JP2003254510A - 燃焼装置ならびにウインドボックス - Google Patents
燃焼装置ならびにウインドボックスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温燃焼ガスと空気との混合を促進して未燃
分の低減を図ってもＮＯｘの再生成が抑えられる燃焼装
置を提供する。 【解決手段】 理論空気比以下で燃料を火炉内で燃焼さ
せるバーナと、そのバーナの後流側に配置されてバーナ
での不足分の燃焼用空気を火炉内に噴出するエアポート
を備えた燃焼装置において、前記バーナで燃料を燃焼す
ることにより生成した燃焼ガスと前記エアポートから噴
出された燃焼用空気８とで形成される両者の混合領域
に、窒素酸化物の再生成を抑制する窒素酸化物再生成抑
制気体１０を供給する抑制気体供給手段９を設けたこと
を特徴とする。
分の低減を図ってもＮＯｘの再生成が抑えられる燃焼装
置を提供する。 【解決手段】 理論空気比以下で燃料を火炉内で燃焼さ
せるバーナと、そのバーナの後流側に配置されてバーナ
での不足分の燃焼用空気を火炉内に噴出するエアポート
を備えた燃焼装置において、前記バーナで燃料を燃焼す
ることにより生成した燃焼ガスと前記エアポートから噴
出された燃焼用空気８とで形成される両者の混合領域
に、窒素酸化物の再生成を抑制する窒素酸化物再生成抑
制気体１０を供給する抑制気体供給手段９を設けたこと
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、事業用ボイラ，産
業用ボイラ等の燃焼装置に係り、特に未燃分の発生が少
なく、高効率燃焼が可能で、かつ炉内での窒素酸化物
（ＮＯｘ）の再生成が抑制できる燃焼装置に関する。
業用ボイラ等の燃焼装置に係り、特に未燃分の発生が少
なく、高効率燃焼が可能で、かつ炉内での窒素酸化物
（ＮＯｘ）の再生成が抑制できる燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、事業用ボイラの火炉から排出され
る燃焼排ガス中に含まれる有害なＮＯｘを除去するた
め、火炉の後流側に脱硝装置を設けている。しかし、一
方では脱硝装置の運転費用を節約するために低ＮＯｘ燃
焼を行ない、火炉内で発生するＮＯｘ量をできるだけ少
なくするように制御している。
る燃焼排ガス中に含まれる有害なＮＯｘを除去するた
め、火炉の後流側に脱硝装置を設けている。しかし、一
方では脱硝装置の運転費用を節約するために低ＮＯｘ燃
焼を行ない、火炉内で発生するＮＯｘ量をできるだけ少
なくするように制御している。
【０００３】この低ＮＯｘ燃焼法には、火炉内に空気を
分割供給する二段燃焼法と、バーナに低ＮＯｘバーナを
用いる方法があり、通常、これらを併用して低ＮＯｘ燃
焼が行なわれている。
分割供給する二段燃焼法と、バーナに低ＮＯｘバーナを
用いる方法があり、通常、これらを併用して低ＮＯｘ燃
焼が行なわれている。
【０００４】図９（ａ）はボイラ燃焼装置の構成を示す
概略正面図、図９（ｂ）はボイラ燃焼装置の概略側面図
である。水壁１で区画形成された火炉には、３段のバー
ナ２と１段のエアポート３とが、それぞれ４列対向して
取り付けられている。各バーナ２とエアポート３に空気
を供給するために、バーナ用ウインドボックス４とエア
ポート用ウインドボックス５が設置されている。バーナ
２では、空気比（バーナ空気量／理論空気量）が０．８
程度の燃焼を行なう。すなわち、やや空気不足の燃焼を
行なうことで、ＮＯｘが低減される。後流のエアポート
３で不足分の空気を吹き込んで完全燃焼を行なわせる。
概略正面図、図９（ｂ）はボイラ燃焼装置の概略側面図
である。水壁１で区画形成された火炉には、３段のバー
ナ２と１段のエアポート３とが、それぞれ４列対向して
取り付けられている。各バーナ２とエアポート３に空気
を供給するために、バーナ用ウインドボックス４とエア
ポート用ウインドボックス５が設置されている。バーナ
２では、空気比（バーナ空気量／理論空気量）が０．８
程度の燃焼を行なう。すなわち、やや空気不足の燃焼を
行なうことで、ＮＯｘが低減される。後流のエアポート
３で不足分の空気を吹き込んで完全燃焼を行なわせる。
【０００５】このように、二段燃焼法はＮＯｘの発生量
を低減するのに有効な方法である。従来のエアポート構
造を図１０に示す。水壁１に取り付けられたエアポート
用ウインドボックス５に高温空気流８が供給され、火炉
内における高温燃焼ガス内に高温空気が噴流となって供
