JP2006038340A - Combustion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、石炭炊きボイラ等の燃焼装置に関するものである。 The present invention relates to a combustion apparatus such as a coal-fired boiler.
燃料を炉内で燃焼させて高温の燃焼ガスを得る燃焼装置としては、例えば、後記の特許文献1に記載の燃焼装置等がある。
特許文献1記載の燃焼装置は、多段燃焼法を用いたものである。多段燃焼法とは、燃料を燃焼させるバーナ部に供給する空気を絞ることによって、燃焼によるNOXの発生を抑えるとともに燃焼ガスを還元雰囲気として、燃焼によって発生したNOXを還元し、さらにその後流で燃焼ガスに空気を投入することで燃焼ガス中の未燃分を完全燃焼させる方法である。
このように燃焼によって生じるNOXの量を低減することで環境負荷を低減することができ、燃焼ガス中の未燃分を低減することで燃料の利用効率を向上させて燃焼装置の運転コストを低減することができる。
多段燃焼法では、一般に、バーナ部の直上位置に空気を投入する、OFA(Over Fire Air)という手法が用いられる。
As a combustion apparatus that burns fuel in a furnace and obtains high-temperature combustion gas, for example, there is a combustion apparatus described in Patent Document 1 described later.
The combustion apparatus described in Patent Document 1 uses a multistage combustion method. In the multi-stage combustion method, the air supplied to the burner section for burning the fuel is throttled to suppress the generation of NO X due to combustion, and the NO x generated by the combustion is reduced using the combustion gas as a reducing atmosphere. In this method, unburned components in the combustion gas are completely burned by introducing air into the combustion gas.
Thus the environmental impact can be reduced by reducing the amount of the NO X produced by the combustion, the operating costs by improving the utilization efficiency of the fuel by reducing the unburned in the combustion gas combustion apparatus Can be reduced.
In the multistage combustion method, generally, a method called OFA (Over Fire Air) is used in which air is introduced directly above the burner portion.
燃焼によって発生したNOXを還元するには炉内で燃焼ガスをある程度の時間滞留させる必要がある。
しかし、炉の設置スペースや設備コスト等の制限から、炉自体の大きさには限度がある。このため、NOXを滞留させるための領域(以下還元領域とする)の大きさには制限があり、発生したNOXを十分に還元することは困難であった。
一方、還元領域を拡大すると、その分だけ完全燃焼用の空気を投入する位置が後流側に移動するので、空気を投入された燃焼ガスの炉内滞留時間が短くなって未燃分が完全燃焼しにくくなり、排ガス中の未燃分が増加してしまう。
さらに、燃焼ガスに単純に空気を投入した場合、燃焼ガス中に含まれるアンモニアやシアン等の中間生成物がNOXに転換してしまい、急激にNOXの量が増加してしまう場合がある。
To reduce NO X generated by combustion, it is necessary to some residence time of combustion gas in the furnace.
However, the size of the furnace itself is limited due to restrictions on the installation space of the furnace and equipment costs. For this reason, there is a limit to the size of an area for retaining NO X (hereinafter referred to as a reduction area), and it has been difficult to sufficiently reduce the generated NO X.
On the other hand, if the reduction area is expanded, the position where the air for complete combustion is introduced moves to the downstream side, so that the residence time of the combustion gas into which the air is introduced becomes shorter and the unburned portion is completely removed. It becomes difficult to burn, and the unburned content in the exhaust gas increases.
Furthermore, when simply put air into the combustion gas, there is a case where intermediate products of ammonia or cyanogen, etc. contained in the combustion gas will be converted to NO X, the amount of rapidly NO X is increased .
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、設備コストの大幅な増加を招くことなく、排気ガス中に含まれるNOX及び未燃分を低減した燃焼装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of such circumstances, without causing a significant increase in equipment cost, to provide a reduced NO X and unburned combustibles in the exhaust gas combustion device With the goal.
