JP6246709B2

JP6246709B2 - Combustion burner and boiler

Info

Publication number: JP6246709B2
Application number: JP2014258077A
Authority: JP
Inventors: 幸洋冨永; 今田　潤司; 潤司今田; 功一武居
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: JP2016118330A

Description

本発明は、燃焼バーナ及びボイラに関するものである。 The present invention relates to a combustion burner and a boiler.

従来、オフセット空気を炉内に供給する固体燃料燃焼炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。この焼却炉は、燃料ノズルとオフセット空気ノズルとを有している。燃料ノズルは、粉末化固体燃料及び１次空気を、炉内のバーナ領域の小さな仮想円に向かって噴射する。オフセット空気ノズルは、オフセット空気、すなわち２次空気を、炉内のバーナ領域の大きな仮想円に向かって噴射する。 Conventionally, a solid fuel combustion furnace that supplies offset air into the furnace is known (see, for example, Patent Document 1). This incinerator has a fuel nozzle and an offset air nozzle. The fuel nozzle injects powdered solid fuel and primary air toward a small virtual circle in the burner area in the furnace. The offset air nozzle injects offset air, that is, secondary air, toward a large virtual circle in the burner region in the furnace.

特表２００２−５３３６４４号公報JP 2002-533644 A

しかしながら、特許文献１では、１次空気及び２次空気をバーナ領域に向かって噴射していることから、１次空気及び２次空気は、粉末化固体燃料の燃焼に用いられる。このため、炉内の炉壁付近では、空気が不足することから、酸素濃度が低くなってしまう。また、バーナ領域に形成される火炎が、大きな仮想円に沿って形成されるため、火炎と炉壁との間の距離が短くなり、火炎と炉壁との間の領域が高温となる。このように、炉壁付近では、低酸素・高温領域が形成される。また、粉末化固体燃料として微粉炭が用いられる場合、酸素濃度が低い領域において、微粉炭から放出される硫黄成分（Ｓ）が酸素と反応し難くなることから、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）が生成され易くなり、炉壁の硫化腐食が発生し易くなる。 However, in patent document 1, since primary air and secondary air are injected toward a burner area | region, primary air and secondary air are used for combustion of powdered solid fuel. For this reason, oxygen concentration will become low in the vicinity of the furnace wall in the furnace because air is insufficient. Further, since the flame formed in the burner region is formed along a large virtual circle, the distance between the flame and the furnace wall is shortened, and the region between the flame and the furnace wall becomes high temperature. Thus, a low oxygen / high temperature region is formed near the furnace wall. Further, when pulverized coal is used as the powdered solid fuel, the sulfur component (S) released from the pulverized coal hardly reacts with oxygen in a region where the oxygen concentration is low, so that hydrogen sulfide (H ₂ S) is generated. It becomes easy to produce | generate, and it becomes easy to generate | occur | produce the sulfurization corrosion of a furnace wall.

そこで、本発明は、火炉の炉壁を好適に保護することができる燃焼バーナ及びボイラを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the combustion burner and boiler which can protect the furnace wall of a furnace suitably.

本発明の燃焼バーナは、炉壁で囲まれた火炉の内部に燃料ガスを噴射する燃料ノズルと、前記燃料ノズルの外側を取り囲んで設けられ、前記火炉内に２次空気を噴射する２次空気ノズルと、前記２次空気ノズルを、前記２次空気を２次燃焼用空気として供給する２次燃焼用空気ノズルと、前記２次空気を前記火炉内の前記炉壁を保護する炉壁保護空気として供給する保護空気ノズルと、に区画する仕切り部材と、を備え、前記燃料ノズルは、前記燃料ガスが燃焼することで前記火炉内に発生する燃焼ガスの流通方向において、前記２次空気ノズルの中央に対して下流側に寄せて配置され、前記仕切り部材は、区画される前記２次燃焼用空気ノズルが、前記燃料ノズルの外側を取り囲むように配置されると共に、区画される前記保護空気ノズルが、前記燃焼ガスの流通方向において、前記燃料ノズルの上流側に位置するように配置され、前記保護空気ノズルは、前記火炉の前記炉壁側へ向かって前記炉壁保護空気を案内するガイド部材を有することを特徴とする。 The combustion burner of the present invention is provided with a fuel nozzle for injecting fuel gas inside a furnace surrounded by a furnace wall, and a secondary air for injecting secondary air into the furnace, surrounding the outside of the fuel nozzle. A nozzle, a secondary combustion nozzle for supplying the secondary air as secondary combustion air, and a furnace wall protection air for protecting the furnace wall in the furnace with the secondary air A protective air nozzle to be supplied as a partition member, and the fuel nozzle is arranged in the direction of combustion gas generated in the furnace when the fuel gas is combusted. The protective air nozzle is disposed with the partition member disposed so as to surround the outside of the fuel nozzle, and the partition member is disposed so as to be located downstream from the center. In the flow direction of the combustion gas, the protective air nozzle is disposed on the upstream side of the fuel nozzle, and the protective air nozzle is a guide member that guides the furnace wall protective air toward the furnace wall side of the furnace. It is characterized by having.

この構成によれば、保護空気ノズルにより、炉壁保護空気を火炉の炉壁側へ向かって噴射することができる。このため、低酸素・高温領域となり易い炉壁付近に、炉壁保護空気を供給することができる。よって、炉壁保護空気により、炉壁付近の温度を低下させることができ、炉壁への熱負荷を低減することができる。また、炉壁保護空気により、炉壁付近の酸素濃度を高くすることができるため、燃料ガスに含まれる硫黄成分（Ｓ）を、硫黄酸化物（ＳＯ_X）に転換することができることから、炉壁の硫化腐食の発生を抑制することができる。以上から、火炉の炉壁を好適に保護することが可能となる。 According to this configuration, the protective air nozzle can inject the furnace wall protective air toward the furnace wall side of the furnace. For this reason, the furnace wall protection air can be supplied near the furnace wall that tends to be in a low oxygen / high temperature region. Therefore, the temperature in the vicinity of the furnace wall can be lowered by the furnace wall protective air, and the heat load on the furnace wall can be reduced. In addition, since the oxygen concentration in the vicinity of the furnace wall can be increased by the furnace wall protection air, the sulfur component (S) contained in the fuel gas can be converted into sulfur oxide (SO _x ). Occurrence of sulfidation corrosion on the wall can be suppressed. From the above, it becomes possible to suitably protect the furnace wall of the furnace.

また、前記２次燃焼用空気に対する前記炉壁保護空気の噴射量の割合は、５０％以上であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the ratio of the injection amount of the furnace wall protection air to the secondary combustion air is 50% or more.

この構成によれば、適切な割合で２次燃焼用空気及び炉壁保護空気を、火炉内に噴射することができるため、炉壁を好適に保護しつつ、燃料ガスを好適に燃焼させることができる。 According to this configuration, since the secondary combustion air and the furnace wall protection air can be injected into the furnace at an appropriate ratio, it is possible to suitably burn the fuel gas while suitably protecting the furnace wall. it can.

また、前記燃料ガスは、微粉燃料及び１次燃焼用空気を混合したものであり、前記炉壁保護空気は、前記１次燃焼用空気及び前記２次燃焼用空気の少なくとも一方の噴射方向に対して、前記火炉内の炉壁側に噴射されることが好ましい。 The fuel gas is a mixture of pulverized fuel and primary combustion air, and the furnace wall protection air is in the injection direction of at least one of the primary combustion air and the secondary combustion air. It is preferable that the fuel is injected to the furnace wall side in the furnace.

