JP2002122304A - ボイラ装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低空気比燃焼を可能にして、ＮＯｘなどの排
出量を増加することなく、未燃成分の排出量の少ないボ
イラ装置を提供する。 【解決手段】 排ガスの流れに沿って一対の相対する前
壁２１と後壁２２にそれぞれが空気比を１以上にした複
数のバーナ２−１，２−１，１１−１，１１−２を備え
た複数段のバーナ段を設置した対向燃焼型のボイラ装置
において、排ガスの流れの最前流段に位置するバーナ１
１−１，１１−２は、各バーナ１１−１，１１−２から
の噴流３１が火炉１の水平断面内で旋回するように設置
されている。なお、前記旋回を確実に行わせるため、例
えば、各バーナの中心軸を相対する火炉壁面の中央から
互いにずらして設置したり、火炉壁面に対して所定の角
度で設置する。
出量を増加することなく、未燃成分の排出量の少ないボ
イラ装置を提供する。 【解決手段】 排ガスの流れに沿って一対の相対する前
壁２１と後壁２２にそれぞれが空気比を１以上にした複
数のバーナ２−１，２−１，１１−１，１１−２を備え
た複数段のバーナ段を設置した対向燃焼型のボイラ装置
において、排ガスの流れの最前流段に位置するバーナ１
１−１，１１−２は、各バーナ１１−１，１１−２から
の噴流３１が火炉１の水平断面内で旋回するように設置
されている。なお、前記旋回を確実に行わせるため、例
えば、各バーナの中心軸を相対する火炉壁面の中央から
互いにずらして設置したり、火炉壁面に対して所定の角
度で設置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は火炉内の混合を促進
して未燃成分を低減させることができるボイラ装置に関
する。
して未燃成分を低減させることができるボイラ装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】事業用および産業用ボイラにおいては、
一般に火炉内において還元雰囲気を形成して、窒素酸化
物（以下、ＮＯｘと称する）を低減しようとする二段燃
焼方が採用されている。この方法は、バーナ部からの空
気流量より少なく（空気比＜１．０）して、不足分の空
気をバーナ部の後流から供給するものである。しかしな
がら、この二段燃焼法を用いると、バーナの後流に不足
分の空気を供給する空気口（アフターエアポート、以下
ＡＡＰと称する）を設置するため、ボイラ火炉が大きく
なるといった問題がある。また、バーナからＡＡＰまで
の領域は、空気不足の領域（還元領域）となるため、未
燃成分が多量に発生し、ＡＡＰからの空気によって酸化
されずにすり抜けた未燃成分はそのまま炉外に排出され
るとともに、還元領域で発生する還元性硫黄化合物の火
炉水壁への接触が問題となる。このため、近年ではＡＡ
Ｐを削除し、バーナ部の空気量を理論空気量より多く
（空気比＞１）する燃焼方法（単段燃焼法）が復活して
きた。
一般に火炉内において還元雰囲気を形成して、窒素酸化
物（以下、ＮＯｘと称する）を低減しようとする二段燃
焼方が採用されている。この方法は、バーナ部からの空
気流量より少なく（空気比＜１．０）して、不足分の空
気をバーナ部の後流から供給するものである。しかしな
がら、この二段燃焼法を用いると、バーナの後流に不足
分の空気を供給する空気口（アフターエアポート、以下
ＡＡＰと称する）を設置するため、ボイラ火炉が大きく
なるといった問題がある。また、バーナからＡＡＰまで
の領域は、空気不足の領域（還元領域）となるため、未
燃成分が多量に発生し、ＡＡＰからの空気によって酸化
されずにすり抜けた未燃成分はそのまま炉外に排出され
るとともに、還元領域で発生する還元性硫黄化合物の火
炉水壁への接触が問題となる。このため、近年ではＡＡ
Ｐを削除し、バーナ部の空気量を理論空気量より多く
（空気比＞１）する燃焼方法（単段燃焼法）が復活して
きた。
【０００３】図７は従来技術におけるボイラ火炉とバー
ナ配置を説明するための概略図で、（ａ）は縦断側面
図、（ｂ）は前壁側のバーナ配置を後壁側から見た状態
で示す図、（ｃ）は火炉を水平に切断して示す水平断面
図、図８は従来技術における空気比と未燃成分との関係
を示すグラフである。
ナ配置を説明するための概略図で、（ａ）は縦断側面
図、（ｂ）は前壁側のバーナ配置を後壁側から見た状態
で示す図、（ｃ）は火炉を水平に切断して示す水平断面
図、図８は従来技術における空気比と未燃成分との関係
を示すグラフである。
【０００４】図７に示すように、従来のボイラ火炉にお
いて対向燃焼させる場合、火炉７１は前壁７３と後壁７
４と右側壁７５そして左側壁７６によりほぼその水平断
面が矩形になるように形成され、対向する前壁７３と後
壁７４の壁面にはそれぞれ、各段に３つのバーナ７２が
配置されたものが３段、合計９つのバーナ７２が設けら