給される。燃焼用空気は、プラントの発電効率を向上さ
せるため通常３００℃程度に昇温しているので、高温空
気流８と表現した。
を低減するのに有効な方法である。従来のエアポート構
造を図１０に示す。水壁１に取り付けられたエアポート
用ウインドボックス５に高温空気流８が供給され、火炉
内における高温燃焼ガス内に高温空気が噴流となって供
給される。燃焼用空気は、プラントの発電効率を向上さ
せるため通常３００℃程度に昇温しているので、高温空
気流８と表現した。
【０００６】ここで二段燃焼法の採用時には、燃焼領域
が火炉の下流側に移っているため、エアポート３からの
空気の混合が悪いと、排ガス中に未燃分（石炭中の未燃
炭素、燃焼ガス中の一酸化炭素）が多く含まれることに
なる。そこで、燃焼効率が大きく経済性に影響する事業
所用ボイラの火炉では、エアポート３からの空気の混合
を促進させるため、図１１に示すような構造のエアポー
トも用いられている（特開昭５９−１０９７１４号公
報）。この構造において、旋回器６から供給される旋回
流が混合を促進する。同時に、旋回流の中心部にダンパ
７で流量を制御された直進流を噴射させて噴流の貫通力
を確保することで、火炉の中央部まで空気を供給するこ
とができる。
が火炉の下流側に移っているため、エアポート３からの
空気の混合が悪いと、排ガス中に未燃分（石炭中の未燃
炭素、燃焼ガス中の一酸化炭素）が多く含まれることに
なる。そこで、燃焼効率が大きく経済性に影響する事業
所用ボイラの火炉では、エアポート３からの空気の混合
を促進させるため、図１１に示すような構造のエアポー
トも用いられている（特開昭５９−１０９７１４号公
報）。この構造において、旋回器６から供給される旋回
流が混合を促進する。同時に、旋回流の中心部にダンパ
７で流量を制御された直進流を噴射させて噴流の貫通力
を確保することで、火炉の中央部まで空気を供給するこ
とができる。
【０００７】図１２は、例えば特開平３−２８６９０６
号公報や実開平１−１０１０１１号公報に開示されてい
る燃焼装置の概略構成図である。水壁１にバーナ２と下
段ポート１１と上段ポート１２が設置されている。下段
ポート１１からは排ガスまたは低温空気１０を供給し、
上段ポート１２からは高温空気８を供給する。
号公報や実開平１−１０１０１１号公報に開示されてい
る燃焼装置の概略構成図である。水壁１にバーナ２と下
段ポート１１と上段ポート１２が設置されている。下段
ポート１１からは排ガスまたは低温空気１０を供給し、
上段ポート１２からは高温空気８を供給する。
【０００８】バーナ２と上段ポート１２は通常の二段燃
焼法を実現する。ここで火炉内のバーナ上部において高
温部となり、ここに高温空気８を供給するとＮＯｘが発
生し易い。このため下段ポート１１からは排ガスまたは
低温空気１０を供給することで、ガス温度を低下させて
ＮＯｘの発生を防止している。
焼法を実現する。ここで火炉内のバーナ上部において高
温部となり、ここに高温空気８を供給するとＮＯｘが発
生し易い。このため下段ポート１１からは排ガスまたは
低温空気１０を供給することで、ガス温度を低下させて
ＮＯｘの発生を防止している。
【０００９】しかしこの燃焼装置では、火炉内燃焼ガス
全量の温度を低下させるために多量の排ガスまたは低温
空気流１０を供給する必要があり、そのためにプラント
発電効率の低下が著しい。
全量の温度を低下させるために多量の排ガスまたは低温
空気流１０を供給する必要があり、そのためにプラント
発電効率の低下が著しい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】二段燃焼法は、火炉全
体ではＮＯｘ低減効果を持つが、エアポート自体はＮＯ
ｘを再生成する効果を有する。従来のエアポートは、未
燃分を低減して完全燃焼を図るために火炉内の高温燃焼
ガスと空気との混合を促進した場合、エアポートでの再
生成ＮＯｘが増えるという欠点がある。
体ではＮＯｘ低減効果を持つが、エアポート自体はＮＯ
ｘを再生成する効果を有する。従来のエアポートは、未
燃分を低減して完全燃焼を図るために火炉内の高温燃焼
ガスと空気との混合を促進した場合、エアポートでの再
生成ＮＯｘが増えるという欠点がある。
【００１１】本発明の目的は、このよう従来技術の欠点
を解消し、高温燃焼ガスと空気との混合を促進して未燃
分の低減を図ってもＮＯｘの再生成が抑えられる燃焼装
置ならびにウインドボックスを提供することにある。
を解消し、高温燃焼ガスと空気との混合を促進して未燃
