JP2020098074A - boiler - Google Patents

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明吉 岡部
Akiyoshi Okabe
明吉 岡部
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Miura Co Ltd
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Abstract

To provide a boiler for reducing the generation rate of harmful substances such as NOx and CO by uniforming combustion temperatures and oxygen concentrations.SOLUTION: The boiler includes a can body 10 having water pipes 51, 52, 53, a burner 16 connected to the can body 10 for supplying primary fuel F1 and air A into the can body 10, a cooling line 26 for introducing cooling fluid G0 into the can body 10 on the further downstream side than the burner 16 in the flowing direction of combustion gas, a secondary fuel supply part 24 for supplying secondary fuel F2 into the cooling line 26 so as to supply the secondary fuel F2 as well as the cooling fluid G0 into the can body 10, and a rate adjustment mechanism for changing a rate between the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 depending on the position of the can body 10.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ボイラに関する。 The present invention relates to a boiler.

ボイラは、燃料ガスに空気を混合した混合ガスを燃焼することで燃焼ガスを生成し、燃焼ガスの熱を用いて蒸気を生成する。このとき、ボイラは、有害物質であるＮＯｘやＣＯなどが発生することから、環境負荷の低減のため、この有害物質の発生量を低減することが求められる。 The boiler produces combustion gas by burning a mixed gas obtained by mixing air with fuel gas, and produces steam using the heat of the combustion gas. At this time, the boiler emits harmful substances such as NOx and CO. Therefore, it is required to reduce the amount of the harmful substances generated in order to reduce the environmental load.

特開２００６−２２０３７３号公報JP, 2006-220373, A

有害物質を低減するためには、缶内の燃焼温度および酸素濃度の均一化が重要となるが、特許文献１に記載された二段燃焼技術を用いる場合は、火炎の発生箇所が増えるため、一つの火炎発生箇所のときよりも燃焼温度および酸素濃度の均一化が困難となる。例えば、二次燃料ガスの量を増やすことで温度が低い領域における燃焼火炎温度を上昇させることが考えられるが、燃料ガスを増やすと酸素濃度が減少し缶内の酸素濃度に不均一な分布が発生しやすくなる。 In order to reduce harmful substances, it is important to make the combustion temperature and the oxygen concentration in the can uniform. However, when the two-stage combustion technology described in Patent Document 1 is used, the number of flame generation points increases, so It becomes more difficult to make the combustion temperature and the oxygen concentration more uniform than when one flame is generated. For example, increasing the amount of secondary fuel gas may raise the combustion flame temperature in a low temperature region, but increasing the fuel gas decreases the oxygen concentration and causes a non-uniform distribution of oxygen concentration in the can. It tends to occur.

本発明は、燃焼温度および酸素濃度の均一化を図ることでＮＯｘやＣＯなどの有害物質の発生量を低減させるボイラを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a boiler that reduces the amount of harmful substances such as NOx and CO generated by making the combustion temperature and oxygen concentration uniform.

上記の目的を達成するための本発明のボイラは、水管を有する缶体と、前記缶体に接続され、前記缶体内に一次燃料及び空気を供給するバーナと、燃焼ガスの流れ方向において前記バーナよりも下流側の前記缶体内に追加媒体を導入する追加媒体供給部と、前記追加媒体供給部に二次燃料を供給し、前記二次燃料を前記追加媒体とともに前記缶体内に供給する二次燃料供給部と、前記二次燃料と追加媒体との割合を前記缶体の位置に応じて変化させる割合調整機構とを有する。 A boiler of the present invention for achieving the above object is a can body having a water pipe, a burner connected to the can body, which supplies primary fuel and air into the can body, and the burner in a flow direction of combustion gas. An additional medium supply unit that introduces an additional medium into the can further downstream than the secondary medium, and a secondary fuel that is supplied to the additional medium supply unit and that supplies the secondary fuel together with the additional medium into the can. A fuel supply unit and a ratio adjusting mechanism that changes the ratio of the secondary fuel and the additional medium according to the position of the can body are provided.

本発明のボイラによれば、燃焼温度および酸素濃度の均一化を図ることで、ＮＯｘやＣＯなどの有害物質の発生量を低減させることができる。 According to the boiler of the present invention, it is possible to reduce the amount of harmful substances such as NOx and CO generated by making the combustion temperature and the oxygen concentration uniform.

図１は、第１実施形態に係るボイラの模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a boiler according to the first embodiment. 図２は、第１実施形態に係るボイラの模式的な一部断面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of the boiler according to the first embodiment. 図３は、第１実施形態に係る制御装置の模式的なブロック図である。FIG. 3 is a schematic block diagram of the control device according to the first embodiment. 図４は、缶体内への混合ガスの噴出部を表す鉛直方向の断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a jetted portion of the mixed gas into the can body. 図５は、缶体内への混合ガスの噴出部を表す水平方向の断面図である。FIG. 5 is a horizontal cross-sectional view showing a jetted portion of the mixed gas into the can body. 図６は、缶体内への混合ガスの噴出部における燃焼ガスの温度分布と酸素濃度を表すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the temperature distribution and the oxygen concentration of the combustion gas at the jetting portion of the mixed gas into the can. 図７は、第２実施形態に係るボイラにおける缶体内への混合ガスの噴出部を表す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a mixed gas ejection portion into the can body in the boiler according to the second embodiment.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The constituent elements of the embodiments described below can be appropriately combined. In addition, some components may not be used.

以降の説明において、燃焼ガスとは、燃料ガスの燃焼反応が完了したものおよび燃焼反応中の燃料ガスの少なくとも一方を含む概念であり、燃料ガスの燃焼反応が完了したものおよび燃焼反応中の燃料ガスの両方を有する場合、燃焼反応中の燃料ガスのみを有する場合、燃料ガスの燃焼反応が完了したもののみを有する場合の、いずれをも含む概念である。 In the following description, the combustion gas is a concept including at least one of the one in which the combustion reaction of the fuel gas is completed and the fuel gas in the combustion reaction, and the one in which the combustion reaction of the fuel gas is completed and the fuel in the combustion reaction. The concept includes both the case of having both of the gases, the case of having only the fuel gas in the combustion reaction, and the case of having only the one in which the combustion reaction of the fuel gas is completed.

（第１実施形態）
（ボイラの全体構成）
図１は、第１実施形態に係るボイラの模式的な断面図である。図２は、第１実施形態に係るボイラの模式的な一部断面図である。図２は、第１実施形態に係るボイラ１を後述のＺ方向側から見た場合の、すなわち鉛直方向上方からボイラ１を見下ろした場合の、模式的な一部断面図である。図１及び図２に示すように、第１実施形態に係るボイラ１は、缶体１０と、送風機１２と、ダクト１４と、バーナ１６と、排気筒１８と、燃料供給部２０（図２参照）と、一次燃料供給部２２と、二次燃料供給部２４（図２参照）と、冷却ライン２６（図２参照）と、流量調整部２８（図２参照）と、制御装置３０とを有する。 (First embodiment)
(Overall structure of boiler)
FIG. 1 is a schematic sectional view of a boiler according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of the boiler according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view when the boiler 1 according to the first embodiment is viewed from the Z direction side described later, that is, when the boiler 1 is looked down from above in the vertical direction. As shown in FIGS. 1 and 2, the boiler 1 according to the first embodiment includes a can body 10, a blower 12, a duct 14, a burner 16, an exhaust stack 18, and a fuel supply unit 20 (see FIG. 2 ). ), a primary fuel supply unit 22, a secondary fuel supply unit 24 (see FIG. 2), a cooling line 26 (see FIG. 2), a flow rate adjusting unit 28 (see FIG. 2), and a control device 30. ..

図１に示すように、缶体１０は、本体部４０と、上部ヘッダ４２と、下部ヘッダ４４と、水管群５０とを有する。本実施形態では、Ｘ方向を、本体部４０内を流れる燃焼ガスの流れ方向とする。また、Ｘ方向に直交し、鉛直方向に沿った方向であって、鉛直方向上側に向かう方向を、Ｚ方向とする。Ｚ方向は、本実施形態では鉛直方向と重なる方向であるが、鉛直方向に限られない。本体部４０は、Ｘ方向に沿った方向を長手方向とする筐体であり、内部に水管群５０を収納する。上部ヘッダ４２は、本体部４０のＺ方向側の端部、ここでは鉛直方向側に連結されるヘッダである。下部ヘッダ４４は、本体部４０のＺ方向と反対方向側の端部、ここでは鉛直方向下側に連結されるヘッダである。 As shown in FIG. 1, the can body 10 includes a main body portion 40, an upper header 42, a lower header 44, and a water pipe group 50. In the present embodiment, the X direction is the flow direction of the combustion gas flowing inside the main body 40. Further, a direction that is orthogonal to the X direction and is along the vertical direction and that is directed toward the upper side in the vertical direction is referred to as the Z direction. The Z direction is a direction overlapping with the vertical direction in the present embodiment, but is not limited to the vertical direction. The main body 40 is a housing whose longitudinal direction is along the X direction, and accommodates the water tube group 50 therein. The upper header 42 is a header connected to the end of the main body 40 on the Z direction side, here, the vertical direction side. The lower header 44 is a header connected to the end of the main body 40 on the side opposite to the Z direction, here, the lower side in the vertical direction.

水管群５０は、内部に水又は蒸気が流れる複数の水管５１、５２、５３を有する。水管５１、５２、５３は、本体部４０内に設けられてＺ方向に沿って延在し、上部ヘッダ４２と下部ヘッダ４４とを連結する。図２に示すように、複数の水管５１（外側水管）は、本体部４０の両側端に位置しており、燃焼ガスが流れる方向、すなわちＸ方向に沿って並んでいる。複数の水管５３（中央水管）は、水管５１よりも内側に位置しており、Ｘ方向に沿って並んでいる。複数の水管５２（中間水管）は、水管５１と水管５３との間に位置しており、Ｘ方向に沿って並んでいる。また、本体部４０内には、Ｘ方向に沿って延在して複数の水管５１同士を連結する連結壁５４が設けられている。水管５１、連結壁５４、上部ヘッダ４２、及び下部ヘッダ４４で囲まれた空間が、燃焼促進空間を形成する。 The water pipe group 50 has a plurality of water pipes 51, 52, 53 through which water or steam flows. The water pipes 51, 52, 53 are provided in the main body 40, extend along the Z direction, and connect the upper header 42 and the lower header 44. As shown in FIG. 2, the plurality of water pipes 51 (outer water pipes) are located at both ends of the main body 40 and are arranged along the direction in which the combustion gas flows, that is, the X direction. The plurality of water pipes 53 (central water pipes) are located inside the water pipe 51 and are arranged along the X direction. The plurality of water pipes 52 (intermediate water pipes) are located between the water pipes 51 and 53 and are arranged along the X direction. In addition, a connection wall 54 that extends along the X direction and connects the plurality of water pipes 51 to each other is provided in the main body portion 40. The space surrounded by the water pipe 51, the connecting wall 54, the upper header 42, and the lower header 44 forms a combustion promotion space.

また、水管５２は、一部の水管５２同士の間のＸ方向に沿った距離が、他の水管５２同士のＸ方向に沿った距離より長くなるように並んでいる。すなわち、水管５２は、一部が抜管されている。燃焼促進空間内において、この距離が長い水管５２同士の間の空間、すなわち抜管された空間は、他の水管同士の間の空間よりも広くなっている。以下、距離が長い水管５２同士の間の空間を、燃焼促進空間Ｓと記載する。燃焼促進空間Ｓは、広く保たれているため、燃焼、すなわち燃焼ガス中のＣＯの酸化が促進される。燃焼促進空間Ｓは、水管に囲まれた他の空間よりも広く保たれた空間であれば、水管５２同士の間の空間であることに限られず、任意の水管に囲まれた空間であってよい。例えば、本体部４０内において、燃焼ガスの流れ方向における上流側の空間の水管の径を、燃焼ガスの流れ方向における下流側の空間の径よりも細くするなどによって、燃焼ガスの流れ方向における上流側の空間における水管のピッチを、燃焼ガスの流れ方向における下流側の空間における水管のピッチより大きくしてもよい。この場合、燃焼促進空間Ｓは、燃焼ガスの流れ方向における上流側の空間に設けてもよい。ただし、燃焼促進空間Ｓは、必ずしも設けられていなくてもよい。 The water pipes 52 are arranged so that the distance between the some water pipes 52 along the X direction is longer than the distance between the other water pipes 52 along the X direction. That is, a part of the water pipe 52 is removed. In the combustion promoting space, the space between the water pipes 52 having the long distance, that is, the space removed from the water pipes 52 is wider than the space between the other water pipes. Hereinafter, the space between the water pipes 52 having a long distance is referred to as a combustion promotion space S. Since the combustion promotion space S is kept wide, combustion, that is, oxidation of CO in the combustion gas is promoted. The combustion promoting space S is not limited to the space between the water pipes 52 as long as it is kept wider than the other space surrounded by the water pipes, and is a space surrounded by arbitrary water pipes. Good. For example, in the main body portion 40, by making the diameter of the water pipe in the upstream space in the combustion gas flow direction smaller than the diameter of the downstream space in the combustion gas flow direction, the upstream in the combustion gas flow direction The pitch of the water tubes in the side space may be larger than the pitch of the water tubes in the space on the downstream side in the flow direction of the combustion gas. In this case, the combustion promoting space S may be provided in the upstream space in the flow direction of the combustion gas. However, the combustion promoting space S does not necessarily have to be provided.

送風機１２は、後述する一次燃料Ｆ１に混合するための空気Ａを供給する。ダクト１４は、送風機１２に接続されるダクトであり、送風機１２から供給される空気Ａが流れる。また、ダクト１４は、一次燃料供給部２２が接続される。具体的には、図２に示すように、一次燃料供給部２２は、燃料供給ライン６０と、一次燃料調整弁６２とを有する。燃料供給ライン６０は、一方の端部が燃料Ｆを供給する燃料供給部２０に接続され、他方の端部がダクト１４に接続されている。また、燃料供給ライン６０は、一次燃料調整弁６２が設けられている。燃料供給ライン６０は、燃料供給部２０から供給された燃料Ｆが流れ、流れている燃料Ｆの少なくとも一部を、一次燃料調整弁６２を介して、一次燃料Ｆ１としてダクト１４内に供給する。燃料供給ライン６０から供給された一次燃料Ｆ１は、ダクト１４内において、送風機１２から供給された空気Ａと混合され、混合ガスＦ１Ａが生成される。なお、燃料Ｆ（すなわち一次燃料Ｆ１及び後述の二次燃料Ｆ２）は、燃焼可能な燃料ガスであり、例えば、天然ガス又はプロパンガスなどであるが、任意の燃料であってよい。また、一次燃料調整弁６２は、制御装置３０によって開閉が制御されることで、ダクト１４への一次燃料Ｆ１の供給量を調整する。 The blower 12 supplies the air A for mixing with the primary fuel F1 described later. The duct 14 is a duct connected to the blower 12, and the air A supplied from the blower 12 flows. In addition, the duct 14 is connected to the primary fuel supply unit 22. Specifically, as shown in FIG. 2, the primary fuel supply unit 22 has a fuel supply line 60 and a primary fuel adjustment valve 62. The fuel supply line 60 has one end connected to the fuel supply unit 20 that supplies the fuel F, and the other end connected to the duct 14. Further, the fuel supply line 60 is provided with a primary fuel adjustment valve 62. The fuel F supplied from the fuel supply unit 20 flows through the fuel supply line 60, and at least a part of the flowing fuel F is supplied into the duct 14 as the primary fuel F1 via the primary fuel adjustment valve 62. The primary fuel F1 supplied from the fuel supply line 60 is mixed with the air A supplied from the blower 12 in the duct 14 to generate a mixed gas F1A. The fuel F (that is, the primary fuel F1 and the secondary fuel F2 described later) is a combustible fuel gas such as natural gas or propane gas, but may be any fuel. The opening/closing of the primary fuel adjusting valve 62 is controlled by the control device 30 to adjust the supply amount of the primary fuel F1 to the duct 14.

