JP3698484B2

JP3698484B2 - 排ガス利用の燃焼用空気供給方法及びその装置

Info

Publication number: JP3698484B2
Application number: JP12593296A
Authority: JP
Inventors: 耕平池田; 博昭南條; 宏康中村
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: JPH09310806A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン等から排出される酸素含有の排ガスを燃焼用空気として、木屑焚きボイラの燃焼室における複数の燃焼用空気供給箇所に供給させる排ガスを利用した木屑焚きボイラの燃焼用空気供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ボイラ等の燃焼装置とガスタービンとを併設したエネルギプラントにあっては、ガスタービンから排出される排ガスの温度が約４００〜６００℃と高く、且つタービン排ガス中の残存酸素濃度も約１３．５〜１５％（容量％、以下同じ）と比較的高いことから、タービン排ガスをボイラ等の燃焼用空気として有効利用することが行われている。すなわち、タービン排ガスをボイラ等の燃焼室に導入させて、これを燃焼用空気として利用するのである。
【０００３】
而して、このような排ガス利用を行なうことによって、排ガスに含まれる熱エネルギが、ボイラ等によってガス温度が２００〜３００℃程度になるまで熱回収されて、省エネルギ化に寄与すると共に、ガスタービン及びボイラ等から個々に排出される排ガス量に比して、排ガス総量を大幅に減少させ得て、大気汚染防止や地球環境保全に貢献することができるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、タービン排ガス中の残存酸素濃度は上記したように１３．５〜１５％程度であり、約２１％である空気中の酸素濃度に比しては、かなり低い。一方、ボイラ等に使用する燃料が着火性や燃焼性の比較的良好なもの（例えば、石油，天然ガス，良質の石炭等）である場合には、ボイラ等の燃焼用空気として利用するに必要且つ十分な量の排ガスがガスタービンから排出されるときは、その全量を使用するか、或いは燃料の着火性や燃焼性を配慮して、最小限度必要な新鮮空気を加えるか、の何れかによって、排ガスからの最大限の熱エネルギの回収とボイラ等への燃料費の節減を図ることができる。
【０００５】
しかし、ボイラ等に使用する燃料が低品位であったり、或いは着火性や燃焼性の悪いものである場合（例えば、木屑燃料等）には、排ガス量がいくら豊富にあっても、その残存酸素濃度では良好で安定した燃焼を維持することができない。この場合、新鮮空気の供給比を増して、酸素濃度を高める必要があった。例えば、木屑焚きボイラにおいて、タービン排ガスを燃焼用空気として新鮮空気と混合させて使用する場合や排ガス中のＮＯ_X低減を目的とした排ガス再循環方式の場合、従来の経験，実績では、燃焼用空気の酸素濃度が１８．９％未満となると、着火遅れや未燃損失の増大等の悪影響が燃焼状態の中で見られた。
【０００６】
したがって、残存酸素濃度が１３．５〜１５％程度のタービン排ガスの燃焼用空気としての使用量は制限され、木屑焚きボイラ等には好適に利用することができないでいるのが実情である。しかも、ガスタービン及び木屑焚きボイラ等の両者から排出される排ガスの総量が減少することには自ずと制約があり、技術的に制限される。。
【０００７】
