JP2731794B2 - High performance overfire air system for NOx control - Google Patents

High performance overfire air system for NOx control

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JP2731794B2
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/02Disposition of air supply not passing through burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08Disposition of burners
    • F23C5/32Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/02Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air above the fire

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  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 関連出願の相互参照 本出願は、本出願と一緒に出願されかつ譲渡されてい
る以下の特許出願と相互参照する。ヘルウェル トッド
デービッド、グラシャ ジョン及びマーカートニー
マイケル スコットの名義で出願された「集合同心式ぐ
う角燃焼システム」と題する米国特許出願(C88045
0)。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Cross-Reference of Related Applications This application is cross-referenced with the following patent applications filed and assigned with this application: Hellwell Todd David, Glacier John and Marker Tony
United States patent application filed under the name of Michael Scott entitled "Collective Combustion Combustion System" (C88045)
0).

発明の背景 本発明は、ぐう角燃焼式化石燃料燃焼炉に関し、更に
詳細には、ぐう角燃焼式の微粉炭燃焼炉からのNOx放出
を減少するためのオーバファイア空気システムに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to horn-combustion fossil fuel fired furnaces, and more particularly, to an overfire air system for reducing NOx emissions from horn-burned pulverized coal combustion furnaces.

微粉炭は、長い間ぐう角燃焼方法によつて炉内で良好
に浮遊燃焼されている。このぐう角燃焼方法によれば、
燃料及び空気は、炉内に炉の4つのコーナ部から、炉内
の中心部の仮想円に対して接線方向に向けられるよう
に、導入される。このタイプの燃焼方法は多くの利益を
有し、例えば燃料と空気との混合が良好であること、火
炎状態が安定であること、及び炉内に燃焼ガスが滞留す
る時間が長いことなどの利益がある。
Pulverized coal has been favorably suspended and burned in furnaces for a long time by the angle combustion method. According to this angular combustion method,
Fuel and air are introduced into the furnace from the four corners of the furnace such that they are directed tangentially to an imaginary circle in the center of the furnace. This type of combustion method has many benefits, such as good mixing of fuel and air, stable flame conditions, and long residence time of the combustion gases in the furnace. There is.

最近は、空気汚染を可能な限り最小にすることがます
ます重要とされている。この目的のために、アメリカ合
衆国内の多くの公害防止関係者は、アメリカ合衆国の議
会が1990年代の終りまでに包括的な空気放出減少に関す
る法律を制定することを期待している。そして、このよ
うな法律が有することになろう主たる趣旨は、第1に、
既存の化石燃料燃焼装置に関してのNOx及びSOx制御の改
装を命令することにあろう。
Recently, it has become increasingly important to minimize air pollution as much as possible. To this end, many pollution control officials in the United States hope that the United States Congress will pass comprehensive air emission reduction legislation by the end of the 1990s. And the main purpose of such a law is, first,
It will mandate a retrofit of NOx and SOx control for existing fossil fuel burners.

特にNOxの問題について述べるに、窒素酸化物が化石
燃料の燃焼中にサーマルNOxとフューエルNOxと称されて
いる2つの分離する物質の形で生じる。サーマルNOx
は、燃焼用空気中の分子状の窒素と酸素との熱固定から
生じる。サーマルNOxの生成の割合は、局部火炎温度及
び幾分少ないが酸素の局部濃度に極端に影響される。実
際には、すべてのサーマルNOxは高温度である火炎の区
域で生成される。
With particular reference to the NOx problem, nitrogen oxides form during the combustion of fossil fuels in the form of two separate substances called thermal NOx and fuel NOx. Thermal NOx
Arise from the thermal fixation of molecular nitrogen and oxygen in the combustion air. The rate of thermal NOx formation is extremely affected by the local flame temperature and, to a lesser extent, the local concentration of oxygen. In practice, all thermal NOx is produced in areas of the flame where the temperature is high.

他方、フューエルNOxは石炭及び重油などの化石燃料
中の窒素の有機化学的に結合した窒素の酸化から生じ
る。このフューエルNOxの生成の割合は、一般には燃料
と空気流れとの混合の割合によって、特に局部的な酸素
濃度によって、強く影響される。しかしながら、燃料中
の窒素のためによる煙道ガスNOx濃度は、典型的に、燃
料中のすべての窒素の完全酸化から生成されるレベルの
小部分、例えば20〜60%のみである。前述した説明か
ら、総NOxの生成は、局部的な酸素濃度及び最大火炎温
度の両方の函数であることが容易に明らかになったであ
ろう。
Fuel NOx, on the other hand, results from the oxidation of organically bound nitrogen of nitrogen in fossil fuels such as coal and heavy oil. The rate of fuel NOx production is generally strongly influenced by the rate of mixing of the fuel and air streams, especially by local oxygen concentrations. However, the flue gas NOx concentration due to nitrogen in the fuel is typically only a small part of the level generated from complete oxidation of all nitrogen in the fuel, for example, 20-60%. From the foregoing, it will be readily apparent that total NOx production is a function of both local oxygen concentration and maximum flame temperature.

説明を続けるに、幾つかの改良が標準ぐう角燃焼技術
になされている。これらの改良は、主として、良好なNO
x放出の減少を成し遂げるためになされている。その1
つの改良が、米国特許出願第786,427号(1985年10月11
日に出願されると共に本出願と同じ譲受人に譲渡され、
かつ“ぐう角燃焼式の微粉炭燃焼炉を運転するための制
御システム及び方法”と題するものであって、現在では
放棄されている)によって提案されている。この米国特
許出願の技術によれば、微粉炭及び空気が多数の下方バ
ーナ高さから炉内の中心部の仮想円に対して接線方向に
向けられて導入されると共に、追加の微粉炭及び空気が
多数の上方バーナ高さからも仮想円に対して接線方向に
向けられてしかし上記微粉炭及び空気の導入方向とは反
対の方向に向けられて導入される。このような技術を利
用する結果として、燃料と空気との良好な混合が成し遂
げられ、これにより通常のぐう角燃焼炉(この分野の当
業者にとってよく知られているように、一般に、20〜30
%の過剰空気でもって燃焼させられる)よりもより少な
い過剰空気の使用が可能となる。そして、過剰空気の減
少は、前述したように石炭燃焼炉からの主たる空気汚染
源であるNOxの生成を最小にすることに役立つ。また、
過剰空気の減少は、石炭燃焼炉の効率増加も生じる。
Continuing with the description, several improvements have been made to the standard angle combustion technology. These improvements are mainly due to good NO
It has been made to achieve reduced x emissions. Part 1
One improvement is described in US Patent Application No. 786,427 (October 11, 1985).
Dated and assigned to the same assignee as the present application,
And entitled "Control System and Method for Operating a Combustion Pulverized Coal Furnace", which has now been abandoned). According to the technique of this U.S. patent application, pulverized coal and air are introduced from a number of lower burner heights and directed tangentially to an imaginary circle in the center of the furnace and additional pulverized coal and air are added. Are introduced tangentially to the imaginary circle from a number of upper burner heights but in a direction opposite to the direction of introduction of the pulverized coal and air. As a result of utilizing such a technique, good mixing of the fuel and air is achieved, which results in a conventional combustor (as is well known to those skilled in the art, typically 20-30
% Of excess air). And, reducing excess air helps to minimize the production of NOx, a major source of air pollution from coal-fired furnaces, as described above. Also,
Reduction of excess air also results in increased efficiency of the coal fired furnace.

前述した米国特許出願によりNOxを減少するように改
良されている燃焼技術は、しかし、幾つかの欠点を有す
る。すなわち、炉内において対向し合う方向へ回転する
ガスが互いに相殺し合うので、ガスが炉内の上方部分を
通して多少真直ぐに流れ、これにより炉の上方における
乱流及び混合が減少して、炉から出る未燃炭素粒子の量
が増大する。また、スラグ及び未燃炭素が炉壁に付着す
ることが生じる。そして、これらスラグ及び未燃炭素の
炉壁への付着によって、炉壁をライニングしている水冷
管への熱伝達効率が減少し、すす吹きをする必要性が増
大し、水冷管の寿命が短くなる。
Combustion techniques that have been modified to reduce NOx by the aforementioned U.S. patent application, however, have several disadvantages. That is, gases rotating in opposing directions in the furnace cancel each other out, so that the gas flows somewhat straighter through the upper portion of the furnace, thereby reducing turbulence and mixing above the furnace and leaving the furnace. The amount of unburned carbon particles emitted increases. In addition, slag and unburned carbon may adhere to the furnace wall. And, due to the adhesion of the slag and unburned carbon to the furnace wall, the heat transfer efficiency to the water cooling tube lining the furnace wall decreases, the necessity of soot blowing increases, and the life of the water cooling tube is shortened. Become.

次に、NOx減少のための他の改良が米国特許第4,715,3
01号(1987年12月29日に特許が付与されていると共に本
出願と同じ譲受人に譲渡され、かつ“低過剰空気のぐう
角燃焼システム”と題する)の明細書に開示されてい
る。この米国特許第4,715,301号の技術によれば、現在
放棄されている前述した米国特許出願の場合と同じよう
に、炉内において微粉炭が空気との良好な混合でもって
浮遊燃焼させられる。また、ぐう角燃焼炉に関連する前
述した利益のすべてが、炉内にうず巻き回転火球を形成
することによって、得られる。炉壁は空気の覆いによっ
て保護され、これにより炉壁へのスラッキングが減少さ
れている。これは、次の方法によって成し遂げられる。
Second, another improvement for NOx reduction was found in U.S. Pat.
No. 01, issued on Dec. 29, 1987 and assigned to the same assignee as the present application, and disclosed in the specification of "Low Excess Air Dull Combustion System". According to the technique of this U.S. Pat. No. 4,715,301, pulverized coal is suspended and burned in a furnace with good mixing with air, as in the previously abandoned U.S. Pat. Also, all of the aforementioned benefits associated with an angled combustion furnace are obtained by forming a swirling rotating fireball in the furnace. The furnace wall is protected by a shroud of air, which reduces slacking on the furnace wall. This is achieved by the following method.

すなわち、石炭及び1次空気を炉内に第1の高さから
導入し、また1次空気の量の少なくとも2倍の量の補助
空気を炉内に前記第1の高さのすぐ上又はすぐ下の第2
の高さから仮想円に対して1次空気が接線方向に向けら
れて導入される方向とは反対の方向へ導入し、かつ複数
のこれら第1の高さ及び第2の高さを一方が他方の上に
なるようにする。多くの量の補助空気を高い速度で炉内
に導入することによって、うず巻きが炉内に補助空気の
導入方向に生じる。このため、炉のうず巻きの回転方向
と反対側の方向へ回転するように導入される燃料は、炉
内に入った後、総炉ガスの方向に対して方向を変えるよ
うに付勢される。したがって、燃料と空気とのすさまじ
い乱流混合がこの方法によって生じる。そして、この混
合の増大により過剰空気も炉内の高い高さから導入する
必要性が少なくなる。また、この混合の増大によって、
炭素転換率が高められ、これにより炉の総熱発生率が改
良され、同時に炉上方におけるスラッキング及び膜汚れ
(ファクリング)が減少される。更に、補助空気は、燃
料が接線方向へ導入される仮想円の直径よりも大きい直
径の仮想円に対して接線方向へ導入され、これにより炉
壁に隣接する空気の層が形成される。また、炉へ供給さ
れる過剰空気のすべてを実質的に形成するオーバファイ
ア空気が、1次空気及び補助空気のすべての導入高さよ
りも相当の上方の高さから炉内に導入される。この場
合、オーバファイア空気は、炉内の中心部の仮想円に対
して接線方向に向けられるが、しかし補助空気の導入方
向とは反対の方向に向けられる。
That is, coal and primary air are introduced into the furnace from a first level, and auxiliary air at least twice the amount of primary air is introduced into the furnace immediately above or immediately above said first level. The second below
From the height, the primary air is introduced in a direction opposite to the direction in which the primary air is directed tangentially to the imaginary circle, and one of the plurality of first heights and second heights is set to one. So that it is above the other. By introducing a large amount of auxiliary air into the furnace at a high speed, a swirl is created in the furnace in the direction of the auxiliary air introduction. For this reason, the fuel introduced so as to rotate in the direction opposite to the rotating direction of the spiral of the furnace is urged to change its direction with respect to the direction of the total furnace gas after entering the furnace. Thus, tremendous turbulent mixing of fuel and air is produced by this method. This increased mixing also reduces the need to introduce excess air from a higher height in the furnace. Also, due to this increased mixing,
The carbon conversion is increased, which improves the overall heat release rate of the furnace, while at the same time reducing slacking and fouling above the furnace. Furthermore, auxiliary air is introduced tangentially to an imaginary circle having a diameter greater than the diameter of the imaginary circle into which fuel is introduced, thereby forming a layer of air adjacent to the furnace wall. Also, overfire air, which forms substantially all of the excess air supplied to the furnace, is introduced into the furnace from a height that is substantially higher than all the introduction heights of primary air and auxiliary air. In this case, the overfire air is directed tangentially to an imaginary circle in the center of the furnace, but in a direction opposite to the direction of introduction of the auxiliary air.

次に、燃料として微粉炭を低NOx放出をもって燃焼さ
せるようにした更に他の改良が、米国特許第4,669,398
号(1987年6月2日に特許が付与され、“微粉燃料燃焼
装置”と題する)の明細書に開示されている。この米国
特許第4,669,398号の教示によれば、微粉燃料燃焼装置
は次に述べるような第1の微粉燃料噴射コンパートメン
ト、第2の微粉燃料噴射コンパートメント及び補助空気
コンパートメントを備えていることを特徴とする。上記
の第1の微粉燃料噴射コンパートメントにおいて、消費
される1次空気と2次空気との総合量は、炉へ1次空気
と混合するようにして供給して微粉炭を燃焼させるに必
要な理論空気量よりも少ない。また、第2の微粉燃料噴
射コンパートメントにおいては、1次空気と2次空気と
の総合量は、1次空気と混合するように供給して微粉炭
を燃焼させるのに必要な理論空気量と実質的に等しい
か、又は好適には、前記理論空気量も多少少ない。更
に、補助空気コンパートメントは、補助空気を炉内に噴
射する。そして、これら3つのコンパートメントは互い
に密接して配置されている。
Second, yet another improvement to burn pulverized coal as a fuel with low NOx emissions is disclosed in U.S. Pat. No. 4,669,398.
No. 5,985,878, issued June 2, 1987, and entitled "Pulverized Fuel Combustion Device". In accordance with the teachings of U.S. Pat. No. 4,669,398, a pulverized fuel combustion device is characterized by comprising a first pulverized fuel injection compartment, a second pulverized fuel injection compartment, and an auxiliary air compartment as described below. . In the above-mentioned first pulverized fuel injection compartment, the total amount of the consumed primary air and secondary air is supplied to the furnace so as to be mixed with the primary air to burn the pulverized coal. Less than air volume. Further, in the second pulverized fuel injection compartment, the total amount of the primary air and the secondary air is substantially equal to the theoretical air amount required to burn the pulverized coal by being supplied so as to be mixed with the primary air. Or, preferably, the theoretical air volume is also somewhat less. Further, the auxiliary air compartment injects auxiliary air into the furnace. And these three compartments are arranged close to each other.

このような微粉燃料燃焼装置において、その第1及び
第2の微粉燃料噴射コンパートメントにより噴射された
1次空気と燃料とのガス状混合体は、NOxの生成を減少
するような割合で混合される。更に、第2の微粉燃料噴
射コンパートメントからの1次空気と微粉燃料との混合
体(単独では安定して点火するのが難しい)は、第1の
微粉燃料噴射コンパートメントからの点火が容易な混合
体の火炎を共存させて、適当な点火及び燃焼を保証する
ことができる。したがって、この微粉燃料燃焼装置によ
れば、安定した点火及び低NOx生成でもって、微粉燃料
を燃焼させることができる。
In such a pulverized fuel combustion device, the gaseous mixture of the primary air and the fuel injected by the first and second pulverized fuel injection compartments is mixed at a ratio that reduces the generation of NOx. . Furthermore, a mixture of primary air and pulverized fuel from the second pulverized fuel injection compartment (it is difficult to ignite stably by itself) is a mixture that is easy to ignite from the first pulverized fuel injection compartment. Can be used to ensure proper ignition and combustion. Therefore, according to the pulverized fuel combustion device, the pulverized fuel can be burned with stable ignition and low NOx generation.

