JP7492420B2 - Combustion burners and boilers - Google Patents
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Description
本開示は、燃焼バーナ及び該燃焼バーナを備えるボイラに関する。 The present disclosure relates to a combustion burner and a boiler equipped with the combustion burner.
石炭焚きボイラは、内部に燃焼ガス流路を形成した火炉を有し、火炉壁に複数の燃焼バーナが上下方向に複数段に亘って配置されている。この燃焼バーナは、石炭が粉砕された微粉炭と1次空気との混合気が供給される燃料ノズルと、燃焼バーナの外側から燃焼用空気を噴出する燃焼用空気ノズルとを備えている。この微粉炭濃度が高い混合気と燃焼用空気を火炉内に吹き込んで火炎を形成し、火炉壁及び煙道に設けられた水管を流れる水を蒸気に変えている。 A coal-fired boiler has a furnace with a combustion gas flow path formed inside, and multiple combustion burners are arranged in multiple stages vertically on the furnace wall. The combustion burners are equipped with a fuel nozzle to which a mixture of pulverized coal made from pulverized coal and primary air is supplied, and a combustion air nozzle that ejects combustion air from the outside of the combustion burner. This mixture with a high concentration of pulverized coal and the combustion air are blown into the furnace to form a flame, and water flowing through water pipes installed in the furnace wall and flue is converted into steam.
微粉炭燃料を燃焼させる燃焼バーナとして、スプリッタと呼ばれる保炎器を燃料ノズルの内部に設けたものが知られている。この保炎器は、スプリッタの下流側に混合気の再循環領域を形成することにより、空気量が少ない燃料ノズルの内部で着火位置を保持又は保炎させる(以下、これを「内部着火」又は「内部保炎」とも言う。)ことを目的としている。また、同時に、空気不足下での還元燃焼を行うことで、低NOx燃焼を実現している。これによって、火炎外周における酸素濃度が高い高温状態で進行する着火又は保炎(以下、これを「外部着火」又は「外部保炎」とも言う。)によって形成される高温高酸素領域を減少させ、火炎外周部のNOx低減をも可能にしている。 A known combustion burner for burning pulverized coal fuel is one that has a flame holder called a splitter installed inside the fuel nozzle. The flame holder is intended to hold the ignition position or hold the flame inside the fuel nozzle, which has a small amount of air, by forming a recirculation area of the mixture downstream of the splitter (hereinafter, this is also referred to as "internal ignition" or "internal flame holding"). At the same time, low-NOx combustion is achieved by performing reducing combustion under an air shortage. This reduces the high-temperature, high-oxygen area formed by ignition or flame holding that progresses in a high-temperature state with a high oxygen concentration on the outer periphery of the flame (hereinafter, this is also referred to as "external ignition" or "external flame holding"), making it possible to reduce NOx on the outer periphery of the flame.
特許文献1には、石炭焚きボイラに設けられた燃焼バーナにおいて、燃料ノズルの内部にスプリッタ形状の保炎器を複数配置し、隣接配置された保炎器に保炎機能としての役割と、保炎器へ燃料ガスを案内する案内部材としての役割の一方又は両方を持たせることで、内部保炎性能を向上させるようにした構成が開示されている。
特許文献1に開示された燃焼バーナは、隣り合う保炎器の互いに対面する面の両方に再循環領域を形成するための傾斜面が形成されているため、隣り合う保炎器で夫々形成される混合気の再循環領域同士が干渉してしまう場合がある。再循環領域同士の干渉が起ると、再循環領域に形成される混合気の低流速領域が縮小し、保炎器の着火性能又は保炎性能が低下するおそれがある。また、上記低流速領域が縮小することで、火炎外周部の高温高酸素領域で生成したNOxは還元物質である燃料未燃分との接触面積が小さくなり、これによって、還元反応が進みにくくなり、火炎外周部のNOx発生量が増加するという問題も発生する。
The combustion burner disclosed in
本開示は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、隣り合う保炎器で形成される混合気の再循環領域同士の干渉をなくすことで、保炎器の着火性能又は保炎性能の低下を抑制することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to suppress a decrease in the ignition or flame-holding performance of the flame holder by eliminating interference between the recirculation regions of the mixture formed by adjacent flame holders.
