JP5216783B2 - Plant and method for dry recovery / cooling of heavy ash and combustion control of residues with high unburnt content - Google Patents
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Description
本発明は、固形燃料火力発電所内で使用される型式のボイラによって発生する重い灰中の未燃焼物質の乾式のまたは主に乾式の回収/冷却および低減を行うためのプラントおよび方法に関する。 The present invention relates to a plant and method for dry or primarily dry recovery / cooling and reduction of unburned material in heavy ash generated by boilers of the type used in solid fuel thermal power plants.
このプラントおよびその方法は、特に、混焼条件下において、従来の固形燃料(典型的には炭塵)、および特にバイオマスおよび/または都市固形廃棄物(RDF)由来の燃料のような従来にない燃料、を燃焼するボイラに適する。 The plant and its method are particularly unconventional fuels such as conventional solid fuels (typically coal dust) and especially biomass and / or municipal solid waste (RDF) derived fuels, especially under mixed combustion conditions. Suitable for boilers that burn.
CO2排出削減要求によって、石炭の代わりに、バイオマスおよびいわゆる「RDF」(都市固形廃棄物由来の燃料)などの代替燃料の利用が強く要請されている。 The CO 2 emission reduction request strongly demands the use of alternative fuels such as biomass and so-called “RDF” (fuel derived from municipal solid waste) instead of coal.
一方で、炭塵との混焼下で、バイオマス、および従来にない燃料全般を利用することによって、大気内への全体的なCO2排出が削減されるが、他方では、それによって燃料粉砕のような燃焼システムに関連する一連の問題が派生する。実際、それらの代替燃料、特にバイオマスは、石炭に対して非常に反応性に富んでいるが、高い燃焼効率を確保するように、適切な大きさ/程度まで粉砕するために、著しいエネルギー量を必要とする。さらに過剰な程度まで粉砕すると、より大きな疲労を粉砕機部材に引き起こす。 On the one hand, using mixed biomass and unprecedented fuels under co-firing with coal dust reduces overall CO 2 emissions into the atmosphere, but on the other hand, like fuel crushing A series of problems related to complex combustion systems are derived. In fact, these alternative fuels, especially biomass, are very reactive to coal, but a significant amount of energy is used to grind them to the appropriate size / degree to ensure high combustion efficiency. I need. Further crushing to an excessive degree causes greater fatigue to the crusher members.
したがって通常の操作では、エネルギー消費を制限し、粉砕機部材の前記磨耗部品の寿命を延ばすために、バイオマスをより粗い段階まで粉砕することが好ましいが、それによって燃焼効率を低下させる。 Thus, in normal operation, it is preferable to grind biomass to a coarser stage in order to limit energy consumption and extend the life of the worn parts of the grinder member, thereby reducing combustion efficiency.
その結果、粗いバイオマス粒子が単に部分的に燃焼することによって、重い灰および軽い灰中の未燃焼量が増加される。 As a result, the amount of unburned in heavy and light ash is increased simply by the partial burning of coarse biomass particles.
前記重い灰は、典型的には欧州特許第0471055B1号に例示されているように作製された乾式回収/冷却システムによって燃焼室の底部から取り除かれ、それらの回収システム上で少なくとも部分的な後燃焼をすることが可能であり、それによって最終の灰中の未燃焼物質含有量を低減させる。 The heavy ash is removed from the bottom of the combustion chamber by a dry recovery / cooling system, typically made as illustrated in EP 0 470 155 B1, and at least partially afterburning on those recovery systems To reduce unburned material content in the final ash.
しかし既知技術のプラントにおいて、それらの後燃焼の管理モードは、何よりも、前述したバイオマスおよびRDFの利用に関連した最も重要な応用において最適条件から劣っており、単に未燃焼物質の総量をわずかに低減させるに過ぎない。特に既知のプラント内の回収器には、どうしても制御できない後燃焼現象のリスクが存在し、このリスクは、また暗に、このような後燃焼を引き起こす、または促進するための(全面的な)対策の利用性も限定することになる。 However, in known art plants, their post-combustion management mode is, above all, inferior to optimal conditions in the most important applications related to biomass and RDF utilization described above, and simply reduces the total amount of unburned material slightly. It is only reduced. In particular, there is a risk of post-combustion phenomena that cannot be controlled with known collectors in the plant, and this risk is also implicitly (full) measures to cause or promote such post-combustion. The usability will be limited.
したがって、前記開示に基づいて、本発明によって設定され、解決される技術的問題は、乾式のまたは主に乾式の重い灰を回収するシステム内に存在する未燃焼物質を後燃焼するためのプラントおよび方法を提供して、既知の技術に関連する上述の欠点を克服することである。 Thus, based on the above disclosure, the technical problem set up and solved by the present invention is a plant for post-combusting unburned material present in a dry or primarily dry heavy ash recovery system and A method is provided to overcome the above-mentioned drawbacks associated with known techniques.
このような問題は請求項1に記載のプラント、および請求項30に記載の方法によって解決される。 Such a problem is solved by a plant according to claim 1 and a method according to claim 30.
本発明の好ましい特徴は、その従属請求項に存在する。本発明は関連するいくつかの利点をもたらす。主要な利点は、本発明が何よりも、バイオマスまたはRDFの混焼についての検討において、1次回収器上で未燃焼物質を効果的および効率的に後燃焼させることであり、それによって未燃焼物質の総含有量を低減し、同時に無制御の後燃焼のリスクを防止することである。 Preferred features of the invention are in the dependent claims. The present invention provides several related advantages. The main advantage is that the present invention, above all, effectively and efficiently post-combusts the unburned material on the primary collector in the study of biomass or RDF co-firing, thereby It is to reduce the total content and at the same time prevent the risk of uncontrolled post-combustion.