この構成によれば、炉壁保護空気を、１次燃焼用空気及び２次燃焼用空気よりも炉壁側に噴射することができるため、炉壁保護空気が、燃料ガスの燃焼に用いられることを抑制できることから、火炉内の炉壁をより好適に保護することができる。 According to this configuration, since the furnace wall protection air can be injected to the furnace wall side with respect to the primary combustion air and the secondary combustion air, the furnace wall protection air is used for the combustion of the fuel gas. Therefore, the furnace wall in the furnace can be more suitably protected.

また、前記燃料ガスの噴射方向と、前記２次燃焼用空気の噴射方向とは、同じ方向であることが好ましい。 The fuel gas injection direction and the secondary combustion air injection direction are preferably the same direction.

この構成によれば、燃料ガス及び２次燃焼用空気を、炉壁保護空気から遠ざけることができるため、炉壁保護空気が燃料ガスの燃焼に用いられることを抑制することができる。また、燃料ガスの噴射方向と同じ方向に、２次燃焼用空気を噴射することができるため、燃料ガスの噴射方向における貫通力を高めることができることから、燃焼した燃焼ガスが炉壁に沿うことを抑制でき、また、２次燃焼用空気を、燃料ガスの燃焼に適切に用いることができる。 According to this configuration, since the fuel gas and the secondary combustion air can be kept away from the furnace wall protection air, the use of the furnace wall protection air for the combustion of the fuel gas can be suppressed. Further, since the secondary combustion air can be injected in the same direction as the fuel gas injection direction, the penetration force in the fuel gas injection direction can be increased, so that the burned combustion gas follows the furnace wall. In addition, the secondary combustion air can be appropriately used for the combustion of the fuel gas.

本発明のボイラは、炉壁で囲まれた火炉と、前記火炉内に燃料ガスを供給し、前記燃料ガスが燃焼することで、前記火炉内に燃焼ガスを発生させる燃焼バーナと、を備え、前記燃焼バーナは、前記燃焼ガスの流通方向において、所定の間隔を空けて複数段設けられ、複数段の前記燃焼バーナのうち、少なくとも１段の前記燃焼バーナが、上記の燃焼バーナであることを特徴とする。 The boiler of the present invention includes a furnace surrounded by a furnace wall, and a combustion burner that supplies fuel gas into the furnace and generates the combustion gas in the furnace by burning the fuel gas. The combustion burner is provided in a plurality of stages at a predetermined interval in the flow direction of the combustion gas, and at least one of the combustion burners in the plurality of stages is the combustion burner described above. Features.

この構成によれば、低酸素・高温領域となり易い炉壁付近に、炉壁保護空気を噴射可能な燃焼バーナを配置することができる。 According to this configuration, the combustion burner capable of injecting the furnace wall protection air can be disposed in the vicinity of the furnace wall that tends to be in a low oxygen / high temperature region.

また、前記燃焼ガスの流通方向において隣接する前記燃焼バーナ同士の間に設けられ、前記火炉内に３次空気を噴射するバーナ間空気ノズルを、さらに備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable to further include an inter-burner air nozzle provided between the combustion burners adjacent in the flow direction of the combustion gas and injecting tertiary air into the furnace.

この構成によれば、燃焼バーナの間から３次空気を噴射することで、燃料ガスを燃焼させるために必要な酸素を十分に供給することができるため、燃料ガスの未燃成分の発生を抑制することができる。 According to this configuration, by injecting the tertiary air from between the combustion burners, it is possible to sufficiently supply oxygen necessary for burning the fuel gas, thereby suppressing the generation of unburned components of the fuel gas. can do.

また、前記火炉内に噴射される前記２次空気を含む空気の全供給量に対する、前記炉壁保護空気の供給量の割合は、３％以上であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the ratio of the supply amount of the said furnace wall protection air with respect to the total supply amount of the air containing the said secondary air injected in the said furnace is 3% or more.

この構成によれば、適切な割合で炉壁保護空気を、火炉内に噴射することができるため、炉壁を好適に保護しつつ、燃料ガスを好適に燃焼させることができる。 According to this configuration, since the furnace wall protection air can be injected into the furnace at an appropriate ratio, the fuel gas can be preferably burned while suitably protecting the furnace wall.

また、前記火炉内に供給される前記燃料ガスの噴射量を調整する第１流量調整手段と、前記火炉内に供給される前記２次空気の噴射量を調整する第２流量調整手段と、予め設定された燃空比に基づいて、前記第１流量調整手段と前記第２流量調整手段とを制御する制御装置と、をさらに備えることが好ましい。 A first flow rate adjusting means for adjusting an injection amount of the fuel gas supplied into the furnace; a second flow rate adjusting means for adjusting an injection amount of the secondary air supplied into the furnace; It is preferable to further include a control device that controls the first flow rate adjusting means and the second flow rate adjusting means based on the set fuel-air ratio.

この構成によれば、燃空比に基づいて、制御装置により、第１流量調整手段と第２流量調整手段とを制御することで、燃料ガスの噴射量と、２次空気の噴射量とを調整することができる。このため、炉壁保護空気を火炉内に噴射する場合であっても、燃料ガスの燃焼に適した燃空比とすることができるため、燃料ガスを好適に燃焼させることができる。なお、第２流量調整手段は、２次空気の噴射量の他、燃焼バーナ間の３次空気の噴射量、火炉に吹き込まれる追加燃焼用空気（ＯｖｅｒＦｉｒｅＡｉｒ）の噴射量、及び火炉に吹き込まれる追加空気（ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌＡｉｒ）の噴射量も合わせて調整可能に構成されていてもよい。 According to this configuration, the control device controls the first flow rate adjusting means and the second flow rate adjusting means based on the fuel-air ratio, thereby obtaining the fuel gas injection amount and the secondary air injection amount. Can be adjusted. For this reason, even if it is a case where furnace wall protection air is injected in a furnace, since it can be set as the fuel-air ratio suitable for combustion of fuel gas, fuel gas can be combusted suitably. The second flow rate adjusting means is not only the injection amount of the secondary air, but also the injection amount of the tertiary air between the combustion burners, the injection amount of additional combustion air (Over Fire Air) blown into the furnace, and the blown air into the furnace. The additional air (Additional Air) injection amount to be adjusted may also be adjusted.

また、前記燃焼バーナは、前記火炉内の前記燃焼ガスが旋回流を形成する配置となっていることが好ましい。 Further, the combustion burner is preferably arranged so that the combustion gas in the furnace forms a swirling flow.

この構成によれば、炉壁保護空気により、旋回燃焼方式の火炉内の炉壁を、より好適に保護することができる。 According to this configuration, the furnace wall in the swirl combustion type furnace can be more suitably protected by the furnace wall protection air.

図１は、本実施例の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a coal fired boiler according to the present embodiment. 図２は、石炭焚きボイラにおける燃焼バーナの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a combustion burner in a coal fired boiler. 図３は、燃焼バーナの正面図である。FIG. 3 is a front view of the combustion burner. 図４は、燃焼バーナを側方から見たときの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the combustion burner when viewed from the side. 図５は、燃焼バーナを上方から見たときの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the combustion burner as viewed from above.

以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

図１は、本実施例の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。図２は、石炭焚きボイラにおける燃焼バーナの平面図である。図３は、燃焼バーナの正面図である。図４は、燃焼バーナを側方から見たときの断面図である。図５は、燃焼バーナを上方から見たときの断面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a coal fired boiler according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of a combustion burner in a coal fired boiler. FIG. 3 is a front view of the combustion burner. FIG. 4 is a cross-sectional view of the combustion burner when viewed from the side. FIG. 5 is a cross-sectional view of the combustion burner as viewed from above.

本実施例のボイラは、石炭（瀝青炭、亜瀝青炭など）を粉砕した微粉炭、バイオマスまたはパーソナルコンピュータ等を粉砕したものを、微粉燃料（固体燃料）として用い、この微粉燃料を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能な微粉燃料焚きボイラである。なお、以下では、微粉燃料として微粉炭を適用した、石炭焚きボイラ１０に適用して説明する。 The boiler of the present embodiment uses pulverized coal obtained by pulverizing coal (bituminous coal, subbituminous coal, etc.), pulverized biomass or personal computer, etc. as pulverized fuel (solid fuel), and this pulverized fuel is burned by a combustion burner. This is a pulverized fuel fired boiler capable of recovering the heat generated by this combustion. In addition, below, it demonstrates applying to the coal burning boiler 10 which applied pulverized coal as pulverized fuel.

この本実施例において、図１に示すように、石炭焚きボイラ１０は、コンベンショナルボイラであって、火炉１１と燃焼装置１２と制御装置１３とを有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉１１を構成する火炉壁（炉壁）が伝熱管により構成されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 1, the coal fired boiler 10 is a conventional boiler, and includes a furnace 11, a combustion device 12, and a control device 13. The furnace 11 has a rectangular hollow shape and is installed along the vertical direction. A furnace wall (furnace wall) constituting the furnace 11 is constituted by a heat transfer tube.

燃焼装置１２は、この火炉１１を構成する火炉壁の下部に設けられている。この燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５を有している。そして、燃焼装置１２は、周方向に沿って４個の燃焼バーナが均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って例えば５セット、つまり、５段配置されている。なお、この燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、ＣＣＦ（ＣｉｒｃｕｌａｒＣｏｒｎｅｒＦｉｒｉｎｇ）燃焼方式であり、火炉１１の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。 The combustion apparatus 12 is provided in the lower part of the furnace wall which comprises this furnace 11. FIG. This combustion apparatus 12 has a plurality of combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 mounted on the furnace wall. The combustion apparatus 12 has, for example, five sets, that is, five stages, arranged along the vertical direction as one set in which four combustion burners are arranged at equal intervals along the circumferential direction. The combustion burners 21, 22, 23, 24 and 25 are a CCF (Circular Corner Filling) combustion system, and the shape of the furnace 11, the number of combustion burners in one stage, and the number of stages are limited to this embodiment. It is not a thing.

各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して微粉炭機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に対向して複数の粉砕ローラが粉砕テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。従って、石炭が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送用空気（１次燃焼用空気）により分級された微粉炭を微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。 Each combustion burner 21, 22, 23, 24, 25 is connected to a pulverized coal machine (mill) 31, 32, 33, 34, 35 via a pulverized coal supply pipe 26, 27, 28, 29, 30. . Although not shown, the pulverized coal machines 31, 32, 33, 34, and 35 are supported in a housing so that the pulverization table can be driven to rotate with a rotation axis along the vertical direction, and face the upper side of the pulverization table. A plurality of crushing rollers are configured to be rotatably supported in conjunction with the rotation of the crushing table. Accordingly, when coal is introduced between a plurality of crushing rollers and a crushing table, the pulverized coal supplied to the pulverized coal supply pipe is pulverized to a predetermined size and classified by transporting air (primary combustion air). 26, 27, 28, 29, 30 can be supplied to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25.

火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト３７の一端部が連結されており、この空気ダクト３７は、他端部に送風機３８が装着されている。従って、送風機３８により送られた燃焼用空気（２次空気）を空気ダクト３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。なお、風箱３６は、後述する各追加燃焼用空気ノズル４２，４３にも連通しており、燃焼用空気（２次空気）を風箱３６から各追加燃焼用空気ノズル４２，４３に供給することができる。 In the furnace 11, a wind box 36 is provided at a mounting position of each combustion burner 21, 22, 23, 24, 25, and one end portion of an air duct 37 is connected to the wind box 36. Is equipped with a blower 38 at the other end. Therefore, the combustion air (secondary air) sent by the blower 38 is supplied from the air duct 37 to the wind box 36 and supplied from the wind box 36 to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25. it can. The wind box 36 also communicates with each additional combustion air nozzle 42, 43, which will be described later, and supplies combustion air (secondary air) from the wind box 36 to each additional combustion air nozzle 42, 43. be able to.

ここで、燃焼装置１２について詳細に説明するが、この燃焼装置１２を構成する各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、ほぼ同様の構成をなしていることから、最上段に位置する燃焼バーナ２１についてのみ説明する。 Here, although the combustion apparatus 12 is demonstrated in detail, since each combustion burner 21, 22, 23, 24, 25 which comprises this combustion apparatus 12 has comprised the substantially the same structure, it is located in the uppermost stage. Only the combustion burner 21 will be described.

燃焼バーナ２１は、図２に示すように、火炉１１における４つの角部に設けられる燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄから構成されている。各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、微粉炭供給管２６から分岐した各分岐管２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが連結されると共に、空気ダクト３７から分岐した各分岐管３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄが連結されている。 As shown in FIG. 2, the combustion burner 21 includes combustion burners 21 a, 21 b, 21 c, and 21 d provided at four corners in the furnace 11. Each combustion burner 21a, 21b, 21c, 21d is connected to each branch pipe 26a, 26b, 26c, 26d branched from the pulverized coal supply pipe 26, and each branch pipe 37a, 37b, 37c branched from the air duct 37. , 37d are connected.

従って、火炉１１の各角部にある各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、火炉１１に対して、微粉炭と搬送用空気が混合した微粉燃料混合気（燃料ガス）を吹き込むと共に、その微粉燃料混合気の外側に２次燃焼用空気を吹き込む。そして、各燃焼バーナ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄからの微粉燃料混合気に着火することで、４つの火炎（燃焼ガス）Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を形成することができ、この火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、火炉１１の上方から見て（図２にて）反時計周り方向に旋回する火炎旋回流となる。また、この火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、火炉１１内の鉛直方向の下方側から上方側に向かって流れる。 Therefore, each combustion burner 21a, 21b, 21c, 21d at each corner of the furnace 11 blows into the furnace 11 a pulverized fuel mixture (fuel gas) in which pulverized coal and carrier air are mixed, Secondary combustion air is blown into the outside of the pulverized fuel mixture. Then, by igniting the pulverized fuel mixture from each combustion burner 21a, 21b, 21c, 21d, four flames (combustion gases) F1, F2, F3, F4 can be formed, and these flames F1, F2 , F3, and F4 are flame swirl flows swirling counterclockwise as viewed from above the furnace 11 (in FIG. 2). Further, the flames F1, F2, F3, and F4 flow from the lower side in the vertical direction in the furnace 11 toward the upper side.

