JP2019086191A

JP2019086191A - boiler

Info

Publication number: JP2019086191A
Application number: JP2017213255A
Authority: JP
Inventors: 咲子石原; Sakiko Ishihara; 聚偉張; Ju Wei Zhang; 隆政伊藤; Takamasa Ito
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: JP6950464B2

Abstract

To further reliably reduce nitrogen oxide (NOx) with a small amount of reductant by causing ammonia that is supplied as the reductant to arrive at a center part of a furnace or the like, in a boiler capable of combusting ammonia as fuel.SOLUTION: A boiler includes: a combustion device capable of combusting ammonia as fuel; a furnace to which the combustion device is mounted; a flue for guiding a combustion gas that is generated after the fuel is combusted; and an injection unit installed to at least one of the furnace and the flue in a downstream position of the combustion gas relative to the combustion device and injecting ammonia as reductant toward a central part in plan view of the furnace or flue.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ボイラに関するものである。 The present invention relates to a boiler.

下記特許文献１には、アンモニアを含む燃料を燃焼させる複合エネルギーシステムが開示されている。この複合エネルギーシステムは、二酸化炭素の排出量を削減することを目的として、主燃料である天然ガスにアンモニアを添加して燃焼させるものである。 Patent Document 1 below discloses a combined energy system that burns a fuel containing ammonia. This combined energy system is to add ammonia to natural gas, which is the main fuel, and burn it for the purpose of reducing carbon dioxide emissions.

特開２０１６−０３２３９１号公報JP, 2016-032391, A

ところで、アンモニアを燃料の一部として燃焼させた場合には燃焼ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の増加が懸念される。上記背景技術は、専ら二酸化炭素の排出量の削減を目的としており、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減さることについて何ら解決策を提示するものではない。天然ガスのような炭素燃料とアンモニアのような窒素含有燃料とを一緒に燃焼させる場合には、実用性の観点から窒素酸化物（ＮＯｘ）の増加を抑制することが必要不可欠である。 By the way, when ammonia is combusted as a part of fuel, there is a concern that nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas will increase. The above-mentioned background art is aimed solely at reducing carbon dioxide emissions and does not provide any solution for reducing nitrogen oxides (NOx). In the case where a carbon fuel such as natural gas and a nitrogen-containing fuel such as ammonia are burned together, it is essential to suppress the increase in nitrogen oxides (NOx) from the viewpoint of practicality.

例えば、アンモニアには窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する性質を有していることから、燃料と供給するアンモニアと別に、燃焼ガスに対して還元剤としてアンモニアを供給することが考えられる。燃焼ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）は、数ｐｐｍ程度の微量なものであるため、この窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元するために必要となるアンモニアの供給量も少量となる。必要以上に還元剤として供給するアンモニアの流量を増加させると、排ガス中にアンモニアが残存するため、実際に還元剤として供給するアンモニアは少量に抑える必要がある。しかしながら、少量のアンモニアを供給する場合には火炉等の壁面から供給したアンモニアが火炉等の内部に到達することができず、十分に窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元することができない。 For example, since ammonia has the property of reducing nitrogen oxides (NOx), it is conceivable to supply ammonia as a reducing agent to combustion gas separately from the fuel and the supplied ammonia. Since nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas are as small as several ppm, the amount of supply of ammonia required to reduce the nitrogen oxides (NOx) is also small. If the flow rate of ammonia supplied as a reducing agent is increased more than necessary, ammonia remains in the exhaust gas, so the amount of ammonia actually supplied as a reducing agent needs to be reduced to a small amount. However, when a small amount of ammonia is supplied, the ammonia supplied from the wall surface of the furnace or the like can not reach the inside of the furnace or the like, and the nitrogen oxides (NOx) can not be sufficiently reduced.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、アンモニアを燃料として燃焼可能なボイラにおいて、還元剤として供給するアンモニアを火炉等の中心部に到達させることで、少量の還元剤によって窒素酸化物（ＮＯｘ）をより確実に還元させることを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in a boiler capable of burning ammonia as a fuel, nitrogen supplied by a small amount of reducing agent is achieved by causing ammonia supplied as a reducing agent to reach a central portion of a furnace or the like. The object is to more reliably reduce oxides (NOx).

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。 The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-mentioned problems.

第１の発明は、アンモニアを燃料として燃焼可能な燃焼装置と、上記燃焼装置が取り付けられた火炉と、燃料が燃焼されて発生した燃焼ガスを案内する煙道とを備えるボイラであって、上記燃焼装置よりも燃焼ガスの下流位置にて上記火炉及び上記煙道の少なくとも一方に設置されると共に、アンモニアを還元剤として上記火炉あるいは上記煙道の平面視中央部に向けて噴射する噴射部を備えるという構成を採用する。 A first invention is a boiler comprising: a combustion device capable of burning ammonia as fuel; a furnace to which the combustion device is attached; and a flue for guiding a combustion gas generated by burning the fuel, An injection unit installed in at least one of the furnace and the flue at a position downstream of the combustion apparatus and at a position downstream of the combustion gas and injecting ammonia as a reducing agent toward the furnace or the central portion of the flue in plan view Adopt a configuration to prepare.

第２の発明は、上記第１の発明において、上記噴射部が、上記火炉あるいは上記煙道の壁部に設けられると共に、供給されたアンモニアの流速を増大させて平面視側方から上記平面視中央部に向けて噴射する噴射ノズルであるという構成を採用する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the injection section is provided on the wall of the furnace or the flue, and the flow velocity of the supplied ammonia is increased to make the plan view viewed from the side A configuration is adopted in which the injection nozzle jets toward the central portion.

第３の発明は、上記第２の発明において、上記噴射ノズルが、上記アンモニアを噴射する噴射開口を１つのみ有するという構成を採用する。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the injection nozzle has only one injection opening for injecting the ammonia.

第４の発明は、上記第２または第３の発明において、異なる流速で上記アンモニアを噴射する複数の噴射ノズルを備えるという構成を採用する。 According to a fourth aspect of the invention, in the second or third aspect of the invention, a configuration is adopted in which a plurality of injection nozzles for injecting the ammonia at different flow rates are provided.

第５の発明は、上記第１の発明において、上記噴射部が、上記火炉の上部に配設された過熱器に固定されると共に上記アンモニアを下方に向けて噴出する複数のポートを有する下方噴射管であるという構成を採用する。 According to a fifth invention, in the first invention, the injection unit includes a plurality of ports fixed to a superheater disposed at an upper portion of the furnace and injecting the ammonia downward. Adopt a configuration that is a tube.

第６の発明は、上記第１の発明において、上記噴射部が、上記火炉あるいは上記煙道の少なくとも一方の内部に配設されると共に複数のノズルが設けられたノズルヘッダであるという構成を採用する。 According to a sixth aspect of the invention, in the first aspect, the injection section is a nozzle header disposed inside at least one of the furnace and the flue and being provided with a plurality of nozzles. Do.

