JP2008045819A - Burner having central air jet port - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に燃料バーナーに関し、特に、バーナー火炎内に燃料リッチ内部燃焼域を作り出して、燃料燃焼を加速するように、バーナー火炎の中心へと酸素を直接供給することにより、低NOX排出を実現する新規でかつ有用な粉砕石炭バーナー及び燃焼方法に関する。 The present invention relates generally to fuel burners, in particular, it creates a fuel rich internal combustion zone in the burner flame, so as to accelerate the fuel combustion, the supply of oxygen to the center of the burner flame directly, low NO X emissions The present invention relates to a new and useful pulverized coal burner and a combustion method.
NOXは、石炭及び他の化石燃料の燃焼中に生じる副生成物である。NOXの影響に関する環境問題が、米国を含む数カ国において、工場及び公益発電所からのNOX排出の大幅な削減を要求するNOX排出規制の法令を促進している。NOX排出を低減するための現在の工業用方法及び装置は、従前に排出されていたレベルよりもNOX排出を低減することに成功している。しかしながら、現在のNOX排出規則の順守を維持するため、現在知られている方法及び装置の進歩を超える更なる発展が望まれている。 NO X is a by-product generated during the combustion of coal and other fossil fuels. Environmental issues influence of the NO X is, in several countries including the United States, and promote plant and laws of the NO X emission regulations that require a significant reduction of the NO X emissions from utility power plants. Current industrial methods and apparatus for reducing NO X emissions have been successful in reducing the NO X emissions than the level that has been discharged previously. However, further development beyond the progress of currently known methods and equipment is desired to maintain compliance with current NO x emission regulations.
種々の低NOXバーナーが市販されており、該バーナーは、慣用バーナーと比べてNOXを削減した態様にて粉砕石炭(PC)及び他の化石燃料に火をつけるために広く使用されている。そのようなバーナーの例には、ザ・バブコック・アンド・ウイルコックス・カンパニー(The Babcock & Wilcox Company)のDRB−XCL(登録商標)バーナー及びDRB−4Z(登録商標)バーナーがある。これらの及び他の低NOXバーナーの設計に共通なものは、二次空気(SA)を供給する複数の空気域によって囲まれる軸方向石炭ノズルである。作動中、一次空気(PA)ストリームに懸濁させられたPCは、軸方向ジェット(噴出物)として、半径方向への偏向(それ)をほとんどもしくは全く伴わずに、軸方向石炭ノズルを通じて炉内へと注入される。該PCの点火は、SAに渦を巻かせ(SAを旋回させ)、これにより、入ってくる燃料ジェットに沿うホットガスの再循環を引き起こすことによって遂行される。 Various low NO X burners are commercially available, the burner are widely used to ignite pulverized coal (PC) and other fossil fuels in a manner which reduces the NO X compared to conventional burners . Examples of such burners are The Babcock & Wilcox Company's DRB-XCL® burner and DRB-4Z® burner. These and common ones to other low NO X burner designs is an axial coal nozzle surrounded by multiple air space supplies secondary air (SA). During operation, the PC suspended in the primary air (PA) stream is passed through the axial coal nozzle as an axial jet with little or no radial deflection. It is injected into. The ignition of the PC is accomplished by swirling the SA (turning the SA), thereby causing hot gas recirculation along the incoming fuel jet.
一般に、SAのごく少量は、石炭ノズルに非常に近接している空気ノズルへと供給され、点火を遂行するために他の空気域へと供給されるSAよりも比較的大きい程度まで渦にされる。バーナーからの残りのSAは、バーナー火炎中へとゆっくりと混合して、これにより、該火炎の根元に燃料リッチ状態を与えるように、より少ない渦を利用して、バーナーにおいて更に(半径方向)外側の空気域を通じて導入される。そのような状態は、炭化水素の発生を促進し、炭化水素は、利用可能な酸素を奪い合い、NOxを破壊し(消滅させ)、及び/又は、燃料結合窒素及び窒素分子のNOxへの酸化を抑制する役割を果たす。 In general, a very small amount of SA is supplied to an air nozzle that is very close to the coal nozzle and vortexed to a relatively greater extent than the SA that is supplied to other air regions to perform ignition. The The remaining SA from the burner is further mixed (radially) in the burner using fewer vortices so as to mix slowly into the burner flame, thereby providing a fuel rich condition at the root of the flame. It is introduced through the outside air area. Such a condition promotes the generation of hydrocarbons, which compete for available oxygen, destroy (disappear) NO x , and / or fuel-bound nitrogen and nitrogen molecules to NO x . It plays a role in suppressing oxidation.