特に未燃焼物質の低減を促進するために、本発明は、典型的には燃焼室の直ぐ下流で燃焼室に対面している箇所に配置されたベルトが装着された回収器の部分において、回収された重い灰の温度、および適当な温度を有する環境内での重い灰の滞留時間の両方で、作動することが好ましい。後燃焼ゾーン内の温度上昇、および相関するゾーン内燃料の滞留時間が増すに伴い、燃料の燃焼性等級は比例して増加する。本発明は温度を上げるために、回収器内への加熱空気導入部を設け、好ましい実施形態において、燃料滞留時間はコンベヤベルトの速度に作用することにより調整される。本発明によれば、燃焼処理を制御し、および過剰な量のバイオマスまたはRDFが無制御の発熱を起こすことを防止するために、−好ましくは、本発明が適用されるプラントに通常設けられている電気フィルタ(または電気集じん器)の下流で収集された−燃焼排出ガス(煙霧)が、可燃性空気を部分的に、または完全に置換するために使用される。 In particular, to facilitate the reduction of unburned material, the present invention typically provides recovery at the portion of the collector that is fitted with a belt located immediately downstream of the combustion chamber and facing the combustion chamber. It is preferable to operate both at the temperature of the produced heavy ash and the residence time of the heavy ash in an environment having a suitable temperature. As the temperature in the post-combustion zone rises and the residence time of the correlated zone fuel increases, the flammability rating of the fuel increases proportionally. The present invention provides a heated air inlet into the collector to raise the temperature, and in a preferred embodiment, the fuel residence time is adjusted by affecting the speed of the conveyor belt. In accordance with the present invention, in order to control the combustion process and prevent excessive amounts of biomass or RDF from causing uncontrolled heat generation—preferably normally provided in a plant to which the present invention is applied. Collected downstream of an electrical filter (or electrostatic precipitator) —combustion exhaust gas (fumes) is used to partially or completely replace combustible air.
したがって本発明は、灰自身の中に存在する未燃焼物質を低減するために、より好ましい場所に灰が動かされるような回収環境を作り、乾式のまたは主に乾式の回収器の後燃焼容量を増加させる。 Therefore, the present invention creates a recovery environment in which the ash is moved to a more favorable location to reduce the unburned material present in the ash itself, and increases the post-combustion capacity of the dry or primarily dry collector. increase.
本発明によれば、加熱空気と燃焼煙霧の組合せを利用することによって、回収器アフタバーナのベルト上での未燃焼物質の燃焼を全体的に制御できる。 According to the present invention, the combustion of unburned material on the belt of the collector afterburner can be controlled entirely by utilizing a combination of heated air and combustion fumes.
上述したように、後燃焼処理は、ボイラ底部のスロート部に相当する回収器ゾーン内で起こり、完了されることが好ましく、また場合によっては、プラント要求事項に必要があり、適していれば、その後の部分内で起こってもよい。 As mentioned above, the post-combustion process preferably occurs and is completed in the collector zone corresponding to the throat section at the bottom of the boiler, and in some cases, if necessary and appropriate for plant requirements, It may happen in subsequent parts.
さらに好ましい実施形態において、回収された重い灰を適切に冷却する部分の下流には、未燃焼物質を多く含む軽い灰の部分と重い灰を一緒にしたボイラ内再循環装置が設けられる。 In a further preferred embodiment, an in-boiler recirculation device is provided downstream of the part that properly cools the recovered heavy ash, with the light ash part rich in unburned material and the heavy ash together.
常に好ましい実施形態に基づいて、後燃焼処理部の下流で空気による灰冷却部が始まり、空気は、搬送装置の末端部内、および/または1次回収器の下流に配置された2次コンベヤ/冷却器(後冷却器)内で、制御され調整された量が回収器に導入される。コンベヤ−冷却器の出口に灰粉砕段階(ステップ)を設け、その下流に灰内のどんなプラスチックまたは金属残留物も除去し得るスクリーニング部を設けることが好ましい。したがって、保管に、または場合によってはボイラ内に再循環させられるのに適した灰を得ることが可能である。
Always according to a preferred embodiment, an ash cooling section with air starts downstream of the post-combustion processing section, and the air is arranged in the end of the conveying device and / or in the secondary conveyor / cooling located downstream of the primary collector. Within the vessel (postcooler), a controlled and regulated amount is introduced into the collector. It is preferred to provide an ash grinding step at the exit of the conveyor-cooler and downstream to provide a screening section that can remove any plastic or metal residues in the ash. Accordingly, the storage, or in some cases it is possible to obtain ash suitable for recycling Sasera is in the boiler.
未燃焼物質に富んだ軽い灰の部分を燃焼室内に連続的に再循環させることによって、前記電気フィルタ(または電気集じん器)内における軽い灰の持続時間が低減されることが好ましい。バイオマスまたはRDFの未燃焼物質は、石炭の未燃焼物質よりも反応性が非常に強く、燃料としてバイオマスまたはRDFがそこで利用されるときに、電気フィルタのホッパ内に蓄積することによって、それら自身が自己燃焼により火災を引き起こし得るが、本発明は、このようにして電気フィルタ内での火災リスクを低減させる。
By Rukoto continuously recirculated portion of the light ash rich in unburnt in the combustion chamber, the electric filters (or electrostatic precipitator) duration of light ash is preferred to be reduced in the. Biomass or RDF unburned material is much more reactive than coal unburned material, and as such, when biomass or RDF is used there as a fuel, it accumulates in the hopper of the electric filter and thereby Although self-combustion can cause a fire, the present invention thus reduces the risk of fire within the electrical filter.
コンベヤベルト上での後燃焼、および燃焼室内への再循環の両方を介して達成された未燃焼物質総量の低減によって、触媒中でNOX低減のために使用されるアンモニアの消費が節減される。実際、再循環なしで灰全体内の未燃焼物質を同量にするには、より多くの過剰な燃焼空気が必要とされることになり、それに伴い排ガス内のNOX割合が増加し、およびその低減のために必要なアンモニア量が増加する。
The reduction in the total amount of unburned material achieved through both post-combustion on the conveyor belt and recirculation into the combustion chamber saves consumption of ammonia used for NOx reduction in the catalyst. In fact, the same amount of unburned material in the whole ash without recirculation will require more excess combustion air, which will increase the NOx fraction in the exhaust gas, and The amount of ammonia required for reduction increases.
以下に報告する好ましい実施形態の詳細な説明をまとめると、本発明は、重い灰をボイラ底部から回収し、可燃性加熱空気、および、既にボイラ内で利用可能な不活性の燃焼煙霧を組み合わせて使用することによって、回収器のベルト上での後燃焼を促進し、調整し、ベルト上にある灰を冷却し、場合によってはそれら(全部または一部)を、未燃焼物質含有量の多い軽い灰の部分と一緒に、ボイラ内に再循環させる、ことを可能にするシステムに関する。
Summarizing the detailed description of the preferred embodiment reported below, the present invention collects heavy ash from the bottom of the boiler and combines flammable heated air and inert combustion fumes already available in the boiler. By using it, the post-combustion on the belt of the collector is promoted and adjusted, the ash on the belt is cooled, and in some cases they (all or part) are light with high unburned substance content together with part of the ash, Ru recycled to the boiler, a system that enables.
