JP2513668B2 - バ−ナ装置 - Google Patents
バ−ナ装置Info
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- JP2513668B2 JP2513668B2 JP5529487A JP5529487A JP2513668B2 JP 2513668 B2 JP2513668 B2 JP 2513668B2 JP 5529487 A JP5529487 A JP 5529487A JP 5529487 A JP5529487 A JP 5529487A JP 2513668 B2 JP2513668 B2 JP 2513668B2
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- flame
- combustion
- burner
- combustion air
- atomizer
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はバーナ装置に係り、特に石炭スラリ燃料の排
ガス中NOXを低減するのに好適なバーナ装置に関するも
のである。
ガス中NOXを低減するのに好適なバーナ装置に関するも
のである。
CWN（高濃度石炭・水スラリ）は流体化した燃料であ
り、従来の油燃料と同様にアトマイザを用いて噴霧燃焼
させるが、微粉炭と比較した場合の問題点として着火・
保炎性の悪さが知られている。着火に関しては、噴霧の
速度が大きく水の蒸発が遅れるためであり、微粉炭と比
較してもかなり着火距離が長くなる。このように保炎性
が悪く火炎がリフトした状態では、高温で安定な還元ゾ
ーンを形成しにくくNOXを抑制するのが難しい。したが
つて、CWMの燃焼において、燃焼効率を低減することな
く排ガス中のNOX濃度を下げるには、CWM燃焼に好適なバ
ーナを開発する必要がある。
り、従来の油燃料と同様にアトマイザを用いて噴霧燃焼
させるが、微粉炭と比較した場合の問題点として着火・
保炎性の悪さが知られている。着火に関しては、噴霧の
速度が大きく水の蒸発が遅れるためであり、微粉炭と比
較してもかなり着火距離が長くなる。このように保炎性
が悪く火炎がリフトした状態では、高温で安定な還元ゾ
ーンを形成しにくくNOXを抑制するのが難しい。したが
つて、CWMの燃焼において、燃焼効率を低減することな
く排ガス中のNOX濃度を下げるには、CWM燃焼に好適なバ
ーナを開発する必要がある。
第６図並びに第７図は、実用機ボイラにおいてＹジエ
ツト式と通称される中間混合式二流体アトマイザの構造
図である。なお、図中の１はアトマイザチツプ、２は燃
料、３は蒸気などの微粒化媒体、４は燃料供給管、５は
混合噴出孔である。複数の混合噴出孔を２グループに分
けて開口しており、分割火炎をつくることにより低NOX
燃焼を達成しようとした従来方式である。これは、Ｃ重
油等に対してはある程度効果があるが、上記したように
CWMに対する効果は小さい。
ツト式と通称される中間混合式二流体アトマイザの構造
図である。なお、図中の１はアトマイザチツプ、２は燃
料、３は蒸気などの微粒化媒体、４は燃料供給管、５は
混合噴出孔である。複数の混合噴出孔を２グループに分
けて開口しており、分割火炎をつくることにより低NOX
燃焼を達成しようとした従来方式である。これは、Ｃ重
油等に対してはある程度効果があるが、上記したように
CWMに対する効果は小さい。
本発明の目的は、特に含有Ｎ分の多い石炭等から製造
する流体化燃料の燃焼において、灰中未燃分を増大させ
ることなく排ガス中の窒素酸化物を低減するバーナ装置
を提供することである。
する流体化燃料の燃焼において、灰中未燃分を増大させ
ることなく排ガス中の窒素酸化物を低減するバーナ装置
を提供することである。
要するに本発明は、同一バーナにおいて複数のアトマ
イザを近接して設置し、その間から予混合燃焼用の空気
を吹き込み、火炎中心が安定な高温還元域になるよう
に、アトマイザの隣接部の噴出孔を他よりも長くしまし
た噴出孔を小さくし噴霧液滴の小さな噴霧流を作るよう
にしたものである。
イザを近接して設置し、その間から予混合燃焼用の空気
を吹き込み、火炎中心が安定な高温還元域になるよう
に、アトマイザの隣接部の噴出孔を他よりも長くしまし
た噴出孔を小さくし噴霧液滴の小さな噴霧流を作るよう
にしたものである。
本実施例は、同一バーナにおいて、２個のアトマイザ
を組合せて利用するケースである。第１図及び第２図
は、本発明になるバーナの構成を示し、第１図は、バー
ナを火炉側から見た図であり、第２図はアトマイザの構
造を示す軸方向断面図である。
を組合せて利用するケースである。第１図及び第２図
は、本発明になるバーナの構成を示し、第１図は、バー
ナを火炉側から見た図であり、第２図はアトマイザの構
造を示す軸方向断面図である。
２本のバーナガン16,17は（第３図参照）火炉側先端
には、Ｙジエツト式アトマイザとしてよく知られる中間
混合式二流体アトマイザチツプ9,10が装着され、その間
には矩型断面の１次空気ノズル６が開口している。この
１次空気量の全燃焼用空気量に対する割合は小さい。各
アトマイザ９ないし10には、複数の燃料噴出孔11,12が
開口しているが、近接する側の噴出孔12とそれらの反対
側の噴出孔11は、その形状を異にしている。第２図に示
すように、近接する側の噴出孔12では、噴出孔11よりも
噴出孔径を小さくし、また気液合流部から下流への距離