NOxの排出は、二段(段階的)燃焼により更に低下され得、該燃焼では、バーナーには、完全燃焼のため、より少ない化学量論酸素が供給される。結果としてバーナー火炎に燃料リッチ環境が生じる。該燃料リッチ環境は、NOx前駆物質を、酸素希薄環境において未燃焼燃料と奪い合わせることにより、NOxの形成を抑える。次いで、燃焼は、過剰な燃料がより低温で燃焼するバーナー上方の地点において過剰な酸素をボイラーに供給し、バーナー火炎から離れて、より低温にて燃焼が生じる際にサーマルNOxの生成を排除することにより、段階的に行われる。段階的に行うことはまた、燃焼プロセス中に酸素濃度を下げるのに役立ち、これは、燃料結合窒素(燃料NOx)の酸化を抑制する。 NO x emissions can be further reduced by two-stage (staged) combustion, where the burner is supplied with less stoichiometric oxygen for complete combustion. The result is a fuel rich environment in the burner flame. The fuel-rich environment suppresses the formation of NO x by competing NO x precursors with unburned fuel in an oxygen lean environment. Then, combustion, excess oxygen supplied to the boiler at a point burner upward excess fuel is more combustion at a lower temperature, away from the burner flame, eliminating the generation of thermal NO x more when the combustion at a low temperature occurs Is done step by step. Doing stepwise also helps reduce the oxygen concentration during the combustion process, which suppresses the oxidation of fuel bound nitrogen (fuel NO x ).
二段燃焼のための酸素は、低NOxバーナーを利用するシステムにおいて、オーバー・ファイア・エア(Over Fire Air (OFA))口と一般に呼ばれてい空気段階(ステージング)口を介して空気の形態で、通常、供給される。参照により本明細書中に組み込まれるLaRueへの米国特許第5,697,306号及びLaRueへの米国特許第5,199,355号は、低NOxバーナーを開示し、該バーナーは、更にNOx排出を減らすため、空気二段燃焼法と組み合わされ得る。 Oxygen for the two-stage combustion, in a system utilizing low NO x burners, over-fire air (Over Fire Air (OFA)) mouth and form generally called have air stage (staging) through the mouth air Usually supplied. U.S. Patent No. 5,697,306 to LaRue, incorporated herein by reference and U.S. Patent No. 5,199,355 to LaRue discloses a low NO x burners, the burner further NO x Can be combined with a two-stage air combustion method to reduce emissions.
慣用バーナーとは異なり、低NOxバーナーは、長い火炎を形成して、より高いレベルの未燃焼可燃物を作り出す傾向にある。長い火炎は、これらが炉の深さもしくは高さと適合しないかもしれないので、必ずしも望ましくはなく、また、火炎の衝突、スラッギング、及び又はボイラー管腐食により、ボイラー動作を損ない得る。 Unlike conventional burners, low NO x burners tend to form long flames and create higher levels of unburned combustibles. Long flames are not always desirable because they may not match the depth or height of the furnace, and may impair boiler operation due to flame collision, slugging, and / or boiler tube corrosion.
長い火炎は、燃料ジェットが炉内へと進行する際、該ジェットへの不十分な空気供給に起因する。低NOxバーナーの外側空気域からのSAは、火炎軸に沿う空気供給の欠如のため、未燃焼の燃料が持続するように、効果的に下流燃料ジェットを浸透しない。高レベルの未燃燃料は、OFAを有する炉及びOFAを有さない炉の両方において望ましくない。未燃の炭素及びCOの形態の未燃可燃物は、ボイラー効率を下げ、運転費を増す一方、未燃粉砕石炭は、その本質的な摩耗性により、炉自体に対する望ましくない腐食性損傷を引き起こし得る。 The long flame is due to insufficient air supply to the fuel jet as it travels into the furnace. Low NO x SA from the outer air zone of the burner because of lack of air supply along the flame axis, as unburned fuel persists, impermeable effectively downstream fuel jet. High levels of unburned fuel are undesirable in both furnaces with and without OFA. Unburned combustibles in the form of unburned carbon and CO reduce boiler efficiency and increase operating costs, while unburned pulverized coal, due to its inherent wear properties, causes undesirable corrosive damage to the furnace itself. obtain.
OFAシステムの前の不完全な空気/燃料の混合は、OFA口まで持続する過度の量の望ましくない未燃燃料をもたらし得る。多量の未燃燃料がOFA域において空気により燃えようとする際、NOx形成が増長し得、これにより、OFAによる二段燃焼の利益を最小にするかもしくは打ち消す。更に、これらの可燃物を、OFA口において及びOFA口を越えて、完全に燃え尽きさせることは、次第に困難になり、これらが不効率性及び可動困難性を増大させる。 Incomplete air / fuel mixing in front of the OFA system can result in excessive amounts of undesired unburned fuel that persists to the OFA port. When a large amount of unburned fuel is going Moeyo by air at OFA zone, and length increasing NO x formation is obtained, thereby, counteracting or either to minimize the benefits of two-stage combustion by OFA. Furthermore, it becomes increasingly difficult to burn these combustibles completely at and beyond the OFA port, which increases inefficiency and difficulty of movement.
