JP5028278B2 - 微粉炭焚きボイラ - Google Patents
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Description
また、アフタエアポートを上流側と下流側の二段に配置し、空気流量と噴流の向きなどを制御するようにした技術が開示されている(例えば、特許文献3、4参照)。
特に、特開平9−126415号公報には、微粉炭焚きボイラにアフタエア空気を供給する主アフタエアポートと副アフタエアポートとの配置を工夫して、副アフタエアポートを主アフタエアポートの上流側で、且つ隣接する主アフタエアポートのちょうど中間となる位置に配置した構造が開示されている。
上記微粉炭焚きボイラのアフタエアポートの配置構造では、副アフタエアポートから供給する副アフタエア空気によって火炉内の未燃焼成分と混合させて、酸化領域によって一酸化炭素(CO)を低減できる。
しかしながら上記構造の微粉炭焚きボイラでは、火炉内の未燃焼成分の燃焼に伴って燃焼温度が上昇するので、発生するNOxの濃度が急上昇してしまうという問題がある。
本発明の目的は、火炉中央部及び火炉壁近傍へ効率よく空気を供給することにより燃焼ガスとの混合を促進し、NOxとCOを共に低減できるようにした微粉炭焚きボイラを提供することにある。
本発明においては、主アフタエアポートは火炉中央部へ到達可能な運動量の大きい空気を噴出するよう構成し、前記副アフタエアポートは火炉壁面近傍へ運動量の小さい空気を噴出する構成であって、副アフタエアポートの断面中心から主アフタエアポートの断面中心までの距離が、主アフタエアポート口径の1倍以上5倍以下となるように副アフタエアポートを設置することが望ましい。
副アフタエアポートを主アフタエアポートの上流側に配置した場合は、副アフタエアポートから副アフタエア空気を供給することによって火炉上流からの燃焼ガスがよどむ、すなわち火炉壁近傍の燃焼ガスの上昇流速が弱まる。このため、主アフタエアポートから供給される主アフタエア空気の流れが火炉壁近傍で燃焼ガスによって乱されることなく、火炉中央に供給することができる。
また、副アフタエアポートを主アフタエアポートの下流側に配置した場合、火炉上流からの燃焼ガスは主アフタエアポートの噴流と混合するが、一部は主アフタエアポートの間からすり抜ける。すり抜けた未燃焼ガスは、主アフタエアポートの下流では未燃焼ガスの上昇流速が弱まってよどんでいる。そのため、このよどみ域で副アフタエアポートから副アフタエア空気を供給すると、火炉壁近傍で燃焼ガスと空気との混合を促進させることができる。
逆に副アフタエアポートの断面中心位置が、主アフタエアポートの口径の5倍以上の長さになるように副アフタエアポートを主アフタエアポートの上流側に設置すると、副アフタエア空気と燃焼ガスによるよどみの効果が十分得られなくなる。また、主アフタエアポートの口径の5倍以上の長さになるように副アフタエアポートを主アフタエアポートの下流側に設置すると、主アフタエア空気と燃焼ガスのよどみ域に副アフタエア空気を供給できなくなるため混合は促進されない。また、副アフタエアポートの断面中心位置が、主アフタエアポートの口径の1倍以下の長さになるように副アフタエアポートを設置すると、副アフタエア空気が主アフタエア空気に巻き込まれるため上述の効果は得られない。
本発明では、主アフタエアポートから供給される主アフタエア空気の運動量は、副アフタエアポートから供給される副アフタエア空気の運動量に対して、3〜20倍の範囲となるようにすることが望ましい。主アフタエア空気の運動量が副アフタエア空気の運動量の3倍より小さいと、副アフタエア空気の運動量が大きくなるため火炉壁近傍の未燃焼成分へ効率よく空気を混合できなくなる。また主アフタエア空気の運動量が小さくなるため火炉中央部まで空気が到達できなくなる。一方主アフタエア空気の運動量が副アフタエア空気の運動量の20倍より大きくなると、副アフタエア空気の運動量、特に流量が小さすぎるため火炉壁近傍の未燃焼成分の燃焼に必要な空気を供給できなくなる。