れ、前流側のバーナの直上に後流側バーナが配置され、
向かい合った前壁７３のバーナ７２と後壁７４のバーナ
７２の中心軸をほぼ一致させて配置されている。各段に
設置された複数のバーナ７２へは、それぞれ１台の粉砕
機(ミル)(図示しない)から分割して燃料（微粉炭）が供
給される。
いて対向燃焼させる場合、火炉７１は前壁７３と後壁７
４と右側壁７５そして左側壁７６によりほぼその水平断
面が矩形になるように形成され、対向する前壁７３と後
壁７４の壁面にはそれぞれ、各段に３つのバーナ７２が
配置されたものが３段、合計９つのバーナ７２が設けら
れ、前流側のバーナの直上に後流側バーナが配置され、
向かい合った前壁７３のバーナ７２と後壁７４のバーナ
７２の中心軸をほぼ一致させて配置されている。各段に
設置された複数のバーナ７２へは、それぞれ１台の粉砕
機(ミル)(図示しない)から分割して燃料（微粉炭）が供
給される。
【０００５】このような単段燃焼法では、バーナ部の火
炎後流に還元領域が形成されないため、ＮＯｘの低減が
難しいといった問題がある。そこで、バーナ火炎内で高
温還元雰囲気を形成するバーナを用い、バーナ単体での
排出ＮＯｘの低減を計るとともに、全体の空気比（炉出
口のＯ２濃度）を低減してＮＯｘの発生を抑制する必要
がある。この低空気比燃焼では、図８に示すように、各
バーナからの燃料量にアンバランスが生じると、空気比
の高い場合に比べて、炉出口での未燃成分が大幅に増加
してしまう。
炎後流に還元領域が形成されないため、ＮＯｘの低減が
難しいといった問題がある。そこで、バーナ火炎内で高
温還元雰囲気を形成するバーナを用い、バーナ単体での
排出ＮＯｘの低減を計るとともに、全体の空気比（炉出
口のＯ２濃度）を低減してＮＯｘの発生を抑制する必要
がある。この低空気比燃焼では、図８に示すように、各
バーナからの燃料量にアンバランスが生じると、空気比
の高い場合に比べて、炉出口での未燃成分が大幅に増加
してしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、高空気比燃焼で燃料のアンバランスによってそ
れほど未燃成分の増加が問題にならない場合にはよい
が、低空気比燃焼で燃料のアンバランスにより、未燃成
分の増加が著しい場合には、未燃成分が火炉系外へ多量
に排出されてしまうという問題が発生する。本発明はこ
のような要望に鑑みてなされたもので、その目的は、低
空気比燃焼を可能にして、ＮＯｘなどの排出量を増加す
ることなく、未燃成分の排出量の少ないボイラ装置を提
供することである。
いては、高空気比燃焼で燃料のアンバランスによってそ
れほど未燃成分の増加が問題にならない場合にはよい
が、低空気比燃焼で燃料のアンバランスにより、未燃成
分の増加が著しい場合には、未燃成分が火炉系外へ多量
に排出されてしまうという問題が発生する。本発明はこ
のような要望に鑑みてなされたもので、その目的は、低
空気比燃焼を可能にして、ＮＯｘなどの排出量を増加す
ることなく、未燃成分の排出量の少ないボイラ装置を提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、排ガスの流れに沿って一対の相対する火
炉壁面にそれぞれが空気比を１以上にした複数のバーナ
を備えた複数段のバーナ段を設置した対向燃焼型のボイ
ラ装置において、前記排ガスの流れの最前流段に位置す
るバーナはその噴射がボイラの水平断面内で旋回するよ
うに設置されていることを特徴としている。このよう
に、排ガスの流れの最前流段に位置するバーナの噴射が
ボイラの水平断面内で旋回流を形成しているので、炉内
における混合を促進して、すり抜けを防止することがで
きる。
め、本発明は、排ガスの流れに沿って一対の相対する火
炉壁面にそれぞれが空気比を１以上にした複数のバーナ
を備えた複数段のバーナ段を設置した対向燃焼型のボイ
ラ装置において、前記排ガスの流れの最前流段に位置す
るバーナはその噴射がボイラの水平断面内で旋回するよ
うに設置されていることを特徴としている。このよう
に、排ガスの流れの最前流段に位置するバーナの噴射が
ボイラの水平断面内で旋回流を形成しているので、炉内
における混合を促進して、すり抜けを防止することがで
きる。
【０００８】この場合、前記最前流段に位置するバーナ
はその中心軸が前記相対する壁部の中央から互いにずら
して設置される。また、前記最前流段に位置するバーナ
はその中心軸が前記火炉壁面に対して傾斜するように、
かつそれらの噴射方向が交差しないように配置される。
さらに、前記最前流段に位置するバーナはその中心軸が
前記火炉壁面に対して傾斜するように、かつそれらの噴
射方向が中心に向かうように設置される。その際、前記
最前流段に位置するバーナの中心軸の傾斜角度は前記火
炉壁面に対して３０〜８０°の角度に設定することが好
ましく、さらに、前記傾斜角度は適宜変更できるように
しておくとよい。
