JP6950464B2 - boiler - Google Patents

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Description

本発明は、ボイラに関するものである。 The present invention relates to a boiler.

下記特許文献1には、アンモニアを含む燃料を燃焼させる複合エネルギーシステムが開示されている。この複合エネルギーシステムは、二酸化炭素の排出量を削減することを目的として、主燃料である天然ガスにアンモニアを添加して燃焼させるものである。 Patent Document 1 below discloses a complex energy system that burns a fuel containing ammonia. This combined energy system adds ammonia to natural gas, which is the main fuel, and burns it for the purpose of reducing carbon dioxide emissions.

特開2016−032391号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-032391

ところで、アンモニアを燃料の一部として燃焼させた場合には燃焼ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)の増加が懸念される。上記背景技術は、専ら二酸化炭素の排出量の削減を目的としており、窒素酸化物(NOx)を低減さることについて何ら解決策を提示するものではない。天然ガスのような炭素燃料とアンモニアのような窒素含有燃料とを一緒に燃焼させる場合には、実用性の観点から窒素酸化物(NOx)の増加を抑制することが必要不可欠である。 By the way, when ammonia is burned as a part of fuel, there is a concern that nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas will increase. The background technology is solely aimed at reducing carbon dioxide emissions and does not offer any solution for reducing nitrogen oxides (NOx). When a carbon fuel such as natural gas and a nitrogen-containing fuel such as ammonia are burned together, it is indispensable to suppress an increase in nitrogen oxides (NOx) from the viewpoint of practicality.

例えば、アンモニアには窒素酸化物(NOx)を還元する性質を有していることから、燃料と供給するアンモニアと別に、燃焼ガスに対して還元剤としてアンモニアを供給することが考えられる。燃焼ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)は、数ppm程度の微量なものであるため、この窒素酸化物(NOx)を還元するために必要となるアンモニアの供給量も少量となる。必要以上に還元剤として供給するアンモニアの流量を増加させると、排ガス中にアンモニアが残存するため、実際に還元剤として供給するアンモニアは少量に抑える必要がある。しかしながら、少量のアンモニアを供給する場合には火炉等の壁面から供給したアンモニアが火炉等の内部に到達することができず、十分に窒素酸化物(NOx)を還元することができない。 For example, since ammonia has a property of reducing nitrogen oxides (NOx), it is conceivable to supply ammonia as a reducing agent to the combustion gas separately from the fuel and the supplied ammonia. Since the amount of nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas is as small as several ppm, the amount of ammonia supplied for reducing the nitrogen oxides (NOx) is also small. If the flow rate of ammonia supplied as a reducing agent is increased more than necessary, ammonia remains in the exhaust gas, so it is necessary to limit the amount of ammonia actually supplied as a reducing agent to a small amount. However, when a small amount of ammonia is supplied, the ammonia supplied from the wall surface of the furnace or the like cannot reach the inside of the furnace or the like, and the nitrogen oxides (NOx) cannot be sufficiently reduced.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、アンモニアを燃料として燃焼可能なボイラにおいて、還元剤として供給するアンモニアを火炉等の中心部に到達させることで、少量の還元剤によって窒素酸化物(NOx)をより確実に還元させることを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. In a boiler capable of burning ammonia as fuel, nitrogen supplied as a reducing agent is brought to the center of a furnace or the like to bring nitrogen to a small amount of reducing agent. The purpose is to more reliably reduce oxides (NOx).

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。 The present invention employs the following configuration as a means for solving the above problems.

第1の発明は、アンモニアを燃料として燃焼可能な燃焼装置と、上記燃焼装置が取り付けられた火炉と、燃料が燃焼されて発生した燃焼ガスを案内する煙道とを備えるボイラであって、上記燃焼装置よりも燃焼ガスの下流位置にて上記火炉及び上記煙道の少なくとも一方に設置されると共に、アンモニアを還元剤として上記火炉あるいは上記煙道の平面視中央部に向けて噴射する噴射部を備えるという構成を採用する。 The first invention is a boiler including a combustion device capable of burning ammonia as fuel, a furnace equipped with the combustion device, and a flue for guiding a combustion gas generated by burning the fuel. An injection unit is installed in at least one of the furnace and the flue at a position downstream of the combustion device from the combustion device, and an injection unit that injects ammonia as a reducing agent toward the center of the furnace or the flue in a plan view. Adopt the configuration of preparing.

第2の発明は、上記第1の発明において、上記噴射部が、上記火炉あるいは上記煙道の壁部に設けられると共に、供給されたアンモニアの流速を増大させて平面視側方から上記平面視中央部に向けて噴射する噴射ノズルであるという構成を採用する。 In the second invention, in the first invention, the injection portion is provided on the wall portion of the furnace or the flue, and the flow velocity of the supplied ammonia is increased to increase the flow velocity of the supplied ammonia in a plan view from the side. A configuration is adopted in which the injection nozzle ejects toward the central portion.

第3の発明は、上記第2の発明において、上記噴射ノズルが、上記アンモニアを噴射する噴射開口を1つのみ有するという構成を採用する。 The third invention adopts the configuration in which the injection nozzle has only one injection opening for injecting ammonia in the second invention.

第4の発明は、上記第2または第3の発明において、異なる流速で上記アンモニアを噴射する複数の噴射ノズルを備えるという構成を採用する。 The fourth invention adopts the configuration in the second or third invention that includes a plurality of injection nozzles that inject the ammonia at different flow rates.

第5の発明は、上記第1の発明において、上記噴射部が、上記火炉の上部に配設された過熱器に固定されると共に上記アンモニアを下方に向けて噴出する複数のポートを有する下方噴射管であるという構成を採用する。 In the fifth aspect of the invention, in the first aspect of the present invention, the injection section is fixed to a superheater arranged in the upper part of the furnace and has a plurality of ports for ejecting ammonia downward. Adopt a configuration that is a tube.

第6の発明は、上記第1の発明において、上記噴射部が、上記火炉あるいは上記煙道の少なくとも一方の内部に配設されると共に複数のノズルが設けられたノズルヘッダであるという構成を採用する。 The sixth invention adopts the configuration in which the injection portion is a nozzle header arranged inside at least one of the furnace or the flue and provided with a plurality of nozzles in the first invention. do.

第7の発明は、上記第1の発明において、上記噴射部が、先端部が上記平面視中央部に位置すると共に上記先端部に複数の噴射開口を有する複数開口型噴射ノズルであるという構成を採用する。 A seventh aspect of the present invention is the first invention, wherein the injection portion is a multi-opening type injection nozzle having a tip portion located at the center portion in a plan view and having a plurality of injection openings at the tip portion. adopt.

第8の発明は、上記第7の発明において、水平方向に上記アンモニアを噴射する上記噴射開口と、鉛直方向に上記アンモニアを噴射する上記噴射開口とを有するという構成を採用する。 The eighth invention adopts the configuration in which the seventh invention has the injection opening for injecting the ammonia in the horizontal direction and the injection opening for injecting the ammonia in the vertical direction.