本発明は、典型的なNOxバーナーによって作り出される遅れ燃焼に関連した前述した問題を解決し、また、工業的及び公的ボイラーにおけるNOx排出を更に削減するため、化石燃料を燃焼させる新規なバーナー装置及び方法を導入する。 The present invention, typical NO x burners delay combustion aforementioned problems associated with resolves created by, also, in order to further reduce NO x emissions in industrial and public boilers, novel that burn fossil fuels Introduce burner apparatus and method.
本発明に従うバーナーは、粉砕石炭(PC)もしくはガス状炭化水素に火をつけるのに適している。本発明は、第1環状域によって同心円状に囲まれる軸方向域を備えている。第1環状域は、バーナーを出る燃料ジェットを作り出し、その後、酸素雰囲気中の燃焼を介してバーナー火炎を形成するため、予め設定した速度で燃料をバーナーに供給する。軸方向域は、中心空気ジェットを作り出し、該ジェットは、バーナー火炎の内部軸線に沿ってバーナー火炎を突き通す。該中心空気ジェットは、バーナー火炎の中心軸線に沿って酸素を供給し、火炎の内側から外側への燃焼を可能し、他方、火炎の根元における全体的な燃料リッチ環境を維持し、これにより、NOx形成を抑制する。 The burner according to the invention is suitable for igniting pulverized coal (PC) or gaseous hydrocarbons. The present invention includes an axial region that is concentrically surrounded by a first annular region. The first annular zone creates a fuel jet that exits the burner and then supplies fuel to the burner at a pre-set rate to form a burner flame via combustion in an oxygen atmosphere. The axial zone creates a central air jet that penetrates the burner flame along the internal axis of the burner flame. The central air jet supplies oxygen along the central axis of the burner flame, allowing combustion from the inside of the flame to the outside, while maintaining an overall fuel-rich environment at the root of the flame, thereby Suppresses NO x formation.
第1環状域を同心円状に囲む第2及び第3環状域によって供給される追加の酸素は、NOx形成を更に低減する一方、燃焼を加速するための手段を与える。第2及び第3環状域の流れ調整機構は、燃料ジェット膨張を空気力学的に抑える。この空気力学的抑制内において、第2及び第3環状域を出る空気からの渦(渦流(swirl))が、火炎域の外側境界に沿って内部再循環域を作り出し、これが、NOx形成を抑える。該内部再循環域(IRZ)は、火炎の外側空気リッチ周囲(外面)に沿って形成されるNOxが、再循環して燃料リッチ火炎コア中へと戻るようにする。中心空気ジェットの裏表を通じての徹底的な燃料を起因とするより熱い火炎温度は、未燃炭化水素基が、IRZ内で利用可能な酸素をあさるようにし、これにより、NOxの形成を抑制し、他の窒素種へと戻るNOを低減する。IRZ内の外側からの及び内側から外側への燃料の加速された燃焼のため、火炎温度が高まるにつれ、より広く短い火炎エンベロープが生じる。 The additional oxygen supplied by the second and third annular zones concentrically surrounding the first annular zone provides a means for accelerating combustion while further reducing NO x formation. The flow adjustment mechanisms in the second and third annular regions aerodynamically suppress fuel jet expansion. Within this aerodynamic restraint, vortices (swirl) from the air exiting the second and third annular zones create an internal recirculation zone along the outer boundary of the flame zone, which reduces NO x formation. suppress. Internal recirculation zone (IRZ) is, NO x is formed along the outer air-rich periphery of the flame (outer surface) is to return to the re-circulating fuel-rich flame core in. The hotter flame temperature due to exhaustive fuel through the back and front of the central air jet allows unburned hydrocarbon groups to scavenge available oxygen in the IRZ, thereby suppressing NO x formation. , Reducing NO returning to other nitrogen species. Due to the accelerated combustion of the fuel from outside and inside to the IRZ, a wider and shorter flame envelope results as the flame temperature increases.