また、上記の米国特許第4,669,398号の教示にしたが
って構成された微粉燃料燃焼装置は、不活性流体を噴射
する追加のコンパートメントが、前述した3つのコンパ
ートメント間に設けられたスペースに、各コンパートメ
ントに対して1つ配置されていることを特徴としてい
る。したがって、1次空気と微粉燃料とのガス状混合体
は、不活性流体が不活性流体噴射コンパートメントの1
つから噴射されてカーテンを形成することによって、互
いに干渉することがなくなり、これにより、第1及び第
2の微粉燃料噴射コンパートメントから噴射されるガス
状混合体からのNOxの生成を最小とすることができる。
また、第1の微粉燃料噴射コンパートメントからの1次
空気と微粉燃料との混合体及び補助空気コンパートメン
トからの補助空気は、他の不活性流体噴射コンパートメ
ントからの他の不活性流体のカーテンによって、互いに
干渉することが防止される。これによって、1次空気と
微粉燃料との混合体を、その混合比を変えることなしに
燃焼させ、これによりNOx生成の増加を防止することが
できる。
Also, a pulverized fuel combustion device constructed in accordance with the teachings of the above-mentioned U.S. Pat.No. 4,669,398 provides an additional compartment for injecting an inert fluid into the space provided between the three compartments described above for each compartment. It is characterized in that one is arranged. Thus, the gaseous mixture of primary air and pulverized fuel is such that the inert fluid is one of the inert fluid ejection compartments.
Forming the curtain from the two injections so that they do not interfere with each other, thereby minimizing the production of NOx from the gaseous mixture injected from the first and second pulverized fuel injection compartments Can be.
Also, the mixture of primary air and pulverized fuel from the first pulverized fuel injection compartment and the auxiliary air from the auxiliary air compartment are separated from each other by a curtain of another inert fluid from the other inert fluid injection compartment. Interference is prevented. As a result, the mixture of the primary air and the pulverized fuel can be burned without changing the mixture ratio, thereby preventing an increase in NOx generation.

次に、燃料として微粉炭を、NOx及びSOx放出の減少を
同時に行わせるようにして、燃焼させるようにした更に
他の改良が、米国特許第4,426,939号(1984年1月24日
に特許が付与されていると共に本出願と同じ譲受人に譲
渡され、かつ“NOx及びSOx放出を減少する方法”と題す
る)の明細書に開示さりている。この米国特許第4,426,
939号の教示によれば、微粉炭は炉内で炉内の最高温度
を減少しかつ良好な火炎安定性及び燃料の完全な燃焼を
維持するような方法で、燃焼させられる。このような方
法は、次のようにして成し遂げられる。
Next, another improvement in which pulverized coal was burned as fuel with simultaneous reduction of NOx and SOx emissions was reported in U.S. Pat. No. 4,426,939 (patent issued Jan. 24, 1984). And assigned to the same assignee as the present application, and is disclosed in the specification entitled "Methods for Reducing NOx and SOx Emissions." No. 4,426,
According to the teaching of 939, pulverized coal is burned in a furnace in such a way as to reduce the maximum temperature in the furnace and maintain good flame stability and complete combustion of the fuel. Such a method is accomplished as follows.

すなわち、微粉炭は炉に向って空気流れによって搬送
される。この搬送の間に、流れは2つの部分に分離さ
れ、その一方の部分は燃料が豊富な部分(富燃料部分)
であり、また他方の部分は燃料が少ない部分(貧燃料部
分)である。そして、富燃料部分は炉内の第1の区域に
導入される。空気が、また、この第1の区域に、富燃料
部分中の燃料のすべての完全燃焼を支持するには不十分
な量で導入される。他方、貧燃料部分は、炉内の第2の
区域に導入される。また、空気が、この第2の区域に、
過剰空気が炉内で燃料のすべてを燃焼させるのに必要と
される量以上となるような量でもって、導入される。最
後に、石炭が燃料と同時に炉内へ導入され、これにより
炉内の最高温度が最小にされ、また燃焼ガス中のNOx及
びSOxの生成が最小にされる。
That is, the pulverized coal is transported toward the furnace by an air flow. During this transport, the stream is split into two parts, one of which is a fuel-rich part (fuel-rich part)
And the other part is a part with low fuel (poor fuel part). Then, the fuel-rich portion is introduced into the first zone in the furnace. Air is also introduced into this first zone in an amount insufficient to support all complete combustion of the fuel in the fuel-rich portion. On the other hand, the lean fuel portion is introduced into a second zone in the furnace. Also, the air in this second area,
Excess air is introduced in such an amount that it is more than required to burn all of the fuel in the furnace. Finally, the coal is introduced into the furnace at the same time as the fuel, which minimizes the maximum temperature in the furnace and minimizes the production of NOx and SOx in the combustion gases.

以上述べた、現在すでに放棄された1つの米国特許出
願及び特許が付与された3つの米国特許にしたがって構
成された燃焼システムは、それぞれの目的のために設計
されて作用することが実証されているけれども、それに
もかかわらず、従来、これらの燃焼システムを改良する
必要性があることが明白になっている。特に、従来、高
性能オーバファイア空気システムが組み込まれることが
利益ある特徴である新規で改良された燃焼システムを提
供する必要性が明白になっている。オーバファイア空気
を用いる基本的な理由は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼
炉においてNOxを制御するための一層有効な方法を提供
することにある。オーバファイア空気は、オーバファイ
ア空気ポートと称されている複数の追加の空気コンパー
トメントを通して炉内の中心部の仮想円に対して接線方
向に向けられて導入される。これら追加の空気コンパー
トメントは、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉の各コーナ
部に備えられている風箱の垂直延長部として設計されて
いる。
The combustion systems constructed in accordance with one of the previously abandoned U.S. patent applications and the three patented U.S. patents described above have been demonstrated to work for their respective purposes. Nevertheless, it has nevertheless been apparent in the past that there is a need for improving these combustion systems. In particular, a need has emerged in the past to provide a new and improved combustion system, a feature that would benefit from the incorporation of a high performance overfire air system. The basic reason for using overfire air is to provide a more effective method for controlling NOx in fog-fired fossil fuel fired furnaces. Overfire air is introduced tangentially to an imaginary circle in the center of the furnace through a plurality of additional air compartments called overfire air ports. These additional air compartments are designed as vertical extensions of the wind box provided at each corner of the fog-fired fossil fuel furnace.

オーバファイア空気によりNOx放出を減少できる理論
は、次のとおりである。オーバファイア空気を用いるこ
とにより、大気中窒素の固定(サーマルNOx)及び燃料
中窒素の酸化(フューエルNOx)の両方によるNOxの生成
が抑制される。オーバファイア空気の使用は、1次火炎
領域で得られる総酸素を減少させる。そして、総酸素が
減少する結果として、燃料中窒素は、この第1次火炎領
域における酸素が不十分であること及び有効酸素につい
ての炭素系物質と激しく競合することによって、窒素酸
化物よりもむしろ分子状の窒素(N2)を形成するような
再結合反応を受ける。その結果として、燃料中窒素転化
を通してのNOxの生成は大きく減少される。同様に、オ
ーバファイアの空気の作用によって、ツェルドビッチ機
構に依存する温度を通してのサーマルNOxの減少を生じ
る。1次火炎領域の初期段階の燃焼中の熱発生は、オー
バファイア空気ポートの付近において理想的に完成され
る燃焼でもって、酸素が減少した環境のために、多少減
少されかつ遅延される。炉の容積を大きくして該炉を通
じての熱発生を広げることにより、最高燃焼温度の低下
を生じさせ、これによりサーマルNOxの生成を減少する
ことができる。
The theory that overfire air can reduce NOx emissions is as follows. By using the overfire air, generation of NOx due to both fixing of nitrogen in the atmosphere (thermal NOx) and oxidation of nitrogen in fuel (fuel NOx) is suppressed. The use of overfire air reduces the total oxygen available in the primary flame region. And, as a result of the decrease in total oxygen, the nitrogen in the fuel, rather than the nitrogen oxides, due to the lack of oxygen in this primary flame zone and the intense competition with the carbonaceous material for available oxygen It undergoes a recombination reaction that forms molecular nitrogen (N 2 ). As a result, NOx production through nitrogen in fuel conversion is greatly reduced. Similarly, the effect of overfire air causes a decrease in thermal NOx through temperature that depends on the Zeldbitch mechanism. Heat generation during the early stage combustion of the primary flame region is somewhat reduced and delayed due to the reduced oxygen environment with ideally completed combustion near the overfire air port. Increasing the furnace volume and spreading heat generation through the furnace can result in a lower maximum combustion temperature, thereby reducing the production of thermal NOx.

オーバファイア空気は、典型的な適用によれば、密結
合オーバファイア空気と称され風箱の頂部の単一固定高
さの、又は分離オーバファイア空気と称されてより高い
高さの1つ又は2つの密接に集合したポートを通して導
入される。実験的なテストによれば、オーバファイア空
気の一部分を密結合オーバファイア空気ポートを通して
導入すると共にオーバファイア空気の他の部分を分離オ
ーバファイア空気ポートを通して導入することによっ
て、化石燃料の燃焼によるNOxを相当減少できることが
示されている。更に、実験的なテストによれば、密結合
オーバファイア空気ポートと分離オーバファイア空気ポ
ートとの間には、オーバファイア空気の最良の分配が存
在することが示されている。例えば歴青炭の場合には、
その最良の分配は1/3のオーバファイア空気が密結合オ
ーバファイア空気ポートを通して流れ、2/3のオーバフ
ァイア空気が分離オーバファイア空気ポートを通して流
れることにより、得られる。
The overfire air, according to typical applications, is one of a single fixed height at the top of the wind box, referred to as tightly coupled overfire air, or a higher height, referred to as separate overfire air. Introduced through two closely assembled ports. Experimental tests have shown that by introducing a portion of the overfire air through a tightly coupled overfire air port and another portion of the overfire air through a separate overfire air port, the NOx from fossil fuel combustion can be reduced. It is shown that it can be reduced considerably. Furthermore, empirical tests have shown that there is the best distribution of overfire air between the tightly coupled overfire air port and the isolated overfire air port. For example, in the case of bituminous coal,
The best distribution is obtained with one third of the overfire air flowing through the tightly coupled overfire air port and two thirds of the overfire air flowing through the separate overfire air port.

前述したことに加え、オーバファイア空気を十分制御
した方法で炉ガスと混合するように炉内へ導入する方法
が、また、オーバファイア空気効率を最大にするため
に、重要である。テストのデータによれば、NOx放出の
改良は次のような方法によって達成されることが示され
ている。すなわち、オーバファイア空気を炉の各コーナ
部から2つ、3つ又はそれ以上のコンパートメントを通
して噴射し、この場合各コンパートメントはそれぞれ異
なる燃焼角度で総オーバファイア空気流れの一部分を、
炉の平面区域上に空気の水平な“スプレイ状”又は“扇
状”の分配を行うように導入することにより、オーバフ
ァイア空気を炉内に他のパターンで噴射させる場合と比
較して、NOx放出を改良することができる。
In addition to the foregoing, the manner in which the overfire air is introduced into the furnace in a well-controlled manner to mix with the furnace gas is also important to maximize overfire air efficiency. Test data indicates that the improvement in NOx emissions can be achieved by the following methods. That is, overfire air is injected from each corner of the furnace through two, three or more compartments, where each compartment provides a portion of the total overfire air flow at a different combustion angle.
By introducing a horizontal “spray” or “fan” distribution of air over the planar area of the furnace, NOx emissions are reduced as compared to other patterns of overfire air injection into the furnace. Can be improved.

また、このようなオーバファイア空気の噴射パターン
を用いることによって、より一層均一な火炎パターンが
炉の垂直出口面に作られるので、炉出口の状態が改良さ
れる。すなわち、すべてのぐう角燃焼式化石燃料燃焼炉
は、接線方向の低い炉流れパターンのために、対流通路
において不均一な流れパターンを有するものである。そ
して、この不均一な流れパターンによって、一方の側部
の流れが他方の側部の流れよりも多くなり、蒸気温度の
不均衡が生じる。これに対し、前述したように、炉の平
面区域上にオーバファイア空気の水平な“スプレイ状”
又は“扇状”の分配を行うような噴射パターンとなるよ
うに、オーバファイア空気を炉内に導入することによっ
て、前述した蒸気温度の不均衡は減少される。
Also, by using such an overfire air injection pattern, a more uniform flame pattern is created on the vertical exit surface of the furnace, thereby improving the condition of the furnace exit. That is, all angular combustion fossil fuel fired furnaces have non-uniform flow patterns in the convection passage due to the low tangential furnace flow pattern. And, due to this non-uniform flow pattern, the flow on one side is greater than the flow on the other side, resulting in a steam temperature imbalance. In contrast, as mentioned above, a horizontal "spray" of overfire air over the planar area of the furnace
Alternatively, the aforementioned steam temperature imbalance is reduced by introducing overfire air into the furnace in a spray pattern that provides a "fan-shaped" distribution.

最後に、オーバファイア空気を炉ガスと混合する改良
として、オーバファイア空気を高いモーメントで導入す
ることかある。この高いオーバファイア空気モーメント
を達成するために、オーバファイア空気は、従来の燃焼
システムで典型的に用いられている速度よりも十分高い
速度で、例えば30〜45m/sec(100〜150ft/sec)に対し
て60〜90m/sec(200〜300ft/sec)の速度で導入され
る。そして、このようなオーバファイア空気の高い速度
を得るためには、ブーストファンの使用が必要とされ
る。
Finally, an improvement in mixing the overfire air with the furnace gas is to introduce the overfire air at a high moment. To achieve this high overfire air moment, the overfire air must be at a speed well above those typically used in conventional combustion systems, for example, 30-45 m / sec (100-150 ft / sec). At a speed of 60 to 90 m / sec (200 to 300 ft / sec). In order to obtain such a high speed of the overfire air, it is necessary to use a boost fan.

以上述べたことを要約すると、特にぐう角燃焼式の化
石燃料燃焼炉に関連して使用されるのに適当である高性
能オーバファイア空気システムを組み込む新規で改良さ
れた燃焼装置についての従来技術において、高性能オー
バファイア空気システムを化石燃料燃焼炉で用いる時に
は、該オーバファイア空気システムの使用によってNOx
放出のレベルを、アメリカ合衆国の法律で規定されてい
る標準として現在決められているレベルよりも良くない
としても、少なくとも該レベルと等しいレベルまで減少
することを達成できることを可能とする必要性があるも
のである。また、この場合、燃焼システムの運転のため
にいかなる追加の装置、触媒を設けることなしに、又は
燃料コストを増大させることなしに、高性能オーバファ
イア空気システムを燃焼システムに組み込むことができ
るようにすることが好ましい。更に、この場合、NOxを
更に減少するために用いられる他のNOx放出減少型式の
システム、例えば石灰石注入システム、再燃焼システム
及び選択接触還元(SCR)システムと完全に適合できる
ようにして、高性能オーバファイア空気システムを燃焼
システムに組み込むことができるようにすることが好ま
しい。更に、新規の燃焼システムへの適用であっても、
又は既存の燃焼システムへの適用であっても、等しく適
合できるようにして、高性能オーバファイア空気システ
ムを燃焼システムに組み込むことができるようにするこ
とが好ましい。
Summarizing the foregoing, the prior art on a new and improved combustion system incorporating a high performance overfire air system that is particularly suitable for use in connection with fog-fueled fossil fuel fired furnaces. When a high-performance overfire air system is used in a fossil fuel combustion furnace, NOx
There is a need to be able to achieve a level of release that is at least as low as, if not better than, the level currently established as a standard prescribed by United States law. It is. Also, in this case, a high performance overfire air system can be incorporated into the combustion system without providing any additional equipment, catalyst, or increasing fuel costs for operation of the combustion system. Is preferred. Further, in this case, it is fully compatible with other types of NOx emission reduction systems used to further reduce NOx, such as limestone injection systems, reburning systems and selective catalytic reduction (SCR) systems, thus providing high performance. Preferably, an overfire air system can be incorporated into the combustion system. Furthermore, even when applied to new combustion systems,
Preferably, or even an application to an existing combustion system, it should be equally adaptable so that a high performance overfire air system can be incorporated into the combustion system.

