为了满足这个要求，人们一直使用两段燃烧法。这种方法是在空气不足的情况下使燃料燃烧、然后由二次空气风口供给完全燃烧用空气的方法。

对于二次空气风口，为了与空气混合及改善燃烧状态，曾提出了多种结构。作为其中的一种，众所周知的有，二次空气风口由主二次空气风口和副二次空气风口构成，在主二次空气风口间设置副二次空气风口的结构(例如，参见专利文献1、2)。

另外，还公开了在上游侧和下游侧的两段中设置二次空气风口，控制空气流量和喷气流的方向等的技术(例如，参见专利文献3、4)。

专利文献1：特开平5-18510号公报(摘要)

专利文献2：特开2002-243112号公报(摘要)

专利文献3：特开平1-150707号公报

专利文献4：特开平9-126415号公报

发明内容

发明要解决的任务

在专利文献1和专利文献2中，记载了在降低NOx的同时可以减少未燃烧部分。

特别是特开平9-126415号公报公开了下述结构，即，对于为燃烧煤粉的锅炉供给二次空气的主二次空气风口和副二次空气风口的配置进行改进，将副二次空气风口配置在主二次空气风口的上游侧，并且在邻接的主二次空气风口的正中间的位置。

采用上述燃烧煤粉的锅炉的二次空气风口的配置结构，通过由副二次空气风口供给的副二次空气与燃烧室内的未燃烧成分混合，由氧化区域可以降低一氧化碳(CO)。

但是，上述结构的燃烧煤粉的锅炉也存在一些问题，随着燃烧室内未燃烧成分的燃烧，燃烧温度上升，产生的NOx的浓度急剧升高。

本发明的目的是，提供一种通过向燃烧室中央部和炉壁附近有效地供给空气，促进与燃烧气体的混合，从而可以同时减少NOx和CO的燃烧煤粉的锅炉。

解决任务的措施

本发明的构成是，所述主二次空气风口喷出可以到达燃烧室中央部的动量大的空气，所述副二次空气风口向炉壁面附近喷出动量小的空气，其特征在于，所述副二次空气风口的截面中心距离所述主二次空气风口的截面中心在主二次空气风口口径的1倍以上、5倍以下的范围。

另外，本发明的特征在于，在所述燃烧室的上游侧的相对的壁面上，分别设置多个供给空气量多的主二次空气风口和供给空气量少的副二次空气风口，在主二次空气风口口径的1倍以上、5倍以下的范围内设置副二次空气风口，从主二次空气风口喷出的空气的动量比从副二次空气风口喷出的空气的动量大。

发明的效果

按照本发明，可以提供一种通过向燃烧室中央部以及炉壁附近有效地供给空气，促进与燃烧气体的混合，从而可以同时降低NOx和CO的燃烧煤粉的锅炉。

附图说明

图1是表示本发明一实施例的燃烧煤粉的锅炉的大致结构以及空气和煤粉的供给系统的图。

图2是图1的A-A截面图。

图3是图2的B-B截面图。

图4是表示主二次空气风口的一个实施例的截面图。

图5是表示二次空气风口的其他实施例的图，相当于图1的A-A截面。

图6是图5的C-C截面图。

图7是表示二次空气风口的另一个实施例的图，相当于图1的A-A截面。

图8是表示副二次空气风口结构的一例的截面图。

图9是表示主二次空气风口的其他实施例的截面图。

图10是其他实施例的主二次空气风口的截面图。

图11是表示主二次空气风口的其他实施例的截面图。

图12是表示用控制器进行的二次空气流量的控制例的框图。

图13是表示实施例8中的燃烧器和二次空气风口配置的图。

图14是表示主二次空气风口的流量相对于二次空气的总流量的比例与炉出口的CO浓度的关系的图。

图15是表示副二次空气风口位置和喷出方向的图。

图16是表示主二次空气风口的风口结构的图。

图17是表示实施例9中的燃烧器和二次空气风口配置的图。

图18是表示本发明的一实施例的燃烧煤粉的锅炉的大致结构以及空气和煤粉的供给系统的图。

图19是表示本发明一实施例中由炉前壁侧看到的锅炉的结构图。

图20是表示本发明一实施例中由炉前壁侧看到的气体混合状态的图。

图21是表示本发明一实施例中燃烧煤粉的锅炉的气体混合状态的图。

图22是图19的A-A’截面图。

图23是图19的B-B’截面图。

图24是表示副二次空气风口的其他实施例的截面图。

图25是表示本发明一实施例中由炉前壁侧看到的锅炉的结构图。

图26是表示本发明一实施例中由炉前壁侧看到的气体的混合状态的图。

图27是表示本发明一实施例中由炉前壁侧看到的锅炉的结构图。

图28是表示本发明一实施例中由炉前壁侧看到的气体的混合状态的图。

图29表示本发明的一实施例中由炉前壁侧看到的锅炉的结构图。

图30是表示本发明一实施例的燃烧煤粉的锅炉的大致结构以及空气和及煤粉的供给系统的图。

图31是表示由控制装置进行的燃烧器用2次、3次空气流量控制例的框图。

图32是表示由控制装置进行的二次空气空气流量控制例的框图。

图33是表示由控制装置进行的主二次空气空气流量控制例的框图。

符号说明

1、风箱外壳

2、缩流构件

3、缩流部

4、喷出口

5、风箱开口部

7、限定缩流部最小流路面积的构件

9、限定缩流部最小流路面积的构件的支持部

11、滑环

13、风箱外壁

23、炉内燃烧空间

24、调节风门

26、1次喷嘴

27、2次喷嘴

28、3次喷嘴

37、主二次空气风口

38、副二次空气风口

39、隔板

40、主二次空气流量调节机构

41、副二次空气流量调节机构

42、空气流量分配调节机构

43、空气流量分配调节机构

44、空气流量分配调节机构

45、炉前壁

46、炉后壁

48、炉侧壁

49、炉顶

50、炉口

51、燃烧后的气体

52、燃烧器

53、未完全燃烧的火焰

54、燃烧器用风箱

55、二次空气

57、燃烧用空气

59、加煤量检测器

60、流量检测器

61、控制器

63、二次空气空气流量

100、燃烧室

具体实施方式

使喷出的空气朝向二次空气风口中心轴方向流动的缩流型结构的主二次空气风口，对于同时降低NOx和CO极为有效。使喷出的空气在与二次空气风口中心轴平行的方向上流动的直进型结构的副二次空气风口，在不能通过主二次空气风口混合空气的壁沿部的燃烧气体中混合空气，有降低CO的效果。由直进型的副二次空气风口喷出的空气，由于从炉壁到炉内中心的流速的减小很快，空气很难到达燃烧室中心部。因此，在燃烧室中心的高温区不产生热NOx，可以促进壁沿的气体的混合，减少CO。如果副二次空气风口为缩流型结构，流速难以减小，空气到达燃烧室中心部，因而容易产生热NOx。

另外，优选的是，在主二次空气风口或者主二次空气风口和副二次空气风口两者中，设置控制空气流量的调节风门。如果设置调节风门，可以微调节空气流量，因而空气供给的偏差波动较小，能够有效地混合空气。

另外，优选的是，在风箱中设置隔板，将主二次空气风口的空气流路和副二次空气风口的空气流路分割开。如果设置成这样，在每个主二次空气风口和副二次空气风口都可以调节空气流量。