第７の発明は、上記第１の発明において、上記噴射部が、先端部が上記平面視中央部に位置すると共に上記先端部に複数の噴射開口を有する複数開口型噴射ノズルであるという構成を採用する。 A seventh invention is according to the first invention, wherein the jet portion is a multi-aperture jet nozzle having a tip end located at the central portion in the plan view and having a plurality of jet openings at the tip end. adopt.

第８の発明は、上記第７の発明において、水平方向に上記アンモニアを噴射する上記噴射開口と、鉛直方向に上記アンモニアを噴射する上記噴射開口とを有するという構成を採用する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, a configuration is adopted in which the injection opening for injecting the ammonia in the horizontal direction and the injection opening for injecting the ammonia in the vertical direction are provided.

本発明によれば、還元剤として作用するアンモニアが噴射部によって火炉あるいは煙道の平面視中央部に向けて噴射される。このため、例えば火炉や煙道の壁部にポートを設けて還元剤として作用するアンモニアを供給する場合と比較して、当該アンモニアを確実に火炉あるいは煙道の平面視中央部に到達させることができる。したがって、本発明によれば、アンモニアを燃料として燃焼可能なボイラにおいて、還元剤として供給するアンモニアを火炉等の中心部に容易に到達させることが可能となる。 According to the present invention, the ammonia acting as the reducing agent is injected by the injection unit toward the central portion of the furnace or the flue in a plan view. For this reason, for example, compared with the case where a port is provided in the wall of a furnace or a flue to supply ammonia acting as a reducing agent, the ammonia can be reliably made to reach the central portion in plan view of the furnace or the flue. it can. Therefore, according to the present invention, in a boiler capable of burning ammonia as fuel, it is possible to easily cause ammonia supplied as a reducing agent to reach a central portion of a furnace or the like.

本発明の第１実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part structure of the boiler of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態のボイラが備える噴射ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the injection | spray nozzle with which the boiler of 1st Embodiment of this invention is provided. 本発明の第２実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part structure of the boiler of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part structure of the boiler of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part structure of the boiler of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part structure of the boiler of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態のボイラが備える噴射ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the injection | spray nozzle with which the boiler of 5th Embodiment of this invention is provided. 本発明の第５実施形態のボイラが備える噴射ノズルの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the injection | spray nozzle with which the boiler of 5th Embodiment of this invention is provided. 本発明の第６実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part structure of the boiler of 6th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明に係るボイラの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of a boiler according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

（第１実施形態）
図１は、本第１実施形態のボイラ１の要部構成を示す模式図である。図１に示すように、ボイラ１は、火炉２と、煙道３と、バーナ４（燃焼装置）と、二段燃焼空気供給部５と、アンモニア供給部６と、微粉炭供給部７とを備えている。 First Embodiment
FIG. 1: is a schematic diagram which shows the principal part structure of the boiler 1 of the 1st Embodiment of this invention. As shown in FIG. 1, the boiler 1 includes a furnace 2, a flue 3, a burner 4 (combustion device), a two-stage combustion air supply unit 5, an ammonia supply unit 6, and a pulverized coal supply unit 7. Have.

火炉２は、垂直かつ筒状に設けられた炉壁によって構成され、アンモニアや微粉炭等の燃料を燃焼させて燃焼熱を発生させる炉体である。この火炉２では、燃料が燃焼することによって高温の燃焼ガスが発生する。また、火炉２の底部には、燃料の燃焼によって発生する灰分を外部に排出する排出口２ａが設けられている。 The furnace 2 is constituted by a vertically and cylindrically provided furnace wall, and is a furnace body that burns fuel such as ammonia and pulverized coal to generate combustion heat. In the furnace 2, high temperature combustion gas is generated by burning the fuel. Further, the bottom of the furnace 2 is provided with a discharge port 2a for discharging the ash generated by the combustion of the fuel to the outside.

煙道３は、火炉２の上部と接続され、火炉２で発生した燃焼ガスを排ガスとして外部に案内する。このような煙道３は、火炉２の上部から水平に延出する水平煙道３ａと、水平煙道３ａの端部から下方に延出する後部煙道３ｂとを備えている。 The flue 3 is connected to the upper part of the furnace 2 and guides the combustion gas generated in the furnace 2 to the outside as exhaust gas. The flue 3 includes a horizontal flue 3a extending horizontally from the top of the furnace 2 and a rear flue 3b extending downward from the end of the horizontal flue 3a.

なお、図１では省略しているが、ボイラ１は、火炉２の上部等に設置される過熱器を備えている。過熱器は、火炉２で発生した燃焼熱と水とを熱交換することによって水蒸気を生成する。また、図１では省略しているが、ボイラ１は、必要に応じて再熱器、節炭器、空気予熱器等を備える。 Although not shown in FIG. 1, the boiler 1 includes a superheater installed in the upper part of the furnace 2 or the like. The superheater generates water vapor by heat exchange between the heat of combustion generated in the furnace 2 and water. Moreover, although abbreviate | omitted in FIG. 1, the boiler 1 is equipped with a reheater, a economizer, an air preheater etc. as needed.

バーナ４は、火炉２の下部の壁部に配置されている。このバーナ４は、火炉２の周方向に複数設置されている。また、図１では省略しているが、バーナ４は、火炉２の高さ方向にも複数設置されている。これらのバーナ４は、火炉２の下部に二次元状かつ対向配置されており、燃料を噴射して燃焼させる。これらのバーナ４は、何れもアンモニア及び微粉炭を燃料として火炉２内に噴射可能な複合バーナである。なお、図１では省略しているが、火炉２にはバーナ４から噴射された燃料（アンモニア及び微粉炭）を着火させる着火装置が設けられている。また、図１では省略しているが、ボイラ１は、バーナ４に対して燃焼空気を供給する燃焼空気供給部を有している。各バーナ４から火炉２内に燃焼空気と共に噴射された燃料（アンモニア及び微粉炭）は、上述の着火装置の働きによって着火して燃焼する。 The burner 4 is disposed on the lower wall of the furnace 2. A plurality of burners 4 are installed in the circumferential direction of the furnace 2. Further, although not shown in FIG. 1, a plurality of burners 4 are installed in the height direction of the furnace 2. These burners 4 are arranged two-dimensionally in the lower part of the furnace 2 so as to face each other, and inject fuel to burn them. Each of these burners 4 is a composite burner capable of being injected into the furnace 2 using ammonia and pulverized coal as fuel. Although not shown in FIG. 1, the furnace 2 is provided with an ignition device for igniting the fuel (ammonia and pulverized coal) injected from the burner 4. Although not shown in FIG. 1, the boiler 1 has a combustion air supply unit that supplies combustion air to the burner 4. The fuel (ammonia and pulverized coal) injected together with the combustion air from each burner 4 into the furnace 2 is ignited and burned by the action of the above-mentioned ignition device.

なお、ボイラ１に設置されるバーナ４は、全てが上述のような複合バーナである必要はない。例えば、石炭専焼のバーナやアンモニア専焼のバーナを備える構成を採用することもできる。ただし、本実施形態のボイラ１においては、少なくとも１つのバーナ４がアンモニアを燃料として燃焼可能とされており、火炉２の内部にてアンモニアと微粉炭との混焼が可能とされている。 The burners 4 installed in the boiler 1 do not have to be all composite burners as described above. For example, a configuration provided with a coal-only burner or an ammonia-only burner may be employed. However, in the boiler 1 of the present embodiment, at least one burner 4 can burn using ammonia as a fuel, and mixed combustion of ammonia and pulverized coal can be performed inside the furnace 2.