はその中心軸が前記相対する壁部の中央から互いにずら
して設置される。また、前記最前流段に位置するバーナ
はその中心軸が前記火炉壁面に対して傾斜するように、
かつそれらの噴射方向が交差しないように配置される。
さらに、前記最前流段に位置するバーナはその中心軸が
前記火炉壁面に対して傾斜するように、かつそれらの噴
射方向が中心に向かうように設置される。その際、前記
最前流段に位置するバーナの中心軸の傾斜角度は前記火
炉壁面に対して３０〜８０°の角度に設定することが好
ましく、さらに、前記傾斜角度は適宜変更できるように
しておくとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。なお、以下の各実施の形態
において、同等とみなせる各部には同一参照番号を付
し、重複する説明は適宜省略する。
施の形態について説明する。なお、以下の各実施の形態
において、同等とみなせる各部には同一参照番号を付
し、重複する説明は適宜省略する。
【００１０】＜第１の実施形態＞図１は本発明の第１の
実施の形態に係るボイラ火炉を説明するための概略図、
図２は図１の最前流段バーナの配置と噴流の流れを説明
するための水平断面図である。図１及び図２に示すよう
に、火炉１は前壁２１、後壁２２、右側壁２３および左
側壁２４によりほぼその水平断面が矩形になるように形
成されている。バーナ段は、燃焼排ガスの流れに沿って
最前流に位置して旋回流を形成する最前流段バーナと、
その後流に位置する複数の後流段バーナとから構成され
ている。最前流段バーナは前壁２１に設置されたバーナ
１１−１と、後壁２２に設置されたバーナ１１−２とか
ら構成され、後流段バーナは前壁２１に設置されたバー
ナ２−１と、後壁２２に設置されたバーナ２−２とから
構成されている。最前流段バーナと後流段バーナから供
給される空気量は、いずれも理論空気量より若干多く供
給されるように制御され、火炎内以外はいずれの領域も
酸化雰囲気となっている。そして、火炉１の出口におけ
るＯ２濃度が、例えば微粉炭ボイラでは定格負荷で１〜
４パーセント、望ましくは２パーセント以下になるよう
に制御される。また、各バーナ１１−１，１１−２，２
−１，２−２は、火炉１内に高温還元雰囲気を形成する
低ＮＯｘバーナ構造となっている。
実施の形態に係るボイラ火炉を説明するための概略図、
図２は図１の最前流段バーナの配置と噴流の流れを説明
するための水平断面図である。図１及び図２に示すよう
に、火炉１は前壁２１、後壁２２、右側壁２３および左
側壁２４によりほぼその水平断面が矩形になるように形
成されている。バーナ段は、燃焼排ガスの流れに沿って
最前流に位置して旋回流を形成する最前流段バーナと、
その後流に位置する複数の後流段バーナとから構成され
ている。最前流段バーナは前壁２１に設置されたバーナ
１１−１と、後壁２２に設置されたバーナ１１−２とか
ら構成され、後流段バーナは前壁２１に設置されたバー
ナ２−１と、後壁２２に設置されたバーナ２−２とから
構成されている。最前流段バーナと後流段バーナから供
給される空気量は、いずれも理論空気量より若干多く供
給されるように制御され、火炎内以外はいずれの領域も
酸化雰囲気となっている。そして、火炉１の出口におけ
るＯ２濃度が、例えば微粉炭ボイラでは定格負荷で１〜
４パーセント、望ましくは２パーセント以下になるよう
に制御される。また、各バーナ１１−１，１１−２，２
−１，２−２は、火炉１内に高温還元雰囲気を形成する
低ＮＯｘバーナ構造となっている。
【００１１】図１の微粉炭ボイラにおいては、最前流段
バーナの２つのバーナ１１−１，１１−２には１台の粉
砕機３から燃料である微粉炭が供給され、後流段バーナ
のバーナ２−１および２−２にはそれぞれ１台の粉砕機
３ａ，３ｂから燃料が分割供給されている。なお、図示
していないが、燃料供給法としては,前壁側のバーナ１
１−１，２−１に１台の粉砕機、そして後壁側のバーナ
１１−２，２−２にも１台の粉砕機を用いても、前後壁
ごとあるいは各バーナ段ごとに別個の粉砕機を用いて分
割供給してもよい。図１においてはバーナへの空気系統
などは省略している。
バーナの２つのバーナ１１−１，１１−２には１台の粉
砕機３から燃料である微粉炭が供給され、後流段バーナ
のバーナ２−１および２−２にはそれぞれ１台の粉砕機
３ａ，３ｂから燃料が分割供給されている。なお、図示
していないが、燃料供給法としては,前壁側のバーナ１
１−１，２−１に１台の粉砕機、そして後壁側のバーナ
１１−２，２−２にも１台の粉砕機を用いても、前後壁
ごとあるいは各バーナ段ごとに別個の粉砕機を用いて分
割供給してもよい。図１においてはバーナへの空気系統
などは省略している。
【００１２】図２に示すように、最前流段バーナのバー
ナ１１−１は右側壁２３寄りの前壁２１に、そしてバー
ナ１１−２は左側壁２４寄りの後壁２２に設置すること
により、これらバーナ１１−１，１１−２の中心軸をず