を増加させ、さらに気液合流角θ２をθ１よりも小さく
して微流化の促進を図つている。本実施例では、孔径の
大きな噴出孔11からの全噴出燃料と噴出孔12からのそれ
との比をおおむね1:2としている。これらの２つのアト
マイザ９及び11と１次空気ノズル６の外側には、円形の
スタビライザ７が設けられており、保炎用の２次空気８
が供給される。スタビライザ７からは、旋回して２次空
気８が噴出する。この２次空気量も、全燃焼用空気量に
対する割合は小さい。なお図中の13,14は燃料供給孔で
ある。
には、Ｙジエツト式アトマイザとしてよく知られる中間
混合式二流体アトマイザチツプ9,10が装着され、その間
には矩型断面の１次空気ノズル６が開口している。この
１次空気量の全燃焼用空気量に対する割合は小さい。各
アトマイザ９ないし10には、複数の燃料噴出孔11,12が
開口しているが、近接する側の噴出孔12とそれらの反対
側の噴出孔11は、その形状を異にしている。第２図に示
すように、近接する側の噴出孔12では、噴出孔11よりも
噴出孔径を小さくし、また気液合流部から下流への距離
を増加させ、さらに気液合流角θ２をθ１よりも小さく
して微流化の促進を図つている。本実施例では、孔径の
大きな噴出孔11からの全噴出燃料と噴出孔12からのそれ
との比をおおむね1:2としている。これらの２つのアト
マイザ９及び11と１次空気ノズル６の外側には、円形の
スタビライザ７が設けられており、保炎用の２次空気８
が供給される。スタビライザ７からは、旋回して２次空
気８が噴出する。この２次空気量も、全燃焼用空気量に
対する割合は小さい。なお図中の13,14は燃料供給孔で
ある。
第３図は、本実施例に係るバーナに燃焼現象を模式的
にあらわしたものである。両アトマイザ９及び10の近接
側に開口する噴出孔11及び12より噴出される微細な噴霧
流は、１次空気ノズル６から供給される１次空気15（全
燃焼用空気量に占める量的割合は小さい）と混合し、バ
ーナ近傍に予混合低空気比火炎を形成する。この１次空
気15は重要であり、供給しない場合及び供給量が多い場
合には安定な低空気比火炎とならず、NOXは低減するも
のの未燃分が急増してしまう。この火炎は、さらにスタ
ビライザ７を通して供給される旋回２次空気８により保
炎される。
にあらわしたものである。両アトマイザ９及び10の近接
側に開口する噴出孔11及び12より噴出される微細な噴霧
流は、１次空気ノズル６から供給される１次空気15（全
燃焼用空気量に占める量的割合は小さい）と混合し、バ
ーナ近傍に予混合低空気比火炎を形成する。この１次空
気15は重要であり、供給しない場合及び供給量が多い場
合には安定な低空気比火炎とならず、NOXは低減するも
のの未燃分が急増してしまう。この火炎は、さらにスタ
ビライザ７を通して供給される旋回２次空気８により保
炎される。
一方、両アトマイザ９及び10の外側に開口する噴出孔
11ないし12から噴出された噴霧流は、外周火炎（高空気
比火炎）21となるが、バーナの最外周より供給される３
次空気18によつて（Ｉ）の如く強く旋回し、再循環流
（II）をつくり出す。このように、バーナ近傍に低空気
比ないし高空気比炎が分割してつくり出されることによ
り高効率低NOX燃焼が達成される。なお図中の19はバー
ナスロート、20は予混合火炎（低空気比炎）である。
11ないし12から噴出された噴霧流は、外周火炎（高空気
比火炎）21となるが、バーナの最外周より供給される３
次空気18によつて（Ｉ）の如く強く旋回し、再循環流
（II）をつくり出す。このように、バーナ近傍に低空気
比ないし高空気比炎が分割してつくり出されることによ
り高効率低NOX燃焼が達成される。なお図中の19はバー
ナスロート、20は予混合火炎（低空気比炎）である。
第４図ないし第５図は、燃焼実験結果を示す特性図
で、第４図は、燃焼用全空気量と１次空気15との比に対
するNOX濃度を示すものである。実線で示す本発明のも
のは１次空気量比の増加とともにNOX濃度は、ゆるやか
に増大するが、点線で示す従来のものと比べるとかなり
低減する。
で、第４図は、燃焼用全空気量と１次空気15との比に対
するNOX濃度を示すものである。実線で示す本発明のも
のは１次空気量比の増加とともにNOX濃度は、ゆるやか
に増大するが、点線で示す従来のものと比べるとかなり
低減する。
第５図には、１次空気量比に対する灰中未燃分の変化
を示す。１次空気量が少ないと低空気比域で火炎が形成
されず、さらに多すぎると火炎がリストし安定な低空気
比火炎とならないことから灰中未燃分が多くなつてしま
うことがわかる。従つて、本発明において所定の高効率
低NOX燃焼を達成するためには、この結果を踏えて１次
空気量の配分を行う必要がある。
を示す。１次空気量が少ないと低空気比域で火炎が形成
されず、さらに多すぎると火炎がリストし安定な低空気
比火炎とならないことから灰中未燃分が多くなつてしま
うことがわかる。従つて、本発明において所定の高効率
低NOX燃焼を達成するためには、この結果を踏えて１次
空気量の配分を行う必要がある。
本発明になる低NOXバーナは、実施例で説明したCOMに
とどまらず、他の殆んど全てのボイラ用液体（流体化）
燃料に対しても有効である。
とどまらず、他の殆んど全てのボイラ用液体（流体化）
燃料に対しても有効である。
特に、石油系燃料の中でも含有Ｎ分の多い劣質残渣油
（アスフアルト）や原油スラツジもしくはPWM（オイル
コークス・水スラリ），さらに含有Ｎ分の高い石炭をス