在本发明中优选的是，设置控制二次空气流量的控制器，判定供给炉前壁燃烧器和后壁燃烧器的煤粉量，计算出前壁和后壁的加煤量比，根据该加煤量比计算前壁和后壁的二次空气流量，决定向主二次空气风口和副二次空气风口供给的空气流量的分配。另外，如果在炉前壁或后壁上有停止燃烧器的情况下，优选的是，将供给到有停止燃烧器的二次空气风口的空气流量设定为比供给到其他的二次空气风口的空气流量低。这样，根据燃烧器的开动条件控制二次空气的流量，能够有效地降低NOx和CO。

在本发明中，主二次空气风口构造为喷出可以到达燃烧室中央部的动量大的空气，所述副二次空气风口的构成为向炉壁面附近喷出动量小的空气，优选的是，将副二次空气风口设置成，使从副二次空气风口的截面中心到主二次空气风口的截面中心的距离为主二次空气风口口径的1倍以上、5倍以下。

在主二次空气风口的上游侧设置副二次空气风口的场合，通过由副二次空气风口供给副二次空气，使由燃烧室上游来的燃烧气体停滞，即，减弱炉壁附近的燃烧气体上升的流速。因此，由主二次空气风口供给的主二次空气的流动，不会在炉壁附近被燃烧气体扰乱，能够供给到燃烧室中央。

另外，在主二次空气风口的下游侧设置副二次空气风口的场合，虽然由燃烧室上游来的燃烧气体与主二次空气风口的喷流混合，但是一部分从主二次空气风口之间穿过。穿过去的未燃烧气体，在主二次空气风口的下游，未燃烧气体的上升速度减弱而停滞。因此，在该停滞区域由副二次空气风口供给副二次空气时，可以促进在炉壁附近燃烧气体和空气的混合。

相反地，如果将副二次空气风口设置在主二次空气风口的上游侧，使副二次空气风口的截面中心位置是主二次空气风口的口径的5倍以上的距离时，不能充分地获得由副二次空气和燃烧气体引起的停滞效果。另外，如果将副二次空气风口设置在主二次空气风口的下游侧，使其在主二次空气风口的口径的5倍以上的距离时，在主二次空气和燃烧气体的停滞区域由于不能供给副二次空气，不能促进混合。此外，如果将副二次空气风口设置成使得副二次空气风口的截面中心的位置为主二次空气风口的口径的1倍以下距离时，由于副二次空气被卷入到主二次空气中，得不到上述效果。

在本发明中优选的是，由主二次空气风口供给的主二次空气的动量，相对于由副二次空气风口供给的副二次空气的动量为3～20倍的范围。如果主二次空气的动量小于副二次空气的动量的3倍，副二次空气的动量变大，不能有效地向炉壁附近的未燃烧成分中混合空气。另外，由于主二次空气的动量变小，空气不能到达燃烧室中央部。另一方面，如果主二次空气的动量大于副二次空气的动量的20倍，由于副二次空气的动量、特别是流量过小，不能供给炉壁附近的未燃烧成分的燃烧所需的空气。

另外，在本发明中优选的是，主二次空气风口具有缩流部，即，流路的外径在朝向出口的空气喷出口方向上缩小，使喷出的空气向着主二次空气风口的中心轴方向流动。这样，由于增加了主二次空气的动量，喷流达到燃烧室中心部，促进了混合，因此对NOx和CO的同时降低极为有效。

另外，优选的是，副二次空气风口具有朝向将副二次空气喷出到燃烧室内部的空气喷出口方向扩大的构造，形成同心轴上的多重管构造，从中央的流路喷出直进流，由它的外周供给旋转流。

如果使由副二次空气风口喷出的空气在与二次空气风口中心轴平行的方向上流动，或者产生旋转流，则具有在不能利用主二次空气风口混合空气的壁沿部的燃烧气体中混合空气，降低CO的效果。由直进型或者旋转型的副二次空气风口喷出的空气，由于从燃烧室的壁向燃烧室内中心的流速减小很快，空气很难到达燃烧室的中心部。因此，在燃烧室中央的高温区不产生热NOx，可以促进壁沿的气体的混合，减少CO。

另外，在本发明中，如果主二次空气风口的构成为，使得喷出的空气向着主二次空气风口的中心轴方向流动，副二次空气风口的构成为，在与副二次空气风口的中心轴平行的方向上喷出直进流，由其外周喷出旋转流，对NOx和CO的降低特别有效。这样一来，流向燃烧室中央的主二次空气的动量增加，不仅可以有效地向燃烧室中央供给空气，而且副二次空气通过旋转可以有效地与未燃烧成分混合。

另外，在本发明中优选的是，在设置于燃烧室壁面上、由外部供给二次空气的共通风箱内部分别配置主二次空气风口和副二次空气风口。这样一来，二次空气的空气流量由低流量(低负荷)到高流量(高负荷)可以用一个阀门来控制。特别是主二次空气风口具有缩流部的结构，副二次空气风口能供给旋转流的结构，由于两者的压力损失都高，空气流量的控制变得容易。进一步，如果共有风箱，结构变得简单化，容易制造，即使追加新的主或副二次空气风口时设置也容易。

另外，以主二次空气风口的一个和副二次空气风口的一个为一组，至少将一组连接于同一风箱，可以将多个所述风箱设置在炉壁面上沿一个方向排列。这样，不用改变主二次空气和副二次空气的动量的比例，可以调节在燃烧室中央部和炉侧壁部喷出的二次空气的流量，因此可以在燃烧气体多的部分中有效地混合空气。

在本发明中优选的是，设最下游段的燃烧器与主二次空气风口的距离为X，主二次空气风口到燃烧室下游的热交换器底面的距离为Y，在X/(X+Y)为0.3～0.6的范围内设置主二次空气风口。如果主二次空气风口的设置位置为X/(X+Y)<0.3，由于还原区域减少，NOx的产生量增加。另外，如果X/(X+Y)>0.6，由于主和副二次空气投入后的滞留时间减少，混合变得不完全，未燃烧成分增多。

另外，在本发明中优选的是，主二次空气风口的口径设置成，使得侧壁侧比燃烧室中央侧要小。在燃烧室中央部附近，由燃烧室上游流过来的未燃烧气体的上升速度变得特别大。因此，如果减小侧壁侧的主二次空气风口的口径，供给到燃烧室中央部侧的空气的动量比侧壁侧大，因而促进了与残留在燃烧室中央部侧的未燃烧成分的混合。

另外，在本发明中，在设置于炉壁面、由外部供给二次空气的共通风箱内分别配置主二次空气风口和副二次空气风口，在供给二次空气的二次空气供给管道上设有空气流量调节机构。另外，优选的是，在向燃烧器供给燃烧用的2次、3次空气的2次、3次空气供给管道中设置空气流量调节机构，使各个燃烧器能独立地各自供给空气。这样一来，将供给二次空气风口的空气和供给燃烧器的空气的比例保持一定，可以微调燃烧器的2次、3次空气流量，根据燃烧器的燃烧状态有效地供给空气。因此，可以将燃烧器中产生的NOx经常保持在最小程度，同时，将主二次空气的空气喷出条件保持为NOx和CO的综合性能为最适。

另外，以主二次空气风口的一个和副二次空气风口的一个为一组，将至少一组连接到同一风箱，将多个所述风箱设置在炉壁面上在一个方向上排列，在供给二次空气的二次空气供给管道中设有空气流量调节机构，在向燃烧器供给燃烧用的2次、3次空气的2次、3次空气供给管道中，还可以设置空气流量调节机构，使各个燃烧器能独立地各自供给空气。这样，可以微调燃烧器的2次、3次空气流量，另外，不用改变主二次空气和副二次空气的动量的比例，可以调节在燃烧室中央部和炉侧壁部喷出的二次空气的流量，因此，可以根据燃烧器的燃烧状态，特别有效地供给空气。

