JP3261509B2 - エアポートを有するボイラ火炉 - Google Patents
エアポートを有するボイラ火炉Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエアポート構造に係り、
特に低ＮＯｘ燃焼ボイラ火炉において、未燃分の発生が
少なく高効率燃焼が可能なエアポート構造に関する。
特に低ＮＯｘ燃焼ボイラ火炉において、未燃分の発生が
少なく高効率燃焼が可能なエアポート構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日の事業用ボイラは排ガス中に含まれ
る有害なＮＯｘを低減するために、燃焼炉の後に脱硝装
置を設けており、それに加えて低ＮＯｘ燃焼法を用い
て、火炉内で発生するＮＯｘ量を抑えているのが一般的
である。低ＮＯｘ燃焼法には排ガス再循環、又は二段燃
焼を火炉で行う方法と、バーナに低ＮＯｘバーナと呼ば
れるものを用いる方法との二つがあるが、最近ではこれ
らを併用している。
る有害なＮＯｘを低減するために、燃焼炉の後に脱硝装
置を設けており、それに加えて低ＮＯｘ燃焼法を用い
て、火炉内で発生するＮＯｘ量を抑えているのが一般的
である。低ＮＯｘ燃焼法には排ガス再循環、又は二段燃
焼を火炉で行う方法と、バーナに低ＮＯｘバーナと呼ば
れるものを用いる方法との二つがあるが、最近ではこれ
らを併用している。
【０００３】図５に代表的な出力３００ＭＷの微粉炭燃
焼火炉を示す。図５（ａ）は火炉の概略を示した正面
図、図５（ｂ）は側断面図である。水壁１で構成された
火炉には３段の低ＮＯｘバーナ２と、１段のエアポート
３とがそれぞれ４列対向に取り付けられている。低ＮＯ
ｘバーナ２では空気比（バーナ空気量／理論空気量）を
０.８ 程度の燃焼を行い、エアポート３でその不足分の
空気を吹き込み完全燃焼を行わせる。バーナゾーンで発
生するＮＯｘ量はバーナ空気比が低い程少ないので、こ
のような２段燃焼火炉で発生するＮＯｘ濃度は、低ＮＯ
ｘバーナ２だけを使用する場合より格段に低い値とな
る。このように、二段燃焼法はＮＯｘの発生量を低減す
るのに有効な方法である。しかし、燃焼領域が火炉の下
流側に移っているために、エアポート３の混合能率が悪
いと排ガス中に未燃分を含むことがある。尚、図中、
４、５はそれぞれ低ＮＯｘバーナ２、エアポート３のウ
インドボックスである。
焼火炉を示す。図５（ａ）は火炉の概略を示した正面
図、図５（ｂ）は側断面図である。水壁１で構成された
火炉には３段の低ＮＯｘバーナ２と、１段のエアポート
３とがそれぞれ４列対向に取り付けられている。低ＮＯ
ｘバーナ２では空気比（バーナ空気量／理論空気量）を
０.８ 程度の燃焼を行い、エアポート３でその不足分の
空気を吹き込み完全燃焼を行わせる。バーナゾーンで発
生するＮＯｘ量はバーナ空気比が低い程少ないので、こ
のような２段燃焼火炉で発生するＮＯｘ濃度は、低ＮＯ
ｘバーナ２だけを使用する場合より格段に低い値とな
る。このように、二段燃焼法はＮＯｘの発生量を低減す
るのに有効な方法である。しかし、燃焼領域が火炉の下
流側に移っているために、エアポート３の混合能率が悪
いと排ガス中に未燃分を含むことがある。尚、図中、
４、５はそれぞれ低ＮＯｘバーナ２、エアポート３のウ
インドボックスである。
【０００４】特に、燃焼効率がプラント効率に大きく影
響する事業用ボイラ火炉ではエアポート３の混合能率を
向上させるために、図６及び図７のような構造が用いら
れる。図６の例は旋回発生器１０によって旋回流を発生
させ、バーナゾーンからのガス流との混合を促進させよ
うとしたものである。ここで、噴流に旋回を与えすぎる
と遠心力によって噴流の広がりが増し、炉内への貫通力
が低下する。図７の例は旋回流の中心に直進流を噴出さ
せ、旋回流による広がりと、直進流の貫通力を兼ね備え
るようにしたものである。図中、１１はダンパである。
響する事業用ボイラ火炉ではエアポート３の混合能率を
向上させるために、図６及び図７のような構造が用いら
れる。図６の例は旋回発生器１０によって旋回流を発生
させ、バーナゾーンからのガス流との混合を促進させよ
うとしたものである。ここで、噴流に旋回を与えすぎる
と遠心力によって噴流の広がりが増し、炉内への貫通力
が低下する。図７の例は旋回流の中心に直進流を噴出さ
せ、旋回流による広がりと、直進流の貫通力を兼ね備え
るようにしたものである。図中、１１はダンパである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図８は旋回噴流の炉内
における流動様式を模式化したものである。噴流は反時
