JP3040846B2 - Gas fuel combustion method and combustion apparatus - Google Patents
Gas fuel combustion method and combustion apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、気体燃料の燃焼方法お
よび燃焼装置に係り、特にコンパクトな燃焼空間での燃
焼においても、燃焼時に排出される窒素酸化物(以下、
NOxと称する)濃度および一酸化炭素(CO)等の未
燃分濃度を低減することができる高効率の気体燃料の燃
焼方法および燃焼装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for burning gaseous fuel, and particularly to nitrogen oxides (hereinafter, referred to as "combustion") emitted during combustion even in a compact combustion space.
The present invention relates to a highly efficient gaseous fuel combustion method and apparatus capable of reducing the concentration of unburned components such as NOx and carbon monoxide (CO).
【0002】[0002]
【従来の技術】都市再開発計画に伴い、多くの熱併給発
電および地域冷暖房整備が計画されている。これらの設
備に付随して、都市部ならびにその近郊に設置されるボ
イラは増加する傾向にある。人口過密な都市部では環境
規制が厳しくなる方向にあり、特に光化学スモッグの原
因となるNOxの排出規制は厳しく、燃焼による生成量
を低減するための技術開発が盛んに行われている。2. Description of the Related Art A large number of cogeneration systems and district cooling / heating facilities are being planned along with urban redevelopment plans. Along with these facilities, boilers installed in urban and suburban areas are increasing. In an overpopulated urban area, environmental regulations are becoming stricter, and in particular, emission control of NOx, which causes photochemical smog, is stricter, and technological development for reducing the amount generated by combustion is being actively conducted.
【0003】これに対して、燃焼時に発生する公害成分
含有量が少ないボイラ燃料として液化天然ガス(LN
G)などのガス状燃料があり、これらの燃料を用いると
燃料中に窒素酸化物を含まないため、比較的簡単に対策
できる。しかし、近年、地価の高騰により、都市部に設
置するボイラはできるだけ設置面積および装置自体の小
型化が必要となっており、さらに低公害化を前提にした
省エネルギー、高信頼性等多くの要求があることから単
に燃料転換だけでは解決できない状況にある。[0003] On the other hand, liquefied natural gas (LN) is used as a boiler fuel having a low content of polluting components generated during combustion.
There are gaseous fuels such as G). When these fuels are used, the fuel does not contain nitrogen oxides, so that countermeasures can be taken relatively easily. However, in recent years, rising land prices have made boilers installed in urban areas as small as possible in terms of installation area and equipment, and further demands for energy conservation, high reliability, etc., assuming low pollution. As a result, the situation cannot be solved simply by fuel conversion.
【0004】図10は予混合ガスバーナの燃焼試験結果
について、空燃比を横軸に、排ガス中の酸素(O2 )濃
度が0%の状態に換算した窒素酸化物(NOx)濃度を
縦軸にとってまとめたものである。予混合ガスバーナを
単独で空燃比を変化させて燃焼させると、図中のa、
b、c、e、fで示したデータが得られ、空燃比が1付
近で最大値となる上に凸の曲線で示すようなNOx生成
特性を示す。FIG. 10 shows the combustion test results of a premixed gas burner, where the abscissa is the air-fuel ratio and the ordinate is the nitrogen oxide (NOx) concentration obtained by converting the oxygen (O 2 ) concentration in the exhaust gas to 0%. It is a summary. When the premixed gas burner is burned alone while changing the air-fuel ratio, a in FIG.
The data indicated by b, c, e, and f are obtained, and the NOx generation characteristic is indicated by an upwardly convex curve that has a maximum value near the air-fuel ratio of 1.
【0005】これらガス焚きボイラにおいて発生するN
Oxは、燃焼用空気中の窒素が炉内の高温度雰囲気下で
酸化されて生成されるサーマルNOxが主である。サー
マルNOxの生成は温度依存性が高く、火炎温度が高く
なるにつれて増加する。火炎温度は、燃料と燃焼用空気
の混合比(空燃比)によって異なり、予混合燃焼におい
ては燃料を完全燃焼させる空気量(理論空気量)で燃焼
させるときに最も高い燃焼温度となり、空気が過剰にな
っても燃料が過剰になっても低下する。このため上述の
ようなNOx生成結果が得られたものである。[0005] N generated in these gas-fired boilers
Ox is mainly thermal NOx generated by oxidizing nitrogen in combustion air under a high temperature atmosphere in a furnace. Thermal NOx generation is highly temperature dependent and increases with increasing flame temperature. The flame temperature depends on the mixture ratio (air-fuel ratio) of fuel and combustion air. In premixed combustion, the combustion temperature becomes the highest when the fuel is burned with the amount of air that can completely burn the fuel (theoretical air amount). It becomes lower even when the fuel becomes excessive or the fuel becomes excessive. Therefore, the above-described NOx generation result is obtained.
【0006】この火炎温度を低減することによりNOx
の発生量を低減する方法としては、希薄燃焼、2段燃
焼、排ガス再循環および濃淡燃焼法が開発され、多くの
燃焼装置に採用されている。希薄燃焼法は予混合燃焼バ
ーナの空燃比を高くして燃焼する方法である。この方法
は、上記図中の点fで示すように、過剰な空気量を増加
させて燃焼温度を低減するため、燃焼排ガスによって系
外へ排出される熱量が増加して、ボイラの熱効率が低下
するとともに、燃焼用空気の送風機容量が大きくなるこ
とから動力および設備費がかかり好ましくない。[0006] By reducing the flame temperature, NOx
As a method for reducing the generation amount of lean, lean combustion, two-stage combustion, exhaust gas recirculation, and lean-burn combustion methods have been developed and are employed in many combustion devices. The lean burn method is a method of burning by increasing the air-fuel ratio of a premix combustion burner. In this method, as shown by the point f in the above figure, the amount of heat discharged to the outside by the flue gas increases because the amount of excess air is increased to reduce the combustion temperature, and the thermal efficiency of the boiler decreases. In addition, since the capacity of the blower for combustion air is increased, power and equipment costs are increased, which is not preferable.
【0007】2段燃焼法は主として拡散燃焼バーナに用
いられる方法であり、NOx低減の効果も優れ、しかも
過剰空気量を多くする必要もないので有効な手段といえ
るが、CO等未燃分が放出され易く、これを防ぐには、
燃焼装置を大きくして炉内におけるガスの滞留時間を確
保する必要がある。排ガス再循環法はNOx低減効果に
優れ、しかもCO等の未燃分も抑制できるので有効な手
段であるが、ガス再循環用の送風機と流路が必要なこと
から装置費が高くなり、動力も必要となるので小型の装
置には利用されていない。The two-stage combustion method is a method mainly used for a diffusion combustion burner, and is an effective means because it has an excellent effect of reducing NOx and does not require an excessive amount of excess air. It is easy to be released, and to prevent this,
It is necessary to secure a gas residence time in the furnace by increasing the size of the combustion device. The exhaust gas recirculation method is an effective means because it has an excellent NOx reduction effect and can also suppress unburned components such as CO. However, the necessity of a gas recirculation blower and flow path increases the equipment cost, Are not used for small devices.