本発明の別の側面は、中心空気ジェットバーナーにおいてNOx排出を削減する方法であると考えられ得る。該方法は、第1環状域によって同心円状に囲まれる軸方向域を有するバーナーを準備する工程と、酸素を含む第1ガスを軸方向域に供給する工程にして、第1ガスが約5000ft/min〜約10,000ft/minの速度で軸方向域を出る該工程と、粉砕石炭を含むキャリヤーガス(搬送ガス)を第1環状域に供給する工程にして、キャリヤーガスが約3000ft/min〜約5000ft/minの速度で第1環状域を出る該工程とを含む。 Another aspect of the present invention may be considered a method of reducing NO x emissions in a center air jet burner. The method comprises the steps of providing a burner having an axial region concentrically surrounded by a first annular region and supplying a first gas containing oxygen to the axial region, wherein the first gas is about 5000 ft / ft. The step of leaving the axial region at a speed of min to about 10,000 ft / min and the step of supplying a carrier gas (carrier gas) containing pulverized coal to the first annular region, the carrier gas is about 3000 ft / min to Exiting the first annular zone at a rate of about 5000 ft / min.
本発明の更に別の側面は、中心空気ジェットバーナーにおいてNOx排出を削減する方法であると考えられ得る。該方法は、四域バーナーを準備する工程にして、該バーナーでは、最も内側の領域が第1環状域によって同心円状に囲まれる軸方向域であり、第1環状域が第2環状域によって同心円状に囲まれ、第2環状域が第3環状域によって同心円状に囲まれる該方法と、軸方向域に酸素を含む第1ガスを供給する工程と、第1環状域に粉砕石炭を含むキャリヤーガスを供給する工程と、第2環状域に酸素を含む第2ガスを供給する工程と、第3環状域に酸素を含む第3ガスを供給する工程と、バーナーに約3000ft/minを超える速度でキャリヤーガスを供給する工程と、バーナーにキャリヤーガスを超える速度で第1ガスを供給する工程と、バーナーにキャリヤーガスを超える速度で第2ガスを供給する工程と、バーナーにキャリヤーガスを超える速度で第3ガスを供給する工程と、第1ガスによりキャリヤーガスストリーム中の粉砕石炭を該ストリームの内側から燃焼させる工程と、第2ガス及び第3ガスによりキャリヤーガスストリーム中の粉砕石炭を該ストリームの外側から燃焼させる工程と、四つの環状域間の速度勾配を利用して、バーナー火炎中に再循環域を作り出す工程と、バーナー火炎における未燃石炭及び酸素の再循環により、NOx形成を抑制して、燃焼を加速させる工程とを含む。 Yet another aspect of the present invention may be considered a method of reducing NO x emissions in a center air jet burner. The method comprises the step of preparing a four-zone burner, wherein the innermost region is an axial region concentrically surrounded by a first annular region, and the first annular region is concentric by a second annular region. Wherein the second annular zone is concentrically surrounded by the third annular zone, the step of supplying a first gas containing oxygen in the axial zone, and a carrier containing pulverized coal in the first annular zone A step of supplying a gas, a step of supplying a second gas containing oxygen to the second annular region, a step of supplying a third gas containing oxygen to the third annular region, and a speed exceeding about 3000 ft / min to the burner. Supplying a carrier gas to the burner, supplying a first gas to the burner at a rate exceeding the carrier gas, supplying a second gas to the burner at a rate exceeding the carrier gas, and supplying the carrier gas to the burner. Supplying a third gas at a high rate, burning the pulverized coal in the carrier gas stream from the inside with the first gas, and pulverizing the coal in the carrier gas stream with the second gas and the third gas. Combusting from the outside of the stream, utilizing a velocity gradient between the four annular zones to create a recirculation zone in the burner flame, and recirculation of unburned coal and oxygen in the burner flame, NO x Suppressing the formation and accelerating combustion.
本発明を特徴付ける新規な種々の特徴は、この開示物に付加されかつその一部を形成する特許請求の範囲に詳細に指し示される。本発明、並びに本発明の作動の利点及び本発明の使用により得られる特定の利益をより良く理解するため、本発明の好ましい実施形態を例示する添付図面及び記述的事項が参照される。 Various novel features that characterize the present invention are pointed out with particularity in the claims that are appended to and form a part of this disclosure. For a better understanding of the present invention, and the advantages of operation of the present invention and specific benefits obtained by using the present invention, reference is made to the accompanying drawings and descriptive matter illustrating preferred embodiments of the invention.