本発明は、木屑焚きボイラ等にあっては、燃焼室に供給する燃焼用空気の必要酸素濃度がその供給箇所によって異なることに着目して、排ガスの燃焼用空気としての利用率の向上と排ガスの大気放出量の低減とを図ることができる排ガス利用の燃焼用空気供給方法を提供すると共に、この方法を好適に実施することができる排ガス利用の燃焼用空気供給装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の排ガスを利用した木屑焚きボイラの燃焼用空気供給方法は、火格子７の下方へ１次空気Ａ ₁ を供給する空気供給口８、火格子７の上方へサンダーダスト５６と２次空気Ａ ₂ を供給するサンダーダストノズル９及び燃焼室６内へ３次空気Ａ ₃ を供給する空気ノズル１０を備えた木屑焚きボイラ２にガスタービン設備を併設したエネルギープラントに於いて、前記木屑焚きボイラ２の１次燃焼空気Ａ ₁ として新鮮空気にタービン排ガスを混合比調整可能に混合して成る酸素濃度が１８．９％以上、温度が８０〜９０℃の混合流体を、また前記２次空気Ａ ₂ として温度が７５℃〜８５℃の新鮮空気を、更に前記３次空気Ａ ₃ として酸素濃度が１３．５〜１５％、温度が３５０〜４００℃のタービン排ガスを、前記各空気供給口８、サンダーダストノズル９及び空気ノズル１０が夫々必要とする最小限の量だけ供給することにより、全燃焼用空気の酸素濃度が１７．０％になるまでタービン排ガスの混入を可能にしたことを特徴とするものである。
【００１０】
なお、本発明において「新鮮空気」とは、大気中から採取される通常の空気（酸素濃度：約２１％）を意味するものであり、「新鮮」の語は酸素濃度が通常の空気より低い排ガスと区別するために使用したにすぎない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
図１において、１は蒸気及び電力を必要とするユーザプラント、２はユーザプラント１に蒸気を供給する木屑焚きボイラ、３はユーザプラント１に電力を供給するガスタービン、４は本発明の燃焼用空気供給装置である。
【００１３】
ボイラ２は、図２に示す如く、火格子付きの水管ボイラ構造をなすもので、上下ドラム及び水管群からなるボイラ本体５と、耐火，断熱壁及び輻射水冷壁を有する燃焼室６と、燃焼室６の底部に設置された火格子７とを具備するものである。
【００１４】
燃焼室６には、図２に示す如く、複数の燃焼用空気供給箇所、つまり火格子７下に設けた空気供給口８、火格子７の上方位に設けた複数のサンダーダストノズル９…及びサンダーダストノズル９…の上下に配して設けた複数の空気ノズル１０…から燃焼用空気を供給すると共に、木屑燃料をサンダーダストノズル９…及び燃料供給口１１から供給するようになっている。ボイラ燃料としては、微細（２ｍｍサイズ以下）なサンダーダストとその他の木屑成分（５０ｍｍサイズ以下の木屑塊）とからなる木屑燃料（消費量１８６０ｋｇ／ｈ）が使用されている。サンダーダスト及びその他の木屑成分の各消費量，水分，発熱量は表１に示す通りである。サンダーダストは後述するようにサンダーダストノズル９…から燃焼用空気と共に燃焼室６に吹き込まれて、燃焼室６内で浮遊燃焼する。一方、その他の木屑成分は、周知の供給装置１１ａにより燃料供給口１１から燃焼室６に投入されて、火格子７上で燃焼する。木屑燃料の燃焼により発生した高温ガスは、燃焼室６の壁面に設置された水冷壁に輻射熱を与えながら上昇して、ボイラ本体５に入り、ここで水管群に接触して伝熱して蒸気を発生させた後、排ガスとして排出される。なお、この例では、空気供給口８は燃焼室後壁に設けられており、サンダーダストノズル９…は前後一対のものであり、横断面矩形状をなす燃焼室周壁の４隅に、サンダーダストを燃焼室６の中央部に向かってタンゼンシャルに旋回流をなして噴出，燃焼させるような形態で、設置されており、空気ノズル９…は燃焼室前壁の一箇所及び燃焼室後壁の上下２箇所に設置されている。
【００１５】
【表１】

【００１６】
