JP3059288B2 - 窒素酸化物低発生ボイラ装置 - Google Patents
窒素酸化物低発生ボイラ装置Info
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- JP3059288B2 JP3059288B2 JP4051647A JP5164792A JP3059288B2 JP 3059288 B2 JP3059288 B2 JP 3059288B2 JP 4051647 A JP4051647 A JP 4051647A JP 5164792 A JP5164792 A JP 5164792A JP 3059288 B2 JP3059288 B2 JP 3059288B2
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物低発生ボイラ
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減燃焼方法と
しては、排ガス再循環燃焼法をはじめとして、二段燃焼
法、燃料二段供給燃焼法、予混合燃焼法並びに濃淡燃焼
法等の種々の方法がある。例えば、ボイラ装置に適用さ
れた排ガス再循環燃焼法の例として、特開平３年第２３
６５０３号公報に記載されたものがある。これは燃焼ガ
スを、旋回させながら燃焼室内に上下往復を繰り返させ
て行う排ガス再循環法の代表例である。
しては、排ガス再循環燃焼法をはじめとして、二段燃焼
法、燃料二段供給燃焼法、予混合燃焼法並びに濃淡燃焼
法等の種々の方法がある。例えば、ボイラ装置に適用さ
れた排ガス再循環燃焼法の例として、特開平３年第２３
６５０３号公報に記載されたものがある。これは燃焼ガ
スを、旋回させながら燃焼室内に上下往復を繰り返させ
て行う排ガス再循環法の代表例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような例を含め、
従来のボイラ装置では、上述した各種の窒素酸化物低減
燃焼方法が有機的に組み合されて行われる構成のものが
ない。 本発明は、このような点に鑑みて創案されたもの
で、即ち、ボイラ装置において、予混合燃焼法を発展さ
せ、水管群への効率的な伝熱に、二段燃焼法、燃料二段
供給燃焼法又は濃淡燃焼法が有機的に組み合わされて行
われるように構成し、これらの相乗作用によりＮＯｘの
低減を計ることを目的とするものである。
従来のボイラ装置では、上述した各種の窒素酸化物低減
燃焼方法が有機的に組み合されて行われる構成のものが
ない。 本発明は、このような点に鑑みて創案されたもの
で、即ち、ボイラ装置において、予混合燃焼法を発展さ
せ、水管群への効率的な伝熱に、二段燃焼法、燃料二段
供給燃焼法又は濃淡燃焼法が有機的に組み合わされて行
われるように構成し、これらの相乗作用によりＮＯｘの
低減を計ることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、内側水管群と外側水管群を同心円状に
配設して、前記内側水管群の内側を燃焼室に構成すると
共に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室を横切る上
下複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノズ
ル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成し、
上段の複数のノズルから、燃料が過濃な予混合ガスを噴
出させると共に、下段の複数のノズルからは、必要な残
余の空気を噴出させる構成とすることを特徴とするもの
である。
ために本発明は、内側水管群と外側水管群を同心円状に
配設して、前記内側水管群の内側を燃焼室に構成すると
共に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室を横切る上
下複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノズ
ル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成し、
上段の複数のノズルから、燃料が過濃な予混合ガスを噴
出させると共に、下段の複数のノズルからは、必要な残
余の空気を噴出させる構成とすることを特徴とするもの
である。
【０００５】また本発明は、内側水管群と外側水管群を
同心円状に配設して、前記内側水管 群の内側を燃焼室に
構成すると共に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室
を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズル
を、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるよう
に構成し、上段の複数のノズルから、燃料が希薄な予混
合ガスを噴出させると共に、下段の複数のノズルから
は、必要な残余の燃料ガスを噴出させる構成とすること
を特徴とするものである。
同心円状に配設して、前記内側水管 群の内側を燃焼室に
