JP2001065808A - ボイラにおける排ガス中ＮＯｘ調整方法 - Google Patents
ボイラにおける排ガス中ＮＯｘ調整方法Info
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- JP2001065808A JP2001065808A JP23856399A JP23856399A JP2001065808A JP 2001065808 A JP2001065808 A JP 2001065808A JP 23856399 A JP23856399 A JP 23856399A JP 23856399 A JP23856399 A JP 23856399A JP 2001065808 A JP2001065808 A JP 2001065808A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 操作員の経験等に頼ることなく、還元反応を
充分に生かした低ＮＯx運転を行い得るボイラにおける
排ガス中ＮＯx調整方法を提供する。 【解決手段】 計測されたＮＯx中における窒素Ｎの同
位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを各計測箇所において分
析し、δ15Ｎが最大となる計測箇所以外の各計測箇所に
対応する火炉のバーナ及び二段燃焼用ポートによる燃焼
調整を行うことにより、各δ15Ｎが最大値に近づくよう
にする。
充分に生かした低ＮＯx運転を行い得るボイラにおける
排ガス中ＮＯx調整方法を提供する。 【解決手段】 計測されたＮＯx中における窒素Ｎの同
位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを各計測箇所において分
析し、δ15Ｎが最大となる計測箇所以外の各計測箇所に
対応する火炉のバーナ及び二段燃焼用ポートによる燃焼
調整を行うことにより、各δ15Ｎが最大値に近づくよう
にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラにおける排
ガス中ＮＯx調整方法に関するものである。
ガス中ＮＯx調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、図２及び図３に示される如く、
火力発電所等に設けられるボイラ１は、火炉２の前面側
と後面側とにそれぞれバーナ３を炉幅方向へ複数列ずつ
且つ上下方向へ複数段ずつ配設すると共に、各列のバー
ナ３と対応させてそれぞれの上方所要位置に二段燃焼用
ポート４（いわゆる、Ｏｖｅｒ Ａｉｒ Ｐｏｒｔ）を
配設し、火炉２の後部に、図示していない過熱器、再熱
器、節炭器等が設けられた後部伝熱部５を接続してなる
構成を有しており、火炉２内において、バーナ３から噴
射される微粉炭等の燃料と燃焼用空気とを混合させて燃
焼させ、且つ二段燃焼用ポート４から吹き出される二段
燃焼用空気によって二段燃焼を行わせ、高温の燃焼ガス
を火炉２から後部伝熱部５へ導き、該後部伝熱部５内の
過熱器、再熱器、節炭器等と熱交換させた後、排ガスと
してダクト６を介し下流側へ流し、脱硝、脱塵、脱硫等
の排煙処理を行い、煙突（図示せず）から大気中へ放出
するようになっている。
火力発電所等に設けられるボイラ１は、火炉２の前面側
と後面側とにそれぞれバーナ３を炉幅方向へ複数列ずつ
且つ上下方向へ複数段ずつ配設すると共に、各列のバー
ナ３と対応させてそれぞれの上方所要位置に二段燃焼用
ポート４（いわゆる、Ｏｖｅｒ Ａｉｒ Ｐｏｒｔ）を
配設し、火炉２の後部に、図示していない過熱器、再熱
器、節炭器等が設けられた後部伝熱部５を接続してなる
構成を有しており、火炉２内において、バーナ３から噴
射される微粉炭等の燃料と燃焼用空気とを混合させて燃
焼させ、且つ二段燃焼用ポート４から吹き出される二段
燃焼用空気によって二段燃焼を行わせ、高温の燃焼ガス
を火炉２から後部伝熱部５へ導き、該後部伝熱部５内の
過熱器、再熱器、節炭器等と熱交換させた後、排ガスと
してダクト６を介し下流側へ流し、脱硝、脱塵、脱硫等
の排煙処理を行い、煙突（図示せず）から大気中へ放出
するようになっている。
【０００３】前述の如きボイラ１においては、特に、微
粉炭等のように窒素を含む燃料を燃焼させる場合、ＮＯ
xの発生が問題となるため、図２及び図４に示される如
く、ボイラ１出口におけるダクト６断面の複数所要箇所
で分析計７によりＮＯxを計測し、各計測結果に基づ
き、その値の大小関係からどの部分の燃焼を調整するか
を決定し、対応する火炉２のバーナ３及び二段燃焼用ポ
ート４による燃焼調整を行い、ＮＯxを低減させるよう
になっている。
粉炭等のように窒素を含む燃料を燃焼させる場合、ＮＯ
xの発生が問題となるため、図２及び図４に示される如
く、ボイラ１出口におけるダクト６断面の複数所要箇所
で分析計７によりＮＯxを計測し、各計測結果に基づ