また、図１に示すように、ダクト１４には、燃料供給ライン６０が接続される箇所よりも空気Ａの流れの上流側に、減圧部材１２Ａを有する。減圧部材１２Ａは、例えば流路を絞ることで、自身よりも空気Ａの流れの上流側の空気Ａの圧力よりも、自身よりも空気Ａの流れの下流側の空気Ａの圧力を低くする部材である。減圧部材１２Ａは、本実施形態では、例えばパンチングメタルである。さらに、ボイラ１は、減圧部材１２Ａの下流側の圧力と減圧部材１２Ａの下流側の圧力との差圧を検出するエア差圧センサ１２Ｂを有している。エア差圧センサ１２Ｂは、ダクト１４内における減圧部材１２Ａの下流側の空気Ａの圧力と、減圧部材１２Ａの上流側の空気Ａの圧力との差圧を検出し、検出した差圧の情報を制御装置３０に出力する。 Further, as shown in FIG. 1, the duct 14 has a pressure reducing member 12A on the upstream side of the flow of the air A with respect to the location where the fuel supply line 60 is connected. The depressurizing member 12A is a member that lowers the pressure of the air A on the downstream side of the flow of the air A than itself by lowering the pressure of the air A on the upstream side of the flow of the air A, for example, by narrowing the flow path. Is. The pressure reducing member 12A is, for example, punching metal in the present embodiment. Further, the boiler 1 has an air differential pressure sensor 12B that detects a differential pressure between the pressure on the downstream side of the pressure reducing member 12A and the pressure on the downstream side of the pressure reducing member 12A. The air differential pressure sensor 12B detects the differential pressure between the pressure of the air A on the downstream side of the pressure reducing member 12A in the duct 14 and the pressure of the air A on the upstream side of the pressure reducing member 12A, and provides information on the detected differential pressure. Output to the control device 30.

また、図２に示すように、一次燃料供給部２２は、さらに、減圧部材６４と燃料差圧センサ６６とを有している。減圧部材６４は、燃料供給ライン６０に設けられ、例えば流路を絞ることで、自身よりも燃料Ｆの流れの上流側の一次燃料Ｆ１の圧力よりも、自身よりも燃料Ｆの流れの下流側の一次燃料Ｆ１の圧力を低くする部材である。より詳しくは、減圧部材６４は、一次燃料調整弁６２よりも下流側であって、燃料供給ライン６０のダクト１４との接続箇所よりも上流側に設けられる。本実施形態では、減圧部材６４は、例えばオリフィスである。また、燃料差圧センサ６６は、減圧部材６４の下流側の圧力と減圧部材６４の下流側の圧力との差圧を検出する。燃料差圧センサ６６は、燃料供給ライン６０内における減圧部材６４の下流側の一次燃料Ｆ１の圧力と、減圧部材６４の上流側の一次燃料Ｆ１の圧力との差圧を検出し、検出した差圧の情報を制御装置３０に出力する。 Further, as shown in FIG. 2, the primary fuel supply unit 22 further includes a pressure reducing member 64 and a fuel differential pressure sensor 66. The pressure reducing member 64 is provided in the fuel supply line 60, and for example, by narrowing the flow path, the pressure reducing member 64 is more downstream than the pressure of the primary fuel F1 on the upstream side of the flow of the fuel F than itself and the downstream side of the flow of the fuel F on itself. It is a member that lowers the pressure of the primary fuel F1. More specifically, the pressure reducing member 64 is provided on the downstream side of the primary fuel regulating valve 62 and on the upstream side of the connection point of the fuel supply line 60 with the duct 14. In the present embodiment, the pressure reducing member 64 is, for example, an orifice. Further, the fuel differential pressure sensor 66 detects the differential pressure between the pressure on the downstream side of the pressure reducing member 64 and the pressure on the downstream side of the pressure reducing member 64. The fuel differential pressure sensor 66 detects the differential pressure between the pressure of the primary fuel F1 downstream of the pressure reducing member 64 and the pressure of the primary fuel F1 upstream of the pressure reducing member 64 in the fuel supply line 60, and the detected difference is detected. The pressure information is output to the control device 30.

ダクト１４は、缶体１０の本体部４０にも接続されている。ダクト１４は、本体部４０の、Ｘ方向と反対側の箇所、すなわち燃焼ガスの流れ方向における上流側の箇所に、接続される。また、ダクト１４と本体部４０との接続箇所には、バーナ１６が設けられている。すなわち、バーナ１６は、缶体１０に接続されており、本体部４０のＸ方向と反対側の箇所に接続されているといえる。ダクト１４を流れる混合ガスＦ１Ａは、バーナ１６に供給される。バーナ１６は、混合ガスＦ１Ａを、すなわち一次燃料Ｆ１と空気Ａとを、缶体１０の本体部４０内に供給する。 The duct 14 is also connected to the main body portion 40 of the can body 10. The duct 14 is connected to a portion of the main body 40 on the side opposite to the X direction, that is, a portion on the upstream side in the flow direction of the combustion gas. Further, a burner 16 is provided at the connection point between the duct 14 and the main body 40. That is, it can be said that the burner 16 is connected to the can body 10 and is connected to a location on the opposite side of the main body 40 from the X direction. The mixed gas F1A flowing through the duct 14 is supplied to the burner 16. The burner 16 supplies the mixed gas F1A, that is, the primary fuel F1 and the air A into the main body portion 40 of the can body 10.

排気筒１８は、缶体１０の本体部４０に接続されており、さらに言えば、本体部４０のＸ方向側の箇所（燃焼ガスの流れ方向の最下流側の箇所）に接続されている。本体部４０内の燃焼ガスは、本体部４０内から排気筒１８に、排ガスとして排出される。 The exhaust pipe 18 is connected to the main body portion 40 of the can body 10, and more specifically, is connected to a portion on the X direction side of the main body portion 40 (a portion on the most downstream side in the combustion gas flow direction). The combustion gas in the body 40 is discharged from the body 40 to the exhaust stack 18 as exhaust gas.

二次燃料供給部２４は、燃焼ガスの流れ方向においてバーナ１６よりも下流側の缶体１０内に、二次燃料Ｆ２を供給する。具体的には、二次燃料供給部２４は、図２に示すように、二次燃料供給ライン７０、７４と、二次燃料調整弁７２とを有する。二次燃料供給ライン７０は、燃料供給ライン６０に接続されている。より詳しくは、二次燃料供給ライン７０は、燃料供給ライン６０の、燃料供給部２０の接続箇所と一次燃料調整弁６２の接続箇所との間の箇所に、接続されている。従って、燃料供給ライン６０は、燃料供給部２０から、燃料Ｆのうちの少なくとも一部が、二次燃料Ｆ２として供給される。二次燃料調整弁７２は、二次燃料供給ライン７０に設けられている。二次燃料調整弁７２は、制御装置３０によって開閉が制御されることで、二次燃料供給ライン７０への二次燃料Ｆ２の供給量を調整する。二次燃料供給ライン７４は、二次燃料供給ライン７０の、二次燃料調整弁７２との接続箇所よりも二次燃料Ｆ２の流れの下流側の箇所に接続されている。二次燃料供給ライン７４は、二次燃料調整弁７２を介して、二次燃料供給ライン７０から二次燃料Ｆ２が供給される。 The secondary fuel supply unit 24 supplies the secondary fuel F2 into the can body 10 on the downstream side of the burner 16 in the flow direction of the combustion gas. Specifically, the secondary fuel supply unit 24 has secondary fuel supply lines 70 and 74 and a secondary fuel adjustment valve 72, as shown in FIG. The secondary fuel supply line 70 is connected to the fuel supply line 60. More specifically, the secondary fuel supply line 70 is connected to the fuel supply line 60 at a location between the connection location of the fuel supply section 20 and the connection location of the primary fuel regulating valve 62. Therefore, in the fuel supply line 60, at least a part of the fuel F is supplied as the secondary fuel F2 from the fuel supply unit 20. The secondary fuel adjustment valve 72 is provided in the secondary fuel supply line 70. The opening/closing of the secondary fuel adjustment valve 72 is controlled by the control device 30 to adjust the supply amount of the secondary fuel F2 to the secondary fuel supply line 70. The secondary fuel supply line 74 is connected to a position on the downstream side of the flow of the secondary fuel F2 with respect to the connection position of the secondary fuel supply line 70 with the secondary fuel adjustment valve 72. The secondary fuel supply line 74 is supplied with the secondary fuel F2 from the secondary fuel supply line 70 via the secondary fuel adjustment valve 72.

冷却ライン（追加媒体供給部）２６は、一方の端部が排気筒１８に接続され、他方の端部が缶体１０の本体部４０に接続されている。より詳しくは、冷却ライン２６は、本体部４０の、バーナ１６との接続箇所よりもＸ方向側（燃焼ガスの流れ方向の下流側）の箇所に接続されている。従って、冷却ライン２６は、排気筒１８からの排ガス、すなわち缶体１０から排出された燃焼ガスを冷却用流体Ｇ０として、燃焼ガスの流れ方向においてバーナ１６よりも下流側の缶体１０内に供給する。 One end of the cooling line (additional medium supply unit) 26 is connected to the exhaust pipe 18, and the other end thereof is connected to the main body 40 of the can body 10. More specifically, the cooling line 26 is connected to a portion of the main body portion 40 on the X direction side (downstream side in the combustion gas flow direction) with respect to the connection portion with the burner 16. Therefore, the cooling line 26 supplies the exhaust gas from the exhaust pipe 18, that is, the combustion gas discharged from the can body 10 as the cooling fluid G0 into the can body 10 on the downstream side of the burner 16 in the flow direction of the combustion gas. To do.

また、流量調整部２８は、冷却ライン２６に設けられる。流量調整部２８は、制御装置３０の制御により、冷却ライン２６から二次燃料供給ライン７４を介して缶体１０内に導入される冷却用流体Ｇ０の供給量を調整する。本実施形態において、流量調整部２８は、ファンである。流量調整部２８は、排気筒１８から冷却用流体（排ガス）Ｇ０を吸引して冷却ライン２６内に供給し、冷却ライン２６内に供給した冷却用流体Ｇ０を、二次燃料供給ライン７４を介して缶体１０内に供給する。流量調整部２８は、制御装置３０により、内蔵する羽根部(図示略)の回転数が制御されることで、缶体１０に供給する冷却用流体Ｇ０の供給量を調整する。ただし、流量調整部２８は、制御装置３０の制御により供給する冷却用流体Ｇ０の供給量を調整可能であれば、回転数を制御されることに限られず、任意の方法で冷却用流体Ｇ０の供給量を調整してよい。例えば、流量調整部２８は、内蔵するベーンの開度が制御されることで、冷却用流体Ｇ０の供給量を調整してもよい。 Further, the flow rate adjusting unit 28 is provided in the cooling line 26. The flow rate adjusting unit 28 adjusts the supply amount of the cooling fluid G0 introduced into the can body 10 from the cooling line 26 via the secondary fuel supply line 74 under the control of the control device 30. In the present embodiment, the flow rate adjusting unit 28 is a fan. The flow rate adjusting unit 28 sucks the cooling fluid (exhaust gas) G0 from the exhaust stack 18 and supplies the cooling fluid G0 into the cooling line 26, and the cooling fluid G0 supplied into the cooling line 26 is passed through the secondary fuel supply line 74. Is supplied into the can body 10. The flow rate adjusting unit 28 adjusts the supply amount of the cooling fluid G0 to be supplied to the can body 10 by the control device 30 controlling the number of rotations of the built-in blades (not shown). However, the flow rate adjusting unit 28 is not limited to controlling the rotation speed as long as the supply amount of the cooling fluid G0 supplied by the control of the control device 30 can be adjusted, and the cooling fluid G0 can be controlled by any method. The supply may be adjusted. For example, the flow rate adjusting unit 28 may adjust the supply amount of the cooling fluid G0 by controlling the opening of the built-in vane.

二次燃料供給ライン７４は、冷却ライン２６の、流量調整部２８の接続箇所よりも冷却用流体Ｇ０の下流側の箇所に接続されている。従って、二次燃料供給ライン７４を流れる二次燃料Ｆ２は、冷却ライン２６から、燃焼ガスの流れ方向においてバーナ１６よりも下流側の缶体１０内に導入される。従って、冷却ライン２６内において、二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０とが混合されて、混合ガスＦ２Ａが生成される。冷却ライン２６は、混合ガスＦ２Ａを、すなわち二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０とを、缶体１０内に導入する。さらに言えば、冷却ライン２６は、缶体１０内で一次燃料Ｆ１による燃焼が開始する箇所より下流側、すなわち図示しない着火手段よりも下流側に接続される。また、冷却ライン２６は、燃焼ガスの温度が８００℃以上となる位置、すなわち二次燃料Ｆ２が適切に自己燃焼してＣＯの発生を抑制可能な温度となる位置に接続されることが好ましい。また、冷却ライン２６は、燃焼促進空間Ｓよりも、Ｘ方向と反対側（燃焼ガスの流れ方向の上流側）の箇所に接続されることが好ましい。なお、本実施形態では、冷却ライン２６は、分岐して２つ設けられ、それぞれが本体部４０に接続されている。また、二次燃料供給ライン７４は、二次燃料供給ライン７０から分岐して２つ設けられ、それぞれが冷却ライン２６に接続されている。ただし、冷却ライン２６や二次燃料供給ライン７４の数は任意であり、例えば１つであってもよい。 The secondary fuel supply line 74 is connected to the cooling line 26 at a position downstream of the cooling fluid G0 with respect to the connection position of the flow rate adjusting unit 28. Therefore, the secondary fuel F2 flowing through the secondary fuel supply line 74 is introduced from the cooling line 26 into the can body 10 on the downstream side of the burner 16 in the flow direction of the combustion gas. Therefore, in the cooling line 26, the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 are mixed to generate the mixed gas F2A. The cooling line 26 introduces the mixed gas F2A, that is, the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 into the can body 10. Further, the cooling line 26 is connected to the downstream side of the location in the can body 10 where combustion with the primary fuel F1 starts, that is, the downstream side of the ignition means (not shown). Further, the cooling line 26 is preferably connected to a position where the temperature of the combustion gas is 800° C. or higher, that is, a position where the secondary fuel F2 is appropriately self-combusted and at which the generation of CO can be suppressed. Further, it is preferable that the cooling line 26 is connected to a location on the side opposite to the X direction (upstream side in the flow direction of the combustion gas) with respect to the combustion promotion space S. In the present embodiment, two cooling lines 26 are branched and provided, each of which is connected to the main body 40. Further, two secondary fuel supply lines 74 are provided branching from the secondary fuel supply line 70, and each is connected to the cooling line 26. However, the numbers of the cooling lines 26 and the secondary fuel supply lines 74 are arbitrary, and may be one, for example.