計回りに回転して渦流２０を形成しており、下側からバ
ーナーゾーンのガス流２１が上向きに流れている。この
時、噴流の左側では噴流の旋回方向がガス流２１と反対
になっているので、旋回の無い単純噴流に比較して混合
は促進される。ところが、噴流の右側では旋回方向がガ
ス流２１と同じ方向になっているので混合は抑制され
る。このため、旋回噴流を用いてもさほど混合能率は向
上しない。
における流動様式を模式化したものである。噴流は反時
計回りに回転して渦流２０を形成しており、下側からバ
ーナーゾーンのガス流２１が上向きに流れている。この
時、噴流の左側では噴流の旋回方向がガス流２１と反対
になっているので、旋回の無い単純噴流に比較して混合
は促進される。ところが、噴流の右側では旋回方向がガ
ス流２１と同じ方向になっているので混合は抑制され
る。このため、旋回噴流を用いてもさほど混合能率は向
上しない。
【０００６】本発明の目的は、低ＮＯｘ燃焼ボイラ火炉
において、旋回噴流の左右どちらもガス流の方向と反対
にすることにより、従来法より著しく混合能率を向上さ
せ、排ガス中の未燃分を従来より低減でき、コストの低
いエアポート構造を提供することである。
において、旋回噴流の左右どちらもガス流の方向と反対
にすることにより、従来法より著しく混合能率を向上さ
せ、排ガス中の未燃分を従来より低減でき、コストの低
いエアポート構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、理論空気比以下で燃焼するバーナと、その
下流側で不足分の燃焼用空気を吹き込むエアポートとか
らなるボイラ火炉のエアポート構造において、前記エア
ポートに仕切板を設け、前記仕切板の両側面に沿って前
記バーナによるガス流と同方向、前記仕切板から離れた
部分で前記ガス流と反対方向になる旋回流の発生手段を
備え、それらから発生した旋回流を噴流として火炉内に
噴出することを特徴とするものである。
に本発明は、理論空気比以下で燃焼するバーナと、その
下流側で不足分の燃焼用空気を吹き込むエアポートとか
らなるボイラ火炉のエアポート構造において、前記エア
ポートに仕切板を設け、前記仕切板の両側面に沿って前
記バーナによるガス流と同方向、前記仕切板から離れた
部分で前記ガス流と反対方向になる旋回流の発生手段を
備え、それらから発生した旋回流を噴流として火炉内に
噴出することを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、互いに旋回方向の異なる旋
回噴流で噴流が構成されているので、噴流の左右どちら
もガス流の方向と反対にすることができ、従来法より著
しく混合能率が向上する。なお、噴流の中心はガス流の
方向と同じになるが、旋回流の間にガス流が割り込むよ
うになるため、同じ向きでも殆ど混合作用は低下しな
い。
回噴流で噴流が構成されているので、噴流の左右どちら
もガス流の方向と反対にすることができ、従来法より著
しく混合能率が向上する。なお、噴流の中心はガス流の
方向と同じになるが、旋回流の間にガス流が割り込むよ
うになるため、同じ向きでも殆ど混合作用は低下しな
い。
【０００９】
【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を
参照して説明する。図１に本発明になるエアポートの一
実施例を示す。図１（ａ）は本実施例を示すエアポート
の側面図、図１（ｂ）は正面図である。本実施例では角
型の箱の一部から空気が流入（図中のＡ）するが、仕切
り板１７によって中央で仕切られているので互いに逆方
向に旋回する渦流２０、２０を形成し、円形のスロート
６から炉内に噴出する。渦流２０、２０の流量は抵抗器
１５で調整される。図中のＢは直進流の方向を示す。
参照して説明する。図１に本発明になるエアポートの一
実施例を示す。図１（ａ）は本実施例を示すエアポート
の側面図、図１（ｂ）は正面図である。本実施例では角
型の箱の一部から空気が流入（図中のＡ）するが、仕切
り板１７によって中央で仕切られているので互いに逆方
向に旋回する渦流２０、２０を形成し、円形のスロート
６から炉内に噴出する。渦流２０、２０の流量は抵抗器
１５で調整される。図中のＢは直進流の方向を示す。
【００１０】本実施例の効果を確認するために、図１の
エアポートと図６に示した同サイズの従来型エアポート
とを、微粉炭消費量１００ＫＧ／Ｈのテスト炉（幅１
Ｍ、奥行き２Ｍ、高さ３Ｍ）に装着して燃焼試験した。
テスト炉のバーナは２段、主エアポートは１段でそれぞ
れ４列対向に配置してあり、実機を縮小した構造となっ
ている。スロート直径はバーナが１００mm、エアポート
