JP2895061B2 - ボイラ燃焼装置の燃焼方法 - Google Patents
ボイラ燃焼装置の燃焼方法Info
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- JP2895061B2 JP2895061B2 JP62251126A JP25112687A JP2895061B2 JP 2895061 B2 JP2895061 B2 JP 2895061B2 JP 62251126 A JP62251126 A JP 62251126A JP 25112687 A JP25112687 A JP 25112687A JP 2895061 B2 JP2895061 B2 JP 2895061B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はボイラ燃焼装置の燃焼方法に係り、特に排ガ
ス中の窒素酸化物を低減するに好適なボイラ燃焼装置の
燃焼方法に関する。 〔従来の技術〕 窒素酸化物（NOx）は光化学オキシダントの原因物質
とされているため、近年、その発生を効果的に抑制する
ボイラ燃焼装置の開発が要望されている。このような目
的に沿った燃焼装置として、炉内でのNOx生成量を抑制
するため燃焼装置のバーナ部の空気比（実際に供給する
空気量／理論的に燃焼に必要な空気量）を燃焼ガスの流
れに沿って変化させる、すなわちボイラにおいて、上下
流方向に設けた複数のバーナ段（第４図の42a、42b、42
c、42dの各々をいう）ごとにバーナ部の空気比を変化さ
せた燃焼装置が提案されている。 しかし、同一段内の各バーナごと（例えば第４図の4
4）の空気比については配慮されておらず、ほぼ等しい
値として操作されていた。とりわけ、従来のコーナファ
イアリング燃焼方法を行なうボイラでは、第５図に示す
ように各同一段内のバーナ51〜54からの火炎55〜58の干
渉が大きいにもかかわらず、各バーナの空気比は、ほぼ
等しい値となっている。このため、バーナ各段面内での
火炎どおしによるNOxの還元反応が進まず、火炉の下段
（上流）バーナから発生するNOxを上段（下流）バーナ
の空気比を極端に下げてこのバーナの還元火炎によって
NOxを還元しようとしていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記したような各段ごとのバーナ部空気比制御では、
NOx抑制のために上段バーナの空気比を下げることが必
要となる。炉内での燃焼火炎の滞留時間の短い上段バー
ナの空気比を下げるということは、一酸化炭素（CO）、
煤塵あるいは未燃分（微粉炭焚の場合：灰中未燃分）の
増加を招くおそれがあり、必ずしも適正な空気比制御と
はいい難かった。 本発明の目的は、同一バーナ段でのNOx還元反応を効
果的に行なわせ、CO等の未燃成分を増加させることな
く、炉出口におけるNOxの生成量を抑制することができ
るボイラ燃焼装置の燃焼方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、２つ以上のバーナを備えたバーナ段を、燃
焼ガスの流れ方向に上流側から下流側にかけて複数段設
けたボイラ燃焼装置の燃焼方法において、同一バーナ段
内に空気比１以上のバーナと、空気比１以下のバーナと
を形成し、該空気比１以下のバーナのうち最低空気比バ
ーナの空気比を0.7以下とし、各バーナ段のトータル空
気比を1.2以下とし、かつ各バーナにおける空気比が変
化しても各バーナからのガスの運動量が適正量になるよ
うに、各バーナに燃焼排ガスを混入して制御することを
特徴とするボイラ燃焼装置の燃焼方法である。 〔作用〕 このように、断面内で空気比の異なるバーナが設置さ
れていると、空気比の高いバーナから生成したNOxを空
気比の低いバーナから生成した還元物質で還元すること
ができる。それによって、火炉断面内で効果的にNOxを
還元することができるので、上段（下流）バーナの空気
比を極端に下げる必要がなく、未燃成分の増加によるボ
イラ効率の低下を招く心配もない。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を、図面等に基づいて説明す
る。 第１図は、本発明の一実施例を示すもので、同一水平
断面に空気比の異なる４台のバーナ１〜４が各コーナに
設置されたときの火炉内水平方向断面での燃焼状態を示
す図である。この図において、１および３は低空気比バ