分の低減を図ってもＮＯｘの再生成が抑えられる燃焼装
置ならびにウインドボックスを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第１の手段は、理論空気比以下で燃料を火
炉内で燃焼させるバーナと、そのバーナの後流側に配置
されてバーナでの不足分の燃焼用空気を火炉内に噴出す
るエアポートを備えた燃焼装置において、前記バーナで
燃料を燃焼することにより生成した燃焼ガスと前記エア
ポートから噴出された燃焼用空気とで形成される両者の
混合領域に、窒素酸化物の再生成を抑制する窒素酸化物
再生成抑制気体を供給する抑制気体供給手段を設けたこ
とを特徴とするものである。
め、本発明の第１の手段は、理論空気比以下で燃料を火
炉内で燃焼させるバーナと、そのバーナの後流側に配置
されてバーナでの不足分の燃焼用空気を火炉内に噴出す
るエアポートを備えた燃焼装置において、前記バーナで
燃料を燃焼することにより生成した燃焼ガスと前記エア
ポートから噴出された燃焼用空気とで形成される両者の
混合領域に、窒素酸化物の再生成を抑制する窒素酸化物
再生成抑制気体を供給する抑制気体供給手段を設けたこ
とを特徴とするものである。
【００１３】本発明の第２の手段は前記第１の手段にお
いて、前記エアポート内が、前記燃焼用空気を噴出する
流路と、前記窒素酸化物再生成抑制気体を噴出する流路
に区分けされていることを特徴とするものである。
いて、前記エアポート内が、前記燃焼用空気を噴出する
流路と、前記窒素酸化物再生成抑制気体を噴出する流路
に区分けされていることを特徴とするものである。
【００１４】本発明の第３の手段は前記第１の手段又は
第２の手段において、前記窒素酸化物再生成抑制気体
が、燃焼排ガス、燃焼排ガスと空気の混合気体、空気の
グルーブから選択された少なくとも１つの気体であるこ
とを特徴とするものである。
第２の手段において、前記窒素酸化物再生成抑制気体
が、燃焼排ガス、燃焼排ガスと空気の混合気体、空気の
グルーブから選択された少なくとも１つの気体であるこ
とを特徴とするものである。
【００１５】本発明の第４の手段は、バーナの後流側に
配置されてバーナでの不足分の燃焼用空気を火炉内に供
給するエアポートを有するウインドボックスにおいて、
そのエアポート用ウインドボックスの内側に、前記バー
ナで燃料を燃焼することにより生成した燃焼ガスと前記
エアポートから噴出された燃焼用空気とで形成される両
者の混合領域に、窒素酸化物の再生成を抑制する窒素酸
化物再生成抑制気体を供給するための窒素酸化物再生成
抑制気体用ウインドボックスを設けて二重構造になって
いることを特徴とするものである。
配置されてバーナでの不足分の燃焼用空気を火炉内に供
給するエアポートを有するウインドボックスにおいて、
そのエアポート用ウインドボックスの内側に、前記バー
ナで燃料を燃焼することにより生成した燃焼ガスと前記
エアポートから噴出された燃焼用空気とで形成される両
者の混合領域に、窒素酸化物の再生成を抑制する窒素酸
化物再生成抑制気体を供給するための窒素酸化物再生成
抑制気体用ウインドボックスを設けて二重構造になって
いることを特徴とするものである。
【００１６】本発明の第５の手段は前記第４の手段にお
いて、複数の前記エアポートに対して共通のエアポート
用ウインドボックスが設けられ、そのエアポート用ウイ
ンドボックスの内側に前記複数の前記エアポートに対し
て共通の窒素酸化物再生成抑制気体用ウインドボックス
が設けられていることを特徴とするものである。
いて、複数の前記エアポートに対して共通のエアポート
用ウインドボックスが設けられ、そのエアポート用ウイ
ンドボックスの内側に前記複数の前記エアポートに対し
て共通の窒素酸化物再生成抑制気体用ウインドボックス
が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】本発明の第６の手段は前記第４の手段にお
いて、複数の前記エアポートに対して共通のエアポート
用ウインドボックスが設けられ、そのエアポート用ウイ
ンドボックスの内側に前記複数の前記エアポートに対し
て個別の窒素酸化物再生成抑制気体用ウインドボックス
がそれぞれ設けられていることを特徴とするものであ
る。
いて、複数の前記エアポートに対して共通のエアポート
用ウインドボックスが設けられ、そのエアポート用ウイ
ンドボックスの内側に前記複数の前記エアポートに対し
て個別の窒素酸化物再生成抑制気体用ウインドボックス
がそれぞれ設けられていることを特徴とするものであ