【0008】濃淡燃焼は、空気不足の拡散炎と空気過剰
の予混合炎を組合わせて燃焼する方法(特公昭52−2
8251号公報)および当該拡散炎と予混合炎のノズル
間に排ガスを噴出させ燃焼させる方法(特開昭53−9
7638号公報)のように種々の提案があるが、基本的
な予混合バーナによる濃淡燃焼の原理は、例えば炉内で
2台のバーナを、前記図のaとbの条件で燃焼させる
と、炉出口の平均の空燃比は図中1点鎖線で示した1.
05となる。そのときの炉出口におけるNOx値はd点
で示され、a、bの平均値d′より高いが同一空燃比の
1本のバーナによる燃焼時のNOx値を示すc点よりも
低い。また、同様に図中のe、fの条件で燃焼させた場
合は出口NOx値はg点となり、先の平均値g′より高
いが、c、d点のNOx値よりも低い。[0008] The gray-scale combustion is a method of combusting a combination of an air-deficient diffusion flame and an air-excess premixed flame (Japanese Patent Publication No. 52-2).
No. 8251) and a method of injecting and burning exhaust gas between nozzles of the diffusion flame and the premixed flame (Japanese Patent Laid-Open No. 53-9).
No. 7638), there are various proposals. However, the principle of the concentration combustion using a basic premix burner is as follows. For example, when two burners are burned in a furnace under the conditions of a and b in the above-mentioned figure, The average air-fuel ratio at the furnace outlet is indicated by a one-dot chain line in the figure.
05. The NOx value at the furnace outlet at that time is indicated by a point d, which is higher than the average value d 'of a and b, but lower than the point c indicating the NOx value at the time of combustion by one burner having the same air-fuel ratio. Similarly, when combustion is performed under the conditions e and f in the figure, the outlet NOx value is point g, which is higher than the average value g ', but lower than the NOx values at points c and d.
【0009】これらの方法は、燃料過剰な条件となるバ
ーナ(a、e)が空気過剰な条件となるバーナ(b、
f)の余剰な酸素分を利用して燃焼するため、高温の燃
焼場で反応が生じることからd、gのように予測より高
くなる。逆に、火炉が大きく火炎が冷却されているとす
れば限りなくd′、g′に近づくことになる。したがっ
て、火炉が小さく燃焼室の容積熱負荷(kcal/m3
h)が高い場合には、各々のバーナの燃焼ガスの混合に
要する時間が充分とれないため、燃料過剰バーナの火炎
が長炎化し、CO等の未燃分が直接火炉より放出され易
くなる。また、燃料過剰なバーナと空気過剰なバーナを
接近させ過ぎると、各バーナの火炎が燃焼初期より干渉
し、混合し合って濃淡燃焼の低NOx化効果が著しく減
少することを本発明者らは実験により確認した。[0009] In these methods, the burners (a, e) which are in the condition of excess fuel are burner (b, b) which are in the condition of excess air.
Since combustion is performed using the excess oxygen content of f), a reaction occurs in a high-temperature combustion field, and thus the value becomes higher than expected as in d and g. Conversely, if the furnace is large and the flame is cooled, it will endlessly approach d 'and g'. Therefore, the furnace is small and the volumetric heat load of the combustion chamber (kcal / m 3
When h) is high, the time required for mixing the combustion gas of each burner is not sufficient, so that the flame of the excess fuel burner is prolonged and unburned components such as CO are easily discharged directly from the furnace. Further, the inventors of the present invention have found that if the burner with excess fuel and the burner with excess air are too close to each other, the flames of the burners interfere with each other from the beginning of combustion and mix with each other to significantly reduce the NOx reduction effect of the rich and lean combustion. Confirmed by experiment.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
火炎温度の低減を目的に開発された燃焼法は、緩慢な燃
焼をさせることによって局所的な高温化を抑制してサー
マルNOxを低減させるため、火炉容積を大きくするこ
とから燃焼装置が大きくなり経済性が悪くなる。このこ
とは、大都市の場合にはNOx規制が厳しく、しかも土
地の価格が高いために致命的な欠点となる。また、これ
を補うために短炎の予混合炎を採用する場合でも、燃焼
温度を低下させるために過剰空気量が高い条件下で燃焼
すると、排ガスの持ち去る熱量が増加しボイラ効率低下
となり好ましくない。As described above, the conventional combustion method developed for the purpose of reducing the flame temperature reduces the thermal NOx by suppressing local high temperature by performing slow combustion. Therefore, since the furnace volume is increased, the size of the combustion device is increased, and the economy is reduced. This is a fatal drawback in large cities due to strict NOx regulations and high land prices. Further, even in the case of using a premixed flame of a short flame to make up for this, if the combustion is performed under a condition where the excess air amount is high to lower the combustion temperature, the amount of heat carried away by the exhaust gas increases and the boiler efficiency decreases, which is not preferable. .
【0011】一方、予混合バーナによる濃淡燃焼は、火
炉が小さい場合、燃料過剰なバーナと空気過剰なバーナ
とを接近させ過ぎると、両バーナの火炎が燃焼初期より
干渉し、混合し合って1本のバーナによる空燃比が1.
0付近の燃焼のようになり、濃淡燃焼の低NOx化効果
が著しく減少することを、本発明者らは実験により確認
した。On the other hand, when the furnace is small, if the burner with excess fuel and the burner with excess air are too close to each other, the flames of both burners interfere with each other from the initial stage of combustion and mix with each other. The air-fuel ratio of one burner is 1.
The present inventors have confirmed through experiments that the combustion becomes almost zero, and that the NOx reduction effect of the concentration combustion is significantly reduced.
【0012】本発明の目的はこれらの問題を解決するた
め、燃焼装置を大型にすることなく、むしろ小型化した
燃焼装置でもNOxを低減できる燃焼法を提供すること
にあり、空燃比が1付近で公害成分の発生を少なくして
燃焼する高効率の気体燃料の燃焼方法および燃焼装置を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a combustion method capable of reducing NOx even in a small-sized combustion apparatus without increasing the size of the combustion apparatus. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a highly efficient gaseous fuel combustion method and a combustion apparatus that burn while reducing the generation of pollutant components.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願の第1の発明は、火炉壁面に2以上の予混合ガスバ
ーナを設けて気体燃料を燃焼する方法において、火炉内
のガス流れ方向に沿って上流側から下流側へ少なくとも
2段以上の予混合ガスバーナ段を設けるとともに、その
ガスバーナ段間に空気送入口段を設けて、前記バーナの
下流側のバーナ段のバーナの空燃比を1.0より大きい
空気過剰燃焼とし、残りのバーナ段のバーナは空燃比を
1.0より小さい燃料過剰燃焼とし、バーナ段間の空気
送入口からの供給空気量を燃焼装置全体の供給空気量の
30%以下としたことを特徴とする気体燃料の燃焼方法
に関する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of burning gaseous fuel by providing two or more premixed gas burners on a furnace wall in a gas flow direction in a furnace. At least two or more premixed gas burner stages are provided from the upstream side to the downstream side, and an air inlet stage is provided between the gas burner stages to reduce the air-fuel ratio of the burner in the burner stage downstream of the burner to 1. The air burner of the remaining burner stages has an air-fuel ratio of less than 1.0, and the amount of air supplied from the air inlet between the burner stages is 30 times the supply air amount of the entire combustion apparatus. % Or less.