ーナ、２および４は高空気比バーナであり、各々２台ず
つが対角線上に設置されている。また、５および７はバ
ーナ１および３によって形成される低空気比火炎、６お
よび８はバーナ２および４によって形成される高空気比
火炎である。なお、空気比を変える方法としては、燃料
量を同じにして空気量を変える方法、すなわち低空気比
バーナへの空気量を少なくし、高空気比バーナへの空気
量を多くする方法、あるいは空気量を同じにして燃料量
を変える方法、すなわち低空気比バーナへの燃料量を多
くし、高空気比バーナへの燃料量を少なくする方法等が
考えられるが、各バーナへの燃料量制御は空気量制御に
較べ難しいので、前者のほうが望ましい。 第２図は、本発明の他の実施例を示すもので、水平断
面内バーナの空気比を段階的に変化させたときの例を示
す図である。各コーナ（４個所）に設置された４台のバ
ーナ21〜24の空気比はそれぞれ（例えば、21:バーナ部
空気比λＢ＝0.5、22:λＢ＝1.1、23:λＢ＝0.9、24:λ
Ｂ＝0.7）異なるように設定される。 以上のように、バーナ部空気比を変えると、とりわけ
空気量を変化させて空気比を変える方法では、バーナ部
からの運動量が変化し、炉断面内での火炎どおしの適正
な混合が望めなくなる場合が考えられるので、バーナ部
での運動量を調整できるようにバーナ部へ排ガスが混入
できるようになっている。 次に、第１図および第２図に示す実施例の各構成部分
の相互関係、作用について述べる。 まず、第１図において、高空気比バーナ２からの火炎
６で発生するNOxを、低空気比バーナ１からの火炎５で
発生する還元物質により効果的に還元することができ
る。同様に、バーナ４と３との組合わせによりNOxの還
元反応を効果的に促進することができる。このように、
この実施例においては、同一火炉水平断面内において、
NOx発生と還元反応が、それぞれ２つの領域で効果的に
起こっているわけである。なお、ここでのバーナ部の空
気比λＢとしては、第３図に示す空気比と還元物質の発
生量との関係から、低空気比バーナのλＢは0.8以下、
望ましくは0.7以下にして多量の還元物質を発生させる
ことが望ましい。また、高空気比バーナのλＢとして
は、このバーナからのNOx発生量自体を抑制する意味で
は、なるべくλＢを小さくしたほうがよいが、あまり小
さくしすぎるとバーナ部段、すなわち第４図に示すボイ
ラにおけるアフターエアポート（空気だけあるいは空気
と排ガスを火炉内に供給するポート）43より上流部の空
気比が下がりすぎて、多量のアフターエアを投入しなけ
ればならなくなる。このように、バーナ段の空気比を下
げすぎると、NOxには有利であるが、第３図に示すよう
に、未燃成分の増加を招くおそれがある。そこで、高空
気比バーナのλＢは、低空気比バーナとの組合わせによ
り各バーナ段トータルの空気比λBTを1.2以下にするこ
とが望ましい。 次に、第２図においては、同一水平断面内の各コーナ
に設置された４台のバーナ21〜24の空気比λＢをそれぞ
れ異なった空気比にしている。これらのバーナの組合わ
せ（各空気比に設定された４台のバーナの位置）は自由
であるが、望ましくは最も空気比の高いバーナの隣（火
炉内の旋回方向の下流側）に最も空気比の低いバーナを
設置するほうがよい。この場合、最低空気比バーナの空
気比は第１図の実施例と同様、λＢ≦0.7にするのが望
ましく、バーナ段トータルの空気比もλBT≦1.2にする
のが望ましい。 また、前述したように、各バーナの空気比制御をした
場合、各バーナからの空気量すなわち運動量が変化して
しまうため、これを補う意味において各バーナへは燃焼
排ガスが適正量だけ供給されるようにバーナごとに排ガ
ス量制御がなされるようになっている。 バーナ段数が２段以上のボイラにおいては、１段目が
第１図に示すようなバーナ配置になっている場合、２段
目は第１図に示す低空気比と高空気比バーナが逆になっ
たように配置するのが望ましく、これによって、同一断
面内ばかりでなく段ごとのNOx還元反応も望める。ま
た、炉内の熱負荷分布もこのような配置によって均一化
される。このように、複数段のバーナを設置したボイラ
では、奇数段目と偶数段目とのバーナ配置を逆にするこ
とが望ましい。 〔発明の効果〕 本発明によれば、従来技術では考慮されていなかった
火炉同一断面内でのNOx還元反応が効果的に促進するこ
とができるので、炉出口でのNOx排出量を低減できる効
果があるとともに、複数のバーナ段を有するボイラにお