したがって、本発明の目的は、化石燃料燃焼炉に用い
られる型式の燃焼システムにおいて使用されるように設
計された、NOx制御用の新規で改良された高性能オーバ
ファイア空気システムを提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a new and improved high performance overfire air system for NOx control designed for use in combustion systems of the type used in fossil fuel fired furnaces. .

本発明の他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉
に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用されるよ
うに設計された、NOx制御用の高性能オーバファイア空
気システムを提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a high performance overfire air system for NOx control, designed for use in combustion systems of the type used in fuzzy combustion fossil fuel fired furnaces. .

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃
焼炉で用いられる型式の燃焼システムにおいて使用さ
れ、NOxの放出がアメリカ合衆国の法律で規定されてい
る標準として現在決められているレベルよりも良くない
としても、少なくとも該レベルと等しいレベルにまで低
減することができる、NOx制御用の高性能オーバファイ
ア空気システムを提供することにある。
Still another object of the present invention is to use NOx emissions in a combustion system of the type used in fuzzy-fueled fossil-fired furnaces, where the emission of NOx is below the level currently established as a standard prescribed by U.S. law. It is an object of the present invention to provide a high performance overfire air system for NOx control, which can be reduced at least to a level, if not better, at that level.

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃
焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用さ
れ、密結合オーバファイア空気コンパートメントと分離
オーバファイア空気コンパートメントとから成る多段高
さのオーバファイア空気コンパートメントの使用が組込
まれている、NOx制御用の高性能オーバファイア空気シ
ステムを提供することにある。
Still another object of the present invention is a multi-stage overfire, comprising a tightly coupled overfire air compartment and a separate overfire air compartment, for use in a combustion system of the type used in fog-fired fossil fuel fired furnaces. It is to provide a high performance overfire air system for NOx control, which incorporates the use of an air compartment.

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃
焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用され
るように設計され、密結合オーバファイア空気コンパー
トメントと分離オーバファイア空気コンパートメントと
の間に、オーバファイア空気の予め決められた最良の分
配が行われることを特徴とする、NOx制御用の高性能オ
ーバファイア空気システムを提供することにある。
Yet another object of the present invention is to provide a system for use in combustion systems of the type used in fog-fired fossil fuel-fired furnaces, wherein the space between the tightly coupled overfire air compartment and the separate overfire air compartment is provided. A high performance overfire air system for NOx control, characterized in that the best possible distribution of overfire air is obtained.

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃
焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用され
るように設計され、多角度のオーバファイア空気導入パ
ターンの使用が組込まれている、NOx制御用の高性能オ
ーバファイア空気システムを提供することにある。
Yet another object of the present invention is to design for use in a combustion system of the type used in fog-fired fossil fuel fired furnaces and incorporate the use of multi-angle overfire air introduction patterns. It is to provide a high performance overfire air system for NOx control.

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃
焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用され
るように設計され、多角度のオーバファイア空気導入パ
ターンにしたがって、オーバファイア空気の総流れの一
部が異なる角度で導入され、炉の平面区域上にオーバフ
ァイア空気の水平な“スプレイ状”又は“扇状”の分配
が行われることを特徴とする、NOx制御用の高性能オー
バファイア空気システムを提供することにある。
Yet another object of the present invention is to provide a total combustion of overfire air which is designed for use in a combustion system of the type used in fuzzy combustion fossil fuel fired furnaces and according to a multi-angle overfire air introduction pattern. High performance overfire for NOx control, characterized in that a part of the flow is introduced at different angles and a horizontal "spray" or "fan" distribution of the overfire air over the planar area of the furnace It is to provide an air system.

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃
焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用され
るように設計され、オーバファイア空気を炉に従来の燃
焼システムで用いられている速度よりも十分高い速度で
導入する、NOx制御用の高性能オーバファイア空気シス
テムを提供することにある。
Yet another object of the present invention is to provide overfire air to a furnace designed to be used in a combustion system of the type used in fuzzy-fueled fossil fuel-fired furnaces, and to use overfire air in furnaces in conventional combustion systems. An object of the present invention is to provide a high performance overfire air system for NOx control, which is introduced at a sufficiently high speed.

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃
焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用され
るように設計され、運転のために追加の装置、触媒を設
けたり、又は燃料コストが増大することが必要とされな
い、NOx制御用の高性能オーバファイア空気システムを
提供することにある。
Yet another object of the present invention is to provide additional equipment, catalysts, or fuel costs for operation, designed for use in combustion systems of the type used in fog-fired fossil fuel fired furnaces. It is to provide a high-performance overfire air system for NOx control, which does not need to be increased.

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃
焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用され
るように設計され、NOx放出を更に減少するために用い
られる他のNOx放出減少型式のシステム、例えば石灰石
注入システム、再燃焼システム、及び選択接触還元(SC
R)システムと完全に適合できることを特徴とする、NOx
制御用の高性能オーバファイア空気システムを提供する
ことにある。
Still another object of the present invention is to provide another NOx emission reduction type designed to be used in a combustion system of the type used in fuzzy combustion fossil fuel fired furnaces and used to further reduce NOx emissions. Systems, such as limestone injection systems, reburn systems, and selective catalytic reduction (SC)
R) NOx, fully compatible with the system
It is to provide a high performance overfire air system for control.

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃
焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用され
るように設計され、新規の燃焼システムへの適用であっ
ても又は既存の燃焼システムへの適用であっても非常に
等しく適合できることを特徴とする、NOx制御用の高性
能オーバファイア空気システムを提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a combustion system of the type used in fuzzy fuel-fired furnaces with a combustor, to be applied to new combustion systems or to use existing combustion systems. An object of the present invention is to provide a high performance overfire air system for NOx control, characterized in that it can be adapted very equally, even if it is applied to air pollution.

発明の概要 本発明の1つの態様によれば、バーナ区域が設けられ
ている化石燃料燃焼炉で使用するのに特に適当とされて
いる型式の燃焼システムにおいて使用されるように設計
されている、NOx制御用の高性能オーバファイア空気シ
ステムが提供される。そして、この高性能オーバファイ
ア空気システムは、多段高さのオーバファイア空気コン
パートメントを包含する。これら多段高さのオーバファ
イア空気コンパートメントは、少なくとも1つの密結合
オーバファイア空気コンパートメントと、3つの分離オ
ーバファイア空気コンパートメントとから成る。密結合
オーバファイア空気コンパートメントは、炉のバーナ区
域の風箱の頂部高さに取付けられている。また、密結合
オーバファイア空気ノズルが、密結合オーバファイア空
気コンパートメントに取付けられている。
According to one aspect of the present invention, there is provided a combustion system of a type that is particularly suitable for use in a fossil fuel fired furnace provided with a burner section. A high performance overfire air system for NOx control is provided. And, this high performance overfire air system includes a multi-stage overfire air compartment. These multi-level overfire air compartments consist of at least one tightly coupled overfire air compartment and three separate overfire air compartments. A tightly coupled overfire air compartment is mounted at the top of the wind box in the burner area of the furnace. Also, a tightly coupled overfire air nozzle is mounted in the tightly coupled overfire air compartment.

他方、3つの分離オーバファイア空気コンパートメン
トは、前記複数の密結合オーバファイア空気コンパート
メントから間隔を置いてかつこの密結合オーバファイア
空気コンパートメントと1列に並ぶように、前記炉のバ
ーナ区域の風箱よりも上の高さに取付けられている。ま
た、3つの分離オーバファイア空気ノズルが互いに異な
る燃焼角度で延び、これによりこれら分離オーバファイ
ア空気ノズルから放出されるオーバファイア空気が、炉
のバーナ区域の平面区域上に水平な“スプレイ状”又は
“扇状”の分配を確立するように、前記3つの分離オー
バファイア空気ノズルが前記3つの分離オーバファイア
空気コンバートメントに取付けられている。
On the other hand, the three separate overfire air compartments are spaced from the plurality of tightly coupled overfire air compartments and from the wind box in the burner section of the furnace so as to be in line with the tightly coupled overfire air compartments. Is also mounted at an upper height. Also, the three separate overfire air nozzles extend at different combustion angles, so that the overfire air emitted from these separate overfire air nozzles can be sprayed horizontally or "sprayed" or over a planar area of the burner section of the furnace. The three separate overfire air nozzles are mounted on the three separate overfire air conversions to establish a "fan" distribution.

また、オーバファイア空気供給装置が、前記密結合オ
ーバファイア空気ノズルと前記複数の分離オーバファイ
ア空気ノズルとの両方に接続され、これらの両ノズル間
に予め決められたオーバファイア空気の最良の分配にし
たがってオーバファイア空気をこれらの両ノズルに供給
する。このオーバファイア空気供給装置は、また、オー
バファイア空気を、炉のバーナ区域に、前記3つの分離
オーバファイア空気ノズルを通して、以前にオーバファ
イア空気を炉に導入するのに用いられている速度よりも
十分高い速度で供給する。
Also, an overfire air supply is connected to both the tightly coupled overfire air nozzle and the plurality of separate overfire air nozzles to provide a predetermined best distribution of overfire air between both nozzles. Thus, overfire air is supplied to both of these nozzles. The overfire air supply also feeds the overfire air into the burner area of the furnace through the three separate overfire air nozzles at a rate higher than that previously used to introduce overfire air into the furnace. Feed at a sufficiently high rate.

次に、本発明の他の態様によれば、バーナ区域が設け
られている化石燃料燃焼炉で使用するのに特に適当とさ
れている型式の燃焼システムにおいて使用されるように
設計されている、NOx制御用の高性能オーバファイア空
気システムを運転する方法が提供される。そして、この
NOx制御用の高性能オーバファイア空気システムの運転
する方法は、密結合オーバファイア空気を炉のバーナ区
域に風箱の頂部高さから導入する段階と、分離オーバフ
ァイア空気を炉のバーナ区域に風箱よりも上の高さから
導入する段階とを包含する。この場合、前記風箱の頂部
高さからの密結合オーバファイア空気の導入と、前記風
箱よりも上の高さからの分離オーバファイア空気の導入
とは、それらの間に予め決められたオーバファイア空気
の最良な分配にしたがって、行われる。また、前記風箱
よりも上の高さから炉のバーナ区域に導入されるオーバ
ファイア空気は、炉のバーナ区域の平面区域上にオーバ
ファイア空気の水平な“スプレイ状”又は“扇状”の分
配を確立するように、導入される。さらに、前記風箱よ
りも上の高さから炉のバーナ区域に導入されるオーバフ
ァイア空気は、以前にオーバファイア空気を炉に導入す
るのに用いられている速度よりも十分高い速度で、炉の
バーナ区域に導入される。
Next, in accordance with another aspect of the present invention, there is provided a combustion system of a type that is particularly suitable for use in a fossil fuel fired furnace provided with a burner section, A method is provided for operating a high performance overfire air system for NOx control. And this
The method of operating the high performance overfire air system for NOx control consists of introducing tightly coupled overfire air into the furnace burner area from the top of the wind box and blowing separated overfire air into the furnace burner area. Introducing from a height above the box. In this case, the introduction of the tightly coupled overfire air from the top height of the wind box and the introduction of the separated overfire air from a height above the wind box are determined by a predetermined overrun between them. According to the best distribution of fire air. Also, the overfire air introduced into the furnace burner section from a height above the wind box may distribute the horizontal "spray" or "fan" distribution of overfire air over the planar area of the furnace burner section. Introduced to establish. Further, the overfire air introduced into the burner area of the furnace from a height above the wind box is at a rate sufficiently higher than the rate previously used to introduce overfire air into the furnace. Is introduced into the burner area.

図面の簡単な説明 図1は、本発明にしたがって構成したNOx制御用の高
性能オーバファイア空気システムを具備する化石燃料燃
焼炉を概略的に示す垂直断面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating a fossil fuel combustion furnace with a high performance overfire air system for NOx control configured in accordance with the present invention.

図2は、本発明にしたがって構成したNOx制御用の高
性能オーバファイア空気システムの一具体例を示す、ぐ
う角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼シ
ステムの正面図である。
FIG. 2 is a front view of a combustion system of the type used in fuzzy combustion fossil fuel combustion furnaces, showing one embodiment of a high performance overfire air system for NOx control configured in accordance with the present invention.

図3は、本発明にしたがって構成したNOx制御用の高
性能オーバファイア空気システムを、その密結合オーバ
ファイア空気と分離オーバファイア空気との間の分配を
予め決めて、使用した時におけるNOxについての効果を
示すグラフである。
FIG. 3 shows a high performance overfire air system for NOx control constructed in accordance with the present invention, with the distribution between the tightly coupled overfire air and the separated overfire air pre-determined and used for NOx. It is a graph which shows an effect.

図4は、本発明にしたがって構成した高性能オーバフ
ァイア空気システムを用いて、オーバファイア空気の水
平な“スプレイ状”又は“扇状”の分配パターンを示す
平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a horizontal "spray" or "fan" distribution pattern of overfire air using a high performance overfire air system constructed in accordance with the present invention.

図5は、本発明にしたがって構成した高性能オーバフ
ァイア空気システムを、オーバファイア空気が図4に示
した水平な“スプレイ状”又は“扇状”の分配パターン
にしたがって分配されるようにして、使用した時におけ
るNOxについての効果を示すグラフである。
FIG. 5 uses a high performance overfire air system constructed in accordance with the present invention, with the overfire air being distributed according to the horizontal "spray" or "fan" distribution pattern shown in FIG. 6 is a graph showing the effect on NOx when the operation is performed.

図6は、本発明にしたがって構成した高性能オーバフ
ァイア空気システムを、オーバファイア空気が高速度で
炉に導入されるようにして、使用した時におけるNOxに
ついての効果を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the effect on NOx when a high performance overfire air system constructed in accordance with the present invention is used with overfire air being introduced into the furnace at a high velocity.