另外，在本发明中优选的是，在将煤粉输送至燃烧器的流路中，设置用于测量被输送至多个燃烧器的燃料煤粉量的煤粉流量计，并且配置根据该煤粉流量计测量的煤粉量来调节供给至燃烧器的燃烧用2次、3次空气量的控制器。如果设置煤粉流量计，可以根据煤粉供给量的偏差波动来供给空气。通过进一步设置控制器，根据煤粉供给量控制燃烧器2次、3次空气流量，可以有效地减少NOx和CO。

另外，还可以在将煤粉输送至所述燃烧器的流路中，设置用于测量被输送至多个燃烧器的燃料煤粉量的煤粉流量计，并且配置根据该煤粉流量计测量的煤粉量来调节向主和副二次空气风口供给的二次空气空气量的控制器。如果设置煤粉流量计，可以根据煤粉供给量的偏差波动来供给空气。通过进一步设置控制器，根据煤粉供给量控制二次空气流量，可以有效地减少NOx和CO。

本发明优选的是，具有检测燃烧室的燃烧空间中的氧浓度的多个氧浓度检测器以及根据来自氧浓度检测器的信号个别地调节多个主二次空气风口和副二次空气风口的空气流量的控制装置，通过由多个氧浓度检测器来的信号控制主二次空气风口的空气流量和副二次空气风口的空气流量。当燃烧室中央部的氧浓度低时，为了增加主二次空气，减少副二次空气的空气量；当燃烧室侧壁部的氧浓度低时，为了增加副二次空气，减少主二次空气的空气量。这样，可以在燃烧器的燃烧条件保持一定的情况下控制空气流量，因此燃烧器中产生的NOx可以保持为最小。

以下，用图来说明，但是本发明并不限于以下的构造。

实施例1

图1是本发明的燃烧煤粉的锅炉的简要结构图。燃烧室100的壁面由上部的炉顶49、下部的料斗47、侧面的炉前壁45，炉后壁46以及炉侧壁48(在图2中记载)包围，在各自的壁面上设置图中未示出的水管。用此水管吸收燃烧室的燃烧空间23中产生的燃烧热的一部分。燃烧室的燃烧空间23中产生的燃烧气体从下方流向上方，形成燃烧后的气体51后排出。燃烧后的气体51通过图中未示出的后部传热部，在那里进一步回收气体中所含的热。

在燃烧室的下部设置燃烧器52，在这里形成空气不足的未完全燃烧的火焰53。燃烧器通常在燃烧室的前壁和后壁上相对地各自设置多个。用粉碎器(图中未示出)将煤粉碎至大约150μm以下，然后用空气输送，燃烧器用1次空气和煤粉58从燃烧器52喷至燃烧室内。同时，燃烧器用2次空气、3次空气56也经过燃烧器用风箱(燃烧器用2次空气、3次空气供给管道)54从燃烧器中喷出。

在燃烧器的上方，设置了主二次空气风口37。在与主二次空气风口相同的高度上，设置有副主二次空气风口38(图2中所示)。通常，在燃烧室的前壁和后壁上分别设置多个主二次空气风口和副二次空气风口。主二次空气风口37的结构是缩流型结构，即，其结构使得在喷出口附近空气的流动向着主二次空气风口中心轴方向。该构造的详细情况将在下文中叙述。由燃烧器部形成的未完全燃烧火焰53产生的CO等未燃烧成分的大部分，与主二次空气混合而完全燃烧(氧化)。但是，未燃烧成分与主二次空气混合时，还产生了NOx(主要是热NOx)。NOx的产生量与主二次空气的流速(缩流部的最大流速)相关联，因此，调节主二次空气的流速是十分重要的。另外，如果将主二次空气的喷出条件设定为使NOx降低，氧化将会不充分，往往容易产生CO，因此，必须注意NOx和CO的性能平衡，设定主二次空气的喷出条件。

燃烧用空气57，由空气流量分配调节机构42分配成燃烧器用2次、3次空气56和二次空气55。二次空气55在空气流量分配调节机构43中被分配成流动到前壁侧的主二次空气风口的空气和流动到后壁侧的主二次空气风口的空气。前壁侧的二次空气风口和后壁侧的二次空气风口的空气流量，根据停止燃烧器的位置，控制成由控制器61设定的二次空气流量设定值。在控制器61中，输入由加煤量检测器59检测出的磨机加煤量62和由二次空气空气流量检测器60检测的二次空气流量63。在停止燃烧器位于炉前壁侧的场合，根据磨机加煤量62，将位于炉前壁的二次空气流量设定值设定为较低，可以调节二次空气流量63。

炉口50大多设置在炉后壁46的上部，。通过该炉口50的影响，主二次空气风口37周围的燃烧气体的流动变为不对称的。通过调节流动至前壁侧和后壁侧的二次空气的分配，即使是不对称的流动场也可以降低NOx和CO。

二次空气55，进一步通过主二次空气空气流量调节机构40和副二次空气空气流量调节机构41，调节由主和副二次空气供给的空气量。由此，可以调节主二次空气的喷出流速(缩流部的最大流速)和副二次空气的喷出流速。当主二次空气的喷出流速过高时，增加副二次空气的空气量，当喷出流速过低时则相反。由于副二次空气是从主二次空气风口之间喷出，当炉内燃料过剩、空气不足时，可以促进空气不足的气体与空气的混合，有效地降低CO。另一方面，由于副二次空气的流量小，因此对NOx(热NOx)产生的影响小。另外，由于可以用副二次空气来调节主二次空气的空气量，供给到燃烧器的2次、3次空气流量可以经常保持一定。这意味着，可以经常在这里的NOx发生量最小的最适宜条件下运用在燃烧器中形成的不完全燃烧(空气不足)的火焰53的燃烧条件。

结果，可以将燃烧器部产生的NOx经常保持最小，同时，可以保持主二次空气的空气喷出条件使得NOx和CO的综合性能最佳。

另外，供给到燃烧器的2次、3次空气56，也和二次空气55一样，通过空气流量分配调节机构44分配成流动至前壁侧燃烧器中的空气和流动至后壁侧燃烧器的空气。

图2是主/副二次空气风口配置的一个例子，该图是图1的A-A截面图。图3是从燃烧空间侧看到的图2的B-B截面图。主二次空气风口37通常配置多个且与燃烧气体的流动成直角，在炉前壁45侧和炉后壁46侧配置相同的数量。副二次空气风口38配置在与主二次空气风口37相同的风箱中。副二次空气风口38的最简单的配置方法是，交替地配置在主二次空气风口37之间。主二次空气和副二次空气的流路用隔板39分开，通过主二次空气调节机构40和副二次空气调节机构41调节流动至各个流路中的空气的量。

图4是主二次空气风口的详细结构的一个例子。喷嘴的基本结构是以喷流中心轴8为对称轴的圆筒型。喷嘴被风箱外筒1包围，燃烧用空气从风箱开口部5流入。空气沿着箭头6流动，由喷出口4喷向炉内燃烧空间23。喷出的空气在炉内燃烧空间23中与可燃气体23混合，使可燃气体燃烧。喷出口4的周围设有水管14。在二次空气风口的喷出口4侧设有缩流构件2。缩流构件2的结构为，其口径朝着喷出口4侧逐渐地减小。通过该缩流构件2，对于空气流6提供了朝向喷嘴中心轴的速度成分，形成缩流部3。在缩流部3的入口附近，设有限定缩流部最小流路面积的构件7。缩流部中的空气的流速，由缩流部中开口面积最小的部分的面积限定。采用图4的结构，在限定缩流部的最小流路面积的构件7的前端部，缩流部的流速达到最大。图4的限定缩流部的最小流路面积的构件7的结构为，外径朝向喷出口4方向逐渐减小。这是为了减小缩流部3内的流动的紊乱。由于紊流减小，可以抑制NOx的急剧增加。不过，即使是其他的结构也可能实现本发明的目的。限定缩流部的最小流路面积的构件7，固定在限定缩流部最小流路面积的构件的支持部件9上。限定缩流部最小流路面积的构件的支持部件9，通过导轨12固定在风箱外筒1上。