また本発明では、主アフタエアポートは出口の空気噴出口へ向かって流路外径が縮小する縮流部を有し、噴出される空気が主アフタエアポート中心軸方向を向いて流れるようにすることが望ましい。このようにすると、主アフタエア空気の運動量が増加して火炉中心部まで噴流が到達し混合が促進されるため、NOxとCOの同時低減に極めて有効である。
また副アフタエアポートは、副アフタエア空気を火炉内部に噴出する空気噴出口へ向かって拡大する構造を有し、同心軸上の多重管構造に形成され、中央にある流路から直進流を噴出し、その外周からは旋回流を供給するようにすることが望ましい。副アフタエアポートから噴出された空気がアフタエアポート中心軸と平行方向に流れる、または旋回流が発生するようにすると、主アフタエアポートによって空気を混合できない壁際部分の燃焼ガスに空気を混合し、COを低減するのに効果がある。直進型または旋回型の副アフタエアポートから噴出した空気は、火炉の壁から炉内中心に向かう流速の減衰が早いため、火炉の中心部まで空気が到達しにくい。よって、火炉中央の高温域でサーマルNOxが発生することなく、壁際のガスの混合を促進し、COを低減することができる。
また本発明では、主アフタエアポートは、噴出される空気が主アフタエアポート中心軸方向を向いて流れるように構成し、副アフタエアポートは副アフタエアポート中心軸と平行方向に直進流を噴出し、その外周から旋回流を噴出する構成とするとNOx、COの低減に特に効果的である。このようにすると、火炉中央へ向かう主アフタエア空気の運動量が増加して、火炉中央へ空気を効率よく供給できるだけでなく、副アフタエア空気は旋回によって壁近傍の未燃焼成分と効果的に混合できる。
また本発明では、主アフタエアポートと副アフタエアポートを、火炉壁面に設置されて外部からアフタエア空気が供給される共通のウィンドウボックスの内部にそれぞれ配置することが望ましい。このようにすれば、アフタエアエア空気の流量を低流量(低負荷)から高流量(高負荷)まで1つの弁で制御可能となる。特に主アフタエアポートは縮流部を有する構造、副アフタエアポートは旋回流を供給できる構造であり、ともに圧力損失が高いため、空気流量の制御が容易となる。更にウィンドウボックスを共通とすると、構造が簡素化され製作が容易になり、新たに主或いは副アフタエアポートを追加するときにも設置が容易である。
また主アフタエアポートの1つと副アフタエアポートの1つを一組にして、少なくとも一組を同一のウィンドウボックスに接続し、前記ウィンドウボックスの複数個を火炉壁面に一方向に並べて設置してもよい。このようにすれば、主アフタエア空気と副アフタエア空気の運動量の比率を変えることなく、火炉の中央部と火炉側壁部で噴出するアフタエア空気の流量を調整できるため、燃焼ガスの多い部分に効率よく空気を混合できるようになる。
また本発明では、最下流段バーナと主アフタエアポートの距離をX、主アフタエアポートと火炉下流にある熱交換機の底面までの距離をYとすると、X/(X+Y)が0.3〜0.6の範囲に主アフタエアポートを配置することが望ましい。主アフタエアポートの設置位置がX/(X+Y)<0.3となると、還元領域が減少するためNOx発生量が増加する。またX/(X+Y)>0.6より大きくなると、主及び副アフタエア空気投入後の滞留時間が減少して混合が不十分となるため、未燃焼成分が多くなる。
また本発明では、主アフタエアポートの口径は、火炉中央側に比べて側壁側が小さくなるように配置することが望ましい。火炉中央部近傍では火炉上流から流れてくる未燃焼ガスの上昇速度が特に大きくなる。したがって、側壁側の主アフタエアポートの口径を小さくすると、火炉中央部側へ供給される空気の運動量が側壁側に比べて大きくなるため、火炉中央部側に残留する未燃焼成分との混合が促進される。
また本発明では、主アフタエアポートと副アフタエアポートを、火炉壁面に設置されて外部からアフタエア空気が供給される共通のウィンドウボックスの内部にそれぞれ配置し、アフタエア空気を供給するアフタエア空気供給ダクトに空気流量調整機構を備える。そして、バーナへ燃焼用の2次、3次空気を供給する2次、3次空気供給ダクトに、各バーナに独立して空気をそれぞれ供給できるように空気流量調整機構を配設することが望ましい。このようにすると、アフタエアポートへ供給する空気とバーナへ供給する空気の比率を一定にしたまま、バーナの2次、3次空気流量を微調整することが可能になり、バーナの燃焼状態に応じて効率よく空気を供給できるようになる。このためバーナ部で発生するNOxを常に最小に保つと同時に、主アフタエアの空気噴出条件をNOxとCOの総合性能が最適になるよう保つことができる。