いては、滞留時間の短い上段バーナ（下流バーナ）の空
気比を極端に下げる必要もなく、未燃成分の増加を招く
おそれもない。
ス中の窒素酸化物を低減するに好適なボイラ燃焼装置の
燃焼方法に関する。 〔従来の技術〕 窒素酸化物（NOx）は光化学オキシダントの原因物質
とされているため、近年、その発生を効果的に抑制する
ボイラ燃焼装置の開発が要望されている。このような目
的に沿った燃焼装置として、炉内でのNOx生成量を抑制
するため燃焼装置のバーナ部の空気比（実際に供給する
空気量／理論的に燃焼に必要な空気量）を燃焼ガスの流
れに沿って変化させる、すなわちボイラにおいて、上下
流方向に設けた複数のバーナ段（第４図の42a、42b、42
c、42dの各々をいう）ごとにバーナ部の空気比を変化さ
せた燃焼装置が提案されている。 しかし、同一段内の各バーナごと（例えば第４図の4
4）の空気比については配慮されておらず、ほぼ等しい
値として操作されていた。とりわけ、従来のコーナファ
イアリング燃焼方法を行なうボイラでは、第５図に示す
ように各同一段内のバーナ51〜54からの火炎55〜58の干
渉が大きいにもかかわらず、各バーナの空気比は、ほぼ
等しい値となっている。このため、バーナ各段面内での
火炎どおしによるNOxの還元反応が進まず、火炉の下段
（上流）バーナから発生するNOxを上段（下流）バーナ
の空気比を極端に下げてこのバーナの還元火炎によって
NOxを還元しようとしていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記したような各段ごとのバーナ部空気比制御では、
NOx抑制のために上段バーナの空気比を下げることが必
要となる。炉内での燃焼火炎の滞留時間の短い上段バー
ナの空気比を下げるということは、一酸化炭素（CO）、
煤塵あるいは未燃分（微粉炭焚の場合：灰中未燃分）の
増加を招くおそれがあり、必ずしも適正な空気比制御と
はいい難かった。 本発明の目的は、同一バーナ段でのNOx還元反応を効
果的に行なわせ、CO等の未燃成分を増加させることな
く、炉出口におけるNOxの生成量を抑制することができ
るボイラ燃焼装置の燃焼方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、２つ以上のバーナを備えたバーナ段を、燃
焼ガスの流れ方向に上流側から下流側にかけて複数段設
けたボイラ燃焼装置の燃焼方法において、同一バーナ段
内に空気比１以上のバーナと、空気比１以下のバーナと
を形成し、該空気比１以下のバーナのうち最低空気比バ
ーナの空気比を0.7以下とし、各バーナ段のトータル空
気比を1.2以下とし、かつ各バーナにおける空気比が変
化しても各バーナからのガスの運動量が適正量になるよ
うに、各バーナに燃焼排ガスを混入して制御することを
特徴とするボイラ燃焼装置の燃焼方法である。 〔作用〕 このように、断面内で空気比の異なるバーナが設置さ
れていると、空気比の高いバーナから生成したNOxを空
気比の低いバーナから生成した還元物質で還元すること
ができる。それによって、火炉断面内で効果的にNOxを
還元することができるので、上段（下流）バーナの空気
比を極端に下げる必要がなく、未燃成分の増加によるボ
イラ効率の低下を招く心配もない。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を、図面等に基づいて説明す
る。 第１図は、本発明の一実施例を示すもので、同一水平
断面に空気比の異なる４台のバーナ１〜４が各コーナに
設置されたときの火炉内水平方向断面での燃焼状態を示
す図である。この図において、１および３は低空気比バ
ーナ、２および４は高空気比バーナであり、各々２台ず
つが対角線上に設置されている。また、５および７はバ
ーナ１および３によって形成される低空気比火炎、６お
よび８はバーナ２および４によって形成される高空気比
火炎である。なお、空気比を変える方法としては、燃料
量を同じにして空気量を変える方法、すなわち低空気比
バーナへの空気量を少なくし、高空気比バーナへの空気
量を多くする方法、あるいは空気量を同じにして燃料量
を変える方法、すなわち低空気比バーナへの燃料量を多
くし、高空気比バーナへの燃料量を少なくする方法等が
考えられるが、各バーナへの燃料量制御は空気量制御に
較べ難しいので、前者のほうが望ましい。 第２図は、本発明の他の実施例を示すもので、水平断
面内バーナの空気比を段階的に変化させたときの例を示