好適な実施例の説明 図面、特にその図1を参照し、図1には参照符号10に
よって総括的に示された化石燃料燃焼炉が描かれてい
る。化石燃料燃焼炉それ自体の構造及び運転モードはこ
の分野の当業者にとってよく知られているところである
ので、図1に例示した化石燃料燃焼炉10についての詳細
な説明をここで述べることは必要ないと考える。むし
ろ、図面の図1に参照符号14によって総括的に示され、
本発明にしたがって構成された高性能のオーバファイア
空気システムを具備する、図1に参照符号12によって総
括的に示された燃焼システムと関連することができる化
石燃料燃焼炉10の理解を得る目的のために、前述した燃
焼システム12及び高性能オーバファイア空気システム14
(この高性能オーバファイア空気システム14は、本発明
によれば、燃焼システム12の一部分として炉10に設置す
ることができ、燃焼システム12に設置されたときには、
化石燃料燃焼炉10からのNOx放出を減少する働きをす
る)と協同する化石燃料燃焼炉10の幾つかの構成要素に
ついての説明をここで単に述べることで十分と思われ
る。ここで説明されていない化石燃料燃焼炉10の構成要
素の構造及び運転モードについての詳細な説明について
は、従来技術、例えばエフ・ジエー・ベルティ氏に対し
て1988年1月12日に特許が付与されかつ本出願と同じ譲
受人に譲渡された米国特許第4,719,587号の明細書を参
照することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring to the drawings, and in particular to FIG. 1, there is depicted a fossil fuel fired furnace generally indicated by the reference numeral 10. A detailed description of the fossil fuel fired furnace 10 illustrated in FIG. 1 need not be provided here, as the structure and mode of operation of the fossil fuel fired furnace itself is well known to those skilled in the art. Think. Rather, indicated generally by the reference numeral 14 in FIG.
For the purpose of gaining an understanding of a fossil fuel fired furnace 10 that can be associated with a combustion system indicated generally at 12 in FIG. 1, comprising a sophisticated overfire air system constructed in accordance with the present invention. Because of the combustion system 12 and the high performance overfire air system 14 described above,
(This high performance overfire air system 14, according to the present invention, can be installed in the furnace 10 as part of the combustion system 12, and when installed in the combustion system 12,
It may be sufficient to simply describe here some components of the fossil fuel-fired furnace 10 that cooperate with the fossil fuel-fired furnace 10 (which serve to reduce NOx emissions from the fossil fuel-fired furnace 10). For a detailed description of the components and operating modes of the fossil fuel-fired furnace 10 not described herein, refer to the prior art, for example, patented on January 12, 1988 to FJE Berti. Reference may be made to US Pat. No. 4,719,587, assigned to the same assignee as the present application.

図面の図1を更に参照し、図1に例示された化石燃料
燃焼炉10は、参照符号16によって総括的にしめされたバ
ーナ区域を包含する。燃焼システム12及び高性能オーバ
ファイア空気システム14の構造及び運転モードの説明と
関連して以下に一層詳細に述べられるように、化石燃料
燃焼炉10のバーナ区域16内では、この分野の当業者によ
ってよく知られている方法によって、化石燃料と空気と
の燃焼が開始される。この化石燃料と空気との燃焼から
生じた熱ガスは、化石燃料燃焼炉10内を上向きに流れ
る。熱ガスが化石燃料燃焼炉10内を上向きに流れる間
に、この分野の当業者にとってよく知られている方法に
より、熱ガスは管(図面での説明を明瞭にするために図
示されていない)を通して流れる流体に熱を与える。前
述した管は、従来の方法によれば、化石燃料燃焼炉10の
4つの壁のすべてに配置されている。熱ガスは、それか
ら、化石燃料燃焼炉10の、参照符号18によって総括的に
示されている水平通路を通して流れ、続いて化石燃料燃
焼炉10の、参照符号20によって総括的に示されている背
部ガス通路へ進んで、化石燃料燃焼炉10を出る。水平通
路18及び背部ガス通路20の両方は、一般に、この分野の
当業者にとってよく知られている方法により、蒸気を発
生して過熱するための他の熱交換表面(図示せず)を収
容する。その後、蒸気は、一般に、タービン/発電機
(図示せず)の1つの構成要素を構成するタービン(図
示せず)に流れるようにされ、これによって蒸気は上記
タービン及びこのタービンと公知の方法により関連する
発電機(図示せず)を駆動する原動力を提供し、これに
よって上記発電機から電気が発生させられる。
Still referring to FIG. 1 of the drawings, the fossil fuel fired furnace 10 illustrated in FIG. 1 includes a burner section generally indicated by reference numeral 16. As will be described in more detail below in connection with a description of the structure and mode of operation of the combustion system 12 and the high performance overfire air system 14, within the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 are known by those skilled in the art. Combustion of fossil fuel and air is initiated by well-known methods. The hot gas generated from the combustion of the fossil fuel and the air flows upward in the fossil fuel combustion furnace 10. While the hot gas flows upward through the fossil fuel fired furnace 10, the hot gas is piped (not shown for clarity in the drawings) in a manner well known to those skilled in the art. Gives heat to the fluid flowing through it. The tubes described above are arranged on all four walls of the fossil fuel fired furnace 10 according to conventional methods. The hot gas then flows through a horizontal passage of the fossil fuel combustion furnace 10, generally indicated by reference numeral 18, followed by the back of the fossil fuel combustion furnace 10, generally indicated by reference numeral 20. Proceeds to the gas path and exits the fossil fuel combustion furnace 10. Both the horizontal passage 18 and the back gas passage 20 generally accommodate other heat exchange surfaces (not shown) for generating and superheating steam in a manner well known to those skilled in the art. . The steam is then allowed to flow to a turbine (not shown), which generally constitutes one component of a turbine / generator (not shown), whereby the steam is passed through the turbine and the turbine in a known manner. It provides the driving force for driving an associated generator (not shown), from which electricity is generated.

燃焼システム12及び高性能オーバファイア空気システ
ム14(このオーバファイア空気システムは、本発明によ
れば、燃焼システム例えば上記の燃焼システム12の一部
分として使用できるように設計され、燃焼システム例え
ば上記の燃焼システム12と一緒に、図面の図1に示され
ている化石燃料燃焼炉10の形に構成されている炉と関連
するように設計されている)を詳細に説明する目的のた
めに、図面の特に図1及び図2が次に参照される。特
に、高性能オーバファイア空気システム14は、燃焼シス
テム例えば上記の燃焼システム12に使用されるように設
計されている。そして、この燃焼システム12が炉例えば
図面の図1の化石燃料燃焼炉10に使用された時に、高性
能オーバファイア空気システム14は化石燃料燃焼炉10か
らのNOx放出を減少させるように作動する。
Combustion system 12 and smart overfire air system 14 (this overfire air system is, according to the present invention, designed to be used as part of a combustion system, such as the combustion system 12 described above, and includes a combustion system such as the combustion system described above. 12 together with a furnace designed in the form of a fossil fuel-fired furnace 10 shown in FIG. Please refer to FIG. 1 and FIG. In particular, the high performance overfire air system 14 is designed for use in a combustion system, such as the combustion system 12 described above. And, when the combustion system 12 is used in a furnace, such as the fossil fuel combustion furnace 10 of FIG. 1 of the drawings, the high performance overfire air system 14 operates to reduce NOx emissions from the fossil fuel combustion furnace 10.

最初に燃焼システム12について説明するに、この燃焼
システム12は、図面の図1、図2を参照することにより
最も良く理解できるように、ハウジング、好適には図面
の図1、図2に参照符号22によって示されている風箱の
形のハウジングを包含する。この風箱22は、この分野の
当業者にとってよく知られている方法によって、化石燃
料燃焼炉10のバーナ区域16に従来公知の適当な取付け手
段(図示せず)により取付けられ、風箱22の長手方向軸
線が化石燃料燃焼炉10の長手方向軸線に対して実質的に
平行な関係で延びている。
Referring first to the combustion system 12, the combustion system 12, as best understood by reference to FIGS. 1 and 2 of the drawings, has a housing, preferably a reference numeral in FIGS. Includes a housing in the form of a wind box, indicated by 22. The wind box 22 is mounted to the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 by any suitable mounting means (not shown) known in the art, in a manner well known to those skilled in the art. The longitudinal axis extends in a substantially parallel relationship to the longitudinal axis of the fossil fuel fired furnace 10.

燃焼システム12についての説明を続けるに、図面の図
1、図2に例示されている構成によれば、図面の図2に
参照符号24によって示されている第1の空気コンパート
メントが、風箱22の下方端に設けられている。そして、
参照符号26によって示されている空気ノズルが、この空
気コンパートメント24内に、従来公知の適当な取付け手
段(図示せず)によって取付けられている。図面の図1
に図式的に描かれて参照符号28によって総括的に示され
ている空気供給装置は、空気ノズル26に後で詳細に説明
するような方法で接続されている。これにより、空気供
給装置28は、空気を空気ノズル26に供給し、それからこ
の空気ノズル26を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区域
16に空気を供給する。この目的のために、空気供給装置
28は、図面の図1に参照符号30によって示されているフ
ァンと参照符号32によつて示されている空気ダクトとを
包含する。これら空気ダクト32は、一方においてはファ
ン30に、また他方においては図面の図1に参照符号34に
よって図式的に示されるように空気ノズル26(図2参
照)に、別々の弁及び制御器(図示せず)を通して、流
体流れ関係接続されている。
Continuing with the description of the combustion system 12, according to the configuration illustrated in FIGS. 1 and 2 of the drawings, a first air compartment, indicated by reference numeral 24 in FIG. Is provided at the lower end. And
An air nozzle, indicated by reference numeral 26, is mounted in the air compartment 24 by any suitable mounting means known in the art (not shown). Figure 1 of the drawing
An air supply, schematically depicted in FIG. 1 and generally indicated by the reference numeral 28, is connected to the air nozzle 26 in a manner to be described in detail below. This causes the air supply 28 to supply air to the air nozzle 26 and then through this air nozzle 26 to the burner area of the fossil fuel combustion furnace 10.
Supply air to 16. For this purpose, an air supply device
28 includes a fan indicated by reference numeral 30 in FIG. 1 of the drawing and an air duct indicated by reference numeral 32. These air ducts 32 are connected, on the one hand, to the fan 30 and, on the other hand, to the air nozzle 26 (see FIG. 2), as indicated diagrammatically by the reference numeral 34 in FIG. (Not shown) in fluid flow connection.

風箱22を更に参照するに、ここに例示した燃焼システ
ム12の構成によれば、図面の図2に参照符号36によつて
総括的に示されている第1の燃料コンパートメントが、
風箱22の下方部分に前述した空気コンパートメント24の
上に実質的に並んだ関係で位置するようにして設けられ
ている。図面の図2に参照符号38によって示されている
第1の燃料ノズルは、燃料コンパートメント36に、従来
公知の適当な取付け手段(図示せず)によって取付けら
れている。図面の図1に図式的に描かれて参照符号40に
よって総括的に示されている燃料供給装置は、燃料ノズ
ル38に後で詳細に説明するような方法で接続されてい
る。これにより、燃料供給装置40は燃料を燃料ノズル38
に供給し、それからこの燃料ノズル38を通して化石燃料
燃焼炉10のバーナ区域16に燃料を供給する。すなわち、
燃料供給装置40は、図面の図1に参照符号42によって示
されている粉砕機と、参照符号44によつて示されている
燃料ダクトとを包含する。粉砕機42では、化石燃料燃焼
炉10内で燃焼させようとする化石燃料が、この分野の当
業者にとつてよく知られている方法で粉砕される。ま
た、燃料ダクト44は、一方においては粉砕機42に、また
他方においては図面の図1に参照符号46によって図式的
に示されるように燃料ノズル38(図2参照)に、別々の
弁及び制御器(図示せず)を通して、流体流れ関係で接
続されている。図面の図1を参照して見ることができる
ように、粉砕機42はファン30に接続されて、空気がファ
ン30からまた粉砕機42に供給され、これにより粉砕機42
から燃料ノズル38へ供給される燃料が、この分野の当業
者にとってよく知られている方法によって、空気流れに
より燃料ダクト44を通して輸送される。
With further reference to wind box 22, according to the configuration of combustion system 12 illustrated herein, a first fuel compartment, indicated generally by reference numeral 36 in FIG.
A lower portion of the wind box 22 is provided so as to be positioned in a substantially side-by-side relationship with the air compartment 24 described above. A first fuel nozzle, indicated by reference numeral 38 in FIG. 2 of the drawings, is mounted to the fuel compartment 36 by any suitable mounting means known in the art (not shown). A fuel supply, schematically depicted in FIG. 1 of the drawings and generally indicated by reference numeral 40, is connected to a fuel nozzle 38 in a manner described in greater detail below. As a result, the fuel supply device 40 supplies the fuel to the fuel nozzle 38.
To the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 through the fuel nozzle 38. That is,
The fuel supply 40 includes a pulverizer, designated by reference numeral 42 in FIG. 1 of the drawings, and a fuel duct, designated by reference numeral 44. In the crusher 42, the fossil fuel to be burned in the fossil fuel combustion furnace 10 is crushed in a manner well known to those skilled in the art. Also, the fuel duct 44 has separate valves and controls on the one hand to the pulverizer 42 and on the other hand to the fuel nozzle 38 (see FIG. 2) as shown diagrammatically by reference numeral 46 in FIG. 1 of the drawings. It is connected in fluid flow relation through a vessel (not shown). As can be seen with reference to FIG. 1 of the drawing, the pulverizer 42 is connected to the fan 30 and air is supplied from the fan 30 to the pulverizer 42 again.
Is supplied to the fuel nozzles 38 by air flow through the fuel duct 44 in a manner well known to those skilled in the art.

以上述べた空気コンパートメント24及び燃料コンパー
トメント36に加え、風箱22には、また、図面の図2に参
照符号48によって総括的に示されている第2の空気コン
パートメントが設けられている。この空気コンパートメ
ント48は、図面の図2を参照して最も良く理解できるよ
うに、風箱22内に、燃料コンパートメント36の上に実質
的に並んだ関係で位置するように設けられている。図面
の図2に参照符号50によって示されている空気ノズル
は、空気コンパートメント48内に、従来公知の適当な取
付け手段(図示せず)によって取付けられている。この
空気ノズル50は、前述した空気供給装置28に空気ダクト
32を通して接続されている。図面の図1を参照て最も良
く理解できるように、空気ダクト32は、一方においてフ
ァン30に、また他方において図面の図1に参照符号52に
よって図式的に示されているように空気ノズル50(図2
参照)に、別々の弁及び制御器(図示せず)を通して流
体流れ関係で接続されている。これにより、空気供給装
置28は、空気ノズル26に関連して前述した同様な方法に
よって、空気を空気ノズル50に供給し、それからこの空
気ノズル50を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16に
空気を供給する。
In addition to the air compartment 24 and the fuel compartment 36 described above, the wind box 22 is also provided with a second air compartment, indicated generally by the reference numeral 48 in FIG. The air compartment 48 is provided within the wind box 22 so as to be best understood with reference to FIG. 2 of the drawings, in a substantially juxtaposed relationship over the fuel compartment 36. The air nozzle, indicated by reference numeral 50 in FIG. 2 of the drawings, is mounted in air compartment 48 by any suitable mounting means known in the art (not shown). This air nozzle 50 is connected to the air supply device 28 described above by an air duct.
Connected through 32. As can be best understood with reference to FIG. 1 of the drawings, the air duct 32 is connected to the fan 30 on the one hand and the air nozzle 50 (as shown diagrammatically by the reference numeral 52 in FIG. 1 on the other hand). FIG.
) Is connected in fluid flow relation through separate valves and controllers (not shown). This causes the air supply 28 to supply air to the air nozzle 50 and then to the burner section 16 of the fossil fuel combustion furnace 10 through the air nozzle 50 in a similar manner as described above in connection with the air nozzle 26. Supply.