また、ボイラ本体５で発生した蒸気１２は、図１に示す如く、プラント用蒸気供給路１３からユーザプラント１に供給されると共に、プラント用蒸気供給路１３に分岐接続されたタービン用蒸気供給路１４からガスタービン３にその出力増加用及びＮＯ_x低減用蒸気として供給されるようになっている。プラント用蒸気供給路１３には、タービン用蒸気供給路１４の接続箇所の下流側において、脱気器１５に導いた脱気路１６が分岐接続されている。なお、この例では、ボイラ本体５で発生する蒸気１２は１０ｔ／ｈ，２０ｋｇ／ｃｍ²であり、ユーザプラント１及びガスタービン３に供給される蒸気圧力，蒸気流量は図１に表示する通りである。
【００１７】
また、ボイラ２つまりボイラ本体５から排出される排ガス（以下「ボイラ排ガス」という）１７は、ボイラ排ガス排出路１８から節炭器１９，マルチサイクロン２０，電気集塵機２１，エアヒータ２２，誘引通風機２３を経て、排気煙突２４に導かれるようになっている。すなわち、ボイラ排ガス１７は、節炭器１９及びエアヒータ２２で熱回収されると共にマルチサイクロン２０及び電気集塵機２１で清浄化処理された上で、排気煙突２４から大気中に放出されるようになっている。
【００１８】
ガスタービン３から排出される排ガス（以下「タービン排ガス」という）２６は、図１に示す如く、タービン排ガス排出路２７から給水加熱器２８及びサーモヒータ２９を経て、上記排気煙突２４に導かれるようになっている。すなわち、タービン排ガス２６は、給水加熱器２８及びサーモヒータ２９で熱回収された上、燃焼用空気として利用する一部（後述する利用排ガス２６ａ）を除いて、共通の排気煙突２４からボイラ排ガス１７と共に大気中に放出されるようになっている（以下、排気煙突２４から放出されるタービン排ガスを「放出排ガス２６ｂ」という）。この例では、ガスタービン３が、図１に表示する如く、燃料として灯油を使用して駆動されるものであり、発生した電力の大半（３４００ＫＷ）はユーザプラント１に供給される。また、タービン排ガス２６の酸素濃度は、約１３．９％である。
【００１９】
なお、ユーザプラント１とサーモヒータ２９との間にはサーモオイル循環路２９ａが設けられており、サーモヒータ２９においてタービン排ガス２６により加熱されたサーモオイルをユーザプラント１に供給するようになっている。また、ボイラ本体５の上ドラムには、図１に示す如く、ボイラ用給水３０が、給水タンク３１から脱気器給水ポンプ３２，脱気器１５，ボイラ給水ポンプ３３，給水加熱器２８，節炭器１９により、脱気，予熱された上で供給されるようになっている。また、ユーザプラント１に供給された蒸気は、その一部がドレン回収路１ａから給水タンク３１に返戻されるようになっている。ところで、この例における蒸気，排ガス等の温度，量，圧力等は、特に明示する他、図１に示す所定位置において同図に表示する値となっている。
【００２０】
而して、燃焼用空気供給装置４は、図１及び図２に示す如く、タービン排ガス排出路２７にサーモヒータ２９の配置箇所の下流側において分岐接続された排ガス導入路３５と、排ガス導入路３５から分岐されて、火格子７下の燃焼用空気箇所である空気供給口８に接続された第１排ガス供給路３６及び火格子７上の燃焼用空気箇所である空気ノズル１０…に接続された第２排ガス供給路３７と、火格子７上の燃焼用空気箇所であるサンダーダストノズル９…に接続されたサンダーダスト空送路３８と、サンダーダスト空送路３８の適所に分岐接続された予熱空気供給路３９と、選択された排ガス供給路である第１排ガス供給路３６から燃焼室６に供給される排ガスに新鮮空気を混合させる新鮮空気混合機構４０とを具備して、本発明の方法により、各燃焼用空気供給箇所８，９，１０から燃焼室６に供給させる各燃焼用空気の酸素濃度を、当該各燃焼用空気に必要な条件（燃焼用空気の供給により達成しようとする燃焼条件，燃焼目的等）に応じて、各々必要最小限に抑制する。