在限定缩流部最小流路面积的构件7的内侧设有防止过热材料。用于防止在炉内燃烧空间23中形成的火焰产生的辐射热烧损限定缩流部最小流路面积的构件的支持部件9。在炉内燃烧空间23中形成的火焰辐射热较弱的场合，或者在可以用其他方法冷却支持部件9的场合，不一定必须使用防止过热材料。

实施例2

在本实施例中，对于改变二次空气风口配置的情况进行说明。图5是副二次空气风口38的配置的改型例，相当于图1的A-A截面图。图6是从燃烧空间一侧看到的图5的C-C截面图。

将与同一列的二次空气风口连接的风箱分割为两个，由同一个风箱向各主二次空气风口37和副二次空气风口38供给空气。像这样分割风箱、供给空气时，由于可以微调节主和副二次空气的空气流量，因而供给的偏差波动较小，能可以有效地混合空气。

实施例3

在本实施例中，对于二次空气风口的空气调节机构改型例进行说明。图7是主和副二次空气的空气调节机构的改型例，相当于图1的A-A截面图。图8是副二次空气风口的详细结构的一个例子。

主二次空气和副二次空气的流路是相同的，通过打开或关闭调节风门24可以调节供给到主二次空气风口37和副二次空气风口38的空气流量。像这样设置调节风门24时，由于可以微调节空气流量，供给的偏差波动较小，可以有效地混合空气。调节风门24可以只设置在主二次空气风口37上，不过最好是在主二次空气风口37和副二次空气风口38上都设置调节风门24。

实施例4

在本实施例中，利用图9来说明主二次空气风口结构的改型例。与图4的不同点在于，具有用于移动限定缩流部的最小流路面积的构件7的内筒15，以及，具有调节由风箱开口部5流入的空气的滑环11。

限定缩流部的最小流路面积的构件7，固定在限定缩流部最小流路面积的构件的支持部9上。限定缩流部的最小流路面积的构件的支持部9固定于滑环11上。滑环11安装在内筒15上。但是，滑环11没有与外筒固定，滑环11可以向图1的风箱外壁13方向或者向喷出口4方向移动。通过移动滑环11，限定缩流部的最小流路面积的构件的支持部9和限定缩流部的最小流路面积的构件7也同时移动。通过移动限定缩流部的最小流路面积的构件7，缩流部的最小流路22的面积发生改变。这时，缩流部3的形状是，外径保持一定而内径改变，结果，缩流部3的流路截面积(与喷嘴中心轴垂直的截面)改变。

如果在滑环11或内筒15中的任一方上安装导辊17，可以平滑地移动滑环11。通过在滑环11上安装滑环移动棒固定机构16、滑环移动棒18和手柄19，可以从风箱外壁13的外侧(在图9中是左侧)来移动限定缩流部的最小流路面积的构件7。在风箱外筒1上安装滑环11，改变风箱开口部5的面积时，可以改变进入主二次空气风口的空气总量。在不需要改变空气总量的场合或者可以通过其他方法改变空气总量的场合，在风箱外筒1上也可以不安装滑环11。

如果在滑环11上安装导向部件12，在移动滑环11时，限定缩流部的最小流路面积的构件的芯就不容易偏移。另外，可以牢固地固定滑环11和限定缩流部的最小流路面积的构件的支持部9。容易整流空气的流动6。

实施例5

在本实施例中，利用图10来说明主二次空气风口的另一个改型例。图10与图4的不同点在于，具有限定缩流部的最小流路面积的构件的支持部9，用于冷却缩流构件2的冷却空气用流路，以及，调节从风箱开口部5流入的空气的调节风门24。

在限定缩流部的最小流路面积的构件的支持部9上设置冷却空气孔20。由风箱开口部5导入的空气的一部分，形成冷却空气的流动25，从冷却空气孔20中放出。在这个过程中，与限定缩流部的最小流路面积的构件的支持部9冲撞，可以冷却该构件。另外，从冷却空气孔20中放出的空气的一部分，冲击限定缩流部的最小流路面积的构件7，可以冷却该构件。

进而，在缩流部3的附近设置冷却空气引导板21。冷却空气在冷却空气引导板21与缩流构件2之间流动，可以冷却缩流构件2。另外，由于该冷却空气在喷出口4的最外周侧流动，还可以用于除去付着在喷出口4周围的煤灰。进一步，当付着在喷出口4周围的煤灰量增多时，暂时增加在缩流构件2和冷却空气引导板21之间流动的空气量，可以容易除去付着的灰。另外，缩流构件2的角度在缩流部的中途可以变化。

在风箱外筒1上安装调节风门24，改变风箱开口部5的面积时，可以改变流入主二次空气风口的空气总量。

实施例6

在本实施例中，利用图11来说明主二次空气风口结构的另一个改型例。图11中，在空气风口的中心设置1次喷嘴26，在1次喷嘴26的外侧设置2次喷嘴27，在2次喷嘴27的外侧设置3次喷嘴28。从3次喷嘴中喷出的3次空气35，在2次喷嘴27的出口处与2次空气34汇合后进入燃烧空间23。这里，2次喷嘴27的喷出方向与空气风口的喷流中心轴8平行。进一步，通过2次空气调节器32，可以给予2次空气34以旋转力。3次喷嘴的结构为，相对于轴来说朝内设置，是适合形成缩流的结构。通过改变2次空气34和3次空气35的流量，可以调节2次空气和3次空气汇合后的方向。例如，如果3次空气35的流量为零，2次空气和3次空气汇合后的朝内的角度为零。另外，如果2次空气34的流量为零，则空气沿着3次喷嘴的方向喷出。通过喷出方向的调节，使炉内的燃料过剩地存在、空气不足的气体和空气适当地混合，可以减少未燃烧成分。进而，还可以通过2次空气的旋转的强度，调节混合状态。为了调节流量，设置了1次调节风门29、2次调节风门30和3次调节风门31。

在燃料中的煤粉含有灰分。这时，如果在主二次空气风口的出口形成缩流，在高温的燃烧气体中熔化的灰分有时会付着在空气风口出口的水管14附近。当灰分的付着生长形成熔渣时，有可能妨碍流动，或者落下引起水管的损伤。在这种情况下，在熔渣还不太大的时候，通过降低3次空气的流量、增加2次空气的流量，降低熔渣的温度，产生热应力，使其剥离。

实施例7

在本实施例中，利用图1和图12来说明二次空气风口的空气流量控制方法。用加煤量检测器59计量由磨机供给的磨机加煤量62，将信号输入控制器61。另外，用二次空气空气流量检测器60测量二次空气流量63，将信号输入控制器61。控制器61经常判断前壁和后壁的加煤量62，计算前壁和后壁的加煤量比，算出前壁和后壁的二次空气的空气流量。根据来自控制器61的信号，将二次空气空气流量调节机构开度指令64输送给主二次空气空气流量调节机构40和副二次空气空气流量调节机构41，控制喷出到炉内燃烧空间23中的二次空气流量。在停止燃烧器位于炉前壁侧的场合，根据磨机加煤量62将炉前壁的二次空气空气流量的设定值设定为较低，可以调节二次空气流量63。反之，在停止燃烧器位于炉后壁侧的场合，根据磨机加煤量62将炉后壁的二次空气空气流量的设定值设定为较低，可以调节二次空气流量63。采用这一控制方法，可以根据燃烧器的运转条件来控制二次空气流量，因此可以有效地减少NOx和CO。