本発明のその他の利点、特徴、および運転モードが、限定することを目的としない例として与えられ、以下のいくつかの好ましい実施形態の詳細な説明によって、明確になるであろう。参照符号は添付する図面の図に対して付けられる。 Other advantages, features, and modes of operation of the present invention will be given by way of non-limiting example and will become apparent from the following detailed description of several preferred embodiments. Reference numerals are attached to the figures of the accompanying drawings.
前記の図を参照して、本発明の好ましい実施形態によって作られた燃焼プラントは全体的に1で示される。 Referring to the previous figure, a combustion plant made in accordance with a preferred embodiment of the present invention is indicated generally at 1.
プラント1は、固形燃料、特に炭塵を燃焼する固形燃料火力発電所で使用される型式のものであり、バイオマスおよび/または都市固形廃棄物(RDF)由来の燃料の燃焼(混焼)に適している。 The plant 1 is a type used in a solid fuel thermal power plant that burns solid fuel, particularly coal dust, and is suitable for combustion (mixed combustion) of fuel derived from biomass and / or municipal solid waste (RDF). Yes.
本例では、プラント1はバイオマスの混焼に関連して説明される。 In this example, the plant 1 is described in relation to biomass co-firing.
わかりやすくするために、プラント1の様々な構成機器は、これ以後、主に、バイオマスを保管手段から収集することから始まり、それらの燃焼に至るまでのバイオマスの通る経路を参照し、および燃焼残留物を燃焼室(またはボイラ)12の底部から収集することから始まり、それらの後燃焼に至るまでの燃焼残留物(重い灰および軽い灰)の通る経路、または場合によっては燃焼室内にそれ自身を再循環させて排出する経路を参照して、説明される。
For the sake of clarity, the various components of the plant 1 will then mainly refer to the path through which the biomass passes, starting from collecting biomass from the storage means and leading to their combustion, and combustion residues. begins to collect goods from the bottom of the combustion chamber (or boiler) 12, the path traveled by the combustion residues up to the post-combustion thereof (heavy ash and light ash) or itself into the combustion chamber in some cases, the This will be described with reference to the recirculating and discharging route.
最初に、プラント1は、バイオマス保管手段として、それ自身は既知で既に石炭に使用されているものと同様の貯蔵庫を設ける。本実施形態において、バイオマス専用の貯蔵庫は、図1の左側に示された2つであり、それぞれ21および22で示される。図1に示されたその他の貯蔵庫および関連する追加構成機器は、石炭用に使用されるものと理解され、したがって、それ自身は既知の型式であるため、それらの構造および使用法について、以後これ以上検討しない。 Initially, the plant 1 provides as a biomass storage means a storage similar to that known per se and already used for coal. In the present embodiment, the biomass-dedicated storages are the two shown on the left side of FIG. The other reservoirs and associated additional components shown in FIG. 1 are understood to be used for coal and are therefore known types per se, so their construction and usage will be described hereinafter. No more considerations.
貯蔵庫21および22は、燃焼室12のバーナに最上部レベルで供給するものであることが好ましく、それによってより重い粒子が底部に落下するまでの間、燃焼室内により長い滞在時間を有するようにする。 The reservoirs 21 and 22 are preferably supplied at the top level to the burner of the combustion chamber 12 so that they have a longer residence time in the combustion chamber until heavier particles fall to the bottom. .
バイオマスは、既に石炭に使用されたものと同様の1つまたは複数のコンベヤ3、またはオーガによって、専用の貯蔵庫21および22から抜き出される。このようにしてバイオマスは、遮断弁4によって、本ケースの場合それぞれ51、52、および53で示される3つの出口を有する専用の計量器5に供給され、そしてそこから1つまたは複数の専用の粉砕機、本ケースの場合それぞれ61、62、および63で示される3つ、に供給される。本発明の実施形態において、前記粉砕機61〜63はそれ自身既知のハンマーミルによって実現される。 Biomass is extracted from dedicated storages 21 and 22 by one or more conveyors 3 or augers similar to those already used for coal. In this way, the biomass is supplied by the shut-off valve 4 to a dedicated meter 5 having three outlets, indicated in this case by 51, 52 and 53, respectively, and from there one or more dedicated meters. The pulverizer is supplied to the three shown by 61, 62, and 63, respectively, in this case. In the embodiment of the present invention, the crushers 61 to 63 are realized by a hammer mill known per se.
したがって、前記コンベヤ3は、貯蔵庫21および22に結合された、ここではFで示される既知の石炭粉砕機のバイパス手段を構成する。したがって、それらのバイパスによって、プラント1は石炭のみの燃焼に関するその標準的構成を過大に変更せず、前記既知の粉砕機Fも設置されたままにすることができる。 The conveyor 3 thus constitutes a bypass means of a known coal grinder, here denoted F, connected to the storages 21 and 22. Thus, by virtue of these bypasses, the plant 1 does not overly change its standard configuration for coal-only combustion and the known crusher F can also remain installed.
粉砕機61〜63は、バイオマスを所望の最終端(出口)粒径まで減少させるのに適している。本説明の終りでよりよく理解されるであろうが、統合されたプラント1の全体構造は、たとえ「粗い」粒径であっても、とにかくバイオマスを完全燃焼させるようになっているので、前記の最終粒径は特に微細である必要はない。 The grinders 61-63 are suitable for reducing the biomass to the desired final end (exit) particle size. As will be better understood at the end of this description, the overall structure of the integrated plant 1 is designed to completely burn the biomass anyway, even if it is a “coarse” particle size. The final particle size need not be particularly fine.
ミル61〜63の下流には、バイオマス粒子を専用の機械式または空気式コンベヤ8を通して計量器5に、次いでそれらを新たに粉砕するために同一のハンマーミル61〜63内に再び送るために、所定の閾値より大きい粒径のバイオマス粒子の遮断に適した、それぞれのスクリーニング手段71、72、および73がある。 Downstream of the mills 61-63, in order to send biomass particles through a dedicated mechanical or pneumatic conveyor 8 to the meter 5 and then back into the same hammer mills 61-63 for fresh grinding, There are respective screening means 71, 72 and 73 suitable for blocking biomass particles having a particle size larger than a predetermined threshold.
