JP2015094583A - 燃焼ガスの内部再循環による超低窒素酸化物燃焼装置およびその運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明にかかる超低窒素酸化物燃焼装置は、燃焼炉の内部に主燃料を供給する一次燃料噴射体と、前記一次燃料噴射体の周囲に少なくとも1つ以上で配置され、その先端が前記燃焼炉の内部に進入するように配置される二次燃料噴射体と、前記燃焼炉で発生した燃焼ガスを流体力学的力によって前記燃焼炉に再循環させる再循環誘導部と、前記一次燃料噴射体および二次燃料噴射体に燃料を供給する燃料供給部と、前記一次燃料噴射体と前記二次燃料噴射体との間の空間に酸化剤を供給する酸化剤供給部と、空気多段のために前記一次燃料噴射体を取り囲むように配置される空気多段スリーブとを含み、前記酸化剤供給部から供給される酸化剤は、前記空気多段スリーブの内外部を介して多段に供給する。
【選択図】図1
Description
まず、図1を参照して、本発明の第1実施例による超低窒素酸化物燃焼装置100の全体的な構成を説明する。
次に、図1を再び参照して、本願発明の多段燃料燃焼過程について説明する。
10:一次燃料噴射体
20:二次燃料噴射体
30:スワラ
40:再循環誘導部
41:内部再循環スリーブ
43:連結ガイド
45:噴射ノズル
47:傾斜部材
50:燃料供給部
51:第1燃料ライン
52:第2燃料ライン
55、56:ソレノイドバルブ
60:空気多段スリーブ
72:一次空間
74:二次空間
76:再循環領域
78:予混合領域
80:酸化剤供給部
85:中心酸化剤噴射部
90:再循環促進突起部
100:超低窒素酸化物燃焼装置
Claims (22)
- 燃焼炉の内部に主燃料を供給する一次燃料噴射体と、
前記一次燃料噴射体の周囲に少なくとも1つ以上で配置され、その先端が前記燃焼炉の内部に進入するように配置される二次燃料噴射体と、
前記燃焼炉で発生した燃焼ガスを流体力学的力によって前記燃焼炉に再循環させる再循環誘導部と、
前記一次燃料噴射体および二次燃料噴射体に燃料を供給する燃料供給部と、
前記一次燃料噴射体と前記二次燃料噴射体との間の空間に酸化剤を供給する酸化剤供給部と、
前記酸化剤供給部から供給される酸化剤を前記一次燃料噴射体の内部に沿って前記燃焼炉内に移送する中心酸化剤噴射部と、
空気多段のために前記一次燃料噴射体を取り囲むように配置される空気多段スリーブとを含み、
前記酸化剤供給部から供給される酸化剤は、前記空気多段スリーブの内外部を介して多段に供給されることを特徴とする、超低窒素酸化物燃焼装置。 - 前記第1性能指数の値は、0.3〜0.5の間の範囲であることを特徴とする、請求項2に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記超低窒素酸化物燃焼装置は、
前記一次燃料噴射体の先端に配置されるスワラをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。 - 前記超低窒素酸化物燃焼装置は、
前記空気多段スリーブの外面に付設される再循環促進突起部をさらに含み、
前記再循環促進突起部は、前記再循環誘導部と前記空気多段スリーブとの間に流動する前記燃焼ガスの流速を増加させることを特徴とする、請求項4に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。 - 前記二次燃料噴射体は、前記一次燃料噴射体を中心として同一円周上に一定の間隔を維持するように複数個が配置され、前記二次燃料噴射体は、その半径方向に燃料を噴射することを特徴とする、請求項1に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記二次燃料噴射体の半径方向の噴射角度は、隣接した前記二次燃料噴射体に向かう角度と、交番的に隣接した前記二次燃料噴射体に向かう角度との間で燃料を噴射することを特徴とする、請求項10に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記二次燃料噴射体からの燃料は、前記二次燃料噴射体の軸方向に垂直な平面に対して10゜から80゜の間で噴射されることを特徴とする、請求項10に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記一次燃料噴射体は、供給される前記主燃料をその半径方向および接線方向に噴射することを特徴とする、請求項10に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記一次燃料噴射体を介して噴射される燃料噴射速度Vf1は、20から50m/sの間で燃料を噴射することを特徴とする、請求項13に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記再循環誘導部は、前記二次燃料噴射体を基準として傾斜して配置される内部再循環スリーブと、前記内部再循環スリーブの後端から延びる連結ガイドと、前記連結ガイドの後端に連結され、流動する燃焼ガスの移動方向を変更させる噴射ノズルとを含むことを特徴とする、請求項10に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記噴射ノズルは、前記一次燃料噴射体と前記再循環誘導部との間で傾斜して配置されることにより、前記酸化剤の流動空間である前記一次燃料噴射体と前記再循環誘導部との間の幅を減少させることを特徴とする、請求項16に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記一次燃料噴射体は、供給される前記主燃料をその半径方向および接線方向に噴射することを特徴とする、請求項10に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記二次燃料噴射体の先端は、前記一次燃料噴射体の先端に比べて前記燃焼炉の内部にさらに進入して配置されることを特徴とする、請求項10に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 前記一次燃料噴射体は、前記燃焼炉の内部に燃料濃厚領域である一次空間を形成し、前記二次燃料噴射体は、前記一次空間の後端部に燃料希薄領域である二次空間を形成することで多段火炎を形成することを特徴とする、請求項10に記載の超低窒素酸化物燃焼装置。
- 請求項1に記載の燃焼装置を運転する方法において、
(a)空気多段スリーブを介して酸化剤供給部から供給される酸化剤を燃焼炉の内部に供給する段階と、
(b)前記酸化剤供給部からの酸化剤を中心酸化剤噴射部を介して前記燃焼炉の内部に供給する段階と、
(c)前記燃料供給部からの燃料を前記一次燃料噴射体に供給する段階と、
(d)再循環誘導部を介して前記燃焼炉内の燃焼ガスが流体力学的力によって前記燃焼炉に再循環される段階と、
(e)前記燃料供給部からの燃料を二次燃料噴射体に供給する段階と、
(f)前記一次燃料噴射体および二次燃料噴射体によって噴射される燃料によって前記燃焼炉内に多段火炎空間が形成される段階とを含むことを特徴とする、燃焼装置の運転方法。
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