上記課題を解決するために、本発明の燃焼装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる燃焼装置は、炉本体に、燃料の燃焼が行われる燃焼部と、該燃焼部で発生した燃焼ガスから熱を回収する対流伝熱部とが設けられた燃焼装置であって、前記対流伝熱部内へ酸素含有ガスを供給する酸素供給装置が設けられていて、前記炉本体内の前記燃焼部から前記対流伝熱部までの領域が、前記燃焼ガスを還元する還元領域とされていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the combustion apparatus of the present invention employs the following means.
That is, the combustion apparatus according to the present invention is a combustion apparatus in which a furnace body is provided with a combustion section in which fuel is burned and a convection heat transfer section that recovers heat from the combustion gas generated in the combustion section. An oxygen supply device that supplies an oxygen-containing gas into the convection heat transfer unit is provided, and a region from the combustion unit to the convection heat transfer unit in the furnace body reduces the combustion gas. It is said that it is said.
このように構成される燃焼装置では、酸素供給装置が対流伝熱部内へ酸素含有ガスを供給する構成とされており、炉本体には、燃焼部から対流伝熱部までにわたって、燃焼ガスの還元が行われる還元領域が形成される。
このように、この燃焼装置では、炉本体を大型化することなしに、還元領域が十分に確保されているので、燃焼ガスの還元が十分に行われる。
そして、対流伝熱部では酸素含有ガスが供給されることによって還元領域を通過した燃焼ガス中の未燃分が燃焼し、これによって発生した熱も、対流伝熱部によって回収することができる。
In the combustion apparatus configured as described above, the oxygen supply apparatus is configured to supply the oxygen-containing gas into the convection heat transfer section, and the furnace body is configured to reduce the combustion gas from the combustion section to the convection heat transfer section. A reduction region is formed in which is performed.
Thus, in this combustion apparatus, the reduction region is sufficiently secured without increasing the size of the furnace body, so that the combustion gas is sufficiently reduced.
And in the convection heat transfer part, the unburned part in the combustion gas which passed through the reduction | restoration area | region burns by supplying oxygen-containing gas, and the heat | fever generated by this can also be collect | recovered by the convection heat transfer part.
また、この燃焼装置において、前記酸素供給装置が、前記炉本体内に少なくとも一部が挿入される吐出部を有しており、該吐出部の前記炉本体内に挿入される部分には、前記酸素含有ガスを吐出する吐出口が複数設けられていてもよい。 Further, in this combustion apparatus, the oxygen supply device has a discharge portion into which at least a part is inserted into the furnace body, and a portion of the discharge portion to be inserted into the furnace body includes A plurality of discharge ports for discharging the oxygen-containing gas may be provided.
このように構成される燃焼装置では、対流伝熱部には、吐出部を介して酸素含有ガスが供給される。
吐出部には、炉本体内に挿入される部分に複数の吐出口が設けられており、各吐出口から周囲に向けて酸素含有ガスが吐出されて、対流伝熱部内で燃焼ガスと酸素含有ガスとが速やかに混合される。
これにより、炉本体内での燃焼ガスの滞留時間が短くても燃焼ガス中の未燃分が効果的に燃焼する。すなわち、炉本体を大型化することなしに、未燃分を効果的に低減することができる。
In the combustion apparatus configured as described above, the oxygen-containing gas is supplied to the convection heat transfer section through the discharge section.
The discharge part is provided with a plurality of discharge ports in the part inserted into the furnace body, oxygen-containing gas is discharged from each discharge port toward the surroundings, and combustion gas and oxygen content are contained in the convection heat transfer unit The gas is quickly mixed.
Thereby, even if the residence time of the combustion gas in the furnace body is short, the unburned content in the combustion gas is burned effectively. That is, an unburned part can be reduced effectively, without enlarging a furnace main body.