ここで、アンモニアは、分子式（ＮＨ_３）によって示されるように水素（Ｈ）と窒素（Ｎ）との化合物であり、構成原子として炭素（Ｃ）を含まない。また、このアンモニア（低炭素燃料）は、難燃性の物質として知られるものの、メタン（ＣＨ_３）と同様に３つの水素原子を有する水素キャリア物質である。一方、微粉炭は、化石燃料である石炭を数マイクロメートル程度の大きさまで粉砕処理したものであり、ボイラ用の燃料として一般的に使用されている。すなわち、アンモニアは、微粉炭（炭素燃料）よりも炭素濃度が低い低炭素燃料である。 Here, ammonia is a compound of hydrogen (H) and nitrogen (N) as shown by molecular formula (NH ₃ ), and does not contain carbon (C) as a constituent atom. Moreover, although this ammonia (low carbon fuel) is known as a flame-retardant substance, it is a hydrogen carrier substance having three hydrogen atoms like methane (CH ₃ ). On the other hand, pulverized coal is obtained by crushing coal which is fossil fuel to a size of about several micrometers, and is generally used as a fuel for a boiler. That is, ammonia is a low carbon fuel having a lower carbon concentration than pulverized coal (carbon fuel).

二段燃焼空気供給部５は、バーナ４の上方にて火炉２と接続されており、火炉２の内部に二段燃焼用の空気を供給する。このような二段燃焼空気供給部５によって二段燃焼用の空気を供給することで、バーナ４で燃焼された燃料の未燃分が二段燃焼空気によって燃焼され、ボイラ１の収熱性能を高めると共に、排ガスに含まれる燃料の未燃分を減少させることができる。 The two-stage combustion air supply unit 5 is connected to the furnace 2 above the burner 4 and supplies air for two-stage combustion to the inside of the furnace 2. By supplying air for two-stage combustion by such a two-stage combustion air supply unit 5, the unburned portion of the fuel burned by the burner 4 is burned by the two-stage combustion air, and the heat collecting performance of the boiler 1 As well as enhancing, it is possible to reduce the unburned content of the fuel contained in the exhaust gas.

アンモニア供給部６は、アンモニア供給源６ａと、燃料アンモニア供給部６ｂと、還元剤供給部６ｃと、アンモニア供給制御装置６ｄとを備えている。アンモニア供給源６ａは、アンモニアを貯蔵するタンク等からなる。なお、アンモニア供給源６ａは、必ずしもアンモニア供給部６の構成要素である必要はない。つまり、アンモニア供給部６は、外部に設置されたアンモニア供給源６ａからアンモニアを取り込むようにしても良い。 The ammonia supply unit 6 includes an ammonia supply source 6a, a fuel ammonia supply unit 6b, a reducing agent supply unit 6c, and an ammonia supply control device 6d. The ammonia supply source 6a comprises a tank or the like for storing ammonia. The ammonia supply source 6 a does not necessarily have to be a component of the ammonia supply unit 6. That is, the ammonia supply unit 6 may take in ammonia from the ammonia supply source 6a installed outside.

燃料アンモニア供給部６ｂは、アンモニア供給源６ａとバーナ４とを接続する燃料アンモニア供給配管６ｂ１と、燃料アンモニア供給配管６ｂ１の途中部位に設置される全体流量調節弁６ｂ２及び燃料アンモニア流量調節弁６ｂ３とを備えている。燃料アンモニア供給配管６ｂ１は、アンモニア供給源６ａから供給されたアンモニアのうち、バーナ４に燃料として供給される分（燃料アンモニア）を案内する配管である。全体流量調節弁６ｂ２は、アンモニア供給源６ａから燃料アンモニア供給配管６ｂ１に供給されるアンモニアの全体流量を調節するバルブである。なお、アンモニアの全体流量は、燃料アンモニアの流量に対して、還元剤供給部６ｃを介して還元剤として火炉２等に供給されるアンモニア（還元剤アンモニア）の流量を加えた流量となる。燃料アンモニア流量調節弁６ｂ３は、全体流量調節弁６ｂ２よりも下流側に配置されており、燃料アンモニアの流量を調節するバルブである。 The fuel ammonia supply unit 6b includes a fuel ammonia supply pipe 6b1 connecting the ammonia supply source 6a and the burner 4, and a total flow control valve 6b2 and a fuel ammonia flow control valve 6b3 installed in the middle of the fuel ammonia supply pipe 6b1. Is equipped. The fuel ammonia supply pipe 6b1 is a pipe for guiding a portion (fuel ammonia) to be supplied as a fuel to the burner 4 among the ammonia supplied from the ammonia supply source 6a. The overall flow rate control valve 6b2 is a valve for adjusting the overall flow rate of ammonia supplied from the ammonia supply source 6a to the fuel ammonia supply pipe 6b1. The total flow rate of ammonia is a flow rate obtained by adding the flow rate of ammonia (reducing agent ammonia) supplied to the furnace 2 or the like as a reducing agent via the reducing agent supply unit 6c to the flow rate of fuel ammonia. The fuel ammonia flow control valve 6b3 is disposed downstream of the total flow control valve 6b2, and is a valve that controls the flow rate of the fuel ammonia.

還元剤供給部６ｃは、バーナ４よりも燃焼ガスの下流位置（すなわち上方）に還元剤アンモニアを供給するものであり、火炉２に接続された還元剤供給配管６ｃ１と、還元剤供給配管６ｃ１の途中部位に設置された還元剤流量調節弁６ｃ２と、還元剤供給配管６ｃ１に接続された噴射ノズル６ｃ３（噴射部）とを備えている。還元剤供給配管６ｃ１は、全体流量調節弁６ｂ２と燃料アンモニア流量調節弁６ｂ３との間にて一端が燃料アンモニア供給配管６ｂ１と接続されている。この還元剤供給配管６ｃ１は、燃料アンモニア供給部６ｂから燃料アンモニアの一部を取り込んで、還元剤アンモニアとして噴射ノズル６ｃ３に案内する。還元剤流量調節弁６ｃ２は、還元剤アンモニアの流量を調節するバルブである。 The reducing agent supply unit 6c supplies reducing agent ammonia to a downstream position (that is, the upper side) of the combustion gas than the burner 4, and includes reducing agent supply piping 6c1 connected to the furnace 2 and reducing agent supply piping 6c1. A reducing agent flow rate control valve 6c2 installed at an intermediate position, and an injection nozzle 6c3 (injection part) connected to the reducing agent supply pipe 6c1 are provided. One end of the reducing agent supply pipe 6c1 is connected to the fuel ammonia supply pipe 6b1 between the total flow rate control valve 6b2 and the fuel ammonia flow rate control valve 6b3. The reducing agent supply pipe 6c1 takes in part of the fuel ammonia from the fuel ammonia supply unit 6b, and guides it to the injection nozzle 6c3 as reducing agent ammonia. The reducing agent flow rate control valve 6c2 is a valve that adjusts the flow rate of reducing agent ammonia.