る。
【００１８】未燃分低減のためエアポートから供給され
る空気と火炉内の高温燃焼ガスの混合を促進するために
は、空気噴流の噴出速度を増加して噴流の貫通を強化す
ること、あるいは空気噴流に旋回を与えることなどが行
なわれる。いずれの場合も図１０、図１１に示す高温空
気と高温燃焼ガスの混合界面での非定常乱れ（乱流強
度）が強くなる。ここで従来のエアポートにおいては、
乱流強度の大きな混合界面において、高温かつ高酸素濃
度となる。これは、高温の燃焼ガスと高酸素濃度空気が
直接接触するためである。
る空気と火炉内の高温燃焼ガスの混合を促進するために
は、空気噴流の噴出速度を増加して噴流の貫通を強化す
ること、あるいは空気噴流に旋回を与えることなどが行
なわれる。いずれの場合も図１０、図１１に示す高温空
気と高温燃焼ガスの混合界面での非定常乱れ（乱流強
度）が強くなる。ここで従来のエアポートにおいては、
乱流強度の大きな混合界面において、高温かつ高酸素濃
度となる。これは、高温の燃焼ガスと高酸素濃度空気が
直接接触するためである。
【００１９】強い乱流強度、高温、高酸素濃度の条件が
成立すると、ＮＯｘが再生成する。従来のエアポートで
未燃分低減のため混合促進を行なうと、この条件が成立
するため、ＮＯｘが再生成する。本発明においては、混
合領域（混合界面）に低温、低酸素濃度の気体（排ガ
ス、排ガスと空気の混合気体、低温空気など）を供給す
るため、ＮＯｘの再生成がないかあるいは再生成が抑制
される。
成立すると、ＮＯｘが再生成する。従来のエアポートで
未燃分低減のため混合促進を行なうと、この条件が成立
するため、ＮＯｘが再生成する。本発明においては、混
合領域（混合界面）に低温、低酸素濃度の気体（排ガ
ス、排ガスと空気の混合気体、低温空気など）を供給す
るため、ＮＯｘの再生成がないかあるいは再生成が抑制
される。
【００２０】
【発明の実施形態】次に本発明の実施形態を図を用いて
説明する。図１は、第１の実施形態に係るエアポートの
概略構成図である。水壁１にエアポート用ウインドボッ
クス５が設置され、高温空気流８が導入されて、火炉内
に供給される。エアポート用ウインドボックス５の内部
にはＮＯｘ再生成抑制ガス用ウインドボックス９が設置
され、排ガスからなるＮＯｘ再生成抑制ガス１０が導入
されて、高温空気噴流の周囲、すなわち火炉内の高温燃
焼ガスと高温空気（燃焼用空気）とで形成される両者の
混合領域（図中の波線部分）に向けて炉内に供給され
る。
説明する。図１は、第１の実施形態に係るエアポートの
概略構成図である。水壁１にエアポート用ウインドボッ
クス５が設置され、高温空気流８が導入されて、火炉内
に供給される。エアポート用ウインドボックス５の内部
にはＮＯｘ再生成抑制ガス用ウインドボックス９が設置
され、排ガスからなるＮＯｘ再生成抑制ガス１０が導入
されて、高温空気噴流の周囲、すなわち火炉内の高温燃
焼ガスと高温空気（燃焼用空気）とで形成される両者の
混合領域（図中の波線部分）に向けて炉内に供給され
る。
【００２１】このようにエアポートは二重構造になって
おり、中心部から高温空気８が、その外周部からＮＯｘ
再生成抑制ガス１０が火炉内に供給される。ここで、高
温空気８の混合を促進するために高温空気噴流の噴射速
度を増加しても、高温空気８と高温燃焼ガスの混合領域
に低温で低酸素濃度の排ガスからなるＮＯｘ再生成抑制
ガス１０が供給されるため、ＮＯｘの再生成がない。す
なわち、従来のエアポートでは不可能であった未燃分と
再生成ＮＯｘの同時低減を、本発明では実現できる。
おり、中心部から高温空気８が、その外周部からＮＯｘ
再生成抑制ガス１０が火炉内に供給される。ここで、高
温空気８の混合を促進するために高温空気噴流の噴射速
度を増加しても、高温空気８と高温燃焼ガスの混合領域
に低温で低酸素濃度の排ガスからなるＮＯｘ再生成抑制
ガス１０が供給されるため、ＮＯｘの再生成がない。す
なわち、従来のエアポートでは不可能であった未燃分と
再生成ＮＯｘの同時低減を、本発明では実現できる。
【００２２】なお、エアポートから供給する高温空気に
排ガスを混合すると、酸素濃度の低下と希釈によるガス
温度低下のためＮＯｘの再生成は防止できるが、これは
多量の排ガス再循環により発電プラントの効率が低下す
るので、好ましくない。本発明では、サーマルＮＯｘが
発生する部位である高温空気と高温燃焼ガスの混合領域
だけに少量のＮＯｘ再生成抑制ガス１０を供給してＮＯ
ｘ再生成を防止できるので、発電効率の低下はない。