らしている。これにより、火炉１内にはバーナ１１−
１，１１−２からの噴流３１により旋回流を形成するこ
とができる。この旋回流は、上昇しながら後流側のバー
ナ２−１，２−２からの噴流を巻き込み、火炉１全体の
混合を促進して、燃料量のアンバランスにより発生する
未燃成分を抑制することができる。
ナ１１−１は右側壁２３寄りの前壁２１に、そしてバー
ナ１１−２は左側壁２４寄りの後壁２２に設置すること
により、これらバーナ１１−１，１１−２の中心軸をず
らしている。これにより、火炉１内にはバーナ１１−
１，１１−２からの噴流３１により旋回流を形成するこ
とができる。この旋回流は、上昇しながら後流側のバー
ナ２−１，２−２からの噴流を巻き込み、火炉１全体の
混合を促進して、燃料量のアンバランスにより発生する
未燃成分を抑制することができる。
【００１３】このように最前流側のバーナ１１−１，１
１−２からの噴射は、火炉１の水平断面内で旋回流とな
るため、この部分での混合を促進するとともに、このバ
ーナ段以降のバーナ段であるバーナ２−１，２−２の噴
射にも影響し、火炉１全体のＯ２濃度を均一にすること
ができる。このため、低空気比燃焼を実施したとき、未
燃成分増加で問題になる各バーナへの燃料量のアンバラ
ンスが生じても、未燃成分などの火炉系外への排出を抑
制することができる。これにより、低空気比燃焼が可能
となり、ボイラ出口のＮＯｘ濃度を増加することなく、
未燃成分の抑制が可能になる。また、最前流段のバーナ
１１−１，１１−２以降の領域を全て酸化雰囲気にする
ことができるため、火炉１全体で還元物質が水壁に接触
するのを防ぐことができる。さらに、最前流段のバーナ
１１−１，１１−２では、火炉１の水平断面内に旋回流
を形成するため、後流段バーナ２−１，２−２の直下に
配置する必要はなく、バーナの容量を自由に選定でき、
大容量バーナの採用も可能になる。
１−２からの噴射は、火炉１の水平断面内で旋回流とな
るため、この部分での混合を促進するとともに、このバ
ーナ段以降のバーナ段であるバーナ２−１，２−２の噴
射にも影響し、火炉１全体のＯ２濃度を均一にすること
ができる。このため、低空気比燃焼を実施したとき、未
燃成分増加で問題になる各バーナへの燃料量のアンバラ
ンスが生じても、未燃成分などの火炉系外への排出を抑
制することができる。これにより、低空気比燃焼が可能
となり、ボイラ出口のＮＯｘ濃度を増加することなく、
未燃成分の抑制が可能になる。また、最前流段のバーナ
１１−１，１１−２以降の領域を全て酸化雰囲気にする
ことができるため、火炉１全体で還元物質が水壁に接触
するのを防ぐことができる。さらに、最前流段のバーナ
１１−１，１１−２では、火炉１の水平断面内に旋回流
を形成するため、後流段バーナ２−１，２−２の直下に
配置する必要はなく、バーナの容量を自由に選定でき、
大容量バーナの採用も可能になる。
【００１４】＜第２の実施形態＞図３は本発明の第２の
実施形態における最前流段バーナの配置と噴流の流れを
説明するための水平断面図である。
実施形態における最前流段バーナの配置と噴流の流れを
説明するための水平断面図である。
【００１５】この第２の実施形態においては、最前流段
バーナが前壁２１に設置された２つのバーナ１２−１，
１２−２と、後壁２２に設置された２つのバーナ１２−
３，１２−４の合計４つのバーナで構成されている。そ
して、バーナ１２−１は右側壁２３寄りの前壁２１に設
置され、バーナ１２−２は中央よりやや左側壁２４寄り
の前壁２１に設置されている。一方、これらバーナ１２
−１，１２−２と相対するバーナ１２−３，１２−４
は、バーナ１２−４が左側壁２４寄りの後壁２２に、そ
してバーナ１２−３が中央よりやや右側壁２３寄りの後
壁２２に設置されている。この配置により、火炉１内に
はバーナ１２−１と１２−３からの噴流３１ａと、バー
ナ１２−２と１２−４からの噴流３１ｂとによる２組の
旋回流を形成することができる。
バーナが前壁２１に設置された２つのバーナ１２−１，
１２−２と、後壁２２に設置された２つのバーナ１２−
３，１２−４の合計４つのバーナで構成されている。そ
して、バーナ１２−１は右側壁２３寄りの前壁２１に設
置され、バーナ１２−２は中央よりやや左側壁２４寄り
の前壁２１に設置されている。一方、これらバーナ１２
−１，１２−２と相対するバーナ１２−３，１２−４
は、バーナ１２−４が左側壁２４寄りの後壁２２に、そ
してバーナ１２−３が中央よりやや右側壁２３寄りの後
壁２２に設置されている。この配置により、火炉１内に
はバーナ１２−１と１２−３からの噴流３１ａと、バー
ナ１２−２と１２−４からの噴流３１ｂとによる２組の
旋回流を形成することができる。
【００１６】その他、特に説明しない各部は前述の第１
の実施形態と同様に構成されている。
の実施形態と同様に構成されている。
【００１７】＜第３の実施形態＞図４は本発明の第３の