なお、本実施形態においては、冷却ライン２６と、二次燃料供給ライン７０と、二次燃料供給ライン７４とを、それぞれの別の管として説明している。ただし、冷却ライン２６と二次燃料供給ライン７０と二次燃料供給ライン７４とは、接続されているため、冷却ライン２６と二次燃料供給ライン７０と二次燃料供給ライン７４とを、１つの管である、と言い換えることもできる。 In addition, in this embodiment, the cooling line 26, the secondary fuel supply line 70, and the secondary fuel supply line 74 are described as separate tubes. However, since the cooling line 26, the secondary fuel supply line 70, and the secondary fuel supply line 74 are connected, the cooling line 26, the secondary fuel supply line 70, and the secondary fuel supply line 74 are combined into one. In other words, it is a tube.

以上のように構成されるボイラ１は、まず、燃料供給ライン６０から導入された一次燃料Ｆ１と、送風機１２から供給された空気Ａとが、ダクト１４内で混合され、混合ガスＦ１Ａが生成される。混合ガスＦ１Ａは、バーナ１６から、缶体１０の本体部４０内に供給される。本体部４０内に供給された混合ガスＦ１Ａは、着火手段（図示略）により着火され、バーナ１６にて火炎を伴う燃焼反応中の燃焼ガスが形成される。燃焼ガスは、本体部４０内の水管５１、５２、５３と熱交換しつつ、Ｘ方向側に流れる。また、二次燃料供給ライン７０、７４から導入された二次燃料Ｆ２は、冷却ライン２６から導入された冷却用流体Ｇ０と、冷却ライン２６内で混合され、混合ガスＦ２Ａとして、本体部４０内のバーナ１６よりも燃焼ガスの流れの下流側の箇所に導入される。この混合ガスＦ２Ａは、燃焼ガスに接触して燃焼する。このように、ボイラ１は、バーナ１６と二次燃料供給ライン７４とから混合ガスＦ１Ａ、Ｆ２Ａを供給することで、二段燃焼を行う。混合ガスＦ２Ａが供給されて二段燃焼した燃焼ガスは、本体部４０内の水管５１、５２、５３と熱交換しつつさらにＸ方向側に流れ、排気筒１８から排ガスとして排出される。 In the boiler 1 configured as described above, first, the primary fuel F1 introduced from the fuel supply line 60 and the air A supplied from the blower 12 are mixed in the duct 14 to generate a mixed gas F1A. It The mixed gas F1A is supplied from the burner 16 into the main body portion 40 of the can body 10. The mixed gas F1A supplied into the main body 40 is ignited by an igniting means (not shown), and the burner 16 forms a combustion gas in a combustion reaction accompanied by a flame. The combustion gas flows in the X direction side while exchanging heat with the water pipes 51, 52, 53 in the main body 40. The secondary fuel F2 introduced from the secondary fuel supply lines 70 and 74 is mixed with the cooling fluid G0 introduced from the cooling line 26 in the cooling line 26, and is mixed as a mixed gas F2A in the main body 40. The burner 16 is introduced at a position on the downstream side of the flow of the combustion gas. The mixed gas F2A comes into contact with the combustion gas and burns. As described above, the boiler 1 performs the two-stage combustion by supplying the mixed gas F1A and F2A from the burner 16 and the secondary fuel supply line 74. The combustion gas, which is supplied with the mixed gas F2A and has undergone two-stage combustion, further flows in the X direction while exchanging heat with the water pipes 51, 52, 53 in the main body 40, and is exhausted from the exhaust stack 18 as exhaust gas.

本実施形態に係るボイラ１は、このように二段燃焼を行うことで、缶体１０から排出される燃焼ガスに含まれるＮＯｘ量とＣＯ量とを低くすることができる。ここで、二次燃料Ｆ２を自己燃焼させてＣＯの発生を抑制するためには、二次燃料Ｆ２の供給位置の温度を、ある程度高く保つことが好ましい。しかし、二次燃料Ｆ２の供給位置の温度を高くし過ぎると、二次燃料Ｆ２による燃焼温度（燃焼によって到達する最高温度）が高くなり過ぎ、燃焼ガス中のＮＯｘの量が増加するおそれがある。従って、ボイラ１において二段燃焼を行う場合には、ＮＯｘ量とＣＯ量とを抑制するために、缶体１０内の温度を所定の範囲内に保つことが好ましい。 By performing the two-stage combustion in this way, the boiler 1 according to the present embodiment can reduce the NOx amount and the CO amount contained in the combustion gas discharged from the can body 10. Here, in order to suppress the generation of CO by self-combusting the secondary fuel F2, it is preferable to keep the temperature at the supply position of the secondary fuel F2 high to some extent. However, if the temperature of the supply position of the secondary fuel F2 is made too high, the combustion temperature of the secondary fuel F2 (the maximum temperature reached by combustion) becomes too high, and the amount of NOx in the combustion gas may increase. .. Therefore, when performing the two-stage combustion in the boiler 1, it is preferable to keep the temperature in the can 10 within a predetermined range in order to suppress the NOx amount and the CO amount.

本実施形態に係るボイラ１は、冷却用流体Ｇ０を缶体１０内に導入することで、缶体１０内の温度を所定の範囲内に保っている。冷却用流体Ｇ０は、燃焼ガスによって燃焼しない流体であり、缶体１０内の燃焼ガスよりも低温であるため、缶体１０内の温度を低下させることができる。ここで、缶体１０内の冷却用流体Ｇ０を供給した位置、言い換えれば、缶体１０内の二次燃料供給ライン７４が接続されている位置を、供給位置とする。冷却ライン２６は、缶体１０内の供給位置に冷却用流体Ｇ０を供給することで、供給位置の温度を低減させる。ここで、供給位置と、供給位置よりも所定距離だけＸ方向側の位置と、の間の缶体１０内の空間を、所定空間とする。冷却ライン２６は、供給位置に冷却用流体Ｇ０を供給することで、この所定空間の温度を低減させているともいえる。第１実施形態において所定空間は、二次燃料Ｆ２が供給される供給位置から燃焼ガスの下流側にわたる空間である。すなわち、冷却ライン２６は、供給位置に冷却用流体Ｇ０を供給することで、一次燃料Ｆ１の未燃分及び二次燃料Ｆ２又は二次燃料が燃焼する空間の温度を低減しているともいえる。なお、本実施形態では、供給位置が固定されているため、所定空間は、缶体１０内で位置が固定された空間であるといえ、缶体１０内で位置が移動するものではない。 The boiler 1 according to the present embodiment keeps the temperature inside the can body 10 within a predetermined range by introducing the cooling fluid G0 into the can body 10. Since the cooling fluid G0 is a fluid that does not burn with the combustion gas and has a temperature lower than that of the combustion gas in the can body 10, the temperature in the can body 10 can be lowered. Here, a position in the can body 10 to which the cooling fluid G0 is supplied, in other words, a position in the can body 10 to which the secondary fuel supply line 74 is connected is defined as a supply position. The cooling line 26 reduces the temperature of the supply position by supplying the cooling fluid G0 to the supply position inside the can body 10. Here, the space in the can 10 between the supply position and the position on the X direction side of the supply position by a predetermined distance is referred to as a predetermined space. It can be said that the cooling line 26 reduces the temperature of the predetermined space by supplying the cooling fluid G0 to the supply position. In the first embodiment, the predetermined space is a space extending from the supply position where the secondary fuel F2 is supplied to the downstream side of the combustion gas. That is, it can be said that the cooling line 26 reduces the temperature of the space in which the unburned component of the primary fuel F1 and the secondary fuel F2 or the secondary fuel burn by supplying the cooling fluid G0 to the supply position. In addition, in this embodiment, since the supply position is fixed, it can be said that the predetermined space is a space whose position is fixed in the can body 10, but the position does not move in the can body 10.

このように、ボイラ１は、冷却用流体Ｇ０を缶体１０内に導入することで、缶体１０内の所定空間の温度を低減している。さらに、ボイラ１は、制御装置３０によって供給する冷却用流体Ｇ０の量を調整することで、缶体１０内の温度を所定の範囲内に保っている。以下、制御装置３０について説明する。 Thus, the boiler 1 reduces the temperature of the predetermined space in the can body 10 by introducing the cooling fluid G0 into the can body 10. Further, the boiler 1 maintains the temperature inside the can body 10 within a predetermined range by adjusting the amount of the cooling fluid G0 supplied by the control device 30. Hereinafter, the control device 30 will be described.

（制御装置の構成）
図３は、第１実施形態に係る制御装置の模式的なブロック図である。図３に示すように、制御装置３０は、制御部８０と、記憶部８２とを有する。制御装置３０は、ボイラ１を制御するコンピュータである。記憶部８２は、制御部８０の演算内容やプログラムの情報などを記憶するメモリである。記憶部８２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びフラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）などの外部記憶装置を少なくとも１つ含む。 (Configuration of control device)
FIG. 3 is a schematic block diagram of the control device according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the control device 30 includes a control unit 80 and a storage unit 82. The control device 30 is a computer that controls the boiler 1. The storage unit 82 is a memory that stores the calculation content of the control unit 80, the program information, and the like. The storage unit 82 includes at least one external storage device such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a flash memory (Flash Memory).

制御部８０は、演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。制御部８０は、空気制御部８４と、一次燃料制御部８６と、二次燃料制御部８８と、流量制御部９０とを有する。空気制御部８４と、一次燃料制御部８６と、二次燃料制御部８８と、流量制御部９０とは、記憶部８２に記憶されたソフトウェア（プログラム）を読み出すことで、後述する処理を実行する。ただし、空気制御部８４と、一次燃料制御部８６と、二次燃料制御部８８と、流量制御部９０とは、それぞれ専用のハードウェア回路で構成されていてもよい。 The control unit 80 is a computing device, that is, a CPU (Central Processing Unit). The control unit 80 includes an air control unit 84, a primary fuel control unit 86, a secondary fuel control unit 88, and a flow rate control unit 90. The air control unit 84, the primary fuel control unit 86, the secondary fuel control unit 88, and the flow rate control unit 90 execute the processing described below by reading the software (program) stored in the storage unit 82. .. However, the air control unit 84, the primary fuel control unit 86, the secondary fuel control unit 88, and the flow rate control unit 90 may each be configured by dedicated hardware circuits.

空気制御部８４は、缶体１０に供給する空気Ａの供給量を算出し、算出した供給量となるよう、缶体１０に供給する空気Ａの供給量を制御する。具体的には、空気制御部８４は、例えばボイラ１に対して指示された燃焼段階に応じて、すなわちどのような燃焼段階でボイラ１を運転するかの指示に応じて、空気Ａの供給量を算出する。例えば、本実施形態では、燃焼段階と空気Ａの量との関係を示す情報を、記憶部８２に記憶させている。空気制御部８４は、この情報を記憶部８２から読出し、指示された燃焼段階をこの関係に代入することで、空気Ａの供給量を算出する。例えば、空気Ａの供給量は、指示された燃焼段階が大きくなるほど、すなわち高燃焼になるほど大きくなるように設定されている。なお、空気Ａの供給量の算出方法は、これに限られず任意に設定されてよい。また、本実施形態におけるボイラ１は、燃焼量毎に燃焼段階が複数設定されており、例えば、停止、低燃焼、中燃焼、及び高燃焼の４つが設定されている。 The air control unit 84 calculates the supply amount of the air A to be supplied to the can body 10, and controls the supply amount of the air A to be supplied to the can body 10 so that the calculated supply amount is obtained. Specifically, the air control unit 84, for example, according to the combustion stage instructed to the boiler 1, that is, in accordance with the instruction as to which combustion stage the boiler 1 is to be operated, the supply amount of the air A is supplied. To calculate. For example, in the present embodiment, information indicating the relationship between the combustion stage and the amount of air A is stored in the storage unit 82. The air control unit 84 reads this information from the storage unit 82 and substitutes the instructed combustion stage into this relationship to calculate the supply amount of the air A. For example, the supply amount of the air A is set to increase as the instructed combustion stage increases, that is, as the combustion increases. The method of calculating the supply amount of the air A is not limited to this, and may be set arbitrarily. Further, in the boiler 1 in the present embodiment, a plurality of combustion stages are set for each combustion amount, and for example, four of stop, low combustion, medium combustion, and high combustion are set.

空気制御部８４は、このようにして算出した量の空気Ａが供給されるように、送風機１２を制御する。例えば、空気制御部８４は、図１に示す減圧部材１２Ａよりも上流側に設けられた図示しないダンパの開度を調整することで、算出した量の空気Ａをダクト１４に供給させる。例えば、空気制御部８４は、図１に示すエア差圧センサ１２Ｂから、減圧部材１２Ａの上流側と下流側との差圧の情報を取得する。空気制御部８４は、エア差圧センサ１２Ｂが検出した差圧の情報から、実際にダクト１４に供給されている空気Ａの量を取得し、取得した空気Ａの実際の供給量に基づき、算出した量の空気Ａを実際に供給するように、ダンパの開度を調整する。なお、空気制御部８４は、空気Ａの供給量の制御を行う際に、ダンパの開度を調整することに限られない。例えば、空気制御部８４は、インバータによって送風機１２の回転数を制御することで、空気Ａの供給量を制御してもよいし、インバータとダンパとの両方を用いて空気Ａの供給量を制御してもよい。 The air control unit 84 controls the blower 12 so that the amount of air A calculated in this way is supplied. For example, the air control unit 84 supplies the calculated amount of air A to the duct 14 by adjusting the opening degree of a damper (not shown) provided on the upstream side of the pressure reducing member 12A shown in FIG. For example, the air control unit 84 acquires information on the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the pressure reducing member 12A from the air differential pressure sensor 12B shown in FIG. The air control unit 84 acquires the amount of the air A actually supplied to the duct 14 from the information on the differential pressure detected by the air differential pressure sensor 12B, and calculates it based on the acquired actual supply amount of the air A. The opening degree of the damper is adjusted so that the amount of air A actually supplied is adjusted. The air control unit 84 is not limited to adjusting the opening degree of the damper when controlling the supply amount of the air A. For example, the air control unit 84 may control the supply amount of the air A by controlling the rotation speed of the blower 12 with an inverter, or may control the supply amount of the air A using both the inverter and the damper. You may.

