JP3250116B2 - Combustion device using gas fuel - Google Patents

Combustion device using gas fuel

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JP3250116B2
JP3250116B2 JP24782592A JP24782592A JP3250116B2 JP 3250116 B2 JP3250116 B2 JP 3250116B2 JP 24782592 A JP24782592 A JP 24782592A JP 24782592 A JP24782592 A JP 24782592A JP 3250116 B2 JP3250116 B2 JP 3250116B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、事業用もしくは産業用
のガス燃料を用いた燃焼装置に係り、特に燃料負荷変化
の著しい運用をする場合においても、安定燃焼が広範囲
に実現できるガス燃料を用いた燃焼装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion device using a commercial or industrial gas fuel, and more particularly to a gas fuel capable of achieving stable combustion over a wide range even when the fuel load is significantly changed. It relates to the combustion device used.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、油燃料の価格の不安定性から、石
炭焚きボイラの需要が急速に増加している。石炭焚きボ
イラは、燃料中に灰分や硫黄分を含んでいることから、
その後処理に大がかりな設備が必要であり、大都市の周
囲にこのような発電設備を建造するのは環境問題から困
難である。
2. Description of the Related Art In recent years, demand for coal-fired boilers has been rapidly increasing due to instability of oil fuel prices. Coal-fired boilers contain ash and sulfur in the fuel,
After that, large-scale equipment is required for processing, and it is difficult to construct such a power generation facility around a large city due to environmental problems.

【0003】これに対してガス焚きボイラは、燃料中に
このような不純物が少なく、低公害であることから今後
も都市近郊で順調に伸びていくことが期待される。さ
て、このようにクリーンなガス焚きボイラであるが、ガ
ス燃料は燃焼性が良い反面、火炉内の圧力脈動(以後燃
焼振動と言う。)を起こしやすく、炉内の伝熱管やTV
カメラなどボイラ火炉に直接付属する構造物や、機器の
破損を招きやすい欠点がある。
[0003] On the other hand, gas-fired boilers are expected to grow steadily in the suburbs of cities in the future because they contain such impurities in the fuel and have low pollution. By the way, although such a clean gas-fired boiler is used, gas fuel has good flammability, but easily causes pressure pulsation in the furnace (hereinafter referred to as combustion oscillation), and heat transfer tubes and TVs in the furnace.
There are drawbacks such as cameras and other structures that are directly attached to the boiler furnace and that can easily damage the equipment.

【0004】燃焼振動現象は、一般には、(1)火炉内
部の発熱率分布が火炉壁近傍で局所化する(燃料の燃焼
速度が大きく、バーナの出口近傍で燃え尽きる)場合や
(2)火炎が不安定で、絶えず変動している(保炎器に
付着したり、吹き飛ぶ現象を繰り返す)場合に起こりや
すいとされている。従って、従来の燃焼振動抑制はガス
バーナの火炎の安定性向上と急速燃焼の抑制(緩慢燃
焼:長炎化)が有効であり、バーナ構造を変更して対応
していた。
[0004] The combustion oscillation phenomenon is generally caused by (1) a case in which the heating rate distribution inside the furnace is localized near the furnace wall (fuel burning speed is high and burns out near the burner outlet) or (2) flames are generated. It is said that it is likely to occur when it is unstable and constantly fluctuates (adhering to the flame stabilizer or repeating the phenomenon of blowing off). Therefore, the conventional combustion vibration suppression is effective in improving the stability of the flame of the gas burner and suppressing the rapid combustion (slow combustion: lengthening the flame), and has responded by changing the burner structure.

【0005】また、火炎の不安定性が直接の原因でない
場合(たとえば、空気流速と燃料の噴出速度のギャップ
が大きく、急速に混合してバーナ近傍に高発熱領域が存
在する場合)にも燃焼振動を誘発しやすい。通常燃焼振
動はボイラが新設、もしくは定期点検後の試運転時に起
こりやすく、いずれのケースにおいても早急に営業運転
に入るために、これら燃焼調整に与えられた時間は少な
く、従って一度燃焼振動現象が起こると短時間で原因究
明をするとともに抑制対策をしなければならないために
多くの人手が必要であった。
[0005] In addition, even when the instability of the flame is not a direct cause (for example, when the gap between the air flow velocity and the fuel injection velocity is large, the mixture is rapidly mixed, and a high heat generation area exists near the burner), the combustion oscillation also occurs. Easy to induce. Normal combustion vibration is likely to occur when a boiler is newly installed or during a test run after periodic inspection.In each case, since the operation is started immediately, the time given to these combustion adjustments is small, and therefore the combustion vibration phenomenon occurs once In order to find the cause in a short period of time and to take countermeasures, a lot of manpower was required.