本発明によれば、還元剤として作用するアンモニアが噴射部によって火炉あるいは煙道の平面視中央部に向けて噴射される。このため、例えば火炉や煙道の壁部にポートを設けて還元剤として作用するアンモニアを供給する場合と比較して、当該アンモニアを確実に火炉あるいは煙道の平面視中央部に到達させることができる。したがって、本発明によれば、アンモニアを燃料として燃焼可能なボイラにおいて、還元剤として供給するアンモニアを火炉等の中心部に容易に到達させることが可能となる。 According to the present invention, ammonia acting as a reducing agent is injected by the injection unit toward the center of the furnace or the flue in a plan view. Therefore, as compared with the case where a port is provided on the wall of the furnace or the flue to supply ammonia that acts as a reducing agent, the ammonia can be surely reached the central part of the furnace or the flue in a plan view. can. Therefore, according to the present invention, in a boiler capable of burning ammonia as fuel, ammonia supplied as a reducing agent can be easily reached at the center of a furnace or the like.

本発明の第1実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the main part structure of the boiler of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態のボイラが備える噴射ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the injection nozzle provided in the boiler of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the main part structure of the boiler of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the main part structure of the boiler of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the main part structure of the boiler of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the main part structure of the boiler of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態のボイラが備える噴射ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the injection nozzle provided in the boiler of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態のボイラが備える噴射ノズルの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the injection nozzle provided in the boiler of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態のボイラの要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the main part structure of the boiler of the 6th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明に係るボイラの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of the boiler according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member recognizable.

(第1実施形態)
図1は、本第1実施形態のボイラ1の要部構成を示す模式図である。図1に示すように、ボイラ1は、火炉2と、煙道3と、バーナ4(燃焼装置)と、二段燃焼空気供給部5と、アンモニア供給部6と、微粉炭供給部7とを備えている。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a main part of the boiler 1 of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the boiler 1 includes a furnace 2, a flue 3, a burner 4 (combustion device), a two-stage combustion air supply unit 5, an ammonia supply unit 6, and a pulverized coal supply unit 7. I have.

火炉2は、垂直かつ筒状に設けられた炉壁によって構成され、アンモニアや微粉炭等の燃料を燃焼させて燃焼熱を発生させる炉体である。この火炉2では、燃料が燃焼することによって高温の燃焼ガスが発生する。また、火炉2の底部には、燃料の燃焼によって発生する灰分を外部に排出する排出口2aが設けられている。 The furnace 2 is composed of a furnace wall provided vertically and in a tubular shape, and is a furnace body that burns fuel such as ammonia or pulverized coal to generate combustion heat. In this furnace 2, high-temperature combustion gas is generated by burning fuel. Further, the bottom of the furnace 2 is provided with a discharge port 2a for discharging ash generated by combustion of fuel to the outside.

煙道3は、火炉2の上部と接続され、火炉2で発生した燃焼ガスを排ガスとして外部に案内する。このような煙道3は、火炉2の上部から水平に延出する水平煙道3aと、水平煙道3aの端部から下方に延出する後部煙道3bとを備えている。 The flue 3 is connected to the upper part of the furnace 2 and guides the combustion gas generated in the furnace 2 to the outside as exhaust gas. Such a flue 3 includes a horizontal flue 3a extending horizontally from the upper part of the furnace 2 and a rear flue 3b extending downward from the end of the horizontal flue 3a.

なお、図1では省略しているが、ボイラ1は、火炉2の上部等に設置される過熱器を備えている。過熱器は、火炉2で発生した燃焼熱と水とを熱交換することによって水蒸気を生成する。また、図1では省略しているが、ボイラ1は、必要に応じて再熱器、節炭器、空気予熱器等を備える。 Although omitted in FIG. 1, the boiler 1 is provided with a superheater installed in the upper part of the furnace 2. The superheater generates steam by exchanging heat between the combustion heat generated in the furnace 2 and water. Further, although omitted in FIG. 1, the boiler 1 is provided with a reheater, an economizer, an air preheater and the like, if necessary.

バーナ4は、火炉2の下部の壁部に配置されている。このバーナ4は、火炉2の周方向に複数設置されている。また、図1では省略しているが、バーナ4は、火炉2の高さ方向にも複数設置されている。これらのバーナ4は、火炉2の下部に二次元状かつ対向配置されており、燃料を噴射して燃焼させる。これらのバーナ4は、何れもアンモニア及び微粉炭を燃料として火炉2内に噴射可能な複合バーナである。なお、図1では省略しているが、火炉2にはバーナ4から噴射された燃料(アンモニア及び微粉炭)を着火させる着火装置が設けられている。また、図1では省略しているが、ボイラ1は、バーナ4に対して燃焼空気を供給する燃焼空気供給部を有している。各バーナ4から火炉2内に燃焼空気と共に噴射された燃料(アンモニア及び微粉炭)は、上述の着火装置の働きによって着火して燃焼する。 The burner 4 is arranged on the lower wall of the furnace 2. A plurality of the burners 4 are installed in the circumferential direction of the furnace 2. Further, although omitted in FIG. 1, a plurality of burners 4 are also installed in the height direction of the furnace 2. These burners 4 are two-dimensionally and opposed to each other in the lower part of the furnace 2 to inject fuel and burn it. Each of these burners 4 is a composite burner that can be injected into the furnace 2 using ammonia and pulverized coal as fuel. Although omitted in FIG. 1, the furnace 2 is provided with an ignition device for igniting the fuel (ammonia and pulverized coal) injected from the burner 4. Further, although omitted in FIG. 1, the boiler 1 has a combustion air supply unit that supplies combustion air to the burner 4. The fuel (ammonia and pulverized coal) injected from each burner 4 into the furnace 2 together with the combustion air is ignited and burned by the action of the above-mentioned ignition device.

なお、ボイラ1に設置されるバーナ4は、全てが上述のような複合バーナである必要はない。例えば、石炭専焼のバーナやアンモニア専焼のバーナを備える構成を採用することもできる。ただし、本実施形態のボイラ1においては、少なくとも1つのバーナ4がアンモニアを燃料として燃焼可能とされており、火炉2の内部にてアンモニアと微粉炭との混焼が可能とされている。 The burners 4 installed in the boiler 1 do not necessarily have to be the composite burners as described above. For example, a configuration including a coal-fired burner or an ammonia-fired burner can be adopted. However, in the boiler 1 of the present embodiment, at least one burner 4 is capable of burning using ammonia as fuel, and it is possible to co-fire ammonia and pulverized coal inside the furnace 2.