構成すると共に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室
を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズル
を、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるよう
に構成し、上段の複数のノズルから、燃料が希薄な予混
合ガスを噴出させると共に、下段の複数のノズルから
は、必要な残余の燃料ガスを噴出させる構成とすること
を特徴とするものである。
【０００６】また本発明は、内側水管群と外側水管群を
同心円状に配設して、前記内側水管群の内側を燃焼室に
構成すると共に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室
を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズル
を、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるよう
に構成し、上段の複数のノズルから、燃料が希薄な予混
合ガスを噴出させると共に、下段の複数のノズルから
は、燃料が過濃な予混合ガスを噴出させる構成とするこ
とを特徴とするものである。
同心円状に配設して、前記内側水管群の内側を燃焼室に
構成すると共に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室
を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズル
を、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるよう
に構成し、上段の複数のノズルから、燃料が希薄な予混
合ガスを噴出させると共に、下段の複数のノズルから
は、燃料が過濃な予混合ガスを噴出させる構成とするこ
とを特徴とするものである。
【０００７】また本発明では、内側水管群と外側水管群
を同心円状に配設して、前記内側水管群の内側を燃焼室
に構成すると共に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼
室を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズ
ルを、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるよ
うに構成し、上段の複数のノズルから、燃料が過濃な予
混合ガスを噴出させると共に、下段の複数のノズルから
は、燃料が希薄な予混合ガスを噴出させる構成とするこ
とを特徴とするものである。
を同心円状に配設して、前記内側水管群の内側を燃焼室
に構成すると共に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼
室を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズ
ルを、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるよ
うに構成し、上段の複数のノズルから、燃料が過濃な予
混合ガスを噴出させると共に、下段の複数のノズルから
は、燃料が希薄な予混合ガスを噴出させる構成とするこ
とを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】同一断面上に配設された複数のノズルから噴出
した予混合ガスは、内側水管群の内側の燃焼室に渦流を
形成し、この渦流に着火されて、断面全体に広がる安定
な火炎が形成される。このように火炎は、渦流に着火さ
れて断面全体に広がり形成されるので、局所的な高温の
発生が避けられる。 また、全ての燃焼が内側水管群で囲
まれた燃焼室内で行われるので、燃焼熱の一部は燃焼と
同時に水管群に伝熱され、火炎温度が低下する。
した予混合ガスは、内側水管群の内側の燃焼室に渦流を
形成し、この渦流に着火されて、断面全体に広がる安定
な火炎が形成される。このように火炎は、渦流に着火さ
れて断面全体に広がり形成されるので、局所的な高温の
発生が避けられる。 また、全ての燃焼が内側水管群で囲
まれた燃焼室内で行われるので、燃焼熱の一部は燃焼と
同時に水管群に伝熱され、火炎温度が低下する。
【０００９】以上のような作用によりＮＯｘの低減が計
られると共に、複数段のうちの、上 段の複数のノズルと
下段の複数のノズルから空気比の異なった予混合ガスを
噴出したり、または下段の複数のノズルから空気又は燃
料ガスを噴出することにより、濃淡燃焼や二段燃焼、燃
料二段供給燃焼が行われてＮＯｘの低減が計られる。
られると共に、複数段のうちの、上 段の複数のノズルと
下段の複数のノズルから空気比の異なった予混合ガスを
噴出したり、または下段の複数のノズルから空気又は燃
料ガスを噴出することにより、濃淡燃焼や二段燃焼、燃
料二段供給燃焼が行われてＮＯｘの低減が計られる。
【００１０】
【実施例】次に本発明の実施の形態を図を参照して説明
する。符号１はボイラ本体であって、このボイラ本体１
内に、内側水管群２と外側水管群３を同心円上に配設し