図２（ａ）は噴射ノズル６ｃ３の軸芯Ｌを含む面での断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。これらの図に示すように、噴射ノズル６ｃ３は、軸芯Ｌを中心とする円筒形状の直管型のノズルであり、還元剤アンモニアを噴射する噴射開口２０を先端に１つのみ有している。噴射開口２０は、噴射ノズル６ｃ３の軸芯Ｌと中心が重なるように形成されている。つまり、図２（ｂ）に示すように、噴射開口２０は、噴射ノズル６ｃ３の軸芯Ｌに沿った方向から見て、噴射ノズル６ｃ３の中央に形成されている。また、噴射開口２０の直径Ｄ１は、噴射ノズル６ｃ３の内部流路の直径Ｄ２よりも小さく設定されている。このような噴射ノズル６ｃ３は、還元剤供給配管６ｃ１から内部流路に供給された還元剤アンモニアを噴射開口２０から外部に噴射する。このとき、噴射ノズル６ｃ３が、内部流路の直径Ｄ２よりも小さな直径Ｄ１を有する噴射開口２０を１つのみ有しているため、内部流路に供給された還元剤アンモニアは、噴射開口２０を通過する際に加速される。つまり、噴射ノズル６ｃ３は、内部流路に供給された還元剤アンモニアを、流速を増大させて噴射する。 Fig.2 (a) is sectional drawing in the surface containing axial center L of injection | spray nozzle 6c3, FIG.2 (b) is AA sectional drawing of Fig.2 (a). As shown in these figures, the injection nozzle 6c3 is a cylindrical straight pipe type nozzle centered on the axis L, and has only one injection opening 20 for injecting the reducing agent ammonia at its tip. . The injection opening 20 is formed such that the center thereof overlaps with the axial center L of the injection nozzle 6c3. That is, as shown in FIG. 2B, the injection opening 20 is formed at the center of the injection nozzle 6c3 as viewed from the direction along the axis L of the injection nozzle 6c3. Further, the diameter D1 of the injection opening 20 is set smaller than the diameter D2 of the internal flow passage of the injection nozzle 6c3. Such an injection nozzle 6c3 injects the reducing agent ammonia supplied from the reducing agent supply pipe 6c1 to the internal flow path from the injection opening 20 to the outside. At this time, since the injection nozzle 6c3 has only one injection opening 20 having a diameter D1 smaller than the diameter D2 of the inner flow passage, the reducing agent ammonia supplied to the inner flow passage is the injection opening 20 It accelerates when passing. That is, the injection nozzle 6c3 injects the reducing agent ammonia supplied to the internal flow passage with the flow velocity increased.

図１に示すように、噴射ノズル６ｃ３は、還元剤供給配管６ｃ１と接続された根元部が火炉２に固定されようにして火炉２の壁部に設けられており、先端を火炉２の平面視中央部に向かうように水平配置されている。つまり、噴射ノズル６ｃ３は、噴射開口２０が火炉２の平面視中央部に向かうように水平配置されている。このような噴射ノズル６ｃ３は、還元剤供給配管６ｃ１から供給された還元剤アンモニアを、流速を増大させて火炉２の平面視側方から平面視中央部に向けて噴射する。なお、図１に示すように、噴射ノズル６ｃ３は複数設けられている。これらの噴射ノズル６ｃ３は、例えば、同一高さ位置にて火炉２の中央を囲むように配列されている。 As shown in FIG. 1, the injection nozzle 6 c 3 is provided on the wall of the furnace 2 so that the root connected to the reducing agent supply pipe 6 c 1 is fixed to the furnace 2. It is horizontally arranged to go to the center. That is, the injection nozzle 6c3 is horizontally disposed such that the injection opening 20 is directed to the central portion of the furnace 2 in plan view. Such an injection nozzle 6c3 injects the reducing agent ammonia supplied from the reducing agent supply pipe 6c1 toward the central portion in plan view from the side in plan view of the furnace 2 while increasing the flow velocity. In addition, as shown in FIG. 1, the injection nozzle 6c3 is provided with two or more. These injection nozzles 6c3 are arranged, for example, so as to surround the center of the furnace 2 at the same height position.

例えば、図１に示すように、火炉２及び煙道３の内部を、火炎が形成されるバーナ領域Ｒ１と、二段燃焼が行われる二段燃焼領域Ｒ２と、火炉２の上部及び水平煙道３ａの内部を含む上部領域Ｒ３と、後部煙道３ｂの内部を含む後部領域Ｒ４とに分ける。ここで、本実施形態においては、還元剤供給部６ｃは、二段燃焼領域Ｒ２に噴射ノズル６ｃ３が設けられ、二段燃焼領域Ｒ２に還元剤アンモニアを供給する。ただし、還元剤アンモニアをバーナ領域Ｒ１、上部領域Ｒ３あるいは後部領域Ｒ４に供給することも可能である。また、還元剤アンモニアを、バーナ領域Ｒ１、二段燃焼領域Ｒ２、上部領域Ｒ３及び後部領域Ｒ４の複数に供給することも可能である。 For example, as shown in FIG. 1, the inside of the furnace 2 and the flue 3 is divided into a burner area R1 where a flame is formed, a two-stage combustion area R2 where two-stage combustion is performed, an upper part of the furnace 2 and a horizontal flue. It divides into upper field R3 including the inside of 3a, and back field R4 including the inside of back flue 3b. Here, in the present embodiment, the reducing agent supply unit 6c is provided with the injection nozzle 6c3 in the two-stage combustion region R2, and supplies the reducing agent ammonia to the two-stage combustion region R2. However, it is also possible to supply the reducing agent ammonia to the burner region R1, the upper region R3 or the rear region R4. It is also possible to supply reductant ammonia to a plurality of burner area R1, two-stage combustion area R2, upper area R3 and rear area R4.

アンモニア供給制御装置６ｄは、全体流量調節弁６ｂ２、燃料アンモニア流量調節弁６ｂ３及び還元剤流量調節弁６ｃ２を制御し、全体流量調節弁６ｂ２、燃料アンモニア流量調節弁６ｂ３及び還元剤流量調節弁６ｃ２の開度を調節する。アンモニア供給制御装置６ｄは、外部の指令等に基づいて、全体流量調節弁６ｂ２の開度を調節することによってアンモニア供給源６ａから取り込まれるアンモニアの全体流量を調節する。 The ammonia supply controller 6 d controls the total flow control valve 6 b 2, the fuel ammonia flow control valve 6 b 3 and the reducing agent flow control valve 6 c 2, and controls the total flow control valve 6 b 2, the fuel ammonia flow control valve 6 b 3 and the reducing agent flow control valve 6 c 2. Adjust the opening degree. The ammonia supply control device 6d adjusts the total flow rate of ammonia taken in from the ammonia supply source 6a by adjusting the opening degree of the total flow control valve 6b2 based on an external command or the like.