【0014】第2の発明は、上記第1の発明において、
前記空気送入口と該空気送入口より上流側の隣接ガスバ
ーナとによって供給される合計空気量と、該ガスバーナ
における供給ガス量に対する理論燃焼空気量との比を1
より小さくして燃料過剰燃焼としたことを特徴とする気
体燃料の燃焼方法に関する。第3の発明は、火炉壁面に
2以上の予混合ガスバーナを設けて気体燃料を燃焼する
方法において、火炉内のガス流れ方向に沿って少なくと
も2段以上の予混合ガスバーナを設け、かつそのガスバ
ーナ間の火炉壁面に空気送入口を設け、低負荷燃焼時に
は空気送入口からの空気の供給を行わずに、かつ各予混
合ガスバーナの空燃比は均一で、やや空気過剰状態の燃
焼とし、次いで火炉出口ガス温度が1400℃になった
負荷上昇時には空気送入口からの空気の供給を行わず
に、かつ空気送入口より上流側のガスバーナは空燃比1
未満の燃料過剰燃焼、下流側のガスバーナは空燃比1以
上の空気過剰燃焼とし、さらに火炉出口ガス温度が15
00℃を超える高負荷燃焼時には前記上流側ガスバーナ
の燃料過剰割合と、前記下流側ガスバーナの空気過剰割
合とを増すとともに、空気送入口からの空気の供給を行
って上、下流ガスバーナ燃焼の干渉を防止するようにす
ることを特徴とする気体燃料の燃焼方法に関する。According to a second aspect, in the first aspect,
The ratio of the total amount of air supplied by the air inlet and an adjacent gas burner upstream of the air inlet to the theoretical amount of combustion air to the amount of gas supplied to the gas burner is 1
The present invention relates to a method for burning gaseous fuel, characterized in that the fuel is burned excessively by making it smaller. A third invention provides a method of burning gaseous fuel by providing two or more premixed gas burners on the furnace wall, wherein at least two or more premixed gas burners are provided along the gas flow direction in the furnace, and the gas burners are provided between the burners. An air inlet is provided on the wall of the furnace, and air is not supplied from the air inlet during low-load combustion, and the air-fuel ratio of each premixed gas burner is uniform, and combustion is performed with slightly excess air. When the load rises when the gas temperature reaches 1400 ° C., air is not supplied from the air inlet and the gas burner upstream of the air inlet has an air-fuel ratio of 1
Excessive fuel combustion, the gas burner on the downstream side is excessive air combustion with an air-fuel ratio of 1 or more.
At the time of high load combustion exceeding 00 ° C., the excess fuel ratio of the upstream gas burner and the excess air ratio of the downstream gas burner are increased, and air is supplied from the air inlet to prevent the interference of the upstream gas burner combustion. The present invention relates to a method of burning gaseous fuel, characterized in that it is prevented.
【0015】第4の発明は、火炉壁面に2以上の予混合
ガスバーナを設けた気体燃料燃焼装置において、火炉内
のガス流れ方向の上流側から下流側に沿って火炉壁面に
少なくとも2段以上の予混合ガスバーナ段と、該バーナ
段間に空気送入口段とを設け、上記ガスバーナ段と空気
送入口段間のガス流れ方向に沿ったピッチLと、ガスバ
ーナおよび空気送入口のL方向の開口幅Dとの比L/D
を2以上とし、空気送入口より上流側のガスバーナは燃
料過剰バーナ、空気送入口より下流側のガスバーナは空
気過剰のバーナとしたことを特徴とする気体燃料燃焼装
置に関する。According to a fourth aspect of the present invention, in a gaseous fuel combustion apparatus having two or more premixed gas burners on a furnace wall, at least two or more stages are provided on the furnace wall along the gas flow direction in the furnace from upstream to downstream. A premixed gas burner stage, and an air inlet stage between the burner stages; a pitch L along the gas flow direction between the gas burner stage and the air inlet stage; and an opening width of the gas burner and the air inlet in the L direction. Ratio L / D with D
And a gas burner upstream of the air inlet is an excess fuel burner, and a gas burner downstream of the air inlet is an excess air burner.
【0016】第5の発明は、上記第4の発明において、
予混合ガスバーナ段および空気送入口段のガスバーナお
よび空気送入口を複列に設け、列方向に沿ったバーナま
たは空気送入口間ピッチRとR方向のバーナまたは空気
送入口開口幅Wの比R/Wを1以上としたことを特徴と
する気体燃料燃焼装置に関する。According to a fifth aspect, in the fourth aspect,
The gas burners and air inlets of the premixed gas burner stage and the air inlet stage are provided in multiple rows, and the ratio R / of the pitch R between the burners or air inlets along the row direction and the burner or air inlet opening width W in the R direction. The present invention relates to a gaseous fuel combustion device wherein W is 1 or more.
【0017】[0017]
【作用】ボイラ効率を向上させるためには、燃料を理論
空気量に近い空気量で燃焼し、ボイラ系外へ排出される
熱量を低減すると同時に、燃焼室を小さくして放散熱を
少なくすることが重要である。また、CO等の未燃分を
できるだけ少なくするため炉内における火炎の体積を小
さくする必要がある。このため、バーナは燃料ガスと空
気をバーナ内部で予混合させるとともに、バーナ出口部
に燃料と空気の混合気の主流方向に平行とならないよ
う、該混合気が衝突するように保炎器を設け、保炎器後
流に高温の燃焼ガスの循環流を形成することが好まし
い。このようなバーナにおいては、該混合気が燃焼する
際、保炎器に高速で衝突し炉内に供給される混合気の噴
流によって、燃焼ガスの一部が該噴流の内外より混合さ
れるため、安定な着火とともに予混合気による高速燃焼
と燃焼排気ガス再循環効果によってサーマルNOxの発
生が著しく抑制される。[Function] In order to improve the boiler efficiency, burn the fuel with an air amount close to the theoretical air amount to reduce the amount of heat discharged to the outside of the boiler system, and at the same time, reduce the heat dissipation by making the combustion chamber smaller. is important. Further, it is necessary to reduce the volume of the flame in the furnace in order to reduce unburned components such as CO as much as possible. For this reason, the burner premixes the fuel gas and the air inside the burner, and provides a flame stabilizer at the burner outlet so that the air-fuel mixture collides so as not to be parallel to the main flow direction of the fuel-air mixture. Preferably, a circulating flow of hot combustion gas is formed downstream of the flame stabilizer. In such a burner, when the air-fuel mixture burns, a part of the combustion gas is mixed from inside and outside of the jet by the jet of the air-fuel mixture colliding with the flame stabilizer at a high speed and supplied into the furnace. The generation of thermal NOx is remarkably suppressed by the high-speed combustion by the premixed gas and the effect of recirculating the combustion exhaust gas together with stable ignition.