ここで、この酸素含有ガスの酸素濃度は、燃焼ガスが還元雰囲気となる濃度で、かつ燃焼ガス中の未燃分を燃焼させるのに十分なだけの濃度(例えば0%を越え10%以下)に設定される。そして、酸素含有ガスとして、例えば300°C以上(好ましくは500°C〜800°C)の高温低酸素濃度ガスを用いることで、燃焼ガスは、高温の還元雰囲気とされて燃焼ガスの還元が十分に行われかつ酸素投入によるNOXの急激な発生が抑えられた状態のまま、含まれている未燃分が酸素と反応して燃焼することとなり、未燃分が低減される。 Here, the oxygen concentration of the oxygen-containing gas is a concentration at which the combustion gas becomes a reducing atmosphere, and a concentration sufficient to burn the unburned content in the combustion gas (for example, more than 0% and 10% or less). Set to Then, as the oxygen-containing gas, for example, by using a high temperature low oxygen concentration gas of 300 ° C. or higher (preferably 500 ° C. to 800 ° C.), the combustion gas is changed to a high temperature reducing atmosphere, and the combustion gas is reduced. In a state where it is sufficiently performed and the rapid generation of NO X due to the introduction of oxygen is suppressed, the unburned component contained therein reacts with oxygen and burns, and the unburned component is reduced.
また、この燃焼装置において、前記吐出部には、前記炉本体内での前記燃焼ガスの流れる方向と交差する方向に向けて開口する前記吐出口が設けられていてもよい。 Further, in this combustion apparatus, the discharge part may be provided with the discharge port that opens in a direction intersecting a direction in which the combustion gas flows in the furnace body.
このように構成される燃焼装置では、吐出部には、燃焼ガスの流れる方向と交差する方向に開口する吐出口が設けられていて、この吐出口から、燃焼ガスの流れのうち吐出部から離間した部分に向けて酸素含有ガスが吐出される。
これにより、燃焼ガスの流れには、その流れに交差する方向の各部(すなわち燃焼ガスの流れの酸素供給部分における断面全体)に速やかに酸素含有ガスが供給されて、燃焼ガスと酸素含有ガスとが均一に混合されることとなり、燃焼ガス中の未燃分の燃焼がさらに促進される。
In the combustion apparatus configured as described above, the discharge portion is provided with a discharge port that opens in a direction intersecting with the direction in which the combustion gas flows, and is separated from the discharge portion in the flow of the combustion gas from the discharge port. Oxygen-containing gas is discharged toward the part.
As a result, the oxygen-containing gas is promptly supplied to each part in the direction intersecting with the flow of the combustion gas (that is, the entire cross section in the oxygen supply part of the flow of the combustion gas). Are uniformly mixed, and combustion of unburned content in the combustion gas is further promoted.
本発明にかかる燃焼装置は、炉本体に、燃料の燃焼が行われる燃焼部と、該燃焼部で発生した燃焼ガスから熱を回収する対流伝熱部とが設けられた燃焼装置であって、前記対流伝熱部は、前記燃焼部の上端よりも低位置に設けられていることを特徴とする。 A combustion apparatus according to the present invention is a combustion apparatus in which a furnace body is provided with a combustion section in which fuel is burned and a convection heat transfer section that recovers heat from the combustion gas generated in the combustion section, The convection heat transfer section is provided at a position lower than the upper end of the combustion section.
従来の燃焼装置では、燃焼部の上端に対流伝熱部を連結し、燃焼部から立ち上る燃焼ガスから熱を回収していた。
しかし、対流伝熱部は熱交換器等を有していて炉本体の他の部分に比べて重量がある。このため、燃焼装置には対流伝熱部を高所に保持するための大掛かりな支持構造が必要であり、結果的に燃焼装置全体が大型となっていた。
本発明にかかる燃焼装置では、重量のある対流伝熱部が、燃焼部の上でなく、より低い位置に設けられているので、対流伝熱部を支持するための支持構造が小規模で済み、燃焼装置全体が小型となる。
さらに、燃焼ガスは、燃焼部の上端から下降して対流伝熱部に供給されるので、燃焼部の上端に対流伝熱部を連結した場合に比べて燃焼ガスの流通経路が長い。このため、燃焼ガスの滞留時間が長くなり、NOX及び未燃分が低減される。
In the conventional combustion apparatus, a convection heat transfer unit is connected to the upper end of the combustion unit, and heat is recovered from the combustion gas rising from the combustion unit.