また主アフタエアポートの1つと副アフタエアポートの1つを一組にして、少なくとも一組を同一のウィンドウボックスに接続し、前記ウィンドウボックスの複数個を火炉壁面に一方向に並べて設置し、アフタエア空気を供給するアフタエア空気供給ダクトに空気流量調整機構を備え、バーナへ燃焼用の2次、3次空気を供給する2次、3次空気供給ダクトに、各バーナに独立して空気をそれぞれ供給できるように空気流量調整機構を配設することもできる。このようにするとバーナの2次、3次空気流量を微調整することができ、更に主アフタエア空気と副アフタエア空気の運動量の比率を変えることなく、火炉の中央部と火炉側壁部で噴出するアフタエア空気の流量を調整できるため、バーナの燃焼状態に応じて特に効率よく空気を供給できるようになる。
また本発明においては、複数のバーナに搬送される燃料の微粉炭量を計測する微粉炭流量計を、バーナに微粉炭を搬送する流路に設置し、この微粉炭流量計で計測した微粉炭量に基づいてバーナに供給する燃焼用の2次、3次空気量を調節する制御器が備えられていることが望ましい。微粉炭流量計を設置すると、微粉炭供給量の偏差に応じて空気を供給することが可能となる。更に制御器を設けて微粉炭供給量に応じてバーナ2次、3次空気流量を制御することで、効果的にNOxとCOを低減できる。
また、複数のバーナに搬送される燃料の微粉炭量を計測する微粉炭流量計を、前記バーナに微粉炭を搬送する流路に設置し、この微粉炭流量計で計測した微粉炭量に基づいて主及び副アフタエアポートに供給するアフタエア空気量を調節する制御器が備えることもできる。微粉炭流量計を設置すると、微粉炭供給量の偏差に応じて空気を供給することが可能となる。更に制御器を設けて微粉炭供給量に応じてアフタエア空気流量を制御することで、効果的にNOxとCOを低減できる。
本発明は、火炉の燃焼空間における酸素濃度を検出する複数の酸素濃度検出器と、酸素濃度検出器からの信号に基づいて複数の主アフタエアエアポートと副アフタエアポートの空気流量を個別に調整する制御装置を備え、複数の酸素濃度検出器からの信号により主アフタエアポートの空気流量と、副アフタエアポートの空気流量を制御することが望ましい。火炉中央部の酸素濃度が低いときは主アフタエア空気を増加させるために副アフタエア空気量を減少させ、火炉側壁部の酸素濃度が低いときは副アフタエア空気を増加させるために主アフタエア空気量を減少させる。このようにすると、バーナの燃焼条件を一定にしたまま空気流量を制御できるため、バーナ部で発生するNOxを最小に保つことができる。
り、その下流にアフタエアポート37、38が配置されている。バーナ52と同列上には
主アフタエアポート37があり、その両隣に副アフタエアポート38が設けてある。即ち
、隣接する2個の主アフタエアポート37の間に2個の副アフタエアポート38を配置する。主アフタエアポート37と副アフタエアポート38の間隔は、主アフタエアポート間(即ち、バーナ間)の距離の1/4〜1/3となっている。なお、図13では主アフタエアポート間(即ち、バーナ間)の距離の1/3である。
バーナの下流には、主アフタエアポート37が設置される。主アフタエアポートは通常、火炉の前壁と後壁にそれぞれ複数個設置される。主アフタエアポート37の構造は、噴出口付近で空気の流れが主アフタエアポート中心軸方向を向くように構成された、縮流型の構造である。構造の詳細は後述する。バーナ部で形成された空気不足の火炎から発生したCOなどの未燃焼成分の大部分は、主アフタエアの空気と混合することで完全燃焼(酸化)する。ただし、未燃焼成分と主アフタエア空気の混合時に、NOx(主にサーマルNOx)も発生する。NOxの発生量は主アフタエア空気の運動量(縮流部の最大流速)と関連があり、主アフタエア空気の運動量の調整が重要である。さらに、主アフタエア空気の噴出条件をNOxが低くなるように設定すると、酸化が不充分になり、COが発生しやすくなる傾向があるので、NOxとCOの性能バランスに留意して、主アフタエア空気の噴出条件を設定する必要がある。