また、燃料アンモニア流量調節弁６ｂ３と還元剤流量調節弁６ｃ２との開度によって、アンモニア供給源６ａから取り込まれるアンモニアの燃料アンモニアと還元剤アンモニアとへの配分が定まる。つまり、燃料アンモニア流量調節弁６ｂ３と還元剤流量調節弁６ｃ２とは、燃料アンモニアと還元剤アンモニアとの配分割合を調節する機構（配分調節機構６ｂ４）を構成している。アンモニア供給制御装置６ｄは、これらの燃料アンモニア流量調節弁６ｂ３と還元剤流量調節弁６ｃ２と含む配分調節機構６ｂ４を制御することによって、燃料アンモニアと還元剤アンモニアとの配分割合を調節する。 Further, the distribution of the ammonia taken in from the ammonia supply source 6a to the fuel ammonia and the reducing agent ammonia is determined by the opening degree of the fuel ammonia flow control valve 6b3 and the reducing agent flow control valve 6c2. That is, the fuel ammonia flow control valve 6b3 and the reducing agent flow control valve 6c2 constitute a mechanism (distribution adjusting mechanism 6b4) for adjusting the distribution ratio of the fuel ammonia and the reducing agent ammonia. The ammonia supply control device 6d controls the distribution adjustment mechanism 6b4 including the fuel ammonia flow control valve 6b3 and the reducing agent flow control valve 6c2 to adjust the distribution ratio between the fuel ammonia and the reducing agent ammonia.

また、本実施形態においてアンモニア供給制御装置６ｄは、還元剤アンモニアの流量と燃料アンモニアの流量とを合わせたアンモニアの全体流量を、還元剤アンモニアの流量に合わせて調節する制御する。例えば、本実施形態においてアンモニア供給制御装置６ｄは、還元剤アンモニアの流量を増加する場合には、全体流量調節弁６ｂ２の開度を増加し、アンモニアの全体流量を還元剤アンモニアの流量の増加分と同一分増加する。また、本実施形態においてアンモニア供給制御装置６ｄは、還元剤アンモニアの流量を減少する場合には、全体流量調節弁６ｂ２の開度を減少し、アンモニアの全体流量を還元剤アンモニアの流量の減少分と同一分減少する。この結果、バーナ４に供給される燃料アンモニアの流量を常に一定とすることが可能となる。 Further, in the present embodiment, the ammonia supply control device 6d controls the total flow rate of ammonia, which is the sum of the flow rate of the reducing agent ammonia and the flow rate of the fuel ammonia, in accordance with the flow rate of the reducing agent ammonia. For example, in the present embodiment, when increasing the flow rate of reducing agent ammonia, the ammonia supply control device 6d increases the opening degree of the total flow rate control valve 6b2 to increase the total flow rate of ammonia by the increase of the flow rate of reducing agent ammonia. It increases by the same amount. Further, in the present embodiment, when reducing the flow rate of the reducing agent ammonia, the ammonia supply control device 6 d decreases the opening degree of the total flow rate control valve 6 b 2 to reduce the total flow rate of ammonia by the reduction of the flow rate of reducing agent ammonia. It decreases by the same amount. As a result, the flow rate of the fuel ammonia supplied to the burner 4 can be made constant at all times.

微粉炭供給部７は、バーナ４と接続されており、石炭を粉砕して微粉炭とすると共に微粉炭をバーナ４に対して供給する。この微粉炭供給部７は、例えば石炭を数マイクロメートル程度の粒径まで粉砕して微粉炭とするミルと、ミルによって生成された微粉炭をバーナ４に供給する給炭機とを備えている。なお、微粉炭供給部７は、給炭機を備えずにミルから直接的に微粉炭をバーナ４に供給する構成とすることもできる。 The pulverized coal supply unit 7 is connected to the burner 4 and pulverizes coal into pulverized coal and supplies the pulverized coal to the burner 4. The pulverized coal supply unit 7 includes, for example, a mill for pulverizing coal to a particle size of several micrometers to form pulverized coal, and a feeder for supplying pulverized coal produced by the mill to the burner 4 . The pulverized coal supply unit 7 may be configured to supply pulverized coal to the burner 4 directly from the mill without providing a coal feeder.

このような本実施形態のボイラ１では、アンモニア供給部６からバーナ４に燃料アンモニアが供給され、微粉炭供給部７からバーナ４に微粉炭が供給され、燃料アンモニア及び微粉炭を燃料としてバーナ４で火炎が形成される。また、二段燃焼空気供給部５によって二段燃焼用の空気が火炉２の内部に供給されることによって、燃焼ガスに含まれる未燃の燃料が燃焼される。燃料が燃焼されることで生成された燃焼ガスは、火炉２の下部から上部に移動し、煙道３を通じて外部に案内される。 In the boiler 1 according to the present embodiment, fuel ammonia is supplied from the ammonia supply unit 6 to the burner 4, pulverized coal is supplied from the pulverized coal supply unit 7 to the burner 4, and the burner 4 is used with fuel ammonia and pulverized coal as fuel. The flame is formed. Further, the air for two-stage combustion is supplied to the inside of the furnace 2 by the two-stage combustion air supply unit 5, whereby the unburned fuel contained in the combustion gas is burned. The combustion gas generated by burning the fuel moves from the bottom to the top of the furnace 2 and is guided to the outside through the flue 3.

また、本実施形態のボイラ１では、燃料アンモニアの一部がアンモニア供給部６の還元剤供給部６ｃによって還元剤アンモニアとして火炉２の内部に供給される。この結果、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元される。このとき、還元剤アンモニアは、噴射ノズル６ｃ３によって、流速が増大されて、火炉２の平面視中央部に向けて噴射される。このように噴射された還元剤アンモニアは、流速が速いことから貫通力が増し、火炉２の平面視中央部まで到達する。このため、火炉２の平面視中央部においても、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元することができる。 Further, in the boiler 1 of the present embodiment, a part of the fuel ammonia is supplied to the inside of the furnace 2 as reducing agent ammonia by the reducing agent supply unit 6 c of the ammonia supply unit 6. As a result, nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas are reduced. At this time, the reducing agent ammonia is increased in flow velocity by the injection nozzle 6 c 3 and injected toward the center of the furnace 2 in plan view. Since the reductant ammonia injected in this manner has a high flow rate, the penetration power is increased, and reaches the central portion of the furnace 2 in plan view. Therefore, nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas can be reduced also in the central portion of the furnace 2 in plan view.