実施形態における最前流段バーナの配置と噴流の流れを
説明するための水平断面図である。
実施形態における最前流段バーナの配置と噴流の流れを
説明するための水平断面図である。
【００１８】この第３の実施形態においては、最前流段
バーナを前壁２１のほぼ中央に設置した１つのバーナ１
３−１と、このバーナと相対するように後壁２２のほぼ
中央に設置した１つのバーナ１３−２の２つで構成して
いる。これらバーナ１３−１，１３−２はその噴射方向
が火炉壁面に対してそれぞれ３０〜８０°偏向させて、
言い換えれば前壁２１、後壁２２に対してそれらの壁面
から前記角度ずらして設置されている。これにより、火
炉１内にはバーナ１３−１による噴流３２ａと、この噴
流３２ａと交差しないバーナ１３−２による噴流３２ｂ
とにより２つの旋回流を形成することができる。バーナ
１３−１，１３−２の噴出方向を壁面から３０〜８０°
の角度（壁面に立てた法線に対して１０〜６０°）とす
ることにより、これらバーナからの噴流によって火炉１
の水平断面のほぼ全てを網羅することができる。
バーナを前壁２１のほぼ中央に設置した１つのバーナ１
３−１と、このバーナと相対するように後壁２２のほぼ
中央に設置した１つのバーナ１３−２の２つで構成して
いる。これらバーナ１３−１，１３−２はその噴射方向
が火炉壁面に対してそれぞれ３０〜８０°偏向させて、
言い換えれば前壁２１、後壁２２に対してそれらの壁面
から前記角度ずらして設置されている。これにより、火
炉１内にはバーナ１３−１による噴流３２ａと、この噴
流３２ａと交差しないバーナ１３−２による噴流３２ｂ
とにより２つの旋回流を形成することができる。バーナ
１３−１，１３−２の噴出方向を壁面から３０〜８０°
の角度（壁面に立てた法線に対して１０〜６０°）とす
ることにより、これらバーナからの噴流によって火炉１
の水平断面のほぼ全てを網羅することができる。
【００１９】その他、特に説明しない各部は前述の第１
の実施形態と同様に構成されている。
の実施形態と同様に構成されている。
【００２０】＜第４の実施形態＞図５は本発明の第４の
実施形態における最前流段バーナの配置と噴流の流れを
説明するための水平断面図である。
実施形態における最前流段バーナの配置と噴流の流れを
説明するための水平断面図である。
【００２１】この第４の実施形態においては、最前流段
バーナを前壁２１の右側壁２３寄りにバーナ１４−１
を、後壁２２の左側壁２４寄りにバーナ１４−２をそれ
ぞれ中心軸をずらして設置するとともに、各バーナ１４
−１，１４−２の噴射方向を第３実施の形態と同様に、
火炉壁面に対して互いに３０〜８０°というようにずら
して設置し、それぞれの噴出方向が火炉１の水平断面の
中心方向に向けるようにしている。これにより、火炉１
内にはバーナ１４−１，１４−２からの噴流３３により
上述した第１の実施の形態と同様な旋回流を形成するこ
とができる。
バーナを前壁２１の右側壁２３寄りにバーナ１４−１
を、後壁２２の左側壁２４寄りにバーナ１４−２をそれ
ぞれ中心軸をずらして設置するとともに、各バーナ１４
−１，１４−２の噴射方向を第３実施の形態と同様に、
火炉壁面に対して互いに３０〜８０°というようにずら
して設置し、それぞれの噴出方向が火炉１の水平断面の
中心方向に向けるようにしている。これにより、火炉１
内にはバーナ１４−１，１４−２からの噴流３３により
上述した第１の実施の形態と同様な旋回流を形成するこ
とができる。
【００２２】なお、上述した第３および第４の実施の形
態における最前流段のバーナの噴出方向は前記３０〜８
０°の範囲で適宜変更できるようにしてもよい。適宜変
更できるようにすることにより、火炉１の出口で検出さ
れる一酸化炭素（ＣＯ）など未燃成分の量から最適な角
度を設定することができる。
態における最前流段のバーナの噴出方向は前記３０〜８
０°の範囲で適宜変更できるようにしてもよい。適宜変
更できるようにすることにより、火炉１の出口で検出さ
れる一酸化炭素（ＣＯ）など未燃成分の量から最適な角
度を設定することができる。
【００２３】＜第５の実施形態＞図６は本発明の第５の
実施形態における最前流段バーナの配置と噴流の流れを
説明するための水平断面図である。
実施形態における最前流段バーナの配置と噴流の流れを
説明するための水平断面図である。
【００２４】この第５の実施形態においては、最前流段
バーナを前壁２１と右側壁２３とのコーナ部に設置した
バーナ１５−１と、後壁２２と左側壁２４とのコーナ部
に設置したバーナ１５−２とで構成したものである。な
お、効果的な噴流を得るために、各バーナ１５−１，１
５−２の中心軸は互いにずらして噴出させる必要があ
る。これにより図示するような噴流３４を得ることがで
き、火炉１のコーナ部を上昇する未燃成分などを抑制す
ることができる。なお、この第５の実施の形態において
は、１つの対角線上にバーナを設けているが、他方の対