て、前記内側水管群２の内側を燃焼室４に構成する。か
かる燃焼室４の上部において、燃焼室４を横切る上下複
数段の夫々の断面上に、複数のノズル５を、該ノズル軸
の延長線が同心円の接線方向となるように構成する。実
施例では、複数のノズル５を上下二段に構成している
が、各段毎の空気比等を考慮して、場合により三段以上
の多段とすることができる。符号６は蒸気出口、７は排
気口、８は水入口である。
する。符号１はボイラ本体であって、このボイラ本体１
内に、内側水管群２と外側水管群３を同心円上に配設し
て、前記内側水管群２の内側を燃焼室４に構成する。か
かる燃焼室４の上部において、燃焼室４を横切る上下複
数段の夫々の断面上に、複数のノズル５を、該ノズル軸
の延長線が同心円の接線方向となるように構成する。実
施例では、複数のノズル５を上下二段に構成している
が、各段毎の空気比等を考慮して、場合により三段以上
の多段とすることができる。符号６は蒸気出口、７は排
気口、８は水入口である。
【００１１】以上の構成において、上段の複数のノズル
５に、例えば空気比λ＝０．５〜０．７になるように燃
料が過濃な予混合ガスを供給し、これを燃焼室４内、即
ち内側水管群２の内側に噴出させると共に、下段の複数
のノズル５からは、完全燃焼に必要な残余の空気、即ち
二次空気を供給して燃焼室４内に噴出させる。即ち、下
段の複数のノズルからは、全体の空気比を、例えば１．
０５〜１．１程度にするのに必要な残余の空気を噴出さ
せる。
５に、例えば空気比λ＝０．５〜０．７になるように燃
料が過濃な予混合ガスを供給し、これを燃焼室４内、即
ち内側水管群２の内側に噴出させると共に、下段の複数
のノズル５からは、完全燃焼に必要な残余の空気、即ち
二次空気を供給して燃焼室４内に噴出させる。即ち、下
段の複数のノズルからは、全体の空気比を、例えば１．
０５〜１．１程度にするのに必要な残余の空気を噴出さ
せる。
【００１２】しかして、上段の同一断面上において複数
のノズル５から同心円の接線方向に噴出された予混合ガ
スは、燃焼室４に渦流を形成し、この渦流に着火するこ
とにより図中Ａ−Ａ断面に広がる火炎が形成される。一
方、下段の図中Ｂ−Ｂ断面上の複数のノズル５から燃焼
室４内に噴出された二次空気は、上記の予混合ガスと同
様に燃焼室４内に渦流を形成し、この空気の渦流は、上
記予混合ガスの渦流による燃焼での未燃分と良好に混合
して、未燃分の完全燃焼に供される。
のノズル５から同心円の接線方向に噴出された予混合ガ
スは、燃焼室４に渦流を形成し、この渦流に着火するこ
とにより図中Ａ−Ａ断面に広がる火炎が形成される。一
方、下段の図中Ｂ−Ｂ断面上の複数のノズル５から燃焼
室４内に噴出された二次空気は、上記の予混合ガスと同
様に燃焼室４内に渦流を形成し、この空気の渦流は、上
記予混合ガスの渦流による燃焼での未燃分と良好に混合
して、未燃分の完全燃焼に供される。
【００１３】以上のように燃焼した燃焼ガスは、燃焼室
４内を旋回しながら下降し、図中Ｃ−Ｃ断面に到達した
後、図中矢印で示す通り、内側水管群２と外側水管群３
の間、及び外側水管群３の周囲を通過し、上昇して排気
口７から排出される。このように燃焼ガスは、燃焼室４
内を旋回流動するために、対流伝熱による内側水管群２
への伝熱が効果的に行われる。
４内を旋回しながら下降し、図中Ｃ−Ｃ断面に到達した
後、図中矢印で示す通り、内側水管群２と外側水管群３
の間、及び外側水管群３の周囲を通過し、上昇して排気
口７から排出される。このように燃焼ガスは、燃焼室４
内を旋回流動するために、対流伝熱による内側水管群２
への伝熱が効果的に行われる。
【００１４】以上の予混合ガスの燃焼においては、一次
燃焼、二次燃焼とも燃焼室内に体積の大きな渦流による
火炎を形成するために、局所的な高温部が存在せず、ま
た輻射伝熱が促進されるために火炎の冷却が効果的に行
われる。従って、いわゆる予混合二段冷却燃焼が理想的
に行われてＮＯｘの発生を効果的に抑制する。
燃焼、二次燃焼とも燃焼室内に体積の大きな渦流による
火炎を形成するために、局所的な高温部が存在せず、ま
た輻射伝熱が促進されるために火炎の冷却が効果的に行
われる。従って、いわゆる予混合二段冷却燃焼が理想的
に行われてＮＯｘの発生を効果的に抑制する。
【００１５】次に本発明では、以上の構成において、上
記とは逆に、上段のノズル５からは燃料が希薄な予混合
ガスを噴出すると共に、下段のノズル５からは、残余の
燃料ガス、即ち二次燃料を噴出することにより、燃料二
段供給燃焼法を安定的に実行することができる。この場
合にも上段のノズル５から噴出した予混合ガスの燃焼は
上述と同様に、渦流により保炎されて行われるため局所
的な高温部が形成されず、また輻射伝熱による火炎の冷
却が効果的に行われ、従って燃料二段供給燃焼と相俟っ
てＮＯｘの発生を大幅に抑制することができる。
記とは逆に、上段のノズル５からは燃料が希薄な予混合
ガスを噴出すると共に、下段のノズル５からは、残余の
燃料ガス、即ち二次燃料を噴出することにより、燃料二
段供給燃焼法を安定的に実行することができる。この場
合にも上段のノズル５から噴出した予混合ガスの燃焼は
上述と同様に、渦流により保炎されて行われるため局所