以上のような本実施形態のボイラ１によれば、還元剤アンモニアが噴射ノズル６ｃ３によって火炉２の平面視中央部に向けて噴射される。このため、例えば火炉２や煙道３の壁部にポートを設けて還元剤アンモニアを供給する場合と比較して、還元剤アンモニアを確実に火炉２の平面視中央部に到達させることができる。したがって、本実施形態のボイラ１によれば、アンモニアを燃料として燃焼可能なボイラにおいて、還元剤として供給するアンモニアを火炉等の中心部に容易に到達させることが可能となる。したがって、本実施形態のボイラ１によれば、還元剤として供給するアンモニアを火炉２の中心部に容易に到達させることが可能となり、還元剤として供給されるアンモニアを最小限に抑えつつ、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）をより確実に還元することが可能となる。 According to the boiler 1 of the present embodiment as described above, the reducing agent ammonia is injected toward the center of the furnace 2 in plan view by the injection nozzle 6c3. For this reason, compared with the case where a port is provided in the wall part of the furnace 2 or the flue 3 and the reducing agent ammonia is supplied, for example, the reducing agent ammonia can surely reach the central part in plan view of the furnace 2. Therefore, according to the boiler 1 of the present embodiment, in a boiler capable of burning ammonia as fuel, it is possible to easily cause the ammonia supplied as a reducing agent to reach the central portion of a furnace or the like. Therefore, according to the boiler 1 of the present embodiment, the ammonia supplied as the reducing agent can be easily reached to the central portion of the furnace 2, and the combustion gas is suppressed while the ammonia supplied as the reducing agent is minimized. It is possible to more reliably reduce nitrogen oxides (NOx) contained in the catalyst.

また、本実施形態のボイラ１においては、火炉２の壁部に設けられると共に、供給されたアンモニアの流速を増大させて平面視側方から平面視中央部に向けて噴射する噴射ノズル６ｃ３によって、還元剤アンモニアを火炉２の平面視中央部に到達させている。このため、簡易な構造で、還元剤として供給するアンモニアを火炉２の中心部に容易に到達させることが可能となる。 Further, in the boiler 1 of the present embodiment, the injection nozzle 6c3 is provided on the wall of the furnace 2 and increases the flow velocity of the supplied ammonia to inject it from the side in plan view toward the center in plan view. The reducing agent ammonia is allowed to reach the central portion of the furnace 2 in plan view. For this reason, it becomes possible to make ammonia supplied as a reducing agent reach the center part of furnace 2 easily by simple structure.

また、本実施形態のボイラ１においては、噴射ノズル６ｃ３が、還元剤アンモニアを噴射する噴射開口２０を１つのみ備えている。このため、簡易な構造にて、噴射ノズル６ｃ３の内部流路に供給された還元剤アンモニアを加速させることが可能となる。 Moreover, in the boiler 1 of this embodiment, the injection | spray nozzle 6c3 is equipped with only one injection opening 20 which injects reducing agent ammonia. For this reason, it becomes possible to accelerate reducing agent ammonia supplied to the internal channel of injection nozzle 6c3 by simple structure.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。 Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the second embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図３は、本第２実施形態のボイラ１Ａの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本第２実施形態のボイラ１Ａでは、噴射ノズル６ｃ３が高さ方向に配列されて複数設けられている。高さ方向にて異なる位置に配置された噴射ノズル６ｃ３は、直径の異なる噴射開口２０（図２参照）を有しており、異なる流速にて還元剤アンモニアを噴射する。つまり、本実施形態においては、異なる流速で還元剤アンモニアを噴射する複数の噴射ノズル６ｃ３を備えている。 FIG. 3: is a schematic diagram which shows the principal part structure of the boiler 1A of this 2nd Embodiment. As shown in this figure, in the boiler 1A of the second embodiment, a plurality of injection nozzles 6c3 are arranged in the height direction. The injection nozzles 6c3 disposed at different positions in the height direction have injection openings 20 (see FIG. 2) having different diameters, and inject reductant ammonia at different flow rates. That is, in the present embodiment, the plurality of injection nozzles 6c3 for injecting the reducing agent ammonia at different flow rates are provided.

また、本実施形態のボイラ１Ａでは、還元剤供給配管６ｃ１の先端部が分岐し、各々の噴射ノズル６ｃ３に接続されている。また、分岐した還元剤供給配管６ｃ１の先端部の各々に対して、アンモニア供給制御装置６ｄによって開閉される開閉弁６ｃ８が設けられている。 Further, in the boiler 1A of the present embodiment, the tip end portion of the reducing agent supply pipe 6c1 is branched and connected to the respective injection nozzles 6c3. Further, an open / close valve 6c8 which is opened and closed by the ammonia supply control device 6d is provided for each of the leading end portions of the branched reducing agent supply piping 6c1.

このような本実施形態のボイラ１Ａによれば、各々の開閉弁６ｃ８の開閉を調節することによって、還元剤アンモニアを噴射する噴射ノズル６ｃ３を選択することによって、還元剤アンモニアの流速を変更することが可能となる。 According to the boiler 1A of the present embodiment, the flow velocity of the reducing agent ammonia is changed by selecting the injection nozzle 6c3 for injecting the reducing agent ammonia by adjusting the opening and closing of each on-off valve 6c8. Is possible.

例えば、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）によって、必要となる還元剤アンモニアの流量が定まる。この還元剤アンモニアの流量が少ない場合には、相対的に速い流速にて還元剤アンモニアを噴射する噴射ノズル６ｃ３から火炉２の内部に還元剤アンモニアを噴射する。反対に、必要となる還元剤アンモニアの流量が多い場合には、相対的に遅い流速にて還元剤アンモニアを噴射する噴射ノズル６ｃ３から火炉２の内部に還元剤アンモニアを噴射する。 For example, the nitrogen oxide (NOx) contained in the combustion gas determines the necessary flow rate of reductant ammonia. When the flow rate of the reducing agent ammonia is small, the reducing agent ammonia is injected into the interior of the furnace 2 from the injection nozzle 6c3 which injects the reducing agent ammonia at a relatively high flow rate. On the other hand, when the flow rate of the reducing agent ammonia to be required is large, the reducing agent ammonia is injected into the inside of the furnace 2 from the injection nozzle 6c3 which injects the reducing agent ammonia at a relatively slow flow rate.

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。 Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the description of the third embodiment, the description of the same parts as the first embodiment will be omitted or simplified.

図４は、本第３実施形態のボイラ１Ｂの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本第３実施形態のボイラ１Ｂでは、火炉２の上部に配置された過熱器８に対して、下方噴射管６ｃ４（噴射部）が設けられている。 FIG. 4 is a schematic view showing a main part configuration of a boiler 1B of the third embodiment. As shown in this figure, in the boiler 1B of the third embodiment, a lower injection pipe 6c4 (injection part) is provided for the superheater 8 disposed in the upper part of the furnace 2.

下方噴射管６ｃ４は、還元剤供給部６ｃに含まれる部材であり、還元剤供給配管６ｃ１に接続されている。この下方噴射管６ｃ４は、還元剤アンモニアを下方に向けて噴出する複数のポートを有しており、平面視にて火炉２の中央部を跨ぐように設けられている。 The lower injection pipe 6c4 is a member included in the reducing agent supply unit 6c, and is connected to the reducing agent supply pipe 6c1. The lower injection pipe 6c4 has a plurality of ports for discharging the reducing agent ammonia downward, and is provided to straddle the central portion of the furnace 2 in a plan view.