角線上にも対向するようにバーナ、すなわち４つのコー
ナ部にそれぞれバーナを設けてもよい。
バーナを前壁２１と右側壁２３とのコーナ部に設置した
バーナ１５−１と、後壁２２と左側壁２４とのコーナ部
に設置したバーナ１５−２とで構成したものである。な
お、効果的な噴流を得るために、各バーナ１５−１，１
５−２の中心軸は互いにずらして噴出させる必要があ
る。これにより図示するような噴流３４を得ることがで
き、火炉１のコーナ部を上昇する未燃成分などを抑制す
ることができる。なお、この第５の実施の形態において
は、１つの対角線上にバーナを設けているが、他方の対
角線上にも対向するようにバーナ、すなわち４つのコー
ナ部にそれぞれバーナを設けてもよい。
【００２５】以上のように本発明になるボイラ装置で
は、排ガスの流れに沿って空気比１以上の複数のバーナ
段を有するので、各段の各バーナへの燃料量のアンバラ
ンスによって生じる未燃成分などを抑制するのに効果的
である。特に、低空気比燃焼をすると、燃料のアンバラ
ンスにより未燃成分が急激に増加してしまうが、これを
効率よく抑制することが可能であるため、単段燃焼にお
ける低空気比燃焼が容易に達成できる。この低空気比燃
焼が可能になると排ガス量を減少できるため、ボイラ火
炉を小さくすることができ、また排ガス処理設備および
空気供給系（送風機など）のコンパクト化が計れる。そ
して、単段燃焼によって増加するＮＯｘ濃度を抑制する
効果も生じる。
は、排ガスの流れに沿って空気比１以上の複数のバーナ
段を有するので、各段の各バーナへの燃料量のアンバラ
ンスによって生じる未燃成分などを抑制するのに効果的
である。特に、低空気比燃焼をすると、燃料のアンバラ
ンスにより未燃成分が急激に増加してしまうが、これを
効率よく抑制することが可能であるため、単段燃焼にお
ける低空気比燃焼が容易に達成できる。この低空気比燃
焼が可能になると排ガス量を減少できるため、ボイラ火
炉を小さくすることができ、また排ガス処理設備および
空気供給系（送風機など）のコンパクト化が計れる。そ
して、単段燃焼によって増加するＮＯｘ濃度を抑制する
効果も生じる。
【００２６】さらに、火炉の水壁表面を酸化剤である空
気によって覆うことができるため、特に微粉炭燃焼用の
ボイラにおいては、水壁表面への燃焼灰の衝突を防止
し、炉壁での灰付着によるスラッギングなどを抑制する
ことができる。また、硫黄分の多い燃料を用いた場合に
も、火炉水壁表面での硫黄化合物による反応を極力抑制
することができる。
気によって覆うことができるため、特に微粉炭燃焼用の
ボイラにおいては、水壁表面への燃焼灰の衝突を防止
し、炉壁での灰付着によるスラッギングなどを抑制する
ことができる。また、硫黄分の多い燃料を用いた場合に
も、火炉水壁表面での硫黄化合物による反応を極力抑制
することができる。
【００２７】
【発明の効果】これまでの説明から明らかなように、本
発明によれば、排ガスの流れの最前流段に位置するバー
ナの噴射がボイラの水平断面内で旋回流を形成している
ので、炉内における混合を促進して、すり抜けを防止す
ることができる。すなわち、最前流側バーナで形成され
る旋回流は火炉の水平断面全体に拡がり、さらには後流
側バーナにも影響し、燃料量などのアンバランスによっ
て生じた未燃成分を多量に含む排ガスを巻き込み、火炉
内で均一なＯ２濃度にすることができ、この結果、排ガ
ス中の未燃成分を減少させることができる。このため、
最前流段のバーナは最低２本設置すればよく、後流側バ
ーナの本数および配置に関係なく設置することができ、
ボイラ定格負荷に応じてバーナ容量と本数を自由に設定
でき、大容量バーナの採用も可能になる。大容量バーナ
の採用により制御面および経済面に有効である。
発明によれば、排ガスの流れの最前流段に位置するバー
ナの噴射がボイラの水平断面内で旋回流を形成している
ので、炉内における混合を促進して、すり抜けを防止す
ることができる。すなわち、最前流側バーナで形成され
る旋回流は火炉の水平断面全体に拡がり、さらには後流
側バーナにも影響し、燃料量などのアンバランスによっ
て生じた未燃成分を多量に含む排ガスを巻き込み、火炉
内で均一なＯ２濃度にすることができ、この結果、排ガ
ス中の未燃成分を減少させることができる。このため、
最前流段のバーナは最低２本設置すればよく、後流側バ
ーナの本数および配置に関係なく設置することができ、
ボイラ定格負荷に応じてバーナ容量と本数を自由に設定
でき、大容量バーナの採用も可能になる。大容量バーナ
の採用により制御面および経済面に有効である。
【００２８】また、本発明によれば、最前流段に位置す
るバーナの中心軸を相対する壁部の中央から互いにずら
して設置したので、これらバーナにより形成される旋回
流は、上昇しながら後流側のバーナからの噴流を巻き込
み、火炉全体の混合を促進して、燃料量のアンバランス