図面を参照すれば、いくつかの図全体にわたり、一般に、同じ番号が同じかもしくは機能的に類似の特徴を示し、まず図1には、本発明に従って描かれたバーナーの概略断面図が示される。内部に軸方向域25を形成する軸管6は、第1環状管3に同心状に囲まれ、該二つの管の間の領域は、第1環状域11を形成する。第1環状管3の一部と軸管6との間に、フィーダーダクト9が半径方向に配置され、軸管6及び風箱51がフィーダーダクト9の両端部と連通するようにされる。
Referring to the drawings, wherein like numerals generally indicate the same or functionally similar features throughout the several views, FIG. 1 initially shows a schematic cross-sectional view of a burner drawn in accordance with the present invention. . The axial tube 6 that forms the
図3を参照すれば、軸管6と風箱51がフィーダーダクト9の両端部と流体連通するように、第1環状管3の少なくとも一部と軸管6(図3に示されず)との間に半径方向に配置されたフィーダーダクト9の上面図が与えられる。
Referring to FIG. 3, at least a portion of the first
図1に戻り、二次空気は、強制通風ファン(図示せず)によって供給され、空気加熱器(図示せず)において予熱され、風箱51へと圧力を受ける。フィーダーダクト9は、次いで、ダンパー10によって制御された速度で二次空気を風箱51から軸管6へと供給する。空気流測定機構12は、フィーダーダクト9を通って流れる二次空気を定量化する。
Returning to FIG. 1, the secondary air is supplied by a forced draft fan (not shown), preheated in an air heater (not shown), and receives pressure to the
粉砕機(図示せず)は石炭を粉砕し、これは、一次空気と共に、バーナーエルボー2に接続される導管を通って搬送される。点火器(図示せず)が、バーナーの軸線に配置され得、該点火器は、エルボー2、栓5を貫通し、軸管6を通って延びる。
A crusher (not shown) crushes the coal, which is conveyed with the primary air through a conduit connected to the
粉砕(された)石炭及び一次空気(PA/PC)1は、バーナーエルボー2を通過する。粉砕石炭は、一般に、エルボー2の外側半径に沿って進み、エルボー出口における外側半径に沿う流れへと濃縮する。粉砕石炭は、第1環状域11に入り、デフレクター(そらせ板)4と遭遇し、デフレクター4は、石炭ストリームを栓5へと方向を変えて該石炭を分散させる。軸管6は、栓5の下流側部に取り付けられる。第1環状管3は、区域3Aにおいて拡張し、大径区域3Bを形成する。分散した石炭は第1環状域11に沿って進み、第1環状域11において、(複数の)バー及び山形部(bars and chevrons)7が、燃料ジェット(噴出物)として第1環状域11を出る前に粉砕石炭のより均一な分散を提供する。くさび形状部分9A及び9B(図3)は、PA/PC1がフィーダーダクト9を過ぎて進行する際、PA/PC1のためのより起伏のある流路(more contoured flow path)を与える。
The pulverized coal and primary air (PA / PC) 1 pass through a
石炭を分散させて石炭が二次空気と相互作用する速度を高めるため、流れ調整機構30が使用され得る。流れ調整機構30は、局所的に流れを遮断して渦を引き起こすため、旋回羽根及び/又は一又は複数のブラッフボディ(bluff bodies)から構成され得る。
A
別の流れ調整機構13は、軸管6の端部に配置され得、二次空気が軸方向域25を出てバーナースロート(バーナーのど)8内へ、及び、中心空気ジェットの形態で炉(図示せず)内へと向かう際に、二次空気に対してより均等な流れを供給する。流れ調整装置13は、より均一な流れを提供する、羽根、有孔板、もしくは一般的に使用されている他の機構であり得る。いくつかのケースでは、流れ調整機構13は、石炭点火を更に加速して排出物質を減らすため、コア空気に渦を与え得る。
Another
本発明の動作可能な方法に関連する側面は、燃料ジェットストリームがスロート8を出て炉に入る際、燃料ジェットストリーム内に中心空気ジェットを作り出すことである。好ましくは、中心空気ジェットは、火炎内に速度勾配を作り出すように、燃料ジェットの速度を超える速度を有し、上記速度勾配は、中心空気ジェットからの酸素を利用して、内側から外側への(十分な)燃料の点火を促進する。 An aspect related to the operable method of the present invention is to create a central air jet in the fuel jet stream as it exits the throat 8 and enters the furnace. Preferably, the central air jet has a velocity that exceeds the velocity of the fuel jet so as to create a velocity gradient in the flame, and the velocity gradient utilizes oxygen from the central air jet to move from the inside to the outside. Promote (sufficient) fuel ignition.