【００２１】
すなわち、ガスタービン３から排出された排ガス２６（４６６℃，４２２００Ｎｍ³／ｈ）は、給水加熱器２８及びサーモヒータ２９で熱回収されることにより冷却（３５９℃）される。そして、その一部である利用排ガス２６ａは、排ガス導入路３５に設けたタービン排ガス通風機４２により、タービン排ガス排出路２７から排ガス導入路３５へと導入され、その残部（放出排ガス）２６ｂは排気煙突２４から放出される。利用排ガス２６ａの排ガス導入路３５への導入量は、タービン排ガス通風機４２の上流側において排ガス導入路３５に設けた制御弁４３により、制御される。この例では、利用排ガス２６ａの排ガス導入路３５への導入量を８２００Ｎｍ³／ｈに設定している。なお、制御弁４３は、ボイラ２の主蒸気ＰＩＣ制御により開閉されるものである。
【００２２】
排ガス導入路３５に導入された利用排ガス２６ａは、排ガス導入路３５から分流されて第１及び第２排ガス供給路３６，３７に導入される。
【００２３】
そして、第１排ガス供給路３６に導入された利用排ガス（以下「一次空気用排ガス２６ｃ」という）は、新鮮空気混合機構４０により新鮮空気４４を混合された上で、燃焼用空気（以下「一次空気Ａ₁」という）として空気供給口８から燃焼室６に供給される。すなわち、新鮮空気混合機構４０は、図２に示す如く、第１排ガス供給３６に設けた制御弁４５と、制御弁４５の下流側において第１排ガス供給路３６に分岐接続した新鮮空気供給路４６と、新鮮空気供給路４６に設けた押込通風機４７及びその上流側の制御弁４８とを具備して、新鮮空気４４を新鮮空気供給路４６から一次空気用排ガス２６ｃに混入させるようになっている。
【００２４】
ところで、空気供給口８から火格子７下に供給する一次空気Ａ₁は、火格子７上において確実な火種維持を図り、木屑燃料の確実な着火，燃焼を行なわせると共に、火格子７上での木屑燃焼に充分な空気過剰率（１．５）を確保できるものでなければならない。そして、このような一次空気Ａ₁に必要な条件を満たすためには、周知のように、少なくとも、一次空気Ａ₁の酸素濃度が１９．６％以上でなければならない。そこで、新鮮空気混合機構４０によって、一次空気Ａ₁が上記条件を満たすに必要最小限の酸素濃度（１９．６％）となるように、つまり混合させる新鮮空気量が必要最小限となるように、且つ上記空気過剰率が確保されるように、一次空気用排ガス２６ｃ及びこれに混入させる新鮮空気４４の量を制御する。すなわち、この例では、制御弁４５，４８により、表２に示す如く、一次空気用排ガス２６ｃ（酸素濃度：１３．９％）及び新鮮空気４４（酸素濃度：２１％）の量を夫々１１８０Ｎｍ³／ｈ，４７４０Ｎｍ³／ｈにして、１９．６％の酸素濃度を有する一次空気Ａ₁を得るようにしている。また、いうまでもないが、一次空気Ａ₁の供給量は約５９２０Ｎｍ³／ｈであり、火格子７上の木屑燃焼に充分な空気過剰率（１．５）を確保できるものである。なお、制御弁４０は、一次空気用排ガス２６ｃ（３５９℃）に新鮮空気４４を混合させた後の温度つまり一次空気Ａ₁の温度が約８５℃となるように、ＴＩＣ制御器４５ａにより開閉制御されるものである。制御弁４３は、ボイラ２の主蒸気ＰＩＣ制御により開閉されるものであり、新鮮空気量を、一次空気用排ガス量に対して一次空気Ａ₁の酸素濃度が１９．６％となるに必要最小限量に制御する。
【００２５】
【表２】

【００２６】
一方、第２排ガス供給路３７に導入された利用排ガス（以下「三次空気用排ガス２６ｄ」という）三次空気用排ガス２６ｄは、新鮮空気を全く混合されることなく、そのまま空気ノズル１０…から燃焼用空気（以下「三次空気Ａ₃」という）として燃焼室６に供給される。この例では、表２に示す如く、三次空気用排ガス２６ｄたる三次空気Ａ₃の供給量は、第２排ガス供給路３７には、８２００Ｎｍ³／ｈの利用排ガス２６ａから１１８０Ｎｍ³／ｈの一次空気用排ガス２６ｃが第１排ガス供給路３６に導入されることから、その差引量である７０２０Ｎｍ³／ｈとなる。また、三次空気Ａ₃はタービン排ガス通風機４２により約３００ｍｍＨ₂Ｏまでブーストされる。