このような本実施形態のボイラ１Ｂによれば、下方噴射管６ｃ４によって火炉２の中央部に直接的に還元剤アンモニアを送ることができ、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）をより確実に還元することが可能となる。また、下方噴射管６ｃ４を過熱器８に固定しているため、下方噴射管６ｃ４を支持する部材を別途設けたり、下方噴射管６ｃ４の剛性を向上させたりする必要がない。 According to the boiler 1B of the present embodiment, the reducing agent ammonia can be sent directly to the central portion of the furnace 2 by the lower injection pipe 6c4, and nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas can be further assured It is possible to reduce it to Further, since the lower injection pipe 6c4 is fixed to the superheater 8, there is no need to separately provide a member for supporting the lower injection pipe 6c4 or to improve the rigidity of the lower injection pipe 6c4.

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本第４実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。 Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the description of the fourth embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図５は、本第４実施形態のボイラ１Ｃの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本第４実施形態のボイラ１Ｃでは、還元剤供給部６ｃが、火炉２の内部に配設されると共に還元剤アンモニアを火炉２の内部に噴射するノズルヘッダ６ｃ５（噴射部）を備えている。このようなノズルヘッダ６ｃ５は、端部が還元剤供給配管６ｃ１に接続され、長手方向に複数のノズルが形成された直管である。このようなノズルヘッダ６ｃ５は、還元剤供給配管６ｃ１から供給された還元剤アンモニアを複数のノズルから分散して噴射する。 FIG. 5: is a schematic diagram which shows the principal part structure of the boiler 1C of the 4th embodiment. As shown in this figure, in the boiler 1C of the fourth embodiment, the reducing agent supply unit 6c is disposed inside the furnace 2 and jets the reducing agent ammonia into the furnace 2 at the nozzle header 6c5 (injection Section). Such a nozzle header 6c5 is a straight pipe whose end is connected to the reducing agent supply pipe 6c1 and in which a plurality of nozzles are formed in the longitudinal direction. Such a nozzle header 6c5 disperses and jets reducing agent ammonia supplied from the reducing agent supply pipe 6c1 from a plurality of nozzles.

このような本実施形態のボイラ１Ｃによれば、少量の還元剤アンモニアであっても、還元剤アンモニアを火炉２の中心部に確実に到達させることができ、より確実に窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元することが可能となる。また、本実施形態のボイラ１Ｃによれば、ノズルヘッダ６ｃ５の設置箇所を変更することによって、火炉２等の任意の領域に対して還元剤アンモニアを供給することが可能となる。 According to the boiler 1C of this embodiment, even with a small amount of reductant ammonia, the reductant ammonia can be reliably made to reach the center of the furnace 2, and nitrogen oxides (NOx) can be more reliably It is possible to reduce Moreover, according to the boiler 1C of the present embodiment, it is possible to supply reducing agent ammonia to an arbitrary region such as the furnace 2 by changing the installation location of the nozzle header 6c5.

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、本第５実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。 Fifth Embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the description of the fifth embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted or simplified.

図６は、本第５実施形態のボイラ１Ｄの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態のボイラ１Ｄでは、還元剤供給部６ｃが、上記第１実施形態の噴射ノズル６ｃ３に換えて、複数開口型噴射ノズル６ｃ６（噴射部）を備えている。 FIG. 6 is a schematic view showing an essential configuration of a boiler 1D of the fifth embodiment. As shown in this drawing, in the boiler 1D of the present embodiment, the reducing agent supply unit 6c is provided with a multi-opening jet nozzle 6c6 (spray unit) in place of the jet nozzle 6c3 of the first embodiment.

複数開口型噴射ノズル６ｃ６は、上記第１実施形態の噴射ノズル６ｃ３よりも長く、先端部が火炉２の平面視中央部に到達する長さ寸法とされている。図７（ａ）は複数開口型噴射ノズル６ｃ６の軸芯Ｌを含む面での断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。これらの図に示すように、複数開口型噴射ノズル６ｃ６の先端部には、水平方向に還元剤アンモニアを噴射する複数の噴射開口２１が設けられている。これらの噴射開口２１は、図７（ｂ）に示すように、複数開口型噴射ノズル６ｃ６の軸芯Ｌを囲むように環状に配列されている。 The multi-opening jet nozzle 6c6 is longer than the jet nozzle 6c3 of the first embodiment, and has a tip that reaches the central portion of the furnace 2 in plan view. FIG. 7A is a cross-sectional view of a plane including the axis L of the multi-opening jet nozzle 6c6, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. As shown in these figures, a plurality of injection openings 21 for injecting the reducing agent ammonia in the horizontal direction are provided at the tip of the multi-aperture injection nozzle 6c6. These injection openings 21 are annularly arranged so as to surround the axial center L of the multi-opening injection nozzle 6c6, as shown in FIG. 7 (b).

このような複数開口型噴射ノズル６ｃ６は、火炉２の平面視中央部に位置する先端部に設けられた複数の噴射開口２１から還元剤アンモニアを分散して噴出する。このような複数開口型噴射ノズル６ｃ６を備える本実施形態のボイラ１Ｄによれば、火炉２の中央部の広い範囲に還元剤アンモニアを噴出することができる。このため、例えば少なく本数にて、効果的に還元剤アンモニアを火炉２の中央部に到達させることが可能となる。 Such a multi-aperture injection nozzle 6 c 6 disperses and jets reducing agent ammonia from a plurality of injection openings 21 provided at a tip end portion located at a central portion in plan view of the furnace 2. According to the boiler 1D of the present embodiment provided with such a multi-opening injection nozzle 6c6, the reducing agent ammonia can be jetted out to a wide range of the central portion of the furnace 2. For this reason, it becomes possible to make the reducing agent ammonia reach the central part of the furnace 2 effectively, for example, with a small number.

なお、図８に示すように、複数開口型噴射ノズル６ｃ６に換えて、軸芯Ｌの径方向外側（鉛直方向を含む）に向けて還元剤アンモニアを噴射する複数開口型噴射ノズル６ｃ７を備える構成を採用することも可能である。 Note that, as shown in FIG. 8, instead of the multi-opening jet nozzle 6c6, a multi-opening jet nozzle 6c7 for jetting reducing agent ammonia toward the radial outside (including the vertical direction) of the axis L is provided. It is also possible to adopt

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。なお、本第６実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。 Sixth Embodiment
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the description of the sixth embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図９は、本第６実施形態のボイラ１Ｅの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態のボイラ１Ｅでは、燃料アンモニア供給部６ｂと、還元剤供給部６ｃとが各々異なるアンモニア供給源６ａに接続されている。つまり、本実施形態のボイラ１Ｅにおいては、還元剤供給部６ｃは、燃料として供給されるアンモニアの一部の還元剤アンモニアとして火炉２に供給するのではなく、還元剤専用とされた還元剤アンモニアを火炉２に供給する。 FIG. 9 is a schematic view showing an essential configuration of a boiler 1E of the sixth embodiment. As shown to this figure, in the boiler 1E of this embodiment, the fuel ammonia supply part 6b and the reducing agent supply part 6c are connected to the different ammonia supply source 6a, respectively. That is, in the boiler 1E of the present embodiment, the reducing agent supply unit 6c does not supply a part of the ammonia supplied as fuel to the furnace 2 as the reducing agent ammonia, but the reducing agent ammonia dedicated to the reducing agent Is supplied to the furnace 2.