However, the convection heat transfer part has a heat exchanger and the like, and is heavier than the other parts of the furnace body. For this reason, the combustion device requires a large support structure for holding the convection heat transfer section at a high place, and as a result, the entire combustion device is large.
In the combustion apparatus according to the present invention, the heavy convection heat transfer section is provided not at the combustion section but at a lower position, so the support structure for supporting the convection heat transfer section is small. The whole combustion device becomes small.
Further, since the combustion gas descends from the upper end of the combustion section and is supplied to the convection heat transfer section, the combustion gas circulation path is longer than when the convection heat transfer section is connected to the upper end of the combustion section. Therefore, the residence time of the combustion gas becomes long, NO X and unburned combustibles is reduced.
本発明にかかる燃焼装置は、燃焼部で燃料を燃焼させて燃焼ガスを得る燃焼装置であって、前記燃焼部内に前記燃焼ガスの流れる方向での位置の異なる複数箇所からそれぞれ300°C以上の高温低酸素濃度ガスを供給する高温低酸素濃度ガス供給装置を有していることを特徴とする。 A combustion apparatus according to the present invention is a combustion apparatus that obtains combustion gas by burning fuel in a combustion section, and each of the combustion apparatuses has a temperature of 300 ° C. or more from a plurality of locations in the combustion section where the positions of the combustion gas flow differ. It has a high temperature low oxygen concentration gas supply device for supplying a high temperature low oxygen concentration gas.
このように構成される燃焼装置では、燃焼部で発生した燃焼ガスには、その流れる方向の各部でそれぞれ300°C以上(好ましくは500°C〜800°C)の高温低酸素濃度ガスが供給される。すなわち、燃焼ガスには、後流側に流れてゆく過程で少しずつ酸素が加えられる。
これにより、燃焼ガスは、高温の還元雰囲気とされて燃焼ガスの還元が十分に行われかつ酸素投入によるNOXの急激な発生が抑えられた状態のまま、含まれている未燃分が酸素と反応して燃焼することとなり、未燃分が低減される。
ここで、高温低酸素濃度ガス供給装置が供給する高温低酸素濃度ガスの酸素濃度は、燃焼ガスが還元雰囲気となる濃度で、かつ燃焼ガス中の未燃分を燃焼させるのに十分なだけの濃度(例えば0%を越え10%以下)に設定される。
In the combustion apparatus configured as described above, the combustion gas generated in the combustion section is supplied with a high temperature and low oxygen concentration gas of 300 ° C. or more (preferably 500 ° C. to 800 ° C.) at each section in the flowing direction. Is done. That is, oxygen is added to the combustion gas little by little in the process of flowing downstream.
As a result, the combustion gas is in a high-temperature reducing atmosphere, the combustion gas is sufficiently reduced, and the unburned content contained therein is reduced to oxygen in a state where the rapid generation of NO X due to the introduction of oxygen is suppressed. It reacts with and burns, and the unburned content is reduced.
Here, the oxygen concentration of the high-temperature low-oxygen concentration gas supplied by the high-temperature low-oxygen concentration gas supply device is a concentration at which the combustion gas becomes a reducing atmosphere and is sufficient to burn the unburned components in the combustion gas. The density is set (for example, more than 0% and 10% or less).
また、この燃焼装置は、前記高温低酸素濃度ガス供給装置による前記燃焼部への前記高温低酸素濃度ガスの吐出位置及び/または吐出方向が、前記燃焼部の前記燃焼ガスの流れる方向での位置ごとに異なっていてもよい。 Further, in this combustion apparatus, the discharge position and / or discharge direction of the high-temperature low-oxygen concentration gas to the combustion section by the high-temperature low-oxygen concentration gas supply device is a position in the combustion section in which the combustion gas flows Each may be different.
このように構成される燃焼装置では、燃焼ガスには、その流れる方向の位置ごとに、異なる位置及び/または吐出方向で高温低酸素濃度ガスが供給されるので、燃焼ガス全体に均一に酸素を供給することができる。 In the combustion apparatus configured as described above, the high temperature and low oxygen concentration gas is supplied to the combustion gas at different positions and / or discharge directions for each position in the flow direction, so that oxygen is uniformly supplied to the entire combustion gas. Can be supplied.