【００２７】
ところで、空気ノズル１０…から供給させる三次空気Ａ₃は、周知のように、燃焼室５内で浮遊燃焼している木屑の一部やサンダーダストの燃焼を促進し且つ完全に燃え切らせるためのものである。かかる三次空気Ａ₃に必要な条件は、利用排ガスたる三次空気用排ガス２６ｄが上述した如く高温（３５９℃）であり且つ酸度濃度の比較的高い（１３．９％）ものであることから、三次空気用排ガス２６ｄをそのまま使用することによって十分達成することができる。
【００２８】
したがって、三次空気Ａ₃として、新鮮空気の混合比率を必要最小限とすべく、三次空気用排ガス２６ｄをそのまま使用し、上記した如く約３００ｍｍＨ₂Ｏまでブーストして空気ノズル１０…から燃焼室６に供給することとする。
【００２９】
また、三次空気Ａ₃として三次空気用排ガス２６ｄをそのまま使用することは、上記した浮遊燃料の燃焼促進，燃え切りといった三次空気Ａ₃の本来的な供給目的を達成できる他、次のような効果も奏せられる。
【００３０】
すなわち、第１に、三次空気Ａ₃の酸素濃度は新鮮空気に比して低い（１３．９％）ことから、これを燃焼室５に供給させることにより、ボイラ２にとってあたかも排ガス再循環法におけると同等の効果が奏せられる。つまり、サーマルＮＯ_xの発生が可及的に抑制されて、低ＮＯ_x運転を行うことができる。また、第２に、三次空気Ａ₃は高温（３５９℃）であるから、ボイラ２において排ガス温度が２００〜３００℃程度となるまで熱回収されることになり、プラント熱効率の向上を図ることができる。
【００３１】
また、サンダーダストノズル９…からは、サンダーダスト空送路３８及び予熱空気供給路３９により、新鮮空気のみが燃焼用空気（以下「二次空気Ａ₂」という）としてサンダーダスト５０と共に燃焼室６に供給される。
【００３２】
すなわち、図２に示す如く、予熱空気供給路３９の接続箇所の上流側においてサンダーダスト空送路３８に設けたサンダーダスト空送ファン４９及び予熱空気供給路３９に設けた押込通風機５０により、サンダーダスト空送路３８に導入された新鮮空気５１及びこれに予熱空気供給路３９から導入された新鮮空気５２が、燃焼用空気（以下「二次空気Ａ₂」という）としてサンダーダストノズル９…から燃焼室６に供給される。この例では、サンダーダスト空送路３８に設けた制御弁５３及び押込通風機５０の吐出口に設けた制御弁５４により、二次空気Ａ₂の供給量を表２に示す如く１４６０Ｎｍ³／ｈに制御している。そして、かかる二次空気Ａ₂によって、サンダーダストサイロ５５からサンダーダスト空送路３８に導入されたサンダーダスト５６が空送されて、サンダーダストノズル９…から燃焼室６内に吹き込まれる。また、予熱空気供給路３９からサンダーダスト空送路３８に導入される新鮮空気５２はボイラ排ガス排出路１８のエアヒータ２２で加熱されるもので、サンダーダスト空送路３８を流動する新鮮空気５１に混入されることにより、二次空気Ａ₂をサンダーダスト５６を乾燥，予熱させるに充分な温度にする。この例では、制御弁５５，５０を制御することにより、二次空気Ａ₂の供給量を上記した１４６０Ｎｍ³／ｈに保持する範囲において、その温度が約８０℃となるようにして、サンダーダスト５６がサンダーダストノズル９…への空送途中において良好に乾燥，予熱されるようにしている。
【００３３】