き、その値の大小関係からどの部分の燃焼を調整するか
を決定し、対応する火炉２のバーナ３及び二段燃焼用ポ
ート４による燃焼調整を行い、ＮＯxを低減させるよう
になっている。
【０００４】ここで、火炉２内で発生した燃焼ガスの流
れは、概略、図２中、破線で示されるようになってお
り、火炉２の前面側に配設されたバーナ３及び二段燃焼
用ポート４による燃焼で発生した燃焼ガスは主にダクト
６内の上部に流れ込み、火炉２の後面側に配設されたバ
ーナ３及び二段燃焼用ポート４による燃焼で発生した燃
焼ガスは主にダクト６内の下部に流れ込む傾向を示し、
又、炉幅方向に関しては燃焼ガスの流れにほとんど変動
はないため、例えば、図４中、仮想線で囲まれた計測箇
所におけるＮＯxの値が他の部分より高かったような場
合には、この計測箇所に対応する火炉２のバーナ３及び
二段燃焼用ポート４は、図３中、仮想線で囲まれた火炉
２の前面側の右から二列目に配設されたバーナ３及び二
段燃焼用ポート４となり、このバーナ３及び二段燃焼用
ポート４による燃焼調整が行われる形となる。
れは、概略、図２中、破線で示されるようになってお
り、火炉２の前面側に配設されたバーナ３及び二段燃焼
用ポート４による燃焼で発生した燃焼ガスは主にダクト
６内の上部に流れ込み、火炉２の後面側に配設されたバ
ーナ３及び二段燃焼用ポート４による燃焼で発生した燃
焼ガスは主にダクト６内の下部に流れ込む傾向を示し、
又、炉幅方向に関しては燃焼ガスの流れにほとんど変動
はないため、例えば、図４中、仮想線で囲まれた計測箇
所におけるＮＯxの値が他の部分より高かったような場
合には、この計測箇所に対応する火炉２のバーナ３及び
二段燃焼用ポート４は、図３中、仮想線で囲まれた火炉
２の前面側の右から二列目に配設されたバーナ３及び二
段燃焼用ポート４となり、このバーナ３及び二段燃焼用
ポート４による燃焼調整が行われる形となる。
【０００５】尚、前記火炉２のバーナ３及び二段燃焼用
ポート４による燃焼調整としては、主に、バーナ３から
火炉２内へ噴射される燃焼用空気の流量の調整、並びに
二段燃焼用ポート４から火炉２内へ吹き出される二段燃
焼用空気の流量の調整が挙げられる。
ポート４による燃焼調整としては、主に、バーナ３から
火炉２内へ噴射される燃焼用空気の流量の調整、並びに
二段燃焼用ポート４から火炉２内へ吹き出される二段燃
焼用空気の流量の調整が挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如く、ボイラ１出口におけるダクト６断面の複数所要箇
所で分析計７によりＮＯxを計測し、そのＮＯx計測値の
大小関係を見るだけでは、ＮＯxの生成量そのものが多
いのか、或いは還元反応が少なくてＮＯxの計測値が大
きい値を示しており燃焼改善の余地が残されているの
か、いずれであるかの判断が難しく、運転データを元に
操作員の経験によって燃焼調整をせざるを得ないのが現
状であった。
如く、ボイラ１出口におけるダクト６断面の複数所要箇
所で分析計７によりＮＯxを計測し、そのＮＯx計測値の
大小関係を見るだけでは、ＮＯxの生成量そのものが多
いのか、或いは還元反応が少なくてＮＯxの計測値が大
きい値を示しており燃焼改善の余地が残されているの
か、いずれであるかの判断が難しく、運転データを元に
操作員の経験によって燃焼調整をせざるを得ないのが現
状であった。
【０００７】本発明は、斯かる実情に鑑み、操作員の経
験等に頼ることなく、還元反応を充分に生かした低ＮＯ
x運転を行い得るボイラにおける排ガス中ＮＯx調整方法
を提供しようとするものである。
験等に頼ることなく、還元反応を充分に生かした低ＮＯ
x運転を行い得るボイラにおける排ガス中ＮＯx調整方法
を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ボイラ出口に
おけるダクト断面の複数所要箇所でＮＯxを計測し、各
計測結果に基づき、各計測箇所に対応する火炉のバーナ
及び二段燃焼用ポートによる燃焼調整を行うボイラにお
ける排ガス中ＮＯx調整方法において、計測されたＮＯx
中における窒素Ｎの同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを
各計測箇所において分析し、δ15Ｎが最大となる計測箇
所以外の各計測箇所に対応する火炉のバーナ及び二段燃
焼用ポートによる燃焼調整を行うことにより、各δ15Ｎ
が最大値に近づくようにすることを特徴とするボイラに
おける排ガス中ＮＯx調整方法にかかるものである。
おけるダクト断面の複数所要箇所でＮＯxを計測し、各
計測結果に基づき、各計測箇所に対応する火炉のバーナ
及び二段燃焼用ポートによる燃焼調整を行うボイラにお
ける排ガス中ＮＯx調整方法において、計測されたＮＯx
中における窒素Ｎの同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを
各計測箇所において分析し、δ15Ｎが最大となる計測箇