本発明にかかる燃焼装置によれば、設備コストの大幅な増加を招くことなく、排気ガス中に含まれるNOX及び未燃分を低減することができる。 According to the combustion apparatus of the present invention, without causing a significant increase in equipment cost can be reduced NO X and unburned combustibles in the exhaust gas.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について、図1及び図2を用いて説明する。
本実施形態では、本発明を微粉炭炊きボイラに適用した例について示す。
微粉炭炊きボイラ1は、炉本体2に、燃料である微粉炭の燃焼が行われる燃焼部3と、燃焼部3で発生した燃焼ガスから熱を回収する対流伝熱部4とが設けられた燃焼装置である。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a pulverized coal cooking boiler will be described.
The pulverized coal-fired boiler 1 is provided with a
燃焼部3は、上下方向に延びる断面略四角形の煙突状をなしており、その内部の下部領域が主燃焼領域Bとされている。また、燃焼部3の底部には、微粉炭の燃焼によって生じた炉底灰を外部に排出するための炉底ホッパ3aが設けられている。
The
燃焼部3において主燃焼領域Bを構成する下部には、その壁面3bの同一高さとなる位置に、バーナ11が、それぞれ先端を燃焼部3の中心軸に向けた状態にして複数配置されている。これらバーナ11は、図示せぬ燃料供給装置から空気とともに微粉炭を供給されて、燃焼部3の中心軸に向けて略水平に火炎を発生させるものである。本実施形態では、これらバーナ11の組は、上下方向に沿って複数組配列されている。
A plurality of
壁面3bのうち、バーナ11の直上位置には、燃焼部3内のバーナ11の直上位置に空気を供給するための空気供給口12が設けられている。この空気供給口12には、図示せぬ空気供給装置から空気が供給されており、空気供給口12から燃焼部3内に任意の量の空気が供給されるようになっている。すなわち、空気供給口12及び空気供給装置は、OFAを行うための構成である。
An
燃焼部3の上端には、略水平方向に延びるダクト状の対流伝熱部4が接続されている。
対流伝熱部4内には、燃焼部3から対流伝熱部4内に流入した燃焼ガスの熱を回収する熱交換器16が設置されている。
また、対流伝熱部4には、対流伝熱部4内へ酸素含有ガスを供給する酸素供給装置21が設けられていて、炉本体2内の燃焼部3のバーナ11の直上位置から対流伝熱部4までの領域が、燃焼ガスを還元する還元領域Dとされている。
A duct-shaped convection
In the convection
The convection
酸素供給装置21は、炉本体2内の還元領域D以降の領域に少なくとも一部が挿入される吐出部22を有している。吐出部22の炉本体2内に挿入される部分には、酸素含有ガスを吐出する吐出口23が複数設けられている。
The
本実施形態では、酸素供給装置21は、炉本体2から排出された排ガスと外気とを混合して、300°C以上(好ましくは500°C〜800°Cの温度範囲内)、酸素濃度が0%超10%以下の酸素含有ガスを調製して吐出部22に供給する調製装置24を有している。
また、吐出部22としては、例えば対流伝熱部4の天井部4aから、対流伝熱部4内での燃焼ガスの流れに略直交する方向(すなわち略鉛直方向)に沿って炉本体2に挿入されるパイプが用いられている。図2に示すように、これら吐出部22は、燃焼ガスの流れに略直交する仮想平面上で、その挿入方向とは略直交する方向に複数本並列に配置されている。これら吐出部22では、全ての吐出口23が、炉本体2内での燃焼ガスの流れる方向と交差する方向に向けて開口している。
In the present embodiment, the
Moreover, as the
このように構成される微粉炭炊きボイラ1では、燃焼部3でバーナ11に点火して高温の燃焼ガスを発生させ、空気供給口12及び空気供給装置を用いてOFAを行うことで、燃焼部3内で燃焼ガスが適切な還元雰囲気に調製される。
このように調製された燃焼ガスは、熱対流によって燃焼部3内を上昇してゆき、還元領域D内で還元させられた後に、対流伝熱部4に送り込まれる。
対流伝熱部4では、熱交換器16によって燃焼ガスの熱が回収されるとともに、酸素供給装置21によって燃焼ガスに酸素が供給されて、燃焼ガス中の未燃分が燃焼させられる。
In the pulverized coal-fired boiler 1 configured as described above, the