ところで、二次空気Ａ₂は、上記した如く一次空気Ａ₁を使用して得られた木屑燃焼による火種と合わせて、着火遅れのない確実なサンダーダスト５６の燃焼を確保するために、サンダーダストノズル９…からサンダーダスト５６と共に燃焼室６に供給されるものである。したがって、二次空気Ａ₂には、一次空気Ａ₁や二次空気Ａ₂に比して極めて高い酸素濃度が必要とされる。そこで、上記したように、一次空気Ａ₁を新鮮空気５１，５２のみで構成して、所要の酸素濃度（２１％）を確保するようにしたのである。
【００３４】
このように、本発明によれば、表２に示す如く、燃焼室６に酸素濃度が２１％である６２００Ｎｍ³／ｈの新鮮空気４４，５１，５２と酸素濃度が１３．９％である６２００Ｎｍ³／ｈのタービン排ガス（利用排ガス）２６ａとが供給されることになり、燃焼室６に供給される燃焼用空気全体（１４４００Ｎｍ³／ｈ）としては、その酸素濃度（単純混合平均値）が１７．０％であるにすぎないにも拘わらず、木屑焚きボイラ２により燃焼を良好に行なうことができ、タービン排ガス２６の利用率を大幅に向上させることができる。
【００３５】
すなわち、一般的には、冒頭で述べた如く、木屑焚きボイラにおいて木屑燃料の着火性，燃焼性を良好に維持するために、燃焼用空気の酸素濃度は少なくとも１８．９％でなければならない。そして、このような酸素濃度を確保するためには、酸素濃度が１３．９％であるタービン排ガスは燃焼用空気として３８２０Ｎｍ³／ｈ以下しか利用できない。しかし、本発明では、上記した如く、燃焼用空気の酸素濃度が１７．０％となるまでタービン排ガスを燃焼用空気として利用することができる。つまり、表２に示す如く、８２００Ｎｍ³／ｈのタービン排ガスを燃焼用空気として利用できる。これは、上記した１８．９％の酸素濃度に対応する量（３８２０Ｎｍ³／ｈ）の２倍以上である。
【００３６】
しかも、このようにタービン排ガスの燃焼用空気としての利用率を高めることができた結果、システム全体から大気中に放出される排ガス量、つまり排気煙突２４から放出されるボイラ排ガス１７とタービン排ガス（放出排ガス）２６ｂとの合計量も大幅に減少する。
【００３７】
すなわち、上記した例では、図１に表示するように、大気中に放出される排ガス量は４９８００Ｎｍ³／ｈ（ボイラ排ガス：１５８００Ｎｍ³／ｈ，放出排ガス：３４０００Ｎｍ³／ｈ）となる。これに対して、仮に、燃焼用空気として１８．９％の酸素濃度を必要とすると、燃焼用空気として利用できるタービン排ガス量は上記した如く３８２０Ｎｍ³／ｈにすぎないから、排気煙突２４からは４３８０Ｎｍ³／ｈ（＝８２００Ｎｍ³／ｈ−３８２０Ｎｍ³／ｈ）ものタービン排ガスを放出しなければならない。しかも、それが保有する熱量Ｑが有効に利用されずに、そのまま排気煙突２４から放出されるといったエネルギ上の無駄も生じる。なお、上記熱量Ｑは、具体的には、比熱を０．３３ｋｃａｌ／Ｎｍ³・℃とすれば、排気煙突２４から放出されるボイラ排ガス温度及びタービン排ガス温度が図１に表示する如く２５３℃及び３５９℃であるから、Ｑ＝４３８０Ｎｍ³／ｈ×（３５９℃−２５３℃）×０．３３ｋｃａｌ／Ｎｍ³・℃＝１５３０００ｋｃａｌ／ｈとなる。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に改良，変更することができる。
【００３９】
すなわち、本発明は、主として、木屑燃料の他、着火性，燃焼性が良好でない各種燃料を使用する低品位の燃料焚きボイラ等の燃焼装置と上記したタービン排ガスと同等程度の酸素濃度を有する排ガスを発生するガスタービン等の排ガス発生装置とを併設したエネルギプラント等の各種システムにおいて、上記したと同様に好適に適用することができる。例えば、ボイラとしては、水管式自然循環式，強制貫流式，強制循環式，煙管式等、各種の形式のものを使用でき、その構成（燃焼室の内壁における水冷壁の有無，サンダーダストノズル９や空気ノズル１０の本数・設置箇所等）も任意である。また、ガスタービンとしては、灯油の他、石油系液体燃料，天然ガス，石炭ガス等を燃料とするものでもよい。