燃焼システム12についての説明を更に続けるに、ここ
に例示した実施例によれば、図面の図2に参照符号54に
よって総括的に示されている第2の燃料コンパートメン
トが、風箱22内に、空気コンパートメント48の上に実質
的に並んだ関係で位置するように設けられている。図面
の図2に参照符号56によって総括的に示されている第2
の燃料ノズルは、燃料コンパートメント54内に、従来公
知の適当な取付け手段(図示せず)によって取付けられ
ている。この燃料ノズル56は、前述した燃料供給装置40
に燃料ダクト44を通して接続されている。図面の図1を
参照して最も良く理解できるように、燃料ダクト44は、
一方において粉砕機42(この粉砕機にて、化石燃料燃焼
炉10内で燃焼させようとする化石燃料がこの分野の当業
者にとってよく知られている方法によって粉砕されてい
る)に、また他方において図面の図1に参照符号58によ
って図式的に示されているように燃料ノズル56(図2参
照)に、別々の弁及び制御器(図示せず)を通して、流
体流れ関係で接続されている。これにより、燃料供給装
置40は、燃料ノズル38に関連して前述したと同様な方法
によつて、燃料を燃料ノズル56に供給し、それからこの
燃料ノズル56を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16
に燃料を供給する。前述したと同じ説明がまたここで再
び繰り返されるけれども、図面の図1を参照して見るこ
とができるように、粉砕機42はファン30に接続されて、
空気がファン30からまた粉砕機42に供給され、これによ
り粉砕機42から燃料コンパートメント54に供給される燃
料が、この分野の当業者にとってよく知られている方法
によって、空気流れにより燃料ダクト44を通して輸送さ
れる。
Continuing with the description of the combustion system 12, according to the illustrated embodiment, a second fuel compartment, generally indicated by reference numeral 54 in FIG. It is provided to be positioned in a substantially side-by-side relationship above the air compartment 48. A second reference numeral generally indicated by reference numeral 56 in FIG.
The fuel nozzles are mounted in the fuel compartment 54 by suitable mounting means (not shown) known in the art. The fuel nozzle 56 is connected to the fuel supply device 40 described above.
Through a fuel duct 44. As best understood with reference to FIG. 1 of the drawings, the fuel duct 44
On the one hand a pulverizer 42, in which the fossil fuel to be burned in the fossil fuel combustion furnace 10 is pulverized by methods well known to those skilled in the art, and on the other hand, The fuel nozzle 56 (see FIG. 2) is connected in fluid flow relation through a separate valve and controller (not shown) as shown schematically by reference numeral 58 in FIG. 1 of the drawings. This causes the fuel supply 40 to supply fuel to the fuel nozzle 56 in a manner similar to that described above in connection with the fuel nozzle 38, and then through the fuel nozzle 56 to the burner section 16 of the fossil fuel combustion furnace 10.
Supply fuel to The same description as described above is again repeated here, but as can be seen with reference to FIG. 1 of the drawings, the crusher 42 is connected to the fan 30 and
Air is also supplied from the fan 30 to the crusher 42, whereby fuel supplied from the crusher 42 to the fuel compartment 54 is passed through the fuel duct 44 by airflow in a manner well known to those skilled in the art. Be transported.

風箱22を更に参照するに、ここに例示した実施例によ
れば、風箱22には、また、図面の図2に参照符号60によ
って総括的に示されている第3の空気コンパートメント
が設けられている。この空気コンパートメント60は、図
面の図2を参照して最も良く理解できるように、風箱22
内に燃料コンパートメント54の上に実質的に並んた関係
で位置するように設けられている。図面の図2に参照符
号62によって示されている空気ノズルは、空気コンパー
トメント60内に、従来公知の適当な取付け手段(図示せ
ず)によって取付けられている。この空気ノズル62は、
前述した空気供給装置28に空気ダクト32を通して接続さ
れている。図面の図1を参照して最も良く理解できるよ
うに、空気ダクト32は一方においてファン30に、また他
方において図面の図1に参照符号64によって図式的に示
されているように空気ノズル62(図2参照)に、別々の
弁及び制御器(図示せず)を通して流体流れ関係で接続
されている。これにより、空気供給装置28は、空気ノズ
ル26及び50に関連して前述したと同様な方法によって、
空気を空気ノズル62に供給し、それからこの空気ノズル
62を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16に空気を供
給する。
With further reference to wind box 22, according to the illustrated embodiment, wind box 22 is also provided with a third air compartment, indicated generally by reference numeral 60 in FIG. Have been. This air compartment 60 is, as best understood with reference to FIG.
Within the fuel compartment 54 in a substantially side-by-side relationship. The air nozzle, indicated by reference numeral 62 in FIG. 2 of the drawings, is mounted in air compartment 60 by any suitable mounting means known in the art (not shown). This air nozzle 62
The above-mentioned air supply device 28 is connected through an air duct 32. As can best be understood with reference to FIG. 1 of the drawings, the air duct 32 is connected to the fan 30 on the one hand and the air nozzle 62 (as shown diagrammatically by the reference numeral 64 in FIG. 1 on the other hand). 2) in fluid flow connection through separate valves and controllers (not shown). This allows the air supply 28 to be operated in a manner similar to that described above with respect to the air nozzles 26 and 50.
Air is supplied to the air nozzle 62 and then this air nozzle
Air is supplied through 62 to the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10.

前述した構成に加え、燃焼システム12は、図面の図
1、図2に例示した実施例によれば、更に、図面の図2
に参照符号66によって総括的に示されている第3の燃料
コンパートメントを包含する。この燃料コンパートメン
ト66は、風箱22内に、空気コンパートメント60の上に実
質的に並んだ関係で位置するように設けられている。そ
して、図面の図2に参照符号68によって示されている第
3の燃料ノズルが、燃料コンパートメント66内に、従来
公知の適当な取付け手段(図示せず)によって取付けら
れている。この燃料ノズル68は、前述した燃料供給装置
40に燃料ダクト44を通して接続されている。図面の図1
を参照して最も良く理解できるように、燃料ダクト44
は、一方において粉砕機42(この粉砕機にて、化石燃料
燃焼炉10内で燃焼させようとする化石燃料がこの分野の
当業者にとってよく知られている方法によって粉砕され
ている)に、また他方において図面の図1に参照符号70
によって図式的に示されているように燃料ノズル68(図
2参照)に、別々の弁及び制御器(図示せず)を通し
て、流体流れ関係で接続されている。これにより、燃料
供給装置40は、燃料ノズル38及び56に関連して前述した
と同様な方法によって、燃料を燃料ノズル68に供給し、
それからこの燃料ノズル68を通して化石燃料燃焼炉10の
バーナ区域16に燃料を供給する。前述したように、また
図面の図1を参照して最も良く見ることができるよう
に、粉砕機42はファン30に接続されて、空気がファン30
からまた粉砕機42に供給され、これにより粉砕機42から
燃料コンパートメント66に供給される燃料が、この分野
の当業者にとってよく知られている方法によって、空気
流れにより燃料ダクト44を通して輸送される。
In addition to the configuration described above, the combustion system 12 may further include, according to the embodiment illustrated in FIGS.
A third fuel compartment, indicated generally by reference numeral 66 in FIG. The fuel compartment 66 is provided in the wind box 22 so as to be positioned substantially above the air compartment 60. A third fuel nozzle, indicated by reference numeral 68 in FIG. 2 of the drawings, is mounted within the fuel compartment 66 by any suitable mounting means known in the art (not shown). The fuel nozzle 68 is connected to the fuel supply device described above.
It is connected to 40 through a fuel duct 44. Figure 1 of the drawing
See the fuel duct 44 for best understanding
On the one hand to a crusher 42, in which the fossil fuel to be burned in the fossil fuel combustion furnace 10 is crushed by methods well known to those skilled in the art. On the other hand, FIG.
Are connected in fluid flow relation to the fuel nozzle 68 (see FIG. 2) through separate valves and controllers (not shown) as shown diagrammatically. This allows the fuel supply device 40 to supply fuel to the fuel nozzle 68 in a manner similar to that described above with respect to the fuel nozzles 38 and 56,
The fuel is then supplied to the burner section 16 of the fossil fuel combustion furnace 10 through the fuel nozzle 68. As mentioned above, and as best seen with reference to FIG. 1 of the drawings, the crusher 42 is connected to the fan
The fuel supplied to the fuel compartment 66 is also transported through the fuel duct 44 by air flow in a manner well known to those skilled in the art.

燃焼システム12についての説明を更に続けるに、図面
の図1、図2に例示した実施例によれば、風箱22内に
は、図面の図2に参照符号72によって総括的に示されて
いる第4の空気コンパートメントが設けられている。こ
の第4の空気コンパートメント72は、風箱22内に、燃料
コンパートメント66の上に実質的に並んだ関係で位置す
るように設けられている。そして、図面の図2に参照符
号74によって示されている第4の空気ノズルが、空気コ
ンパートメント72内に従来公知の適当な取付け手段(図
示せず)によって取付けられている。この空気ノズル74
は、前述した空気供給装置28に空気ダクト32を通して接
続されている。図面の図1を参照して最も良く理解でき
るように、空気ダクト32は、一方においてファン30に、
また他方において図面の図1に参照符号76によって図式
的に示されているように空気ノズル74(図2参照)に、
別々の弁及び制御器(図示せず)を通して、流体流れ関
係で接続されている。これにより、空気供給装置28は、
空気ノズル26,50及び62に関連して前述したと同様な方
法によって、空気を空気ノズル74に供給し、それからこ
の空気ノズル74を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区域
16に空気を供給する。
Continuing with the description of the combustion system 12, according to the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 of the drawings, the wind box 22 is indicated generally by the reference numeral 72 in FIG. 2 of the drawings. A fourth air compartment is provided. The fourth air compartment 72 is provided in the wind box 22 so as to be positioned substantially above the fuel compartment 66. A fourth air nozzle, indicated by reference numeral 74 in FIG. 2 of the drawings, is mounted within air compartment 72 by any suitable mounting means known in the art (not shown). This air nozzle 74
Is connected to the above-described air supply device 28 through an air duct 32. As best understood with reference to FIG. 1 of the drawings, the air duct 32 on the one hand
On the other hand, an air nozzle 74 (see FIG. 2), as shown schematically by reference numeral 76 in FIG.
Connected in fluid flow relation through separate valves and controllers (not shown). Accordingly, the air supply device 28
In a manner similar to that described above in connection with the air nozzles 26, 50 and 62, air is supplied to the air nozzle 74 and then through the air nozzle 74 to the burner section of the fossil fuel combustion furnace 10.
Supply air to 16.

また、燃焼システム12のここに例示した実施例によれ
ば、図面の図2に参照符号78によって総括的に示されて
いる第4の燃料コンパートメントが、風箱22内に、空気
コンパートメント72の上に実質的に並んだ関係で位置す
るように設けられている。そして、図面の図2に参照符
号80によって示されている第4の燃料ノズルが、燃料コ
ンパートメント78内に、従来公知の適当な取付け手段
(図示せず)によって取付けられている。この燃料ノズ
ル80は、前述した燃料供給装置40に燃料ダクト44を通し
て接続されている。図面の図1を参照して最も良く理解
できるように、燃料ダクト44は、一方において粉砕機44
(この粉砕機にて、化石燃料燃焼炉10内で燃焼させよう
とする化石燃料がこの分野の当業者にとってよく知られ
ている方法によって粉砕されている)に、また他方にお
いて図面の図1に参照符号82によって図式的に示されて
いるように燃料ノズル80(図2参照)に、別々の弁及び
制御器(図示せず)を通して、流体流れ関係で接続され
ている。これにより、燃料供給装置40は、燃料ノズル3
8,56及び68に関連して前述したと同様な方法によって、
燃料を燃料ノズル80に供給し、それからこの燃料ノズル
80を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16に燃料を供
給する。前述したように、また図面の図1を参照して最
も良く見ることができるように、粉砕機42はファン30に
接続されて、空気がファン30からまた粉砕機42に供給さ
れ、これにより粉砕機42から燃料コンパートメント78に
供給される燃料が、この分野の当業者にとってよく知ら
れている方法によって、空気流れにより燃料ダクト44を
通して輸送される。
Also, according to the illustrated embodiment of the combustion system 12, a fourth fuel compartment, generally indicated by reference numeral 78 in FIG. Are provided so as to be substantially aligned with each other. A fourth fuel nozzle, indicated by reference numeral 80 in FIG. 2 of the drawings, is mounted within fuel compartment 78 by any suitable mounting means known in the art (not shown). The fuel nozzle 80 is connected to the above-described fuel supply device 40 through the fuel duct 44. As can best be understood with reference to FIG.
(In this crusher, the fossil fuel to be burned in the fossil fuel combustion furnace 10 has been crushed by methods well known to those skilled in the art) and, on the other hand, in FIG. 1 of the drawings. The fuel nozzle 80 (see FIG. 2) is connected in fluid flow relationship through a separate valve and controller (not shown), as indicated schematically by reference numeral 82. As a result, the fuel supply device 40
In a manner similar to that described above in connection with 8,56 and 68,
Fuel is supplied to the fuel nozzle 80 and then this fuel nozzle
The fuel is supplied to the burner section 16 of the fossil fuel combustion furnace 10 through 80. As mentioned above, and as best seen with reference to FIG. 1 of the drawings, the crusher 42 is connected to the fan 30 and air is supplied from the fan 30 to the crusher 42 as well, thereby Fuel supplied from the machine 42 to the fuel compartment 78 is transported through the fuel duct 44 by airflow in a manner well known to those skilled in the art.

次に、本発明による高性能オーバファイア空気システ
ム14の構成、及びこの本発明による高性能オーバファイ
ア空気システム14が燃焼システム例えば上記した燃焼シ
ステム12の一部を構成するようにした方法について、説
明する。
Next, the configuration of the high performance overfire air system 14 according to the present invention and the manner in which the high performance overfire air system 14 according to the present invention forms part of a combustion system, for example the combustion system 12 described above, will be described. I do.

この説明をするために、図面の特に図1、図2が参照
される。したがって、図1、図2を参照して最も良く理
解できるように、本発明の最良の実施例による高性能オ
ーバファイア空気システム14は、図面の図2にそれぞれ
参照符号84及び86によって総括的に示されている一対の
密結合オーバファイア空気コンパートメントを包含す
る。これらの密結合オーバファイア空気コンパートメン
ト84及び86は、本発明の最良の実施例によれば、燃焼シ
ステム12の風箱22の上方部分に、前述した空気コンパー
トメント78と実質的に並んだ関係で位置するように設け
られている。そして、図面の図2にそれぞれ参照符号88
及び90によって示されている一対の密結合オーバファイ
ア空気ノズルが、一対の密結合オーバファイア空気コン
パートメント84及び86内に、オーバファイア空気ノズル
88がオーバファイア空気コンパートメント84内に取付け
られたオーバファイア空気ノズル90がオーバファイア空
気コンパートメント86内に取付けられるようにして、従
来公知の適当な取付け手段(図示せず)によって取付け
られている。密結合オーバファイア空気ノズル88及び90
は、夫々、前述した空気供給装置28に空気ダクト32を通
して接続されている。図面の図1を参照して最も良く理
解できるように、空気ダクト32は、一方においてファン
30に、また他方において図面の図1に参照符号92によっ
て図式的に示されているように密結合オーバファイア空
気ノズル88及び90に、別々の弁及び制御器(図示せず)
を通して接続されている。これにより、空気供給装置28
は、空気を密結合オーバファイア空気ノズル88及び90の
各々に供給し、それからこれらオーバファイア空気ノズ
ル88及び90を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16に
空気を供給する。
For this description, reference is made in particular to the drawings, FIGS. Thus, as best understood with reference to FIGS. 1 and 2, the high performance overfire air system 14 according to the preferred embodiment of the present invention is generally shown in FIG. Includes a pair of tightly coupled overfire air compartments as shown. These tightly coupled overfire air compartments 84 and 86, according to a preferred embodiment of the present invention, are located in the upper portion of the wind box 22 of the combustion system 12 in a substantially side-by-side relationship with the air compartment 78 described above. It is provided to be. Then, in FIG.
A pair of tightly coupled overfire air nozzles, indicated by 90 and 90, are located within a pair of tightly coupled overfire air compartments 84 and 86.
The overfire air nozzle 90, which is mounted in the overfire air compartment 84, is mounted in the overfire air compartment 86 by any suitable mounting means (not shown) known in the art. Tightly coupled overfire air nozzles 88 and 90
Are connected to the above-described air supply device 28 through the air duct 32, respectively. As best understood with reference to FIG. 1 of the drawings, the air duct 32 has a fan
Separate valves and controls (not shown) at 30 and, on the other hand, at the tightly coupled overfire air nozzles 88 and 90 as shown diagrammatically by reference numeral 92 in FIG.
Connected through. Thereby, the air supply device 28
Supplies air to each of the tightly coupled overfire air nozzles 88 and 90 and then supplies air to the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 through these overfire air nozzles 88 and 90.