最適な動作状態は、PA/PCが、約3,000ft/min〜約5,000ft/min、より好ましくは約3,500ft/min〜約4,500ft/minの速度で第1環状域を出る場合に生じる。最適な動作状態は、二次空気が、約5,000ft/min〜10,000ft/min、より好ましくは約5,500ft/min〜7,500ft/minの速度で軸方向域25を出る場合に更に生じる。
The optimal operating condition is that the PA / PC exits the first annular zone at a speed of about 3,000 ft / min to about 5,000 ft / min, more preferably about 3,500 ft / min to about 4,500 ft / min. Occurs in some cases. The optimal operating condition is when the secondary air exits the
ダンパー15は、バーナー組立体への追加の二次空気の導入を制御する。開位置にある場合、ダンパー15は、第1環状域11を同心円状に囲む第2環状域16内へと二次空気が流れることを許容する。ここで、第2環状域16は、管3Bとバレル(胴部)19との間の領域として定義される。ダンパー15は、第2環状域16を同心円状に囲む第3環状域17内に二次空気が流れることを更に許容する。ここで、第3環状域16は、バレル19と外側バーナー域壁38との間の領域として定義される。ダンパー15は、一方の域に対して他方の域に比べて二次空気を優先的に絞るか、又は、両方の域に対してより少ない量の二次空気を供給するように配置され得る。点火器(図示せず)が、管6を通らない場合、環状域17に随意的に位置付けられ得る。
A
燃焼のために二次空気を供給するために三つの環状域すべてを利用するための最適な動作状態は、二次空気がバーナーに供給する全酸素の約20%〜約40%、より好ましくは約25%〜約35%が軸方向域25を通って与えられ、二次空気がバーナーに供給する全酸素の約10%〜約30%、より好ましくは約15%〜約25%が第2環状域16を通って与えられ、二次空気がバーナーに供給する全酸素の約40%〜約70%、より好ましくは約50%〜約65%が第3環状空気域17を通って与えられる場合に生じる。
The optimum operating conditions for utilizing all three annular zones to supply secondary air for combustion are from about 20% to about 40% of the total oxygen that the secondary air supplies to the burner, more preferably About 25% to about 35% is provided through the
空気流測定機構18が、第2環状域16及び第3環状域17を通る二次空気流を測定する。最適な動作状態は、二次空気が、約3000ft/min〜約4500ft/min、より好ましくは約3100ft/min〜約3900ft/minの速度で第2環状域16を出る場合、更に、二次空気が、約5500ft/min〜約7500ft/min、より好ましくは約5700ft/min〜約6700ft/minの速度で第3環状域17を出る場合に生じる。
The air
最適な空気分配状態は、一般に、軸方向域の内径が約9インチ〜約20インチ、第1環状域の内径が約15インチ〜約30インチ、第2環状域の内径が約20インチ〜約40インチ、かつ第3環状域の内径が約22インチ〜約50インチである場合に生じる。 Optimal air distribution is generally about 9 inches to about 20 inches in the inner diameter of the axial region, about 15 inches to about 30 inches in the inner diameter of the first annular region, and about 20 inches to about 30 inches in the second annular region. Occurs when 40 inches and the inner diameter of the third annular zone is about 22 inches to about 50 inches.
調整可能な羽根21が、第2環状域16を出る前に渦状二次空気を与えるため、第2環状域16に位置付けられる。有孔板及びランプ(傾斜)等の他の空気分散機構も、第2環状域16の端部に据え付けられ得る。固定された複数の羽根22A及び調整可能な複数の羽根22Bは、第3環状域17を通過する二次空気に渦を与える。渦空気が第3環状域17を離れる際、羽根23は、これはあるいは空気域出口の中央に配置され得るが、空気の一部を、一次燃焼域から離れるようにそらせる。
An
次に図2を参照すれば、矢印が二次空気及びPA/PC1の流路を特定する図による描写が与えられる。 Referring now to FIG. 2, a graphical depiction is given in which the arrows identify the secondary air and PA / PC 1 flow paths.
別の実施形態において、空気よりも高い濃度で酸素を含むガスが、二次空気の全部又は一部に代えて利用され得る。 In another embodiment, a gas containing oxygen at a higher concentration than air may be utilized in place of all or part of the secondary air.
別の代替実施形態において、粉砕石炭以外に炭化水素燃料が燃料として利用され得る。 In another alternative embodiment, hydrocarbon fuel other than pulverized coal may be utilized as the fuel.
別の代替実施形態において、中心(中央)導管が、軸管6が該中心導管を同心円状に囲むように軸方向域25内に配置され得る。そのような実施形態において、該中心導管は、点火器、オイル噴霧器もしくはガス代替物、又は、濃縮酸素もしくは追加の炭化水素燃料を軸方向に又は半径方向分散により火炎コアへと導入するためのランスを収容し得る。
In another alternative embodiment, a central (central) conduit can be arranged in the
別の代替実施形態において、複数の中心導管が、軸管6が該複数の中心導管各々を同心円状に囲むように軸方向域25内に配置され得る。そのような実施形態において、該複数の中心導管は、二以上のストリームにおいて濃縮酸素を供給し得、又は、複数導管の少なくとも一つが、燃料のために追加の石炭もしくは他の炭化水素燃料を供給し得る。
In another alternative embodiment, a plurality of central conduits may be disposed in the
別の実施形態において、複数のフィーダーダクト及び/又はブースターファン又は導管が、追加の二次空気もしくは酸素を軸方向域25に供給するために利用され得る。
In another embodiment, multiple feeder ducts and / or booster fans or conduits may be utilized to supply additional secondary air or oxygen to the
別の実施形態において、NOx排出を更に低減するため、本発明のバーナー及びNOx削減法に二段燃焼が利用され得る。 In another embodiment, to further reduce NO x emissions, the two-stage combustion may be utilized in the burner and NO x reduction process of the present invention.