主アフタエアポート37の下流には副アフタエアポート38が設置される。副アフタエアポート38も通常、火炉の前壁と後壁にそれぞれ複数個設置される。副アフタエアポート38の構造は、旋回流を供給できる構造である。構造の詳細は後述する。空気不足の火炎から発生したCOなどの未燃焼成分の大部分は、主アフタエアの空気と混合することで完全燃焼するが、一部は主アフタエアポート37の間からすり抜ける。NOxを発生することなく未燃焼成分に効果的にガスを混合するためには、副アフタエア空気の運動量調整が重要である。
副アフタエアポート38の設置位置は、副アフタエアポート38の断面中心位置と主アフタエアポート37の断面中心位置の距離が、主アフタエアポート37の口径の1から5倍となるように配置することが望ましい。副アフタエアポート38の断面中心位置が、主アフタエアポート37における口径の5倍以上の長さより下流側に位置すると、主アフタエアポート37の近傍でよどんでいる未燃焼成分70へ副アフタエア空気71を供給できなくなるため、火炉壁近傍のCO濃度が増加する。逆に、副アフタエアポート38の断面中心位置が、主アフタエアポート37における口径の5倍以上の長さより上流側に位置すると、主アフタエアポート37から供給される主アフタエア空気72の流れが炉壁近傍で未燃焼ガスによって乱されるため、火炉中央に空気を供給できなくなる。更に、ガス温度が高い条件で副アフタエア空気71が噴出されるためNOx濃度が増加する。また、副アフタエアポート38は主アフタエアポート37の口径の1倍以上離れたところに設置しないと、副アフタエアが主アフタエアポートからの噴流に巻き込まれるため、副アフタエアポートの効果が得られなくなる。
燃焼用空気は、空気流量配分調整機構42で、バーナ用2次、3次空気56とアフタエア空気55に配分される。バーナへ供給される2次、3次空気56は、空気流量配分調整機構44で前壁側のバーナに流れる空気と後壁側のバーナに流れる空気に配分される。前壁側のバーナと後壁側のバーナに流れるバーナ用2次、3次空気56は、微粉炭流量計73で計測された微粉炭流量74に応じて、制御器61で設定されたバーナ用2次、3次空気流量設定値に制御される。制御器61には、微粉炭流量計73で測定された微粉炭流量74とバーナ用2次、3次空気流量検出器75で検出されたバーナ用2次、3次空気流量76が入力される(図20)。制御器61では、1つのミルから供給される微粉炭量に偏差がある場合に、微粉炭流量74に基づいて微粉炭が多く供給されているバーナ52のバーナ用2次、3次空気流量76を多くし、また微粉炭が少なく供給されているバーナ52のバーナ用2次、3次空気流量76を少なくし、個々のバーナの空気流量を独立して調整することができる。
アフタエア空気55はアフタエア空気流量調整機構77で、前壁側のアフタエアポートに流れる空気と後壁側のアフタエアポートに流れる空気に配分される。前壁側のアフタエアポートと後壁側のアフタエアポートの空気は、更に主アフタエア流量調整機構と副アフタエア流量調整機構により、主及び副アフタエアポートに流れる空気に配分される。これにより、主アフタエア空気の運動量と副アフタエア空気の運動量が調整できる。空気流量調整機構の詳細は後述する。主アフタエア空気の運動量が大きすぎるときには副アフタエア空気量を増やし、運動量が小さすぎるときには逆にする。副アフタエア空気は主アフタエアポート37の下流で噴出し、主アフタエアポート37の間からすり抜けた未燃焼成分に空気を供給するため、効率よくCOを低減できる。一方、副アフタエア空気は運動量が少なく、噴出した空気は下流側の低温部で未燃焼成分と混合するため、NOx(サーマルNOx)発生に与える影響は小さい。また、副アフタエアを用いて主アフタエア空気量を調整できるので、バーナ52へ供給される2次、3次空気流量76は常に一定にできる。これは、バーナ部で形成される空気不足の火炎の燃焼条件を、ここでのNOx発生量が最も少なくなる最適条件で常に運用できることを意味する。この結果、バーナ部で発生するNOxを常に最小に保つと同時に、主アフタエアの空気噴出条件をNOxとCOの総合性能が最適になるよう保つことができる。