スクリーニング手段71〜73を通過した微細なバイオマス粒子は、共通(共用)コンベヤ9によって単一の計量器10に運ばれ、次いで二方向弁91によって既知の型式の空気式コンベヤ93に供給される。空気式コンベヤは、粉砕機Fと結合されて、既存の固形燃料プラントに既に存在している。すなわち、空気式コンベヤ93は、貯蔵庫21および22に結合された石炭粉砕ミルF(使用されない)から発展したものである。 The fine biomass particles that have passed through the screening means 71 to 73 are transported to a single meter 10 by a common (shared) conveyor 9 and then fed to a known type of pneumatic conveyor 93 by a two-way valve 91. The pneumatic conveyor is already present in the existing solid fuel plant, combined with the crusher F. That is, the pneumatic conveyor 93 is developed from a coal crushing mill F (not used) coupled to the storages 21 and 22.
次いで、粉砕されたバイオマスは炭塵を供給する供給配管内に導入され、そこから、やはり既存の固形燃料プラントの既に存在している型式のボイラのバーナ12に供給される。 The pulverized biomass is then introduced into a supply pipe for supplying coal dust, from which it is supplied to a boiler burner 12 of the type already present in an existing solid fuel plant.
前記の石炭とバイオマスからなる燃料がひとたび燃焼室12に供給されると、プラント1、およびそこで実行される回収および後燃焼の処理は、以下で説明するように実行される。 Once the coal and biomass fuel is supplied to the combustion chamber 12, the plant 1 and the recovery and post-combustion processes performed therein are performed as described below.
フライアッシュは、図1に全体として13で示される燃焼煙霧放出用の従来のダクト(煙道)を通って、燃焼室12から離脱する。それとは別に、重い灰の部分および任意の未燃焼物質は底方向に沈殿して、欧州特許第0471055号の主題のようなコンベヤ型乾式回収器14上に収集される。したがって、本明細書ではこれ以上説明しない。 The fly ash leaves the combustion chamber 12 through a conventional duct for flue gas emission, indicated generally at 13 in FIG. Alternatively, heavy ash portions and any unburned material settle to the bottom and are collected on a conveyor-type dry collector 14 such as the subject of EP 0471555. Therefore, it will not be further described here.
本発明によれば、前記回収器14上、特に後燃焼またはアフタバーナの燃焼部分141上の、燃焼室12に対面している部分で、未燃焼物質の後燃焼が進行する。この目的のために、回収器のベルトの上面、そして特に部分141の上面は、燃焼室12のバーナから放射によって熱を受ける。 According to the present invention, post-combustion of unburned material proceeds at the part facing the combustion chamber 12 on the recovery unit 14, particularly on the post-combustion or afterburner combustion part 141. For this purpose, the upper surface of the belt of the collector and in particular the upper surface of the part 141 receives heat from the burner of the combustion chamber 12 by radiation.
改良型の実施形態によれば、本発明のプラントは、後燃焼ゾーン141内で未燃焼バイオマスを最初に燃焼させるために、図1にやはり示されるように、未燃焼のバイオマスを回収器14自身に直接供給するように回収器14の上流(または少なくとも部分141の上流、あるいはそれに相当する部分)に配置された、燃焼室12とは独立のバイオマス計量器18とフィーダ19も備えてよい。この場合、前記バイオマスの最初の乾燥は、加熱空気をフィーダ19に供給することによって行われてよく、前記加熱空気は、既存の火力発電所に既に存在し、そして下記で導入される空気/煙霧交換器29から来てもよいことが、有利である。 According to an improved embodiment, the plant of the present invention uses unburned biomass to recover 14 itself, as also shown in FIG. 1, to initially burn unburned biomass in the post-combustion zone 141. A biomass meter 18 and a feeder 19 independent of the combustion chamber 12 may be provided upstream of the collector 14 (or at least upstream of the portion 141 or a portion corresponding thereto) so as to be directly supplied to the combustion chamber 12. In this case, the initial drying of the biomass may be performed by supplying heated air to the feeder 19, which is already present in the existing thermal power plant and is introduced below It may be advantageous to come from the exchanger 29.
本発明によれば、後燃焼の効率を高め、同時に無制御現象の進展を回避するために、前記後燃焼部分141で生ずる未燃焼物質の後燃焼を制御するための制御手段100が設けられる。 According to the present invention, the control means 100 for controlling the post-combustion of the unburned material generated in the post-combustion portion 141 is provided in order to increase the efficiency of the post-combustion and at the same time avoid the progress of the uncontrolled phenomenon.
そして前記手段100は、前記後燃焼部分141に相当する部分で後燃焼をそれぞれ促進および抑制するために、それぞれ加熱空気および燃焼煙霧の流れの供給に適した、加熱空気供給用の手段15と、燃焼排出ガス(煙霧)供給用の手段150とを備える。 The means 100 includes heating air supply means 15 suitable for supplying heated air and a flow of combustion fumes, respectively, in order to promote and suppress post-combustion in a portion corresponding to the post-combustion portion 141, respectively. And means 150 for supplying combustion exhaust gas (smoke).
本実施形態において、供給手段15および150は、ボイラ12に結合された空気室151から加熱空気を、プラント1の電気集じん器(電気フィルタ)28の下流から排出煙霧を、それぞれ収集するために、それぞれの導管を備える。 In the present embodiment, the supply means 15 and 150 collect heated air from an air chamber 151 coupled to the boiler 12 and exhaust fumes from downstream of the electric dust collector (electric filter) 28 of the plant 1, respectively. Each with a conduit.
典型的には、空気室151内の加熱空気は上述の交換器29から来ており、それは本実施形態では燃焼室12の下流に配置された煙霧/空気交換器であって、外部の空気を加熱するために燃焼煙霧の残留熱を適切に活用している。改良型の実施形態によれば、手段15によって供給された加熱空気は、後者の交換器29から直接抽気することも可能である。 Typically, the heated air in the air chamber 151 comes from the exchanger 29 described above, which in this embodiment is a fume / air exchanger located downstream of the combustion chamber 12 that draws external air. In order to heat, the residual heat of combustion fumes is used appropriately. According to an improved embodiment, the heated air supplied by the means 15 can be extracted directly from the latter exchanger 29.