このような本実施形態のボイラ１Ｅによれば、還元剤アンモニアの流量を変更するような場合に、還元剤アンモニアの流量変更が燃料アンモニアの流量に影響を与えることを防止することができる。このため、常に規定量の燃料アンモニアをバーナ４に対して供給することができる。 According to the boiler 1E of the present embodiment, when the flow rate of the reducing agent ammonia is changed, it is possible to prevent the flow rate change of the reducing agent ammonia from affecting the flow rate of the fuel ammonia. For this reason, a specified amount of fuel ammonia can always be supplied to the burner 4.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments. The shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiment are merely examples, and various changes can be made based on design requirements and the like without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、微粉炭とアンモニアとを燃料として混焼させるボイラについて説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、天然ガスとアンモニアを燃料として混焼させる構成、重油や軽油とアンモニアを燃料として混焼させる構成、あるいは、アンモニアのみを燃料として燃焼させる構成等を採用することが可能である。 For example, in the said embodiment, the boiler which co-fires pulverized coal and ammonia as a fuel was demonstrated. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which natural gas and ammonia are mixed and burned, a configuration in which heavy oil or light oil and ammonia are mixed and burned, or a configuration in which only ammonia is burned and the like can be employed.

また、例えば、燃料アンモニア供給配管６ｂ１及び還元剤供給配管６ｃ１の両方あるいはいずれかに逆止弁を設けるようにしても良い。 Further, for example, a check valve may be provided on both or either of the fuel ammonia supply pipe 6b1 and the reducing agent supply pipe 6c1.

また、還元剤アンモニアを上方のみに噴射する噴射部を設ける構成を採用することも可能である。また、還元剤アンモニアを下方のみに噴射する噴射部を設ける構成を採用することも可能である。さらに、還元剤アンモニアを上方のみに噴射する噴射部と還元剤アンモニアを下方のみに噴射する噴射部とを両方備え、選択的に還元剤アンモニアを供給するようにしても良い。例えば、還元剤アンモニアを上方に噴射した場合には、燃焼ガスの流れ方向に沿って還元剤アンモニアが噴射されるため、火炉２等における還元剤アンモニアの滞留時間を短くすることができる。また、還元剤アンモニアを下方に噴射した場合には、燃焼ガスの流れ方向に逆らって還元剤アンモニアが噴射されるため、火炉２等における還元剤アンモニアの滞留時間を長くすることができる。 Moreover, it is also possible to employ | adopt the structure which provides the injection part which injects reducing agent ammonia only upwards. Moreover, it is also possible to employ | adopt the structure which provides the injection part which injects reducing agent ammonia only downward. Furthermore, both the injection part which injects reducing agent ammonia only upwards and the injection part which injects reducing agent ammonia only downward may be provided, and you may make it supply reducing agent ammonia selectively. For example, when the reducing agent ammonia is injected upward, the reducing agent ammonia is injected along the flow direction of the combustion gas, so the residence time of the reducing agent ammonia in the furnace 2 or the like can be shortened. Further, when the reducing agent ammonia is injected downward, since the reducing agent ammonia is injected against the flow direction of the combustion gas, the residence time of the reducing agent ammonia in the furnace 2 or the like can be extended.

１……ボイラ
１Ａ……ボイラ
１Ｂ……ボイラ
１Ｃ……ボイラ
１Ｄ……ボイラ
１Ｅ……ボイラ
２……火炉
２ａ……排出口
３……煙道
３ａ……水平煙道
３ｂ……後部煙道
４……バーナ
５……二段燃焼空気供給部
６……アンモニア供給部
６ａ……アンモニア供給源
６ｂ……燃料アンモニア供給部
６ｂ１……燃料アンモニア供給配管
６ｂ２……全体流量調節弁
６ｂ３……燃料アンモニア流量調節弁
６ｂ４……配分調節機構
６ｃ……還元剤供給部
６ｃ１……還元剤供給配管
６ｃ２……還元剤流量調節弁
６ｃ３……噴射ノズル（噴射部）
６ｃ４……下方噴射管（噴射部）
６ｃ５……ノズルヘッダ（噴射部）
６ｃ６……複数開口型噴射ノズル（噴射部）
６ｃ７……複数開口型噴射ノズル（噴射部）
６ｃ８……開閉弁
６ｄ……アンモニア供給制御装置
７……微粉炭供給部
８……過熱器
２０……噴射開口
２１……噴射開口
Ｒ１……バーナ領域
Ｒ２……二段燃焼領域
Ｒ３……上部領域
Ｒ４……後部領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...... Boiler 1 A ...... Boiler 1 B ボイラ Boiler 1 C ボイラ Boiler 1 D ボイラ Boiler 1 E ボイラ Boiler 2 火 Fire furnace 2 a 口 Exhaust 3 煙 Flue 3 a 水平 Horizontal flue 3 b 後部 Rear flue 4 ... burner 5 ... two-stage combustion air supply unit 6 ... ammonia supply unit 6a ... ammonia supply source 6b ... fuel ammonia supply unit 6b 1 ... fuel ammonia supply piping 6b 2 ... whole flow control valve 6b 3 ... fuel Ammonia flow control valve 6b4 ... distribution control mechanism 6c ... reducing agent supply part 6c1 ... reducing agent supply piping 6c2 ... reducing agent flow control valve 6c3 ... injection nozzle (injection part)
6c4 ··· Lower injection pipe (injection section)
6c5 ··· Nozzle header (injection section)
6c6 ...... Multi-opening jet nozzle (jet unit)
6c7 ...... Multi-opening injection nozzle (injection part)
6c8 ············································· »» Region R4 ... rear region

Claims

A boiler comprising: a combustion device capable of combusting using ammonia as a fuel; a furnace to which the combustion device is attached; and a flue for guiding a combustion gas generated by burning the fuel,
An injection unit installed in at least one of the furnace and the flue at a position downstream of the combustion gas from the combustion apparatus and injecting ammonia as a reducing agent toward a central portion of the furnace or the flue in plan view A boiler comprising:

The injection unit is an injection nozzle provided on the wall of the furnace or the flue and increasing the flow velocity of the supplied ammonia and injecting it from the side in plan view toward the center in plan view. The boiler according to claim 1, characterized in that.

The boiler according to claim 2, wherein the injection nozzle has only one injection opening for injecting the ammonia.

The boiler according to claim 2 or 3, further comprising a plurality of injection nozzles for injecting the ammonia at different flow rates.

The said injection part is a lower injection pipe fixed to the superheater arrange | positioned by the upper part of the said furnace, and is a lower injection pipe which has several ports which eject the said ammonia downward. boiler.

The boiler according to claim 1, wherein the injection portion is a nozzle header disposed inside at least one of the furnace and the flue and provided with a plurality of nozzles.

The boiler according to claim 1, wherein the injection unit is a multi-aperture injection nozzle having a tip end located at the center in a plan view and having a plurality of injection openings at the tip end.

The boiler according to claim 7, further comprising: the injection opening for injecting the ammonia in the horizontal direction; and the injection opening for injecting the ammonia in the vertical direction.