【0006】国内の新設発電用ボイラは、年間の平均出
力でみれば、昭和50年には500MW/缶であった
が、平成元年には600MW/缶にもなり年々増大傾向
にある。たとえば、発電容量600MWのボイラではバ
ーナは24台以上設置されており、各々のバーナの燃焼
状態を短時間で調整するのは困難である。
In terms of the annual average output of a newly installed boiler in Japan, the output was 500 MW / can in 1975, but it has increased to 600 MW / can in 1989 and is increasing year by year. For example, in a boiler having a power generation capacity of 600 MW, 24 or more burners are installed, and it is difficult to adjust the combustion state of each burner in a short time.

【0007】燃焼振動は、火炉との気柱共鳴現象である
ので微少な圧力脈動でもエネルギが蓄積されて大きな火
炉振動に発達する可能性がある。たとえバーナ24台中
の1台が振動原因だとしても燃焼振動を誘引するに十分
な起振源になり得る。従って、多少粗雑なバーナ調整で
あっても振動を引き起こさない、安定燃焼範囲が広く信
頼性の高いバーナ開発が必要である。
[0007] Since the combustion vibration is an air column resonance phenomenon with the furnace, even a small pressure pulsation may accumulate energy and develop into large furnace vibration. Even if one of the 24 burners is the cause of the vibration, it can be a sufficient vibration source to induce combustion vibration. Therefore, it is necessary to develop a reliable burner that has a stable combustion range and does not cause vibration even if the burner adjustment is somewhat crude.

【0008】図4は従来のガスバーナの火炎安定化原理
を示す要部断面図であり、着火保炎に関するバーナ周り
の基本的な流れを示す。ガス燃料は、ガスエレメント4
02から主燃料403と副燃料404に分割され、その
結果主燃料火炎405が形成される。副燃料404は保
炎器(インペラ)401の後流に吹込むために、その循
環領域に副燃料火炎406が形成される。主燃料火炎4
05は副燃料火炎406からの輻射熱によって安定に着
火できるようになっている。
FIG. 4 is a sectional view of a main portion showing the principle of flame stabilization of a conventional gas burner, and shows a basic flow around the burner relating to ignition flame holding. Gas fuel is gas element 4
02 is divided into a main fuel 403 and an auxiliary fuel 404, and as a result, a main fuel flame 405 is formed. The auxiliary fuel 404 is blown into the downstream side of the flame stabilizer (impeller) 401, so that an auxiliary fuel flame 406 is formed in a circulation region thereof. Main fuel flame 4
Numeral 05 can be stably ignited by radiant heat from the auxiliary fuel flame 406.