所以外の各計測箇所に対応する火炉のバーナ及び二段燃
焼用ポートによる燃焼調整を行うことにより、各δ15Ｎ
が最大値に近づくようにすることを特徴とするボイラに
おける排ガス中ＮＯx調整方法にかかるものである。
【０００９】前記ボイラにおける排ガス中ＮＯx調整方
法においては、計測されたＮＯx中における窒素Ｎの同
位体としての14Ｎに対する15Ｎの比率を（15Ｎ／14Ｎ）
sampleとし、大気中における窒素Ｎの同位体としての14
Ｎに対する15Ｎの比率を（15Ｎ／14Ｎ）standardとした
場合に、δ15Ｎを
法においては、計測されたＮＯx中における窒素Ｎの同
位体としての14Ｎに対する15Ｎの比率を（15Ｎ／14Ｎ）
sampleとし、大気中における窒素Ｎの同位体としての14
Ｎに対する15Ｎの比率を（15Ｎ／14Ｎ）standardとした
場合に、δ15Ｎを
【数２】δ15Ｎ＝（（（15Ｎ／14Ｎ）sample／（15Ｎ／
14Ｎ）standard）−１）×１０ 3 とすることができる。
14Ｎ）standard）−１）×１０ 3 とすることができる。
【００１０】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。
られる。
【００１１】一般に、ボイラの火炉での二段燃焼におけ
る還元域でのＮＯの還元反応は、
る還元域でのＮＯの還元反応は、
【化１】ＮＯ＋Ｎ→Ｎ2＋Ｏ という化学反応式で表わされるが、窒素Ｎには安定同位
体として14Ｎと15Ｎとがあり、前記ＮＯの還元反応の反
応速度は、14Ｎの方が15Ｎより大きいため、ボイラ出口
でのＮＯx中の15Ｎの割合が多いほど、還元反応が進ん
だことになる。
体として14Ｎと15Ｎとがあり、前記ＮＯの還元反応の反
応速度は、14Ｎの方が15Ｎより大きいため、ボイラ出口
でのＮＯx中の15Ｎの割合が多いほど、還元反応が進ん
だことになる。
【００１２】従って、前述の如く、計測されたＮＯx中
における窒素Ｎの同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを各
計測箇所において分析し、それらの値が均一でない場
合、δ 15Ｎの小さい箇所は、δ15Ｎの最大値付近まで燃
焼調整により改善できる可能性がある。
における窒素Ｎの同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを各
計測箇所において分析し、それらの値が均一でない場
合、δ 15Ｎの小さい箇所は、δ15Ｎの最大値付近まで燃
焼調整により改善できる可能性がある。
【００１３】即ち、δ15Ｎが最大となる計測箇所以外の
各計測箇所に対応する火炉のバーナ及び二段燃焼用ポー
トによる燃焼調整を行ってやれば、還元域でのＮＯの還
元反応が促進され、各δ15Ｎが最大値に近づけられて均
一化され、ＮＯxが低減されることとなる。
各計測箇所に対応する火炉のバーナ及び二段燃焼用ポー
トによる燃焼調整を行ってやれば、還元域でのＮＯの還
元反応が促進され、各δ15Ｎが最大値に近づけられて均
一化され、ＮＯxが低減されることとなる。
【００１４】この結果、従来のように、ボイラ出口にお
けるダクト断面の複数所要箇所でＮＯxを計測し、その
ＮＯx計測値の大小関係を単に見るだけであるのと異な
り、還元反応の促進により燃焼改善の余地が残されてい
るか否かの判断を確実に行うことが可能となり、運転デ
ータを元に操作員の経験によって燃焼調整をしなくて済
む。
けるダクト断面の複数所要箇所でＮＯxを計測し、その
ＮＯx計測値の大小関係を単に見るだけであるのと異な
り、還元反応の促進により燃焼改善の余地が残されてい
るか否かの判断を確実に行うことが可能となり、運転デ
ータを元に操作員の経験によって燃焼調整をしなくて済
む。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。
例と共に説明する。
【００１６】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、ボイラ１出口におけるダクト６断面の複数所要箇所
でＮＯxを計測し、各計測結果に基づき、各計測箇所に
対応する火炉２のバーナ３及び二段燃焼用ポート４によ
る燃焼調整を行う、という基本的な構成は図２〜図４に
示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とする
ところは、図１に示す如く、計測されたＮＯx中におけ
る窒素Ｎの同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを各計測箇
所において分析し、δ15Ｎが最大となる計測箇所以外の
各計測箇所に対応する火炉２のバーナ３及び二段燃焼用
ポート４による燃焼調整を行うことにより、各δ15Ｎが
最大値に近づくようにした点にある。
て、ボイラ１出口におけるダクト６断面の複数所要箇所