上記目的を達成するため、本開示に係る燃焼バーナは、燃料と空気とを混合した燃料ガスを噴出する燃料ノズルと、前記燃料ノズルの外側から燃焼用空気を噴出する燃焼用空気ノズルと、前記燃料ノズルの内部に配置され、前記燃料ガスの流れに対して傾斜する第1傾斜面および該第1傾斜面の傾斜が終了する第1傾斜終了端を有する第1部材と、前記第1傾斜面より前記燃料ガスの流れの下流側に配置された第2傾斜面であって、前記燃料ガスの流れに対して傾斜する第2傾斜面および該第2傾斜面の傾斜が終了する第2傾斜終了端を有する第2部材と、を備え、前記第1部材と前記第2部材とは互いに隣接して配置され、前記第2部材に対面する前記第1部材の面、または、前記第1部材に対面する前記第2部材の面の何れか一方にのみ、前記第1傾斜面または前記第2傾斜面が形成されている。 In order to achieve the above object, the combustion burner according to the present disclosure comprises a fuel nozzle that ejects a fuel gas mixture of fuel and air, a combustion air nozzle that ejects combustion air from the outside of the fuel nozzle, a first member that is disposed inside the fuel nozzle and has a first inclined surface that is inclined with respect to the flow of the fuel gas and a first inclined end where the inclination of the first inclined surface ends, and a second member that is disposed downstream of the flow of the fuel gas from the first inclined surface and has a second inclined surface that is inclined with respect to the flow of the fuel gas and a second inclined end where the inclination of the second inclined surface ends, the first member and the second member are disposed adjacent to each other, and the first inclined surface or the second inclined surface is formed only on either the surface of the first member facing the second member or the surface of the second member facing the first member.
本明細書で、「第1傾斜終了端」及び「第2傾斜終了端」とは、第1傾斜面又は第2傾斜面に沿って流れる燃料ガスが剥離する起点となる端部を意味する。例えば、三角形断面を形成する傾斜面が終了する端部となる角部や、板状体を折り曲げて形成された傾斜面が終了する板状体の端部を意味する。また、本明細書において、燃料(例えば、微粉炭)と空気とを混合した燃料ガスを「混合気」とも言い、混合気の流れを「混合気流」とも言う。 In this specification, the "first inclined end end" and the "second inclined end end" refer to the end where the fuel gas flowing along the first inclined surface or the second inclined surface starts to separate. For example, they refer to a corner where an inclined surface forming a triangular cross section ends, or the end of a plate where an inclined surface formed by bending a plate ends. In this specification, fuel gas mixed with fuel (e.g., pulverized coal) and air is also referred to as a "mixed gas," and the flow of the mixed gas is also referred to as a "mixed gas flow."
また、本開示に係るボイラは、内部に燃焼ガス流路を形成した火炉と、前記燃焼ガス流路に面して設けられた伝熱管と、前記火炉に設けられた上述の燃焼バーナと、を備える。 The boiler according to the present disclosure also includes a furnace having a combustion gas flow path formed therein, a heat transfer tube facing the combustion gas flow path, and the above-mentioned combustion burner provided in the furnace.
本開示に係る燃焼バーナ及びボイラによれば、第1部材及び第2部材に形成される混合気流の再循環領域同士の干渉を抑制できるため、第1傾斜終了端又は第2傾斜終了端における混合気流の着火性能又は保炎性能の低下を抑制できると共に、火炎外周部のNOxの生成を抑制できる。さらに、つつき棒を第1部材及び第2部材の間に挿入しやすくなるため、燃料ノズルの開口部付近に溜まった灰の除去が容易になる。 The combustion burner and boiler according to the present disclosure can suppress interference between the recirculation regions of the mixed air flow formed in the first member and the second member, thereby suppressing a decrease in the ignition performance or flame-holding performance of the mixed air flow at the first or second tilt end, and suppressing the generation of NOx on the outer periphery of the flame. Furthermore, it becomes easier to insert a poking rod between the first and second members, making it easier to remove ash that has accumulated near the opening of the fuel nozzle.
以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、これらの実施形態に記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of components described in these embodiments or shown in the drawings are merely illustrative examples and are not intended to limit the scope of the present invention.
For example, expressions expressing relative or absolute configuration, such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""center,""concentric," or "coaxial," not only express such a configuration strictly, but also express a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions indicating that things are in an equal state, such as "identical,""equal," and "homogeneous," not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only represent rectangular shapes or cylindrical shapes in the strict geometric sense, but also represent shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect can be obtained.
On the other hand, the expressions "comprise,""include,""have,""includes," or "have" of one element are not exclusive expressions excluding the presence of other elements.