【0009】図7は、従来のガスバーナ構造の断面図を
示す。各バーナ段に供給される空気は、風箱入口に設け
たダンパで流量調整する。その後各バーナに送られ、旋
回がかけられた後炉内に供給される。すなわち燃焼用空
気はバーナ中心部から半径方向の3流路に分割して1次
空気114、2次空気113及び3次空気112とし
て、炉内に供給される。この内、2次空気113は軸流
旋回器(旋回ベーン)71で旋回させ、3次空気112
はレジスタ72で旋回がかけられる。これら燃焼用空気
の旋回効果により、バーナ後方には大きな循環領域が形
成され、ガス燃料の着火安定性に大きく貢献する。
FIG. 7 shows a sectional view of a conventional gas burner structure. The flow rate of the air supplied to each burner stage is adjusted by a damper provided at the entrance of the wind box. After that, it is sent to each burner, turned, and then supplied into the furnace. That is, the combustion air is divided into three flow paths in the radial direction from the center of the burner and supplied to the furnace as primary air 114, secondary air 113, and tertiary air 112. The secondary air 113 is swirled by an axial swirler (swirl vane) 71, and the tertiary air 112 is swirled.
Is turned by the register 72. Due to the swirling effect of the combustion air, a large circulation region is formed behind the burner, which greatly contributes to the ignition stability of the gas fuel.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図5に従来のガスバー
ナの火炎の不安定性の機構について記述した。図5
(a)は、主燃料403と副燃料404がガスエレメン
ト402から炉内へ噴出する状態を示している。主燃料
火炎405と副燃料火炎406はバーナから少し離れた
場所に形成され、すなわちリフトした状態となってい
る。副燃料火炎406による高温ガスは、インペラ10
1の後方に形成される再循環領域501内部のガスの循
環によって、インペラ101後方に戻され、図5(b)
に示す様に副燃料火炎406が保炎器101に付着した
状態になる。さらに副燃料火炎406による輻射熱によ
って、主燃料403はエレメントの近傍から着火し、図
5(c)の様に主燃料403と副燃料404のいずれも
着火した状態になる。この状態ではインペラ101の内
部のO2分圧が低下し、副燃料火炎406がリフトす
る。図5(d)にこの状態を示した。火炎がリフトする
とO2もインペラ101内部に補充されるため、図5
(a)の状態に戻る。従って、火炎は周期的な変動を繰
り返し、燃焼振動を抑制できないという問題があった。
FIG. 5 describes the mechanism of flame instability of a conventional gas burner. FIG.
(A) shows a state in which the main fuel 403 and the sub fuel 404 are ejected from the gas element 402 into the furnace. The main fuel flame 405 and the auxiliary fuel flame 406 are formed at a position slightly away from the burner, that is, in a lifted state. The high-temperature gas from the auxiliary fuel flame 406 is supplied to the impeller 10
1 is returned to the rear of the impeller 101 by the circulation of the gas inside the recirculation region 501 formed behind the first impeller 101, and FIG.
As shown in (2), the auxiliary fuel flame 406 is attached to the flame stabilizer 101. Further, the main fuel 403 is ignited from the vicinity of the element by the radiant heat from the sub-fuel flame 406, and both the main fuel 403 and the sub-fuel 404 are ignited as shown in FIG. In this state, the O 2 partial pressure inside the impeller 101 decreases, and the auxiliary fuel flame 406 lifts. FIG. 5D shows this state. When the flame lifts, O 2 is also replenished inside the impeller 101, and FIG.
It returns to the state of (a). Therefore, there is a problem that the flame repeats a periodic change and cannot suppress the combustion oscillation.

【0011】燃焼振動の原因の一つに上記の如く火炎の
不安定性があげられる。火炎の不安定化現象は、通常燃
焼時には火炎が安定していても何等かの外乱、たとえば
燃焼用空気流量の変化等によって火炎が吹き飛ぶとその
影響でバーナ近傍の発熱率が変化し、炉内圧力が変る。
このような火炎の不安定化の原因の一つに、燃料と空気
との速度差に起因する乱れがあげられる。急速な混合は
燃焼性向上には寄与するものの、火炎の変動や揺らぎに
大きく影響することが分っている。
One of the causes of the combustion oscillation is the instability of the flame as described above. The flame instability phenomenon is that even if the flame is stable during normal combustion, if the flame blows off due to some disturbance, for example, a change in the flow rate of combustion air, the heat rate near the burner changes due to the effect, and the inside of the furnace Pressure changes.
One of the causes of such flame instability is turbulence caused by a speed difference between fuel and air. It has been found that rapid mixing contributes to improving flammability, but has a large effect on flame fluctuations and fluctuations.

【0012】本発明の目的は、燃焼用空気の流速等燃焼
条件が変化しても火炎が安定するようにしたガス燃料を
用いた燃焼装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a combustion apparatus using gaseous fuel in which the flame is stabilized even when the combustion conditions such as the flow rate of combustion air change.

【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
に、燃焼用空気の流速等燃焼条件が変化しても火炎が安
定するように常に、バーナ中心部に設けた保炎器(イン
ペラ)に安定して燃料が流入するように、保炎器近傍に
副燃料を吹込むノズルを設置する。
In order to achieve the above object, a flame stabilizer (impeller) always provided at the center of the burner so that the flame is stabilized even when combustion conditions such as the flow rate of combustion air change. A nozzle for injecting auxiliary fuel is installed near the flame stabilizer so that the fuel can flow stably.