また、図１に示すように、火炉１１は、燃焼装置１２の上段部に追加燃焼用空気供給装置４１が設けられている。この追加燃焼用空気供給装置４１は、火炉壁１１ａに装着された複数の追加燃焼用空気ノズル４２，４３を有している。この追加燃焼用空気ノズル４２，４３は、周方向に沿って４個均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って２セット、つまり、２段配置されている。即ち、追加燃焼用空気供給装置４１（追加燃焼用空気ノズル４２，４３）は、火炉１１における燃焼バーナ２１の装着位置より上方に配置されている。なお、本実施例では、追加燃焼用空気供給装置４１を２段配置としたが、１段ないし複数段であればよく、特に限定されない。この追加燃焼用空気供給装置４１は、火炉１１に対して追加燃焼用空気（ＯｖｅｒＦｉｒｅＡｉｒ）を吹き込むものである。そして、この追加燃焼用空気ノズル４２，４３は、空気ダクト３７に接続された風箱３６に連結されている。 As shown in FIG. 1, the furnace 11 is provided with an additional combustion air supply device 41 at the upper stage of the combustion device 12. The additional combustion air supply device 41 has a plurality of additional combustion air nozzles 42 and 43 attached to the furnace wall 11a. The additional combustion air nozzles 42, 43 are arranged in a set of four at regular intervals along the circumferential direction, and two sets, that is, two stages, are arranged along the vertical direction. That is, the additional combustion air supply device 41 (additional combustion air nozzles 42, 43) is disposed above the mounting position of the combustion burner 21 in the furnace 11. In the present embodiment, the additional combustion air supply device 41 is arranged in two stages, but it may be in one or more stages and is not particularly limited. The additional combustion air supply device 41 blows in additional combustion air (Over Fire Air) into the furnace 11. The additional combustion air nozzles 42 and 43 are connected to a wind box 36 connected to an air duct 37.

従って、送風機３８により送られた燃焼用空気（２次空気）を空気ダクト３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各追加燃焼用空気ノズル４２，４３に供給することができる。そして、追加燃焼用空気ノズル４２，４３は、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５が吹き込んだ微粉燃料混合気の上方に追加燃焼用空気を吹き込むことができる。 Therefore, the combustion air (secondary air) sent by the blower 38 can be supplied from the air duct 37 to the wind box 36 and supplied from the wind box 36 to the additional combustion air nozzles 42 and 43. Further, the additional combustion air nozzles 42 and 43 can blow additional combustion air above the pulverized fuel mixture blown by the combustion burners 21, 22, 23, 24 and 25.

火炉１１は、燃焼装置１２及び追加燃焼用空気供給装置４１より上方に追加空気供給装置５１が設けられている。この追加空気供給装置５１は、火炉壁１１ａに装着された複数の追加空気供給ノズル５２を有している。この追加空気供給ノズル５２は、周方向に沿って４個均等間隔で配設されたものが１セット、つまり、１段配置されている。即ち、追加空気供給装置５１（追加空気供給ノズル５２）は、火炉１１における燃焼バーナ２１の装着位置より所定距離だけ上方に配置されている。なお、本実施例では、追加空気供給装置５１を１段配置としたが、１段ないし複数段であればよく、特に限定されない。この追加空気供給装置５１は、火炉１１に対して追加空気（ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌＡｉｒ）を吹き込むものである。即ち、追加空気ノズル５２は、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５と同様に、火炉１１における４つの角部に設けられる複数の追加空気供給ノズル５２から構成されており、火炎旋回流と同様の追加空気旋回流を形成する。そして、この追加空気供給ノズル５２は、空気ダクト３７から分岐した分岐空気ダクト５３の端部が連結されている。 The furnace 11 is provided with an additional air supply device 51 above the combustion device 12 and the additional combustion air supply device 41. The additional air supply device 51 has a plurality of additional air supply nozzles 52 mounted on the furnace wall 11a. One set of the additional air supply nozzles 52 arranged at equal intervals along the circumferential direction, that is, one stage is arranged. That is, the additional air supply device 51 (additional air supply nozzle 52) is disposed above the mounting position of the combustion burner 21 in the furnace 11 by a predetermined distance. In the present embodiment, the additional air supply device 51 is arranged in one stage, but it may be in one or more stages and is not particularly limited. The additional air supply device 51 blows additional air (Additional Air) into the furnace 11. That is, the additional air nozzle 52 is composed of a plurality of additional air supply nozzles 52 provided at four corners in the furnace 11, similarly to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25. A similar additional air swirl is formed. The additional air supply nozzle 52 is connected to the end of a branched air duct 53 branched from the air duct 37.

次に、図３を参照して、燃焼バーナ２１について具体的に説明する。燃焼バーナ２１は、微粉炭と１次燃焼用空気とが混合した燃料ガス及び２次燃焼用空気を、火炉１１内に向けて吹き込むことで火炎旋回流を形成する。つまり、燃焼バーナ２１は、燃料ガスを火炉１１内に吹き込む燃料ノズル６１と、２次燃焼用空気を火炉１１内に吹き込む燃焼用空気ノズル６２とを有している。また、燃焼バーナ２１は、火炉壁１１ａを保護するための炉壁保護空気を火炉１１内に吹き込む保護空気ノズル６３を有している。ここで、燃焼用空気ノズル６２と保護空気ノズル６３とは、仕切板（仕切り部材）６４により２次空気ノズル６５が区画されることで形成されている。 Next, the combustion burner 21 will be specifically described with reference to FIG. The combustion burner 21 forms a flame swirl flow by blowing fuel gas in which pulverized coal and primary combustion air are mixed and secondary combustion air into the furnace 11. That is, the combustion burner 21 has a fuel nozzle 61 that blows fuel gas into the furnace 11 and a combustion air nozzle 62 that blows secondary combustion air into the furnace 11. Moreover, the combustion burner 21 has a protective air nozzle 63 for blowing furnace wall protective air for protecting the furnace wall 11 a into the furnace 11. Here, the combustion air nozzle 62 and the protective air nozzle 63 are formed by dividing the secondary air nozzle 65 by a partition plate (partition member) 64.

燃料ノズル６１は、図３に示すように、その開口が方形状となっている。この燃料ノズル６１には、上記したように、微粉炭供給管２６が接続され、燃料ガスが供給される。ここで、微粉炭供給管２６には、燃料ガスの流量を調整する第１流量調整弁（第１流量調整手段）６７が設けられ、石炭焚きボイラ１０に設けられる制御装置１３によって制御されている。この第１流量調整弁６７は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０に応じて、複数の第１流量調整弁６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅが設けられている。 The fuel nozzle 61 has a rectangular opening as shown in FIG. As described above, the pulverized coal supply pipe 26 is connected to the fuel nozzle 61 to supply fuel gas. Here, the pulverized coal supply pipe 26 is provided with a first flow rate adjusting valve (first flow rate adjusting means) 67 for adjusting the flow rate of the fuel gas, and is controlled by the control device 13 provided in the coal burning boiler 10. . The first flow rate adjusting valve 67 is provided with a plurality of first flow rate adjusting valves 67a, 67b, 67c, 67d, 67e according to the pulverized coal supply pipes 26, 27, 28, 29, 30.

２次空気ノズル６５は、燃料ノズル６１の外側を取り囲んで設けられ、その開口が、燃料ノズル６１よりも大きい方形状となっている。このとき、燃料ノズル６１は、２次空気ノズル６５の中央に対して、鉛直方向の上方側に寄せて配置される。つまり、燃料ノズル６１は、火炉１１内の火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の流通方向において、２次空気ノズル６５の中央に対して下流側に寄せて配置されている。この２次空気ノズル６５には、空気ダクト３７から風箱３６に供給される燃焼用空気（２次空気）が流通する。ここで、空気ダクト３７には、燃焼用空気の流量を調整する第２流量調整弁（第２流量調整手段）６８が設けられ、石炭焚きボイラ１０に設けられる制御装置１３によって制御されている。 The secondary air nozzle 65 is provided so as to surround the outside of the fuel nozzle 61, and the opening thereof has a rectangular shape larger than that of the fuel nozzle 61. At this time, the fuel nozzle 61 is disposed closer to the upper side in the vertical direction than the center of the secondary air nozzle 65. That is, the fuel nozzle 61 is arranged close to the downstream side with respect to the center of the secondary air nozzle 65 in the flow direction of the flames F1, F2, F3, and F4 in the furnace 11. The combustion air (secondary air) supplied from the air duct 37 to the wind box 36 flows through the secondary air nozzle 65. Here, the air duct 37 is provided with a second flow rate adjusting valve (second flow rate adjusting means) 68 for adjusting the flow rate of the combustion air, and is controlled by the control device 13 provided in the coal burning boiler 10.

仕切板６４は、２次空気ノズル６５を、鉛直方向の上方側と下方側とに区画するように、水平方向（左右方向）に延在して設けられている。そして、仕切板６４は、方形状の２次空気ノズル６５を、鉛直方向の上方側において方形状となる２次燃焼用空気ノズル６２と、鉛直方向の下方側において方形状となる保護空気ノズル６３とに区画している。この仕切板６４は、２次空気ノズル６５の内部を仕切ることで、２次空気ノズル６５に供給される燃焼用空気を、２次燃焼用空気と炉壁保護空気とに分岐させている。図４に示すように、仕切板６４は、２次空気ノズル６５の開口側から、２次空気ノズル６５の内部の所定の位置に延びて設けられている。 The partition plate 64 extends in the horizontal direction (left-right direction) so as to partition the secondary air nozzle 65 into an upper side and a lower side in the vertical direction. The partition plate 64 includes a square secondary air nozzle 65, a secondary combustion air nozzle 62 that is square on the upper side in the vertical direction, and a protective air nozzle 63 that is square on the lower side in the vertical direction. It is divided into and. The partition plate 64 partitions the interior of the secondary air nozzle 65 to branch the combustion air supplied to the secondary air nozzle 65 into the secondary combustion air and the furnace wall protection air. As shown in FIG. 4, the partition plate 64 is provided to extend from the opening side of the secondary air nozzle 65 to a predetermined position inside the secondary air nozzle 65.

仕切板６４によって仕切られる上方側の２次燃焼用空気ノズル６２は、燃料ノズル６１の外側を取り囲んで形成されている。つまり、２次燃焼用空気ノズル６２は、仕切板６４によって仕切られることで、その開口が、燃料ノズル６１の開口を取り囲む方形状の開口となっている。そして、燃料ノズル６１と２次燃焼用空気ノズル６２とが対向する方向において、２次燃料用空気ノズル６２の上下左右の四辺の開口における幅は、すべて同じ幅となっている。このため、２次燃焼用空気ノズル６２は、燃料ノズル６１の周囲において、均等に２次燃焼用空気を噴き出すことができる。 The upper secondary combustion air nozzle 62 partitioned by the partition plate 64 is formed so as to surround the outside of the fuel nozzle 61. That is, the secondary combustion air nozzle 62 is partitioned by the partition plate 64 so that the opening thereof is a rectangular opening surrounding the opening of the fuel nozzle 61. In the direction in which the fuel nozzle 61 and the secondary combustion air nozzle 62 face each other, the widths of the openings on the upper, lower, left and right sides of the secondary fuel air nozzle 62 are all the same. Therefore, the secondary combustion air nozzle 62 can evenly eject the secondary combustion air around the fuel nozzle 61.

このとき、燃料ノズル６１から噴き出される燃料ガスの噴射方向と、２次燃焼用空気ノズル６２から噴き出される２次燃焼用空気の噴射方向とは、同じ方向となっている。 At this time, the injection direction of the fuel gas ejected from the fuel nozzle 61 and the injection direction of the secondary combustion air ejected from the secondary combustion air nozzle 62 are the same direction.

仕切板６４によって仕切られる下方側の保護空気ノズル６３は、燃料ノズル６１及び２次燃焼用空気ノズル６２の下方側の位置に形成される。保護空気ノズル６３は、仕切板６４によって仕切られることで、その開口が、２次燃焼用空気ノズル６２の左右方向（水平方向）における幅と、同じ幅となっている。このため、保護空気ノズル６３は、燃料ノズル６１及び２次燃焼用空気ノズル６２の下方側から、炉壁保護空気を噴き出すことができる。 The lower protective air nozzle 63 partitioned by the partition plate 64 is formed at a position below the fuel nozzle 61 and the secondary combustion air nozzle 62. The protective air nozzle 63 is partitioned by the partition plate 64 so that the opening has the same width as the width of the secondary combustion air nozzle 62 in the left-right direction (horizontal direction). For this reason, the protective air nozzle 63 can eject the furnace wall protective air from below the fuel nozzle 61 and the secondary combustion air nozzle 62.

この保護空気ノズル６３は、図５に示すように、内部に複数のガイドベーン（ガイド部材）６９が設けられている。複数のガイドベーン６９は、仕切板６４によって分岐した炉壁保護空気を、火炉１１内の火炉壁１１ａへ向かって案内している。各ガイドベーン６９は、板状の部材となっており、水平方向において、所定の間隔を空けて並べて配置されている。 As shown in FIG. 5, the protective air nozzle 63 has a plurality of guide vanes (guide members) 69 provided therein. The plurality of guide vanes 69 guide the furnace wall protection air branched by the partition plate 64 toward the furnace wall 11 a in the furnace 11. Each guide vane 69 is a plate-like member, and is arranged side by side with a predetermined interval in the horizontal direction.

また、各ガイドベーン６９は、図５に示すように、その延在する方向が、燃料ガス及び２次燃焼用空気の噴射方向に対して、火炉壁１１ａ側に斜めとなるように配置されている。具体的に、各ガイドベーン６９が延在する方向は、火炉壁１１ａの壁面と、燃料ガス及び２次燃焼用空気ノズル６２の噴射方向とが為す角度の範囲内の方向となっている。 Further, as shown in FIG. 5, each guide vane 69 is disposed so that the extending direction is inclined toward the furnace wall 11 a side with respect to the injection direction of the fuel gas and the secondary combustion air. Yes. Specifically, the direction in which each guide vane 69 extends is a direction within an angle range formed by the wall surface of the furnace wall 11a and the injection direction of the fuel gas and the secondary combustion air nozzle 62.

上記のように構成される燃焼バーナ２１は、燃料ノズル６１から噴き出される燃料ガスの噴射方向と、２次燃焼用空気ノズル６２から噴き出される２次燃焼用空気の噴射方向とが同じ方向となっている。また、燃焼バーナ２１は、燃料ガス及び２次燃焼用空気の噴射方向に対して、保護空気ノズル６３から噴き出される炉壁保護空気の噴射方向が、炉壁側となる。 In the combustion burner 21 configured as described above, the injection direction of the fuel gas ejected from the fuel nozzle 61 and the injection direction of the secondary combustion air ejected from the secondary combustion air nozzle 62 are the same direction. It has become. Further, in the combustion burner 21, the injection direction of the furnace wall protection air ejected from the protection air nozzle 63 is the furnace wall side with respect to the injection direction of the fuel gas and the secondary combustion air.

ここで、２次燃焼用空気ノズル６２から噴き出される２次燃焼用空気に対する、保護空気ノズル６３から噴き出される炉壁保護空気の割合は、５０％以上となっている。 Here, the ratio of the furnace wall protective air ejected from the protective air nozzle 63 to the secondary combustion air ejected from the secondary combustion air nozzle 62 is 50% or more.

そして、本実施例において、上記のような燃焼バーナ２１は、各段の全ての燃焼バーナ２１に適用している。なお、本実施例では、複数段（５段）の燃焼バーナ２１に適用したが、少なくとも１段の燃焼バーナが、炉壁保護空気を供給可能な燃焼バーナであればよく、他の段の燃焼バーナについては特に限定されない。 In this embodiment, the combustion burner 21 as described above is applied to all the combustion burners 21 in each stage. In the present embodiment, the present invention is applied to the combustion burner 21 having a plurality of stages (five stages). However, at least one combustion burner may be a combustion burner capable of supplying furnace wall protection air, and combustion in other stages. The burner is not particularly limited.

また、各段の燃焼バーナ２１同士の間には、３次燃焼用空気（３次空気）を、火炉１１内に向けて吹き込む３次空気ノズル（バーナ間ノズル）５５が設けられている。３次空気ノズル５５は、火炉壁１１ａに装着され、周方向に沿って４個均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に並ぶ複数段の燃焼バーナ２１の間にそれぞれ配置されている。そして、３次空気ノズル５５は、図示しない３次空気供給ダクトの端部が連結されている。 Further, a tertiary air nozzle (inter-burner nozzle) 55 for blowing tertiary combustion air (tertiary air) into the furnace 11 is provided between the combustion burners 21 of each stage. The tertiary air nozzles 55 are mounted on the furnace wall 11a, and are arranged at equal intervals along the circumferential direction as a set, and are arranged between the combustion burners 21 in a plurality of stages arranged in the vertical direction. ing. The tertiary air nozzle 55 is connected to an end of a tertiary air supply duct (not shown).

制御装置１３は、石炭焚きボイラ１０の運転を制御している。この制御装置１３には、複数の第１流量調整弁６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅ及び第２流量調整弁６８が接続されている。そして、制御装置１３は、予め設定された燃空比となるように、第１流量調整弁６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅ及び第２流量調整弁６８を制御する。このため、制御装置１３は、燃空比に基づいて、火炉１１ａ内に供給される微粉炭、１次燃焼用空気、２次燃焼用空気及び炉壁保護空気の他、３次燃焼用空気、追加燃焼用空気（ＯｖｅｒＦｉｒｅＡｉｒ）及び追加空気（ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌＡｉｒ）の供給量を調整することができる。 The control device 13 controls the operation of the coal burning boiler 10. A plurality of first flow rate adjustment valves 67a, 67b, 67c, 67d, 67e and a second flow rate adjustment valve 68 are connected to the control device 13. And the control apparatus 13 controls the 1st flow regulating valve 67a, 67b, 67c, 67d, 67e and the 2nd flow regulating valve 68 so that it may become a preset fuel-air ratio. For this reason, the control device 13, based on the fuel-air ratio, pulverized coal supplied into the furnace 11 a, primary combustion air, secondary combustion air, and furnace wall protection air, as well as tertiary combustion air, The supply amount of the additional combustion air (Over Fire Air) and the additional air (Additional Air) can be adjusted.

ここで、制御装置１３は、火炉１１内に噴射される空気の全供給量に対する、炉壁保護空気の供給量の割合を、３％以上としている。なお、火炉１１内に噴射される空気の全供給量は、１次燃焼用空気、２次燃焼用空気及び炉壁保護空気の他、３次燃焼用空気、追加燃焼用空気（ＯｖｅｒＦｉｒｅＡｉｒ）及び追加空気（ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌＡｉｒ）である。 Here, the control device 13 sets the ratio of the supply amount of the furnace wall protection air to the total supply amount of the air injected into the furnace 11 to 3% or more. Note that the total supply amount of air injected into the furnace 11 is primary combustion air, secondary combustion air, and furnace wall protection air, as well as tertiary combustion air and additional combustion air (Over Fire Air). And additional air.

再び図１を参照して、火炉１１について説明する。図１に示すように、火炉１１は、上部に煙道７０が連結されており、この煙道７０に、対流伝熱部として排ガスの熱を回収するための過熱器（スーパーヒータ）７１，７２、再熱器（リヒータ）７３，７４、節炭器（エコノマイザ）７５，７６，７７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。 The furnace 11 will be described with reference to FIG. 1 again. As shown in FIG. 1, a furnace 11 has a flue 70 connected to an upper portion thereof, and superheaters (superheaters) 71 and 72 for recovering heat of exhaust gas as a convection heat transfer section in the flue 70. Further, reheaters (reheaters) 73 and 74 and economizers 75, 76 and 77 are provided, and heat exchange is performed between exhaust gas generated by combustion in the furnace 11 and water.

煙道７０は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス管７８が連結されている。この排ガス管７８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ７９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、排ガス管７８を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。 The flue 70 is connected to an exhaust gas pipe 78 from which exhaust gas subjected to heat exchange is discharged downstream. The exhaust gas pipe 78 is provided with an air heater 79 between the air duct 37 and performs heat exchange between the air flowing through the air duct 37 and the exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe 78, and the combustion burners 21, 22, 23, The temperature of the combustion air supplied to 24 and 25 can be raised.

そして、排ガス管７８は、図示しないが、脱硝装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。 And although the exhaust gas pipe 78 is not shown in figure, a denitration apparatus, an electrostatic precipitator, an induction blower, and a desulfurization apparatus are provided, and the chimney is provided in the downstream end part.

このように構成された石炭焚きボイラ１０にて、微粉炭機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、生成された微粉炭が搬送用空気と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト３７から風箱３６を介して各追加燃焼用空気ノズル４２，４３に供給される。さらに、加熱された燃焼用空気が空気ダクト３７から分岐した分岐空気ダクト５３により追加空気ノズル５２に供給される。 When the pulverized coal machines 31, 32, 33, 34, and 35 are driven in the coal-fired boiler 10 configured as described above, the generated pulverized coal together with the air for conveyance is pulverized coal supply pipes 26, 27, 28, and 29. , 30 to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25. Also, heated combustion air is supplied from the air duct 37 to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 via the wind box 36. The heated combustion air is supplied from the air duct 37 to the additional combustion air nozzles 42 and 43 through the wind box 36. Further, the heated combustion air is supplied to the additional air nozzle 52 by the branch air duct 53 branched from the air duct 37.

すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、燃料ノズル６１から微粉炭と搬送用空気（１次燃焼用空気）とが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に、２次燃焼用空気ノズル６２から２次燃焼用空気を火炉１１に吹き込む。また、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、保護空気ノズル６３から炉壁保護空気を火炉１１の火炉壁１１ａへ向けて吹き込む。さらに、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の間に設けられる３次空気ノズル５５は、３次燃焼用空気を火炉１１に吹き込む。このときに微粉燃料混合気が着火することで燃焼領域Ａに火炎旋回流を形成しつつ、火炉壁１１ａ付近に炉壁保護空気を供給することで、火炉壁１１ａ付近の酸素濃度を高くすることができる。 Then, the combustion burners 21, 22, 23, 24, and 25 blow a pulverized fuel mixture mixture of pulverized coal and transport air (primary combustion air) from the fuel nozzle 61 into the furnace 11 and perform secondary combustion. Secondary combustion air is blown into the furnace 11 from the air nozzle 62. Further, the combustion burners 21, 22, 23, 24, and 25 blow the furnace wall protective air from the protective air nozzle 63 toward the furnace wall 11 a of the furnace 11. Further, a tertiary air nozzle 55 provided between the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 blows tertiary combustion air into the furnace 11. At this time, the pulverized fuel mixture is ignited to form a flame swirl in the combustion region A, and the furnace wall protection air is supplied in the vicinity of the furnace wall 11a, thereby increasing the oxygen concentration in the vicinity of the furnace wall 11a. Can do.