高性能オーバファイア空気システム14についての説明
を続けるに、本発明の最良の実施例によれば、高性能オ
ーバファイア空気システム14は、更に、複数の分離オー
バファイア空気コンパートメントを包含する。複数の分
離オーバファイア空気コンパートメントは、一対の密結
合オーバファイア空気コンパートメント84及び86から上
方に間隔を置いてかつ風箱22の長手方向軸線と実質的に
整列するように、従来公知の適当な取付け手段(図示せ
ず)によって取付けられている。また、前述した複数の
分離オーバファイア空気コンパートメントは、本発明の
好適な実施例によれば、図面の図2にそれぞれ参照符号
94,96及び98によって総括的に示されている3つのコン
パートメントを包含する。そして、図面の図2にそれぞ
れ参照符号100,102及び104によって示されている複数の
分離オーバファイア空気ノズルが、複数の分離オーバフ
ァイア空気コンパートメント94,96及び98内に、オーバ
ファイア空気ノズル100がオーバファイア空気コンパー
トメント94内で垂直(傾斜)及び水平(片揺れ)の両動
きができるように取付けられるように、またオーバファ
イア空気ノズル102がオーバファイア空気コンパートメ
ント96内で垂直(傾斜)及び水平(片揺れ)の両動きが
できるように取付けられるように、更にオーバファイア
空気ノズル104がオーバファイア空気コンパートメント9
8内で垂直(傾斜)及び水平(片揺れ)の両動きができ
るように取付けられるように、従来公知の適当な取付け
手段(図示せず)によって取付けられている。複数の分
離オーバファイア空気ノズル100,102及び104の各々は、
前述した空気供給装置28に空気ダクト32を通して接続さ
れている。図面の図1を参照して最も良く理解できるよ
うに、空気ダクト32は、一方においてファン30に、また
他方において図面の図1に参照符号106によって図式的
に示されているように分離オーバファイア空気ノズル10
0,102及び104(図2参照)の各々に、別々の弁及び制御
器(図示せず)を通して接続されている。これにより、
空気供給装置28は、空気を分離オーバファイア空気ノズ
ル100,102及び104の各々に供給し、それからこれらオー
バファイア空気ノズルを通して化石燃料燃焼炉10のバー
ナ区域16に空気を供給する。
Continuing with the description of the high performance overfire air system 14, according to a preferred embodiment of the present invention, the high performance overfire air system 14 further includes a plurality of separate overfire air compartments. The plurality of separate overfire air compartments are spaced apart above a pair of tightly coupled overfire air compartments 84 and 86 and are suitably mounted in a known manner so as to be substantially aligned with the longitudinal axis of wind box 22. It is attached by means (not shown). Also, the plurality of separate overfire air compartments described above, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, have respective reference numerals in FIG.
Includes three compartments, generally indicated by 94, 96 and 98. A plurality of separate overfire air nozzles, indicated by reference numerals 100, 102 and 104, respectively, in FIG. 2 of the drawings, include overfire air nozzles 100 in a plurality of separate overfire air compartments 94, 96 and 98. The overfire air nozzle 102 is vertically (slope) and horizontal (sway) within the overfire air compartment 96 so that it can be mounted for both vertical (slope) and horizontal (sway) movement in the air compartment 94. ), So that the overfire air nozzle 104 can be mounted so that both movements are possible.
It is mounted by any suitable mounting means (not shown) known in the art so that it can be mounted so that both vertical (inclined) and horizontal (yaw) movements can be made within the same. Each of the plurality of separate overfire air nozzles 100, 102 and 104 includes:
The above-mentioned air supply device 28 is connected through an air duct 32. As best understood with reference to FIG. 1 of the drawings, the air duct 32 has a separate overfire as shown schematically by the reference numeral 106 on the one hand to the fan 30 and on the other hand to FIG. Air nozzle 10
Each of 0, 102 and 104 (see FIG. 2) is connected through a separate valve and controller (not shown). This allows
An air supply 28 supplies air to each of the separate overfire air nozzles 100, 102, and 104, and then supplies air to the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 through these overfire air nozzles.

次に、本発明にしたがって構成された上記の高性能オ
ーバファイア空気システム14と、炉例えば上記の化石燃
料燃焼炉10からのNOx放出の減少を成し遂げる目的のた
めに高性能オーバファイア空気システム14が使用される
ように設計されている燃焼システム12との運転モードに
ついて簡単に説明する。なお、上記の化石燃料燃焼炉10
に、燃焼システム12及びこの燃焼システム12と関連する
高性能オーバファイア空気システム14の両方が設置され
ている。
Next, the high performance overfire air system 14 described above, constructed in accordance with the present invention, and the high performance overfire air system 14 for the purpose of achieving a reduction in NOx emissions from a furnace, e.g. The mode of operation with the combustion system 12 designed to be used will be briefly described. The above fossil fuel combustion furnace 10
In addition, both a combustion system 12 and a high performance overfire air system 14 associated with the combustion system 12 are installed.

図面の図1及び図2に例示した実施例にしたがって構
成されている燃焼システム12の運転モードについて説明
すると、空気及び化石燃料が、風箱22に設けられて、上
下に交互に位置する空気コンパートメント及び燃料コン
パートメントを通して、化石燃料燃焼炉10のバーナ区域
16に導入される。すなわち、ここに例示した燃焼システ
ム12の実施例によれは、空気は空気コンパートメント2
4,48,60及び72を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区域1
6に導入され、また化石燃料は化石燃料コンパートメン
ト36,54,66及び78を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区
域16に導入される。そして、この分野の当業者にとって
よく知られている方法によって、化石燃料燃焼炉10のバ
ーナ区域16で、このバーナ区域16に化石燃料コンパート
メント36,54,66及び78を通して導入された化石燃料と、
このバーナ区域16に空気コンパートメント24,48,60及び
72を通して導入された空気との燃焼が開始される。この
化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16での化石燃料と空気と
の燃焼から発生した熱ガスは、化石燃料燃焼炉10内を公
知の方法によって上向きに流れる。この熱ガスが化石燃
料燃焼炉10内を上向きに流れる間に、熱ガスは、この分
野の当業者にとってよく知られている方法によって、管
(図示せず)を通して流れる流体に熱を与える。上記管
は、公知の方法によれば、化石燃料燃焼炉10の4つの壁
のすべてに配置されている。熱ガスは、それから、化石
燃料燃焼炉10の水平通路18を通して流れ、続いて化石燃
料燃焼炉10の背部ガス通路20へ進んで、化石燃料燃焼炉
10を出る。水平通路18及び背部ガス通路20の各々は、一
般に、この分野の当業者にとってよく知られている方法
により、蒸気を発生して過熱するための他の熱交換表面
(図示せず)を収容する。その後、蒸気は、一般に、タ
ービン/発電機(図示せず)の1つの構成要素を構成す
るタービン(図示せず)に流れるようにされ、これによ
って蒸気は上記タービン及びこのタービンと公知の方法
により関連する発電機(図示せず)を駆動する原動力を
提供し、これによって上記発電機から電気が発生させら
れる。
Referring to the mode of operation of the combustion system 12 constructed in accordance with the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 of the drawings, air and fossil fuels are provided in a wind box 22 and alternately positioned in the air compartments above and below. And the burner area of the fossil fuel fired furnace 10 through the fuel compartment
Introduced in 16. That is, according to the embodiment of the combustion system 12 illustrated here, air is supplied to the air compartment 2.
Burner area 1 of fossil fuel fired furnace 10 through 4, 48, 60 and 72
6 and fossil fuels are introduced into the burner section 16 of the fossil fuel combustion furnace 10 through fossil fuel compartments 36, 54, 66 and 78. And fossil fuels introduced into the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 through the fossil fuel compartments 36, 54, 66 and 78 by methods well known to those skilled in the art;
The air compartments 24, 48, 60 and
Combustion with air introduced through 72 is started. Hot gas generated from the combustion of fossil fuel and air in the burner section 16 of the fossil fuel combustion furnace 10 flows upward through the fossil fuel combustion furnace 10 in a known manner. While the hot gas flows upwardly through the fossil fuel fired furnace 10, the hot gas provides heat to the fluid flowing through the tubes (not shown) in a manner well known to those skilled in the art. The tubes are arranged on all four walls of the fossil fuel furnace 10 according to known methods. The hot gas then flows through the horizontal passage 18 of the fossil fuel combustion furnace 10 and subsequently proceeds to the back gas passage 20 of the fossil fuel combustion furnace 10 where the fossil fuel combustion furnace 10
Exit 10. Each of the horizontal passage 18 and the back gas passage 20 generally contains another heat exchange surface (not shown) for generating and superheating steam in a manner well known to those skilled in the art. . The steam is then allowed to flow to a turbine (not shown), which generally constitutes one component of a turbine / generator (not shown), whereby the steam is passed through the turbine and the turbine in a known manner. It provides the driving force for driving an associated generator (not shown), from which electricity is generated.

次に、高性能オーバファイア空気システム14の運転モ
ードについて説明する。この高性能オーバファイア空気
システム14の使用によって構成して得ようとする目的
は、大気中窒素固定(サーマルNO)と燃料中窒素(フュ
ーエルNOx)との両方によるNOx生成の割合を抑制するこ
とにある。これは、1次火炎領域で得ることができる総
酸素を減少することによって達成される。この目的のた
めに、高性能オーバファイア空気システム14の運転モー
ドによれば、オーバファイア空気が、風箱22の頂部にお
ける化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16の単一の固定高さ
位置の1つの又は2つの接近して集合したコンパートメ
ントを通して、及びより高い位置に配置されている1つ
又はそれ以上の追加のコンパートメントを通して、導入
される。一般にこの分野において密結合オーバファイア
空気コンパートメントと称されている。上記の接近して
集合したコンパートメントは、図面の図2に参照符号84
及び86によって示されている。また、一般にこの分野に
おいて分離オーバファイア空気コンパートメントと称さ
れている、上記のより高い位置に配置されているコンパ
ートメントは、図面の図2に参照符号94,96及び98によ
って示されている。
Next, the operation mode of the high performance overfire air system 14 will be described. The purpose of configuring and using this high performance overfire air system 14 is to reduce the rate of NOx production by both atmospheric nitrogen fixation (thermal NO) and fuel nitrogen (fuel NOx). is there. This is achieved by reducing the total oxygen available in the primary flame zone. To this end, according to the mode of operation of the high performance overfire air system 14, the overfire air is at one of the single fixed height positions of the burner section 16 of the fossil fuel combustion furnace 10 at the top of the wind box 22. Introduced through one or two closely assembled compartments, and through one or more additional compartments located higher up. It is commonly referred to in the art as a tightly coupled overfire air compartment. The closely assembled compartments described above are shown in FIG.
And 86. Also, the higher located compartments, generally referred to in the art as separate overfire air compartments, are designated by reference numerals 94, 96 and 98 in FIG. 2 of the drawings.

本発明にしたがって高性能オーバファイア空気システ
ム14が持つ1つの特徴は、次の点にある。すなわち、オ
ーバファイア空気の一部分が密結合オーバファイア空気
コンパートメント84及び86を通して、またオーバファイ
ア空気の他の一部分が分離オーバファイア空気コンパー
トメント94,96及び98を通して化石燃料燃焼炉10のバー
ナ区域16に導入され、これにより密結合オーバファイア
空気と分離オーバファイア空気との間に、オーバファイ
ア空気の予め決められた最良の分配を行うことができ
る。このオーバファイア空気の最良の分配の利用から生
じる利益は、図面の図3を参照して最も良く理解できる
であろう。図3は、本発明にしたがって構成され、密結
合オーバファイア空気と分離オーバファイア空気との間
にオーバファイア空気の予め決められた分配が行われて
いる高性能オーバファイア空気システムを使用した時に
おけるNOxに関しての効果を表すグラフである。そし
て、図3に参照符号108によって示されている線は、炉
例えば上記した化石燃料燃焼炉10を燃焼システム例えば
上記した燃焼システム12と一緒に運転した時に、該炉か
らのNOx ppmレベルのベースラインプロットを表す。ま
た、図3に参照符号110によって示されている線は、炉
例えば上記した化石燃料燃焼炉10を燃焼システム例えば
上記した燃焼システム14といつ書に0%のオーバファイ
ア空気でもって運転した時に、該炉から放出されるNOx
ppmレベルのプロットを表す。更に、図3に参照符号112
によって示される線は、炉例えば上記した化石燃料燃焼
炉10を、20%のオーバファイア空気でもってかつこの20
%のオーバファイア空気のすべてを密結合オーバファイ
ア空気として炉に導入するように運転した時に、該炉か
ら放出されるNOx ppmレベルのプロットを表す。更にま
た、図3に参照符号114によって示されている線は、炉
例えば上記した化石燃料燃焼炉10を、20%のオーバファ
イア空気でもってかつこの20%のオーバファイア空気の
すべてを分離オーバファイア空気として炉に導入するよ
うに運転した時に、該炉から放出されるNOx ppmレベル
のプロットを表す。
One feature of the high performance overfire air system 14 according to the present invention is as follows. That is, a portion of the overfire air enters the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 through the tightly coupled overfire air compartments 84 and 86 and another portion of the overfire air passes through the separate overfire air compartments 94, 96 and 98. This provides the best predetermined distribution of overfire air between the tightly coupled overfire air and the separate overfire air. The benefits arising from utilizing this best distribution of overfire air may best be understood with reference to FIG. 3 of the drawings. FIG. 3 illustrates the use of a high performance overfire air system constructed in accordance with the present invention and having a predetermined distribution of overfire air between the tightly coupled overfire air and the separate overfire air. 5 is a graph showing an effect on NOx. And, the line indicated by reference numeral 108 in FIG. 3 indicates that when a furnace, such as the fossil fuel combustion furnace 10 described above, is operated with a combustion system such as the combustion system 12 described above, the base of NOx ppm levels from the furnace is measured. Represents a line plot. Also, the line indicated by reference numeral 110 in FIG. 3 indicates that when a furnace, such as the fossil fuel combustion furnace 10 described above, is operated with a combustion system, such as the combustion system 14 described above, at 0% overfire air, NOx released from the furnace
Represents a plot of ppm levels. In addition, FIG.
The line indicated by the arrow indicates that the furnace, e.g.
1 represents a plot of the NOx ppm levels released from a furnace when operated to introduce all of the% overfire air into the furnace as tightly coupled overfire air. Still further, the line indicated by reference numeral 114 in FIG. 3 indicates that the furnace, such as the fossil fuel fired furnace 10 described above, has 20% overfire air and separates all of the 20% overfire air. 1 represents a plot of the NOx ppm levels emitted from a furnace when operated to enter the furnace as air.

図3を更に参照するに、参照符号116によって示され
ている点は、炉例えば上記化石燃料燃焼炉10を、本発明
にしたがって構成した高性能オーバファイア空気システ
ム14を関連する燃焼システム12と一緒に20%のオーバフ
ァイア空気でもって運転させ、この20%のオーバファイ
ア空気は最良の分配にしたがって、その9%のオーバフ
ァイア空気が密結合オーバファイア空気としてまた11%
のオーバファイア空気が分離オーバファイア空気として
それぞれ導入される時に、上記炉から放出されるNOx pp
mレベルのプロットを表す。したがって、図3を参照し
て前述した説明から、次のことが容易に分かるであろ
う。
Still referring to FIG. 3, the point indicated by reference numeral 116 is that the furnace, e.g., the fossil fuel fired furnace 10 described above, combines a high performance overfire air system 14 constructed in accordance with the present invention with an associated combustion system 12. Operated with 20% overfire air, this 20% overfire air, according to the best distribution, its 9% overfire air is also 11% as tightly coupled overfire air
NOx pp released from the furnace when each overfire air is introduced as separate overfire air
Represents an m-level plot. Therefore, the following can be easily understood from the above description with reference to FIG.

1)オーバファイア空気の使用により、オーバファイア
空気を使用しない時と比較して、NOx ppmレベルの減少
が生じる。
1) The use of overfire air results in a reduction in NOx ppm levels compared to not using overfire air.