实施例8

利用图13说明本发明的实施例。图13表示锅炉的炉前壁45的风口配置。在锅炉的下部设有多列、多级的燃烧器52，在其下游配置了二次空气风口37、38。在与燃烧器52同一列上有主二次空气风口37，其两侧设有副二次空气风口38。即，在邻接的2个主二次空气风口37之间配置2个副二次空气风口38。主二次空气风口37与副二次空气风口38的间距是主二次空气风口之间(即，燃烧器之间)的距离的1/4～1/3。在图13中，该间距是主二次空气风口之间(即，燃烧器之间)的距离的1/3。

因此，通过由配置为与燃烧器52同列的主二次空气风口37高速喷出大量空气，防止炉中央的未燃烧气体跑出，通过由设置在主二次空气风口37两边的副二次空气风口38吹出比主二次空气风口37少的量的空气，防止炉前壁45和炉后壁46(参照图1)附近的未燃烧气体跑出。这样，二次空气风口设置为主、副两种，通过在主二次空气风口之间设置供给比主二次空气风口的供给空气量少的空气的多个副二次空气风口，可以防止在炉中央部的未燃烧气体跑出去，也可以抑制炉前壁和后壁的未燃烧气体跑出去。由于可以促进炉内的混合并且抑制急速的混合，因此可以降低炉出口的CO浓度和NOx浓度。

另外，由主二次空气风口37喷出的空气流量，最好是由二次空气风口出来的全部空气量(即，由主二次空气风口和副二次空气风口喷出的空气量的合计)的70～90％。如果主二次空气风口37的空气流量在60％以下，即使是高速地喷出也不能维持贯穿力，因此会发生炉中央部的未燃烧气体跑出。

另外，在主二次空气风口37之间配置多个副二次空气风口38的场合，由副二次空气风口38出来的喷流方向为，在与副二次空气风口38邻接的主二次空气风口37的喷流不交叉的方向上设置副二次空气风口38的喷出口，优选的是，相对于所述主二次空气风口37的喷出方向倾斜0～15°。由副二次空气风口38出来的喷流，与由主二次空气风口37出来的喷流相比流量较小，因此贯穿力也比由主二次空气风口37出来的喷流小，容易沿着炉100的壁面流动。因此，由于容易产生副二次空气风口38之间的挤过去，通过设置成与由邻接的主二次空气风口37出来的喷流不相交叉(即，配置成在邻接的副二次空气风口38之间两者的喷流交叉)，防止副二次空气风口38间的挤过去。

主二次空气风口37，最好是同心轴的多重管的结构。由中央部的圆管喷出直进流，由外周喷出旋转流。通过改变直进流和旋转流的流量比例，可以调节由主二次空气风口来的主流贯穿力。

在这里说明本实施例的作用和效果。在燃烧煤等固体化石燃料的锅炉中，燃烧装置(燃烧器)设置在锅炉的炉前壁和炉后壁上，使燃料在炉的中央冲撞火焰而燃烧，在这种燃烧方式中，NOx的降低往往取决于燃烧装置(燃烧器)的性能。即，通过分离燃烧装置(燃烧器)的燃料输送流和燃烧用空气流，在燃烧器火焰内的燃烧区域间产生形成还原区的高温还原焰，抑制燃烧器部的NOx的生成量。但是，如果分离燃烧装置(燃烧器)的燃料输送流和燃烧用空气流，由于在燃烧器部形成高温还原焰，炉内产生不均匀的气体流动，或者在炉截面方向上产生未燃烧燃料部分(未燃烧气体)的分布，容易产生CO。因此，适应这样的不均匀的未燃烧气体的截面分布的、由二次空气风口的二级燃烧用空气投入方法变得重要。

另外，由于在炉中央冲撞火焰，在炉中央部产生燃烧气体，因而在炉前壁和后壁附近生成未燃烧气体这样的分布。因此，在燃烧器间和炉前壁以及后壁附近，容易产生高浓度的CO和高浓度的NOx。

根据以上所述，需要促进从二次空气风口的喷流和炉内燃烧气体的混合。但是，如果只是简单地增加二次空气风口喷流的喷出速度，使其急速地混合，由于在二次空气风口的下游(下流侧)，未燃烧气体迅速燃烧形成局部的高温区，有产生热NOx的问题。相反地，如果只是简单地减缓二次空气风口的喷出速度，喷流到不了炉中央部，产生未燃烧气体挤过去的问题。因此，怎样才能不产生热NOx并且在防止炉中央部的挤过去的同时促进混合，是一个重要的课题。

这里，图14中示出改变主二次空气风口37的流量相对于在二次空气风口中使用的全部空气量的流量比例时的炉出口处的CO浓度变化。主二次空气风口37的流量比例为60％时，炉出口的CO浓度急剧增加。这是因为，从主二次空气风口37出来的空气喷流中的贯穿力消失，在炉中央部发生未燃烧气体混出。因此，主二次空气风口37的流量比例在70％以上为宜。

另外，相对于二次空气风口使用的全部空气量，由副二次空气风口38出来的流量比例过大时，在炉前壁45和炉后壁46附近空气风口喷流的比例增大。另一方面，如果从副二次空气风口38来的喷流比例小，在副二次空气风口38之间的炉壁面附近产生未燃烧气体的混过。因此，从副二次空气风口38出来的流量比例小时，由副二次空气风口38出来的喷流方向为，在与副二次空气风口38邻接的主二次空气风口37的喷流不交叉的方向上设置副二次空气风口38的喷出孔，通过相对于所述主二次空气风口37的喷出方向倾斜0～15°，可以防止在副二次空气风口之间混过去。

图16中示出从副二次空气风口38出来的空气喷出方向的一个例子。设置在主二次空气风口37之间的副二次空气风口38为1个时(相当于图16的(1))，在主二次空气风口37之间的中央位置设置副二次空气风口38，从副二次空气风口38喷出的空气，其喷出方向与主二次空气风口37的喷流方向相同。在主二次空气风口37之间有多个副二次空气风口38时(相当于图16的(2))，副二次空气风口38等间隔地设置在主二次空气风口37之间，朝着炉中央部的主二次空气风口37之间的中央位置喷出空气。

图17中示出主二次空气风口37的空气风口结构的一个例子。主二次空气风口37为同心轴的多重圆管结构。从中心部的圆管喷出直进流，从外周喷出旋转流。通过将主二次空气风口37设为多重管，形成直进流和旋转流的复合风口，可以期望贯穿力的调节(防止炉中央的未燃烧气体混过去)以及促进主二次空气风口37和副二次空气风口38之间的未燃烧气体的混合(旋转流的效果)。

如上所述，在本实施例中，主二次空气风口37和副二次空气风口38等间隔地设置，两者的间距为主二次空气风口间(即燃烧器间)的距离的1/4～1/3。不过，只要能防止炉前壁45和炉后壁46附近的未燃烧气体混过去即可，并不限于上述数值，另外，也可以不设置为等间隔。