更に別の実施形態において、次の代替空気ダクティングシステムが立案され得る。すなわち、該システムにおいて、二次空気が風箱51の外側壁51Bを通って送られ、軸方向域25を風箱51と流体連通させる拡張されたバーナーエルボーの外側半径範囲又は他の箇所を通って軸方向域25内に供給される。
In yet another embodiment, the following alternative air ducting system may be devised. That is, in the system, secondary air is sent through the
本発明の原理の応用を例示するため、本発明の特定の実施形態が詳細に示され記述されたが、当業者には認識されるように、本発明は、本発明の範囲から逸脱することなく、他の方法で具現化され得ることが理解されるであろう。 While specific embodiments of the invention have been shown and described in detail to illustrate the application of the principles of the invention, it will be appreciated by those skilled in the art that the invention departs from the scope of the invention. It will be appreciated that other methods may be implemented.
1 粉砕石炭及び一次空気(PA/PC)
2 バーナーエルボー
3 第1環状管
4 デフレクター
5 栓
6 軸管
9 フィーダーダクト
8 バーナースロート
10 ダンパー
11 第1環状域
12 空気流測定機構
13 流れ調整機構
15 ダンパー
16 第2環状域
17 第3環状域
25 軸方向域
30 流れ調整機構
51 風箱
1 Ground coal and primary air (PA / PC)
2
Claims (38)
第1環状域によって同心円状に囲まれる軸方向域と、
第1環状域の一部と軸方向域との間に半径方向に配置されるフィーダーダクトであって、酸素を含むガスを軸方向域に供給するフィーダーダクトと、
フィーダーダクトを通る前記ガスの流れを調整するための手段とを備えた中心ジェットバーナー。 A central jet burner,
An axial region concentrically surrounded by a first annular region;
A feeder duct disposed radially between a part of the first annular region and the axial region, the feeder duct supplying a gas containing oxygen to the axial region;
A central jet burner comprising means for regulating the flow of the gas through the feeder duct.
第1環状域によって同心円状に囲まれる軸方向域を備え、
軸方向域の直径は、約9インチ〜約20インチであり、第1環状域の直径は、約15インチ〜約30インチである中心空気ジェットバーナー。 A central air jet burner,
Comprising an axial region concentrically surrounded by a first annular region;
A central air jet burner having an axial zone diameter of about 9 inches to about 20 inches and a first annular zone diameter of about 15 inches to about 30 inches.
最も内側の域が第1環状域によって同心円状に囲まれる軸方向域であり、かつ第1環状域が第2環状域によって同心円状に囲まれ、かつ第2環状域が第3環状域によって同心円状に囲まれる四域バーナーを準備する工程と、
軸方向域に酸素を含む第1ガスを供給する工程と、
第1環状域に粉砕石炭を含むキャリヤーガスを供給する工程と、
第2環状域に酸素を含む第2ガスを供給する工程と、
第3環状域に酸素を含む第3ガスを供給する工程と、
約3000ft/minを超える速度でキャリヤーガスをバーナーに供給する工程と、
キャリヤーガスを超える速度で第1ガスをバーナーに供給する工程と、
キャリヤーガスを下回る速度で第2ガスをバーナーに供給する工程と、
キャリヤーガスを超える速度で第3ガスをバーナーに供給する工程と、
第1ガスによりキャリヤーガスストリーム中の粉砕石炭を該ストリームの内側から燃焼させる工程と、
第2ガス及び第3ガスによりキャリヤーガスストリーム中の粉砕石炭を該ストリームの外側から燃焼させる工程と、
前記四つの環状域間の速度勾配を利用して、バーナー火炎中に再循環域を作り出す工程と、
バーナー火炎中の再循環未燃石炭及び酸素により、NOx形成を抑制し、燃焼を加速する工程とを含む粉砕石炭バーナーにおけるNOx排出削減方法。 A method for reducing NOx emissions in a pulverized coal burner, comprising:
The innermost region is an axial region concentrically surrounded by the first annular region, the first annular region is concentrically surrounded by the second annular region, and the second annular region is concentric by the third annular region. Preparing a four-zone burner surrounded by a shape,
Supplying a first gas containing oxygen in the axial region;
Supplying a carrier gas containing pulverized coal to the first annular zone;
Supplying a second gas containing oxygen to the second annular region;
Supplying a third gas containing oxygen to the third annular region;
Supplying a carrier gas to the burner at a rate greater than about 3000 ft / min;
Supplying a first gas to the burner at a rate exceeding the carrier gas;
Supplying a second gas to the burner at a rate below the carrier gas;
Supplying a third gas to the burner at a rate exceeding the carrier gas;
Combusting ground coal in a carrier gas stream from the inside of the stream with a first gas;
Combusting ground coal in a carrier gas stream from the outside of the stream with a second gas and a third gas;
Utilizing a velocity gradient between the four annular zones to create a recirculation zone in the burner flame;
A method for reducing NOx emissions in a pulverized coal burner, including a step of suppressing NOx formation and accelerating combustion with recirculated unburned coal and oxygen in a burner flame.