【0018】ところで、本発明者らの研究の結果、ボイ
ラの燃焼室における燃焼熱負荷(kcal/m3 h)を
高めていくに従って、同一火炉内における燃料供給量が
多くなり、火炎の体積が大きくなるとともに生成される
NOxが多くなることから、バーナを2台以上にしバー
ナ部で生成するNOxを少なくする必要があることがわ
かった。また、燃焼熱負荷を高めると燃焼室全体の温度
が高くなり、特に火炉出口のガス温度が1400℃を超
えるようになると、バーナ間で均一な燃焼条件とするよ
りも炉出口側のバーナを空燃比1以上とし、他のバーナ
を空燃比1以下とする濃淡燃焼方式とするほうがNOx
値が低減し、しかも燃焼室のガス温度が高いのでCO等
の未燃分も焼却され易くなって、増加しないことを見出
した。さらに、火炉出口のガス温度が1500℃を超え
るようになると、バーナの濃淡燃焼比を大きくするとと
もに、両者のバーナ間に空気を送入し濃淡燃焼各火炎の
相互干渉を遮断することにより、一層低NOx化が図れ
ることがわかった。これらの事実は、これまでの緩慢燃
焼による低NOx化と異なっている。本発明は、予混合
高速燃焼下において濃淡燃焼を行い、サーマルNOxを
低減させる。さらに、火炉を高熱負荷とすることによ
り、炉内の平均ガス温度上昇を可能とし、CO等未燃分
の焼却を噛み合わせ、高熱負荷、低NOx、低未燃分の
高効率燃焼を達成したものである。また、負荷の低下と
ともに、バーナ間の空気送入を停止するとともに濃淡燃
焼の比率を下げ、さらに、通常の燃焼熱負荷になった場
合は、バーナを同一空燃比で燃焼させ、低負荷時にはバ
ーナ燃焼台数を少なくすることによって、あらゆる負荷
で低NOx高効率燃焼が可能になった。また、複数バー
ナとしたため、負荷の低減幅も、単一バーナより広くな
り、操作性も向上する。Incidentally, as a result of the study of the present inventors, as the combustion heat load (kcal / m 3 h) in the combustion chamber of the boiler is increased, the fuel supply amount in the same furnace increases, and the volume of the flame increases. Since NOx generated increases as the size increases, it has been found that it is necessary to use two or more burners and reduce NOx generated in the burner section. In addition, when the combustion heat load is increased, the temperature of the entire combustion chamber becomes higher. In particular, when the gas temperature at the furnace outlet exceeds 1400 ° C., the burner on the furnace outlet side is more emptied than in the case of uniform combustion conditions between the burners. It is better to use a lean-burn combustion system with a fuel ratio of 1 or more and other burners with an air-fuel ratio of 1 or less.
It has been found that, since the value is reduced and the gas temperature in the combustion chamber is high, unburned components such as CO are easily burned and do not increase. Further, when the gas temperature at the furnace outlet exceeds 1500 ° C., the concentration combustion ratio of the burners is increased, and air is sent between the two burners to cut off the mutual interference of the respective flames of the concentration combustion. It was found that low NOx can be achieved. These facts are different from the low NOx reduction by slow combustion. The present invention performs lean / burn combustion under premixed high-speed combustion to reduce thermal NOx. Furthermore, by setting the furnace to a high heat load, the average gas temperature in the furnace can be raised, and the incineration of unburned components such as CO is achieved, achieving high heat load, low NOx, and highly efficient combustion of low unburned portions. Things. In addition, as the load decreases, the air supply between the burners is stopped, and the ratio of rich and low combustion is reduced.Furthermore, when the normal combustion heat load is reached, the burners are burned at the same air-fuel ratio. By reducing the number of combustion units, low-NOx and high-efficiency combustion can be performed at all loads. Further, since a plurality of burners are used, the load reduction width is wider than that of a single burner, and the operability is improved.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説
明する。図1は、火炉側から見た本発明の実施例に係る
低NOxボイラ用バーナの概略の構造を示すものであ
り、本実施例の場合は9台の角型予混合バーナ10より
構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic structure of a burner for a low NOx boiler according to an embodiment of the present invention as viewed from the furnace side. In this embodiment, the burner is composed of nine square premix burners 10. I have.
【0020】図2(a)は予混合バーナの(炉内側から
見た)正面図である。図中のA−A線矢視方向断面図を
図2(b)に示す。バーナの噴出口2の上流には多数の
噴出口を有し混合器を兼用した燃料ノズル4が設置して
あり、これより噴出する気体状燃料7と空気供給ダクト
5から供給される空気流8が流路を狭めて高速化したベ
ンチュリミキサ状の構造によって急速に混合されるとと
もに空気流上流側への燃料の拡散を防止している。ま
た、バーナ噴出口には逆火防止のためのフレームアレス
タ3(40メッシュ程度の金網を複数枚重ねたもの)お
よびバーナ先端開口部に設けられ、バーナ開口幅より小
さい幅を有する板状の保炎器1が設置してあり安全に燃
焼できる。保炎器1は、混合気噴流の主流方向に直角に
設置し、保炎器の各辺の長さはバーナの対応する各辺の
長さより小さくしてあり、若干の出し入れが可能なよう
にして火炎形状が調節できるようにしている。その他燃
焼装置として、ここには図示していないが、点火装置、
火炎検出装置、燃料流量調節装置、失火時の燃料遮断装
置、空気流量調節装置および各種計測計、記録計等が設
置されている。FIG. 2A is a front view (as viewed from the inside of the furnace) of the premix burner. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. A fuel nozzle 4 having a large number of ejection ports and also serving as a mixer is installed upstream of the ejection port 2 of the burner. The gaseous fuel 7 ejected from the nozzle and the air flow 8 supplied from the air supply duct 5 are provided. Are rapidly mixed by a venturi mixer-like structure in which the flow speed is narrowed and the speed is increased, and diffusion of fuel to the upstream side of the air flow is prevented. In addition, a flame arrester 3 (a plurality of wire meshes having a mesh size of about 40) is provided at the burner outlet and at the opening of the tip of the burner, and a plate-like holding member having a width smaller than the opening width of the burner is provided. The firearm 1 is installed and can burn safely. The flame stabilizer 1 is installed at right angles to the main flow direction of the mixture jet, and the length of each side of the flame stabilizer is smaller than the length of the corresponding side of the burner so that it can be slightly inserted and removed. The shape of the flame can be adjusted. As other combustion devices, not shown here, an ignition device,
A flame detection device, a fuel flow control device, a fuel cutoff device in case of misfire, an air flow control device, various measuring meters, a recorder, and the like are provided.