ここで、アンモニアは、分子式(NH)によって示されるように水素(H)と窒素(N)との化合物であり、構成原子として炭素(C)を含まない。また、このアンモニア(低炭素燃料)は、難燃性の物質として知られるものの、メタン(CH)と同様に3つの水素原子を有する水素キャリア物質である。一方、微粉炭は、化石燃料である石炭を数マイクロメートル程度の大きさまで粉砕処理したものであり、ボイラ用の燃料として一般的に使用されている。すなわち、アンモニアは、微粉炭(炭素燃料)よりも炭素濃度が低い低炭素燃料である。 Here, ammonia is a compound of hydrogen (H) and nitrogen (N) as shown by the molecular formula (NH 3 ), and does not contain carbon (C) as a constituent atom. Although this ammonia (low carbon fuel) is known as a flame-retardant substance, it is a hydrogen carrier substance having three hydrogen atoms like methane (CH 3). On the other hand, pulverized coal is a fossil fuel obtained by crushing coal to a size of about several micrometers, and is generally used as a fuel for boilers. That is, ammonia is a low-carbon fuel having a lower carbon concentration than pulverized coal (carbon fuel).

二段燃焼空気供給部5は、バーナ4の上方にて火炉2と接続されており、火炉2の内部に二段燃焼用の空気を供給する。このような二段燃焼空気供給部5によって二段燃焼用の空気を供給することで、バーナ4で燃焼された燃料の未燃分が二段燃焼空気によって燃焼され、ボイラ1の収熱性能を高めると共に、排ガスに含まれる燃料の未燃分を減少させることができる。 The two-stage combustion air supply unit 5 is connected to the furnace 2 above the burner 4, and supplies air for two-stage combustion to the inside of the furnace 2. By supplying air for two-stage combustion by such a two-stage combustion air supply unit 5, the unburned portion of the fuel burned by the burner 4 is burned by the two-stage combustion air, and the heat collection performance of the boiler 1 is improved. At the same time, the unburned content of the fuel contained in the exhaust gas can be reduced.

アンモニア供給部6は、アンモニア供給源6aと、燃料アンモニア供給部6bと、還元剤供給部6cと、アンモニア供給制御装置6dとを備えている。アンモニア供給源6aは、アンモニアを貯蔵するタンク等からなる。なお、アンモニア供給源6aは、必ずしもアンモニア供給部6の構成要素である必要はない。つまり、アンモニア供給部6は、外部に設置されたアンモニア供給源6aからアンモニアを取り込むようにしても良い。 The ammonia supply unit 6 includes an ammonia supply source 6a, a fuel ammonia supply unit 6b, a reducing agent supply unit 6c, and an ammonia supply control device 6d. The ammonia supply source 6a includes a tank or the like for storing ammonia. The ammonia supply source 6a does not necessarily have to be a component of the ammonia supply unit 6. That is, the ammonia supply unit 6 may take in ammonia from the ammonia supply source 6a installed outside.

燃料アンモニア供給部6bは、アンモニア供給源6aとバーナ4とを接続する燃料アンモニア供給配管6b1と、燃料アンモニア供給配管6b1の途中部位に設置される全体流量調節弁6b2及び燃料アンモニア流量調節弁6b3とを備えている。燃料アンモニア供給配管6b1は、アンモニア供給源6aから供給されたアンモニアのうち、バーナ4に燃料として供給される分(燃料アンモニア)を案内する配管である。全体流量調節弁6b2は、アンモニア供給源6aから燃料アンモニア供給配管6b1に供給されるアンモニアの全体流量を調節するバルブである。なお、アンモニアの全体流量は、燃料アンモニアの流量に対して、還元剤供給部6cを介して還元剤として火炉2等に供給されるアンモニア(還元剤アンモニア)の流量を加えた流量となる。燃料アンモニア流量調節弁6b3は、全体流量調節弁6b2よりも下流側に配置されており、燃料アンモニアの流量を調節するバルブである。 The fuel ammonia supply unit 6b includes a fuel ammonia supply pipe 6b1 that connects the ammonia supply source 6a and the burner 4, an overall flow rate control valve 6b2 and a fuel ammonia flow rate control valve 6b3 that are installed in the middle of the fuel ammonia supply pipe 6b1. It has. The fuel ammonia supply pipe 6b1 is a pipe that guides the portion (fuel ammonia) of the ammonia supplied from the ammonia supply source 6a that is supplied as fuel to the burner 4. The overall flow rate control valve 6b2 is a valve that regulates the overall flow rate of ammonia supplied from the ammonia supply source 6a to the fuel ammonia supply pipe 6b1. The total flow rate of ammonia is the flow rate of fuel ammonia plus the flow rate of ammonia (reducing agent ammonia) supplied to the furnace 2 or the like as a reducing agent via the reducing agent supply unit 6c. The fuel ammonia flow rate control valve 6b3 is arranged on the downstream side of the overall flow rate control valve 6b2, and is a valve that regulates the flow rate of fuel ammonia.

還元剤供給部6cは、バーナ4よりも燃焼ガスの下流位置(すなわち上方)に還元剤アンモニアを供給するものであり、火炉2に接続された還元剤供給配管6c1と、還元剤供給配管6c1の途中部位に設置された還元剤流量調節弁6c2と、還元剤供給配管6c1に接続された噴射ノズル6c3(噴射部)とを備えている。還元剤供給配管6c1は、全体流量調節弁6b2と燃料アンモニア流量調節弁6b3との間にて一端が燃料アンモニア供給配管6b1と接続されている。この還元剤供給配管6c1は、燃料アンモニア供給部6bから燃料アンモニアの一部を取り込んで、還元剤アンモニアとして噴射ノズル6c3に案内する。還元剤流量調節弁6c2は、還元剤アンモニアの流量を調節するバルブである。 The reducing agent supply unit 6c supplies the reducing agent ammonia to a position downstream (that is, above) of the combustion gas from the burner 4, and is a reducing agent supply pipe 6c1 connected to the furnace 2 and a reducing agent supply pipe 6c1. It is provided with a reducing agent flow control valve 6c2 installed at an intermediate portion and an injection nozzle 6c3 (injection unit) connected to the reducing agent supply pipe 6c1. One end of the reducing agent supply pipe 6c1 is connected to the fuel ammonia supply pipe 6b1 between the overall flow rate control valve 6b2 and the fuel ammonia flow rate control valve 6b3. The reducing agent supply pipe 6c1 takes in a part of the fuel ammonia from the fuel ammonia supply unit 6b and guides it to the injection nozzle 6c3 as the reducing agent ammonia. The reducing agent flow rate control valve 6c2 is a valve that regulates the flow rate of the reducing agent ammonia.