第1環状域によって同心円状に囲まれる軸方向域を有するバーナーを準備する工程と、
酸素を含む第1ガスを軸方向域に供給する工程にして、第1ガスが、約5000ft/min〜約10,000ft/minの速度で軸方向域を出る該工程と、
粉砕石炭を含むキャリヤーガスを第1環状域に供給する工程にして、キャリヤーガスが、約3000ft/min〜約5000ft/minの速度で第1環状域を出る該工程とを含む粉砕石炭バーナーにおけるNOx排出削減方法。 A method for reducing NOx emissions in a pulverized coal burner, comprising:
Providing a burner having an axial region concentrically surrounded by a first annular region;
Supplying the first gas containing oxygen to the axial region, wherein the first gas exits the axial region at a speed of about 5000 ft / min to about 10,000 ft / min;
NOx in a pulverized coal burner comprising the step of supplying a carrier gas containing pulverized coal to the first annular zone, wherein the carrier gas exits the first annular zone at a rate of about 3000 ft / min to about 5000 ft / min. Emission reduction method.
酸素を含む第2ガスをバーナーに供給する工程にして、第2ガスが、約3000ft/min〜約4500ft/minの速度で第2環状域を出る該工程と、
酸素を含む第3ガスをバーナーに供給する工程にして、第3ガスが、約5500ft/min〜約7500ft/minの速度で第3環状域を出る該工程とを更に含む請求項31に記載の粉砕石炭バーナーにおけるNOx排出削減方法。 Providing the burner with a second annular region concentrically surrounding the first annular region and a third annular region concentrically surrounding the second annular region;
Supplying a second gas containing oxygen to the burner, wherein the second gas exits the second annular zone at a rate of about 3000 ft / min to about 4500 ft / min;
32. The method of claim 31, further comprising: supplying a third gas containing oxygen to the burner, wherein the third gas exits the third annular zone at a rate of about 5500 ft / min to about 7500 ft / min. NOx emission reduction method for pulverized coal burners.
バーナー火炎中に再循環域を作り出すための手段を設ける工程と、
バーナー火炎中の再循環未燃石炭及び酸素により、NOx形成を抑制し、燃焼を加速する工程とを含む請求項35に記載の粉砕石炭バーナーにおけるNOx排出削減方法。 Combusting pulverized coal in a carrier gas stream from the inside of the stream with a first gas; combusting pulverized coal in a carrier gas stream from the outside of the stream with a second gas and a third gas;
Providing means for creating a recirculation zone in the burner flame;
36. The method for reducing NOx emissions in a pulverized coal burner according to claim 35, further comprising a step of suppressing NOx formation and accelerating combustion with recirculated unburned coal and oxygen in the burner flame.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0926112A (en) * | 1995-07-14 | 1997-01-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Pulverized coal burner |
JPH11148610A (en) * | 1997-11-20 | 1999-06-02 | Babcock Hitachi Kk | Solid fuel combustion burner and solid fuel combustion apparatus |
JP2002115810A (en) * | 2000-10-12 | 2002-04-19 | Babcock Hitachi Kk | LOW NOx SOLID FUEL COMBUSTION APPARATUS |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0926112A (en) * | 1995-07-14 | 1997-01-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Pulverized coal burner |
JPH11148610A (en) * | 1997-11-20 | 1999-06-02 | Babcock Hitachi Kk | Solid fuel combustion burner and solid fuel combustion apparatus |
JP2002115810A (en) * | 2000-10-12 | 2002-04-19 | Babcock Hitachi Kk | LOW NOx SOLID FUEL COMBUSTION APPARATUS |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101311008B1 (en) | 2006-08-31 | 2013-09-24 | 뱁콕 앤드 윌콕스 파워 제네레이션 그룹, 인크. | Burner with center air jet |
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