により発生する未燃成分を抑制することができる。ま
た、本発明によれば、最前流段に位置するバーナの中心
軸が火炉の壁面に対して傾斜し、かつそれらの噴射方向
が交差しないように配置されているので、この配置によ
り、火炉内には２つの旋回流を形成することができるま
た、本発明によれば、最前流段に位置するバーナの中心
軸が火炉の壁面に対して傾斜し、かつそれらの噴射方向
が中心に向かうように設置されているので、火炉内には
バーナからの噴流により水平断面全体に拡がる旋回流を
形成することができる。
るバーナの中心軸を相対する壁部の中央から互いにずら
して設置したので、これらバーナにより形成される旋回
流は、上昇しながら後流側のバーナからの噴流を巻き込
み、火炉全体の混合を促進して、燃料量のアンバランス
により発生する未燃成分を抑制することができる。ま
た、本発明によれば、最前流段に位置するバーナの中心
軸が火炉の壁面に対して傾斜し、かつそれらの噴射方向
が交差しないように配置されているので、この配置によ
り、火炉内には２つの旋回流を形成することができるま
た、本発明によれば、最前流段に位置するバーナの中心
軸が火炉の壁面に対して傾斜し、かつそれらの噴射方向
が中心に向かうように設置されているので、火炉内には
バーナからの噴流により水平断面全体に拡がる旋回流を
形成することができる。
【００２９】また、本発明によれば、最前流段に位置す
るバーナの中心軸の傾斜角度が火炉の壁面に対して３０
〜８０°に設定されているので、バーナからの噴流によ
って火炉の水平断面のほぼ全てを網羅することができ
る。
るバーナの中心軸の傾斜角度が火炉の壁面に対して３０
〜８０°に設定されているので、バーナからの噴流によ
って火炉の水平断面のほぼ全てを網羅することができ
る。
【００３０】さらに、本発明によれば、バーナの傾斜角
度を調整すれば、バーナからの噴流によって火炉の水平
断面のほぼ全てを旋回流が網羅するように設定すること
ができる。
度を調整すれば、バーナからの噴流によって火炉の水平
断面のほぼ全てを旋回流が網羅するように設定すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るボイラ火炉を
説明するための概略図である。
説明するための概略図である。
【図２】図１の最前流段のバーナの配置と噴流の流れを
説明するための火炉の水平断面図である。
説明するための火炉の水平断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における最前流段バ
ーナの配置と噴流の流れを説明するための火炉の水平断
面図である
ーナの配置と噴流の流れを説明するための火炉の水平断
面図である
【図４】本発明の第３の実施の形態における最前流段バ
ーナの配置と噴流の流れを説明するための火炉の水平断
面図である。
ーナの配置と噴流の流れを説明するための火炉の水平断
面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態における最前流段バ
ーナの配置と噴流の流れを説明するための火炉の水平断
面図である。
ーナの配置と噴流の流れを説明するための火炉の水平断
面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態における最前流段バ
ーナの配置と噴流の流れを説明するための火炉の水平断
面図である。
ーナの配置と噴流の流れを説明するための火炉の水平断
面図である。
【図７】従来技術におけるボイラ火炉とバーナ配置を説
明するための概略図で、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は
前壁側のバーナ配置を後壁側から見た状態で示す図、
（ｃ）は火炉を水平に切断して示す水平断面図である。
明するための概略図で、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は
前壁側のバーナ配置を後壁側から見た状態で示す図、
（ｃ）は火炉を水平に切断して示す水平断面図である。
【図８】従来技術における空気比と未燃成分との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ 火炉 ２，１１，１３，１４，１５ バーナ ３ 粉砕機 ２１ 前壁 ２２ 後壁 ２３ 右側壁 ２４ 左側壁 ３１，３２，３３，３４ 噴流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寳山 登 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 下郡 三紀 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 馬場 彰 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 Ｆターム(参考） 3K091 AA01 AA03 BB02 BB25 CC13 EC08 EC13 EC23