【0014】すなわち本発明は、ガス燃料を火炉内に噴
出させるガスエレメントと、前記ガス燃料を燃焼させる
燃焼用空気を供給する中心部の流路およびその外側に設
けられた流路と、前記中心部流路内の先端に火炉内に面
して設けられた保炎器とを有する燃焼装置において、前
記ガスエレメントを前記外側流路内および中心部流路内
にそれぞれ設け、前記ガス燃料を外側流路内に設けたガ
スエレメントから火炉内に噴出し、中心部流路内に設け
たガスエレメントから前記保炎器の前流側に噴出するよ
うにしたことを特徴とするガス燃料を用いた燃焼装置を
構成したものである。
That is, according to the present invention, gas fuel is injected into a furnace.
A gas element to be discharged, and burning the gas fuel
Provide a central flow path for supplying combustion air and outside
Flow path and a front end in the central flow path inside the furnace.
A combustion device having a flame stabilizer provided as
Place the gas element in the outer channel and the central channel.
And the gas fuel is provided in the outer flow path.
Spouts from the furnace into the furnace and is installed in the central channel
From the gas element to the upstream side of the flame stabilizer.
A combustion device using gaseous fuel,
It is composed .

【0015】また、ガス燃料を用いた燃焼装置として、
ガス燃料を火炉内に噴出させるガスエレメントと、前記
ガス燃料を燃焼させる燃焼用空気を供給する中心部の流
路およびその外側に設けられた流路と、前記中心部流路
内の先端に火炉内に面して設けられた保炎器とを有する
燃焼装置において、前記ガスエレメントを前記外側流路
内および中心部流路内にそれぞれ設け、前記ガス燃料を
外側流路内に設けたガスエレメントから火炉内に噴出し
て主燃料火炎を形成させ、中心部流路内に設けたガスエ
レメントから前記保炎器の上流側に噴出して中心部空気
との予混合状態として後流側に供給するようにしたこと
を特徴とするガス燃料を用いた燃焼装置を構成したもの
である。
Further, as a combustion device using gas fuel,
A gas element for injecting gas fuel into the furnace;
Central flow to supply combustion air to burn gaseous fuel
Channel and a channel provided outside thereof, and the central portion channel
With a flame stabilizer provided at the tip of the inside facing the furnace
In the combustion device, the gas element may be connected to the outer passage.
Inside and in the central channel, respectively, and the gas fuel
Spouts into the furnace from the gas element provided in the outer channel
The main fuel flame is formed by the
From the element to the upstream side of the flame stabilizer
To be supplied to the downstream side as a premixed state with
Combustion device using gas fuel characterized by the following
It is.

【0016】[0016]

【作用】燃焼振動は、火炉の気柱共鳴現象であり、火炉
内部の圧力脈動がバーナの燃料や燃焼用空気の供給量に
影響して発熱率の時間変化を引き起こし、これらの間で
フィードバックループを形成して発生する場合が数多く
みられる。図3に、この機構について簡単なブロック図
を書いて示した。圧力変動と発熱率変動は互いに影響し
あいフィードバックループを形成していることが分る。
燃焼振動を抑制するには、この圧力変動、発熱率変動、
フィードバックループのうちいずれかを断てばよい。本
発明は、このうちガスバーナの着火保炎性を向上して、
発熱率変動を抑えようとするものである。
[Function] Combustion oscillation is a furnace column resonance phenomenon in a furnace. Pressure pulsations inside the furnace affect the amount of fuel and combustion air supplied to the burner, causing the heat rate to change over time, and a feedback loop between them. In many cases. FIG. 3 shows a simple block diagram of this mechanism. It can be seen that the pressure fluctuation and the heat generation rate fluctuation influence each other to form a feedback loop.
In order to suppress combustion oscillation, this pressure fluctuation, heat rate fluctuation,
It suffices to break one of the feedback loops. The present invention improves the ignition flame holding property of the gas burner,
The purpose is to suppress the change in the heat generation rate.

【0017】すなわち本発明は、火炎安定化の一手段と
して、主燃料と副燃料を別のエレメントで供給するとと
もに、副燃料用のエレメントをインペラの近くに配置し
て副燃料を燃焼用一次空気と予混合状態で供給するよう
にしたものである。また、インペラの近傍の発熱率を時
間的に安定化させるために、副燃料の空気との混合時間
を十分にとり、局所空気比を均一にする工夫をしたもの
である
That is, according to the present invention, as one means of flame stabilization, the main fuel and the auxiliary fuel are supplied by separate elements, and an element for the auxiliary fuel is arranged near the impeller so that the auxiliary fuel is supplied to the primary air for combustion. And in a premixed state. In addition, in order to stabilize the heat generation rate near the impeller with time, sufficient mixing time with the air of the auxiliary fuel is taken to make the local air ratio uniform .