図20は火炉前壁側から見たボイラの構成図である。主アフタエアポート37と副アフタエアポート38は同一のウィンドウボックス1に配置される。ウィンドウボックス1を共通とすると、ウィンドウボックス1へ供給される空気は1つの弁で調整できるため、制御が容易となる。副アフタエアポート38の配置方法の1つは、主アフタエアポート37の下流側に配置することである。バーナ52は、バーナ用2次、3次空気供給ダクト54が独立して接続され、個別に空気流量を制御できる。バーナ用2次、3次空気供給ダクト54の流路にはバーナ用2次、3次空気流量調整機構78が設置され、バーナ52に流れる空気の量が調整される。また微粉炭を搬送する流路には微粉炭流量計73が設置され、微粉炭流量計73で計測された微粉炭流量74に応じて、制御器61で設定されたバーナ用2次、3次空気流量設定値に制御される。
副アフタエアポートの配置が空気と未燃焼成分の混合に及ぼす効果について、図21、図22を用いて説明する。図21は火炉前壁側から見たボイラの前壁近傍のガス混合状態を、図22は本発明による微粉炭焚きボイラのガスの混合状態を示す図である。バーナ52で発生した未燃焼成分70は、下流の主アフタエアポート37から供給される空気と混合して酸化されるが、一部の未燃焼成分70は主アフタエアポート37の間からすり抜ける(図21)。副アフタエアポート38を主アフタエアポート37における口径の1〜5倍の範囲に設置することにより、副アフタエアポート38から供給した空気は、主アフタエアポート37の間からすり抜けた未燃焼成分70がよどんでいる火炉壁近傍に空気を供給できる。また、副アフタエア空気71は運動量が小さいため、未燃焼成分70とすぐには混合せずに火炉下流の低温域79で混合する(図21)。これによりサーマルNOxの発生とCOの発生を同時に抑制することができる。
主アフタエア空気72の運動量は副アフタエア空気71の運動量の3〜20倍とすることが望ましい。例えば、主アフタエア空気72と副アフタエア71の流量比率を3:1、主アフタエア空気72の噴出流速を30m/s,副アフタエア71の噴出流速を15m/sとすると運動量比率は10倍となる。このようにすると、主アフタエア空気72は火炉中央部へ効率よく供給され、未燃焼成分70と急速に混合するため、効率よくCOを低減できる。また副アフタエア空気71は火炉壁近傍へ効率よく供給され、火炉下流の低温域79で未燃焼成分70と副アフタエア空気71が緩慢に混合するため、サーマルNOxの発生を抑制できる。
図23は、主アフタエアポートの構成、及び主アフタエアポートから噴出されるガスの混合状態を表しており、図19のA−A’断面図である。主アフタエアポート37は通常、燃焼気体の流れと直角に複数配置され、火炉前壁45側と火炉後壁46側に同数配置される。図示されていないが、下流には副アフタエアポート38が主アフタエアポート37と同一のウィンドウボックス1に配置されている。主アフタエアポート37へ供給される空気は、アフタエア空気流量調節機構77により空気の量が調整され、更に主アフタエア空気流量調整機構40によりそれぞれの流路に流れる空気の量が調整される。
主アフタエアポート37の口径は、火炉中央側に比べて側壁側が小さくなるように配置される。側壁側の主アフタエア空気72の口径を小さくして運動量を増加させると火炉中央部まで噴流が到達できるため、火炉中央部近傍をすり抜ける未燃焼成分70に効率よく空気を供給することができる。
図24は、副アフタエアポートの構成、及び副アフタエアポートから噴出されるガスの混合状態を表しており、図19のB−B’断面図である。副アフタエアポート38は通常、燃焼気体の流れと直角に複数配置され、火炉前壁45側と火炉後壁46側に同数配置される。図示されていないが、上流には主アフタエアポート37が副アフタエアポート38と同一のウィンドウボックス1に配置されている。副アフタエアポート38へ供給される空気は、アフタエア空気流量調節機構77により空気の量が調整され、更に副アフタエア空気流量調整機構41によりそれぞれの流路に流れる空気の量が調整される。副アフタエア空気71は、運動量を小さくして主アフタエアポート37の間からすり抜けた未燃焼成分70に空気を供給する。このようにすると、副アフタエア空気71は、ガス温度の高い領域で未燃焼成分70と混合することなく、温度の低い下流域で混合される。