的な高温部が形成されず、また輻射伝熱による火炎の冷
却が効果的に行われ、従って燃料二段供給燃焼と相俟っ
てＮＯｘの発生を大幅に抑制することができる。
【００１６】次に本発明では、以上の構成において、上
段のノズル５から燃料が希薄な予混合ガスを噴出すると
共に下段のノズル５からは燃料が過濃な予混合ガスを噴
出したり、或いは、これとは逆に、上段のノズル５から
燃料が過濃な予混合ガスを噴出すると共に下段のノズル
５から燃料が希薄な予混合ガスを噴出することにより、
濃淡燃焼を実行することができ、いわゆる PROMPT ＮＯ
及び THERMAL ＮＯの発生を抑制することができる。こ
の場合にも上段及び下段のノズル５から噴出した予混合
ガスの燃焼は上述と同様に、渦流により保炎されて行わ
れるため局所的な高温部が形成されず、また 輻射伝熱に
よる火炎の冷却が効果的に行われ、従って濃淡燃焼と相
俟ってＮＯｘの発生を大幅に抑制することができる。
段のノズル５から燃料が希薄な予混合ガスを噴出すると
共に下段のノズル５からは燃料が過濃な予混合ガスを噴
出したり、或いは、これとは逆に、上段のノズル５から
燃料が過濃な予混合ガスを噴出すると共に下段のノズル
５から燃料が希薄な予混合ガスを噴出することにより、
濃淡燃焼を実行することができ、いわゆる PROMPT ＮＯ
及び THERMAL ＮＯの発生を抑制することができる。こ
の場合にも上段及び下段のノズル５から噴出した予混合
ガスの燃焼は上述と同様に、渦流により保炎されて行わ
れるため局所的な高温部が形成されず、また 輻射伝熱に
よる火炎の冷却が効果的に行われ、従って濃淡燃焼と相
俟ってＮＯｘの発生を大幅に抑制することができる。
【００１７】尚、ノズルへの予混合ガスの供給は、燃料
と空気とを予め混合してマニホールドにより各ノズルに
供給する他、ノズル内で燃料と空気とを混合させて噴出
させても良い。この場合、ノズル内における燃料と空気
との混合手段は従来のいかなる形式のものでも良い。
と空気とを予め混合してマニホールドにより各ノズルに
供給する他、ノズル内で燃料と空気とを混合させて噴出
させても良い。この場合、ノズル内における燃料と空気
との混合手段は従来のいかなる形式のものでも良い。
【００１８】本発明では、以上に説明した燃焼をボイラ
装置において実行することにより、発生するＮＯｘ量が
１０〜３０ppmと低ＮＯｘ化を計ることができ、これ
は、従来の装置においては、６０ppm程度が限度であっ
たことから考えると飛躍的な進歩である。これは、本発
明の独特な構成により、予混合ガスの安定な燃焼と共
に、各種のＮＯｘ低減燃焼方法が有機的に組み合わされ
て行われるからである。
装置において実行することにより、発生するＮＯｘ量が
１０〜３０ppmと低ＮＯｘ化を計ることができ、これ
は、従来の装置においては、６０ppm程度が限度であっ
たことから考えると飛躍的な進歩である。これは、本発
明の独特な構成により、予混合ガスの安定な燃焼と共
に、各種のＮＯｘ低減燃焼方法が有機的に組み合わされ
て行われるからである。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上のとおり、予混合ガスを、
内側水管群に囲まれた燃焼室内に同一断面上で同心円の
接線方向に複数のノズルから噴出して渦流を形成し、こ
の渦流に着火することにより局所的な高温部が存在しな
い安定な火炎を形成することができ、このような複数の
ノズルを複数段構成して、上記予混合燃焼に、二段燃焼
法、燃料二段供給燃焼法又は濃淡燃焼法を有機的に組み
合わせて適用する構成としたので、これらの相乗作用に
より大幅なＮＯｘの低減を計ることができる。
内側水管群に囲まれた燃焼室内に同一断面上で同心円の
接線方向に複数のノズルから噴出して渦流を形成し、こ
の渦流に着火することにより局所的な高温部が存在しな
い安定な火炎を形成することができ、このような複数の
ノズルを複数段構成して、上記予混合燃焼に、二段燃焼
法、燃料二段供給燃焼法又は濃淡燃焼法を有機的に組み
合わせて適用する構成としたので、これらの相乗作用に
より大幅なＮＯｘの低減を計ることができる。
【図１】 本発明の縦断説明図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線横断説明図である。
【図３】 図１のＢ−Ｂ線横断説明図である。
【図４】 図１のＣ−Ｃ線横断説明図である。
１ ボイラ本体 ２ 内側水管群 ３ 外側水管群 ４ 燃焼室 ５ ノズル ６ 蒸気出口 ７ 排気口 ８ 水入口
Claims (4)
- 【請求項１】 内側水管群と外側水管群を同心円状に配
設して、前記内側水管群の内側を燃焼室に構成すると共
に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室を横切る上下
複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノズル
軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成し、上
段の複数のノズルから、燃料が過濃な予混合ガスを噴出
させると共に、下段の複数のノズルからは、必要な残余