が５０mmである。この結果、本発明を使った場合排ガス
中の未燃分は２％であったのに対し、従来法では４％で
あり、本発明が有効であることが分かった。
エアポートと図６に示した同サイズの従来型エアポート
とを、微粉炭消費量１００ＫＧ／Ｈのテスト炉（幅１
Ｍ、奥行き２Ｍ、高さ３Ｍ）に装着して燃焼試験した。
テスト炉のバーナは２段、主エアポートは１段でそれぞ
れ４列対向に配置してあり、実機を縮小した構造となっ
ている。スロート直径はバーナが１００mm、エアポート
が５０mmである。この結果、本発明を使った場合排ガス
中の未燃分は２％であったのに対し、従来法では４％で
あり、本発明が有効であることが分かった。
【００１１】図２に示すものは、本実施例によるエアポ
ート噴流の炉内流動様式を模式化したものである。本実
施例では互いに逆旋回する旋回流が対となって噴流を形
成している。その結果、噴流の外側はバーナーゾーンか
らのガス流に対し対向流となっている。従って、図７の
従来例のように噴流の片側がガス流と同じ向きになるこ
とが無い。ただ、旋回噴流の中央はガス流と同じ向きに
なっているが、この間に入るガス流は旋回噴流を押し広
げて流れるため同じ向きでも殆ど混合作用は低下しな
い。
ート噴流の炉内流動様式を模式化したものである。本実
施例では互いに逆旋回する旋回流が対となって噴流を形
成している。その結果、噴流の外側はバーナーゾーンか
らのガス流に対し対向流となっている。従って、図７の
従来例のように噴流の片側がガス流と同じ向きになるこ
とが無い。ただ、旋回噴流の中央はガス流と同じ向きに
なっているが、この間に入るガス流は旋回噴流を押し広
げて流れるため同じ向きでも殆ど混合作用は低下しな
い。
【００１２】図３は本発明の他の実施例を示すもので、
空気流入口を接線方向Ａと軸方向Ｂに設け、両者の比率
を変えることで旋回流の強度を加減しようとしたもので
ある。つまりスライドリング１６の摺動方向Ｃを火炉側
に動かすと旋回が弱まり、反対に引くと旋回が強まる。
本例を用いると噴流の混合力と広がりが調整でき実用的
である。
空気流入口を接線方向Ａと軸方向Ｂに設け、両者の比率
を変えることで旋回流の強度を加減しようとしたもので
ある。つまりスライドリング１６の摺動方向Ｃを火炉側
に動かすと旋回が弱まり、反対に引くと旋回が強まる。
本例を用いると噴流の混合力と広がりが調整でき実用的
である。
【００１３】図４に示す実施例は、各々の旋回噴流の噴
出方向をガイドベーン１８によって変えて噴出するよう
にしたものである。本例の場合、ガイドベーン１８の開
き角は噴流の広がり角に合わせて３０度にしてあるが、
任意に変えられるようにすれば炉内のガス流分布に対応
した調整が可能である。
出方向をガイドベーン１８によって変えて噴出するよう
にしたものである。本例の場合、ガイドベーン１８の開
き角は噴流の広がり角に合わせて３０度にしてあるが、
任意に変えられるようにすれば炉内のガス流分布に対応
した調整が可能である。
【００１４】これらの実施例によれば、排ガス中の未燃
分を従来より、同一２段燃焼比率において４０％以上低
減することが可能である。設置費用は発生するが、同等
の効果を火炉を高くして達成する場合に比較すると１／
１０以下であり、はるかに安価である。
分を従来より、同一２段燃焼比率において４０％以上低
減することが可能である。設置費用は発生するが、同等
の効果を火炉を高くして達成する場合に比較すると１／
１０以下であり、はるかに安価である。
【００１５】
【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、旋回噴流
とガス流との混合能率が従来法より著しく向上するの
で、排ガス中の未燃分を従来より低減でき、コストの低
い低ＮＯｘ燃焼ボイラ火炉を提供することができる。
とガス流との混合能率が従来法より著しく向上するの
で、排ガス中の未燃分を従来より低減でき、コストの低
い低ＮＯｘ燃焼ボイラ火炉を提供することができる。
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例を示すエアポー
トの側面図、（ｂ）は正面図である。
トの側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図２はエアポート噴流の流動を示す模式図であ
る。
る。
【図３】図３（ａ）は本発明の他の実施例を示す側面
図、（ｂ）は正面図である。
図、（ｂ）は正面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明のさらに他の実施例を示す
平断面図、（ｂ）は正面図である。