図1~図6は、幾つかの実施形態に係る燃焼バーナ50(50A、50B、50C)を示す。図1は、燃焼バーナ50(50A)の正面図であり、図2は、燃焼バーナ50(50A)の断面図(図1中のA―A線に沿う断面図)である。図3は、燃焼バーナ50(50B)の正面図であり、図4は、燃焼バーナ50(50B)の断面図(図3中のB―B線に沿う断面図)である。図5は、燃焼バーナ50(50C)の正面図であり、図6は、燃焼バーナ50(50C)の断面図(図5中のC―C線に沿う断面図)である。図9は、一実施形態に係る石炭焚きボイラ10の概略構成図であり、図10は、石炭焚きボイラ10に設けられた燃焼バーナ50の配置構成を示す平面図である。
燃焼バーナ50(50A~50C)の各々は、例えば、図9に示す石炭焚きボイラ10の火炉壁に装着される。
1 to 6 show a combustion burner 50 (50A, 50B, 50C) according to some embodiments. FIG. 1 is a front view of the combustion burner 50 (50A), and FIG. 2 is a cross-sectional view of the combustion burner 50 (50A) (cross-sectional view along line A-A in FIG. 1). FIG. 3 is a front view of the combustion burner 50 (50B), and FIG. 4 is a cross-sectional view of the combustion burner 50 (50B) (cross-sectional view along line B-B in FIG. 3). FIG. 5 is a front view of the combustion burner 50 (50C), and FIG. 6 is a cross-sectional view of the combustion burner 50 (50C) (cross-sectional view along line C-C in FIG. 5). FIG. 9 is a schematic diagram of a coal-fired
Each of the combustion burners 50 (50A to 50C) is attached to, for example, the furnace wall of the coal-fired
図9に示すように、石炭焚きボイラ10は、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料として用い、内部に燃焼ガス流路Fcを形成した火炉12を備えている。火炉12は、燃焼ガス流路Fcに面して伝熱管が設けられている。微粉炭は火炉12に設けられた燃焼バーナ50によって燃焼し、この燃焼で発生した燃焼ガスによって伝熱管内を流れる水は蒸気に変えられて用途先に供給される。
As shown in FIG. 9, the coal-fired
石炭焚きボイラ10は、燃焼バーナ50(50A~50C)のいずれかを有する燃焼装置14と煙道16を有し、火炉12を構成する火炉壁が伝熱管によって構成されている。燃焼装置14は、火炉壁の下部に設けられ、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ50を有している。例えば、図10に示す例示的な構成では、複数の燃焼バーナ50は、火炉12の周方向に4個均等間隔で設けられたものが1セットとして、鉛直方向に5段(5セット)配置されている。各燃焼バーナ50は、微粉炭供給管18を介して夫々複数のミル(粉砕機)20に連結され、ミル20で所定の大きさに粉砕された微粉炭が搬送用空気(1次空気)と共に、各燃焼バーナ50に供給される。
The coal-fired
燃焼バーナ50の装着位置に風箱22が設けられる。風箱22に空気ダクト24の一端が連結され、空気ダクト24の他端は送風機26が装着されている。さらに、燃焼バーナ50が装着された火炉壁より上方にアディショナル空気ノズル28が設けられ、空気ダクト24から分岐した分岐ダクト30がアディショナル空気ノズル28に連結されている。送風機26で送られる燃焼用空気(2次空気)は、空気ダクト24及び及び風箱22を介して各燃焼バーナ50に供給され、かつ分岐ダクト30を介してアディショナル空気ノズル28に供給される。図9に示す石炭焚きボイラ10は、アディショナル空気ノズルを有しているが、燃焼バーナ50は、アディショナル空気ノズルを有しないボイラであっても適用可能である。
The
上述した搬送用空気(1次空気)は、燃料の微粉炭を搬送するために必要な空気量であるため、石炭を粉砕して微粉炭とするミル20で空気量が規定される。上述した2次空気は、火炉12内において火炎全体を形成するために必要となる空気量を吹き込むものである。従って、2次空気は概ね微粉炭の燃焼に必要な全空気量の1~1.2倍の空気量から1次空気量を差し引いた空気量となる。
The above-mentioned conveying air (primary air) is the amount of air required to convey the pulverized coal fuel, and so the amount of air is determined by the
煙道16は火炉12の上部に連結され、煙道16には、排ガスの熱を回収するための過熱器34、36、38、再熱器40、42、及び節炭器44、46が設けられ、燃焼排ガスとこれらの機器を構成する伝熱管を流れる水との間で熱交換が行われる。煙道16の下流側に熱交換を行った後の排ガスが排出されるガスダクト32が連結されている。ガスダクト32には、空気ダクト24との間にエアヒータ48が設けられ、空気ダクト24を流れる燃焼用空気とガスダクト32を流れる排ガスとの間で熱交換を行うように構成されている。これによって、燃焼バーナ50に供給される燃焼用空気を予め昇温できる。ガスダクト32には、図示しないが、脱硝装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置等が設けられ、下流端に煙突が設けられている。
The