す図である。各コーナ（４個所）に設置された４台のバ
ーナ21〜24の空気比はそれぞれ（例えば、21:バーナ部
空気比λＢ＝0.5、22:λＢ＝1.1、23:λＢ＝0.9、24:λ
Ｂ＝0.7）異なるように設定される。 以上のように、バーナ部空気比を変えると、とりわけ
空気量を変化させて空気比を変える方法では、バーナ部
からの運動量が変化し、炉断面内での火炎どおしの適正
な混合が望めなくなる場合が考えられるので、バーナ部
での運動量を調整できるようにバーナ部へ排ガスが混入
できるようになっている。 次に、第１図および第２図に示す実施例の各構成部分
の相互関係、作用について述べる。 まず、第１図において、高空気比バーナ２からの火炎
６で発生するNOxを、低空気比バーナ１からの火炎５で
発生する還元物質により効果的に還元することができ
る。同様に、バーナ４と３との組合わせによりNOxの還
元反応を効果的に促進することができる。このように、
この実施例においては、同一火炉水平断面内において、
NOx発生と還元反応が、それぞれ２つの領域で効果的に
起こっているわけである。なお、ここでのバーナ部の空
気比λＢとしては、第３図に示す空気比と還元物質の発
生量との関係から、低空気比バーナのλＢは0.8以下、
望ましくは0.7以下にして多量の還元物質を発生させる
ことが望ましい。また、高空気比バーナのλＢとして
は、このバーナからのNOx発生量自体を抑制する意味で
は、なるべくλＢを小さくしたほうがよいが、あまり小
さくしすぎるとバーナ部段、すなわち第４図に示すボイ
ラにおけるアフターエアポート（空気だけあるいは空気
と排ガスを火炉内に供給するポート）43より上流部の空
気比が下がりすぎて、多量のアフターエアを投入しなけ
ればならなくなる。このように、バーナ段の空気比を下
げすぎると、NOxには有利であるが、第３図に示すよう
に、未燃成分の増加を招くおそれがある。そこで、高空
気比バーナのλＢは、低空気比バーナとの組合わせによ
り各バーナ段トータルの空気比λBTを1.2以下にするこ
とが望ましい。 次に、第２図においては、同一水平断面内の各コーナ
に設置された４台のバーナ21〜24の空気比λＢをそれぞ
れ異なった空気比にしている。これらのバーナの組合わ
せ（各空気比に設定された４台のバーナの位置）は自由
であるが、望ましくは最も空気比の高いバーナの隣（火
炉内の旋回方向の下流側）に最も空気比の低いバーナを
設置するほうがよい。この場合、最低空気比バーナの空
気比は第１図の実施例と同様、λＢ≦0.7にするのが望
ましく、バーナ段トータルの空気比もλBT≦1.2にする
のが望ましい。 また、前述したように、各バーナの空気比制御をした
場合、各バーナからの空気量すなわち運動量が変化して
しまうため、これを補う意味において各バーナへは燃焼
排ガスが適正量だけ供給されるようにバーナごとに排ガ
ス量制御がなされるようになっている。 バーナ段数が２段以上のボイラにおいては、１段目が
第１図に示すようなバーナ配置になっている場合、２段
目は第１図に示す低空気比と高空気比バーナが逆になっ
たように配置するのが望ましく、これによって、同一断
面内ばかりでなく段ごとのNOx還元反応も望める。ま
た、炉内の熱負荷分布もこのような配置によって均一化
される。このように、複数段のバーナを設置したボイラ
では、奇数段目と偶数段目とのバーナ配置を逆にするこ
とが望ましい。 〔発明の効果〕 本発明によれば、従来技術では考慮されていなかった
火炉同一断面内でのNOx還元反応が効果的に促進するこ
とができるので、炉出口でのNOx排出量を低減できる効
果があるとともに、複数のバーナ段を有するボイラにお
いては、滞留時間の短い上段バーナ（下流バーナ）の空
気比を極端に下げる必要もなく、未燃成分の増加を招く
おそれもない。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は、本発明の実施例を示す火炉内水
平方向断面での燃焼状態を示す図、第３図は、バーナ部
空気比と還元物質の発生量との関係を示す図、第４図
は、ボイラの垂直方向断面図、第５図は、従来のコーナ
ファイアリング式ボイラの火炉水平断面図である。 １、３……低空気比バーナ、２、４……高空気比バー
ナ、５、７……低空気比火炎、６、８……高空気比火
炎、40……ボイラ、41……火炉、42a、42b、42c、42d…
…バーナ段、44……バーナ。
平方向断面での燃焼状態を示す図、第３図は、バーナ部