前記の空気室151、空気予備加熱器29、および電気集じん器28は、当業者によく知られており、そして既知のプラントに既に存在している。したがって、それについてさらに説明は行わない。 The air chamber 151, air preheater 29, and electrostatic precipitator 28 are well known to those skilled in the art and already exist in known plants. Therefore, it will not be further described.
加熱空気の供給手段15は、外部の空気を制御(調整)して導入するための手段143、例えば回収器14のケーシングに形成され、好ましくは制御手段100によって制御される1つまたは複数の弁に結合された入口、を備え、回収器14内へ導入する空気を所望の酸素濃度および適切な温度にすることができるようにする。 The heated air supply means 15 is one or more valves formed in a means 143 for controlling (regulating) introducing external air, for example in the casing of the collector 14, and preferably controlled by the control means 100. An inlet coupled to the collector 14 for allowing the air introduced into the collector 14 to have a desired oxygen concentration and a suitable temperature.
したがって、手段15によって供給され、大気の空気と適切な割合にされた加熱空気は、回収器/アフタバーナのベルト14上で、後燃焼に最適な温度に達することができる。 Thus, heated air supplied by means 15 and proportioned to atmospheric air in an appropriate proportion can reach the optimum temperature for post-combustion on the collector / afterburner belt 14.
前記手段143は、外部から空気を供給するために、燃焼室内12に存在する負圧も活用することができる。 The means 143 can also use the negative pressure existing in the combustion chamber 12 to supply air from the outside.
加熱空気供給手段15および煙霧供給手段150が、少なくとも上述した後燃焼部分141内で、回収器14のベルト自身の進行方向に対して、対向流を供給するのに適した、全体構成とすることが好ましい。 The heating air supply means 15 and the fume supply means 150 have an overall configuration suitable for supplying a counter flow with respect to the traveling direction of the belt of the collector 14 at least in the post-combustion portion 141 described above. Is preferred.
空気供給手段15および煙霧供給手段150は、両方とも流量を自動的に調整する手段をそれぞれ備えてよく、これらは図1においてそれぞれ102および103で示され、制御手段100によって制御される。 Both the air supply means 15 and the fume supply means 150 may each comprise means for automatically adjusting the flow rate, which are respectively indicated by 102 and 103 in FIG.
制御手段100は、後燃焼部分141に供給される加熱空気および/または煙霧の流量を調整するのに適しており、そしてそれは、この目的のために、好ましくは前記後燃焼部分141に相当する部分に配置された適切なセンサで検出された温度に依存して、前記空気および煙霧の流量を調整するための自動手段を備えている。温度の値があらかじめ設定された閾値を超えると、煙霧の流量が増加され、その結果加熱空気の流量は減少される。したがって、酸素濃度が減少され燃焼率が減少される。特に、ボイラの燃焼過程で発生された煙霧は、煙霧内のO2濃度が低いこと(<6%)によりそれを不活性ガスとして使用できて、可燃性空気を吸収または置換してベルト上の燃焼を調整または停止させることが可能である。逆に、温度があらかじめ設定された閾値より低いときは、煙霧の注入は止められ、加熱空気の流量が増加され、場合によっては手段143によって導入される室温空気の流量も減少される。 The control means 100 is suitable for adjusting the flow rate of heated air and / or fumes supplied to the post-combustion part 141, which for this purpose preferably corresponds to the part corresponding to the post-combustion part 141. Depending on the temperature detected by a suitable sensor arranged in the automatic means for adjusting the flow rate of the air and fumes. When the temperature value exceeds a preset threshold, the haze flow rate is increased and, as a result, the heated air flow rate is decreased. Therefore, the oxygen concentration is reduced and the combustion rate is reduced. In particular, the fumes generated in the combustion process of the boiler can be used as an inert gas due to the low O 2 concentration in the fumes (<6%) and absorb or displace flammable air on the belt. It is possible to adjust or stop the combustion. Conversely, when the temperature is below a preset threshold, the injection of fumes is stopped, the flow rate of heated air is increased, and in some cases the flow rate of room temperature air introduced by means 143 is also decreased.
煙霧を移動させるために、必要な場合は、それらを回収器/アフタバーナ14内に注入するために必要とされるヘッドで供給するように、追加のファンを設置してもよい。 In order to move the fumes, additional fans may be installed to supply them with the heads required to inject them into the collector / afterburner 14 if necessary.
酸が凝縮する問題を回避するために、供給手段150の煙霧用配管は、凝縮温度より高温に適正に維持するように断熱すべきである。 In order to avoid the problem of acid condensation, the fume piping of the supply means 150 should be insulated so as to be properly maintained above the condensation temperature.
燃焼の制御に使用される煙霧は、それらの温度が150℃より高くないので、消火能力に加えて適切な冷却容量も発揮する。実際、本実施形態において、前記煙霧は電気フィルタの下流ゾーンから来る、すなわちそれらは熱容量を既に喪失してから収集される。 The fumes used to control the combustion exhibit an appropriate cooling capacity in addition to the fire extinguishing capability because their temperature is not higher than 150 ° C. In fact, in this embodiment, the fumes come from the downstream zone of the electrical filter, i.e. they are collected after having already lost their heat capacity.
したがって、改良型の実施形態によれば、ボイラ12ののど部下部の放射を受けるゾーン内に、後燃焼部分141は排他的に、またはほぼ排他的に集結させられ、上記に開示した形で加熱空気および/または煙霧を供給することによって制御される。ボイラの底部に対面していない回収器のベルト部分は、むしろ冷却専用とされ、冷却は、燃焼煙霧(専用の手段と共に)、および冷空気(上述の手段143と共に)を供給することによって実行され、ボイラ内の負圧を活用し注意して流体をコンベヤ搬送ゾーン内に入れ、そして流体が回収器14のカバーをなめるようにして、それを冷却する。 Thus, according to an improved embodiment, the post-combustion portion 141 is concentrated exclusively or nearly exclusively in a zone that receives radiation at the lower throat of the boiler 12 and is heated in the manner disclosed above. Controlled by supplying air and / or fumes. The portion of the collector belt that does not face the bottom of the boiler is rather dedicated to cooling, and cooling is performed by supplying combustion fumes (with dedicated means) and cold air (with means 143 described above). Take advantage of the negative pressure in the boiler, carefully put the fluid into the conveyor transport zone, and allow the fluid to lick the cover of the collector 14 to cool it.