ラリ化したCOM（石炭・重油スラリ）やCMM（石炭・メタ
ノールスラリ）などに対しても、低空気比火炎と高空気
比火炎を分割し、さらに低空気比火炎を安定な高温予混
合火炎とすることで、燃焼効率を低減することなく燃焼
排ガス中のNOXを低減することができる。
（アスフアルト）や原油スラツジもしくはPWM（オイル
コークス・水スラリ），さらに含有Ｎ分の高い石炭をス
ラリ化したCOM（石炭・重油スラリ）やCMM（石炭・メタ
ノールスラリ）などに対しても、低空気比火炎と高空気
比火炎を分割し、さらに低空気比火炎を安定な高温予混
合火炎とすることで、燃焼効率を低減することなく燃焼
排ガス中のNOXを低減することができる。
以上詳述したように、本発明によれば、比較的簡単で
かつ経済的な方法で、石炭スラリ燃料あるいは含有Ｎ分
の多い他の液体（流体化）燃料に対し、燃焼効率を低減
させることなく低NOX燃焼が可能になる。よつて、環境
保全に対して大きな貢献をする。
かつ経済的な方法で、石炭スラリ燃料あるいは含有Ｎ分
の多い他の液体（流体化）燃料に対し、燃焼効率を低減
させることなく低NOX燃焼が可能になる。よつて、環境
保全に対して大きな貢献をする。
本発明は、事業用の大型火力発電ボイラのみならず、
バーナ本数の少ない産業用中型ボイラあるいは単一バー
ナのパツケージボイラに対してとりわけ有効である。
バーナ本数の少ない産業用中型ボイラあるいは単一バー
ナのパツケージボイラに対してとりわけ有効である。
第１図ないし第２図は、本発明の実施例に係るバーナ装
置の正面図ならびにアトマイザの断面図、第３図は、そ
のバーナの燃焼現象を模式的にあらわした説明図、第４
図及び第５図は、実際の燃焼実験を示す特性図、第６図
は従来のアトマイザの正面図、第７図は第６図Ａ−Ａ線
上の断面図である。 ６……１次空気ノズル、9,10……アトマイザ、11,12…
…燃料噴出孔、13,14……燃料供給孔。
置の正面図ならびにアトマイザの断面図、第３図は、そ
のバーナの燃焼現象を模式的にあらわした説明図、第４
図及び第５図は、実際の燃焼実験を示す特性図、第６図
は従来のアトマイザの正面図、第７図は第６図Ａ−Ａ線
上の断面図である。 ６……１次空気ノズル、9,10……アトマイザ、11,12…
…燃料噴出孔、13,14……燃料供給孔。
Claims (3)
- 【請求項１】燃料を噴霧する複数の噴出孔を火炎側に開
口したアトマイザを複数近接して配置し、アトマイザの
間に燃焼用空気の一部を噴出せしめるノズルを設けたこ
とを特徴とするバーナ装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項記載において、
前記アトマイザに設けられる噴出孔の径が、前記燃焼用
空気ノズルと近接している側の噴出孔は小径で、燃焼用
空気ノズルから離れている側の噴出孔は大径であること
を特徴とするバーナ装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第（１）項または第（２）
項記載において、前記アトマイザに設けられる噴出孔の
気液合流部から開口までの距離が、前記燃焼用空気ノズ
ルと近接している側の噴出孔では長く、燃焼用空気ノズ
ルと離れている側の噴出孔では短くなつていることを特
徴とするバーナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5529487A JP2513668B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | バ−ナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5529487A JP2513668B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | バ−ナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63223406A JPS63223406A (ja) | 1988-09-16 |
| JP2513668B2 true JP2513668B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=12994555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5529487A Expired - Fee Related JP2513668B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | バ−ナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2513668B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100400418B1 (ko) * | 2000-12-23 | 2003-10-01 | 주식회사 포스코 | 저질소산화물 산소부화 연소 버너 |
-
1987
- 1987-03-12 JP JP5529487A patent/JP2513668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63223406A (ja) | 1988-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |