JP2016156530A - 燃焼バーナ、ボイラ、及び燃料ガスの燃焼方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るボイラ100の一例を示す概略構成図である。ボイラ100は、炭素含有固体燃料の一例として、粉砕された石炭である微粉炭を使用する微粉炭焚きボイラである。
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第6実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第7実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第8実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第9実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
第10実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
2 燃料ガス噴射口
3 燃料ガス流路
4 燃料ノズル
5 二次空気噴射口
6 二次空気流路
7 二次空気ノズル
8 供給口
9 供給部材
10 流入口
11 供給流路
12 高温ガス供給装置
13 内面
14 閉塞部材
15A 第1傾斜面
15B 第2傾斜面
16 調整装置
17 保護膜
20 補助空気噴射口
21 補助空気流路
22 補助空気ノズル
71 二次空気ノズル第1内面
72 二次空気ノズル第2内面
81 第1供給口
82 第2供給口
91 第1供給部材
92 第2供給部材
100 ボイラ
110 火炉
111 燃焼室
112 煙道
113 排ガス流路
114 エアヒータ
120 燃焼装置
121 微粉炭供給装置
122 空気供給装置
123 微粉炭機
124 微粉炭供給管
125 送風機
126 風箱
127 空気供給管
131 第1内面
132 第2内面
133 第3内面
134 第4内面
135 流路関止め部
136 ガス収集部
140 蒸気発生装置
141 過熱器
142 再熱器
143 節炭器
144 アディショナルエアポート
AX 中心軸
D 所定距離
Ga 燃料ガス
Gb 二次空気
Gc 高温ガス
Gd 補助空気
P1 供給位置
P2 噴射位置
θ 角度
Claims (18)
- 炭素含有固体燃料と一次空気とを混合した燃料ガスを噴射する燃料ガス噴射口と、前記燃料ガス噴射口が設けられた端部を含む燃料ガス流路とを有する燃料ノズルと、
前記燃料ガス噴射口の周囲に配置され所定の温度に昇温された二次空気を噴射する二次空気噴射口と、前記二次空気噴射口が設けられた端部を含む二次空気流路とを有する二次空気ノズルと、
前記燃料ガス流路に配置され、前記燃料ガスよりも温度が高い酸素を含む高温ガスを、前記燃料ガス噴射口より前記燃料ガスの上流側の前記燃料ガス流路内に供給する供給口を有する供給部材と、
を備える燃焼バーナ。 - 前記供給部材は、前記二次空気流路に配置された流入口と、前記流入口と前記供給口とを連通する供給流路とを有し、
前記高温ガスは、前記二次空気流路からの前記二次空気を含む、
請求項1に記載の燃焼バーナ。 - 前記供給部材は、前記供給口と連通する供給流路を有し、
前記二次空気ノズルとは別の位置に配置されている高温ガス供給装置が前記供給流路と接続され、
前記高温ガスは、前記二次空気よりも酸素濃度が高いガスを含む、
請求項1に記載の燃焼バーナ。 - 前記燃料ガス流路の中心軸と直交する断面で鉛直方向上側と下側とが対称になるとともに、前記中心軸を含む第1の中心面と、前記第1の中心面に直交し前記中心軸を含む第2の中心面に対して、前記燃料ガス流路は、第1内面と、前記第1の中心面を挟み前記第1内面と対向する第2内面と、前記第1面に直交する第3内面と、前記第2の中心面を挟み前記第3内面と対向する第4内面とで囲まれ、
前記第1内面と前記第2内面とは、前記燃料ガス噴射口に向かって、前記第1の中心面との距離が同じであり、
前記第3内面と前記第4内面とは、前記燃料ガス噴射口に向かって、前記第2の面との距離が同じである、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。 - 前記二次空気流路の前記二次空気ノズルの内面と前記第1の中心面とがなす角度は、0°以上で30°以下である、
請求項4に記載の燃焼バーナ。 - 前記供給部材は、前記第2の中心面と直交する方向に関して、所定の間隔をあけて互いに平行に複数配置される、