最後に、燃焼の制御のためのさらなる選択肢として、分配ノズル104によって精度よく計量され、好ましくは回収器/アフタバーナ14の複数のゾーン内に、特に(少なくとも)1次粉砕ゾーン内に(すなわち、灰の進行方向に関して回収器14の終端部内に)、供給された水を使用することが可能とされる。 Finally, as a further option for the control of combustion, it is precisely metered by the distribution nozzle 104, preferably in the multiple zones of the collector / afterburner 14, in particular in the (at least) primary grinding zone (ie ash In the end of the collector 14 with respect to the direction of travel), the supplied water can be used.
好ましい改良型の実施形態によれば、手段15によって供給された加熱空気は、上述したように重い灰および未燃焼物質の流れに対向する流れ内で、回収器14のベルトの下に、特に回収器の部分141の下に供給される。この場合、熱交換および後燃焼をより効果的、効率的にするため、回収器14のベルトは、図3に示す貫通孔(穴)またはスロット142を備えてよい。したがって加熱空気は、回収器14の底部を加熱することに加えて、灰および未燃焼物質のベッドを横切って、一部は燃焼室内に存在する負圧のために燃焼室12に戻り、その中に熱を戻す。このような空気の経路は、ベルトコンベヤの底部とボイラの底部との間に存在する圧力差によって増強される。加熱空気が回収器14のベルトコンベヤの穴を通って通過することによって、空気自身がベルト上にある灰と、より多くより効率的に接触することが可能になり、その結果未燃焼物質の燃焼効率を高めることになる。 According to a preferred refined embodiment, the heated air supplied by the means 15 is recovered particularly under the belt of the collector 14 in a flow opposite the heavy ash and unburned material flow as described above. Supplied under the part 141 of the vessel. In this case, in order to make heat exchange and post-combustion more effective and efficient, the belt of the collector 14 may include a through hole (hole) or a slot 142 shown in FIG. Thus, in addition to heating the bottom of the collector 14, the heated air traverses the bed of ash and unburned material, partly returning to the combustion chamber 12 due to the negative pressure present in the combustion chamber, Return heat to. Such an air path is enhanced by the pressure differential that exists between the bottom of the belt conveyor and the bottom of the boiler. The passage of heated air through the holes in the belt conveyor of the collector 14 allows the air itself to contact the ash on the belt more and more efficiently, resulting in the combustion of unburned material. Increase efficiency.
既に上述したように本実施形態において、外部の冷却空気を制御して導入するために、回収器14の側壁上に−特に、典型的には後燃焼に係わらないベルトの終端部に相当する部分に−空気導入手段143がさらに設けられる。 As already mentioned above, in this embodiment, in order to control and introduce external cooling air, on the side wall of the collector 14-in particular, the part corresponding to the end of the belt that is not typically involved in post-combustion. -An air introduction means 143 is further provided.
重い灰および未燃焼物質は、回収器14から2次ベルトコンベヤ16に供給されて、後冷却用に使用され、そしてそれは、1次粉砕機20を通して、高温に耐えるために水冷されることが好ましく、その下流には図1に単にスケッチが示された移動用ホッパ201が配置される。 Heavy ash and unburned material are fed from the collector 14 to the secondary belt conveyor 16 and used for post-cooling, and it is preferably water cooled through the primary grinder 20 to withstand high temperatures. A moving hopper 201 whose sketch is simply shown in FIG.
既に欧州特許0471055号にも説明されているように、燃焼室内に存在する負圧を活用して、コンベヤ16自身のケーシングの側壁上に存在する制御された入口160を通して外部の空気を供給する対向流内のシステムによって、灰の空気支援冷却が冷却コンベヤ16上で行われる。 As already described in EP 0 471 555, the counter pressure supplying external air through a controlled inlet 160 present on the side wall of the casing of the conveyor 16 itself, taking advantage of the negative pressure present in the combustion chamber. Air-assisted cooling of the ash is performed on the cooling conveyor 16 by the in-stream system.
本発明の好ましい改良型の実施形態によれば、前記ホッパ201は、回収器14の雰囲気と前記冷却コンベヤ16の雰囲気との間の適切な圧力分離の創出に適した、圧力遮断システムの一部を形成する。この目的のためにホッパ201は、搬送された物質を蓄積する手段を形成して、前記環境の間の物質のヘッドを形成し、前記圧力分離の創出することを可能にする。 According to a preferred improved embodiment of the invention, the hopper 201 is part of a pressure shut-off system suitable for creating an appropriate pressure separation between the atmosphere of the collector 14 and the atmosphere of the cooling conveyor 16. Form. For this purpose, the hopper 201 forms a means for accumulating the transported material, forming a head of material between the environments and making it possible to create the pressure separation.
前記圧力遮断システムは、例えば回収器14上への排出時のように、必要とされるとき、そして典型的には実行された灰の温度および流量検知に基づいて、国際特許出願第PCT/IT2006/000625号にも説明されているように、圧力分離を適切に選択的に作動させることによって、燃焼室12内へ過剰量の冷却空気を導入することを回避できるので、灰の空気支援冷却をより効果的に管理することが可能となる。 The pressure shut-off system is based on International Patent Application No. PCT / IT2006 when needed, and typically based on ash temperature and flow sensing performed, such as upon discharge onto the collector 14. As described in US Pat. No. / 000625, the introduction of excessive amounts of cooling air into the combustion chamber 12 can be avoided by appropriately and selectively activating pressure separation, so that air assisted cooling of ash is achieved. It becomes possible to manage more effectively.
ホッパ201のレベルで形成する物質のヘッドは、コンベヤ14および16の相対および絶対前進速度に作用することによって、調整され得る。 The head of material that forms at the level of the hopper 201 can be adjusted by affecting the relative and absolute forward speeds of the conveyors 14 and 16.
圧力遮断が作動させられると、コンベヤ16から出た加熱空気は、コンベヤ16自身の終端部から始まり流量を自動的に調整する手段を備えたさらに適切な導管25によって、プラント1の煙霧導管13の部分26に供給される。後冷却器16とボイラ側との間の結合は、煙霧導管13に沿って配置された上述の空気予備加熱器29(煙霧側)の上流または下流で行ってよい。後冷却器16へ導入された冷却空気は、前記結合を通して、前記ボイラ側のゾーン内に存在する負圧値によって回収される。 When the pressure shut-off is activated, the heated air exiting the conveyor 16 begins at the end of the conveyor 16 itself and is further fed into the fume conduit 13 of the plant 1 by means of a further suitable conduit 25 with means for automatically adjusting the flow rate. The portion 26 is supplied. The coupling between the aftercooler 16 and the boiler side may take place upstream or downstream of the above-described air preheater 29 (fog side) arranged along the haze conduit 13. The cooling air introduced into the aftercooler 16 is recovered through the coupling by the negative pressure value existing in the boiler side zone.