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。先ず全体の構造を図6により概説する。図6は、ガ
ス燃焼用空気供給装置の系統図を示す。主燃料である液
化天然ガス(LNG)は、この受け入れ基地のLNG貯
蔵タンク61からパイプラインで火力発電所にまで送ら
れる。発電所内でベーパライザ(気化器)62によりガ
ス化して、流量調整弁63で圧力調整した後各バーナに
供給する。通常バーナ入り口のガス圧は、最大負荷時に
おいて1atgから3atgの範囲に設定されるが特にこれと
いった圧力の規制値はない。しかし燃焼振動抑制から
は、火炉内の圧力脈動が燃料側にフィードバックしにく
いように、できるだけバーナ入り口圧力を高くした方が
良い。ただし、1atgを越えるとノズル出口部において
ガス流速は音速に達し、火炉の圧力脈動が燃料の圧力変
動に直接影響するとは考えにくいので、それほど燃焼振
動抑制効果はないと考えられている。一方燃焼用空気
は、FDF(押し込み通風器)64で加圧した後、空気
予熱器66で約330℃まで昇温した後、火炉の各段に
設けた燃焼用空気の供給ダクトである風箱65に供給す
るようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, the overall structure will be outlined with reference to FIG. FIG. 6 shows a system diagram of the gas combustion air supply device. Liquefied natural gas (LNG), which is the main fuel, is sent from the LNG storage tank 61 at the receiving terminal to the thermal power plant via a pipeline. The gas is gasified by a vaporizer (vaporizer) 62 in the power plant, and the pressure is adjusted by a flow control valve 63, and then supplied to each burner. Normally, the gas pressure at the burner inlet is set in the range of 1 atg to 3 atg at the time of maximum load, but there is no particular pressure regulation value. However, from the viewpoint of suppressing combustion oscillation, it is preferable to increase the burner inlet pressure as high as possible so that the pressure pulsation in the furnace is not easily fed back to the fuel side. However, if the pressure exceeds 1 atg, the gas flow velocity reaches the sonic velocity at the nozzle outlet, and it is unlikely that the pressure pulsation of the furnace directly affects the pressure fluctuation of the fuel. On the other hand, after the combustion air is pressurized by an FDF (indentation ventilator) 64, the temperature is raised to about 330 ° C. by an air preheater 66, and then a wind box which is a supply duct of combustion air provided at each stage of the furnace is provided. 65.

【0019】図1は、本発明に係るガス燃料を用いた燃
焼装置の断面図を示す。ガス燃料はガス燃料供給ヘッダ
110から主燃料107と副燃料108に分割されて供
給される。このうち、副燃料108は、インペラ101
の内側で予混合気を作るために、インペラ101の前流
の1次空気流路において副燃料供給エレメント106
から噴射される。一方、主燃料107は、主燃料供給エ
レメント103から噴射される。これらの、ガス燃料を
燃焼させる燃焼用空気は、1次空気114、2次空気1
13、3次空気112と3つに分割された空気流路から
1次空気114を除いて旋回がかけられて火炉102に
供給される。2次空気113と3次空気112の旋回
は、2次空気エアレジスタ105と3次空気エアレジス
タ104の開度調整によって行われる。これらの旋回に
よって、大きな再循環領域が形成されるために、火炎は
安定着火する。
FIG. 1 is a sectional view of a combustion apparatus using gas fuel according to the present invention. The gas fuel is supplied from the gas fuel supply header 110 by being divided into a main fuel 107 and an auxiliary fuel 108. Of these, the auxiliary fuel 108 is the impeller 101
Upstream of the impeller 101 to create a premixed gas inside the
Fuel supply element 106 in the primary air flow path on the side
Injected from. On the other hand, the main fuel 107 is injected from the main fuel supply element 103. The combustion air for burning the gas fuel includes the primary air 114, the secondary air 1
13, the primary air 114 is removed from the air flow path divided into three parts, that is, the primary air 114, and the swirl is supplied to the furnace 102. The swirling of the secondary air 113 and the tertiary air 112 is performed by adjusting the opening of the secondary air register 105 and the tertiary air register 104. These swirls create a large recirculation zone, so that the flame ignites stably.