図2(a)は噴射ノズル6c3の軸芯Lを含む面での断面図であり、図2(b)は図2(a)のA−A断面図である。これらの図に示すように、噴射ノズル6c3は、軸芯Lを中心とする円筒形状の直管型のノズルであり、還元剤アンモニアを噴射する噴射開口20を先端に1つのみ有している。噴射開口20は、噴射ノズル6c3の軸芯Lと中心が重なるように形成されている。つまり、図2(b)に示すように、噴射開口20は、噴射ノズル6c3の軸芯Lに沿った方向から見て、噴射ノズル6c3の中央に形成されている。また、噴射開口20の直径D1は、噴射ノズル6c3の内部流路の直径D2よりも小さく設定されている。このような噴射ノズル6c3は、還元剤供給配管6c1から内部流路に供給された還元剤アンモニアを噴射開口20から外部に噴射する。このとき、噴射ノズル6c3が、内部流路の直径D2よりも小さな直径D1を有する噴射開口20を1つのみ有しているため、内部流路に供給された還元剤アンモニアは、噴射開口20を通過する際に加速される。つまり、噴射ノズル6c3は、内部流路に供給された還元剤アンモニアを、流速を増大させて噴射する。 FIG. 2A is a cross-sectional view of the injection nozzle 6c3 including the shaft core L, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2A. As shown in these figures, the injection nozzle 6c3 is a cylindrical straight tube type nozzle centered on the shaft core L, and has only one injection opening 20 at the tip for injecting the reducing agent ammonia. .. The injection opening 20 is formed so that the center overlaps with the shaft core L of the injection nozzle 6c3. That is, as shown in FIG. 2B, the injection opening 20 is formed in the center of the injection nozzle 6c3 when viewed from the direction along the axis L of the injection nozzle 6c3. Further, the diameter D1 of the injection opening 20 is set smaller than the diameter D2 of the internal flow path of the injection nozzle 6c3. Such an injection nozzle 6c3 injects the reducing agent ammonia supplied from the reducing agent supply pipe 6c1 to the internal flow path to the outside through the injection opening 20. At this time, since the injection nozzle 6c3 has only one injection opening 20 having a diameter D1 smaller than the diameter D2 of the internal flow path, the reducing agent ammonia supplied to the internal flow path opens the injection opening 20. Accelerated as it passes. That is, the injection nozzle 6c3 injects the reducing agent ammonia supplied to the internal flow path at an increased flow rate.

図1に示すように、噴射ノズル6c3は、還元剤供給配管6c1と接続された根元部が火炉2に固定されようにして火炉2の壁部に設けられており、先端を火炉2の平面視中央部に向かうように水平配置されている。つまり、噴射ノズル6c3は、噴射開口20が火炉2の平面視中央部に向かうように水平配置されている。このような噴射ノズル6c3は、還元剤供給配管6c1から供給された還元剤アンモニアを、流速を増大させて火炉2の平面視側方から平面視中央部に向けて噴射する。なお、図1に示すように、噴射ノズル6c3は複数設けられている。これらの噴射ノズル6c3は、例えば、同一高さ位置にて火炉2の中央を囲むように配列されている。 As shown in FIG. 1, the injection nozzle 6c3 is provided on the wall portion of the furnace 2 so that the root portion connected to the reducing agent supply pipe 6c1 is fixed to the furnace 2, and the tip thereof is viewed in a plan view of the furnace 2. It is arranged horizontally toward the center. That is, the injection nozzle 6c3 is horizontally arranged so that the injection opening 20 faces the central portion of the furnace 2 in a plan view. Such an injection nozzle 6c3 injects the reducing agent ammonia supplied from the reducing agent supply pipe 6c1 from the side in the plan view of the furnace 2 toward the central portion in the plan view by increasing the flow velocity. As shown in FIG. 1, a plurality of injection nozzles 6c3 are provided. These injection nozzles 6c3 are arranged so as to surround the center of the furnace 2 at the same height position, for example.

例えば、図1に示すように、火炉2及び煙道3の内部を、火炎が形成されるバーナ領域R1と、二段燃焼が行われる二段燃焼領域R2と、火炉2の上部及び水平煙道3aの内部を含む上部領域R3と、後部煙道3bの内部を含む後部領域R4とに分ける。ここで、本実施形態においては、還元剤供給部6cは、二段燃焼領域R2に噴射ノズル6c3が設けられ、二段燃焼領域R2に還元剤アンモニアを供給する。ただし、還元剤アンモニアをバーナ領域R1、上部領域R3あるいは後部領域R4に供給することも可能である。また、還元剤アンモニアを、バーナ領域R1、二段燃焼領域R2、上部領域R3及び後部領域R4の複数に供給することも可能である。 For example, as shown in FIG. 1, inside the furnace 2 and the flue 3, a burner region R1 where a flame is formed, a staged combustion region R2 where staged combustion is performed, an upper part of the furnace 2 and a horizontal flue It is divided into an upper region R3 including the inside of 3a and a rear region R4 including the inside of the rear flue 3b. Here, in the present embodiment, the reducing agent supply unit 6c is provided with an injection nozzle 6c3 in the two-stage combustion region R2, and supplies the reducing agent ammonia to the two-stage combustion region R2. However, it is also possible to supply the reducing agent ammonia to the burner region R1, the upper region R3 or the rear region R4. It is also possible to supply the reducing agent ammonia to a plurality of the burner region R1, the staged combustion region R2, the upper region R3, and the rear region R4.

アンモニア供給制御装置6dは、全体流量調節弁6b2、燃料アンモニア流量調節弁6b3及び還元剤流量調節弁6c2を制御し、全体流量調節弁6b2、燃料アンモニア流量調節弁6b3及び還元剤流量調節弁6c2の開度を調節する。アンモニア供給制御装置6dは、外部の指令等に基づいて、全体流量調節弁6b2の開度を調節することによってアンモニア供給源6aから取り込まれるアンモニアの全体流量を調節する。 The ammonia supply control device 6d controls the overall flow rate control valve 6b2, the fuel ammonia flow rate control valve 6b3, and the reducing agent flow rate control valve 6c2. Adjust the opening. The ammonia supply control device 6d adjusts the total flow rate of ammonia taken in from the ammonia supply source 6a by adjusting the opening degree of the total flow rate control valve 6b2 based on an external command or the like.

また、燃料アンモニア流量調節弁6b3と還元剤流量調節弁6c2との開度によって、アンモニア供給源6aから取り込まれるアンモニアの燃料アンモニアと還元剤アンモニアとへの配分が定まる。つまり、燃料アンモニア流量調節弁6b3と還元剤流量調節弁6c2とは、燃料アンモニアと還元剤アンモニアとの配分割合を調節する機構(配分調節機構6b4)を構成している。アンモニア供給制御装置6dは、これらの燃料アンモニア流量調節弁6b3と還元剤流量調節弁6c2と含む配分調節機構6b4を制御することによって、燃料アンモニアと還元剤アンモニアとの配分割合を調節する。 Further, the opening degree between the fuel ammonia flow control valve 6b3 and the reducing agent flow control valve 6c2 determines the distribution of ammonia taken in from the ammonia supply source 6a to the fuel ammonia and the reducing agent ammonia. That is, the fuel ammonia flow rate control valve 6b3 and the reducing agent flow rate control valve 6c2 form a mechanism (distribution adjustment mechanism 6b4) for adjusting the distribution ratio of the fuel ammonia and the reducing agent ammonia. The ammonia supply control device 6d adjusts the distribution ratio of the fuel ammonia and the reducing agent ammonia by controlling the distribution adjusting mechanism 6b4 including the fuel ammonia flow rate control valve 6b3 and the reducing agent flow rate control valve 6c2.