プラント1は、回収器/アフタバーナ14をコンベヤ−冷却器16と結合し、自動開/閉弁を備えるバイパス配管または導管(わかりやすくするために図では省略されている)も設けることが好ましい。 The plant 1 preferably also includes a bypass line or conduit (not shown in the figure for clarity) that couples the collector / afterburner 14 with the conveyor-cooler 16 and includes an automatic open / close valve.
冷却コンベヤ16の下流に、灰に混合されRDF燃焼からもたらされた、どんなプラスチック材料の粒径も変えることなく、灰のみを粉砕するのに適し、そして特に灰粒径の低減が可能な、対向ロール式または同等な型式の2次粉砕機202が設けられている。この粉砕機の類型は、当業者に既に知られており、プラスチック粒子は変形するが破損することなく、ロールを通過する。 Downstream of the cooling conveyor 16, suitable for crushing only the ash without changing the particle size of any plastic material mixed with ash and resulting from RDF combustion, and in particular the ash particle size can be reduced, An opposing roll type or equivalent type secondary crusher 202 is provided. This type of pulverizer is already known to those skilled in the art, and the plastic particles pass through the roll without deformation but breaking.
したがって、専用の手段によって廃棄するために保管されまたは回送される、RDF内に存在するプラスチック粒子および任意の金属部品から灰を分離するために、2次粉砕段階(ステップ)の下流に配置され、装置202に付随して、機械式または空気式のスクリーニングシステム203が設けられる。 Therefore, located downstream of the secondary grinding stage (step) to separate ash from the plastic particles and any metal parts present in the RDF that are stored or routed for disposal by dedicated means, Associated with the device 202 is a mechanical or pneumatic screening system 203.
粉砕された灰は、国際特許出願第PCT/EP2005/007536号に説明されているように、石炭微粉化ミルおよびボイラバーナを通り燃焼室内に再循環させられるように、機械式または空気式コンベヤ204を介して石炭微粉化ミルに送られる。
Milled ash, as described in International Patent Application No. PCT / EP2005 / 007536, as recycled Sasera are as combustion chamber coal pulverization mills and Boirabana, mechanical or pneumatic conveyor 204 To be sent to a coal pulverization mill.
上述の燃焼室12で生成された燃焼煙霧、およびそれによって搬送された軽い灰の経路に関し、前記煙霧はエコノマイザ27のゾーンを横断し、次いで前記煙霧導管13を通り、場合によっては初めに本明細書に記載した空気/煙霧交換器29を横断して、本明細書に記載した軽い灰の電気集じん器28、またはそれと同等の手段の中に入る。 With respect to the combustion fumes generated in the combustion chamber 12 described above and the path of the light ash carried thereby, the fumes cross the zone of the economizer 27 and then pass through the fume conduit 13 and possibly initially in this specification. Across the air / fume exchanger 29 described in the document and into the light ash electrostatic precipitator 28 described herein, or equivalent means.
前記電気集じん器28内に沈殿した軽い灰は、それらを燃焼室内に再循環させるために適切な手段30によって収集される。
Light ash precipitated in the electrostatic precipitator 28 is collected by a suitable means 30 in order to recycle them into the combustion chamber.
したがって要約すれば、回収器14のベルト上での後燃焼の後、重い灰内にまだ存在する任意の未燃焼物質は、コンベヤ16によって適切に冷却された後、未燃焼物質含有量の多い軽い灰と一緒に、未燃焼物質の完全変換を達成するために、燃焼室内に再循環させられる。
Thus, in summary, after post-combustion on the belt of the collector 14, any unburned material still present in the heavy ash will be light with high unburned material content after being properly cooled by the conveyor 16. with ash, in order to achieve complete conversion of unburned substances it is recycled to the combustion chamber.
さらに、プラント1は、本明細書で説明したステップを確実に自動的に実行することができる中央調整および管理システムを組み込んでいる。 Furthermore, the plant 1 incorporates a central coordination and management system that can reliably perform the steps described herein.
したがって今や、説明したプラントは、このような生成された重い灰の、回収器ベルト上での制御された後燃焼処理によって、およびボイラ内への再循環によって、重い灰内に存在する未燃焼物質を低減し、電気フィルタから来る未燃焼物質含有量の多い軽い灰を低減する、ことが達成可能であると理解されるであろう。
Thus, the described plant now has unburned material present in the heavy ash by controlled post-combustion treatment of such produced heavy ash on the collector belt and by recirculation into the boiler. It will be appreciated that reducing light ash with high unburned material content coming from electrical filters can be achieved.
さらに、上記で説明した、乾式回収、粉砕、バイオマスの後燃焼、ならびに重い灰および未燃焼物質の再循環のための統合化システムは、バイオマス(および一般に従来にない燃料)の燃焼容量を増強し、その燃焼効率を増加させることが理解されるであろう。 Furthermore, the integrated system for dry recovery, grinding, biomass post-combustion, and heavy ash and unburned material recirculation described above enhances the combustion capacity of biomass (and generally unconventional fuels). It will be appreciated that it increases its combustion efficiency.
説明したシステムは、既存の火力発電所に既に存在する装置の使用と、プラント建設費用の低減と、既存プラントに必要な調整対策を最小限とすることが両立して可能となる。特に、石炭および重い灰の移動に使用された手段を使って、バイオマス(および全般的に、従来にない燃料物質)の移動も続けられる。さらに、現在は従来の固形燃料物質蓄積用の手段となっているボイラ貯蔵庫も、やはりバイオマス用に使用できる。 The described system allows both the use of equipment already present in an existing thermal power plant, a reduction in plant construction costs, and a minimum of adjustment measures required for the existing plant. In particular, the transfer of biomass (and generally unconventional fuel materials) continues with the means used for the transfer of coal and heavy ash. Furthermore, boiler storage, which is now a traditional means for accumulating solid fuel materials, can still be used for biomass.