【００４０】
また、上記した例では、燃焼用空気として、排ガスと新鮮空気とを混合させた一次空気Ａ₁、新鮮空気のみからなる二次空気Ａ₂及び排ガスのみからなる三次空気Ａ₃の３種としたが、かかる燃焼用空気の成分は、燃焼室６における燃焼条件等に応じて適宜に変更することができる。例えば、排ガスと新鮮空気とを混合させた燃焼用空気が複数種あり、これらの燃焼用空気における新鮮空気の混合比率（酸素濃度）を異にする場合もある。勿論、燃焼用空気として、新鮮空気のみからなるもの又は排ガスのみからなるものを必要としない場合もありうる。
【００４１】
また、燃焼用空気の供給，新鮮空気の混入，新鮮空気の混合比率の制御等は、上記したような手段による他、公知の制御手段を任意に使用して行なうことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、燃焼室全体における燃焼を考慮して燃焼用空気の濃度を設定するのではなく、燃焼室の各部における燃焼の相違を考慮して各部毎に燃焼用空気の濃度を必要最小限に設定するようにしたから、燃焼用空気の一部として排ガスを使用する場合にも、良好な燃焼を確保しつつ、排ガスの利用率を大幅に向上させることができ、しかも大気放出される排ガス量を大幅な減少させることができると共に、排ガス中の熱エネルギを効率よく回収することができる。したがって、近時要請の高い省エネルギ化及び地球環境公害対策を強力に推進することができ、その実用的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排ガス利用の燃焼用空気供給装置を組み込んだエネルギプラントの一例を示す系統図である。
【図２】上記燃焼用空気供給装置を示す系統図である。
【符号の説明】
１…ユーザプラント、２…木屑焚きボイラ、３…ガスタービン、４…排ガス利用の燃焼用空気供給装置、６…燃焼室、７…火格子、８…空気供給口（燃焼用空気供給箇所）、９…サンダーダストノズル（燃焼用空気供給箇所）、１０…空気ノズル（燃焼用空気供給箇所）、２６…タービン排ガス（ガスタービンから排出される排ガス）、２６ａ…利用排ガス（燃焼用空気として利用されるタービン排ガス）、２６ｂ…放出ガス（大気中に放出されるタービン排ガス）、２６ｃ…一次空気用排ガス（燃焼用空気の一部として利用されるタービン排ガス）、２６ｄ…三次空気用排ガス（燃焼用空気として利用されるタービン排ガス）、３６…第１排ガス供給路（選択された排ガス供給路）、３７…第２排ガス供給路（選択されない排ガス供給路）、３８…サンダーダスト空送路、４０…新鮮空気混合機構、４４，５１，５２…新鮮空気、５６…サンダーダスト、Ａ₁…一次空気（燃焼用空気）、Ａ₂…二次空気（燃焼用空気）、Ａ₃…三次空気（燃焼用空気）。

Claims

火格子（７）の下方へ１次空気Ａ ₁ を供給する空気供給口（８）、火格子（７）の上方へサンダーダスト（５６）と２次空気Ａ ₂ を供給するサンダーダストノズル（９）及び燃焼室（６）内へ３次空気Ａ ₃ を供給する空気ノズル（１０）を備えた木屑焚きボイラ（２）にガスタービン設備を併設したエネルギープラントに於いて、前記木屑焚きボイラ（２）の１次燃焼空気Ａ ₁ として新鮮空気にタービン排ガスを混合比調整可能に混合して成る酸素濃度が１８．９％以上、温度が８０〜９０℃の混合流体を、また前記２次空気Ａ ₂ として温度が７５℃〜８５℃の新鮮空気を、更に前記３次空気Ａ ₃ として酸素濃度が１３．５〜１５％、温度が３５０〜４００℃のタービン排ガスを、前記各空気供給口（８）、サンダーダストノズル（９）及び空気ノズル（１０）が夫々必要とする最小限の量だけ供給することにより、全燃焼用空気の酸素濃度が１７．０％になるまでタービン排ガスの混入を可能にしたことを特徴とする排ガスを利用した木屑焚きボイラの燃焼用空気供給方法。