また、追加燃焼用空気ノズル４２，４３は、追加燃焼用空気を火炉１１に吹き込むことで、燃焼領域Ａを適正に形成することができる。この火炉１１では、微粉燃料混合気、２次空気、３次燃焼用空気及び追加燃焼用空気が燃焼して火炎旋回流が生じ、燃焼領域Ａで火炎旋回流が生じると、火炉１１内を燃焼ガス（排ガス）が旋回しながら上昇して還元領域Ｂに至る。 Further, the additional combustion air nozzles 42 and 43 can appropriately form the combustion region A by blowing the additional combustion air into the furnace 11. In the furnace 11, when the pulverized fuel mixture, secondary air, tertiary combustion air, and additional combustion air are combusted to generate a flame swirl, and the flame swirl is generated in the combustion region A, the furnace 11 is combusted. The gas (exhaust gas) rises while turning and reaches the reduction region B.

このとき、火炉１１にて、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、燃焼領域Ａの上方の還元領域Ｂが還元雰囲気に保持される。そのため、微粉炭の燃焼により発生したＮＯｘがこの還元領域Ｂで還元される。 At this time, in the furnace 11, the combustion burners 21, 22, 23, 24, and 25 are set so that the supply amount of air is less than the theoretical air amount with respect to the supply amount of pulverized coal. The reduction region B above A is maintained in a reducing atmosphere. Therefore, NOx generated by the combustion of pulverized coal is reduced in this reduction region B.

そして、追加空気供給ノズル５２は、追加空気を火炉１１の還元領域Ｂの上方に吹き込む。すると、燃焼完結領域Ｃにて、排ガスと追加空気が反応することで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。 The additional air supply nozzle 52 blows additional air above the reduction area B of the furnace 11. Then, in the combustion completion region C, the exhaust gas reacts with the additional air, whereby the oxidative combustion of the pulverized coal is completed, and the amount of NOx generated by the combustion of the pulverized coal is reduced.

そして、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器７５，７６，７７によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管（図示せず）に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器７１，７２に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器７１，７２で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント（例えば、タービン等）に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器７３，７４に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、火炉１１をドラム型（蒸気ドラム）として説明したが、この構造に限定されるものではない。 The water supplied from a water supply pump (not shown) is preheated by the economizers 75, 76, and 77, then supplied to a steam drum (not shown) and supplied to each water pipe (not shown) on the furnace wall. It is heated to become saturated steam and fed into a steam drum (not shown). Further, saturated steam of a steam drum (not shown) is introduced into the superheaters 71 and 72 and is superheated by the combustion gas. The superheated steam generated by the superheaters 71 and 72 is supplied to a power plant (not shown) (for example, a turbine). Further, the steam taken out in the middle of the expansion process in the turbine is introduced into the reheaters 73 and 74, overheated again, and returned to the turbine. In addition, although the furnace 11 was demonstrated as a drum type | mold (steam drum), it is not limited to this structure.

その後、煙道７０の節炭器７５，７６，７７を通過した排ガスは、排ガス管７８にて、図示しない脱硝装置にて、触媒によりＮＯｘなどの有害物質が除去され、電気集塵機で粒子状物質が除去され、脱硫装置により硫黄分が除去された後、煙突から大気中に排出される。 Thereafter, the exhaust gas that has passed through the economizers 75, 76, and 77 of the flue 70 is subjected to removal of harmful substances such as NOx by a catalyst in a denitration device (not shown) in the exhaust gas pipe 78, and the particulate matter is collected by an electric dust collector Is removed, and after the sulfur content is removed by the desulfurizer, it is discharged from the chimney into the atmosphere.

以上のように、本実施例では、保護空気ノズル６３により、炉壁保護空気を火炉１１の火炉壁１１ａ側へ向かって噴射することができる。このため、低酸素・高温領域となり易い火炉壁１１ａ付近に、炉壁保護空気を供給することができる。よって、炉壁保護空気により、火炉壁１１ａ付近の温度を低下させることができ、火炉壁１１ａへの熱負荷を低減することができる。また、炉壁保護空気により、火炉壁１１ａ付近の酸素濃度を高くすることができるため、燃料ガスに含まれる硫黄成分（Ｓ）を、硫黄酸化物（ＳＯ_X）に転換することができることから、火炉壁１１ａの硫化腐食の発生を抑制することができる。以上から、火炉１１の火炉壁１１ａを好適に保護することが可能となる。 As described above, in this embodiment, the protective air nozzle 63 can inject the furnace wall protective air toward the furnace wall 11 a side of the furnace 11. For this reason, the furnace wall protection air can be supplied in the vicinity of the furnace wall 11a that tends to be in a low oxygen / high temperature region. Therefore, the temperature near the furnace wall 11a can be lowered by the furnace wall protection air, and the heat load on the furnace wall 11a can be reduced. Moreover, since the oxygen concentration in the vicinity of the furnace wall 11a can be increased by the furnace wall protective air, the sulfur component (S) contained in the fuel gas can be converted into sulfur oxide (SO _x ). Generation | occurrence | production of the sulfide corrosion of the furnace wall 11a can be suppressed. From the above, it becomes possible to suitably protect the furnace wall 11a of the furnace 11.

また、本実施例では、適切な割合で２次燃焼用空気及び炉壁保護空気を、火炉１１内に噴射することができるため、火炉壁１１ａを好適に保護しつつ、燃料ガスを好適に燃焼させることができる。 Further, in this embodiment, since the secondary combustion air and the furnace wall protection air can be injected into the furnace 11 at an appropriate ratio, the fuel gas is preferably burned while suitably protecting the furnace wall 11a. Can be made.

また、本実施例では、炉壁保護空気を、１次燃焼用空気及び２次燃焼用空気よりも炉壁側に噴射することができるため、炉壁保護空気が、燃料ガスの燃焼に用いられることを抑制できることから、火炉１１内の火炉壁１１ａをより好適に保護することができる。 In this embodiment, since the furnace wall protection air can be injected to the furnace wall side with respect to the primary combustion air and the secondary combustion air, the furnace wall protection air is used for combustion of the fuel gas. Since this can be suppressed, the furnace wall 11a in the furnace 11 can be more suitably protected.

また、本実施例では、１次燃焼用空気及び２次燃焼用空気を、炉壁保護空気から遠ざけることができるため、炉壁保護空気が燃料ガスの燃焼に用いられることを抑制することができる。さらに、燃料ガスの噴射方向と同じ方向に、２次燃焼用空気を噴射することができるため、燃料ガスの噴射方向における貫通力を高めることができることから、燃焼した燃焼ガスが炉壁に沿うことを抑制でき、また、２次燃焼用空気を、燃料ガスの燃焼に適切に用いることができる。 Further, in this embodiment, the primary combustion air and the secondary combustion air can be kept away from the furnace wall protection air, so that the use of the furnace wall protection air for the combustion of the fuel gas can be suppressed. . Furthermore, since the secondary combustion air can be injected in the same direction as the fuel gas injection direction, the penetration force in the fuel gas injection direction can be increased, so that the burned combustion gas follows the furnace wall. In addition, the secondary combustion air can be appropriately used for the combustion of the fuel gas.