図25に、副アフタエアポートのエアポート構造の一例を示す。副アフタエアポート38は同心軸上の多重円管構造になっている。中心部の円管85からは直進流を噴出し、外周部86からはレジスタ87により旋回流を噴出する構造になっている。副アフタエア空気71の流量は副アフタエア空気流量調整機構41により調整することができる。副アフタエアポート38を多重管にし、直進流と旋回流の複合ポートにすることにより、貫通力の調整(火炉中央での未燃ガスすり抜け防止)および、主アフタエアポート37間の未燃ガス混合促進(旋回流の効果)が期待できる。
図20と図32を用いて説明する。ミルから供給された微粉炭流量74は微粉炭流量計73により計量され、信号が制御器61に入力される。またバーナ用2次、3次空気流量76はバーナ用2次、3次空気流量検知器75により計量され、信号が制御器61に入力される。制御器61ではバーナに供給される微粉炭流量74を常時判定して、バーナ用2次、3次空気流量76が計算される。制御器61からの信号により、バーナ用2次、3次空気流量調整機構開度指令80がバーナ用2次、3次空気流量調整機構78に送られ、火炉内燃焼空間23へ噴出するバーナ用2次、3次空気流量76が制御される。微粉炭供給量が多い箇所が火炉前壁側にある場合は、火炉前壁のバーナ用2次、3次空気流量76を多くし、後壁側のバーナ用2次、3次空気流量76を少なくすることができる。また微粉炭供給量が多い箇所が火炉側壁部にある場合は、火炉側壁部のバーナ用2次、3次空気流量76を多くし、火炉中央部のバーナ用2次、3次空気流量76を少なくすることができる。本制御方法を用いれば、バーナ一台あたりに供給される微粉炭流量に応じてバーナ用2次、3次空気流量76を制御し、火炉上流で発生する未燃焼成分70へ空気を供給できるため、効果的にCOを低減できる。
次に、図30と図33を用いて説明する。ミルから供給された微粉炭流量74は微粉炭流量計73により計量され、信号が制御器61に入力される。またアフタエア空気流量63はアフタエア空気流量検知器60により計量され、信号が制御器61に入力される。制御器61ではバーナに供給される微粉炭流量74を常時判定して、アフタエア空気流量63が計算される。制御器61からの信号により、アフタエア空気流量調整機構開度指令64がアフタエア空気流量調整機構77に送られ、火炉内燃焼空間23へ噴出するアフタエア空気流量63が制御される。微粉炭供給量が多い箇所が火炉前壁側にある場合は、火炉前壁のアフタエア空気流量63を多くし、後壁側のアフタエア空気流量63を少なくすることができる。また微粉炭供給量が多い箇所が火炉側壁部にある場合は、火炉側壁部のアフタエア空気流量63を多くし、火炉中央部のアフタエア空気流量63を少なくすることができる。本制御方法を用いれば、バーナ一台あたりに供給される微粉炭流量に応じてアフタエア空気流量63を制御し、バーナ部でNOx発生量が最小となる燃焼条件に保ったまま火炉上流で発生する未燃焼成分70へ空気を供給できるため、効果的にNOx、COを低減できる。
また、図31と図34を用いて説明する。燃焼ガスの酸素濃度測定値81は、後部伝熱部の下流に設置されている酸素濃度検知器82により計量され、信号が制御装置61に入力される。また主アフタエア空気流量89は主アフタエア空気流量検知器90により計量され、信号が制御装置61に入力される。制御装置61では酸素濃度が低い箇所の上流に設置されているアフタエアエアポートの空気量を常時判定して、主アフタエアポート37と副アフタエアポート38の空気量を計算し、主アフタエア空気流量89が決定される。制御装置61からの信号により、主アフタエア空気流量調整機構開度指令91が主アフタエア空気流量調整機構40に送られ、火炉内燃焼空間23へ噴出する空気流量が制御される。酸素濃度が低い箇所が火炉中央にある場合は、主アフタエアポート37の空気流量を多くし、副アフタエア空気流量を調整することができる。逆に酸素濃度が低い箇所が火炉壁近傍にある場合は、主アフタエアポート37の空気流量を少なくし、副アフタエア空気流量を調整することができる。本制御方法を用いれば、出口の酸素濃度に応じて主アフタエア空気流量、副アフタエア空気流量を制御し、未燃焼ガスへ効率よく空気を供給できるため、効果的にNOx、COを低減できる。