今や、石炭ミルを用いて軽い灰と重い灰を微粒化し未燃焼物質量の多い軽い灰に重い灰を加えて燃焼室内への再循環を行う最新の技術とは異なり、本発明は、予備加熱された空気の一部を利用して、回収器ベルト上で直接バイオマス燃焼を行い、重い灰を再循環することによって、石炭粉ボイラ内におけるバイオマスの混合燃焼を最適化することも、やはり理解されるであろう。 Unlike the latest technology, which uses a coal mill to atomize light ash and heavy ash, add heavy ash to light ash with a large amount of unburned material , and recirculate it into the combustion chamber, the present invention provides preheating. It is also understood to optimize the mixed combustion of biomass in a coal-fired boiler by using a portion of the generated air to burn biomass directly on the collector belt and recirculate heavy ash. It will be.
本発明はまた、前述した型式の固形燃料火力発電所内におけるバイオマスを燃焼(混焼)する方法に適合することも理解されるであろう。前記方法は、上述の型式の回収器14によって、燃焼室12から重い灰および未燃焼物質を乾式回収することを可能にし、回収器の部分141に相当する部分に、加熱空気の流れおよび燃焼煙霧の流れを選択的に供給することによって、制御された未燃焼物質の後燃焼を起こし、後燃焼をそれぞれ促進および抑制するために、前記後燃焼部分内に供給される加熱空気および/または煙霧の流量を調整する。 It will also be understood that the present invention is compatible with methods of burning (co-firing) biomass in a solid fuel fired power plant of the type described above. The method allows dry recovery of heavy ash and unburned material from the combustion chamber 12 by the collector 14 of the type described above, with the flow of heated air and combustion fumes in the portion corresponding to the portion 141 of the collector. Of the heated air and / or fumes fed into the post-combustion section to cause controlled post-combustion post-combustion and to promote and inhibit post-combustion respectively. Adjust the flow rate.
前記方法の好ましい特性は、既にプラント1を参照して説明されている。 The preferred properties of the method have already been described with reference to the plant 1.
最後に、本明細書に説明された統合システムは、バイオマス(および従来にない燃料全般)の燃焼効率、およびプラント管理を最適化するものであるが、しかし、本発明の異なる特性に対して、そして特に、空気および煙霧によって燃焼を制御するシステム、専用の粉砕システム、バイオマスの後燃焼システム、および専用の計量器による回収器上でのバイオマスの直接燃焼用手段に対して、前記の各態様が前記効率の著しい改善をもたらすように、分割した保護が必要とされ得ることが理解されるであろう。 Finally, the integrated system described herein optimizes the combustion efficiency of biomass (and unprecedented fuel in general) and plant management, but for the different characteristics of the present invention, And in particular, for each of the aspects described above for a system for controlling combustion by air and fumes, a dedicated grinding system, a biomass post-combustion system, and means for direct combustion of biomass on a collector by a dedicated meter. It will be appreciated that split protection may be required to provide a significant improvement in the efficiency.
本発明を、その好ましい実施形態を参照してこれまで説明してきた。添付する請求項の保護する範囲内にすべて含まれる、別の実施形態が存在し得ることを理解されたい。 The invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof. It should be understood that there may be other embodiments that fall within the scope of protection of the appended claims.
Claims (58)
前記燃焼室(12)からの重い灰を受け取る前記燃焼室(12)の底部に配置されるのに適した、前記燃焼室(12)からの重い灰および未燃焼物質の乾式回収器(14)であって、前記未燃焼物質のための後燃焼部分(141)を有する乾式回収器(14)と、
前記後燃焼部分(141)上で起こる未燃焼物質の後燃焼を制御するための制御手段(100)であって、加熱空気を供給する加熱空気供給手段(15)および前記燃焼室(12)内で生成された燃焼煙霧を供給する燃焼煙霧供給手段(150)を備え、それぞれ、後燃焼をそれぞれ促進および抑制するために前記後燃焼部分(141)に相当する部分において加熱空気および燃焼煙霧の流れを提供するのに適し、前記後燃焼部分(141)に供給される加熱空気および/または燃焼煙霧の流量の選択的な調整に適した制御手段(100)と、
を備える燃焼プラント(1)。 In a combustion plant (1) suitable for use in a solid fuel thermal power plant in connection with a combustion chamber (12) of the type suitable for combustion (mixed combustion) of fuels derived from biomass and / or municipal solid waste (RDF) There,
Dry collector (14) for heavy ash and unburned material from the combustion chamber (12), suitable for being located at the bottom of the combustion chamber (12) for receiving heavy ash from the combustion chamber (12) A dry collector (14) having a post-combustion part (141) for said unburned material;
Control means (100) for controlling the post-combustion of the unburned material occurring on the post-combustion part (141), the heating air supply means (15) for supplying heated air and the combustion chamber (12) The combustion fume supply means (150) for supplying the combustion fume generated in the above, and the flow of heated air and combustion fume in the portion corresponding to the post-combustion portion (141) in order to promote and suppress the post-combustion, respectively Control means (100) suitable for selectively adjusting the flow rate of heated air and / or combustion fumes supplied to the post-combustion part (141);
A combustion plant (1) comprising:
前記方法は、前記燃焼室の下流に配置された回収器(14)によって、前記燃焼室(12)の底部からの重い灰および未燃焼物質の乾式回収を実現し、前記方法はさらに、前記回収器(14)の後燃焼部分(141)で行われる前記未燃焼物質を後燃焼させるステップを含み、前記後燃焼のステップは、前記後燃焼をそれぞれ促進および抑制するために、加熱空気の流れおよび前記燃焼室(12)で生成された燃焼煙霧の流れを選択的に供給することによって制御され、前記後燃焼部分(141)に供給される前記加熱空気および/または前記燃焼煙霧の流量が調整される、方法。 A combustion method suitable for use in a solid fuel thermal power plant comprising a combustion chamber (12) of the type suitable for combustion (mixed combustion) of biomass and / or municipal solid waste (RDF) derived fuel,
The method achieves dry recovery of heavy ash and unburned material from the bottom of the combustion chamber (12) by a collector (14) located downstream of the combustion chamber, the method further comprising the recovery Post-combustion of the unburned material in a post-combustion portion (141) of the vessel (14), wherein the post-combustion step includes a flow of heated air and Controlled by selectively supplying a flow of combustion fumes generated in the combustion chamber (12), the flow rate of the heated air and / or the combustion fumes supplied to the post-combustion portion (141) is adjusted. The way.
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