一次燃料制御部８６は、缶体１０に供給する一次燃料Ｆ１の供給量を算出し、算出した供給量となるよう、缶体１０に供給する一次燃料Ｆ１の供給量を制御する。具体的には、一次燃料制御部８６は、ダクト１４への空気Ａの供給量に基づき、一次燃料Ｆ１の目標供給量を算出する。一次燃料制御部８６は、図１に示すエア差圧センサ１２Ｂから、減圧部材１２Ａの上流側と下流側との差圧の情報を取得し、取得した差圧の情報から、ダクト１４への空気Ａの供給量を取得する。また、一次燃料制御部８６は、空気制御部８４から、空気Ａの供給量の情報を取得してもよい。そして、本実施形態では、空気Ａの量と一次燃料Ｆ１の量との関係を示す情報を、記憶部８２に記憶させている。一次燃料制御部８６は、空気Ａの量と一次燃料Ｆ１の量との関係を示す情報を記憶部８２から読出し、取得した空気Ａの供給量をこの関係に代入することで、一次燃料Ｆ１の目標供給量を算出する。 The primary fuel control unit 86 calculates the supply amount of the primary fuel F1 supplied to the can body 10, and controls the supply amount of the primary fuel F1 supplied to the can body 10 so that the calculated supply amount is obtained. Specifically, the primary fuel control unit 86 calculates the target supply amount of the primary fuel F1 based on the supply amount of the air A to the duct 14. The primary fuel control unit 86 acquires information on the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the pressure reducing member 12A from the air differential pressure sensor 12B shown in FIG. 1, and based on the acquired differential pressure information, air to the duct 14 is obtained. Acquire the supply amount of A. In addition, the primary fuel control unit 86 may acquire information on the supply amount of the air A from the air control unit 84. In the present embodiment, the storage unit 82 stores information indicating the relationship between the amount of air A and the amount of primary fuel F1. The primary fuel control unit 86 reads out information indicating the relationship between the amount of air A and the amount of primary fuel F1 from the storage unit 82, and substitutes the obtained supply amount of air A into this relationship, whereby the primary fuel F1 Calculate the target supply amount.

このように、ボイラ１は、一次燃料制御部８６により、空気Ａの量と一次燃料Ｆ１の量との関係を示す情報に基づいて算出した目標供給量の一次燃料Ｆ１を供給するように制御を実行するが、目標供給量の一次燃料Ｆ１の供給方法は、これに限られない。例えば、ボイラ１は、機械式のガバナを燃料供給ライン６０に設け、減圧部材１２Ａの上流側と下流側との差圧（すなわちエア差圧センサ１２Ｂが検出する差圧）に応じてガバナの動作量を変化させることにより、目標供給量の一次燃料Ｆ１を供給するように制御してもよい。すなわち、ガバナの動作量を、空気Ａの供給量（差圧）と関連付けて設定しておき、空気Ａの供給量に応じてガバナを作動させることで、目標供給量の一次燃料Ｆ１を供給させてもよい。なお、一次燃料Ｆ１の目標供給量は、一次燃料Ｆ１の燃焼後の燃焼ガスに含有される酸素の割合が、例えば６％以上１０％以下となるように、好ましくは８％程度となるように設定されている。なお、燃焼ガスに含有される酸素の割合とは、燃焼ガスの全体量に対する燃焼ガスに含有される酸素量の割合を指す。また、一次燃料Ｆ１の燃焼後の燃焼ガスとは、一次燃料Ｆ１の燃焼反応が完了した状態の燃焼ガスを指し、一次燃料Ｆ１の燃焼反応が完了した状態であって二次燃料Ｆ２が供給されていない状態の燃焼ガスを指す、ともいえる。 As described above, the boiler 1 controls the primary fuel control unit 86 to supply the target supply amount of the primary fuel F1 calculated based on the information indicating the relationship between the amount of the air A and the amount of the primary fuel F1. However, the method of supplying the target supply amount of the primary fuel F1 is not limited to this. For example, in the boiler 1, a mechanical governor is provided in the fuel supply line 60, and the governor operates according to the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the pressure reducing member 12A (that is, the differential pressure detected by the air differential pressure sensor 12B). The amount of primary fuel F1 may be controlled to be supplied by changing the amount. That is, the operation amount of the governor is set in association with the supply amount (differential pressure) of the air A, and the governor is operated according to the supply amount of the air A to supply the primary fuel F1 of the target supply amount. May be. The target supply amount of the primary fuel F1 is set so that the proportion of oxygen contained in the combustion gas after combustion of the primary fuel F1 is, for example, 6% or more and 10% or less, preferably about 8%. It is set. The proportion of oxygen contained in the combustion gas refers to the proportion of oxygen contained in the combustion gas with respect to the total quantity of the combustion gas. Further, the combustion gas after the combustion of the primary fuel F1 refers to the combustion gas in the state where the combustion reaction of the primary fuel F1 is completed, and the state where the combustion reaction of the primary fuel F1 is completed and the secondary fuel F2 is supplied. It can be said that it refers to the combustion gas in the state where it is not.

なお、燃焼反応は、上述した「燃焼反応が完了した状態の燃焼ガス」中においても極微量であるが継続している場合もあるので、「燃焼反応の完了」とは、燃焼反応の１００％の完結、すなわち完全燃焼を意味するものではない場合もある。なお、一次燃料Ｆ１の目標供給量は、混合ガスＦ１Ａにおける空気比が所定の値となるように設定されていると言い換えることもできる。この場合、空気比は、例えば１．４以上２．０以下であることが好ましい。なお、一次燃料Ｆ１の目標供給量は、以上の説明に限られず任意の方法で算出されてもよい。 It should be noted that the combustion reaction may continue even though it is extremely small in the above-mentioned "combustion gas in a state where the combustion reaction is completed". Therefore, "combustion reaction completion" means 100% of the combustion reaction. In some cases, that is, it does not mean that the combustion is completed. In addition, it can be said that the target supply amount of the primary fuel F1 is set so that the air ratio in the mixed gas F1A becomes a predetermined value. In this case, the air ratio is preferably 1.4 or more and 2.0 or less, for example. The target supply amount of the primary fuel F1 is not limited to the above description and may be calculated by any method.

一次燃料制御部８６は、このように算出した目標供給量の一次燃料Ｆ１が供給されるように、一次燃料供給部２２を制御する。具体的には、一次燃料制御部８６は、一次燃料調整弁６２の開度を制御することで、算出した供給量分の一次燃料Ｆ１を、缶体１０へ供給させる。本実施形態において、一次燃料制御部８６は、燃料差圧センサ６６から、減圧部材６４の上流側と下流側との一次燃料Ｆ１の差圧の情報を取得し、この差圧の情報から、実際に缶体１０に供給されている一次燃料Ｆ１の量を取得してもよい。この場合、一次燃料制御部８６は、実際に供給されている一次燃料Ｆ１の量が、目標供給量となるように、一次燃料調整弁６２の開度を調整する。なお、一次燃料制御部８６は、一次燃料Ｆ１の供給量の制御を行う際に、一次燃料調整弁６２の開度を調整することに限られない。例えば、一次燃料制御部８６は、燃料供給ライン６０に設けられた機械式のガバナによって、一次燃料Ｆ１の供給量を制御してもよいし、ガバナと一次燃料調整弁６２との両方を用いて、一次燃料Ｆ１の供給量を制御してもよい。 The primary fuel control unit 86 controls the primary fuel supply unit 22 so that the target supply amount of the primary fuel F1 calculated in this way is supplied. Specifically, the primary fuel control unit 86 controls the opening degree of the primary fuel adjustment valve 62 to supply the calculated amount of the primary fuel F1 to the can body 10. In the present embodiment, the primary fuel control unit 86 acquires information on the differential pressure of the primary fuel F1 between the upstream side and the downstream side of the pressure reducing member 64 from the fuel differential pressure sensor 66, and based on this differential pressure information, actually Alternatively, the amount of the primary fuel F1 supplied to the can body 10 may be acquired. In this case, the primary fuel control unit 86 adjusts the opening degree of the primary fuel adjustment valve 62 so that the actually supplied amount of the primary fuel F1 becomes the target supply amount. The primary fuel control unit 86 is not limited to adjusting the opening degree of the primary fuel adjustment valve 62 when controlling the supply amount of the primary fuel F1. For example, the primary fuel control unit 86 may control the supply amount of the primary fuel F1 by a mechanical governor provided in the fuel supply line 60, or may use both the governor and the primary fuel adjustment valve 62. The supply amount of the primary fuel F1 may be controlled.

二次燃料制御部８８は、缶体１０に供給する二次燃料Ｆ２の供給量を算出し、算出した供給量となるよう、缶体１０に供給する二次燃料Ｆ２の供給量を制御する。具体的には、二次燃料制御部８８は、燃料差圧センサ６６から、減圧部材６４の上流側と下流側との一次燃料Ｆ１の差圧の情報を取得し、取得した差圧の情報から、缶体１０への一次燃料Ｆ１の供給量を取得する。また、二次燃料制御部８８は、一次燃料制御部８６から、一次燃料Ｆ１の供給量の情報を取得してもよい。そして、本実施形態では、一次燃料Ｆ１の量と二次燃料Ｆ２の量との関係を示す情報を、記憶部８２に記憶させている。二次燃料制御部８８は、一次燃料Ｆ１の量と二次燃料Ｆ２の量との関係を示す情報を記憶部８２から読出し、取得した一次燃料Ｆ１の供給量をこの関係に代入することで、二次燃料Ｆ２の目標供給量を算出する。二次燃料Ｆ２の目標供給量は、二次燃料Ｆ２の燃焼後の燃焼ガスに含有される酸素の割合が、例えば２％以上６％以下となるように、好ましくは４％程度となるように、設定されている。 The secondary fuel control unit 88 calculates the supply amount of the secondary fuel F2 supplied to the can body 10, and controls the supply amount of the secondary fuel F2 supplied to the can body 10 so that the calculated supply amount is obtained. Specifically, the secondary fuel control unit 88 acquires information on the differential pressure of the primary fuel F1 between the upstream side and the downstream side of the pressure reducing member 64 from the fuel differential pressure sensor 66, and based on the acquired differential pressure information. , The supply amount of the primary fuel F1 to the can body 10 is acquired. Further, the secondary fuel control unit 88 may acquire information on the supply amount of the primary fuel F1 from the primary fuel control unit 86. Then, in the present embodiment, information indicating the relationship between the amount of the primary fuel F1 and the amount of the secondary fuel F2 is stored in the storage unit 82. The secondary fuel control unit 88 reads information indicating the relationship between the amount of the primary fuel F1 and the amount of the secondary fuel F2 from the storage unit 82, and substitutes the acquired supply amount of the primary fuel F1 into this relationship. The target supply amount of the secondary fuel F2 is calculated. The target supply amount of the secondary fuel F2 is set so that the proportion of oxygen contained in the combustion gas after combustion of the secondary fuel F2 is, for example, 2% or more and 6% or less, preferably about 4%. , Has been set.

なお、二次燃料Ｆ２の燃焼後の燃焼ガスとは、二次燃料Ｆ２の燃焼反応が完了した状態の燃焼ガスを指す。さらに言えば、二次燃料Ｆ２の燃焼後の燃焼ガスとは、一次燃料Ｆ１と二次燃料Ｆ２との両方の燃焼反応が完了した状態の燃焼ガスであると言い換えてもよく、缶体１０から排出される燃焼ガス（排ガス）であると言い換えてもよい。また、二次燃料Ｆ２の目標供給量は、混合ガスＦ１Ａと混合ガスＦ２Ａとを合計した場合の空気比が所定の値となるように設定されていると言い換えることもできる。この場合、空気比は、例えば１．１以上１．４以下であることが好ましい。なお、二次燃料Ｆ２の目標供給量は、以上の説明に限られず任意の方法で算出されてもよい。 The combustion gas after combustion of the secondary fuel F2 refers to the combustion gas in a state where the combustion reaction of the secondary fuel F2 is completed. Furthermore, in other words, the combustion gas after the combustion of the secondary fuel F2 may be rephrased as the combustion gas in a state where the combustion reactions of both the primary fuel F1 and the secondary fuel F2 have been completed. It may be said that the combustion gas is exhaust gas (exhaust gas). It can also be said that the target supply amount of the secondary fuel F2 is set so that the air ratio when the mixed gas F1A and the mixed gas F2A are summed is a predetermined value. In this case, the air ratio is preferably 1.1 or more and 1.4 or less. The target supply amount of the secondary fuel F2 is not limited to the above description and may be calculated by any method.

このように、二次燃料Ｆ２の目標供給量は、一次燃料Ｆ１の供給量に応じて設定される。一次燃料Ｆ１の供給量が燃料差圧センサ６６からの差圧の情報で調整される場合は、二次燃料Ｆ２の供給も、一次燃料Ｆ１の供給量に応じることで適切に行われる。ただし、二次燃料Ｆ２の目標供給量の算出方法は、これに限られない。例えば、排気筒１８内に酸素濃度センサを設け、二次燃料制御部８８は、この酸素濃度センサによる排気筒１８内の燃焼ガスに含まれる酸素濃度の検出結果に応じて、二次燃料Ｆ２の燃焼後の燃焼ガスに含有される酸素の割合が所定割合になるように、二次燃料Ｆ２の目標供給量を設定してもよい。 In this way, the target supply amount of the secondary fuel F2 is set according to the supply amount of the primary fuel F1. When the supply amount of the primary fuel F1 is adjusted by the information on the pressure difference from the fuel pressure difference sensor 66, the supply of the secondary fuel F2 is also appropriately performed according to the supply amount of the primary fuel F1. However, the method of calculating the target supply amount of the secondary fuel F2 is not limited to this. For example, an oxygen concentration sensor is provided in the exhaust stack 18, and the secondary fuel control unit 88 detects the secondary fuel F2 according to the detection result of the oxygen concentration contained in the combustion gas in the exhaust stack 18 by the oxygen concentration sensor. The target supply amount of the secondary fuel F2 may be set so that the ratio of oxygen contained in the combustion gas after combustion becomes a predetermined ratio.