以下、燃焼装置14について、火炉12に上下方向に複数段に設けられた燃焼バーナセットのうちの一つの燃焼バーナセットを例に取って説明する。図10に示す例示的な実施形態では、火炉12の4つの壁部に夫々燃焼バーナ50a、50b、50c、50dが設けられている。これら各燃焼バーナには、微粉炭供給管18から分岐した分岐管18a、18b、18c、18dの一つが連結されると共に、空気ダクト24から分岐した分岐管24a、24b、24c、24dの一つが連結される。そのため、各燃焼バーナ50a~50dには微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉炭混合気(燃料ガス)が吹き込まれると共に、その微粉炭混合気の外側に燃焼用空気(2次空気)が吹き込まれる。この微粉炭混合気に着火することで、4つの火炎F1、F2、F3及びF4が形成され、これらの火炎によって火炉12の上方から視て反時計回りに旋回する火炎旋回流Cが形成される。
The
各燃焼バーナ50a~50dによって、微粉炭混合気と燃焼用空気(2次空気)とが図9に示す燃焼領域Xに吹き込まれ、燃焼領域Xに火炎旋回流Cが形成される。この火炎旋回流Cは旋回しながら上昇して還元領域Yに至る。燃焼領域Xでは、空気供給量が微粉炭供給量に対して理論空気量未満に設定されるため還元雰囲気となる。微粉炭の燃焼により発生したNOxはこの還元雰囲気中で還元され、その後、アディショナル空気ノズル28から追加空気(アディショナル空気)が還元領域Yの上方に吹き込まれることで、微粉炭の酸化燃焼が完結し、かつNOxの発生量が低減される。
The pulverized coal mixture and combustion air (secondary air) are blown into the combustion area X shown in FIG. 9 by each
図1~図6に示すように、幾つかの実施形態に係る燃焼バーナ50(50A、50B、50C)は、燃料ノズル52と、燃料ノズル52の外側に配置された燃焼用空気ノズル54と、を備えている。図9に示す微粉炭供給管18が燃料ノズル52に連結され、微粉炭と搬送用空気(1次空気)とを混合した混合気を燃料ノズル52の開口部52aから燃焼ガス流路Fcに噴出する。燃料ノズル52の外側では、燃焼用空気ノズル54の開口部54aから燃焼用空気(2次空気)が燃焼ガス流路Fcに噴出する。図2中、矢印aは混合気流の流れ方向(以下単に「流れ方向」とも言う。)を示し、矢印bは燃焼用空気の流れ方向を示す。
As shown in Figures 1 to 6, a combustion burner 50 (50A, 50B, 50C) according to some embodiments includes a
図1~図6において、燃料ノズル52の内部に、混合気流に沿って第1部材56(56a、56b、56c)及び第2部材58(58a、58b、58c)が設けられている。第1部材56(56a~56c)は、混合気流に対して傾斜する第1傾斜面60(60a、60b、60c)及び第1傾斜面60の傾斜が終了する第1傾斜終了端62(62a、62b、62c)を有する。第2部材58(58a~58c)は、混合気流に対して傾斜する第2傾斜面64(64a、64b、64c)及び第2傾斜面64の傾斜が終了する第2傾斜終了端66(66a、66b、66c)を有する。第2傾斜面64(64a~64c)は、第1傾斜面60(60a~60c)より混合気流の流れ方向下流側に設けられている。そして、第1部材56及び第2部材58のうち互いに隣接して配置された第1部材56と第2部材58とは、第2部材58に対面する第1部材56の面、又は第1部材56に対面する第2部材58の面の何れか一方にのみ、第1傾斜面60又は第2傾斜面64が形成されている。
In Figures 1 to 6, a first member 56 (56a, 56b, 56c) and a second member 58 (58a, 58b, 58c) are provided inside the
燃料ノズル52の上流側から燃料ノズル52に供給された混合気は、第1部材56及び第2部材58に沿って流れ、最初に上流側に配置された第1部材56の第1傾斜面60に沿って流れが偏向される。そして、第1傾斜面60の傾斜が終了する第1傾斜終了端62で混合気流が剥離するため、第1傾斜終了端62の下流側に混合気の再循環領域を形成する。図2において、再循環領域における混合気流を矢印dで示している。この再循環領域では、混合気流は低速となるため、着火して火炎が形成されることで保炎が行われる。第1部材56より下流側に配置された第2部材58でも、同様に第2傾斜面64が終了する第2傾斜終了端66の下流側に再循環領域が形成され保炎が行われる。
The mixture supplied to the
上記構成において、互いに隣接して配置される第1部材56と第2部材58とは、互いに対面する第1部材56の面又は第2部材58の面の何れか一方にのみ、第1傾斜面60又は第2傾斜面64が形成されているため、第1傾斜終了端62に形成される混合気流の再循環領域と、第2傾斜終了端66に形成される混合気流の再循環領域とは、混合気流の流れ方向と直交する方向で互いに距離が離れた位置に形成される。従って、これら再循環領域同士の干渉を抑制できる。そのため、第1傾斜終了端62又は第2傾斜終了端66の着火性能又は保炎性能の低下を抑制できる。
In the above configuration, the
また、燃焼用空気ノズル54から噴き出す燃焼用空気によって、火炎外周部に高酸素雰囲気が形成される。この高酸素雰囲気において、外部からの輻射熱によって着火した場合、火炎外周部の温度が高くなり、NOxの発生量が増加するおそれがある。これに対し、上記実施形態によれば、第1傾斜終了端62より再循環領域同士の干渉を抑制できるため、再循環領域で形成される火炎を燃料ノズル52の外側方向へ広げることができる。そのため、火炎中心側の還元物質(未燃分)と火炎外周部で生成したNOxとの接触面積が増加する。これによって、火炎外周部のNOxの還元を促進できる。
In addition, the combustion air ejected from the
また、比較例を図示した後述する図7及び図8に示すように、火炉12の内部に浮遊する灰eが燃料ノズル152の開口部付近に付着して堆積する場合がある。上記実施形態によれば、第1傾斜面60又は第2傾斜面64が第1部材56又は第2部材58の一方の面のみに形成されるため、図2に示すように、燃料ノズル52の開口部に堆積した灰eを掻き落すためのつつき棒70を混合気流の上流側から第1部材56及び第2部材58の間に挿入しやすくなる。そのため、灰除去が容易になる。
Also, as shown in Figs. 7 and 8 (described later) which show comparative examples, ash e floating inside the
さらに、第1傾斜面60と第2傾斜面64とを混合気流の流れ方向で異なる位置に配置したため、第1傾斜面60及び第2傾斜面64によって混合気流の流路を占有する面積を混合気流の流れ方向にずらすことができる。これによって、混合気流の流速を燃焼速度に近づけることができ、火炎の吹き飛びを抑制できるので、より安定した保炎が可能になる。
Furthermore, since the first
一実施形態では、図2に示すように、第2部材58の第2傾斜面64は第1部材56の第1傾斜終了端62より混合気流の下流側に配置される。これによって、第1傾斜終了端62及び第2傾斜終了端66で形成される再循環領域dを混合気流の流れ方向でさらに遠ざけることができるので、再循環領域同士の干渉をさらに効果的に抑制できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 2, the second
一実施形態では、図2に示すように、第2部材58の第2傾斜終了端66は、混合気流の流れ方向において燃料ノズル52の燃焼ガス流路Fcへの開口部52aに合わせて配置される。これによって、再循環領域dを燃焼ガス流路Fcに形成できる。また、一実施形態では、第1部材56の第1傾斜終了端62は第2傾斜終了端66より上流側(燃料ノズル52の内部)に配置されている。別な態様では、第1部材56の第1傾斜終了端62は第2傾斜面64の最上流側端より上流側に配置されている。これによって、第1傾斜終了端62及び第2傾斜終了端66で形成される再循環領域dを混合気流の流れ方向で遠ざけることができるので、再循環領域同士の干渉を効果的に抑制できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 2, the second
一実施形態では、第1部材56及び第2部材58は、第1傾斜面60又は第2傾斜面64を除き、混合気流の流れ方向に沿って延在する板状体で構成され、該板状体の両側面は混合気流の流れ方向に沿う平坦面を形成している。
In one embodiment, the
一実施形態では、第1部材56及び第2部材58の下流側先端部は、混合気流の流れ方向に対して交差する方向に拡幅する拡幅部68を有し、第1傾斜終了端62又は第2傾斜終了端66は拡幅部68の一端に形成される。拡幅部68は、第1部材56又は第2部材58の延在方向で一定の幅を有してもよく、あるいは異なる幅を有してもよい。また、拡幅部68は、混合気流の流れ方向に対して直交する方向に延在してもよく、あるいは直交方向に対して傾斜していてもよい。例えば、拡幅部68は、平面であれば加工が容易であるが、凹状又は凸状に屈曲又は湾曲した面であってもよい。また、図1~図6に示す例示的な実施形態では、拡幅部68の流れ方向断面は略二等辺三角形であるが、これに限定されるものではなく、凹んだ形状やY字形状であってもよい。
In one embodiment, the downstream end of the
一実施形態では、燃焼用空気ノズル54から噴出される燃焼用空気を混合気流の噴出方向に沿う直進流としてもよい。これによって、燃焼用空気が燃料ノズル52の噴出開口部側に偏向しにくくなるため、燃料ノズル52における外部保炎を抑制し、NOx発生量を減少できる。
In one embodiment, the combustion air ejected from the
一実施形態では、図1及び図2に示すように、燃焼用空気ノズル54の外側に2次空気ノズル55が設けられ、2次空気ノズル55から追加の2次空気が燃焼ガス流路Fcに噴射される。
図1に示す例示的な実施形態では、燃焼用空気ノズル54の燃焼ガス流路Fcに面した開口部54a及び2次空気ノズル55の燃焼ガス流路Fcに面した開口部は、混合気流の流れ方向で燃料ノズル52の開口部52aに一致している。なお、図5及び図6では、燃料ノズル52の外側の構成は省略されている。
In one embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a
In the exemplary embodiment shown in Fig. 1, an
図7は、特許文献1に開示された、石炭焚きボイラに装着される燃焼バーナ150の正面図であり、図8は、図7中のD―D線に沿う断面図である。なお、燃焼バーナ150において、燃料ノズル152の外側に配置される燃焼用空気ノズル及び2次空気ノズル等の構成は、図1に示す燃焼バーナ50(50A)と同一の構成を有しているが、図7及び図8では、燃料ノズル152の外側の構成は省略されている。
Figure 7 is a front view of a
燃料ノズル152は、互いに隣接して配置される第1部材156(156a、156b)及び第2部材158(158a、158b、158c)において、互いに対面する面に第1傾斜面160(160a、160b)及び第2傾斜面164(164a、164b、164c)が形成されている。そのため、第1傾斜終了端162(162a、162b)及び第2傾斜終了端166(166a、166b、166c)で夫々形成される再循環領域同士が干渉(図8中のiで示す。)するおそれがある。再循環領域同士が干渉した場合、再循環領域に形成される着火に必要な低流速領域が縮小してしまい、着火性能が低下する可能性がある。さらに、第1部材156及び第2部材158の両側の面に傾斜面があるため、燃料ノズル152の開口部に堆積した灰eを掻き落すためのつつき棒70を混合気流の上流側から第1部材156及び第2部材158の間に挿入しにくくなるという問題がある。
In the
一実施形態では、図1~図6に示すように、第2部材58は、燃料ノズル52の内壁面52b及び52cに対面するように配置された外側第2部材58(58a、58b)を含む。外側第2部材58(58a、58b)は、燃料ノズル52の内壁面52b及び52cに対面する面にのみ第2傾斜面64(64a、64b)が形成されている。これによって、外側第2部材58(58a、58b)の第2傾斜終了端66(66a、66b)で形成される混合気流の再循環領域と、該外側第2部材に隣接配置され、内壁面52b及び52cと反対側に配置された第1部材56の第1傾斜終了端62(62a、62b)に形成される混合気流の再循環領域とが干渉するのを抑制できる。
In one embodiment, as shown in Figures 1 to 6, the
一実施形態では、図1及び図2に示すように、第2部材58は、2つの第1部材56(56a、56b)の間に配置される中央側第2部材58(58c)を含む。中央側第2部材58(58c)は、2つの第1部材56の内の一方側の第1部材56(56a)に対面する面72、及び他方側の第1部材56(56b)に対面する面74の何れの面にも第2傾斜面64(64c)が形成されている。これによって、中央側第2部材58(58c)の第2傾斜終了端66(66c)で広い範囲の再循環領域を形成できるため、他の第2部材58(58a、58b)と比べて中央側第2部材58(58c)の保炎性能を高めることができる。
In one embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
図1及び図2に示す燃焼バーナ50(50A)は、混合気流の流れ方向に沿って、2個の第1部材56(56a、56b)と、3個の第2部材58(58a、58b)及び中央側第1部材56(56c)とが5列に配置されている。これらの第1部材56と第2部材58とは互いに対向する面の一方のみに第1傾斜面60又は第2傾斜面64が形成されているため、隣り合う第1部材56及び第2部材58間においても、第1傾斜終了端62及び第2傾斜終了端66に形成される再循環領域同士は干渉しない。従って、各第1部材56及び各第2部材58の保炎性能の低下及び火炎外周部のNOx発生量の増加を抑制できる。
The combustion burner 50 (50A) shown in Figures 1 and 2 has two first members 56 (56a, 56b), three second members 58 (58a, 58b), and a central first member 56 (56c) arranged in five rows along the flow direction of the mixed air flow. Since the first and
一実施形態では、第1部材56及び第2部材58の両端は、燃料ノズル52の両側内壁面52b及び52cに架設された支持部材75a及び75bに支持されている。支持部材75a及び75bは、幅広面が混合気流の流れ方向に沿って配置された場合、混合気流を整流する作用も有する。
In one embodiment, both ends of the
一実施形態では、図3及び図4に示すように、第1部材56は、2つの第2部材58(58a、58b)の間に配置される中央側第1部材56(56c)を含む。中央側第1部材56(56c)は、2つの第2部材58(58a、58b)の内の一方側の第2部材58(58a)に対面する面78、及び2つの第2部材58の内の他方側の第2部材58(58b)に対面する面80、の何れの面にも第1傾斜面60(60c)が形成されている。これによって、中央側第1部材56(56c)の第1傾斜終了端62(62c)で広い範囲の再循環領域を形成できるため、他の第1部材56(56a、56b)と比べて中央側第1部材56(56c)の保炎性能を高めることができる。
In one embodiment, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
図3及び図4に示す実施形態では、中央側第1部材56(56c)及び第2部材58(58a、58b)は、燃料ノズル52の互いに対向する内壁面52b及び52cに架設された支持部材77a及び77bによって支持されている。
In the embodiment shown in Figures 3 and 4, the central first member 56 (56c) and the second member 58 (58a, 58b) are supported by
一実施形態では、図4に示すように、第1部材56(56a、56b)は、混合気流の流れ方向に沿って位置調整自在に設けられる。これによって、例えば、燃料の種類に応じて(石炭焚きボイラ10の場合、微粉炭の種類、又は混合気の微粉炭濃度、等に応じて)、あるいは第1部材56及び第2部材58の形状又は配置位置に応じて、第1部材56(56a、56b)を燃料ガス流れ方向の上流側又は下流側に変更することで、良好な内部保炎性能を確保できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, the first member 56 (56a, 56b) is provided so that its position can be adjusted freely along the flow direction of the mixed gas flow. This allows the first member 56 (56a, 56b) to be moved upstream or downstream in the fuel gas flow direction depending on, for example, the type of fuel (in the case of a coal-fired
図4に示す例示的な実施形態では、混合気流の流路に支持部材76が架設され、支持部材76に第1部材56(56a、56b)が混合気流の流れ方向に沿って位置調節自在に取り付けられる。例えば、支持部材76は燃料ノズル52の互いに対向する内壁面に架設される。
In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, a
なお、本実施形態は、図3及び図4に示す実施形態に係る燃焼バーナ50(50B)以外の図1及び図2に示す燃焼バーナ50(50A)、及び図5及び図6に示す燃焼バーナ50(50C)においても適用できる。 This embodiment can also be applied to the combustion burner 50 (50A) shown in Figures 1 and 2 and the combustion burner 50 (50C) shown in Figures 5 and 6, in addition to the combustion burner 50 (50B) according to the embodiment shown in Figures 3 and 4.