【0020】主燃料107と副燃料108の燃料配分比
は、3:1以上にしてインペラ101の近傍であまり発
熱しないようにする。また、1次空気114の予混合用
の1次空気流量は、副燃料108の燃料流量に比例した
量を投入するように、1次空気量調整ダンパ109を変
化させる。なお、主燃料107は、バーナ近傍で発熱し
ないように、主燃料107の周囲を低O2濃度の不活性
ガスで包むようにする。この不活性ガスは、火炉出口ガ
スを再循環したものを用いる。その供給方法は、再循環
ファンで加圧された排ガスの一部を排ガス供給ヘッダ1
11に送り、円筒上状の排ガス流路116で炉内に供給
する。図2に、図1の平断面図を示した。この図2で
は、主燃料供給エレメント103の燃料噴射孔が1つの
場合を紹介したが複数の場合もありうる。図8には、主
燃料供給エレメント103の構造について示した。これ
は、単孔ノズルのケースであり、複孔の場合にはノズル
端面82に複数の噴射孔があけられることになる。
The fuel distribution ratio between the main fuel 107 and the auxiliary fuel 108 is set to 3: 1 or more so that heat is not generated so much near the impeller 101. The primary air amount adjusting damper 109 is changed so that the primary air flow amount for premixing the primary air 114 is proportional to the fuel flow amount of the auxiliary fuel 108. It should be noted that the main fuel 107 is wrapped with an inert gas having a low O 2 concentration so as not to generate heat near the burner. This inert gas is obtained by recirculating the furnace outlet gas. The supply method is as follows: a part of the exhaust gas pressurized by the recirculation fan is supplied to the exhaust gas supply header 1.
11 and supplied into the furnace through an exhaust gas passage 116 having a cylindrical shape. FIG. 2 shows a plan sectional view of FIG. In FIG. 2, the case where the number of fuel injection holes of the main fuel supply element 103 is one is introduced, but there may be a plurality of cases. FIG. 8 shows the structure of the main fuel supply element 103. This is the case of a single-hole nozzle. In the case of a double-hole nozzle, a plurality of injection holes are formed in the nozzle end face 82.

【0021】図9には、副燃料供給エレメント106の
構造図を示した。ここでは、副燃料108と1次空気1
14との混合を良好に保つために、副燃料噴射孔91
は、複数個開けられ、1次空気114の流れ方向に対し
て垂直方向に噴射するようになっている。さて、インペ
ラ101の後方の局所空気比を調整するために光ファイ
バ117をインペラ101に挿入して、このインペラ1
01後方の火炎中のOH,CH,C2等のラジカルの発
光強度を検出し、発熱率や空気比の情報を得る。これら
の情報をもとに制御部119でバーナ局所空気比を1次
空気流量で調整し抑制するようになっている。ここで副
燃料の局所空気比は0.8以下もしくは1.2以上に保た
れのがよい。このように、これらの計測分析は、光ファ
イバ117に接続されたバーナ外部に設けられた発熱
率、空気比計測評価装置である該制御部119で行い、
1次空気流量調整ダンパ109の開度を変化させるよう
になっている。この装置は、1次空気流量調整ダンパ1
09と同じく、通常運転時には調整不要であり、ボイラ
の試運転時と定期点検後に実施する。従って、光ファイ
バ117は、取り付け及び取り外しが容易な構造とし
て、通常運転時には取り外しておくようになっている。
FIG. 9 is a structural view of the auxiliary fuel supply element 106. Here, the auxiliary fuel 108 and the primary air 1
In order to maintain a good mixture with the secondary fuel injection holes 91,
Are opened so as to be injected in a direction perpendicular to the flow direction of the primary air 114. Now, in order to adjust the local air ratio behind the impeller 101, an optical fiber 117 is inserted into the impeller 101, and this impeller 1
01 rearward in the flame of OH, CH, and detecting the emission intensity of the radical, such as C 2, to obtain the information of the heating rate and air ratio. Based on this information, the control unit 119 adjusts and suppresses the burner local air ratio with the primary air flow rate. Here, the local air ratio of the auxiliary fuel is preferably maintained at 0.8 or less or 1.2 or more. As described above, these measurement and analysis are performed by the control unit 119 which is a heat rate / air ratio measurement / evaluation apparatus provided outside the burner connected to the optical fiber 117.
The opening degree of the primary air flow adjustment damper 109 is changed. This device is a primary air flow adjustment damper 1
As in 09, no adjustment is required during normal operation, and the adjustment is performed during boiler test operation and after periodic inspection. Therefore, the optical fiber 117 has a structure that can be easily attached and detached, and is detached during normal operation.