二次燃料制御部８８は、このように算出した目標供給量の二次燃料Ｆ２が供給されるように、二次燃料供給部２４を制御する。具体的には、二次燃料制御部８８は、二次燃料調整弁７２の開度を制御することで、算出した供給量分の二次燃料Ｆ２を、缶体１０へ供給させる。なお、二次燃料制御部８８は、二次燃料Ｆ２の供給量の制御を行う際に、二次燃料調整弁７２の開度を調整することに限られない。例えば、二次燃料制御部８８は、二次燃料供給ライン７０に設けられた機械式のガバナによって、二次燃料Ｆ２の供給量を制御してもよいし、ガバナと二次燃料調整弁７２との両方を用いて、二次燃料Ｆ２の供給量を制御してもよい。 The secondary fuel control unit 88 controls the secondary fuel supply unit 24 so that the target supply amount of the secondary fuel F2 thus calculated is supplied. Specifically, the secondary fuel control unit 88 controls the opening degree of the secondary fuel adjustment valve 72 to supply the calculated amount of the secondary fuel F2 to the can body 10. Note that the secondary fuel control unit 88 is not limited to adjusting the opening degree of the secondary fuel adjustment valve 72 when controlling the supply amount of the secondary fuel F2. For example, the secondary fuel control unit 88 may control the supply amount of the secondary fuel F2 by a mechanical governor provided in the secondary fuel supply line 70, or may control the governor and the secondary fuel adjustment valve 72. Both may be used to control the supply amount of the secondary fuel F2.

なお、二次燃料Ｆ２の供給量は、燃焼ガスに８％程度含まれていた酸素を、燃焼によって４％程度まで消費可能な量であるといえ、一次燃料Ｆ１の供給量に比例する。すなわち、二次燃料制御部８８は、一次燃料Ｆ１の供給量の増加に比例して、二次燃料Ｆ２の供給量を増加させる。 It should be noted that the supply amount of the secondary fuel F2 can be said to be an amount that can consume up to about 4% of oxygen contained in the combustion gas by about 8%, and is proportional to the supply amount of the primary fuel F1. That is, the secondary fuel control unit 88 increases the supply amount of the secondary fuel F2 in proportion to the increase of the supply amount of the primary fuel F1.

流量制御部９０は、流量調整部２８を制御して、二次燃料Ｆ２の供給量に応じて缶体１０内に供給する冷却用流体Ｇ０の量を変化させる。より詳しくは、流量制御部９０は、缶体１０に供給する冷却用流体Ｇ０の供給量を算出し、算出した供給量となるよう、缶体１０に供給する冷却用流体Ｇ０の供給量を制御する。流量制御部９０は、流量調整部２８を制御することで、算出した供給量分の冷却用流体Ｇ０を、缶体１０へ供給させる。 The flow rate control unit 90 controls the flow rate adjusting unit 28 to change the amount of the cooling fluid G0 supplied into the can body 10 according to the supply amount of the secondary fuel F2. More specifically, the flow rate control unit 90 calculates the supply amount of the cooling fluid G0 supplied to the can body 10, and controls the supply amount of the cooling fluid G0 supplied to the can body 10 so that the calculated supply amount is obtained. To do. The flow rate control unit 90 controls the flow rate adjusting unit 28 to supply the calculated supply amount of the cooling fluid G0 to the can body 10.

流量制御部９０は、二次燃料Ｆ２の供給量に基づき、缶体１０内に供給する冷却用流体Ｇ０の量を算出する。具体的には、流量制御部９０は、缶体１０内の所定空間の温度が所定温度範囲内となる、冷却用流体Ｇ０の量を算出する。また、上述のように、所定空間は、一次燃料Ｆ１の未燃分及び二次燃料Ｆ２又は二次燃料が燃焼する空間であるため、流量制御部９０は、流量調整部２８を制御して、一次燃料Ｆ１及び二次燃料Ｆ２による燃焼の燃焼温度が所定温度範囲となる冷却用流体Ｇ０の流量を調整しているといえる。言い換えれば、流量制御部９０は、所定空間の燃焼温度を所定温度範囲とすることが可能な流量分の冷却用流体Ｇ０を供給しているといえる。例えば、本実施形態では、缶体１０内の所定空間の温度を所定温度範囲内とするような、二次燃料Ｆ２の量と冷却用流体Ｇ０の量との関係を示す情報を、記憶部８２に記憶させている。空気制御部８４は、この情報を記憶部８２から読出し、二次燃料Ｆ２の供給量をこの関係に代入することで、冷却用流体Ｇ０の供給量を算出する。 The flow rate control unit 90 calculates the amount of the cooling fluid G0 supplied into the can body 10 based on the supply amount of the secondary fuel F2. Specifically, the flow rate control unit 90 calculates the amount of the cooling fluid G0 with which the temperature of the predetermined space inside the can body 10 falls within the predetermined temperature range. Further, as described above, the predetermined space is a space where the unburned portion of the primary fuel F1 and the secondary fuel F2 or the secondary fuel burn, so the flow rate control unit 90 controls the flow rate adjusting unit 28, It can be said that the flow rate of the cooling fluid G0 is adjusted so that the combustion temperature of the combustion by the primary fuel F1 and the secondary fuel F2 falls within a predetermined temperature range. In other words, it can be said that the flow rate control unit 90 supplies the cooling fluid G0 for the flow rate that allows the combustion temperature of the predetermined space to fall within the predetermined temperature range. For example, in the present embodiment, the storage unit 82 stores information indicating the relationship between the amount of the secondary fuel F2 and the amount of the cooling fluid G0 that keeps the temperature of the predetermined space in the can body 10 within the predetermined temperature range. I remember it. The air control unit 84 reads this information from the storage unit 82 and substitutes the supply amount of the secondary fuel F2 into this relationship to calculate the supply amount of the cooling fluid G0.

上述のように、冷却用流体Ｇ０は、燃焼ガスの温度を低減させることができ、冷却用流体Ｇ０の供給量が多いほど、より温度を低減することができる。ここで、缶体１０内の燃焼温度は、燃焼量、すなわち一次燃料Ｆ１と二次燃料Ｆ２と空気Ａとの供給量に依存するが、二次燃料Ｆ２の供給量が一次燃料Ｆ１の供給量に基づき算出され、一次燃料Ｆ１の供給量は空気Ａの供給量に基づき算出される。すなわち、一次燃料Ｆ１と二次燃料Ｆ２と空気Ａとの供給量は、互いに関連性を有する。従って、缶体１０内の燃焼温度は、一次燃料Ｆ１の供給量に依存するといえる。従って、流量制御部９０は、所定空間の温度を所定温度範囲に保つために、一次燃料Ｆ１の供給量に応じて、冷却用流体Ｇ０の供給量を変化させているといえる。すなわち、流量制御部９０は、一次燃料Ｆ１の供給量が多いほど供給する冷却用流体Ｇ０の量を多くし、一次燃料Ｆ１の供給量が少ないほど供給する冷却用流体Ｇ０の量を少なくしている。 As described above, the cooling fluid G0 can reduce the temperature of the combustion gas, and the more the supply amount of the cooling fluid G0 is, the more the temperature can be reduced. Here, the combustion temperature in the can 10 depends on the combustion amount, that is, the supply amount of the primary fuel F1, the secondary fuel F2, and the air A, but the supply amount of the secondary fuel F2 is the supply amount of the primary fuel F1. The supply amount of the primary fuel F1 is calculated based on the supply amount of the air A. That is, the supply amounts of the primary fuel F1, the secondary fuel F2, and the air A are related to each other. Therefore, it can be said that the combustion temperature in the can 10 depends on the supply amount of the primary fuel F1. Therefore, it can be said that the flow rate control unit 90 changes the supply amount of the cooling fluid G0 according to the supply amount of the primary fuel F1 in order to maintain the temperature of the predetermined space within the predetermined temperature range. That is, the flow rate control unit 90 increases the amount of the cooling fluid G0 to be supplied as the supply amount of the primary fuel F1 is larger, and decreases the amount of the cooling fluid G0 to be supplied as the supply amount of the primary fuel F1 is smaller. There is.

第１実施形態にて、冷却ライン２６は、一方の端部が排気筒１８に接続され、他方の端部が缶体１０の本体部４０に接続され、流量調整部２８が設けられる。二次燃料供給ライン７０、７４は、一方の端部が燃料供給ライン６０に接続され、他方の端部が冷却ライン２６に接続されている。従って、二次燃料供給ライン７４を流れる二次燃料Ｆ２は、冷却ライン２６に流れ、この冷却ライン２６を流れる冷却用流体Ｇ０に混合して混合ガスＦ２Ａとなり、缶体１０内に導入される。バーナ１６から缶体１０内に導入された空気Ａと一次燃料Ｆ１の混合ガスＦ１Ａは、一次燃焼ガスとなって混合ガスＦ２Ａの導入部に流れ、混合ガスＦ２Ａは、この一次燃焼ガスに接触して燃焼し、二次燃焼ガスが生成される。 In the first embodiment, one end of the cooling line 26 is connected to the exhaust pipe 18, the other end is connected to the main body 40 of the can body 10, and the flow rate adjusting unit 28 is provided. One end of each of the secondary fuel supply lines 70 and 74 is connected to the fuel supply line 60, and the other end thereof is connected to the cooling line 26. Therefore, the secondary fuel F2 flowing through the secondary fuel supply line 74 flows into the cooling line 26, is mixed with the cooling fluid G0 flowing through the cooling line 26, and becomes the mixed gas F2A, which is introduced into the can body 10. The mixed gas F1A of the air A and the primary fuel F1 introduced from the burner 16 into the can body 10 becomes the primary combustion gas and flows into the introduction part of the mixed gas F2A, and the mixed gas F2A contacts the primary combustion gas. And burns to generate secondary combustion gas.

このとき、ボイラ１は、缶体１０内に多数の水管５１，５２，５３が鉛直方向に沿って配置されることから、缶体１０内の鉛直方向における温度差を考慮する必要がある。そのため、第１実施形態では、二次燃料Ｆ２と冷却用流体（追加媒体）Ｇ０との割合を缶体１０の位置に応じて変化させる割合調整機構を設けている。割合調整機構は、缶体１０の位置に応じて、冷却用流体Ｇ０の供給量を調整する追加媒体調整機構を有する。 At this time, in the boiler 1, since many water pipes 51, 52, 53 are arranged in the can body 10 along the vertical direction, it is necessary to consider the temperature difference in the can body 10 in the vertical direction. Therefore, in the first embodiment, a ratio adjusting mechanism that changes the ratio of the secondary fuel F2 and the cooling fluid (additional medium) G0 according to the position of the can body 10 is provided. The ratio adjusting mechanism has an additional medium adjusting mechanism that adjusts the supply amount of the cooling fluid G0 according to the position of the can body 10.

図４は、缶体内への混合ガスの噴出部を表す鉛直方向の断面図、図５は、缶体内への混合ガスの噴出部を表す水平方向の断面図である。 FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing the jetted portion of the mixed gas into the can body, and FIG. 5 is a horizontal cross-sectional view showing the jetted portion of the mixed gas into the can body.

図４及び図５に示すように、冷却ライン２６には、下流側の端部中空形状をなす箱体１０１が設けられる。箱体１０１は、鉛直方向に長い箱型形状をなす本体１０２と、本体１０２に先端部側に向けて水平方向の幅が狭くなる先細部１０３とを有する。箱体１０１は、先細部１０３が外部から缶体１０の側壁及び連結壁５４を貫通している。箱体１０１は、内部に鉛直方向に所定間隔を空けて仕切壁１０４が設けられることで、鉛直方向に分割された複数（本実施形態では、３つ）の部屋１０５、１０６、１０７が区画される。なお、図４では、各部屋１０５、１０６、１０７の容積、つまり、高さと幅を同じ寸法で記載したが、特に、各部屋１０５、１０６、１０７の高さは、缶体１０内に配置するバーナ１６の高さ方向の位置に応じて設定されるものである。具体的に、上部及び下部の部屋１０５、１０７の高さに対して、中央部の部屋１０６の高さを高くすることが好ましい。また、この部屋１０５、１０６、１０７の数は、３つの限定されるものではなく、複数設けられていればよい。 As shown in FIGS. 4 and 5, the cooling line 26 is provided with a box 101 having a hollow end on the downstream side. The box body 101 has a box-shaped main body 102 that is long in the vertical direction, and a tapered portion 103 in which the width of the main body 102 in the horizontal direction becomes narrower toward the tip end side. In the box body 101, the tapered portion 103 penetrates the side wall of the can body 10 and the connecting wall 54 from the outside. The box 101 has a plurality of (three in the present embodiment) rooms 105, 106, and 107 divided in the vertical direction because the partition wall 104 is provided inside the box body at predetermined intervals in the vertical direction. It In FIG. 4, the volumes of the chambers 105, 106 and 107, that is, the height and the width, are shown with the same dimensions, but in particular, the heights of the chambers 105, 106 and 107 are arranged in the can body 10. It is set according to the position of the burner 16 in the height direction. Specifically, it is preferable to make the height of the central chamber 106 higher than the heights of the upper and lower chambers 105 and 107. Further, the number of the rooms 105, 106, 107 is not limited to three and may be plural.

追加媒体調整機構（割合調整機構）は、複数の部屋１０５、１０６、１０７ごとに、この部屋１０５、１０６、１０７から缶体１０内に供給する流路の抵抗を変化させて、缶体１０の高さ方向における位置に応じて、冷却用流体Ｇ０の供給量を調整する。箱体１０１の先細部１０３は、各部屋１０５、１０６、１０７に対応して缶体１０内に連通する複数の噴出部１０８、１０９、１１０が設けられる。噴出部１０８、１０９、１１０は、冷却ライン２６の混合ガスＦ２Ａを缶体１０内に噴出する。追加媒体調整機構として、噴出部１０８、１０９、１１０の開口の割合を鉛直方向に位置に応じて変化させる構造である。例えば、噴出部１０８、１０９、１１０の数が同じであるが、中央部の噴出部１０９の開口面積が、上部及び下部の噴出部１０８、１１０の開口面積より大きくなっている。そのため、部屋１０６に導入される冷却用流体Ｇ０の流量が、部屋１０５、１０７に導入される冷却用流体Ｇ０の流量よりも大きくなる。すると、部屋１０６の噴出部１０９から缶体１０内に噴出される冷却用流体Ｇ０（混合ガスＦ２Ａ）の流量が、部屋１０５、１０７の噴出部１０８、１１０から缶体１０内に噴出される冷却用流体Ｇ０（混合ガスＦ２Ａ）の流量よりも大きくなる。 The additional medium adjusting mechanism (ratio adjusting mechanism) changes the resistance of the flow path supplied into the can body 10 from the rooms 105, 106 and 107 for each of the plurality of chambers 105, 106 and 107 to change the resistance of the can body 10. The supply amount of the cooling fluid G0 is adjusted according to the position in the height direction. The tapered portion 103 of the box body 101 is provided with a plurality of ejection portions 108, 109, 110 which communicate with the inside of the can body 10 corresponding to the respective rooms 105, 106, 107. The ejection parts 108, 109, 110 eject the mixed gas F2A in the cooling line 26 into the can 10. The additional medium adjusting mechanism has a structure in which the ratio of the openings of the ejection portions 108, 109, and 110 is changed in the vertical direction according to the position. For example, although the number of ejection portions 108, 109, 110 is the same, the opening area of the ejection portion 109 in the central portion is larger than the opening area of the ejection portions 108, 110 in the upper and lower portions. Therefore, the flow rate of the cooling fluid G0 introduced into the room 106 becomes larger than the flow rate of the cooling fluid G0 introduced into the rooms 105 and 107. Then, the flow rate of the cooling fluid G0 (mixed gas F2A) ejected from the ejection portion 109 of the room 106 into the can body 10 is cooled by the ejection portions 108 and 110 of the rooms 105 and 107 into the can body 10. It becomes larger than the flow rate of the working fluid G0 (mixed gas F2A).