实施例9

利用图18来说明本发明的实施例。图18表示将副二次空气风口38设置在主二次空气风口37的上游侧时的锅炉的炉前壁45的风口配置。

由主二次空气风口出来的空气喷流的周围，通过与未燃烧气体的混合形成高温区域。因此，与采用单一的二次空气风口喷流形成局部高温区相比，通过分割喷流、使其缓慢燃烧，可以减小喷流周围的局部高温区域，有效地抑制热NOx。本实施例中，通过将副二次空气风口38设置在主二次空气风口37的上游侧，抑制了由主二次空气风口37出来的喷流与未燃烧气体的急速混合，使其缓慢燃烧，可以更有效地抑制热NOx。图18中所示的例子，副二次空气风口38位于主二次空气风口37间的距离的仅1/3的上游侧，但数值不受上述限制。

另外，将副二次空气风口38设置在主二次空气风口37下游侧时，副二次空气风口38起到抑制炉前壁45和炉后壁46附近的未燃烧气体混过去的作用，可以抑制CO。

实施例10

图19是本发明的燃烧煤粉的锅炉的简要结构图。炉壁面由上部的炉顶49、下部的料斗47、侧面的炉前壁45、炉后壁46、炉口50以及炉侧壁48(记载在图20中)包围，在自壁面上设置有水管(图中未示出)。用该水管吸收炉燃烧空间23中产生的燃烧热的一部分。燃烧热主要由设置在炉下游的热交换器94来回收。热交换器94固定在炉顶49上，为向炉上游侧热延伸的结构。在炉燃烧空间23中生成的燃烧气体，从下方流向上方后被排出。燃烧后的气体通过后部传热部(图中未示出)，气体中所含的热在这里被进一步回收。在燃烧器的下游设置主二次空气风口37。主二次空气风口通常分别在炉的前壁和后壁上设置多个。主二次空气风口37的结构为缩流型的结构，这种结构使得在喷出口附近空气的流动朝向主二次空气风口的中心轴方向。在下文中详细叙述其结构。由燃烧器部形成的未完全燃烧(空气不足)的火焰引起的CO等的未燃烧成分的大部分，与主二次空气混合而完全燃烧(氧化)。但是，未燃烧成分与主二次空气混合时，也产生NOx(主要为热NOx)。NOx的产生量与主二次空气的动量(缩流部的最大流速)有关，主二次空气的动量的调节十分重要。进一步，如果设定主二次空气的喷出条件，使得NOx减低，则氧化变得不充分，往往容易产生CO，因此，需要注意NOx和CO的性能平衡，设定主二次空气的喷出条件。

在主二次空气风口37的下游设置副二次空气风口38。副二次空气风口38通常分别在炉的前壁和后壁上设置多个。副二次空气风口38的结构为能供给旋转流的结构。其结构的详细情况在后面叙述。由未完全燃烧(空气不足)的火焰产生的CO等未燃烧成分的大部分，与主二次空气混合而完全燃烧，但是，有一部分从主二次空气风口37间混过去。为了不产生NOx，在未燃烧成分中有效地混合气体，调节副二次空气的动量是很重要的。

优选的是，将副二次空气风口38的位置设置成，使得副二次空气风口38的截面中心位置和主二次空气风口37的截面中心位置的距离为主二次空气风口37的口径的1到5倍。如果副二次空气风口38的截面中心位置位于主二次空气风口37的口径的5倍以上距离的下游侧，由于不能向停滞在主二次空气风口37附近的未燃烧成分70供给副二次空气71，致使炉壁附近的CO浓度增加。反之，如果副二次空气风口38的截面中心位置位于主二次空气风口37的口径的5倍以上距离的上游侧，由主二次空气风口37供给的主二次空气72的流动在炉壁附近被未燃烧气体扰乱，不能将空气供给至炉中央。另外，由于在气体温度较高的条件下喷出副二次空气71，增加了NOx的浓度。另外，如果副二次空气风口38没有设置在主二次空气风口37的口径的1倍以上距离，由于副二次空气被卷入到由主二次空气风口出来的喷流中，不能得到副二次空气风口的效果。

燃烧用的空气，在空气流量分配调节机构42中被分配为燃烧器用2次、3次空气56和二次空气55。供给燃烧器的2次、3次空气56，在空气流量分配调节机构44中被分配成为流动至前壁侧的燃烧器的空气和流动至后壁侧的燃烧器的空气。流动至前壁侧的燃烧器和后壁侧的燃烧器的燃烧器用2次、3次空气56，根据由煤粉流量计73测出的煤粉流量74，被控制为由控制器61设定的燃烧器用2次，3次空气流量设定值。在控制器61中，输入由煤粉流量计73测定的煤粉流量74和由燃烧器用2次、3次空气流量检测器75检测的燃烧器用2次、3次空气流量76(图20)。在由一个磨机供给的煤粉量有偏差的情况下，由控制器61根据煤粉流量74增加煤粉供给较多的燃烧器52的燃烧器用2次、3次空气流量76，另外，减少煤粉供给较少的燃烧器52的燃烧器用2次、3次空气流量76，可以独立地调节各个燃烧器的空气流量。

二次空气55，由二次空气空气流量分配调节机构77分配成为流动至前壁侧的二次空气风口的空气和流动至后壁侧的二次空气风口的空气。前壁侧的二次空气风口和后壁侧的二次空气风口的空气，进一步通过主二次空气流量调节机构和副二次空气流量调节机构分配为流动至主二次空气风口和副二次空气风口的空气。这样，可以调节主二次空气的动量和副二次空气的动量。空气流量调节机构的详细情况在后面叙述。主二次空气的动量过大时，增加副二次空气的空气量，动量过小时则相反。由于副二次空气在主二次空气风口37的下游喷出，将空气供给至从主二次空气风口37间混过去的未燃烧成分中，因此可以有效地减少CO。另一方面，由于副二次空气的动量较小，喷出的空气在下游侧的低温部与未燃烧成分混合，因此对于NOx(热NOx)产生的影响比较小。另外，由于可以用副二次空气调节主二次空气的空气量，供给到燃烧器52的2次、3次空气流量76可以经常保持一定。这意味着，能够经常在这里的NOx产生量最小的最佳条件下运用在燃烧器部形成的未完全燃烧(空气不足)的火焰的燃烧条件。结果，可以经常将燃烧器部产生的NOx保持最小，同时，可以将主二次空气的空气喷出条件保持为使得NOx和CO的综合性能达到最佳。

图20是从炉前壁侧看到的锅炉的结构图。主二次空气风口37和副二次空气风口38被配置在同一个风箱1中。如果风箱1是共同的，供给到风箱1的空气就可以用一个阀门来调节，因而控制起来比较容易。副二次空气风口38的配置方法之一，是配置于主二次空气风口37的下游侧。燃烧器52独立地连接燃烧器用2次、3次空气供给管道54，可以分别地控制空气流量。在燃烧器用2次、3次空气供给管道54的流路中，设置燃烧器用2次、3次空气流量调节机构78，调节流动至燃烧器52的空气的量。另外，在输送煤粉的流路中设置煤粉流量计73，根据由煤粉流量计73测量的煤粉流量74，控制成由控制器61设定的燃烧器用2次、3次空气流量设定值。

副二次空气风口的配置对于空气与未燃烧成分混合的效果，用图21和图22来说明。图21是表示从炉前壁侧看到的锅炉的前壁附近的气体混合状态的图，图22是表示本发明的燃烧煤粉的锅炉的气体混合状态的图。在燃烧器52中产生的未燃烧气体成分70，与由下游的主二次空气风口37供给的空气混合后氧化，但仍有一部分未燃烧气体成分70从主二次空气风口37间混过去(图21)。通过在主二次空气风口37的口径的1～5倍的范围内设置副二次空气风口38，由副二次空气风口38供给的空气可以供给至从主二次空气风口37间混过去的未燃烧成分70滞留的炉壁附近。另外，由于副二次空气71的动量小，不能立即与未燃烧成分70混合，而是在炉下游的低温区域79中混合(图21)。因此，可以同时抑制热NOx的产生和CO的产生。