図5及び図6に示す燃焼バーナ50(50C)は、図1及び図2に示す実施形態の変形例を示す。なお、燃焼バーナ50(50C)において、燃料ノズル52の外側に配置される燃焼用空気ノズル54及び2次空気ノズル55等の構成は、図1に示す燃焼バーナ50(50A)と同一の構成を有しているが、図5及び図6では、燃料ノズル52の外側の構成は省略されている。
The combustion burner 50 (50C) shown in Figures 5 and 6 shows a modified example of the embodiment shown in Figures 1 and 2. In the combustion burner 50 (50C), the configuration of the
この変形例に係る燃焼バーナ50(50C)の構成が燃焼バーナ50(50A)の構成と異なる点は、中央側第2部材58(58c)は、一方側のみ(混合気流の流れ方向aから視て上側)に第2傾斜面64(64c)が設けられ、他方側(混合気流の流れ方向aから視て下側)には第2傾斜面64(64c)が設けられていない。また、中央側第2部材58(58c)の第2傾斜面64(64c)が設けられていない側に隣接配置された第1部材56(56b)は、両側の面に第1傾斜面60(60b)が設けられている。その他の構成は燃焼バーナ50(50A)と同一である。
この変形例においても、隣接配置された第1部材56及び第2部材58の互いに対面する面の一方側のみに第1傾斜面60又は第2傾斜面64が形成されているので、第1傾斜終了端62及び第2傾斜終了端66で形成される混合気流の再循環領域同士の干渉を回避できる。従って、着火性能の低下を抑制できると共に、火炎外周部でのNOx発生量の増加を抑制できる。
The configuration of the combustion burner 50 (50C) according to this modification is different from that of the combustion burner 50 (50A) in that the second central member 58 (58c) is provided with a second inclined surface 64 (64c) only on one side (upper side as viewed from the flow direction a of the mixed gas flow), and the second inclined surface 64 (64c) is not provided on the other side (lower side as viewed from the flow direction a of the mixed gas flow). In addition, the first member 56 (56b) arranged adjacent to the side of the second central member 58 (58c) where the second inclined surface 64 (64c) is not provided has a first inclined surface 60 (60b) on both sides. The other configuration is the same as that of the combustion burner 50 (50A).
In this modification, the first
一実施形態では、図1~図6に示すように、第1部材56及び第2部材58は、鉛直方向に沿って延在すると共に、水平方向に間隔を空けて配置されている。これによって、燃料ノズル52内を流れる混合気流に含まれる微粉炭が、第1部材56及び第2部材58等個々の部材上に堆積することが抑制され、保炎性能の低下を防止できる。また、図1~図6に示す実施形態では、2次空気ノズル55は燃焼用空気ノズル54の上下方向位置に設けられ、燃焼用空気ノズル54の側方には設けられない。燃焼用空気ノズル54の側方に設けると、火炎部が広がり難くなるためである。
In one embodiment, as shown in Figures 1 to 6, the
一実施形態では、第1部材56及び第2部材58は、水平方向に沿って延在すると共に、鉛直方向に間隔を空けて配置されることもできる。これによって、上下方向の外部着火を相対的に弱めることができ、上下方向位置に2次空気ノズル55が配置されている場合には、2次空気ノズル55からの2次空気による高温高酸素領域の形成を軽減できる。
In one embodiment, the
一実施形態では、図1~図6に示すように、第1部材56及び第2部材58が縦型スプリッタの場合、2次空気ノズル55を燃焼用空気ノズル54の側方に配置すると、火炎部が側方へ広がり難くなる。そのため、通常、2次空気ノズル55は燃焼用空気ノズル54の上下方向外側のみに配置される。内壁面52b及び52cの外側領域は、上記各実施形態で行われる内部保炎によって外周着火が抑制され、NOx発生量の増加が抑制される。
In one embodiment, as shown in Figures 1 to 6, when the
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。 The contents described in each of the above embodiments can be understood, for example, as follows:
1)一態様に係る燃焼バーナ(50(50A、50B、50C))は、燃料と空気とを混合した燃料ガスを噴出する燃料ノズル(52)と、前記燃料ノズルの外側から燃焼用空気を噴出する燃焼用空気ノズル(54)と、前記燃料ノズルの内部に配置され、前記燃料ガスの流れに対して傾斜する第1傾斜面(60(60a、60b、60c))および該第1傾斜面の傾斜が終了する第1傾斜終了端(62(62a、62b、62c))を有する第1部材56(56a、56b、56c)と、前記第1傾斜面より前記燃料ガスの流れの下流側に配置された第2傾斜面であって、前記燃料ガスの流れに対して傾斜する第2傾斜面(64(64a、64b、64c))および該第2傾斜面の傾斜が終了する第2傾斜終了端(66(66a、66b、66c))を有する第2部材(58(58a、58b、58c))と、を備え、前記第1部材と前記第2部材とは互いに隣接して配置され、前記第2部材に対面する前記第1部材の面、または、前記第1部材に対面する前記第2部材の面の何れか一方にのみ、前記第1傾斜面または前記第2傾斜面が形成されている。 