具体的に、図４に示すように、各部屋１０５、１０６、１０７の容積（高さと幅）が同じであるとき、噴出部１０８、１０９、１１０の数と幅（円形の場合は、直径）は同じであるが、中央部の噴出部１０９の高さ（円形の場合は、直径）が上部及び下部の噴出部１０８、１１０の高さより大きくなっている。なお、中央部の部屋１０６の高さを上部及び下部の部屋１０５、１０７の高さより高くした場合、それに応じて中央部の噴出部１０９の開口面積が上部及び下部の噴出部１０８、１１０の開口面積より大きくなるように、中央部の噴出部１０９の数や高さ（円形の場合は、直径）を調整する必要がある。 Specifically, as shown in FIG. 4, when the volumes (height and width) of the respective rooms 105, 106, 107 are the same, the number and width of the ejection parts 108, 109, 110 (diameter in the case of a circle). However, the height (in the case of a circle, the diameter) of the jet portion 109 at the center is larger than the height of the jet portions 108 and 110 at the upper and lower portions. When the height of the central chamber 106 is made higher than the heights of the upper and lower chambers 105 and 107, the opening area of the central jetting portion 109 is correspondingly larger than that of the upper and lower jetting portions 108 and 110. It is necessary to adjust the number and height (in the case of a circle, the diameter) of the ejection portion 109 in the central portion so that the ejection area is larger than the area.

一方、二次燃料供給部２４の二次燃料供給ライン７４は、下流側の端部が冷却ライン２６における箱体１０１の本体１０２の側部に連結される。二次燃料供給ライン７４は、下流側が３つの噴出部１１１、１１２、１１３に分岐し、各噴出部１１１、１１２、１１３が各部屋１０５、１０６、１０７にそれぞれに連結される。二次燃料供給ライン７４は、各噴出部１１１、１１２、１１３が部屋１０５、１０６、１０７の容積に比例した割合で配置される。即ち、二次燃料供給ライン７４は、各噴出部１１１、１１２、１１３により各部屋１０５、１０６、１０７に所定量の二次燃料Ｆ２を供給する。 On the other hand, the downstream end of the secondary fuel supply line 74 of the secondary fuel supply unit 24 is connected to the side of the main body 102 of the box 101 in the cooling line 26. The downstream side of the secondary fuel supply line 74 branches into three ejection parts 111, 112, 113, and the ejection parts 111, 112, 113 are connected to the rooms 105, 106, 107, respectively. In the secondary fuel supply line 74, the ejection parts 111, 112, 113 are arranged in proportion to the volumes of the chambers 105, 106, 107. That is, the secondary fuel supply line 74 supplies a predetermined amount of the secondary fuel F2 to each of the chambers 105, 106, 107 by each of the ejection parts 111, 112, 113.

そのため、冷却ライン２６を流れる冷却用流体Ｇ０は、箱体１０１に導入され、各部屋１０５、１０６、１０７に分配される。このとき、各部屋１０５、１０６、１０７に設けられた各噴出部１０８、１０９、１１０は、開口の割合が相違することから、冷却用流体Ｇ０は、抵抗の少ない部屋１０６、つまり、開口の割合が大きい部屋１０６に多く流れる。本実施形態では、鉛直方向における中央部の部屋１０６に導入される冷却用流体Ｇ０の流量が多くなり、鉛直方向における端部の部屋１０５、１０７に導入される冷却用流体Ｇ０の流量が少なくなる。一方、二次燃料供給ライン７４を流れる二次燃料Ｆ２は、各噴出部１１１、１１２、１１３の開口の割合が同じであることから、各部屋１０５、１０６、１０７に導入される二次燃料Ｆ２の流量が同じになる。 Therefore, the cooling fluid G0 flowing through the cooling line 26 is introduced into the box 101 and distributed to the rooms 105, 106, 107. At this time, the ejection fluids 108, 109, 110 provided in the respective chambers 105, 106, 107 have different opening proportions, so that the cooling fluid G0 has a low resistance in the room 106, that is, the opening proportions. Flows into a large room 106. In the present embodiment, the flow rate of the cooling fluid G0 introduced into the central chamber 106 in the vertical direction increases, and the flow rate of the cooling fluid G0 introduced into the vertical chambers 105 and 107 decreases. .. On the other hand, since the secondary fuel F2 flowing through the secondary fuel supply line 74 has the same opening ratio of the ejection portions 111, 112, 113, the secondary fuel F2 introduced into each chamber 105, 106, 107. Flow rate is the same.

すると、各部屋１０５、１０６、１０７の各噴出部１０８、１０９、１１０から缶体１０内に導入された二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０との混合ガスＦ２Ａは、缶体１０内の燃焼ガスに接触することで燃焼する。このとき、各噴出部１０８、１０９、１１０から缶体１０内に導入された二次燃料Ｆ２の流量は、缶体１０の上部と中央部と下部で同じである。そのため、二次燃料Ｆ２の燃焼後の缶体１０内の酸素濃度は、鉛直方向で均一となる。一方、各噴出部１０８、１０９、１１０から缶体１０内に導入された冷却用流体Ｇ０の流量は、缶体１０の上部及び下部より中央部が多くなる。缶体１０内の鉛直方向における温度は、上部と下部に対して中央部が高い傾向にあることから、缶体１０内の鉛直方向における中央部に多くの冷却用流体Ｇ０を導入することで、高さ方向で二次燃料Ｆ２および冷却用流体Ｇ０の流量が均一である場合に比べて中央部の温度が低い一方、上部及び下部の温度は高くなる。その結果、缶体１０内の温度は、鉛直方向で均一となる。 Then, the mixed gas F2A of the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 introduced into the can body 10 from the ejection parts 108, 109, 110 of the respective chambers 105, 106, 107 becomes the combustion gas in the can body 10. Burns when it comes into contact with. At this time, the flow rate of the secondary fuel F2 introduced into the can body 10 from the ejection parts 108, 109 and 110 is the same in the upper part, the central part and the lower part of the can body 10. Therefore, the oxygen concentration in the can body 10 after the combustion of the secondary fuel F2 becomes uniform in the vertical direction. On the other hand, the flow rate of the cooling fluid G0 introduced into the can body 10 from the ejection parts 108, 109, 110 is larger in the central portion than in the upper and lower portions of the can body 10. Since the temperature in the vertical direction in the can body 10 tends to be higher in the central portion than in the upper portion and the lower portion, by introducing a large amount of cooling fluid G0 into the central portion in the vertical direction in the can body 10, Compared with the case where the flow rates of the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 are uniform in the height direction, the temperature of the central part is lower, while the temperatures of the upper part and the lower part are higher. As a result, the temperature inside the can 10 becomes uniform in the vertical direction.

図６は、缶体内への混合ガスの噴出部における燃焼ガスの温度分布と酸素濃度を表すグラフである。図６に示すグラフは、缶体１０内における燃焼ガスの流れ方向において、二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０との混合ガスＦ２Ａの導入位置での燃焼ガスの酸素濃度分布と温度分布を表すものである。ここで、高さとは、缶体１０の鉛直方向の空間である。また、比較例とは、二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０との割合が缶体１０の高さに拘わらが同じとしたボイラである。 FIG. 6 is a graph showing the temperature distribution and the oxygen concentration of the combustion gas at the jetting portion of the mixed gas into the can. The graph shown in FIG. 6 represents the oxygen concentration distribution and the temperature distribution of the combustion gas at the introduction position of the mixed gas F2A of the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 in the flow direction of the combustion gas in the can 10. Is. Here, the height is a space in the vertical direction of the can 10. The comparative example is a boiler in which the ratio of the secondary fuel F2 to the cooling fluid G0 is the same regardless of the height of the can body 10.

図６に示すように、比較例のボイラにおける燃焼ガスの酸素濃度分布（点線）は、所定の酸素濃度に維持され、缶体１０内の高さ方向に対して均一となっている。しかし、比較例のボイラにおける燃焼ガスの温度分布（点線）は、缶体１０内の高さ方向に対して、中央部で高く、上部と下部で低くなっている。一方、第１実施形態のボイラ１における燃焼ガスの酸素濃度分布（実線）は、比較例と同様に、缶体１０内の高さ方向に対して均一となっている。そして、第１実施形態のボイラ１における燃焼ガスの温度分布（実線）は、缶体１０内の高さ方向に対して均一となっている。そのため、第１実施形態のボイラは、缶体１０内の上部と下部だけでなく、全体でＣＯが発生しにくい環境となっている。 As shown in FIG. 6, the oxygen concentration distribution (dotted line) of the combustion gas in the boiler of the comparative example is maintained at a predetermined oxygen concentration and is uniform in the height direction inside the can 10. However, the temperature distribution (dotted line) of the combustion gas in the boiler of the comparative example is high in the central part and low in the upper part and the lower part with respect to the height direction in the can 10. On the other hand, the oxygen concentration distribution (solid line) of the combustion gas in the boiler 1 of the first embodiment is uniform in the height direction inside the can body 10 as in the comparative example. The temperature distribution (solid line) of the combustion gas in the boiler 1 of the first embodiment is uniform in the height direction inside the can 10. Therefore, the boiler of the first embodiment has an environment in which CO is less likely to be generated not only in the upper and lower parts of the can body 10 but also in the whole.

即ち、比較例のボイラは、燃焼ガスの温度分布（点線）が缶体１０内の高さ方向に対して、中央部で高くて上部と下部で低い。そこで、燃焼ガスの温度分布を缶体１０内の高さ方向に対して均一にしようと、上部と下部での二次燃料Ｆ２の供給量を増やすと、燃焼ガスの温度分布が缶体１０内の高さ方向で均一になるものの、酸素濃度が缶体１０内の高さ方向の中央部で高く、上部と下部で低くなってしまう。そのため、本実施形態では、缶体１０内の高さ方向における二次燃料Ｆ２の供給量を変更することなく、缶体１０内の高さ方向における中央部への冷却用流体Ｇ０の供給量を増加している。すると、温度分布と酸素濃度は、缶体１０内の高さ方向に対して均一となる。 That is, in the boiler of the comparative example, the temperature distribution (dotted line) of the combustion gas is higher in the central portion and lower in the upper portion and the lower portion with respect to the height direction in the can 10. Therefore, in order to make the temperature distribution of the combustion gas uniform in the height direction in the can body 10, if the supply amount of the secondary fuel F2 in the upper and lower parts is increased, the temperature distribution of the combustion gas becomes in the can body 10. Although it becomes uniform in the height direction, the oxygen concentration is high in the central portion of the can body 10 in the height direction and low in the upper and lower portions. Therefore, in the present embodiment, the supply amount of the cooling fluid G0 to the central portion in the height direction inside the can body 10 is changed without changing the supply amount of the secondary fuel F2 in the height direction inside the can body 10. It has increased. Then, the temperature distribution and the oxygen concentration become uniform in the height direction inside the can 10.

第１実施形態のボイラ１は、二次燃料供給部２４にて、二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０との混合割合を缶体１０の鉛直方向における位置に応じて変化させている。即ち、二次燃料供給部２４にて、二次燃料Ｆ２の導入量を缶体１０の鉛直方向における位置に応じて均一にする一方、冷却用流体Ｇ０の導入量を缶体１０の鉛直方向における中央部を多くし、上部及び下部で少なくしている。そのため、高さ方向の中央部で高かった燃焼ガスの温度が冷却用流体Ｇ０により低くなり、上部及び下部で低かった燃焼ガスの温度が高くなることで、燃焼ガスの温度が鉛直方向で均一になった。その結果、燃焼促進空間Ｓでの燃焼ガスおよび二次燃料Ｆ２の燃焼が促進され、ＣＯの酸化が促進され、排ガス中のＣＯの含有量を低下させることができる。 In the boiler 1 of the first embodiment, the secondary fuel supply unit 24 changes the mixing ratio of the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 according to the vertical position of the can body 10. That is, in the secondary fuel supply unit 24, the introduction amount of the secondary fuel F2 is made uniform according to the position in the vertical direction of the can body 10, while the introduction amount of the cooling fluid G0 is in the vertical direction of the can body 10. The central part is increased and the upper and lower parts are reduced. Therefore, the temperature of the combustion gas that was high in the central portion in the height direction is lowered by the cooling fluid G0, and the temperature of the combustion gas that is low in the upper and lower portions is increased, so that the temperature of the combustion gas becomes uniform in the vertical direction. became. As a result, the combustion of the combustion gas and the secondary fuel F2 in the combustion promotion space S is promoted, the oxidation of CO is promoted, and the content of CO in the exhaust gas can be reduced.

以上説明したように、第１実施形態に係るボイラ１は、水管５１，５２，５３を有する缶体１０と、缶体１０に接続されて缶体１０内に一次燃料Ｆ１及び空気Ａを供給するバーナ１６と、燃焼ガスの流れ方向においてバーナ１６よりも下流側の缶体１０内に冷却用流体Ｇ０を導入する冷却ライン２６と、冷却ライン２６に二次燃料Ｆ２を供給して二次燃料Ｆ２を冷却用流体Ｇ０とともに缶体１０内に供給する二次燃料供給部２４と、二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０との割合を缶体１０の位置に応じて変化させる割合調整機構とを有する。 As explained above, the boiler 1 according to the first embodiment supplies the can body 10 having the water pipes 51, 52, 53, and the primary fuel F1 and the air A connected to the can body 10 to the can body 10. The burner 16, a cooling line 26 for introducing the cooling fluid G0 into the can body 10 downstream of the burner 16 in the combustion gas flow direction, and a secondary fuel F2 for supplying the secondary fuel F2 to the cooling line 26. A secondary fuel supply unit 24 for supplying the cooling fluid G0 into the can body 10 and a ratio adjusting mechanism for changing the ratio of the secondary fuel F2 to the cooling fluid G0 according to the position of the can body 10. ..