【0021】図3(a)は、図1に示すバーナを設置し
たボイラの斜視図である。このボイラは2ドラム式自然
循環型水管ボイラであり、水は水ドラム15、水壁管1
7、降水管18および蒸気ドラム16に蓄えられ、火炉
での熱吸収によって水壁管17内の水温が上昇し降水管
18内の水との密度差が生じ、水壁管17より蒸気ドラ
ム16、降水管18を経て水ドラム15へと循環流れが
生ずる。循環する水が飽和状態になると、火炉での熱吸
収量分だけ蒸気が生成され蒸気ドラム内で気水分離さ
れ、蒸気は必要に応じて過熱器等を通じて取出される。FIG. 3A is a perspective view of a boiler provided with the burner shown in FIG. This boiler is a two-drum type natural circulation type water tube boiler.
7, stored in the downcomer 18 and the steam drum 16, the heat absorption in the furnace raises the water temperature in the water wall tube 17, causing a density difference with the water in the downcomer 18. Circulating through the downcomer 18 to the water drum 15. When the circulating water becomes saturated, steam is generated by the amount of heat absorbed in the furnace and separated into steam and water in the steam drum, and the steam is extracted through a superheater or the like as necessary.
【0022】図3(b)は炉内側から見たバーナの配置
図であるが、図に示すように、1列、2列、3列からな
るA段、B段、C段の各バーナ段が炉の上流側から下流
側へ配置されている。各バーナは図2(b)においてバ
ーナ噴出口2として示す予混合気の出口が燃焼炉壁の面
に一致するように設置されている。バーナから噴出する
予混合気は保炎器に衝突し炉内にV字状に左右方向に広
がるようになっているため、基礎的な研究結果に基づき
直接噴流が干渉しないようにバーナ間隔をL/D=4.
6とし、バーナが取付けられた壁面に隣接する側壁とバ
ーナの間隔も5Dを確保した。ここで、Lはバーナ間
隔、Dはバーナ噴出口の幅である。FIG. 3B is a layout view of the burners as viewed from the inside of the furnace. As shown in the figure, each of the burner stages A, B, and C comprising one row, two rows, and three rows. Are arranged from the upstream side of the furnace to the downstream side. Each burner is installed such that the outlet of the premixed gas shown as burner outlet 2 in FIG. 2 (b) coincides with the surface of the combustion furnace wall. The premixed gas ejected from the burner collides with the flame stabilizer and spreads in the furnace in a V-shape in the left-right direction. Based on basic research results, the burner interval is set to L so that the jet does not directly interfere. / D = 4.
The distance between the side wall adjacent to the wall surface to which the burner was attached and the burner was also set to 5D. Here, L is the burner interval, and D is the width of the burner outlet.
【0023】図4に本発明を適用したボイラの火炉水平
断面図を示す。図から明らかなようにボイラ火炉30の
ガス出口はバーナの対向壁20の火炉出口スクリーン管
部に配置している。このため、火炉におけるガス流れ
は、バーナを取付けた火炉前壁31のほうから見て右か
ら左に流れているので、上流側よりバーナ段A、B、C
とし、図3(b)に示すように火炉下方から上側にバー
ナ列1、2、3とした。FIG. 4 is a horizontal sectional view of a furnace of a boiler to which the present invention is applied. As is clear from the figure, the gas outlet of the boiler furnace 30 is located in the furnace outlet screen tube section of the opposing wall 20 of the burner. For this reason, the gas flow in the furnace flows from right to left when viewed from the furnace front wall 31 to which the burner is attached, so that the burner stages A, B, and C from the upstream side.
As shown in FIG. 3 (b), burner rows 1, 2, and 3 were arranged from the bottom of the furnace to the top.
【0024】これらのバーナは、1台当たりの燃焼量を
ボイラ定格熱負荷の1/3〜1/6になるようDを変化
させて最適配置を検討できるように構成した。本実施例
のボイラの蒸気発生量は10t/h、蒸気圧力20kg/
cm2 g、ボイラ火炉容積熱負荷は150×104 kca
l/m3 hであり、このクラスのボイラの通常の火炉容
積熱負荷が50×104 kcal/m3 h以下であるの
に較べると3倍以上であり、このためボイラそのものの
設置面積も1/2以下になっている。These burners are configured so that the optimum arrangement can be examined by changing D so that the combustion amount per unit becomes 1/3 to 1/6 of the rated heat load of the boiler. The steam generation amount of the boiler of this embodiment is 10 t / h, and the steam pressure is 20 kg / h.
cm 2 g, boiler furnace volumetric heat load is 150 × 10 4 kca
l / m 3 h, which is more than three times that of a boiler of this class, which is less than 50 × 10 4 kcal / m 3 h, so that the installation area of the boiler itself is also small. It is less than 1/2.
【0025】次に本発明の具体的実施例を説明する。 実施例1 図5に、A段の1、3列およびC段の1、3例バーナを
使用し、L/D=3、R/W=2とした配置(L、D、
R、Wについては図3B参照)で、バーナ空燃比を1.
05(排ガス中の酸素濃度を1%)一定とし、各バーナ
の空気流量は均一にし未使用のバーナに対する燃料と空
気の供給量はゼロとした条件下で、ボイラ負荷をパラメ
ータとして試験したときのNOxとCOの生成特性につ
いて整理して示した。燃料は都市ガス(LNG)を用い
た。図から明らかなように負荷90%以上では空燃比を
高くしないと目標CO濃度(100ppm )を達成できな
いが、負荷90%以下では問題なく目標CO濃度を達成
している。Next, specific embodiments of the present invention will be described. Example 1 In FIG. 5, an arrangement in which L / D = 3 and R / W = 2 using burners with 1 and 3 rows in the A stage and 1 and 3 examples in the C stage (L, D,
For R and W, see FIG. 3B).
05 (oxygen concentration in exhaust gas is 1%) constant, the air flow rate of each burner is uniform, and the supply of fuel and air to unused burners is set to zero. The generation characteristics of NOx and CO are summarized and shown. The fuel used was city gas (LNG). As is apparent from the figure, the target CO concentration (100 ppm) cannot be achieved without increasing the air-fuel ratio at a load of 90% or more, but the target CO concentration is achieved without any problem at a load of 90% or less.
【0026】実施例2 図6は、図5と同一バーナ、同一配置の下で、排ガス中
の酸素濃度を1%、各バーナの空気流量は均一条件で、
負荷100%および80%において、濃淡燃焼すなわち
炉内ガス流れが上流側のバーナ(A1、A3)の燃料流
量を多くし、下流側のバーナ(C1、C3)燃料流量を
少なくし、空燃比のバイアスを掛けて燃焼させた場合の
NOx、COの生成特性を示したものである。図より明
らかなように負荷100%においては、COが発生する
ため適用範囲が著しく狭くなるが、負荷80%程度で
は、図5に示した空燃比を均一とするよりもNOx値が
低く目標値を満足している。Embodiment 2 FIG. 6 shows that, under the same burner and the same arrangement as FIG. 5, the oxygen concentration in the exhaust gas is 1%, and the air flow rate of each burner is uniform.
At 100% and 80% load, the lean burn, that is, the gas flow in the furnace increases the fuel flow rate of the upstream burners (A1, A3), decreases the fuel flow rate of the downstream burners (C1, C3), and reduces the air-fuel ratio. It shows the generation characteristics of NOx and CO when burning by applying a bias. As is apparent from the figure, at a load of 100%, the application range is remarkably narrowed due to generation of CO. However, at a load of about 80%, the NOx value is lower than that of the case where the air-fuel ratio shown in FIG. Are satisfied.
【0027】実施例3 図7は、図5、6と同一バーナ、同一配置なるも中間の
バーナ(B1、B3)より全体空気流量の10%を供給
し、燃焼バーナ(A1、A3、C1、C3)には残りの
空気を均一に分配し、排気ガス中の酸素濃度を1%とし
た条件下で、実施例2と同様の試験、すなわち負荷10
0%および80%において、炉内ガス流れが上流側のバ
ーナ(A1、A3)の燃料流量を多くし、下流側のバー
ナ(C1、C3)燃料流量を少なくし、空燃比のバイア
スを掛けた場合のNOx、COの生成特性を示したもの
である。負荷100%におけるNOx、COともに低減
され目標値を達成する操作範囲が著しく広くなった。し
かも、負荷が低い場合もNOx、COがほとんど変わら
ない。このように、濃淡燃焼バーナの中間より燃焼用空
気を加えてバーナ間の火炎の干渉を遮断するように燃焼
させることが有効である。Embodiment 3 FIG. 7 shows a combustion burner (A1, A3, C1, C2) in which 10% of the total air flow rate is supplied from the same burner as in FIGS. C3) is a test similar to that of Example 2 under the condition that the remaining air is uniformly distributed and the oxygen concentration in the exhaust gas is 1%, that is, a load of 10%.
At 0% and 80%, the in-furnace gas flow increased the fuel flow in the upstream burners (A1, A3), reduced the fuel flow in the downstream burners (C1, C3), and biased the air-fuel ratio. It shows the generation characteristics of NOx and CO in the case. At 100% load, both NOx and CO were reduced, and the operation range for achieving the target value was significantly widened. Moreover, even when the load is low, NOx and CO hardly change. As described above, it is effective to add combustion air from the middle of the lean-burn combustion burner so as to perform combustion so as to cut off flame interference between the burners.
【0028】すなわち、火炉において最上流にある燃料
過剰な予混合バーナで燃焼し切れなかった燃料は干渉防
止用の空気と自己の噴流による再循環ガスを巻込んで燃
焼され、さらに空気過剰バーナによって生成する過剰酸
素で燃焼させる。したがって、該燃料過剰バーナへの空
気量と干渉遮断用空気量との合量が、該燃料過剰バーナ
に供給されている燃料量に対する理論燃焼空気量よりも
少なくした場合、特に有効である。また、干渉遮断用の
空気量は、最終的な排ガス中の酸素濃度を高くする場合
はさらに多くし、30%程度まで高めることができる
が、燃料過剰バーナの空燃比がますます低くなることか
ら混合そものが阻害されるため、それよりも多い場合に
はCOが発生し易い。That is, the fuel which has not been completely burned by the premixed burner at the uppermost stream of the furnace in which the excess fuel is present is burned by incorporating air for preventing interference and recirculated gas by its own jet, and further burned by the excess air burner. Burn with excess oxygen generated. Therefore, it is particularly effective when the total amount of the air amount to the excess fuel burner and the amount of air for blocking interference is smaller than the theoretical combustion air amount for the amount of fuel supplied to the excess fuel burner. In addition, the amount of air for blocking the interference can be increased when the oxygen concentration in the final exhaust gas is increased, and can be increased to about 30%. Since the mixture itself is inhibited, if the amount is more than that, CO is likely to be generated.
【0029】実施例4 図8は、負荷80%において、図5と同一バーナのL/
Dを変化させて行った試験結果をNOx、COの生成特
性について整理したものである。図中には空燃比バイア
スのない場合および20%ありの場合について示す。Embodiment 4 FIG. 8 shows that the L / L of the same burner as in FIG.
Test results obtained by changing D are arranged for NOx and CO generation characteristics. The figure shows the case without the air-fuel ratio bias and the case with 20%.
【0030】バーナのL/Dが2以下ではバーナ間の干
渉のためNOx値が高くなる。また、L/Dを大きくと
るとCOが増加する傾向がある。この傾向は濃淡燃焼す
なわち炉内ガス流れが上流側のバーナ(A1、A3)の
燃料流量を多くし、下流側のバーナ(C1、C3)燃料
流量を少なくし空燃比のバイアスを掛けて燃焼させた場
合に顕著である。If the L / D of the burner is 2 or less, the NOx value increases due to interference between the burners. Also, when L / D is increased, CO tends to increase. This tendency is that the lean-burn combustion, that is, the gas flow in the furnace, increases the fuel flow rate of the upstream burners (A1, A3), decreases the fuel flow rate of the downstream burners (C1, C3), and applies a bias to the air-fuel ratio to burn. It is noticeable when
【0031】本発明の効果を有するバーナシステムのボ
イラへの適用例を図9(a)に示す。本図は、バーナ1
0および空気供給口12をボイラの前後の対向壁に設け
たものである。燃料過剰に調整するバーナは、ボイラ火
炉のガス流れの上流になる、下段側であり、空気過剰に
調整するバーナはガス流れでは下流の上段側のバーナで
ある。また、同様の効果を大容量ボイラに適用する場合
の実施例を図9(b)に示す。本図は、バーナを取付け
た水冷壁をボイラ火炉内より見たものを示しているが、
バーナ10を3段、空気供給口12を2段設け、最上段
バーナを空気過剰に調整し、他の2段のバーナは燃料過
剰にし、さらに、該バーナ間の空気送入口と該空気送入
口より上流側(下段側)のガスバーナによって供給する
空気量との合計空気量と、該ガスバーナにおける供給ガ
ス量に対する理論空気量との比が1より小さく、燃料過
剰な燃焼にすることによって一層高効率燃焼が可能とな
る。このような大型ボイラの場合、燃焼排ガスをバーナ
燃焼用空気に混入させる方法が一般的であるが、本発明
においても燃焼用空気に排ガスを混合することは、原理
上問題なく適用可能であり、特に空気供給口12に排ガ
ス混合空気を供給することは、バーナ間の干渉防止上好
ましいものである。図に示したようにバーナと空気供給
口の数や相対位置関係は特に限定されるものではない
が、バーナシステムにおいて、ガス流れ方向におけるバ
ーナ段間の距離をL、L上におけるバーナの開口距離を
Dとすると、L/Dは2以上と、およびバーナ列間の距
離R、R上におけるバーナの開口距離Wとすると、R/
Wは1より大となっている。FIG. 9A shows an example of applying a burner system having the effect of the present invention to a boiler. This figure shows burner 1
0 and the air supply port 12 are provided on opposing walls before and after the boiler. The burner for adjusting the excess fuel is a lower stage upstream of the gas flow of the boiler furnace, and the burner for adjusting the excess air is an upper burner downstream of the gas flow. FIG. 9B shows an embodiment in which the same effect is applied to a large-capacity boiler. This figure shows the water cooling wall with the burner viewed from inside the boiler furnace.