の空気を噴出させる構成とした窒素酸化物低発生ボイラ
装置 - 【請求項２】 内側水管群と外側水管群を同心円状に配
設して、前記内側水管群の内側を燃焼室に構成すると共
に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室を横切る上下
複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノズル
軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成し、上
段の複数のノズルから、燃料が希薄な予混合ガスを噴出
させると共に、下段の複数のノズルからは、必要な残余
の燃料ガスを噴出させる構成とした窒素酸化物低発生ボ
イラ装置 - 【請求項３】 内側水管群と外側水管群を同心円状に配
設して、前記内側水管群の内側を燃焼室に構成すると共
に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室を横切る上下
複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノズル
軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成し、上
段の複数のノズルから、燃料が希薄な予混合ガスを噴出
させると共に、下段の複数のノズルからは、燃料が過濃
な予混合ガスを噴出させる構成とした窒素酸化物低発生
ボイラ装置 - 【請求項４】 内側水管群と外側水管群を同心円状に配
設して、前記内側水管群の内側を燃焼室に構成すると共
に、この燃焼室の上部に於いて、該燃焼室を横切る上下
複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノズル
軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成し、上
段の複数のノズルから、燃料が過濃な予混合ガスを噴出
させると共に、下段の複数のノズルからは、燃料が希薄
な予混合ガスを噴出させる構成とした窒素酸化物低発生
ボイラ装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051647A JP3059288B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 窒素酸化物低発生ボイラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051647A JP3059288B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 窒素酸化物低発生ボイラ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256409A JPH05256409A (ja) | 1993-10-05 |
| JP3059288B2 true JP3059288B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=12892650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4051647A Expired - Fee Related JP3059288B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 窒素酸化物低発生ボイラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3059288B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100830316B1 (ko) * | 2002-08-09 | 2008-05-19 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 관상화염버너, 그 연소제어방법 및 장치 |
| JP4635636B2 (ja) * | 2005-02-10 | 2011-02-23 | 三浦工業株式会社 | ボイラおよび低ＮＯｘ燃焼方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0161501U (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-19 | ||
| JPH03236503A (ja) * | 1990-02-14 | 1991-10-22 | Takuma Co Ltd | ボイラ等の燃焼装置に於けるＮＯｘ低減装置 |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP4051647A patent/JP3059288B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05256409A (ja) | 1993-10-05 |
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