そのため、割合調整機構により缶体１０内の位置に応じて二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０との割合を変化させることから、缶体１０内の燃焼状態に応じて、缶体１０内に位置に応じて二次燃料Ｆ２の導入量や冷却用流体Ｇ０の導入量を増減させる。その結果、缶体１０内での燃焼ガスの酸素濃度や燃焼温度が均一を図ることができ、ＮＯｘやＣＯなどの有害物質の発生量を低減させることができる。 Therefore, since the ratio of the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 is changed according to the position in the can body 10 by the ratio adjusting mechanism, the position in the can body 10 is changed according to the combustion state in the can body 10. The amount of secondary fuel F2 or the amount of cooling fluid G0 introduced is increased or decreased in accordance with the above. As a result, the oxygen concentration of the combustion gas and the combustion temperature in the can 10 can be made uniform, and the amount of harmful substances such as NOx and CO generated can be reduced.

第１実施形態に係るボイラ１にて、割合調整機構は、缶体１０の位置に応じて冷却用流体Ｇ０の供給量を調整する追加媒体調整機構を有する。そのため、冷却用流体Ｇ０の供給量を調整することで、缶体１０内での燃焼温度を容易に調整することができる。 In the boiler 1 according to the first embodiment, the ratio adjusting mechanism has an additional medium adjusting mechanism that adjusts the supply amount of the cooling fluid G0 according to the position of the can body 10. Therefore, the combustion temperature in the can body 10 can be easily adjusted by adjusting the supply amount of the cooling fluid G0.

第１実施形態に係るボイラ１にて、冷却ライン２６は、鉛直方向に分割された複数の部屋１０５、１０６、１０７を有し、追加媒体調整機構は、複数の部屋１０５、１０６，１０７ごとに缶体１０に供給する流路の抵抗を変化させて、缶体１０の位置に応じて冷却用流体Ｇ０の供給量を調整する。そして、冷却ライン２６は、鉛直方向の噴出部１０８、１０９、１１０が部屋１０５、１０６、１０７のそれぞれに配置され、噴出部１０８、１０９、１１０から缶体１０に二次燃料Ｆ２を供給する。具体的に、高さ方向における中央部の部屋１０６へ供給する冷却用流体Ｇ０の供給量を増加している。そのため、複数の部屋１０５、１０６，１０７に供給する冷却用流体Ｇ０に対して異なる抵抗を付与して缶体１０内への冷却用流体Ｇ０の導入量を調整することで、流量制御を不要とすることができる。 In the boiler 1 according to the first embodiment, the cooling line 26 has a plurality of chambers 105, 106, 107 divided in the vertical direction, and the additional medium adjusting mechanism is provided for each of the plurality of chambers 105, 106, 107. By changing the resistance of the flow path supplied to the can body 10, the supply amount of the cooling fluid G0 is adjusted according to the position of the can body 10. In the cooling line 26, the vertical jet parts 108, 109, 110 are arranged in the chambers 105, 106, 107, respectively, and the secondary fuel F2 is supplied from the jet parts 108, 109, 110 to the can body 10. Specifically, the supply amount of the cooling fluid G0 supplied to the room 106 at the center in the height direction is increased. Therefore, by providing different resistances to the cooling fluid G0 supplied to the plurality of chambers 105, 106, 107 and adjusting the amount of the cooling fluid G0 introduced into the can body 10, flow rate control is not required. can do.

第１実施形態に係るボイラ１にて、二次燃料供給部２４は、噴出部１０８、１０９、１１０が部屋１０５、１０６、１０７の大きさに比例した割合で配置される。具体的に、高さ方向の中央部の部屋１０６の高さを最も高くし、この中央部の部屋１０６の噴出部１０９の高さ（円形の場合は、直径）を最も大きくすることが好ましい。すなわち、噴出部１０８、１０９、１１０が高さ方向で一定間隔に設けられていること、部屋１０５、１０６、１０７の幅が同じ寸法であることを前提に、部屋１０５、１０６、１０７の高さに比例した噴出部１０８、１０９、１１０の数が部屋１０５、１０６、１０７に配置される。そのため、各部屋１０５、１０６、１０７に対して二次燃料Ｆ２の供給量を一定として冷却用流体Ｇ０の供給量を調整することで、缶体１０内での燃焼温度を高精度に調整することができる。 In the boiler 1 according to the first embodiment, in the secondary fuel supply unit 24, the ejection units 108, 109, 110 are arranged at a ratio proportional to the size of the rooms 105, 106, 107. Specifically, it is preferable that the height of the room 106 at the center in the height direction is set to be the highest and the height (the diameter in the case of a circle) of the ejection portion 109 of the room 106 at the center is set to be the largest. That is, the heights of the chambers 105, 106, 107 are provided on the assumption that the ejection portions 108, 109, 110 are provided at regular intervals in the height direction and the widths of the chambers 105, 106, 107 are the same. Are arranged in the rooms 105, 106 and 107 in proportion to. Therefore, the combustion temperature in the can body 10 is adjusted with high accuracy by adjusting the supply amount of the cooling fluid G0 while keeping the supply amount of the secondary fuel F2 constant in each of the chambers 105, 106 and 107. You can

第１実施形態に係るボイラ１にて、追加媒体調整機構は、缶体１０の壁面に対して、缶体１０と接続する噴出部１０８、１０９、１１０の開口の割合を鉛直方向に位置に応じて変化させる構造である。そのため、構造の簡素化を図ることができる。 In the boiler 1 according to the first embodiment, the additional medium adjusting mechanism adjusts the ratio of the openings of the ejection portions 108, 109, 110 connected to the can body 10 with respect to the wall surface of the can body 10 in the vertical direction. It is a structure that changes. Therefore, the structure can be simplified.

第１実施形態に係るボイラ１にて、追加媒体供給部は、鉛直方向において、中央の流量が端部の流量よりも大きい。そのため、缶体１０内の鉛直方向における燃焼温度を均一に調整することができる。 In the boiler 1 according to the first embodiment, in the additional medium supply unit, the central flow rate is higher than the end flow rate in the vertical direction. Therefore, the combustion temperature in the vertical direction in the can body 10 can be adjusted uniformly.

第１実施形態に係るボイラ１にて、冷却用流体Ｇ０として缶体１０から排出された排ガスを適用する。そのため、別途冷却用流体を設ける必要がない。 In the boiler 1 according to the first embodiment, the exhaust gas discharged from the can body 10 is applied as the cooling fluid G0. Therefore, it is not necessary to separately provide a cooling fluid.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図７は、第２実施形態に係るボイラにおける缶体内への混合ガスの噴出部を表す概略図である。なお、第２実施形態の基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様であり、図２を用いて説明し、第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 (Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 7 is a schematic diagram showing a mixed gas ejection portion into the can body in the boiler according to the second embodiment. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the above-described first embodiment, and will be described with reference to FIG. 2. Members having the same functions as those of the first embodiment will be designated by the same reference numerals. The detailed description will be omitted.

図２に示すように、第２実施形態に係るボイラ１は、缶体１０と、送風機１２と、ダクト１４と、バーナ１６と、排気筒１８と、燃料供給部２０と、一次燃料供給部２２と、二次燃料供給部２４と、冷却ライン２６と、流量調整部２８と、制御装置３０とを有する。 As shown in FIG. 2, the boiler 1 according to the second embodiment includes a can body 10, a blower 12, a duct 14, a burner 16, an exhaust stack 18, a fuel supply unit 20, and a primary fuel supply unit 22. The secondary fuel supply unit 24, the cooling line 26, the flow rate adjusting unit 28, and the control device 30.

第２実施形態では、図７に示すように、冷却ライン２６は、下流側の端部中空形状をなす箱体１２１が設けられる。箱体１２１は、内部が鉛直方向に分割された複数（本実施形態では、３つ）の部屋１２２、１２３、１２４に区画される。各部屋１２２、１２３、１２４の容積、つまり、高さと幅が同じになっている。追加媒体調整機構（割合調整機構）は、複数の部屋１２２、１２３、１２４ごとに、この部屋１２２、１２３、１２４に供給する流路の抵抗を変化させて、缶体１０の高さ方向における位置に応じて、冷却用流体Ｇ０の供給量を調整する。また、二次燃料調整機構（割合調整機構）は、複数の部屋１２２、１２３、１２４ごとに、この部屋１２２、１２３、１２４に供給する流路の抵抗を変化させて、缶体１０の高さ方向における位置に応じて、二次燃料Ｆ２の供給量を調整する。 In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the cooling line 26 is provided with a box body 121 having a hollow end on the downstream side. The box 121 is divided into a plurality of (in the present embodiment, three) rooms 122, 123, and 124 whose interior is divided in the vertical direction. Each room 122, 123, 124 has the same volume, that is, the same height and width. The additional medium adjusting mechanism (ratio adjusting mechanism) changes the resistance of the flow path supplied to the chambers 122, 123, 124 for each of the plurality of chambers 122, 123, 124, and determines the position of the can body 10 in the height direction. According to the above, the supply amount of the cooling fluid G0 is adjusted. In addition, the secondary fuel adjusting mechanism (ratio adjusting mechanism) changes the resistance of the flow path supplied to each of the plurality of chambers 122, 123, and 124 to increase the height of the can body 10. The supply amount of the secondary fuel F2 is adjusted according to the position in the direction.

なお、本実施形態にて、部屋１２２、１２３、１２４の容積（高さと幅）を同じ寸法としたが、缶体１０内に配置するバーナ１６の位置に応じて、中央部の部屋１２３の高さを高くするようにしてもよい。また、図示しないが、第１実施形態と同様に、部屋１２２、１２３、１２４には、１つまたは複数の噴出部がそれぞれ設けられている。そして、部屋１２２、１２３、１２４の各噴出部の開口面積は、部屋１２２、１２３、１２４の容積に応じて設定される。すなわち、噴出部が高さ方向で一定間隔に設けられていること、部屋１０５、１０６、１０７の幅が同じ寸法であることを前提に、部屋１２２、１２３、１２４の高さに比例した噴出部の数が部屋１２２、１２３、１２４に配置される。 In the present embodiment, the volumes (height and width) of the chambers 122, 123, and 124 are the same, but the height of the chamber 123 in the central portion is increased according to the position of the burner 16 arranged in the can body 10. The height may be increased. Although not shown, as in the first embodiment, the chambers 122, 123, and 124 are provided with one or a plurality of ejection parts, respectively. Then, the opening areas of the ejection portions of the chambers 122, 123, and 124 are set according to the volumes of the chambers 122, 123, and 124. That is, assuming that the ejection portions are provided at regular intervals in the height direction and the widths of the chambers 105, 106, and 107 are the same, the ejection portions proportional to the heights of the chambers 122, 123, and 124 are provided. Are arranged in the rooms 122, 123, 124.

追加媒体調整機構は、部屋１２２、１２３、１２４の上流側に配置され、部屋１２２、１２３、１２４に連結する冷却ライン２６に配置された流路抵抗である。すなわち、冷却ライン２６は、下流側の端部に３つの冷却分岐ライン１３１、１３２，１３３が接続され、各冷却分岐ライン１３１、１３２、１３３は、各部屋１２２、１２３、１２４に接続される。各冷却分岐ライン１３１、１３２、１３３は、流路抵抗としての流量調整弁１３４、１３５、１３６が設けられる。 The additional medium adjusting mechanism is a flow path resistance arranged on the upstream side of the rooms 122, 123, 124 and arranged on the cooling line 26 connected to the rooms 122, 123, 124. That is, the cooling line 26 is connected to three cooling branch lines 131, 132, 133 at the downstream end, and each cooling branch line 131, 132, 133 is connected to each room 122, 123, 124. The cooling branch lines 131, 132, 133 are provided with flow rate adjusting valves 134, 135, 136 as flow path resistances.

また、割合調整機構は、缶体１０の位置に応じて、二次燃料Ｆ２の供給量を調整する二次燃料調整機構を有し、二次燃料調整機構により二次燃料Ｆ２の供給量を缶体１０の位置に応じて変化させる。すなわち、二次燃料供給ライン７４は、下流側の端部に３つの二次燃料分岐供給ライン１４１、１４２、１４３が接続され、各二次燃料分岐供給ライン１４１、１４２、１４３は、各部屋１２２、１２３、１２４に接続される。各二次燃料分岐供給ライン１４１、１４２、１４３は、流路抵抗としての流量調整弁１４４、１４５、１４６が設けられる。 Further, the ratio adjusting mechanism has a secondary fuel adjusting mechanism that adjusts the supply amount of the secondary fuel F2 according to the position of the can body 10, and the supply amount of the secondary fuel F2 can be adjusted by the secondary fuel adjusting mechanism. It is changed according to the position of the body 10. That is, the secondary fuel supply line 74 is connected to three downstream fuel branch supply lines 141, 142, 143 at its downstream end, and each secondary fuel branch supply line 141, 142, 143 is provided in each room 122. , 123, 124. The secondary fuel branch supply lines 141, 142, 143 are provided with flow rate adjusting valves 144, 145, 146 as flow path resistances.

そのため、冷却ライン２６を流れる冷却用流体Ｇ０は、冷却分岐ライン１３１、１３２、１３３を介して部屋１２２、１２３、１２４に分配される。また、二次燃料供給ライン７０，７４を流れる二次燃料Ｆ２は、二次燃料分岐供給ライン１４１、１４２、１４３を介して部屋１２２、１２３、１２４に分配される。このとき、流量調整弁１３４、１３５、１３６の開度を調整することで、各部屋１２２、１２３、１２４に流れる冷却用流体Ｇ０の流量が調整される。また、流量調整弁１４４、１４５、１４６の開度を調整することで、各部屋１２２、１２３、１２４に流れる二次燃料Ｆ２の流量が調整される。具体的に、部屋１２２、１２３、１２４に供給する二次燃料Ｆ２の流量を同じにした上で、上部及び下部の部屋１２２、１２４へ供給する冷却用流体Ｇ０の供給量に対して、高さ方向における中央部の部屋１２３へ供給する冷却用流体Ｇ０の供給量を増加している。なお、上部及び下部の部屋１２２、１２４へ供給する冷却用流体Ｇ０の供給量は同じである。 Therefore, the cooling fluid G0 flowing through the cooling line 26 is distributed to the chambers 122, 123, 124 via the cooling branch lines 131, 132, 133. Further, the secondary fuel F2 flowing through the secondary fuel supply lines 70, 74 is distributed to the chambers 122, 123, 124 via the secondary fuel branch supply lines 141, 142, 143. At this time, the flow rate of the cooling fluid G0 flowing in each of the chambers 122, 123, 124 is adjusted by adjusting the opening degree of the flow rate adjusting valves 134, 135, 136. Further, the flow rate of the secondary fuel F2 flowing in each of the chambers 122, 123, 124 is adjusted by adjusting the opening degree of the flow rate adjusting valves 144, 145, 146. Specifically, the flow rate of the secondary fuel F2 supplied to the chambers 122, 123, 124 is made the same, and the height is higher than the supply amount of the cooling fluid G0 supplied to the upper and lower chambers 122, 124. The supply amount of the cooling fluid G0 supplied to the room 123 at the central portion in the direction is increased. The supply amounts of the cooling fluid G0 supplied to the upper and lower chambers 122 and 124 are the same.