The combustion gas thus prepared rises in the
In the convection
この微粉炭炊きボイラ1では、炉本体2には、燃焼部3から対流伝熱部4までにわたって、燃焼ガスの還元が行われる還元領域Dが形成されている。すなわち、この微粉炭炊きボイラ1では、炉本体2を大型化することなしに、還元領域Dが十分に確保されているので、燃焼ガスの還元が十分に行われる。
そして、対流伝熱部4では酸素含有ガスが供給されることによって還元領域Dを通過した燃焼ガス中の未燃分が燃焼し、これによって発生した熱も、対流伝熱部によって回収することができる。
In the pulverized coal-fired boiler 1, a reduction region D where the combustion gas is reduced is formed in the
And in the convection
さらに、対流伝熱部4に供給される酸素含有ガスは、300°C以上の高温低酸素濃度ガスであるので、燃焼ガスは、高温の還元雰囲気とされて燃焼ガスの還元が十分に行われかつ酸素投入によるNOXの急激な発生が抑えられた状態のまま、含まれている未燃分が酸素と反応して燃焼することとなり、未燃分が低減される。
また、この微粉炭炊きボイラ1において、酸素供給装置21が、炉本体2内に少なくとも一部が挿入される吐出部22を有しており、吐出部22の炉本体2内に挿入される部分には、酸素含有ガスを吐出する吐出口23が複数設けられている。
これにより、吐出部22の各吐出口23から周囲に向けて酸素含有ガスが吐出されて、対流伝熱部4内で燃焼ガスと酸素含有ガスとが速やかに混合されるので、炉本体2内での燃焼ガスの滞留時間が短くても燃焼ガス中の未燃分が効果的に燃焼する。すなわち、炉本体2を大型化することなしに、未燃分を効果的に低減することができる。
Furthermore, since the oxygen-containing gas supplied to the convection
Moreover, in this pulverized coal cooking boiler 1, the
Thereby, oxygen-containing gas is discharged toward the periphery from each
また、吐出口23は、燃焼ガスの流れる方向と略直交する方向に開口しており、この吐出口23から、燃焼ガスの流れのうち吐出部22から離間した部分に向けて酸素含有ガスが吐出されるようになっている。
これにより、燃焼ガスの流れには、その流れに略直交する方向の各部(すなわち燃焼ガスの流れの酸素供給部分における断面全体)に速やかに酸素含有ガスが供給されて、燃焼ガスと酸素含有ガスとがより均一に混合されることとなり、燃焼ガス中の未燃分の燃焼がさらに促進される。
The
Thereby, the oxygen-containing gas is promptly supplied to each part in the direction substantially orthogonal to the flow of the combustion gas (that is, the entire cross section in the oxygen supply part of the flow of the combustion gas). Are more uniformly mixed, and combustion of unburned content in the combustion gas is further promoted.
ここで、酸素供給装置21による高温低酸素濃度ガスの供給量は、燃焼ガスが還元雰囲気となり、かつ燃焼ガス中の未燃分を燃焼させるのに十分なだけの量に設定される。また、対流伝熱部4内に一気に酸素含有ガスを供給して燃焼ガスと酸素含有ガスとの混合が迅速に行われるように、吐出口23から吐出される酸素含有ガスの流速は、40m/s〜80m/s、好ましくは60m/s〜80m/sとされている。
Here, the supply amount of the high temperature and low oxygen concentration gas by the
このように、本実施形態にかかる微粉炭炊きボイラ1によれば、設備コストの大幅な増加を招くことなく、排気ガス中に含まれるNOX及び未燃分を低減することができる。 Thus, according to the pulverized coal cooking boiler 1 according to the present embodiment, NO X and unburned components contained in the exhaust gas can be reduced without causing a significant increase in equipment cost.