Three burners 10 and two air supply ports 12 are provided, the uppermost burner is adjusted to excess air, the other two burners are excessively fueled, and an air inlet between the burners and an air inlet are provided. The ratio of the total amount of air supplied by the gas burner on the more upstream side (lower side) to the stoichiometric amount of air supplied to the gas burner is smaller than 1, and combustion with an excessive amount of fuel leads to higher efficiency. Combustion becomes possible. In the case of such a large-sized boiler, a method of mixing combustion exhaust gas into burner combustion air is generally used.However, in the present invention, mixing exhaust gas into combustion air can be applied without any problem in principle. In particular, supplying exhaust gas mixed air to the air supply port 12 is preferable for preventing interference between burners. As shown in the figure, the number and relative positional relationship between the burner and the air supply port are not particularly limited, but in the burner system, the distance between the burner stages in the gas flow direction is L, the opening distance of the burner on L. Is D, L / D is 2 or more, and the distance R between the burner rows and the opening distance W of the burner on R are R / D.
W is greater than one.
【0032】図示していないが、本発明のバーナシステ
ムにおいて、炉内におけるガスの流れが旋回するように
し、いわゆるタンゼンシャルファイアリング燃焼法にお
いても当燃焼法が適用でき効果が上げられる。さらに、
本発明のバーナシステムにおいて、例えば、燃料量、空
気量、蒸気流量、火炉出口ガス温度、燃料供給ガス圧力
等のボイラの負荷変化情報により、前述の実施例におけ
るデータ(図5〜7)にて明確なように、バーナの濃淡
燃焼比率およびバーナ間の空気量を制御することにより
円滑な負荷変化が可能となり、燃焼効率向上に有用であ
る。Although not shown, in the burner system of the present invention, the gas flow in the furnace is swirled, and this combustion method can also be applied to the so-called tangential firing combustion method, and the effect is improved. further,
In the burner system of the present invention, for example, the data (FIGS. 5 to 7) in the above-described embodiment is obtained based on boiler load change information such as a fuel amount, an air amount, a steam flow rate, a furnace outlet gas temperature, and a fuel supply gas pressure. As is evident, by controlling the burn / burn ratio of the burner and the amount of air between the burners, a smooth load change is possible, which is useful for improving the combustion efficiency.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、火炉出口温度1500
℃以上の高い火炉熱負荷のボイラにおいても、低公害で
高効率燃焼が可能になる。このため、必要な装置容積お
よび据え付け面積を1/2〜1/3にすることができ
る。また燃焼方法をボイラ負荷に応じて変化させること
によって、100〜10%の負荷域での安定な運転が可
能となる。According to the present invention, a furnace outlet temperature of 1500 is provided.
Even in a boiler with a high furnace heat load of over ℃, high efficiency combustion with low pollution is possible. Therefore, the required device volume and installation area can be reduced to 1/2 to 1/3. Also, by changing the combustion method according to the boiler load, stable operation in a load range of 100 to 10% becomes possible.
【図1】図1は、本発明になるガス燃焼装置のバーナの
設置状況の実施例図である。FIG. 1 is a view showing an embodiment of an installation state of a burner of a gas combustion apparatus according to the present invention.
【図2】(a)および(b)図2(a)および(b)
は、本発明の一実施例であるガス燃焼装置のバーナの構
造図であり、(a)は正面図、(b)は断面図である。FIGS. 2 (a) and (b) FIGS. 2 (a) and (b)
1A is a structural view of a burner of a gas combustion apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1A is a front view, and FIG.
【図3】(a)および(b)図3(a)は、本発明を適
用したボイラの斜視図であり、図3(b)は、炉内側よ
り見たバーナの配置図である。3 (a) and (b) FIG. 3 (a) is a perspective view of a boiler to which the present invention is applied, and FIG. 3 (b) is a layout view of a burner as viewed from the inside of a furnace.
【図4】図4は、図3(a)のボイラの水平断面図であ
る。FIG. 4 is a horizontal sectional view of the boiler of FIG. 3 (a).
【図5】、FIG.
【図6】、FIG.
【図7】およびFIG. 7 and
【図8】図5、6、7および8は、本発明を適用した燃
焼試験例のデータを示す図である。FIGS. 5, 6, 7 and 8 show data of a combustion test example to which the present invention is applied.
【図9】(a)および(b)図9(a)は、前後壁にバ
ーナを設けたボイラへの適用例を示す図であり、図9
(b)は、バーナ取付け水壁の内側より見た本発明の実
施例図である。9 (a) and (b) FIG. 9 (a) is a view showing an example of application to a boiler provided with burners on front and rear walls.
(B) is an Example figure of this invention seen from the inside of the burner mounting water wall.
【図10】図10は、従来技術の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional technique.