請求項4又は5に記載の燃焼バーナ。 - 前記第2の中心面と直交する方向に関して両側の端に配置される前記供給部材の前記供給口を開閉可能な閉塞部材を備え、
供給される前記炭素含有固体燃料の量に応じて、前記閉塞部材により前記供給口が開閉される、
請求項6に記載の燃焼バーナ。 - 第2の中心面と直交する方向に関して、前記第2の中心面を含む前記燃料ガス流路の中央部における前記供給口の配置密度は、前記第2の中心面に対して前記中央部の外側の前記燃料ガス流路の周縁部における前記供給口の配置密度よりも高い、
請求項6に記載の燃焼バーナ。 - 前記供給部材は、前記燃料ガス流路の内面の第1位置から前記燃料ガス流路の中心軸を含む第1の中心面側に突出する第1供給部材と、前記第1位置と対向する前記燃料ガス流路の内面の第2位置から前記第1の中心面側に突出する第2供給部材と、を含み、
前記第1位置と前記第2位置とは、前記第1の中心面を挟むように設けられる、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。 - 前記第1供給部材及び前記第2供給部材のそれぞれは、前記供給流路に面する内面と、前記内面の反対側を向く外面とを有し、
前記第1供給部材及び第2供給部材の少なくとも一方の前記供給口に続く前記外面は、前記中心軸と平行な仮想線に対して前記燃料ガス流路の下流側を向く方向へ前記仮想線との距離が大きくなるよう傾斜する第1傾斜面と、前記燃料ガス流路の下流側を向く方向へ向かって前記第1傾斜面との距離が大きくなるように傾斜する第2傾斜面と、を含む、
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。 - 前記供給口は、第1供給口と、前記燃料ガス流路の中心軸と直交する断面において前記燃料ガス流路の中心から前記第1供給口よりも離れている第2供給口と、を含み、
前記第1供給口からの前記高温ガスの供給量は、前記第2供給口からの前記高温ガスの供給量よりも多い、
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。 - 前記供給口からの前記高温ガスの供給量を調整する調整装置を備える、
請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。 - 少なくとも前記燃料ガス流路の上流側を向く前記供給部材の外周面に設けられ、前記微粉炭から前記供給部材を保護する保護膜を有する、
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。 - 前記供給部材は、前記二次空気流路に配置された流入口と、前記流入口において前記二次空気流路の内部に突出する流路関止め部と、前記流入口と前記供給口とを連通する供給流路とを有し、
前記高温ガスは、前記二次空気流路からの前記二次空気を含む、
請求項1に記載の燃焼バーナ。 - 前記供給部材は、前記二次空気流路に配置された流入口と、前記二次空気流路の内部に配置され前記二次空気流路の前記二次空気を前記流入口に収集するガス収集部と、前記流入口と前記供給口とを連通する供給流路とを有し、
前記高温ガスは、前記二次空気流路からの前記二次空気を含む、
請求項1に記載の燃焼バーナ。 - 前記燃料ガス流路内で、前記供給口から供給された前記高温ガスで内部保炎するように、前記供給口は、前記燃料ガス噴射口から、前記燃料ガス流路の上流側に所定距離離れた位置に配置され、
前記供給部材の軸方向の前記燃料ガスの流れ方向断面での長さをEとしたとき、
前記所定距離は、前記長さEの3.5倍以上5倍以下である、請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。 - 請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の燃焼バーナを備えるボイラ。
- 燃料ガス噴射口に向かう燃焼ノズルの燃料ガス流路に、炭素含有固体燃料と一次空気とを混合した燃料ガスを供給して、前記燃焼ノズルの前記燃料ガス噴射口から前記燃料ガスを噴射することと、
二次空気ノズルの二次空気流路に、所定温度に昇温させた二次空気を供給して、前記二次空気ノズルの二次空気噴射口から前記二次空気を噴射することと、
前記燃料ガス流路において前記燃料ガス噴射口より前記燃料ガスの上流側に配置された供給部材の供給口から前記燃料ガスよりも温度が高い酸素を含む高温ガスを供給して、前記燃料ガス流路内で内部保炎状態とすることと、
を含む燃料ガスの燃焼方法。
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