【0022】図10乃至図13にはその他の実施例を示
した。図10は主燃料供給エレメント103を燃焼用の
3次空気112の流路に挿入した例を示す。なお図11
は、図10の正面図である。この構造は主燃料107の
ガスエレメントを燃焼用の3次空気112の流路に挿入
するため、1次空気114、2次空気113及び3次空
気112の各々の空気流路幅を十分に取っており、基本
的に既設ガスバーナ構造に近い構造となっている。この
ため既設バーナの改造が容易な利点を持つ。
FIGS. 10 to 13 show other embodiments. FIG. 10 shows an example in which the main fuel supply element 103 is inserted into the flow path of the tertiary air 112 for combustion. Note that FIG.
FIG. 11 is a front view of FIG. 10. In this structure, since the gas element of the main fuel 107 is inserted into the flow path of the tertiary air 112 for combustion, the air flow path width of each of the primary air 114, the secondary air 113, and the tertiary air 112 is sufficiently set. The structure is basically similar to the existing gas burner structure. Therefore, there is an advantage that the existing burner can be easily modified.

【0023】図12は副燃料108の噴射方向を1次空
気114に対して逆に噴射し、副燃料108と1次空気
114の混合の促進効果をねらったものである。なお、
図13は図12に示すバーナの正面図を示す。
FIG. 12 shows the effect of injecting the auxiliary fuel 108 in the opposite direction to the primary air 114 to promote the mixing of the auxiliary fuel 108 and the primary air 114. In addition,
FIG. 13 shows a front view of the burner shown in FIG.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、中心部流路より外側の
流路に設けたガスエレメントからの主燃料を火炉内に噴
射し、中心部流路内に設けたガスエレメントからの副燃
料を保炎器の前流側に噴射するようにしたため、起振源
になるバーナの安定性を確保することができるととも
に、火炉の設計が容易になる。さらに、中心部流路より
外側の流路に設けたガスエレメントからの主燃料を火炉
内に噴射し、中心部流路内に設けたガスエレメントから
の副燃料を保炎器の上流側で空気と予混合し、予混合さ
れた副燃料を保炎器に供給するようにしているため、副
燃料と空気との混合時間を十分にとることができ、保炎
器近傍の発熱率を時間的に安定化させることができる。
According to the present invention , the outside of the central flow path is provided.
The main fuel from the gas element provided in the flow path is injected into the furnace.
From the gas element installed in the central flow path
The source was injected to the upstream side of the flame stabilizer,
The stability of the burner
In addition, the furnace design becomes easier. Furthermore, from the central channel
The main fuel from the gas element provided in the outer channel is
From the gas element provided in the central channel
Pre-mixed with air upstream of the flame stabilizer,
The auxiliary fuel is supplied to the flame stabilizer,
Allows sufficient time for mixing fuel and air,
The heat generation rate in the vicinity of the vessel can be stabilized over time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るガス燃料を用いた燃焼装置の側断
面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a combustion apparatus using gas fuel according to the present invention.

【図2】図1の正面図である。FIG. 2 is a front view of FIG.

【図3】燃焼振動の機構を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a mechanism of combustion oscillation.

【図4】従来型のガスバーナの火炎安定化原理を示す要
部断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main part showing the principle of flame stabilization of a conventional gas burner.

【図5】(a)〜(d)は従来例の周期的な火炎の不安
定化現象機構を示す断面図である。
5 (a) to 5 (d) are cross-sectional views showing a conventional flame instability phenomenon mechanism of a conventional example.

【図6】ガス焚きボイラの燃焼系統を示す概略構成図で
ある。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a combustion system of a gas-fired boiler.

【図7】従来例のバーナの構造を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a conventional burner.

【図8】本発明に係る燃焼装置の主燃料供給エレメント
を示し、(a)は側面図、(b)は平面図、(c)は正
面図である。
8 shows a main fuel supply element of the combustion device according to the present invention, wherein (a) is a side view, (b) is a plan view, and (c) is a front view.

【図9】本発明に係る副燃料供給エレメントを示す側面
図である。
FIG. 9 is a side view showing an auxiliary fuel supply element according to the present invention.