1…保炎器、2…バーナ噴出口、3…フレームアレス
タ、4…燃料ノズル、5…空気供給ダクト、6…サポー
ト、7…燃料ガス噴流、8…空気流、10…バーナ、1
2…空気供給口、15…水ドラム、16…蒸気ドラム、
17…水壁管、18…降水管、20…バーナの対向壁、
21…火炉出口スクリーン管、25…対流伝熱管、26
…風箱、30…火炉、31…火炉前壁、32…ガス流
れ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flame stabilizer, 2 ... Burner outlet, 3 ... Flame arrestor, 4 ... Fuel nozzle, 5 ... Air supply duct, 6 ... Support, 7 ... Fuel gas jet, 8 ... Air flow, 10 ... Burner, 1
2: air supply port, 15: water drum, 16: steam drum,
17 ... water wall pipe, 18 ... downcomer pipe, 20 ... opposing wall of burner,
21: furnace exit screen tube, 25: convection heat transfer tube, 26
... wind box, 30 ... furnace, 31 ... furnace front wall, 32 ... gas flow.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 研志 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日 立株式会社 呉工場内 (72)発明者 高杉 仁之 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日 立株式会社 呉工場内 (72)発明者 榎本 達三 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日 立株式会社 呉工場内 (56)参考文献 特開 昭53−97638(JP,A) 特開 昭61−29606(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23C 11/00 329 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenshi Kobayashi 6-9 Takaracho, Kure City, Hiroshima Prefecture Inside the Kure Plant, Katsu Plant (72) Inventor Yoshiyuki Takasugi 6-9 Takaracho Kure City, Hiroshima Prefecture Babcock Day (72) Inventor Tatsuzo Enomoto 6-9 Takara-cho, Kure-shi, Hiroshima Babcock-Hitachi Kure Factory (56) References JP-A-53-97638 (JP, A) JP-A-61 −29606 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F23C 11/00 329
Claims (5)
設けて気体燃料を燃焼する方法において、火炉内のガス
流れ方向に沿って上流側から下流側へ少なくとも2段以
上の予混合ガスバーナ段を設けるとともに、そのガスバ
ーナ段間に空気送入口段を設けて、前記バーナの下流側
のバーナ段のバーナの空燃比を1.0より大きい空気過
剰燃焼とし、残りのバーナ段のバーナは空燃比を1.0
より小さい燃料過剰燃焼とし、バーナ段間の空気送入口
からの供給空気量を燃焼装置全体の供給空気量の30%
以下としたことを特徴とする気体燃料の燃焼方法。1. A method of burning gaseous fuel by providing two or more premixed gas burners on a furnace wall, wherein at least two or more premixed gas burner stages are provided from upstream to downstream along a gas flow direction in the furnace. In addition to the above, an air inlet stage is provided between the gas burner stages, and the air-fuel ratio of the burner in the burner stage downstream of the burner is set to an excessive air combustion larger than 1.0, and the burners in the remaining burner stages are adjusted to the air-fuel ratio. 1.0
A smaller fuel excess combustion, and the supply air amount from the air inlet between the burner stages is 30% of the supply air amount of the entire combustion device.
A method for burning gaseous fuel, characterized by the following.
空気送入口より上流側の隣接ガスバーナとによって供給
される合計空気量と、該ガスバーナにおける供給ガス量
に対する理論燃焼空気量との比を1より小さくして燃料
過剰燃焼としたことを特徴とする気体燃料の燃焼方法。2. The ratio of the total amount of air supplied by the air inlet and an adjacent gas burner upstream of the air inlet to a ratio of a theoretical combustion air amount to a supply gas amount in the gas burner according to claim 1. A method for burning gaseous fuel, characterized in that the fuel is burned excessively by making it smaller than 1.
設けて気体燃料を燃焼する方法において、火炉内のガス
流れ方向に沿って少なくとも2段以上の予混合ガスバー
ナを設け、かつそのガスバーナ間の火炉壁面に空気送入
口を設け、低負荷燃焼時には空気送入口からの空気の供
給を行わずに、かつ各予混合ガスバーナの空燃比は均一
で、やや空気過剰状態の燃焼とし、次いで火炉出口ガス
温度が1400℃になった負荷上昇時には空気送入口か
らの空気の供給を行わずに、かつ空気送入口より上流側
のガスバーナは空燃比1未満の燃料過剰燃焼、下流側の
ガスバーナは空燃比1以上の空気過剰燃焼とし、さらに
火炉出口ガス温度が1500℃を超える高負荷燃焼時に
は前記上流側ガスバーナの燃料過剰割合と、前記下流側
ガスバーナの空気過剰割合とを増すとともに、空気送入
口からの空気の供給を行って上、下流ガスバーナ燃焼の
干渉を防止するようにすることを特徴とする気体燃料の
燃焼方法。3. A method of burning gaseous fuel by providing two or more premixed gas burners on a furnace wall surface, wherein at least two or more premixed gas burners are provided along a gas flow direction in the furnace, and the gas burners are provided between the premixed gas burners. An air inlet is provided on the furnace wall, and air is not supplied from the air inlet during low-load combustion, and the air-fuel ratio of each premixed gas burner is uniform, and combustion is performed in a slightly excessive air state. When the temperature rises to 1400 ° C., when the load rises, air is not supplied from the air inlet and the gas burner upstream of the air inlet is overburned with an air-fuel ratio of less than 1, and the gas burner downstream is air-fuel ratio of 1. In the case of high-load combustion in which the furnace outlet gas temperature exceeds 1500 ° C., the excess air ratio of the upstream gas burner and the excess air combustion of the downstream gas burner A method of burning gaseous fuel, characterized by increasing the excess ratio and supplying air from an air inlet to prevent interference with upstream and downstream gas burner combustion.
設けた気体燃料燃焼装置において、火炉内のガス流れ方
向の上流側から下流側に沿って火炉壁面に少なくとも2
段以上の予混合ガスバーナ段と、該バーナ段間に空気送
入口段とを設け、上記ガスバーナ段と空気送入口段間の
ガス流れ方向に沿ったピッチLと、ガスバーナおよび空
気送入口のL方向の開口幅Dとの比L/Dを2以上と
し、空気送入口より上流側のガスバーナは燃料過剰バー
ナ、空気送入口より下流側のガスバーナは空気過剰のバ
ーナとしたことを特徴とする気体燃料燃焼装置。4. A gaseous fuel combustion system having two or more premixed gas burners provided on a furnace wall, wherein at least two premixed gas burners are provided on the furnace wall along the gas flow direction from the upstream to the downstream in the furnace.
A plurality of premixed gas burner stages, and an air inlet stage between the burner stages, a pitch L along the gas flow direction between the gas burner stage and the air inlet stage, and an L direction of the gas burner and the air inlet. A gas burner upstream of the air inlet is an excess fuel burner, and a gas burner downstream of the air inlet is an excess air burner. Combustion equipment.
および空気送入口段のガスバーナおよび空気送入口を複
列に設け、列方向に沿ったバーナまたは空気送入口間ピ
ッチRとR方向のバーナまたは空気送入口開口幅Wの比
R/Wを1以上としたことを特徴とする気体燃料燃焼装
置。5. The burner according to claim 4, wherein the gas burners and the air inlets of the premixed gas burner stage and the air inlet stage are provided in multiple rows, and the burners in the row direction or the pitch R between the air inlets and the burner in the R direction are provided. A gaseous fuel combustion device, wherein a ratio R / W of an air inlet opening width W is set to 1 or more.
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JP3143513A JP3040846B2 (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Gas fuel combustion method and combustion apparatus |
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JP3143513A JP3040846B2 (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Gas fuel combustion method and combustion apparatus |
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- 1991-06-14 JP JP3143513A patent/JP3040846B2/en not_active Expired - Fee Related
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