2)オーバファイア空気を使用し、かつそのすべてのオ
ーバファイア空気を分離オーバファイア空気として導入
することにより、同じ量のオーバファイア空気を使用
し、かつそのすべてのオーバファイア空気を密結合オー
バファイア空気として導入する時と比較して、NOx ppm
レベルのより一層の減少が生じる。
2) Use the same amount of overfire air and tightly couple all overfire air by using overfire air and introducing all of the overfire air as separate overfire air. NOx ppm compared to when introduced as
A further reduction of the level occurs.

3)同じ量のオーバファイア空気を使用するが、しか
し、このオーバファイア空気を最良の分配にしたがって
密結合オーバファイア空気及び分離オーバファイア空気
として炉に導入することにより、例えば図3に例示した
ように、20%のオーバファイア空気を炉に導入し、その
9%を密結合オーバファイア空気及びその11%を分離オ
ーバファイア空気として最良に分配することにより、NO
x ppmレベルのさらにより一層の減少が生じる。
3) Use the same amount of overfire air, but by introducing this overfire air into the furnace as tightly coupled overfire air and separate overfire air according to the best distribution, for example as illustrated in FIG. By introducing 20% overfire air into the furnace and best distributing 9% of it as tightly coupled overfire air and 11% of it as separate overfire air,
Even further reductions in x ppm levels occur.

そして、この密結合オーバファイア空気と分離オーバ
ファイア空気との間のオーバファイア空気の最良の分配
比は、石炭の種類に応じて変えられるであろう。例え
ば、歴青炭の場合には、実験によれば、オーバファイア
空気の1/3を密結合オーバファイア空気としてまた2/3を
分離オーバファイア空気として分配することが、最良の
分配比であることがわかった。
And the best distribution ratio of overfire air between the tightly coupled overfire air and the separated overfire air will vary depending on the type of coal. For example, in the case of bituminous coal, experiments show that the best distribution ratio is to distribute 1/3 of the overfire air as tightly coupled overfire air and 2/3 as separate overfire air. I understand.

次に、本発明にしたがって高性能オーバファイア空気
システム14が持つ第2の特徴は、分離オーバファイア空
気が化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16に、該炉の4つの
コーナ部の各々から3つのコンパートメントを通して導
入され、この場合各コンパートメントは分離オーバファ
イア空気の総流れの一部分を異なる燃焼角度で導入し該
角度は、空気ノズル100,102及び104を垂直に動かし(傾
斜)及び/又は水平に動かす(片揺れ)ことによって、
炉の平面区域上に分離オーバファイア空気の水平な“ス
プレイ状”又は“扇状”の分配を成し遂げるように定め
られていることである。この化石燃料燃焼炉10のバーナ
区域16の平面区域上における分離オーバファイア空気の
水平な“スプレイ状”又は“扇状”の分配の明確な状態
が、図面の図4に描かれている。この図4を参照して最
も良く見られるように、分離オーバファイア空気は、本
発明にしたがって、化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16
に、該炉の4つのコーナ部、すなわち図4に参照符号10
a,10b,10c及び10dによってそれぞれ示されている各コー
ナ部から導入される。本発明によれば、この分離オーバ
ファイア空気の導入は、図2中に示した3つの分離オー
バファイア空気コンパートメント94,96及び98を通し
て、行われる。
Next, a second feature of the high performance overfire air system 14 in accordance with the present invention is that separated overfire air enters the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 with three from each of the four corner sections of the furnace. Introduced through the compartments, where each compartment introduces a portion of the total flow of separated overfire air at a different combustion angle, which moves the air nozzles 100, 102 and 104 vertically (tilted) and / or horizontally (pieces). By shaking)
It is intended to achieve a horizontal "spray" or "fan" distribution of the separated overfire air over the planar area of the furnace. This distinct state of horizontal "spray" or "fan" distribution of the separated overfire air over the planar area of the burner section 16 of this fossil fuel fired furnace 10 is depicted in FIG. 4 of the drawings. As can be best seen with reference to FIG. 4, the separated overfire air is supplied to the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 in accordance with the present invention.
The four corners of the furnace, namely 10 in FIG.
Introduced from each corner indicated by a, 10b, 10c and 10d respectively. In accordance with the present invention, this introduction of the separated overfire air takes place through the three separate overfire air compartments 94, 96 and 98 shown in FIG.

図4には示されていないけれども、化石燃料燃焼炉10
の4つのコーナ部10a,10b,10c及び10dは、各々、分離オ
ーバファイア空気コンパートメント94,96及び98を具備
している。更に、化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16に、
該炉の4つりコーナ部10a,10b,10c及び10dの各々から、
これらの部分に設けられた分離オーバファイア空気コン
パートメント94,96及び98を通して導入される分離オー
バファイア空気は、図4に参照符号118,120及び122によ
ってそれぞれ示されている異なる燃焼角度で、導入され
る。なお、参照を容易にするために、図4において、化
石燃料燃焼炉10の4つのコーナ部10a,10b,10c及び10dの
各々に関連して同一の符号、すなわち118,120及び122が
用いられている。
Although not shown in FIG. 4, the fossil fuel combustion furnace 10
The four corner sections 10a, 10b, 10c and 10d have separate overfire air compartments 94, 96 and 98, respectively. Further, in the burner section 16 of the fossil fuel combustion furnace 10,
From each of the four corners 10a, 10b, 10c and 10d of the furnace,
Separated overfire air introduced through separate overfire air compartments 94, 96 and 98 provided in these sections is introduced at different combustion angles indicated by reference numerals 118, 120 and 122 in FIG. 4, respectively. For ease of reference, in FIG. 4, the same reference numerals, that is, 118, 120 and 122 are used in relation to each of the four corner portions 10a, 10b, 10c and 10d of the fossil fuel combustion furnace 10. .

更に、図面の図4を参照して最も良く理解できるよう
に、図4に参照符号118,120及び122によって示されてい
る異なる燃焼角度での化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16
の分離オーバファイア空気の導入は、炉の平面区域上に
分離オーバファイア空気の水平な“スプレイ状”又は
“扇状”の分配が生じるように行われる。すなわち、図
4に示されるように、異なる燃焼角度118,120及び122の
各々で化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16に導入される分
離オーバファイア空気は、それぞれ、参照符号124,126
及び128によって示されている通路を流れる。そして、
これらの通路124,126及び128は、集中して、図4を参照
して最も良く見ることができるように水平な“スプレイ
状”又は“扇状”の分配パターンの形の分配パターンを
作る。また、図4から見られるように、化石燃料燃焼炉
10の各々コーナ部10a,10b,10c及び10dから導入された分
離オーバファイア空気の分配パターンは、化石燃料燃焼
炉10のバーナ区域16の中央部で互いに実質的にオーバラ
ップする。
Further, as best understood with reference to FIG. 4 of the drawings, the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 at different combustion angles indicated by reference numerals 118, 120 and 122 in FIG.
The separation overfire air is introduced such that a horizontal "spray" or "fan" distribution of the separation overfire air occurs over the planar area of the furnace. That is, as shown in FIG. 4, the separated overfire air introduced into the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 at each of the different combustion angles 118, 120, and 122, respectively, is referenced 124, 126, respectively.
And 128. And
These passages 124, 126 and 128 collectively create a distribution pattern in the form of a horizontal "spray" or "fan" distribution pattern, as best seen with reference to FIG. Also, as can be seen from FIG.
The distribution pattern of the separated overfire air introduced from each of the corners 10 a, 10 b, 10 c and 10 d of the 10 substantially overlaps each other at the center of the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10.

化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16に、分離オーバファ
イア空気コンパートメント94,96及び98からの分離オー
バファイア空気を導入するのに異なる燃焼角度で行うこ
とにより得られる利益は、図面の図5を参照して最も良
く理解される。図5は、本発明にしたがって構成され、
オーバファイア空気が図4に示した水平な“スプレイ
状”又は“扇状”の分配パターンにしたがって分配され
る高性能オーバファイア空気システムを使用した時にお
けるNOxに関しての効果を示すグラフである。
The benefits gained by introducing the separated overfire air from the separated overfire air compartments 94, 96 and 98 into the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 at different combustion angles are illustrated in FIG. 5 of the drawings. And is best understood. FIG. 5 is constructed in accordance with the present invention;
FIG. 5 is a graph showing the effect on NOx when using a high performance overfire air system where overfire air is distributed according to the horizontal “spray” or “fan” distribution pattern shown in FIG.

そして、この図5において、参照符号130によって示
されている点は、炉例えば上記の化石燃料燃焼炉10を燃
焼システム例えば上記の燃焼システム12と一緒に運転
し、分離オーバファイア空気コンパートメントを通して
導入される分離オーバファイア空気のすべてを、化石燃
料燃焼炉10のバーナ区域16に同じ燃焼角度、すなわち+
15°の角度で導入し、これにより分離オーバファイア空
気を、燃料コンパートメント38,54,66,78及び空気コン
パートメント24,48,60,72を通してそれぞれ化石燃料燃
焼炉10のバーナ区域16に導入される燃料及び空気に関し
て、同一回転するように導入した時における、上記炉か
らのNOx ppmレベルのプロットを表す。
In FIG. 5, the point indicated by reference numeral 130 is a furnace, such as the fossil fuel combustion furnace 10 described above, which is operated together with a combustion system such as the combustion system 12 described above, and is introduced through a separate overfire air compartment. All of the separated overfire air into the burner section 16 of the fossil fuel combustion furnace 10 at the same combustion angle, ie, +
At an angle of 15 °, this introduces separated overfire air through the fuel compartments 38, 54, 66, 78 and the air compartments 24, 48, 60, 72 into the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10, respectively. FIG. 4 shows a plot of NOx ppm levels from the furnace when introduced co-rotating for fuel and air.

また、図5に参照符号132によって示されている点
は、炉例えば上記の化石燃料燃焼炉10を燃焼システム例
えば上記の燃焼システム12と一緒に運転し、分離オーバ
ファイア空気コンパートメントを通して導入される分離
オーバファイア空気のすべてを、化石燃料燃焼炉10のバ
ーナ区域16に同じ燃焼角度、すなわち−15°の角度で導
入し、これにより分離オーバファイア空気を、燃焼コン
パートメント38,54,66,78及び空気コンパートメント24,
48,60,72を通してそれぞれ化石燃料燃焼炉10のバーナ区
域16に導入される燃料及び空気に関して、逆回転するよ
うに導入した時における、上記炉からのNOx ppmレベル
のプロットを表す。
Also, the point indicated by reference numeral 132 in FIG. 5 is that the furnace, such as the fossil fuel combustion furnace 10 described above, operates with a combustion system, such as the combustion system 12 described above, and the separation introduced through a separation overfire air compartment. All of the overfire air is introduced into the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 at the same combustion angle, i.e., an angle of -15 °, thereby separating the separated overfire air into the combustion compartments 38, 54, 66, 78 and the air. Compartment 24,
4 represents a plot of NOx ppm levels from the fossil fuel-fired furnace 10 when introduced counter-rotating, with respect to fuel and air being introduced into the burner section 16 of the furnace 10 through 48, 60, 72, respectively.

図5を更に参照し、図5に参照符号134によって示さ
れている点は、炉例えば上記化石燃料燃焼炉10を本発明
にしたがって構成した高性能オーバファイア空気システ
ム14と関連する燃焼システム14と一緒に運転し、分離オ
ーバファイア空気のすべてを異なる燃料角度で、分離オ
ーバファイア空気コンパートメント94,96及び98の各々
を通して導入し、これにより図面の図4に示した分離オ
ーバファイア空気の水平な“スプレイ状”又は“扇状”
の分配を炉の平面区域上に行うようにした時における、
上記炉からのNOx ppmレベルのプロットを表す。本発明
の最良の実施例によれば、分離オーバファイア空気コン
パートメント94,96及び98に対して前述の目的のために
実施された異なる燃焼角度は、+15°,0°及び−15°で
ある。したがって、図5を参照して前述した説明から、
次のことが容易にわかるであろう。
Still referring to FIG. 5, what is indicated by reference numeral 134 in FIG. 5 is that the furnace, e.g., the high performance overfire air system 14 associated with the fossil fuel combustion furnace 10 constructed in accordance with the present invention, and the combustion system 14 Operating together, all of the separated overfire air is introduced at different fuel angles through each of the separated overfire air compartments 94, 96 and 98, thereby providing a horizontal "overfire" for the separated overfire air shown in FIG. Sprayed or fan shaped
Distribution on the flat area of the furnace,
FIG. 4 represents a plot of NOx ppm levels from the furnace. According to the preferred embodiment of the present invention, the different firing angles implemented for the aforementioned purposes for the separate overfire air compartments 94, 96 and 98 are + 15 °, 0 ° and -15 °. Therefore, from the description above with reference to FIG.
The following will be readily apparent.

1)分離オーバファイア空気のすべてを−15°の同一燃
焼角度で分離オーバファイア空気コンパートメントを通
して導入し、分離オーバファイア空気を、燃料コンパー
トメント38,54,66,78及び空気コンパートメント24,48,6
0,72を通してそれぞれ化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16
に導入される燃料及び空気に関して、逆回転するように
導入することは、分離オーバファイア空気のすべてを+
15°の同一角度で、分離オーバファイア空気コンパート
メントを通して導入し、分離オーバファイア空気のすべ
てを、燃料コンパートメント38,54,66,78及び空気コン
パートメント24,48,60及び72を通してそれぞれ化石燃料
燃焼炉10のバーナ区域16に導入される燃料及び空気に関
して、同一回転するように導入する場合に比較して、NO
x ppmレベルの一層大きな減少が生じる。
1) All of the separated overfire air is introduced through the separated overfire air compartment at the same combustion angle of -15 °, and the separated overfire air is injected into the fuel compartments 38,54,66,78 and the air compartments 24,48,6.
Burner section 16 of fossil fuel combustion furnace 10 through 0,72 respectively
Introducing counter-rotation with respect to the fuel and air being introduced to the
At the same angle of 15 °, it is introduced through a separate overfire air compartment and all of the separated overfire air is passed through the fuel compartments 38, 54, 66, 78 and the air compartments 24, 48, 60 and 72, respectively, into the fossil fuel combustion furnace 10. With respect to the fuel and air introduced into the burner section 16 of the
Greater reductions in x ppm levels occur.

2)分離オーバファイア空気のすべてを+15°,0°及び
−15の異なる燃焼角度で、分離オーバファイア空気コン
パートメント94,96及び98を通して導入し、図面の図4
に示した分離オーバファイア空気の水平な“スプレイ
状”又は“扇状”の分配を炉の平面区域上に行うように
することは、分離オーバファイア空気のすべてを−15°
の同一燃焼角度で、分離オーバファイア空気コンパート
メントを通して導入し、分離オーバファイア空気を、燃
料コンパートメント38,44,66,78及び空気コンパートメ
ント24,48,60,72を通してそれぞれ化石燃料燃焼炉10の
バーナ区域16に導入される燃料及び空気に関して、逆回
転するように導入する場合に比較して、NOx ppmレベル
の一層大きな減少が生じる。
2) All of the separated overfire air is introduced through separate overfire air compartments 94, 96 and 98 at different combustion angles of + 15 °, 0 ° and -15, and FIG.
Ensuring that the horizontal "spray" or "fan" distribution of the separated overfire air over the flat area of the furnace as shown in, makes all of the separated overfire air -15 °.
At the same combustion angle, through a separate overfire air compartment, and separate overfire air is passed through the fuel compartments 38, 44, 66, 78 and the air compartments 24, 48, 60, 72, respectively, to the burner section of the fossil fuel combustion furnace 10. With respect to fuel and air introduced at 16, a greater reduction in NOx ppm levels occurs as compared to introducing counter-rotation.