【図10】本発明の他の実施例を示し、主燃料供給エレ
メントを3次空気流路に挿入した例を示す断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the present invention, in which a main fuel supply element is inserted into a tertiary air flow path.

【図11】図10の正面図である。FIG. 11 is a front view of FIG. 10;

【図12】本発明の他の実施例を示し、副燃料の供給方
法を変えた場合の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention, in which the method of supplying the auxiliary fuel is changed.

【図13】図12の正面図である。FIG. 13 is a front view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 保炎器(インペラ) 102 火炉 103 主燃料供給エレメント 104 3次空気レジスタ 105 2次空気レジスタ 106 副燃料供給エレメント 107 主燃料 108 副燃料 109 1次空気量調整ダンパ 112 3次空気 113 2次空気 114 1次空気 115 排ガス 116 排ガス流路 117 光ファイバ 118 バーナスロート 119 制御部 Reference Signs List 101 flame stabilizer (impeller) 102 furnace 103 main fuel supply element 104 tertiary air register 105 secondary air register 106 auxiliary fuel supply element 107 main fuel 108 auxiliary fuel 109 primary air amount adjustment damper 112 tertiary air 113 secondary air 114 Primary air 115 Exhaust gas 116 Exhaust gas channel 117 Optical fiber 118 Burner throat 119 Control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 伸一郎 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日 立株式会社 呉研究所内 (72)発明者 植村 俊雄 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 平1−121610(JP,A) 特開 昭57−52831(JP,A) 特開 平6−88609(JP,A) 特開 平1−51721(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 14/22 F23C 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinichiro Nomura 3-36 Takara-cho, Kure City, Hiroshima Prefecture Inside the Kure Institute (72) Inventor Toshio Uemura 6-9 Takara-cho Kure City, Hiroshima Prefecture Babcock Date Kure Factory Co., Ltd. (56) References JP-A-1-121610 (JP, A) JP-A-57-52831 (JP, A) JP-A-6-88609 (JP, A) JP-A-1-51721 ( JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F23D 14/22 F23C 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガス燃料を火炉内に噴出させるガスエレ
メントと、前記ガス燃料を燃焼させる燃焼用空気を供給
する中心部の流路およびその外側に設けられた流路と、
前記中心部流路内の先端に火炉内に面して設けられた保
炎器とを有する燃焼装置において、前記ガスエレメント
を前記外側流路内および中心部流路内にそれぞれ設け、
前記ガス燃料を外側流路内に設けたガスエレメントから
火炉内に噴出し、中心部流路内に設けたガスエレメント
から前記保炎器の前流側に噴出するようにしたことを特
徴とするガス燃料を用いた燃焼装置。
A gas element for injecting gas fuel into a furnace.
And a combustion air for burning the gaseous fuel.
A flow path in the center and a flow path provided outside the flow path,
A protection provided at the end of the central flow path facing the furnace
A combustion device having a flame device;
Are provided in the outer channel and the central channel, respectively.
The gas fuel is supplied from a gas element provided in the outer passage.
Gas element blown out into the furnace and installed in the central channel
From the upstream side of the flame stabilizer.
Combustion apparatus using a gas fuel to symptoms.
【請求項2】 ガス燃料を火炉内に噴出させるガスエレ
メントと、前記ガス燃料を燃焼させる燃焼用空気を供給
する中心部の流路およびその外側に設けられた流路と、
前記中心部流路内の先端に火炉内に面して設けられた保
炎器とを有する燃焼装置において、前記ガスエレメント
を前記外側流路内および中心部流路内にそれぞれ設け、
前記ガス燃料を外側流路内に設けたガスエレメントから
火炉内に噴出して主燃料火炎を形成させ、中心部流路内
に設けたガスエレメントから前記保炎器の上流側に噴出
して中心部空気との予混合状態として後流側に供給する
ようにしたことを特徴とするガス燃料を用いた燃焼装
置。
2. A gas element for injecting gas fuel into a furnace.
And a combustion air for burning the gaseous fuel.
A flow path in the center and a flow path provided outside the flow path,
A protection provided at the end of the central flow path facing the furnace
A combustion device having a flame device;
Are provided in the outer channel and the central channel, respectively.
The gas fuel is supplied from a gas element provided in the outer passage.
Spouts into the furnace to form a main fuel flame,
From the gas element provided at the upstream side of the flame stabilizer
And supply it to the downstream side as premixed with the center air
A combustion device using gas fuel, characterized in that:
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