また、本実施形態においてアンモニア供給制御装置6dは、還元剤アンモニアの流量と燃料アンモニアの流量とを合わせたアンモニアの全体流量を、還元剤アンモニアの流量に合わせて調節する制御する。例えば、本実施形態においてアンモニア供給制御装置6dは、還元剤アンモニアの流量を増加する場合には、全体流量調節弁6b2の開度を増加し、アンモニアの全体流量を還元剤アンモニアの流量の増加分と同一分増加する。また、本実施形態においてアンモニア供給制御装置6dは、還元剤アンモニアの流量を減少する場合には、全体流量調節弁6b2の開度を減少し、アンモニアの全体流量を還元剤アンモニアの流量の減少分と同一分減少する。この結果、バーナ4に供給される燃料アンモニアの流量を常に一定とすることが可能となる。 Further, in the present embodiment, the ammonia supply control device 6d controls to adjust the total flow rate of ammonia, which is the sum of the flow rate of the reducing agent ammonia and the flow rate of the fuel ammonia, according to the flow rate of the reducing agent ammonia. For example, in the present embodiment, when the flow rate of the reducing agent ammonia is increased, the ammonia supply control device 6d increases the opening degree of the total flow rate control valve 6b2, and increases the total flow rate of ammonia by the increase in the flow rate of the reducing agent ammonia. Increases by the same amount as. Further, in the present embodiment, when the flow rate of the reducing agent ammonia is reduced, the ammonia supply control device 6d reduces the opening degree of the total flow rate control valve 6b2, and reduces the total flow rate of ammonia by the decrease in the flow rate of the reducing agent ammonia. It decreases by the same amount as. As a result, the flow rate of the fuel ammonia supplied to the burner 4 can be kept constant at all times.

微粉炭供給部7は、バーナ4と接続されており、石炭を粉砕して微粉炭とすると共に微粉炭をバーナ4に対して供給する。この微粉炭供給部7は、例えば石炭を数マイクロメートル程度の粒径まで粉砕して微粉炭とするミルと、ミルによって生成された微粉炭をバーナ4に供給する給炭機とを備えている。なお、微粉炭供給部7は、給炭機を備えずにミルから直接的に微粉炭をバーナ4に供給する構成とすることもできる。 The pulverized coal supply unit 7 is connected to the burner 4, and crushes the coal into pulverized coal and supplies the pulverized coal to the burner 4. The pulverized coal supply unit 7 includes, for example, a mill for pulverizing coal to a particle size of about several micrometers to obtain pulverized coal, and a coal feeder for supplying the pulverized coal produced by the mill to the burner 4. .. The pulverized coal supply unit 7 may be configured to directly supply the pulverized coal to the burner 4 from the mill without providing a coal feeder.

このような本実施形態のボイラ1では、アンモニア供給部6からバーナ4に燃料アンモニアが供給され、微粉炭供給部7からバーナ4に微粉炭が供給され、燃料アンモニア及び微粉炭を燃料としてバーナ4で火炎が形成される。また、二段燃焼空気供給部5によって二段燃焼用の空気が火炉2の内部に供給されることによって、燃焼ガスに含まれる未燃の燃料が燃焼される。燃料が燃焼されることで生成された燃焼ガスは、火炉2の下部から上部に移動し、煙道3を通じて外部に案内される。 In such a boiler 1 of the present embodiment, fuel ammonia is supplied from the ammonia supply unit 6 to the burner 4, pulverized coal is supplied from the pulverized coal supply unit 7 to the burner 4, and the burner 4 uses the fuel ammonia and the pulverized coal as fuel. A flame is formed at. Further, the unburned fuel contained in the combustion gas is burned by supplying the air for the two-stage combustion to the inside of the furnace 2 by the two-stage combustion air supply unit 5. The combustion gas generated by burning the fuel moves from the lower part to the upper part of the furnace 2 and is guided to the outside through the flue 3.

また、本実施形態のボイラ1では、燃料アンモニアの一部がアンモニア供給部6の還元剤供給部6cによって還元剤アンモニアとして火炉2の内部に供給される。この結果、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)が還元される。このとき、還元剤アンモニアは、噴射ノズル6c3によって、流速が増大されて、火炉2の平面視中央部に向けて噴射される。このように噴射された還元剤アンモニアは、流速が速いことから貫通力が増し、火炉2の平面視中央部まで到達する。このため、火炉2の平面視中央部においても、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を還元することができる。 Further, in the boiler 1 of the present embodiment, a part of the fuel ammonia is supplied to the inside of the furnace 2 as the reducing agent ammonia by the reducing agent supply unit 6c of the ammonia supply unit 6. As a result, nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas are reduced. At this time, the reducing agent ammonia is injected toward the central portion in the plan view of the furnace 2 by increasing the flow velocity by the injection nozzle 6c3. Since the flow velocity of the reducing agent ammonia injected in this way is high, the penetrating force increases and reaches the central portion of the furnace 2 in a plan view. Therefore, nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas can be reduced even in the central portion of the furnace 2 in a plan view.

以上のような本実施形態のボイラ1によれば、還元剤アンモニアが噴射ノズル6c3によって火炉2の平面視中央部に向けて噴射される。このため、例えば火炉2や煙道3の壁部にポートを設けて還元剤アンモニアを供給する場合と比較して、還元剤アンモニアを確実に火炉2の平面視中央部に到達させることができる。したがって、本実施形態のボイラ1によれば、アンモニアを燃料として燃焼可能なボイラにおいて、還元剤として供給するアンモニアを火炉等の中心部に容易に到達させることが可能となる。したがって、本実施形態のボイラ1によれば、還元剤として供給するアンモニアを火炉2の中心部に容易に到達させることが可能となり、還元剤として供給されるアンモニアを最小限に抑えつつ、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)をより確実に還元することが可能となる。 According to the boiler 1 of the present embodiment as described above, the reducing agent ammonia is injected by the injection nozzle 6c3 toward the central portion of the furnace 2 in a plan view. Therefore, as compared with the case where a port is provided in the wall portion of the furnace 2 or the flue 3 to supply the reducing agent ammonia, the reducing agent ammonia can be surely reached the central portion in the plan view of the furnace 2. Therefore, according to the boiler 1 of the present embodiment, in a boiler combustible using ammonia as fuel, ammonia supplied as a reducing agent can be easily reached at the center of a furnace or the like. Therefore, according to the boiler 1 of the present embodiment, the ammonia supplied as the reducing agent can be easily reached at the center of the furnace 2, and the combustion gas is minimized while the ammonia supplied as the reducing agent is minimized. Nitrogen oxides (NOx) contained in the above can be reduced more reliably.