ここで、本実施形態では、燃焼部3に空気を供給するための空気供給口12を設けた例を示したが、これに限られることなく、空気供給口12を省いて、酸素供給装置21のみによって燃焼ガスへの酸素の供給を行うようにしてもよい。
Here, although the example which provided the
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について、図3を用いて説明する。
本実施形態にかかる微粉炭炊きボイラ41は、第一実施形態で示した微粉炭炊きボイラ1において、対流伝熱部4を、燃焼部3の上端よりも低位置に設けたことを主たる特徴とするものである。以下、第一実施形態で示した微粉炭炊きボイラ1と同様または同一の部分については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The pulverized
燃焼部3の上端と対流伝熱部4の入口とは、燃焼部3の上端の側方から下方に向かって延びる煙突状の下降流路42を介して接続されている。
また、この微粉炭炊きボイラ41では、対流伝熱部4に酸素供給装置21を設置する代わりに、下降流路42の下端近傍に、酸素供給装置43が設置されている。
酸素供給装置43は、前記の調製装置24によって調製された前記酸素含有ガスを、下降流路42の側壁42aの下端近傍に設けられた吐出口43aから炉本体2内に吐出するものである。
この微粉炭炊きボイラ41では、還元領域Dは、燃焼部3の主燃焼領域Bの上端から燃焼部3の上端を経由して下降流路42と対流伝熱部4の酸素供給装置21の設置位置までとされている。
The upper end of the
In the pulverized
The
In this pulverized coal-fired
このように構成される微粉炭炊きボイラ41では、重量のある対流伝熱部4が、燃焼部3の上でなく、より低い位置に設けられているので、対流伝熱部4を支持するための支持構造(図示せず)が小規模で済み、微粉炭炊きボイラ41全体が小型となる。
さらに、燃焼ガスは、燃焼部3の上端から下降流路42を介して対流伝熱部4に供給されるので、燃焼部3の上端に対流伝熱部4を連結した場合に比べて燃焼ガスの流通経路が長い。このため、燃焼ガスの滞留時間が長くなり、NOX及び未燃分が低減される。
このように、この微粉炭炊きボイラ41によれば、設備コストの大幅な増加を招くことなく、排気ガス中に含まれるNOX及び未燃分を低減することができる。
In the pulverized coal-fired
Further, since the combustion gas is supplied from the upper end of the
In this way, according to the pulverized coal-fired
ここで、この微粉炭炊きボイラ41において、酸素供給装置43を設置する代わりに、下降流路42の下端近傍または対流伝熱部4に酸素供給装置21を設置してもよい。
Here, in this pulverized coal-fired
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について、図4及び図5を用いて説明する。
本実施形態にかかる微粉炭炊きボイラ51は、第一実施形態にかかる微粉炭炊きボイラ1において、対流伝熱部4に酸素供給装置21を設ける代わりに、燃焼部3に高温低酸素濃度ガス供給装置52を設置したことを主たる特徴とするものである。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The pulverized coal-fired
高温低酸素濃度ガス供給装置52は、前記の調製装置24によって調製された前記酸素含有ガス(高温低酸素濃度ガス)を、燃焼部3の主燃焼領域B以上の領域に設けられた複数の高温低酸素濃度ガス供給口53から、燃焼部3内に供給するものである。
これら高温低酸素濃度ガス供給口53は、燃焼部3の壁面3bの同一高さとなる位置に、それぞれ燃焼部3の中心軸に向けた状態にして複数配置されている。また、これら高温低酸素濃度ガス供給口53の組は、上下方向に沿って複数組配列されており、各組ごとに燃焼部3の中心軸回りの位置がずらされている。
The high-temperature low-oxygen concentration
A plurality of these high temperature low oxygen concentration
本実施形態では、燃焼部3には、高温低酸素濃度ガス供給口53の組として、下側から順に、第一組53a,第二組53b,第三組53cの三つの組が設けられている。また、図5に示すように、第一組53a及び第三組では、高温低酸素濃度ガス供給口53は、燃焼部3の各側壁3bの中央に設けられており、第二組では、燃焼部3の各コーナーに設けられている。ここで、図5では、第一組53a,第三組53cから吐出される高温低酸素濃度ガスの流れを一点鎖線で示し、第二組53bから吐出される高温低酸素濃度ガスの流れを二点鎖線で示している。
In the present embodiment, the
このように構成される微粉炭炊きボイラ51では、燃焼部3で発生した燃焼ガスには、その流れる方向の各部でそれぞれ300°C以上の高温低酸素濃度ガスが供給される。すなわち、燃焼ガスには、後流側に流れてゆく過程で少しずつ酸素が加えられる。
これにより、燃焼ガスは、高温の還元雰囲気とされて燃焼ガスの還元が十分に行われかつ酸素投入によるNOXの急激な発生が抑えられた状態のまま、含まれている未燃分が酸素と反応して燃焼することとなり、未燃分が低減される。