优选的是，主二次空气72的动量是副二次空气71的动量的3～20倍。例如，如果主二次空气72与副二次空气71的流量比为3:1，主二次空气72的喷出流速为30m/s，副二次空气71的喷出流速为15m/s，则动量比例为10倍。这样，主二次空气72可以有效地供给到炉中央部，与未燃烧成分70急速地混合，因而可以有效地减少CO。另外，副二次空气71被有效地供给到炉壁附近，在炉下游的低温区域79中，未燃烧成分70和副二次空气71缓慢地混合，因此可以抑制热NOx的产生。

图23表示主二次空气风口的构成以及由主二次空气风口喷出的气体的混合状态，是图19的A-A’截面图。主二次空气风口37通常与燃烧气体的流动成直角设置多个，在炉前壁45侧和炉后壁46侧配置相同数目。虽然图中未示出，但是在下游，副二次空气风口38被设置在与主二次空气风口37相同的风箱1中。供给到主二次空气风口37的空气，通过二次空气空气流量调节机构77调节空气的量，进而通过主二次空气空气流量调节机构40来调节各自的流路中流动的空气的量。

主二次空气风口37的口径配置成，使侧壁侧比炉中央侧要小。如果减小侧壁侧的主二次空气72的口径，增加动量，则喷流可以到达炉中央部，因此可以有效地将空气供给到从炉中央部附近挤过去的未燃烧成分70中。

图24表示副二次空气风口的构成以及由副二次空气风口喷出的气体的混合状态，是图19的B-B’截面图。副二次空气风口38通常与燃烧气体的流动成直角设置多个，在炉前壁45侧和炉后壁46侧配置相同数量。虽然图中未示出，但是在上游，主二次空气风口37被设置于与副二次空气风口38相同的风箱1中。供给到副二次空气风口38的空气，通过二次空气空气流量调节机构77来调节空气的量，进而通过副二次空气空气流量调节机构41来调节各自的流路中流动的空气的量。副二次空气71的动量减小，将空气供给到由主二次空气风口37间混过去的未燃烧成分70中。这样，副二次空气71不是在气体温度高的区域内与未燃烧成分70混合，而是在温度低的下游区域中混合。

图25表示副二次空气风口的空气风口结构的一个例子。副二次空气风口38为同心轴的多重圆管结构。其结构为，从中心部的圆管85中喷出直进流，从外周部86中喷出用调气器87形成的旋转流。副二次空气71的流量，可以用副二次空气空气流量调节机构41来调节。通过将副二次空气风口38设置成多重管，形成直进流和旋转流的复合风口，可以期望调节贯穿力(防止在炉中央的未燃烧气体混过去)以及促进主二次空气风口37间的未燃烧气体的混合(旋转流的效果)。

实施例11

在本实施例中，利用图26和图27来说明改变副二次空气风口配置的情况。图26为副二次空气风口38的配置的改型例，是从炉前壁侧看到的锅炉的结构图。图27是从炉前壁侧看到的锅炉的结构图，是表示前壁附近气体混合状态的图。主二次空气风口37和副二次空气风口38被配置在同一个风箱1上。副二次空气风口38被配置在主二次空气风口37的上游侧。如果这样配置副二次空气风口38，由于副二次空气风口38供给的副二次空气71，由炉上游来的燃烧气体流动产生滞流。因此，由主二次空气风口37供给的主二次空气72的流动在炉壁附近不会被燃烧气体扰乱，可以供给到炉中央。另一方面，由于副二次空气71的动量较小，可以向炉壁附近生成的燃烧气体的滞流区域供给空气，因而促进与未燃烧成分70的混合。这样一来，有效地与残留在主二次空气风口37间的未燃烧成分70混合。

实施例12

在本实施例中，利用图28和图29来说明改变副二次空气风口配置的情况。图28是副二次空气风口38配置的改型例，是从炉前壁侧看到的锅炉的结构图。图29是从炉前壁侧看到的锅炉的结构图，是表示前壁附近气体混合状态的图。主二次空气风口37和副二次空气风口38配置在同一个风箱1上。副二次空气风口38，与主二次空气风口37交替配置。如果这样配置副二次空气风口38，副二次空气71可以从主二次空气风口37间喷出，可以向从主二次空气风口37间混过去的未燃烧成分70中直接混合空气，能有效地降低CO。这里，如果增大副二次空气71的动量，由于与未燃烧成分70快速混合，温度上升，生成热NOx。因此，副二次空气71喷出时需要特别地留意动量。通过减小副二次空气71的动量，即使在主二次空气风口37间配置副二次空气风口38的场合，也可以在抑制热NOx产生的同时，与残留在主二次空气风口37间的未燃烧成分70有效地混合。

实施例13

在本实施例中，利用图30来说明改变二次空气风口的空气流量控制方法的构成。图30是风箱1的配置的改型例，是从炉前壁侧看到的锅炉的结构图。至少一组主二次空气风口37和副二次空气风口38被配置于同一风箱1上。这样一来，不用改变主二次空气72和副二次空气71的动量的比例，就可以调节在炉中央部和炉侧壁部喷出的二次空气的空气流量。副二次空气风口38的配置方法之一是，配置于主二次空气风口37的下游侧。风箱1与二次空气的空气供给管道相连接，可以分别地控制空气流量。在二次空气的空气供给管道的流路上，设置二次空气的空气流量调节机构77，调节流动至主二次空气风口37和副二次空气风口38的空气的量。燃烧器52独立地连接燃烧器用2次、3次空气供给管道54，可以分别地控制空气流量。在燃烧器用2次、3次空气供给管道54的流路中设置燃烧器用2次、3次空气流量调节机构78，调节流动至燃烧器52的空气的量。另外，在输送煤粉的流路中设置煤粉流量计73，根据煤粉流量计73测出的煤粉流量74，控制成在控制器61中设定的二次空气空气流量的设定值。

实施例14

在本实施例中，说明二次空气风口的空气流量控制方法。用图20和图32来说明。用煤粉流量计73测量由磨机供给的煤粉流量74，将信号输入控制器61中。另外，用燃烧器用2次、3次空气流量检测器75测量燃烧器用2次、3次空气流量76，将信号输入控制器61。由控制器61经常判断供给燃烧器的煤粉流量74，计算燃烧器用2次、3次空气流量76。通过由控制器61来的信号，将燃烧器用2次、3次空气流量调节机构开度指令80输送至燃烧器用2次、3次空气流量调节机构78，控制向炉内燃烧空间23喷出的燃烧器用2次、3次空气流量76。在煤粉供给量较多的地方位于炉前壁侧的场合，增加炉前壁燃烧器用2次、3次空气流量76，可以减少后壁侧的燃烧器用2次、3次空气流量76。另外，在煤粉供给量较多的地方位于在炉侧壁部的场合，增加炉侧壁部的燃烧器用2次、3次空气流量76，可以减少炉中央部的燃烧器用2次、3次空气流量76。采用本控制方法，根据供给到每台燃烧器的煤粉流量控制燃烧器用2次、3次空气流量76，可以向在炉上游产生的未燃烧成分70供给空气，有效地降低CO。