また、本実施形態のボイラ1においては、火炉2の壁部に設けられると共に、供給されたアンモニアの流速を増大させて平面視側方から平面視中央部に向けて噴射する噴射ノズル6c3によって、還元剤アンモニアを火炉2の平面視中央部に到達させている。このため、簡易な構造で、還元剤として供給するアンモニアを火炉2の中心部に容易に到達させることが可能となる。 Further, in the boiler 1 of the present embodiment, the injection nozzle 6c3 is provided on the wall portion of the furnace 2 and injects the supplied ammonia from the side in the plan view toward the center in the plan view by increasing the flow velocity of the supplied ammonia. The reducing agent ammonia is brought to the center of the furnace 2 in a plan view. Therefore, with a simple structure, ammonia supplied as a reducing agent can be easily reached at the center of the furnace 2.

また、本実施形態のボイラ1においては、噴射ノズル6c3が、還元剤アンモニアを噴射する噴射開口20を1つのみ備えている。このため、簡易な構造にて、噴射ノズル6c3の内部流路に供給された還元剤アンモニアを加速させることが可能となる。 Further, in the boiler 1 of the present embodiment, the injection nozzle 6c3 is provided with only one injection opening 20 for injecting the reducing agent ammonia. Therefore, it is possible to accelerate the reducing agent ammonia supplied to the internal flow path of the injection nozzle 6c3 with a simple structure.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本第2実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the second embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図3は、本第2実施形態のボイラ1Aの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本第2実施形態のボイラ1Aでは、噴射ノズル6c3が高さ方向に配列されて複数設けられている。高さ方向にて異なる位置に配置された噴射ノズル6c3は、直径の異なる噴射開口20(図2参照)を有しており、異なる流速にて還元剤アンモニアを噴射する。つまり、本実施形態においては、異なる流速で還元剤アンモニアを噴射する複数の噴射ノズル6c3を備えている。 FIG. 3 is a schematic view showing a configuration of a main part of the boiler 1A of the second embodiment. As shown in this figure, in the boiler 1A of the second embodiment, a plurality of injection nozzles 6c3 are arranged in the height direction and provided. The injection nozzles 6c3 arranged at different positions in the height direction have injection openings 20 having different diameters (see FIG. 2), and inject the reducing agent ammonia at different flow rates. That is, in the present embodiment, a plurality of injection nozzles 6c3 for injecting the reducing agent ammonia at different flow rates are provided.

また、本実施形態のボイラ1Aでは、還元剤供給配管6c1の先端部が分岐し、各々の噴射ノズル6c3に接続されている。また、分岐した還元剤供給配管6c1の先端部の各々に対して、アンモニア供給制御装置6dによって開閉される開閉弁6c8が設けられている。 Further, in the boiler 1A of the present embodiment, the tip end portion of the reducing agent supply pipe 6c1 is branched and connected to each injection nozzle 6c3. Further, an on-off valve 6c8 opened and closed by the ammonia supply control device 6d is provided for each of the tip portions of the branched reducing agent supply pipe 6c1.

このような本実施形態のボイラ1Aによれば、各々の開閉弁6c8の開閉を調節することによって、還元剤アンモニアを噴射する噴射ノズル6c3を選択することによって、還元剤アンモニアの流速を変更することが可能となる。 According to the boiler 1A of the present embodiment as described above, the flow velocity of the reducing agent ammonia is changed by selecting the injection nozzle 6c3 for injecting the reducing agent ammonia by adjusting the opening and closing of each on-off valve 6c8. Is possible.

例えば、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)によって、必要となる還元剤アンモニアの流量が定まる。この還元剤アンモニアの流量が少ない場合には、相対的に速い流速にて還元剤アンモニアを噴射する噴射ノズル6c3から火炉2の内部に還元剤アンモニアを噴射する。反対に、必要となる還元剤アンモニアの流量が多い場合には、相対的に遅い流速にて還元剤アンモニアを噴射する噴射ノズル6c3から火炉2の内部に還元剤アンモニアを噴射する。 For example, the nitrogen oxide (NOx) contained in the combustion gas determines the required flow rate of the reducing agent ammonia. When the flow rate of the reducing agent ammonia is small, the reducing agent ammonia is injected into the inside of the furnace 2 from the injection nozzle 6c3 that injects the reducing agent ammonia at a relatively high flow rate. On the contrary, when the required flow rate of the reducing agent ammonia is large, the reducing agent ammonia is injected into the inside of the furnace 2 from the injection nozzle 6c3 which injects the reducing agent ammonia at a relatively slow flow rate.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本第3実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the description of the third embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図4は、本第3実施形態のボイラ1Bの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本第3実施形態のボイラ1Bでは、火炉2の上部に配置された過熱器8に対して、下方噴射管6c4(噴射部)が設けられている。 FIG. 4 is a schematic view showing a configuration of a main part of the boiler 1B of the third embodiment. As shown in this figure, in the boiler 1B of the third embodiment, a lower injection pipe 6c4 (injection portion) is provided for the superheater 8 arranged in the upper part of the furnace 2.

下方噴射管6c4は、還元剤供給部6cに含まれる部材であり、還元剤供給配管6c1に接続されている。この下方噴射管6c4は、還元剤アンモニアを下方に向けて噴出する複数のポートを有しており、平面視にて火炉2の中央部を跨ぐように設けられている。 The lower injection pipe 6c4 is a member included in the reducing agent supply unit 6c and is connected to the reducing agent supply pipe 6c1. The lower injection pipe 6c4 has a plurality of ports for ejecting the reducing agent ammonia downward, and is provided so as to straddle the central portion of the furnace 2 in a plan view.

このような本実施形態のボイラ1Bによれば、下方噴射管6c4によって火炉2の中央部に直接的に還元剤アンモニアを送ることができ、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)をより確実に還元することが可能となる。また、下方噴射管6c4を過熱器8に固定しているため、下方噴射管6c4を支持する部材を別途設けたり、下方噴射管6c4の剛性を向上させたりする必要がない。 According to the boiler 1B of the present embodiment as described above, the reducing agent ammonia can be sent directly to the central portion of the furnace 2 by the lower injection pipe 6c4, and the nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas can be more reliably produced. It becomes possible to reduce to. Further, since the lower injection pipe 6c4 is fixed to the superheater 8, it is not necessary to separately provide a member for supporting the lower injection pipe 6c4 or to improve the rigidity of the lower injection pipe 6c4.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、本第4実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the description of the fourth embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図5は、本第4実施形態のボイラ1Cの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本第4実施形態のボイラ1Cでは、還元剤供給部6cが、火炉2の内部に配設されると共に還元剤アンモニアを火炉2の内部に噴射するノズルヘッダ6c5(噴射部)を備えている。このようなノズルヘッダ6c5は、端部が還元剤供給配管6c1に接続され、長手方向に複数のノズルが形成された直管である。このようなノズルヘッダ6c5は、還元剤供給配管6c1から供給された還元剤アンモニアを複数のノズルから分散して噴射する。 FIG. 5 is a schematic view showing a configuration of a main part of the boiler 1C of the fourth embodiment. As shown in this figure, in the boiler 1C of the fourth embodiment, the reducing agent supply unit 6c is arranged inside the furnace 2 and the nozzle header 6c5 (injection) that injects the reducing agent ammonia into the inside of the furnace 2. Department) is equipped. Such a nozzle header 6c5 is a straight pipe whose end is connected to the reducing agent supply pipe 6c1 and in which a plurality of nozzles are formed in the longitudinal direction. Such a nozzle header 6c5 disperses and injects the reducing agent ammonia supplied from the reducing agent supply pipe 6c1 from a plurality of nozzles.