ここで、高温低酸素濃度ガス供給装置52が供給する高温低酸素濃度ガスの酸素濃度は、燃焼ガスが還元雰囲気となる濃度で、かつ燃焼ガス中の未燃分を燃焼させるのに十分なだけの濃度(例えば0%を越え10%以下)に設定される。
In the pulverized coal-fired
As a result, the combustion gas is in a high-temperature reducing atmosphere, the combustion gas is sufficiently reduced, and the unburned content contained therein is reduced to oxygen in a state where the rapid generation of NO X due to the introduction of oxygen is suppressed. It reacts with and burns, and the unburned content is reduced.
Here, the oxygen concentration of the high-temperature low-oxygen concentration gas supplied by the high-temperature low-oxygen concentration
また、この微粉炭炊きボイラ51では、高温低酸素濃度ガス供給装置53による燃焼部3への高温低酸素濃度ガスの吐出位置及び吐出方向が、燃焼部3の燃焼ガスの流れる方向での位置ごとに異なっているので、燃焼ガス全体に均一に酸素を供給することができる。
Moreover, in this pulverized
このように、本実施形態にかかる微粉炭炊きボイラ51によれば、設備コストの大幅な増加を招くことなく、排気ガス中に含まれるNOX及び未燃分を低減することができる。
Thus, according to the pulverized
1,41,51 微粉炭炊きボイラ(燃焼装置)
2 炉本体
3 燃焼部
4 対流伝熱部
21,43 酸素供給装置
22 吐出部
23 吐出口
52 高温低酸素濃度ガス供給装置
D 還元領域
1,41,51 Pulverized coal-fired boiler (combustion device)
2
Claims (6)
前記対流伝熱部内へ酸素含有ガスを供給する酸素供給装置が設けられていて、前記炉本体内の前記燃焼部から前記対流伝熱部までの領域が、前記燃焼ガスを還元する還元領域とされていることを特徴とする燃焼装置。 A combustion apparatus in which a furnace body is provided with a combustion section in which fuel is burned, and a convection heat transfer section that recovers heat from combustion gas generated in the combustion section,
An oxygen supply device for supplying an oxygen-containing gas into the convection heat transfer unit is provided, and a region from the combustion unit to the convection heat transfer unit in the furnace body is a reduction region for reducing the combustion gas. Combustion device characterized by that.
前記対流伝熱部は、前記燃焼部の上端よりも低位置に設けられていることを特徴とする燃焼装置。 A combustion apparatus in which a furnace body is provided with a combustion section in which fuel is burned, and a convection heat transfer section that recovers heat from combustion gas generated in the combustion section,
The convection heat transfer section is provided at a position lower than the upper end of the combustion section.
前記燃焼部内に前記燃焼ガスの流れる方向での位置の異なる複数箇所からそれぞれ300°C以上の高温低酸素濃度ガスを供給する高温低酸素濃度ガス供給装置を有していることを特徴とする燃焼装置。 A combustion device for obtaining combustion gas by burning fuel in a combustion section,
Combustion characterized by having a high-temperature low-oxygen concentration gas supply device for supplying high-temperature low-oxygen concentration gas at 300 ° C. or more from a plurality of locations with different positions in the combustion gas flow direction in the combustion section apparatus.
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