また、本実施例では、低酸素・高温領域となり易い炉壁付近に、炉壁保護空気を噴射可能な燃焼バーナ２１を配置することができる。 Further, in the present embodiment, the combustion burner 21 capable of injecting the furnace wall protection air can be disposed in the vicinity of the furnace wall that tends to be in a low oxygen / high temperature region.

また、本実施例では、燃焼バーナ２１の間において３次空気ノズル５５から３次燃焼用空気を噴射することで、燃料ガスを燃焼させるために必要な酸素を十分に供給することができるため、燃料ガスの未燃成分の発生を抑制することができる。 Further, in the present embodiment, since the combustion air is injected from the tertiary air nozzle 55 between the combustion burners 21, oxygen necessary for burning the fuel gas can be sufficiently supplied. Generation | occurrence | production of the unburned component of fuel gas can be suppressed.

また、本実施例では、火炉１１内に供給される空気に対する、炉壁保護空気の割合を、適切な割合とすることができるため、火炉壁１１ａを好適に保護しつつ、燃料ガスを好適に燃焼させることができる。 Further, in this embodiment, since the ratio of the furnace wall protection air to the air supplied into the furnace 11 can be set to an appropriate ratio, the fuel gas is suitably protected while suitably protecting the furnace wall 11a. Can be burned.

また、本実施例では、燃空比に基づいて、制御装置１３により、第１流量調整弁６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅと第２流量調整弁６８とを制御することで、燃料ガスの供給量と、２次燃焼用空気及び炉壁保護空気を含む２次空気の供給量とを調整することができる。また、第２流量調整弁６８は、２次空気の他、３次燃焼用空気、追加燃焼用空気及び追加空気の噴射量も調整することができる。このため、炉壁保護空気を火炉１１内に噴射する場合であっても、燃料ガスの燃焼に適した燃空比とすることができるため、燃料ガスを好適に燃焼させることができる。 In the present embodiment, the control device 13 controls the first flow rate adjusting valves 67a, 67b, 67c, 67d, 67e and the second flow rate adjusting valve 68 based on the fuel / air ratio, thereby The supply amount and the supply amount of secondary air including secondary combustion air and furnace wall protection air can be adjusted. Further, the second flow rate adjusting valve 68 can adjust the injection amount of the tertiary combustion air, the additional combustion air, and the additional air in addition to the secondary air. For this reason, even if it is a case where furnace wall protection air is injected in the furnace 11, since it can be set as the fuel-air ratio suitable for combustion of fuel gas, fuel gas can be combusted suitably.

なお、本実施例では、火炉１１内において、火炎Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が旋回する旋回燃焼のボイラに適用して説明したが、この構成に限定されない。例えば、火炉１１内において、火炎が対向する対向燃焼のボイラに適用してもよい。 In the present embodiment, the description has been made by applying the present invention to a swirl combustion boiler in which the flames F1, F2, F3, and F4 are swirled in the furnace 11, but the present invention is not limited to this configuration. For example, in the furnace 11, you may apply to the boiler of the opposing combustion which a flame opposes.

また、本実施例では、保護空気ノズル６３の内部に複数のガイドベーン６９を配置することで、炉壁保護空気を火炉壁１１ａ側に向かって供給したが、この構成に限定されず、炉壁保護空気を火炉壁１１ａ側に向かって案内するガイド部材であれば、いずれであってもよい。 Further, in this embodiment, the plurality of guide vanes 69 are arranged inside the protective air nozzle 63 to supply the furnace wall protective air toward the furnace wall 11a. However, the present invention is not limited to this configuration. Any guide member that guides the protective air toward the furnace wall 11a may be used.

１０石炭焚きボイラ
１１火炉
１２燃焼装置
１３制御装置
２１，２２，２３，２４，２５燃焼バーナ
２６，２７，２８，２９，３０微粉炭供給管
３１，３２，３３，３４，３５微粉炭機
３６風箱
３７空気ダクト
４１追加燃焼用空気供給装置
４２，４３追加燃焼用空気ノズル
５１追加空気供給装置
５２追加空気供給ノズル
５３分岐空気ダクト
５５３次空気ノズル
６１燃料ノズル
６２２次燃焼用空気ノズル
６３保護空気ノズル
６４仕切板
６５追加空気ノズル
６７第１流量調整弁
６８第２流量調整弁
６９ガイドベーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Coal-fired boiler 11 Furnace 12 Combustion device 13 Control device 21, 22, 23, 24, 25 Combustion burner 26, 27, 28, 29, 30 Pulverized coal supply pipe 31, 32, 33, 34, 35 Pulverized coal machine 36 Wind Box 37 Air duct 41 Additional combustion air supply device 42, 43 Additional combustion air nozzle 51 Additional air supply device 52 Additional air supply nozzle 53 Branch air duct 55 Tertiary air nozzle 61 Fuel nozzle 62 Secondary combustion air nozzle 63 Protection Air nozzle 64 Partition plate 65 Additional air nozzle 67 First flow rate adjustment valve 68 Second flow rate adjustment valve 69 Guide vane

Claims

A fuel nozzle for injecting fuel gas into the furnace surrounded by the furnace wall;
A secondary air nozzle that surrounds the fuel nozzle and injects secondary air into the furnace;
The secondary air nozzle supplies the secondary air as secondary combustion air, and supplies the secondary air as furnace wall protection air for protecting the furnace wall in the furnace. A protective air nozzle, and a partition member partitioned into
The fuel nozzle is disposed close to the downstream side of the center of the secondary air nozzle in the flow direction of the combustion gas generated in the furnace as the fuel gas burns,
The partition member is disposed such that the partitioned secondary combustion air nozzle surrounds the outside of the fuel nozzle, and the partitioned protective air nozzle is disposed in the fuel gas flow direction in the fuel gas flow direction. Arranged to be upstream of the nozzle,
The combustion air burner characterized in that the protection air nozzle has a guide member for guiding the furnace wall protection air toward the furnace wall side of the furnace.

The combustion burner according to claim 1, wherein a ratio of an injection amount of the furnace wall protection air to the secondary combustion air is 50% or more.

The fuel gas is a mixture of pulverized fuel and primary combustion air,
The furnace wall protective air is injected to a furnace wall side in the furnace with respect to an injection direction of at least one of the primary combustion air and the secondary combustion air. 2. The combustion burner according to 2.

The combustion burner according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel gas injection direction and the secondary combustion air injection direction are the same direction.

A furnace surrounded by a furnace wall;
A fuel burner for supplying a fuel gas into the furnace and generating the combustion gas in the furnace by burning the fuel gas; and
The combustion burner is provided in a plurality of stages at a predetermined interval in the flow direction of the combustion gas,
5. The boiler according to claim 1, wherein at least one of the plurality of combustion burners is the combustion burner according to claim 1.

The boiler according to claim 5, further comprising an inter-burner air nozzle provided between the combustion burners adjacent in the flow direction of the combustion gas and injecting tertiary air into the furnace.

The ratio of the supply amount of the furnace wall protection air with respect to the total supply amount of air including the secondary air injected into the furnace is 3% or more. boiler.

First flow rate adjusting means for adjusting an injection amount of the fuel gas supplied into the furnace;
A second flow rate adjusting means for adjusting an injection amount of the secondary air supplied into the furnace;
8. The apparatus according to claim 5, further comprising a control device that controls the first flow rate adjusting unit and the second flow rate adjusting unit based on a preset fuel-air ratio. The boiler described in 1.

The boiler according to any one of claims 5 to 8, wherein the combustion burner is arranged so that the combustion gas in the furnace forms a swirling flow.