このような本実施形態のボイラ1Cによれば、少量の還元剤アンモニアであっても、還元剤アンモニアを火炉2の中心部に確実に到達させることができ、より確実に窒素酸化物(NOx)を還元することが可能となる。また、本実施形態のボイラ1Cによれば、ノズルヘッダ6c5の設置箇所を変更することによって、火炉2等の任意の領域に対して還元剤アンモニアを供給することが可能となる。 According to the boiler 1C of the present embodiment as described above, even with a small amount of reducing agent ammonia, the reducing agent ammonia can be reliably reached to the central portion of the furnace 2, and nitrogen oxides (NOx) can be more reliably reached. Can be reduced. Further, according to the boiler 1C of the present embodiment, by changing the installation location of the nozzle header 6c5, it is possible to supply the reducing agent ammonia to an arbitrary region such as the furnace 2.

(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。なお、本第5実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Fifth Embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the description of the fifth embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図6は、本第5実施形態のボイラ1Dの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態のボイラ1Dでは、還元剤供給部6cが、上記第1実施形態の噴射ノズル6c3に換えて、複数開口型噴射ノズル6c6(噴射部)を備えている。 FIG. 6 is a schematic view showing a configuration of a main part of the boiler 1D of the fifth embodiment. As shown in this figure, in the boiler 1D of the present embodiment, the reducing agent supply unit 6c includes a plurality of opening type injection nozzles 6c6 (injection unit) instead of the injection nozzle 6c3 of the first embodiment.

複数開口型噴射ノズル6c6は、上記第1実施形態の噴射ノズル6c3よりも長く、先端部が火炉2の平面視中央部に到達する長さ寸法とされている。図7(a)は複数開口型噴射ノズル6c6の軸芯Lを含む面での断面図であり、図7(b)は図7(a)のB−B断面図である。これらの図に示すように、複数開口型噴射ノズル6c6の先端部には、水平方向に還元剤アンモニアを噴射する複数の噴射開口21が設けられている。これらの噴射開口21は、図7(b)に示すように、複数開口型噴射ノズル6c6の軸芯Lを囲むように環状に配列されている。 The multi-aperture injection nozzle 6c6 is longer than the injection nozzle 6c3 of the first embodiment, and has a length dimension such that the tip portion reaches the central portion in the plan view of the furnace 2. FIG. 7A is a cross-sectional view of the plurality of aperture injection nozzles 6c6 including the shaft core L, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 7A. As shown in these figures, a plurality of injection openings 21 for injecting the reducing agent ammonia in the horizontal direction are provided at the tip of the multiple opening type injection nozzle 6c6. As shown in FIG. 7B, these injection openings 21 are arranged in an annular shape so as to surround the axis L of the plurality of opening type injection nozzles 6c6.

このような複数開口型噴射ノズル6c6は、火炉2の平面視中央部に位置する先端部に設けられた複数の噴射開口21から還元剤アンモニアを分散して噴出する。このような複数開口型噴射ノズル6c6を備える本実施形態のボイラ1Dによれば、火炉2の中央部の広い範囲に還元剤アンモニアを噴出することができる。このため、例えば少なく本数にて、効果的に還元剤アンモニアを火炉2の中央部に到達させることが可能となる。 Such a multi-opening type injection nozzle 6c6 disperses and ejects reducing agent ammonia from a plurality of injection openings 21 provided at the tip portion located at the central portion in a plan view of the furnace 2. According to the boiler 1D of the present embodiment provided with such a plurality of opening type injection nozzles 6c6, the reducing agent ammonia can be ejected over a wide range in the central portion of the furnace 2. Therefore, for example, it is possible to effectively bring the reducing agent ammonia to the central portion of the furnace 2 with a small number of pieces.

なお、図8に示すように、複数開口型噴射ノズル6c6に換えて、軸芯Lの径方向外側(鉛直方向を含む)に向けて還元剤アンモニアを噴射する複数開口型噴射ノズル6c7を備える構成を採用することも可能である。 As shown in FIG. 8, instead of the multi-opening type injection nozzle 6c6, a multi-opening type injection nozzle 6c7 for injecting the reducing agent ammonia toward the radial outside (including the vertical direction) of the shaft core L is provided. It is also possible to adopt.

(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について説明する。なお、本第6実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Sixth Embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the description of the sixth embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図9は、本第6実施形態のボイラ1Eの要部構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態のボイラ1Eでは、燃料アンモニア供給部6bと、還元剤供給部6cとが各々異なるアンモニア供給源6aに接続されている。つまり、本実施形態のボイラ1Eにおいては、還元剤供給部6cは、燃料として供給されるアンモニアの一部の還元剤アンモニアとして火炉2に供給するのではなく、還元剤専用とされた還元剤アンモニアを火炉2に供給する。 FIG. 9 is a schematic view showing a configuration of a main part of the boiler 1E of the sixth embodiment. As shown in this figure, in the boiler 1E of the present embodiment, the fuel ammonia supply unit 6b and the reducing agent supply unit 6c are connected to different ammonia supply sources 6a. That is, in the boiler 1E of the present embodiment, the reducing agent supply unit 6c does not supply the reducing agent ammonia as a part of the reducing agent ammonia supplied as the fuel to the furnace 2, but the reducing agent ammonia dedicated to the reducing agent. Is supplied to the furnace 2.

このような本実施形態のボイラ1Eによれば、還元剤アンモニアの流量を変更するような場合に、還元剤アンモニアの流量変更が燃料アンモニアの流量に影響を与えることを防止することができる。このため、常に規定量の燃料アンモニアをバーナ4に対して供給することができる。 According to the boiler 1E of the present embodiment as described above, when the flow rate of the reducing agent ammonia is changed, it is possible to prevent the change in the flow rate of the reducing agent ammonia from affecting the flow rate of the fuel ammonia. Therefore, a specified amount of fuel ammonia can always be supplied to the burner 4.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment. The various shapes and combinations of the constituent members shown in the above-described embodiment are examples, and can be variously changed based on design requirements and the like without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、微粉炭とアンモニアとを燃料として混焼させるボイラについて説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、天然ガスとアンモニアを燃料として混焼させる構成、重油や軽油とアンモニアを燃料として混焼させる構成、あるいは、アンモニアのみを燃料として燃焼させる構成等を採用することが可能である。 For example, in the above embodiment, a boiler that co-fires pulverized coal and ammonia as fuel has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, it is possible to adopt a configuration in which natural gas and ammonia are co-fired as fuel, a configuration in which heavy oil or light oil and ammonia are co-fired as fuel, a configuration in which only ammonia is burned as fuel, and the like.