次に、本発明にしたがって高性能オーバファイア空気
システム14が持つ第3の特徴は、分離オーバファイア空
気が化石燃料燃焼炉10のバーナ区域16に、従来の燃焼シ
ステムで用いられていた速度よりも十分高い速度で、例
えば従来の速度30〜45m/sec(100〜150ft/sec)に対し
て60〜90m/sec(200〜300ft/sec)の速度で導入される
ことにある。分離オーバファイア空気をこのように高い
速度で導入することにより得られる利益は、図面の図6
を参照して最も良く理解される。この図6は、本発明に
したがって構成され、オーバファイア空気を炉に高速度
で導入する高性能オーバファイア空気システムを使用し
た時のNOxについての効果を示すグラフである。
Second, the third feature of the high performance overfire air system 14 in accordance with the present invention is that the separated overfire air enters the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 at a rate higher than that used in conventional combustion systems. It is to be introduced at a sufficiently high speed, for example at a speed of 60-90 m / sec (200-300 ft / sec) compared to the conventional speed of 30-45 m / sec (100-150 ft / sec). The benefit gained by introducing the separation overfire air at such a high rate is illustrated in FIG.
Is best understood with reference to FIG. 6 is a graph showing the effect on NOx when using a high performance overfire air system configured in accordance with the present invention and introducing overfire air to the furnace at a high speed.

そして、図6に参照符号136によって示されている線
は、炉例えば上記化石燃料燃焼炉10を燃焼システム例え
ば上記燃焼システム12と一緒に運転し、オーバファイア
空気を低速度、すなわち従来の燃焼システムで一般的に
用いられている速度で導入した時における、上記炉から
のNOx ppmレベルのプロットを表す。また、図6に参照
符号138によって示されている線は、炉例えば上記化石
燃料燃焼炉10を、本発明にしたがって構成した高性能オ
ーバファイア空気システム14と関連する燃焼システム14
と一緒に運転し、分離オーバファイア空気コンパートメ
ント94,96及び98を通して化石燃料燃焼炉10のバーナ区
域16に導入される分離オーバファイア空気を、従来の燃
焼システムで用いられている速度よりも十分高い速度
で、例えば従来の速度30〜45m/sec(100〜150ft/sec)
に対して60〜90m/sec(200〜300ft/sec)で導入した時
における、上記炉からのNOx ppmレベルのプロットを表
す。
And, the line indicated by reference numeral 136 in FIG. 6 indicates that the furnace, for example, the fossil fuel combustion furnace 10 is operated with the combustion system, for example, the combustion system 12, and the overfire air is supplied at a low speed, i.e., the conventional combustion system. 4 shows a plot of NOx ppm levels from the furnace when introduced at a rate commonly used in FIG. Also, the line indicated by reference numeral 138 in FIG. 6 represents a furnace, such as the fossil fuel combustion furnace 10 described above, and a combustion system 14 associated with a high performance overfire air system 14 constructed in accordance with the present invention.
Operating along with the separation overfire air introduced into the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 through separation overfire air compartments 94, 96 and 98, sufficiently higher than the speed used in conventional combustion systems. In speed, for example, conventional speed 30-45m / sec (100-150ft / sec)
5 represents a plot of NOx ppm levels from the furnace when introduced at 60-90 m / sec (200-300 ft / sec).

したがって、図6を参照して前述した説明から次のこ
とが容易にわかるであろう。すなわち、分離オーバファ
イア空気のすべてを、従来の燃焼システムで用いられて
いた速度よりも十分高い速度で、化石燃料燃焼炉10のバ
ーナ区域16に分離オーバファイア空気コンパートメント
94,96及び98を通して導入することは、オーバファイア
空気のすべてを低速度で、すなわち従来の燃焼システム
で用いられている速度で導入した場合と比較して、NOx
ppmレベルの一層大きな減少が生じる。
Therefore, the following can be easily understood from the above description with reference to FIG. That is, all of the separated overfire air is delivered to the burner section 16 of the fossil fuel fired furnace 10 at a rate sufficiently higher than that used in conventional combustion systems.
Introducing through 94, 96 and 98 means that all of the overfire air is introduced at a lower speed, i.e. at a speed that is used in conventional combustion systems.
Greater reductions in ppm levels occur.

以上述べたように、本発明によれば、化石燃料燃焼炉
に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用されるよ
うに設計された、NOx制御用の新規で改良された高性能
オーバファイア空気システムが提供される。その上、本
発明によれば、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いら
れる型式の燃焼システムにおいて使用されるように設計
された、NOx制御用の高性能オーバファイア空気システ
ムが提供される。更に、本発明によれば、ぐう角燃焼式
の化石燃料燃焼炉で用いられる型式の燃焼システムにお
いて使用され、NOxの放出がアメリカ合衆国の法律で限
定されている基準として現在決められているレベルより
も良くないとしても、少なくとも該レベルと等しいレベ
ルにまで低減することができる、NOx制御用の高性能オ
ーバファイア空気システムが提供される。
As described above, the present invention provides a new and improved high performance overfire air system for NOx control designed for use in combustion systems of the type used in fossil fuel fired furnaces. Is done. In addition, the present invention provides a high performance overfire air system for NOx control designed for use in combustion systems of the type used in fuzzy-fired fossil fuel fired furnaces. Further, in accordance with the present invention, NOx emissions are used in combustion systems of the type used in fuzzy-burning fossil fuel-fired furnaces, where NOx emissions are lower than currently determined as a standard limited by U.S. law. A high performance overfire air system for NOx control is provided that can be reduced, at least to a level at least equal, if not better.

また、本発明によれば、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼
炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用され、
密結合オーバファイア空気コンパートメントと分離オー
バファイア空気コンパートメントとから成る多段高さの
オーバファイア空気コンパートメントの使用が組込まれ
ているNOx制御用の高性能オーバファイア空気システム
が提供される。更に、本発明によれば、ぐう角燃焼式の
化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおい
て使用されるように設計され、密結合オーバファイア空
気コンパートメントと分離オーバファイア空気コンパー
トメントとの間に、オーバファイア空気の予め決められ
た最良の分配が行われることを特徴とする、NOx制御用
の高性能オーバファイア空気システムが提供される。そ
の上、本発明によれば、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉
に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用されるよ
うに設計され、多角度のオーバファイア空気導入パター
ンの使用が組込まれている、NOx制御用の高性能オーバ
ファイア空気システムが提供される。加えるに、本発明
によれば、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる
型式の燃焼システムにおいて使用されるように設計さ
れ、多角度のオーバファイア空気導入パターンにしたが
って、オーバファイア空気の総流れの一部が異なる角度
で導入され、炉の平面区域上にオーバファイア空気の水
平な“スプレイ状”又は“扇状”の分配が行われること
を特徴とする、NOx制御用の高性能オーバファイア空気
システムが提供される。
Further, according to the present invention, it is used in a combustion system of a type used in a fossil fuel combustion furnace of a corner combustion type,
A high performance overfire air system for NOx control is provided that incorporates the use of a multi-stage overfire air compartment consisting of a tightly coupled overfire air compartment and a separate overfire air compartment. Further in accordance with the present invention, there is provided between a tightly coupled overfire air compartment and a separate overfire air compartment designed to be used in a combustion system of the type used in fog-fired fossil fuel fired furnaces. A high performance overfire air system for NOx control is provided, wherein the best predetermined distribution of overfire air is provided. Moreover, according to the present invention, it is designed to be used in a combustion system of the type used in fuzzy combustion fossil fuel fired furnaces and incorporates the use of multi-angle overfire air introduction patterns. A high performance overfire air system for NOx control is provided. In addition, according to the present invention, the total amount of overfire air is designed to be used in a combustion system of the type used in fuzzy-fired fossil fuel fired furnaces and according to a multi-angle overfire air introduction pattern. High performance overfire for NOx control, characterized in that a part of the flow is introduced at different angles and a horizontal "spray" or "fan" distribution of the overfire air over the planar area of the furnace An air system is provided.

更に、本発明によれば、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼
炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用される
ように設計され、オーバファイア空気を炉に従来の燃焼
システムで用いられている速度よりも十分高い速度で導
入する、NOx制御用の高性能オーバファイア空気システ
ムが提供される。その上、本発明によれば、ぐう角燃焼
式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼システムに
おいて使用されるように設計され、運転のために追加の
装置、触媒を設けたり、又は燃料コストが増大すること
が必要とされない、NOx制御用の高性能オーバファイア
空気システムが提供される。また、本発明によれば、ぐ
う角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼シ
ステムにおいて使用されるように設計され、NOx放出を
更に減少するために用いられる他のNOx放出減少型式の
システム、例えば石灰石注入システム、再燃焼システ
ム、及び選択接触還元(SCR)システムと完全に適合で
きることを特徴とする、NOx制御用の高性能オーバファ
イア空気システムが提供される。最後に、本発明によれ
ば、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の
燃焼システムにおいて使用されるように設計され、新規
の燃焼システムへの適用であっても又は既存の燃焼シス
テムへの適用であっても非常に等しく適合できることを
特徴とする、NOx接触用の高性能オーバファイア空気シ
ステムが提供される。
Further, in accordance with the present invention, the overfire air is designed to be used in a combustion system of the type used in fuzzy-fueled fossil fuel fired furnaces, and overfire air is supplied to the furnace at a rate faster than that used in conventional combustion systems. A high performance overfire air system for NOx control, also introduced at a sufficiently high speed, is provided. Moreover, according to the present invention, it is designed to be used in a combustion system of the type used in fuzzy fuel-fired combustion furnaces, to provide additional equipment, catalysts or fuel costs for operation. There is provided a high performance overfire air system for NOx control, where no increase is required. Also, according to the present invention, there are other NOx emission reduction types designed to be used in combustion systems of the type used in fog-fired fossil fuel fired furnaces and used to further reduce NOx emissions. A high performance overfire air system for NOx control is provided that is fully compatible with systems such as limestone injection systems, reburn systems, and selective catalytic reduction (SCR) systems. Finally, according to the present invention, it is designed to be used in a combustion system of the type used in fuzzy combustion fossil fuel combustion furnaces, whether applied to new combustion systems or to existing combustion systems. A high performance overfire air system for NOx contact is provided, characterized in that it can be adapted very equally, even for applications to air.

以上本発明の幾つかの実施例を詳述してきたけれど
も、その変形(その幾つかはすでに説明されている)が
この分野の当業者にとって容易になし得ることを理解す
べきである。したがって、ここに添付した請求の範囲
は、前述した変形例に加え、本発明の精神及び範囲内の
他のすべての変形例を含むものとされている。
While several embodiments of the present invention have been described in detail, it should be understood that variations thereof (some of which have been described) may be readily made by those skilled in the art. It is therefore contemplated that the appended claims will cover all such modifications as fall within the spirit and scope of the invention in addition to the modifications described above.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】炉(10)の4つのコーナ部(10a,10b,10c,
10d)の各々に配置され、化石燃料、燃焼支持用2次空
気及び追加の化石燃料をそれぞれ第1の高さ、この第1
の高さよりも上の第2の高さ及びこの第2の高さよりも
上の第3の高さから炉(10)のバーナ区域(16)に導入
する風箱(22)と、この風箱(22)よりも上の高さで炉
(10)の4つのコーナ部(10a,10b,10c,10d)の各々に
配置され、オーバファイア空気を3つの異なる高さから
炉(10)のバーナ区域(16)に導入する3つのオーバフ
ァイア空気コンパートメント(94,96,98)を備えている
構成の化石燃料燃料をNOx制御のために運転する方法に
おいて、 a.炉(10)のバーナ区域(16)に風箱(22)の第1の高
さから該風箱を通して導入する化石燃料を、炉内の中心
部の仮想円に対して接線方向に向けて導入し; b.炉(10)のバーナ区域(16)に風箱(22)の第2の高
さから該風箱を通して導入する燃焼支持用2次空気を、
炉内の中心部の仮想円に対して接線方向に向けて導入
し; c.炉(10)のバーナ区域(16)に風箱(22)の第3の高
さから該風箱を通して導入する追加の化石燃料を、炉内
の中心部の仮想円に対して接線方向に向けて導入し;及
び d.炉(10)のバーナ区域(16)に3つのオーバファイア
空気コンパートメント(94,96,98)の3つの異なる高さ
から該オーバファイア空気コンパートメントを通して導
入するオーバファイア空気を互いに異なる燃焼角度で導
入して、該オーバファイア空気が炉(10)のバーナ区域
(16)の平面区域上にオーバファイア空気の水平な“ス
プレイ状”又は“扇状”の分配を確立せしめる; ようにしたことを特徴とする化石燃料燃焼炉のNOx制御
運転方法。
1. A furnace (10) having four corner portions (10a, 10b, 10c,
10d), the fossil fuel, the combustion supporting secondary air and the additional fossil fuel are each placed at a first height,
A wind box (22) for introducing into the burner area (16) of the furnace (10) from a second height above the height of the furnace and from a third height above the second height; At each of the four corners (10a, 10b, 10c, 10d) of the furnace (10) at a height above (22), overfire air is supplied from three different heights to the burner of the furnace (10). A method for operating fossil fuel fuel for NOx control in a configuration comprising three overfire air compartments (94,96,98) to be introduced into section (16), comprising: a. A burner section (10) in a furnace (10); F) introducing fossil fuel introduced through the wind box from the first level of the wind box (22) tangentially to the virtual circle in the center of the furnace at 16); b. Furnace (10) Combustion support secondary air introduced from the second height of the wind box (22) into the burner area (16) of the
Introduced tangentially to an imaginary circle in the center of the furnace; c. Introduced into the burner area (16) of the furnace (10) from the third height of the wind box (22) through said wind box Additional fossil fuel is introduced tangentially to the virtual circle in the center of the furnace; and d. Three overfire air compartments (94,96, 98), the overfire air introduced through the overfire air compartment from three different heights is introduced at different combustion angles, so that the overfire air falls on the planar area of the burner section (16) of the furnace (10). Establishing a horizontal "spray-like" or "fan-like" distribution of overfire air; a method for NOx controlled operation of a fossil fuel fired furnace.
【請求項2】オーバファイア空気を、炉(10)のバーナ
区域(16)に、3つのオーバファイア空気コンパートメ
ント(94,96,98)を通して、60〜90m/sec(200〜300ft/
sec)の範囲の速度で導入するようにしたことを特徴と
する請求項1記載の化石燃料燃焼炉のNOx制御運転方
法。
2. Overfire air is passed into the burner section (16) of the furnace (10) through three overfire air compartments (94,96,98) to 60-90 m / sec (200-300 ft / ft).
2. The method for operating NOx control of a fossil fuel combustion furnace according to claim 1, wherein the introduction is performed at a speed in the range of (sec).
【請求項3】追加オーバファイア空気を、炉(10)のバ
ーナ区域(16)に、風箱(22)の、第3の高さよりも上
の第4の高さから該風箱を通して、炉内の中心部の仮想
円に対して接線方向に向けて導入するようにしたことを
特徴とする請求項1記載の化石燃料燃焼炉のNOx制御運
転方法。
3. An additional overfire air is passed into the burner section (16) of the furnace (10) from a fourth height above a third height of the wind box (22) through the wind box. 2. The NOx control operation method for a fossil fuel combustion furnace according to claim 1, wherein the introduction is performed in a tangential direction with respect to an imaginary circle at the center of the inside.
【請求項4】炉(10)のバーナ区域(16)に風箱(22)
の第4の高さから該風箱を通して導入する追加のオーバ
ファイア空気よりも多くのオーバファイア空気を、炉
(10)のバーナ区域(16)に3つのオーバファイア空気
コンパートメント(94,96,98)を通して導入するように
したことを特徴とする請求項3記載の化石燃料燃焼炉の
NOx制御運転方法。
4. A wind box (22) in the burner area (16) of the furnace (10).
More overfire air than the additional overfire air introduced through the wind box from the fourth height of the three overfire air compartments (94,96,98) into the burner section (16) of the furnace (10). 4. The fossil fuel combustion furnace according to claim 3, wherein
NOx control operation method.
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