排ガスを混合すると、酸素濃度の低下と希釈によるガス
温度低下のためＮＯｘの再生成は防止できるが、これは
多量の排ガス再循環により発電プラントの効率が低下す
るので、好ましくない。本発明では、サーマルＮＯｘが
発生する部位である高温空気と高温燃焼ガスの混合領域
だけに少量のＮＯｘ再生成抑制ガス１０を供給してＮＯ
ｘ再生成を防止できるので、発電効率の低下はない。
【００２３】本実施形態では、ＮＯｘ再生成抑制ガス１
０として排ガスを用いたが、排ガスと空気の混合気体ま
たは低温空気をエアポート流路の外周から供給しても、
同様の効果がある。
０として排ガスを用いたが、排ガスと空気の混合気体ま
たは低温空気をエアポート流路の外周から供給しても、
同様の効果がある。
【００２４】図２は、第２の実施形態に係るエアポート
の概略構成図である。本実施形態では、ダンパ７で流量
制御された高温空気の直進流、旋回器６を通る高温空気
の旋回流、排ガスからなるＮＯｘ再生成抑制ガス１０が
火炉内に供給される構造になっている。すなわち、エア
ポートは多重構造になっており、最外周からＮＯｘ再生
成抑制ガス１０を供給することによりＮＯｘ再生成を防
止する以外は、図１１のエアポートと同様の機能を有し
ている。
の概略構成図である。本実施形態では、ダンパ７で流量
制御された高温空気の直進流、旋回器６を通る高温空気
の旋回流、排ガスからなるＮＯｘ再生成抑制ガス１０が
火炉内に供給される構造になっている。すなわち、エア
ポートは多重構造になっており、最外周からＮＯｘ再生
成抑制ガス１０を供給することによりＮＯｘ再生成を防
止する以外は、図１１のエアポートと同様の機能を有し
ている。
【００２５】多数のエアポート３を配置する燃焼装置に
おいては、エアポート用ウインドボックス５とＮＯｘ再
生成抑制ガス用ウインドボックス９の配置が問題とな
る。この実施形態を図３と図４に示す。図３（ｂ）は、
図３（ａ）のＡ−Ａ線上の視野図である。本実施形態の
場合、水壁１に複数のエアポート３が設置されている
が、共通のエアポート用ウインドボックス５から高温空
気流８が供給される。共通のＮＯｘ再生成抑制ガス用ウ
インドボックス９がエアポート用ウインドボックス５の
内部に設置され、この共通ＮＯｘ再生成抑制ガス用ウイ
ンドボックス９を通してＮＯｘ再生成抑制ガス１０を供
給する。
おいては、エアポート用ウインドボックス５とＮＯｘ再
生成抑制ガス用ウインドボックス９の配置が問題とな
る。この実施形態を図３と図４に示す。図３（ｂ）は、
図３（ａ）のＡ−Ａ線上の視野図である。本実施形態の
場合、水壁１に複数のエアポート３が設置されている
が、共通のエアポート用ウインドボックス５から高温空
気流８が供給される。共通のＮＯｘ再生成抑制ガス用ウ
インドボックス９がエアポート用ウインドボックス５の
内部に設置され、この共通ＮＯｘ再生成抑制ガス用ウイ
ンドボックス９を通してＮＯｘ再生成抑制ガス１０を供
給する。
【００２６】図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線上の
視野図である。本実施形態の場合、共通のエアポート用
ウインドボックス５の内部に、個別のＮＯｘ再生成抑制
ガス用ウインドボックス９が設置されている。
視野図である。本実施形態の場合、共通のエアポート用
ウインドボックス５の内部に、個別のＮＯｘ再生成抑制
ガス用ウインドボックス９が設置されている。
【００２７】次にＮＯｘ再生成抑制ガスである排ガスと
空気の供給経路を図５ないし図７に示す。これらの図に
おいて１３は第１のファン、１４は熱交換器、１５は第
２のファンである。図５に示す実施形態では、第２のフ
ァン１５により排ガスからなるＮＯｘ再生成抑制ガスを
ＮＯｘ再生成抑制ガス用ウインドボックス９に供給して
いる。このＮＯｘ再生成抑制ガスのガス温度は約２５０
〜３５０℃、酸素含有率は約２〜６％である。
空気の供給経路を図５ないし図７に示す。これらの図に
おいて１３は第１のファン、１４は熱交換器、１５は第
２のファンである。図５に示す実施形態では、第２のフ
ァン１５により排ガスからなるＮＯｘ再生成抑制ガスを
ＮＯｘ再生成抑制ガス用ウインドボックス９に供給して
いる。このＮＯｘ再生成抑制ガスのガス温度は約２５０
〜３５０℃、酸素含有率は約２〜６％である。
【００２８】図６に示す実施形態では、熱交換器１４を
通った燃焼用空気と第２のファン１５からの排ガスとを
適量の割合に混合して、その混合気体からなるＮＯｘ再
生成抑制ガスをＮＯｘ再生成抑制ガス用ウインドボック
ス９に供給している。例えば燃焼用空気を１０％程度混
合した場合、このＮＯｘ再生成抑制ガスのガス温度は約
２５０〜３５０℃、酸素含有率は約５〜９％である。
通った燃焼用空気と第２のファン１５からの排ガスとを
適量の割合に混合して、その混合気体からなるＮＯｘ再
生成抑制ガスをＮＯｘ再生成抑制ガス用ウインドボック
ス９に供給している。例えば燃焼用空気を１０％程度混
合した場合、このＮＯｘ再生成抑制ガスのガス温度は約
２５０〜３５０℃、酸素含有率は約５〜９％である。
【００２９】図７に示す実施形態では、熱交換器１４を
通さないで第１のファン１５からの低温空気をＮＯｘ再
生成抑制ガスとして直接ＮＯｘ再生成抑制ガス用ウイン
ドボックス９に供給している。このＮＯｘ再生成抑制ガ
スのガス温度は大気温度とほぼ等しく、酸素含有率は約
２０％である。
通さないで第１のファン１５からの低温空気をＮＯｘ再
生成抑制ガスとして直接ＮＯｘ再生成抑制ガス用ウイン
ドボックス９に供給している。このＮＯｘ再生成抑制ガ
スのガス温度は大気温度とほぼ等しく、酸素含有率は約
２０％である。
【００３０】発電用燃焼装置に本発明を適用した効果を
図８で説明する。アフタエア噴出速度を増加すると、燃
焼ガスと空気の混合が促進するので、図８に示すように
未燃分が低下する。この傾向は、本発明でも従来技術で
も同じである。一方、アフタエア噴出速度の増加に伴
い、ＮＯｘの排出量が増加する。これは一般に、燃料の
酸化反応である燃焼が促進する場合、窒素分の酸化も促
進してＮＯｘが発生するためである。従来技術では、未
燃分とＮＯｘの同時低減はできなかった。ところが本発
明を適用すると、高温空気と高温燃焼ガスの混合領域で
ＮＯｘの発生が抑制されるため、図８に示すようにアフ
タエア噴出速度を増加させた場合のＮＯｘの発生は従来
技術に比べて少ない。
図８で説明する。アフタエア噴出速度を増加すると、燃
焼ガスと空気の混合が促進するので、図８に示すように
未燃分が低下する。この傾向は、本発明でも従来技術で
も同じである。一方、アフタエア噴出速度の増加に伴
い、ＮＯｘの排出量が増加する。これは一般に、燃料の
酸化反応である燃焼が促進する場合、窒素分の酸化も促
進してＮＯｘが発生するためである。従来技術では、未
燃分とＮＯｘの同時低減はできなかった。ところが本発
明を適用すると、高温空気と高温燃焼ガスの混合領域で
ＮＯｘの発生が抑制されるため、図８に示すようにアフ
タエア噴出速度を増加させた場合のＮＯｘの発生は従来
技術に比べて少ない。
【００３１】前記実施形態では二段燃焼用エアポートを
例にとって説明したが、本発明は二段燃焼用エアポート
に限らず、一般の燃焼用エアポートにも適用可能であ
る。
例にとって説明したが、本発明は二段燃焼用エアポート
に限らず、一般の燃焼用エアポートにも適用可能であ
る。
【００３２】
【発明の効果】本発明は前述のように、空気と高温燃焼
ガスの混合界面領域にＮＯｘ再生成抑制ガスを供給する
ことにより、ＮＯｘ再生成を有効に防止することがで
き、高温燃焼ガスと空気との混合を促進して未燃分の低
減を図ってもＮＯｘ再生成の少ない燃焼装置を提供する
ことができる。
ガスの混合界面領域にＮＯｘ再生成抑制ガスを供給する
ことにより、ＮＯｘ再生成を有効に防止することがで
き、高温燃焼ガスと空気との混合を促進して未燃分の低
減を図ってもＮＯｘ再生成の少ない燃焼装置を提供する
ことができる。
【００３３】また本発明では、ＮＯｘ再生成する局所だ
けに少量の低温でかつ低酸素濃度のＮＯｘ再生成抑制ガ
スを供給するのであるから、プラント発電効率の低下は
ない。
けに少量の低温でかつ低酸素濃度のＮＯｘ再生成抑制ガ
スを供給するのであるから、プラント発電効率の低下は
ない。
【図１】本発明の第１実施形態に係るエアポートの概略
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るエアポートの概略
構成図である。
構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るエアポートの概略
構成図である。
構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るエアポートの概略
構成図である。
構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る排ガスをＮＯｘ再生成
抑制ガス用ウインドボックスに供給する経路を説明する
ための燃焼装置の概略構成図である。
抑制ガス用ウインドボックスに供給する経路を説明する
ための燃焼装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係る排ガスと空気の混合気
体をＮＯｘ再生成抑制ガス用ウインドボックスに供給す
る経路を説明するための燃焼装置の概略構成図である。
体をＮＯｘ再生成抑制ガス用ウインドボックスに供給す
る経路を説明するための燃焼装置の概略構成図である。
【図７】本発明の実施形態に係る低温空気をＮＯｘ再生
成抑制ガス用ウインドボックスに供給する経路を説明す
るための燃焼装置の概略構成図である。
成抑制ガス用ウインドボックスに供給する経路を説明す
るための燃焼装置の概略構成図である。
【図８】本発明の適用効果を説明するための特性図であ
る。
る。
【図９】燃焼装置の概略構成図である。
【図１０】第１の従来例を示すエアポートの概略構成図
である。
である。
【図１１】第２の従来例を示すエアポートの概略構成図
である。
である。
【図１２】第３の従来例を示す燃焼装置の概略構成図で
ある。
ある。
【符号の説明】
１ 水壁
２ バーナ
３ エアポート
４ バーナ用ウインドボックス
５ エアポート用ウインドボックス
６ 旋回器
７ ダンパ
８ 高温空気流
９ ＮＯｘ再生成抑制ガス用ウインドボックス
１０ ＮＯｘ再生成抑制ガス
１３ 第１のファン
１４ 熱交換器
１５ 第１のファン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 越智 健一
広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立
株式会社呉事業所内
Ｆターム(参考） 3K065 TA01 TB04 TB15 TC01 TE02
TE04 TE05 TE08 TF02 TF09
TH02 TH12 TJ03 TJ06 TL02
TL04 TM03
Claims (6)
- 【請求項１】 理論空気比以下で燃料を火炉内で燃焼さ
せるバーナと、そのバーナの後流側に配置されてバーナ
での不足分の燃焼用空気を火炉内に噴出するエアポート
を備えた燃焼装置において、 前記バーナで燃料を燃焼することにより生成した燃焼ガ
スと前記エアポートから噴出された燃焼用空気とで形成
される両者の混合領域に、窒素酸化物の再生成を抑制す
る窒素酸化物再生成抑制気体を供給する抑制気体供給手
段を設けたことを特徴とする燃焼装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の燃焼装置において、前記
エアポート内が、前記燃焼用空気を噴出する流路と、前
記窒素酸化物再生成抑制気体を噴出する流路に区分けさ
れていることを特徴とする燃焼装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の燃焼装置
において、前記窒素酸化物再生成抑制気体が、燃焼排ガ
ス、燃焼排ガスと空気の混合気体、空気のグルーブから
選択された少なくとも１つの気体であることを特徴とす
る燃焼装置。 - 【請求項４】 バーナの後流側に配置されてバーナでの
不足分の燃焼用空気を火炉内に供給するエアポートを有
するウインドボックスにおいて、 そのエアポート用ウインドボックスの内側に、前記バー
ナで燃料を燃焼することにより生成した燃焼ガスと前記
エアポートから噴出された燃焼用空気とで形成される両
者の混合領域に、窒素酸化物の再生成を抑制する窒素酸
化物再生成抑制気体を供給するための窒素酸化物再生成
抑制気体用ウインドボックスを設けて二重構造になって
いることを特徴とするウインドボックス。 - 【請求項５】 請求項４記載のウインドボックスにおい
て、複数の前記エアポートに対して共通のエアポート用
ウインドボックスが設けられ、そのエアポート用ウイン
ドボックスの内側に前記複数の前記エアポートに対して
共通の窒素酸化物再生成抑制気体用ウインドボックスが
設けられていることを特徴とするウインドボックス。 - 【請求項６】 請求項４記載のウインドボックスにおい
て、複数の前記エアポートに対して共通のエアポート用
ウインドボックスが設けられ、そのエアポート用ウイン
ドボックスの内側に前記複数の前記エアポートに対して
個別の窒素酸化物再生成抑制気体用ウインドボックスが
それぞれ設けられていることを特徴とするウインドボッ
クス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002054035A JP2003254510A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 燃焼装置ならびにウインドボックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002054035A JP2003254510A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 燃焼装置ならびにウインドボックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254510A true JP2003254510A (ja) | 2003-09-10 |
Family
ID=28665297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002054035A Pending JP2003254510A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 燃焼装置ならびにウインドボックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003254510A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005134102A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-05-26 | Praxair Technol Inc | 同時生成した酸素流及び窒素流を用いる低ｎｏｘ燃焼 |
| US7681508B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-03-23 | Babcock-Hitachi K.K. | After-air nozzle for two-stage combustion boiler, and a two-stage combustion boiler, boiler and combustion method using the same |
| KR20140008407A (ko) * | 2011-02-22 | 2014-01-21 | 바브콕-히다찌 가부시끼가이샤 | 연소 장치 |
| CN113983477A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-28 | 龙星化工股份有限公司 | 一种炭黑尾气分段低氮燃烧设备 |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002054035A patent/JP2003254510A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005134102A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-05-26 | Praxair Technol Inc | 同時生成した酸素流及び窒素流を用いる低ｎｏｘ燃焼 |
| US7681508B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-03-23 | Babcock-Hitachi K.K. | After-air nozzle for two-stage combustion boiler, and a two-stage combustion boiler, boiler and combustion method using the same |
| KR20140008407A (ko) * | 2011-02-22 | 2014-01-21 | 바브콕-히다찌 가부시끼가이샤 | 연소 장치 |
| KR101582729B1 (ko) | 2011-02-22 | 2016-01-05 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 연소 장치 |
| CN113983477A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-28 | 龙星化工股份有限公司 | 一种炭黑尾气分段低氮燃烧设备 |
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