ウボックス開口部、7…縮流部の最小流路面積を規定する部材、9…縮流部の最小流路面
積を規定する部材の支持材、11…スライドリング、13…ウィンドウボックス外壁、2
3…火炉内燃焼空間、24…ダンパ、26…1次ノズル、27…2次ノズル、28…3次
ノズル、37…主アフタエアポート、38…副アフタエアポート、39…仕切り板、40
…主アフタエア流量調整機構、41…副アフタエア流量調整機構、42…空気流量配分調
整機構、43…空気流量配分調整機構、44…空気流量調整配分機構、45…火炉前壁、
46…火炉後壁、48…火炉側壁、49…火炉天井、50…ノーズ、51…燃焼後の気体
、52…バーナ、53…空気不足の火炎、54…バーナ用ウィンドウボックス、55…ア
フタエア空気、57…燃焼用空気、59…給炭量検出器、60…流量検出器、61…制御
器、63…アフタエア空気流量、100…火炉。
Claims (2)
- 微粉炭焚きボイラを構成する火炉を備え、この火炉を形成する火炉壁面の上流側に燃料の微粉炭と空気とを火炉内に供給して燃焼させる複数のバーナを配置し、バーナの設置位置よりも上部となる火炉壁面の下流側に空気を供給する複数のアフタエアポートを配置し、このアフタエアポートには供給空気量の多い主アフタエアポートと供給空気量の少ない副アフタエアポートとをそれぞれ備えた微粉炭焚きボイラにおいて、
前記副アフタエアポートは前記主アフタエアポートの下流側となる火炉壁面であって、主アフタエアポートの直上となる火炉壁面の位置に配置されるか、前記副アフタエアポートは主アフタエアポートの上流側となる火炉壁面であって、主アフタエアポートの直下となる火炉壁面の位置に配置されており、
前記副アフタエアポートの断面中心が、前記主アフタエアポートの断面中心から主アフタエアポート口径の1倍以上5倍以下の範囲にあり、
前記主アフタエアポートの1つと前記副アフタエアポートの1つを一組にして、少なくとも一組を同一のウィンドウボックスに接続し、前記ウィンドウボックスの複数個を火炉壁面に一方向に並べて設置したことを特徴とする微粉炭焚きボイラ。 - 微粉炭焚きボイラを構成する火炉を備え、この火炉を形成する火炉壁面の上流側に燃料の微粉炭と空気とを火炉内に供給して燃焼させる複数のバーナを配置し、バーナの設置位置よりも上部となる火炉壁面の下流側に空気を供給する複数のアフタエアポートを配置し、このアフタエアポートには供給空気量の多い主アフタエアポートと供給空気量の少ない副アフタエアポートとをそれぞれ備えた微粉炭焚きボイラにおいて、
前記副アフタエアポートは前記主アフタエアポートの下流側となる火炉壁面であって、主アフタエアポートの直上となる火炉壁面の位置に配置されるか、前記副アフタエアポートは主アフタエアポートの上流側となる火炉壁面であって、主アフタエアポートの直下となる火炉壁面の位置に配置されており、
前記副アフタエアポートの断面中心が、前記主アフタエアポートの断面中心から主アフタエアポート口径の1倍以上5倍以下の範囲にあり、
前記主アフタエアポートの1つと前記副アフタエアポートの1つを一組にして、少なくとも一組を同一のウィンドウボックスに接続し、前記ウィンドウボックスの複数個を火炉壁面に一方向に並べて設置し、
アフタエア空気を供給するアフタエア空気供給ダクトに空気流量調整機構を備え、バーナへ燃焼用の2次、3次空気を供給する2次、3次空気供給ダクトに、各バーナに独立して空気をそれぞれ供給できるように空気流量調整機構が配設されていることを特徴とする微粉炭焚きボイラ。
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