空気比と還元物質の発生量との関係を示す図、第４図
は、ボイラの垂直方向断面図、第５図は、従来のコーナ
ファイアリング式ボイラの火炉水平断面図である。 １、３……低空気比バーナ、２、４……高空気比バー
ナ、５、７……低空気比火炎、６、８……高空気比火
炎、40……ボイラ、41……火炉、42a、42b、42c、42d…
…バーナ段、44……バーナ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭60−129505（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−77208（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−180205（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−193006（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−79026（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．２つ以上のバーナを備えたバーナ段を、燃焼ガスの
流れ方向に上流側から下流側にかけて複数段設けたボイ
ラ燃焼装置の燃焼方法において、同一バーナ段内に空気
比１以上のバーナと、空気比１以下のバーナとを形成
し、該空気比１以下のバーナのうち最低空気比バーナの
空気比を0.7以下とし、各バーナ段のトータル空気比を
1.2以下とし、かつ各バーナにおける空気比が変化して
も各バーナからのガスの運動量が適正量になるように、
各バーナに燃焼排ガスを混入して制御することを特徴と
するボイラ燃焼装置の燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251126A JP2895061B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | ボイラ燃焼装置の燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251126A JP2895061B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | ボイラ燃焼装置の燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0195207A JPH0195207A (ja) | 1989-04-13 |
| JP2895061B2 true JP2895061B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=17218056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62251126A Expired - Fee Related JP2895061B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | ボイラ燃焼装置の燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2895061B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007101135A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Ube Ind Ltd | 微粉炭とバイオマスの混焼方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60129505A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-10 | Hitachi Ltd | 燃焼装置 |
-
1987
- 1987-10-05 JP JP62251126A patent/JP2895061B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0195207A (ja) | 1989-04-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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