でＮＯxを計測し、各計測結果に基づき、各計測箇所に
対応する火炉２のバーナ３及び二段燃焼用ポート４によ
る燃焼調整を行う、という基本的な構成は図２〜図４に
示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とする
ところは、図１に示す如く、計測されたＮＯx中におけ
る窒素Ｎの同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを各計測箇
所において分析し、δ15Ｎが最大となる計測箇所以外の
各計測箇所に対応する火炉２のバーナ３及び二段燃焼用
ポート４による燃焼調整を行うことにより、各δ15Ｎが
最大値に近づくようにした点にある。
【００１７】前記計測されたＮＯx中における窒素Ｎの
同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎは、
同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎは、
【数３】δ15Ｎ＝（（（15Ｎ／14Ｎ）sample／（15Ｎ／
14Ｎ）standard）−１）×１０ 3 としてある。
14Ｎ）standard）−１）×１０ 3 としてある。
【００１８】但し、上記数式中における（15Ｎ／14Ｎ）
sampleは、計測されたＮＯx中における窒素Ｎの同位体
としての14Ｎに対する15Ｎの比率を表わし、又、（15Ｎ
／14Ｎ）standardは、大気中における窒素Ｎの同位体と
しての14Ｎに対する15Ｎの比率を表わしている。
sampleは、計測されたＮＯx中における窒素Ｎの同位体
としての14Ｎに対する15Ｎの比率を表わし、又、（15Ｎ
／14Ｎ）standardは、大気中における窒素Ｎの同位体と
しての14Ｎに対する15Ｎの比率を表わしている。
【００１９】一般に、ボイラ１の火炉２での二段燃焼に
おける還元域でのＮＯの還元反応は、
おける還元域でのＮＯの還元反応は、
【化２】ＮＯ＋Ｎ→Ｎ2＋Ｏ という化学反応式で表わされるが、窒素Ｎには安定同位
体として14Ｎと15Ｎとがあり、前記ＮＯの還元反応の反
応速度は、14Ｎの方が15Ｎより大きいため、ボイラ１出
口でのＮＯx中の15Ｎの割合が多いほど、還元反応が進
んだことになる。
体として14Ｎと15Ｎとがあり、前記ＮＯの還元反応の反
応速度は、14Ｎの方が15Ｎより大きいため、ボイラ１出
口でのＮＯx中の15Ｎの割合が多いほど、還元反応が進
んだことになる。
【００２０】従って、前述の如く、計測されたＮＯx中
における窒素Ｎの同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを各
計測箇所において分析し、それらの値が均一でない場
合、δ 15Ｎの小さい箇所は、δ15Ｎの最大値付近まで燃
焼調整により改善できる可能性がある。
における窒素Ｎの同位体としての15Ｎの割合δ15Ｎを各
計測箇所において分析し、それらの値が均一でない場
合、δ 15Ｎの小さい箇所は、δ15Ｎの最大値付近まで燃
焼調整により改善できる可能性がある。
【００２１】即ち、δ15Ｎが最大となる計測箇所以外の
各計測箇所に対応する火炉２のバーナ３及び二段燃焼用
ポート４による燃焼調整を行ってやれば、還元域でのＮ
Ｏの還元反応が促進され、各δ15Ｎが最大値に近づけら
れて均一化され、ＮＯxが低減されることとなる。
各計測箇所に対応する火炉２のバーナ３及び二段燃焼用
ポート４による燃焼調整を行ってやれば、還元域でのＮ
Ｏの還元反応が促進され、各δ15Ｎが最大値に近づけら
れて均一化され、ＮＯxが低減されることとなる。
【００２２】この結果、従来のように、ボイラ１出口に
おけるダクト６断面の複数所要箇所で分析計７によりＮ
Ｏxを計測し、そのＮＯx計測値の大小関係を単に見るだ
けであるのと異なり、還元反応の促進により燃焼改善の
余地が残されているか否かの判断を確実に行うことが可
能となり、運転データを元に操作員の経験によって燃焼
調整をしなくて済む。
おけるダクト６断面の複数所要箇所で分析計７によりＮ
Ｏxを計測し、そのＮＯx計測値の大小関係を単に見るだ
けであるのと異なり、還元反応の促進により燃焼改善の
余地が残されているか否かの判断を確実に行うことが可
能となり、運転データを元に操作員の経験によって燃焼
調整をしなくて済む。
【００２３】こうして、操作員の経験等に頼ることな
く、還元反応を充分に生かした低ＮＯx運転を行い得
る。
く、還元反応を充分に生かした低ＮＯx運転を行い得
る。
【００２４】尚、本発明のボイラにおける排ガス中ＮＯ
x調整方法は、上述の図示例にのみ限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。
x調整方法は、上述の図示例にのみ限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のボイラに