すると、各部屋１２２、１２３、１２４から缶体１０内に導入された二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０との混合ガスＦ２Ａは、缶体１０内の燃焼ガスに接触することで燃焼する。このとき、缶体１０内に供給する二次燃料Ｆ２および冷却用流体Ｇ０の流量を調整することで、部屋１２２、１２３、１２４に供給する二次燃料Ｆ２の流量を同じにした上で、上部及び下部の部屋１２２、１２４へ供給する冷却用流体Ｇ０の供給量に対して、高さ方向における中央部の部屋１２３へ供給する冷却用流体Ｇ０の供給量を増加する。なお、上部及び下部の部屋１２２、１２４へ供給する冷却用流体Ｇ０の供給量は同じである。すると、一次燃焼ガスの流速分布や酸素濃度分布を鉛直方向で均一にすることができる。また、缶体１０内に供給する冷却用流体Ｇ０の流量を調整することで、燃焼ガスの温度分布を鉛直方向で均一にすることができる。 Then, the mixed gas F2A of the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 introduced into the can body 10 from each of the chambers 122, 123, and 124 is burned by coming into contact with the combustion gas in the can body 10. At this time, the flow rates of the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 supplied into the can body 10 are adjusted to make the flow rates of the secondary fuel F2 supplied to the chambers 122, 123, 124 the same, and Also, the supply amount of the cooling fluid G0 supplied to the central chamber 123 in the height direction is increased with respect to the supply amount of the cooling fluid G0 supplied to the lower chambers 122 and 124. The supply amounts of the cooling fluid G0 supplied to the upper and lower chambers 122 and 124 are the same. Then, the flow velocity distribution and the oxygen concentration distribution of the primary combustion gas can be made uniform in the vertical direction. Further, by adjusting the flow rate of the cooling fluid G0 supplied into the can body 10, the temperature distribution of the combustion gas can be made uniform in the vertical direction.

第２実施形態に係るボイラ１にて、追加媒体調整機構を流量調整弁１３４、１３５、１３６とし、部屋１２２、１２３、１２４の上流側に配置し、部屋１２２、１２３、１２４に連結する冷却ライン２６（冷却分岐ライン１３１、１３２，１３３）に配置された流路抵抗としている。そのため、各部屋１２２、１２３、１２４に供給する冷却用流体Ｇ０の流量を容易に、且つ、高精度に調整することができる。 In the boiler 1 according to the second embodiment, the additional medium adjusting mechanism is the flow rate adjusting valves 134, 135, 136 and is arranged upstream of the chambers 122, 123, 124, and is connected to the chambers 122, 123, 124. 26 (cooling branch lines 131, 132, 133) is used as the flow path resistance. Therefore, the flow rate of the cooling fluid G0 supplied to each of the chambers 122, 123, and 124 can be easily adjusted with high accuracy.

第２実施形態に係るボイラ１にて、割合調整機構は、缶体１０の位置に応じて、二次燃料Ｆ２の供給量を調整する二次燃料調整機構としての流量調整弁１４４、１４５、１４６を有し、流量調整弁１４４、１４５、１４６により二次燃料Ｆ２の供給量を缶体１０の位置に応じて変化させている。そのため、流量調整弁１４４、１４５、１４６により缶体１０内に供給する二次燃料Ｆ２の流量を調整することで、一次燃焼ガスの流速分布や酸素濃度分布を均一にすることができる。また、各部屋１２２、１２３、１２４に供給する二次燃料Ｆ２の流量を容易に、且つ、高精度に調整することができる。 In the boiler 1 according to the second embodiment, the ratio adjusting mechanism adjusts the supply amount of the secondary fuel F2 according to the position of the can body 10, and the flow rate adjusting valves 144, 145, 146 as the secondary fuel adjusting mechanism. The flow rate adjusting valves 144, 145, and 146 change the supply amount of the secondary fuel F2 according to the position of the can body 10. Therefore, by adjusting the flow rate of the secondary fuel F2 supplied into the can body 10 with the flow rate adjusting valves 144, 145, 146, the flow velocity distribution of the primary combustion gas and the oxygen concentration distribution can be made uniform. Further, the flow rate of the secondary fuel F2 supplied to each of the chambers 122, 123, 124 can be adjusted easily and with high accuracy.

なお、上述した実施形態では、冷却ライン２６を二次燃料供給ライン７０に接続したが、接続位置はここに限るものではない。例えば、冷却ライン２６を缶体１０に直接接続してもよい。すなわち、二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０は、混合されずに別々に缶体１０内に供給されることとなる。この場合、冷却ライン２６は、二次燃料供給部２４の二次燃料供給ライン７０、７４よりも燃焼ガスの流れの上流側で、缶体１０に接続されることが好ましい。すなわち、冷却ライン２６は、図示しない着火手段と二次燃料供給部２４との間の位置に接続される。従って、この場合、二次燃料供給部２４は、燃焼ガスの流れ方向において冷却ライン２６よりも下流側の缶体１０内に、二次燃料Ｆ２を供給するといえる。このように、二次燃料Ｆ２を冷却用流体Ｇ０よりも下流側に供給することで、燃焼ガスを冷却し、かつ、二次燃料Ｆ２との反応を緩慢して温度上昇を抑えることができる。また、冷却用流体Ｇ０を二次燃料Ｆ２より上流側に供給することで、冷却用流体Ｇ０によって、一次燃料Ｆ１による燃焼ガスの火炎が下流側に向かうことを遮断することができる。これにより、燃焼ガスの火炎が二次燃料Ｆ２に接触することを抑制し、二次燃料Ｆ２が火炎で燃焼することによる温度上昇を抑えることもできる。 Although the cooling line 26 is connected to the secondary fuel supply line 70 in the above-described embodiment, the connection position is not limited to this. For example, the cooling line 26 may be directly connected to the can body 10. That is, the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 are separately supplied into the can body 10 without being mixed. In this case, the cooling line 26 is preferably connected to the can body 10 on the upstream side of the flow of the combustion gas with respect to the secondary fuel supply lines 70 and 74 of the secondary fuel supply unit 24. That is, the cooling line 26 is connected to a position between the ignition means (not shown) and the secondary fuel supply section 24. Therefore, in this case, it can be said that the secondary fuel supply unit 24 supplies the secondary fuel F2 into the can body 10 on the downstream side of the cooling line 26 in the flow direction of the combustion gas. In this way, by supplying the secondary fuel F2 to the downstream side of the cooling fluid G0, it is possible to cool the combustion gas, slow the reaction with the secondary fuel F2, and suppress the temperature rise. Further, by supplying the cooling fluid G0 to the upstream side of the secondary fuel F2, the cooling fluid G0 can block the flame of the combustion gas generated by the primary fuel F1 from flowing toward the downstream side. As a result, the flame of the combustion gas can be prevented from coming into contact with the secondary fuel F2, and the temperature rise due to the combustion of the secondary fuel F2 with the flame can also be suppressed.

また、上述した実施形態では、割合調整機構により二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０との割合を缶体１０内における鉛直方向の位置に応じて変化させるものとしたが、この構成に限定されるものではない。割合調整機構により二次燃料Ｆ２と冷却用流体Ｇ０との割合を缶体１０内における水平方向の位置に応じて変化させるものとしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the ratio between the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 is changed by the ratio adjusting mechanism according to the vertical position in the can body 10. However, the present invention is not limited to this configuration. Not a thing. The ratio between the secondary fuel F2 and the cooling fluid G0 may be changed by the ratio adjusting mechanism according to the horizontal position in the can 10.

また、本発明のボイラは、上述した実施形態で説明した缶体１０、バーナ１６、水管５１、５２、５３の位置や形状などに限定されるものではなく、ボイラの形態に合わせて適宜変更可能である。 Further, the boiler of the present invention is not limited to the positions and shapes of the can body 10, the burner 16, and the water pipes 51, 52, 53 described in the above-described embodiment, and can be appropriately changed according to the form of the boiler. Is.

１…ボイラ、１０…缶体、１２…送風機、１２Ａ…、減圧部材、１２Ｂ…エア差圧センサ、１４…ダクト、１６…バーナ、１８…排気筒、２０…燃料供給部、２２…一次燃料供給部、２４…二次燃料供給部、２６…冷却ライン、２８…流量調整部、３０…制御装置、４０…本体部、５１、５２、５３…水管、５４…連結壁、６０…燃料供給ライン、６２…一次燃料調整弁、７０、７４…二次燃料供給ライン、７２…二次燃料調整弁、８０…制御部、８４…空気制御部、８６…一次燃料制御部、８８…二次燃料制御部、９０…流量制御部、１０１、１２１…箱体、１０２…本体、１０３…先細部、１０４…仕切壁、１０５、１０６、１０７、１２２、１２３、１２４…部屋、１０８、１０９、１１０、１１１，１１２，１１３…噴出部、１３１、１３２，１３３…冷却分岐ライン、１３４、１３５、１３６、１４４、１４５、１４６…流量調整弁、１４１、１４２、１４３…二次燃料分岐供給ライン、Ａ…空気、Ｆ１…一次燃料、Ｆ２…二次燃料、Ｆ１Ａ、Ｆ２Ａ…混合ガス、Ｇ０…冷却用流体、Ｓ…燃焼促進空間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Boiler, 10... Can body, 12... Blower, 12A..., Pressure reduction member, 12B... Air differential pressure sensor, 14... Duct, 16... Burner, 18... Exhaust pipe, 20... Fuel supply part, 22... Primary fuel supply Part, 24... Secondary fuel supply part, 26... Cooling line, 28... Flow rate adjusting part, 30... Control device, 40... Main body part, 51, 52, 53... Water pipe, 54... Connecting wall, 60... Fuel supply line, 62... Primary fuel control valve, 70, 74... Secondary fuel supply line, 72... Secondary fuel control valve, 80... Control part, 84... Air control part, 86... Primary fuel control part, 88... Secondary fuel control part , 90... Flow rate control section 101, 121... Box body, 102... Main body, 103... Tapered section, 104... Partition wall, 105, 106, 107, 122, 123, 124... Room, 108, 109, 110, 111, 112, 113... Jet portion, 131, 132, 133... Cooling branch line, 134, 135, 136, 144, 145, 146... Flow rate adjusting valve, 141, 142, 143... Secondary fuel branch supply line, A... Air, F1... Primary fuel, F2... Secondary fuel, F1A, F2A... Mixed gas, G0... Cooling fluid, S... Combustion promoting space.

Claims (9)

水管を有する缶体と、
前記缶体に接続され、前記缶体内に一次燃料及び空気を供給するバーナと、
燃焼ガスの流れ方向において前記バーナよりも下流側の前記缶体内に追加媒体を導入する追加媒体供給部と、
前記追加媒体供給部に二次燃料を供給し、前記二次燃料を前記追加媒体とともに前記缶体内に供給する二次燃料供給部と、
前記二次燃料と追加媒体との割合を前記缶体の位置に応じて変化させる割合調整機構と、を有するボイラ。 A can body having a water pipe,
A burner connected to the can body and supplying primary fuel and air into the can body;
An additional medium supply unit that introduces an additional medium into the can body on the downstream side of the burner in the flow direction of combustion gas,
A secondary fuel supply unit that supplies a secondary fuel to the additional medium supply unit and supplies the secondary fuel into the can body together with the additional medium,
A boiler having a ratio adjusting mechanism for changing the ratio of the secondary fuel and the additional medium according to the position of the can body. 前記割合調整機構は、前記缶体の位置に応じて、追加媒体の供給量を調整する追加媒体調整機構を有する請求項１に記載のボイラ。 The boiler according to claim 1, wherein the ratio adjusting mechanism includes an additional medium adjusting mechanism that adjusts the supply amount of the additional medium according to the position of the can body. 前記追加媒体供給部は、分割された複数の部屋を有し、
前記追加媒体調整機構は、前記複数の部屋ごとに前記部屋から前記缶体に供給する流路の抵抗を変化させて、前記缶体の位置に応じて、追加媒体の供給量を調整し、
前記二次燃料供給部は、鉛直方向に複数の噴出部が前記部屋のそれぞれに配置され、前記噴出部から前記部屋に前記二次燃料を供給する請求項２に記載のボイラ。 The additional medium supply unit has a plurality of divided rooms,
The additional medium adjusting mechanism changes the resistance of the flow path supplied to the can body from the room for each of the plurality of rooms, and adjusts the supply amount of the additional medium according to the position of the can body,
The boiler according to claim 2, wherein the secondary fuel supply unit has a plurality of ejection units arranged in a vertical direction in each of the chambers, and supplies the secondary fuel from the ejection unit to the chamber. 前記二次燃料供給部は、前記噴出部が前記部屋の大きさに比例した割合で配置される請求項３に記載のボイラ。 The boiler according to claim 3, wherein in the secondary fuel supply unit, the ejection units are arranged in a proportion proportional to the size of the room. 前記追加媒体調整機構は、前記部屋の上流側に配置され、前記部屋に連結する追加媒体流路に配置された流路抵抗である請求項３または請求項４に記載のボイラ。 The boiler according to claim 3 or 4, wherein the additional medium adjusting mechanism is a flow path resistor arranged on an upstream side of the room and arranged in an additional medium flow path connected to the room. 前記追加媒体調整機構は、前記缶体の壁面に対して、前記缶体と接続する開口の割合を鉛直方向に位置に応じて変化させる構造である請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のボイラ。 The said additional medium adjustment mechanism is a structure which changes the ratio of the opening which connects with the said can body with respect to the wall surface of the said can body according to a position to a vertical direction. Boiler described in. 前記追加媒体供給部は、中央の流量が端部の流量よりも大きい請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のボイラ。 The boiler according to any one of claims 1 to 6, wherein a flow rate at a center of the additional medium supply unit is higher than a flow rate at an end thereof. 前記追加媒体は、前記缶体から排出された排ガスである請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のボイラ。 The boiler according to any one of claims 1 to 7, wherein the additional medium is an exhaust gas discharged from the can body. 前記割合調整機構は、前記缶体の位置に応じて、二次燃料の供給量を調整する二次燃料調整機構を有し、
前記二次燃料調整機構により前記二次燃料の供給量を前記缶体の位置に応じて、変化させる請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のボイラ。 The ratio adjusting mechanism has a secondary fuel adjusting mechanism that adjusts the supply amount of secondary fuel according to the position of the can body,
The boiler according to any one of claims 1 to 8, wherein the supply amount of the secondary fuel is changed by the secondary fuel adjustment mechanism according to the position of the can body.
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