平断面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】図５（ａ）は一般の火炉の概略を示した正面
図、（ｂ）は側断面図である。
図、（ｂ）は側断面図である。
【図６】図６は従来のエアポートを示した側断面図であ
る。
る。
【図７】図７は従来の別のエアポートを示した側断面図
である。
である。
【図８】図８は従来エアポート噴流の流動を示した模式
図である。
図である。
１ 水壁 ２ バーナ ３ エアポート ４、５ ウインドボックス ６ スロート １０ 旋回発生器 １１ ダンパ １５ 抵抗器 １６ スライドリング １７ 仕切板 １８ ガイドベーン ２０ 渦流 ２１ ガス流 Ａ 旋回流流入方向 Ｂ 直進流流入方向 Ｃ 摺動方向
Claims (4)
- 【請求項１】 バーナと、その下流側にウインドボック
スからの燃焼用空気をスロートを介して火炉内に供給す
るエアポートを有するボイラ火炉において、前記エアポ
ートのスロートを縦方向に仕切る仕切板と、前記仕切板
の両側面に対して、前記ウインドボックスからの燃焼用
空気をそれぞれ旋回方向の異なる旋回流にする旋回流発
生手段とを設けたことを特徴とするエアポートを有する
ボイラ火炉。 - 【請求項２】 請求項１記載のエアポートを有するボイ
ラ火炉において、前記仕切板の両側面に対して前記ウイ
ンドボックスからの燃焼用空気をそれぞれ供給する手段
は、互いに逆向きの旋回流となるように設けられている
ことを特徴とするエアポートを有するボイラ火炉。 - 【請求項３】 請求項２に記載のエアポートを有するボ
イラ火炉において、旋回強度を調整する手段を有するこ
とを特徴とするエアポートを有するボイラ火炉。 - 【請求項４】 請求項２に記載のエアポートを有するボ
イラ火炉において、前記旋回強度を調整する手段からの
旋回流は、前記ボイラ火炉のバーナ部からのガス流に対
して、旋回の外側で対向するように構成したことを特徴
とするエアポートを有するボイラ火炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29987992A JP3261509B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | エアポートを有するボイラ火炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29987992A JP3261509B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | エアポートを有するボイラ火炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147458A JPH06147458A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3261509B2 true JP3261509B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=17878060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29987992A Expired - Fee Related JP3261509B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | エアポートを有するボイラ火炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261509B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113719752B (zh) * | 2021-09-10 | 2023-04-18 | 惠泽（南京）环保科技有限公司 | 涡流箱、废气收集方法及废气收集与处置装置 |
-
1992
- 1992-11-10 JP JP29987992A patent/JP3261509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06147458A (ja) | 1994-05-27 |
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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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