Claims (6)
- 【請求項１】 排ガスの流れに沿って相対する一対の火
炉壁面にそれぞれ空気比が１以上の複数のバーナを複数
段備えた対向燃焼型のボイラ装置において、 前記排ガスの流れの最前流段に位置するバーナは、各バ
ーナからの噴射流がボイラの水平断面内で旋回するよう
に設置されていることを特徴とするボイラ装置。 - 【請求項２】 前記最前流段に位置するバーナは、各バ
ーナの中心軸が前記相対する火炉壁面の中央から互いに
ずらして設置されていることを特徴とする請求項１記載
のボイラ装置。 - 【請求項３】 前記最前流段に位置するバーナは、各バ
ーナの中心軸が前記壁面に対して傾斜するように、か
つ、各バーナの噴射方向が交差しないように配置されて
いることを特徴とする請求項１記載のボイラ装置。 - 【請求項４】 前記最前流段に位置するバーナは、各バ
ーナの中心軸が前記壁面に対して傾斜するように、か
つ、各バーナの噴射方向が中心に向かうように設置され
ていることを特徴とする請求項１記載のボイラ装置。 - 【請求項５】 前記最前流段に位置するバーナの中心軸
の傾斜角度は、前記壁面とのなす角が３０〜８０°であ
ること特徴とする請求項３および４のいずれか１項に記
載のボイラ装置。 - 【請求項６】 前記傾斜角度は変更可能に設定されてい
ることを特徴とする請求項５記載のボイラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000314083A JP2002122304A (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | ボイラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000314083A JP2002122304A (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | ボイラ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122304A true JP2002122304A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18793397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000314083A Pending JP2002122304A (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | ボイラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002122304A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007187356A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Babcock Hitachi Kk | 燃焼炉とボイラ装置 |
| CN111365732A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-07-03 | 广东电科院能源技术有限责任公司 | 一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备 |
-
2000
- 2000-10-13 JP JP2000314083A patent/JP2002122304A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007187356A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Babcock Hitachi Kk | 燃焼炉とボイラ装置 |
| CN111365732A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-07-03 | 广东电科院能源技术有限责任公司 | 一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备 |
| CN111365732B (zh) * | 2020-02-28 | 2021-09-14 | 南方电网电力科技股份有限公司 | 一种对冲锅炉燃尽风自适应控制方法、系统及设备 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090303 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090707 |