下面，利用图30和图33来说明。用粉流量计73测量由磨机供给的煤粉流量74，将信号输入控制器61。另外，用二次空气空气流量检测器60测量二次空气空气流量63，将信号输入控制器61中。由控制器61经常判断供给燃烧器的煤粉流量74，计算二次空气的空气流量63。通过由控制器61来的信号，将二次空气的空气流量调节机构开度指令64输入二次空气空气流量调节机构77，控制向炉内燃烧空间23喷出的二次空气空气流量63。在煤粉供给量多的地方位于炉前壁侧的场合，可以增加炉前壁的二次空气的空气流量63，减少后壁侧的二次空气的空气流量63。另外，在煤粉供给量多的地方位于炉侧壁部的场合，可以增加炉侧壁部的二次空气空气流量63，减少炉中央部的二次空气的空气流量63。采用本控制方法，根据供给每台燃烧器的煤粉流量控制二次空气的空气流量63，可以在燃烧器部中保持使NOx产生量为最小的燃烧条件下，向炉上游中产生的未燃烧成分70中供给空气，因此能有效地降低NOx和CO。

另外，用图31和图34来说明。用设置在后部传热部的下游的氧浓度检测器82测量燃烧气体的氧浓度测定值81，将信号输入控制装置61中。另外，用主二次空气的空气流量检测器90测量主二次空气的空气流量89，将信号输入控制装置61。由控制装置61经常判断设置在氧浓度低的地方的上游的二次空气空气风口的空气量，计算主二次空气风口37和副二次空气风口38的空气量，决定主二次空气的空气流量89。通过由控制装置61来的信号，将主二次空气的空气流量调节机构开度指令91输送至主二次空气空气流量调节机构40，控制向炉内燃烧空间23喷出的空气流量。在氧浓度低的地方位于炉中央的场合，可以增加主二次空气风口37的空气流量，调整副二次空气空气流量。反之，在氧浓度低的地方位于炉壁附近的场合，可以减少主二次空气风口37的空气流量，调节副二次空气空气流量。采用本控制方法，根据出口的氧浓度来控制主二次空气空气流量和副二次空气空气流量，可以有效地向未燃烧气体中供给空气，因此可以有效地降低NOx和CO。

Claims (20)

1.一种燃烧煤粉的锅炉，具有构成燃烧煤粉的锅炉的燃烧室，在形成该燃烧室的炉壁面的上游侧配置有将燃料煤粉和空气供给燃烧室内、使其燃烧的多个燃烧器，在燃烧器的设置位置的上部的炉壁面的下游侧设置有供给二次空气的多个二次空气风口，在这些二次空气风口中分别设置了供给空气量多的主二次空气风口和供给空气量少的副二次空气风口，其特征在于，所述主二次空气风口的结构使其喷出可以到达燃烧室中央部的动量大的空气，所述副二次空气风口的结构是，向炉壁面附近喷出动量小的空气，所述副二次空气风口的截面中心距所述主二次空气风口的截面中心的距离，在主二次空气风口口径的1倍以上、5倍以下的范围。

2.根据权利要求1所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，副二次空气风口设置在主二次空气风口下游侧的炉壁面上并且在主二次空气风口正上方的炉壁面的位置上。

3.根据权利要求1所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，副二次空气风口设置在主二次空气风口上游侧的炉壁面上并且在主二次空气风口正下方的炉壁面的位置上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，从主二次空气风口供给的主二次空气的动量，相对于从副二次空气风口供给的副二次空气的动量为3～20倍的范围。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，主二次空气风口具有缩流部，所述缩流部的流路外径在朝向将主二次空气喷出到燃烧室内部的空气喷出口的方向上缩小，使得喷出的空气向着主二次空气风口的中心轴方向流动。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，副二次空气风口的结构为，在朝向将副二次空气喷出到燃烧室内部的空气喷出口方向上扩大，形成同心轴的多重管结构，从中央的流路喷出直进流，从其外周供给旋转流。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，主二次空气风口的结构为，使喷出的空气向着主二次空气风口的中心轴方向流动，副二次空气风口的结构为，在与副二次空气风口中心轴平行的方向上喷出直进流，从其外周喷出旋转流。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，在主二次空气风口和副二次空气风口上，都设有控制空气流量的机构。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，在设置于炉壁面上、从外部供给二次空气的共通的风箱内部，分别设置了所述主二次空气风口和所述副二次空气风口。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，以所述主二次空气风口的一个和所述副二次空气风口的一个为一组，将至少一组连接于同一风箱上，将多个所述风箱设置在炉壁面上沿一个方向排列。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，设最下游段的燃烧器与主二次空气风口的距离为X，主二次空气风口到主二次空气风口下游的、设置在燃烧室内部的热交换器的底面的距离为Y，将主二次空气风口的位置设置在炉壁面上，使X/(X+Y)在0.5～0.8的范围。

12.根据权利要求1所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，所述主二次空气风口的口径设置为使侧壁侧比燃烧室中央侧要小。

13.根据权利要求1所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，在设置于炉壁面上、从外部供给二次空气的共通的风箱内部，分别设置所述主二次空气风口和所述副二次空气风口，在供给二次空气的二次空气供给管道中设有空气流量调节机构，在向燃烧器供给燃烧用的2次、3次空气的2次、3次空气供给管道中设置空气流量调节机构，使得可以分别独立地对各个燃烧器供给空气。

14.根据权利要求1所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，以所述主二次空气风口的一个和所述副二次空气风口的一个为一组，将至少一组连接于同一风箱，将多个所述风箱设置在炉壁面上沿一个方向排列，在供给二次空气的二次空气供给管道中设有空气流量调节机构，在向燃烧器供给燃烧用2次、3次空气的2次、3次空气供给管道中设置空气流量调节机构，使得能够分别独立地对各个燃烧器供给空气。

15.根据权利要求14或15所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，在将煤粉输送至所述燃烧器的流路中，设置用于测量被输送至多个燃烧器的燃料煤粉量的煤粉流量计，并配置有根据该煤粉流量计测量的煤粉量来调节供给燃烧器的燃烧用2次、3次空气量的控制器。

16.根据权利要求14或15所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，在将煤粉输送至所述燃烧器的流路中，设置用于测量被输送至多个燃烧器的燃料煤粉量的煤粉流量计，并配置有根据该煤粉流量计测量的煤粉量来调节供给主和副二次空气风口的二次空气空气量的控制器。

17.根据权利要求1所述的燃烧煤粉的锅炉，其中，具有检测所述燃烧室的燃烧空间中的氧浓度的多个氧浓度检测器，以及根据来自所述氧浓度检测器的信号分别调节多个所述主二次空气风口和副二次空气风口的空气流量的控制装置，根据来自多个所述氧浓度检测器的信号，当燃烧室中央部的氧浓度低时，减少副二次空气风口的空气量，当炉壁附近的氧浓度低时，增加副二次空气的空气量。

18.一种煤粉燃烧方法，在燃烧室内的上游侧使煤粉和空气在空气不足的状态下燃烧，对于生成的燃烧气体在燃烧室内的下游侧供给空气，使其完全燃烧，其特征在于，在所述燃烧室的上游侧的相对的壁面上，分别设置多个供给空气量多的主二次空气风口和供给空气量少的副二次空气风口，在主二次空气风口口径的1倍以上、5倍以下的范围内设置副二次空气风口，从主二次空气风口喷出的空气的动量大于从副二次空气风口喷出的空气的动量。

19.根据权利要求18所述的煤粉燃烧方法，其中，所述主二次空气风口喷出主二次空气，使空气向着主二次空气风口的中心轴方向流动，所述副二次空气风口喷出副二次空气，形成在与副二次空气风口的中心轴平行的方向上流动的直进流和在其外周流动的旋转流。

20.根据权利要求18或19所述的煤粉燃烧方法，其中，间歇地增大从所述主二次空气风口或所述副二次空气风口喷出的空气量，除去附着在该二次空气风口周围的灰。

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