おける排ガス中ＮＯx調整方法によれば、操作員の経験
等に頼ることなく、還元反応を充分に生かした低ＮＯx
運転を行い得るという優れた効果を奏し得る。
おける排ガス中ＮＯx調整方法によれば、操作員の経験
等に頼ることなく、還元反応を充分に生かした低ＮＯx
運転を行い得るという優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明を実施する形態の一例のフロー図であ
る。
る。
【図２】ボイラの概略側断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。
１ ボイラ ２ 火炉 ３ バーナ ４ 二段燃焼用ポート ５ 後部伝熱部 ６ ダクト
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K003 EA07 FA03 FB04 FC01 GA06 3K065 TA01 TC01 TD07 TE02 TF02 TN00 TN17
Claims (2)
- 【請求項１】 ボイラ出口におけるダクト断面の複数所
要箇所でＮＯxを計測し、各計測結果に基づき、各計測
箇所に対応する火炉のバーナ及び二段燃焼用ポートによ
る燃焼調整を行うボイラにおける排ガス中ＮＯx調整方
法において、 計測されたＮＯx中における窒素Ｎの同位体としての15
Ｎの割合δ15Ｎを各計測箇所において分析し、δ15Ｎが
最大となる計測箇所以外の各計測箇所に対応する火炉の
バーナ及び二段燃焼用ポートによる燃焼調整を行うこと
により、各δ15Ｎが最大値に近づくようにすることを特
徴とするボイラにおける排ガス中ＮＯx調整方法。 - 【請求項２】 計測されたＮＯx中における窒素Ｎの同
位体としての14Ｎに対する15Ｎの比率を（15Ｎ／14Ｎ）
sampleとし、大気中における窒素Ｎの同位体としての14
Ｎに対する15Ｎの比率を（15Ｎ／14Ｎ）standardとした
場合に、δ15Ｎを 【数１】δ15Ｎ＝（（（15Ｎ／14Ｎ）sample／（15Ｎ／
14Ｎ）standard）−１）×１０ 3 とした請求項１記載のボイラにおける排ガス中ＮＯx調
整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23856399A JP4023041B2 (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | ボイラにおける排ガス中ＮＯｘ調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23856399A JP4023041B2 (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | ボイラにおける排ガス中ＮＯｘ調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001065808A true JP2001065808A (ja) | 2001-03-16 |
| JP4023041B2 JP4023041B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=17032097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23856399A Expired - Fee Related JP4023041B2 (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | ボイラにおける排ガス中ＮＯｘ調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4023041B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105674326A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-06-15 | 北京市环境保护科学研究院 | 一种工业燃气锅炉多目标多约束燃烧优化方法 |
-
1999
- 1999-08-25 JP JP23856399A patent/JP4023041B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105674326A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-06-15 | 北京市环境保护科学研究院 | 一种工业燃气锅炉多目标多约束燃烧优化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4023041B2 (ja) | 2007-12-19 |
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