また、例えば、燃料アンモニア供給配管6b1及び還元剤供給配管6c1の両方あるいはいずれかに逆止弁を設けるようにしても良い。 Further, for example, a check valve may be provided in both or one of the fuel ammonia supply pipe 6b1 and the reducing agent supply pipe 6c1.

また、還元剤アンモニアを上方のみに噴射する噴射部を設ける構成を採用することも可能である。また、還元剤アンモニアを下方のみに噴射する噴射部を設ける構成を採用することも可能である。さらに、還元剤アンモニアを上方のみに噴射する噴射部と還元剤アンモニアを下方のみに噴射する噴射部とを両方備え、選択的に還元剤アンモニアを供給するようにしても良い。例えば、還元剤アンモニアを上方に噴射した場合には、燃焼ガスの流れ方向に沿って還元剤アンモニアが噴射されるため、火炉2等における還元剤アンモニアの滞留時間を短くすることができる。また、還元剤アンモニアを下方に噴射した場合には、燃焼ガスの流れ方向に逆らって還元剤アンモニアが噴射されるため、火炉2等における還元剤アンモニアの滞留時間を長くすることができる。 It is also possible to adopt a configuration in which an injection unit for injecting the reducing agent ammonia only upward is provided. It is also possible to adopt a configuration in which an injection unit for injecting the reducing agent ammonia only downward is provided. Further, both an injection unit that injects the reducing agent ammonia only upward and an injection unit that injects the reducing agent ammonia only downward may be provided to selectively supply the reducing agent ammonia. For example, when the reducing agent ammonia is injected upward, the reducing agent ammonia is injected along the flow direction of the combustion gas, so that the residence time of the reducing agent ammonia in the furnace 2 or the like can be shortened. Further, when the reducing agent ammonia is injected downward, the reducing agent ammonia is injected against the flow direction of the combustion gas, so that the residence time of the reducing agent ammonia in the furnace 2 or the like can be lengthened.

1……ボイラ
1A……ボイラ
1B……ボイラ
1C……ボイラ
1D……ボイラ
1E……ボイラ
2……火炉
2a……排出口
3……煙道
3a……水平煙道
3b……後部煙道
4……バーナ
5……二段燃焼空気供給部
6……アンモニア供給部
6a……アンモニア供給源
6b……燃料アンモニア供給部
6b1……燃料アンモニア供給配管
6b2……全体流量調節弁
6b3……燃料アンモニア流量調節弁
6b4……配分調節機構
6c……還元剤供給部
6c1……還元剤供給配管
6c2……還元剤流量調節弁
6c3……噴射ノズル(噴射部)
6c4……下方噴射管(噴射部)
6c5……ノズルヘッダ(噴射部)
6c6……複数開口型噴射ノズル(噴射部)
6c7……複数開口型噴射ノズル(噴射部)
6c8……開閉弁
6d……アンモニア供給制御装置
7……微粉炭供給部
8……過熱器
20……噴射開口
21……噴射開口
R1……バーナ領域
R2……二段燃焼領域
R3……上部領域
R4……後部領域
1 …… Boiler 1A …… Boiler 1B …… Boiler 1C …… Boiler 1D …… Boiler 1E …… Boiler 2 …… Fire furnace 2a …… Discharge port 3 …… Smoke path 3a …… Horizontal flue 3b …… Rear flue 4 …… Burner 5 …… Two-stage combustion air supply unit 6 …… Ammonia supply unit 6a …… Ammonia supply source 6b …… Fuel Ammonia supply unit 6b1 …… Fuel Ammonia supply pipe 6b2 …… Overall flow control valve 6b3 …… Fuel Ammonia flow control valve 6b4 …… Distribution control mechanism 6c …… Reducing agent supply unit 6c1 …… Reducing agent supply pipe 6c2 …… Reducing agent flow control valve 6c3 …… Injection nozzle (injection unit)
6c4 …… Lower injection pipe (injection part)
6c5 …… Nozzle header (injection part)
6c6 …… Multiple opening type injection nozzle (injection part)
6c7 …… Multiple opening type injection nozzle (injection part)
6c8 …… On-off valve 6d …… Ammonia supply control device 7 …… Pulverized coal supply unit 8 …… Superheater 20 …… Injection opening 21 …… Injection opening R1 …… Burner area R2 …… Two-stage combustion area R3 …… Upper Area R4 …… Rear area

Claims (2)

アンモニアを燃料として燃焼可能な燃焼装置と、前記燃焼装置が取り付けられた火炉と、燃料が燃焼されて発生した燃焼ガスを案内する煙道とを備えるボイラであって、
前記燃焼装置よりも燃焼ガスの下流位置にて前記火炉に設置されると共に、アンモニアを還元剤として前記火炉の中心部に向けて噴射する噴射部を備え、
前記噴射部は、前記火炉の壁部に設けられると共に、供給されたアンモニアの流速を増大させて平面視側方から前記火炉の前記中心部に向けて噴射する噴射ノズルであり、
前記噴射ノズルは、先端を前記火炉の前記中心部に向けて前記火炉の前記壁部から水平に延伸して設けられると共に前記先端に前記アンモニアを噴射する噴射開口を1つのみ有し、
前記噴射ノズルは、同一高さ位置にて前記火炉の前記中心部を囲むように配列されて複数設けられている
ことを特徴とするボイラ。
A boiler equipped with a combustion device capable of burning ammonia as fuel, a furnace equipped with the combustion device, and a flue for guiding the combustion gas generated by burning the fuel.
It is installed in the furnace at a position downstream of the combustion gas from the combustion device, and is provided with an injection unit that injects ammonia as a reducing agent toward the center of the furnace.
The injection unit is an injection nozzle provided on the wall portion of the furnace and injects the supplied ammonia from the side in a plan view toward the center portion of the furnace by increasing the flow velocity of the supplied ammonia.
The injection nozzle is provided with its tip extending horizontally from the wall portion of the furnace toward the central portion of the furnace, and has only one injection opening at the tip for injecting the ammonia.
A boiler characterized in that a plurality of the injection nozzles are arranged at the same height position so as to surround the central portion of the furnace.
異なる流速で前記アンモニアを噴射する複数の噴射ノズルを備えることを特徴とする請求項1記載のボイラ。 The boiler according to claim 1, further comprising a plurality of injection nozzles for injecting the ammonia at different flow rates.
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