1) A combustion burner (50 (50A, 50B, 50C)) according to one embodiment includes a fuel nozzle (52) that ejects a fuel gas mixture of fuel and air, a combustion air nozzle (54) that ejects combustion air from the outside of the fuel nozzle, a first member 56 (56a, 56b, 56c) that is disposed inside the fuel nozzle and has a first inclined surface (60 (60a, 60b, 60c)) that is inclined with respect to the flow of the fuel gas and a first inclined end (62 (62a, 62b, 62c)) where the inclination of the first inclined surface ends, and a first member 56 (56a, 56b, 56c) that is inclined with respect to the flow of the fuel gas from the first inclined surface. and a second member (58 (58a, 58b, 58c)) having a second inclined surface (64 (64a, 64b, 64c)) inclined with respect to the flow of the fuel gas and a second inclined end (66 (66a, 66b, 66c)) where the inclination of the second inclined surface ends, the first member and the second member are disposed adjacent to each other, and the first inclined surface or the second inclined surface is formed only on either the surface of the first member facing the second member or the surface of the second member facing the first member.
このような構成によれば、互いに隣接して配置される第1部材と第2部材とは、第2部材に対面する第1部材の面又は第1部材に対面する第2部材の面の何れか一方にのみ、第1傾斜面又は第2傾斜面が形成されているため、第1傾斜終了端に形成される混合気流の再循環領域と、第2傾斜終了端に形成される混合気流の再循環領域とは、燃料ガスの流れ方向と直交する方向で互いに離れた位置に形成される。従って、両者の干渉を抑制できる。これによって、各再循環領域に形成される低流速領域が縮小されないため、第1傾斜終了端又は第2傾斜終了端の着火性能又は保炎性能の低下を抑制できる。また、第1傾斜面及び第2傾斜面の傾斜方向を外向きに設定することで火炎を燃料ノズルの外側方向へ広げることができるため、火炎中心側の還元物質(未燃分)と火炎外周部で生成したNOxとの接触面積が増加する。これによって、火炎外周部のNOxの還元を促進できる。さらに、第1傾斜面又は第2傾斜面が第1部材又は第2部材の一方の面のみに形成されるため、燃料ノズルの開口部に付着した灰を掻き落すためのつつき棒を第1部材及び第2部材の間に挿入しやすくなり、そのため、燃料ノズルの開口部付近に付着した灰の除去が容易になる。 According to this configuration, the first member and the second member arranged adjacent to each other have the first inclined surface or the second inclined surface formed only on either the surface of the first member facing the second member or the surface of the second member facing the first member, so that the recirculation area of the mixed gas flow formed at the first inclined end end and the recirculation area of the mixed gas flow formed at the second inclined end end are formed at positions separated from each other in a direction perpendicular to the flow direction of the fuel gas. Therefore, interference between the two can be suppressed. As a result, the low flow velocity area formed in each recirculation area is not reduced, so that the deterioration of the ignition performance or flame holding performance of the first inclined end end or the second inclined end end can be suppressed. In addition, by setting the inclination direction of the first inclined surface and the second inclined surface outward, the flame can be spread toward the outside of the fuel nozzle, so that the contact area between the reducing material (unburned matter) on the flame center side and the NOx generated on the flame periphery increases. This can promote the reduction of NOx on the flame periphery. Furthermore, since the first inclined surface or the second inclined surface is formed on only one side of the first member or the second member, it becomes easier to insert a picking rod between the first member and the second member to scrape off ash that has adhered to the opening of the fuel nozzle, making it easier to remove ash that has adhered near the opening of the fuel nozzle.
2)別な態様に係る燃焼バーナは、1)に記載の燃焼バーナであって、前記第2部材(58)は、前記燃料ノズルの内壁面(52b、52c)に対面する前記第2部材の面にのみ前記第2傾斜面が形成されている外側第2部材(58(58a、58b))を含む。 2) A combustion burner according to another embodiment is the combustion burner described in 1), in which the second member (58) includes an outer second member (58 (58a, 58b)) in which the second inclined surface is formed only on the surface of the second member facing the inner wall surface (52b, 52c) of the fuel nozzle.
このような構成によれば、上記外側第2部材は、燃料ノズルの内壁面に対面する面にのみ第2傾斜面が形成されているため、外側第2部材の第2傾斜終了端で形成される混合気流の再循環領域と、燃料ノズルの内壁面側と反対側に配置された隣り合う第1部材の第1傾斜終了端に形成される混合気流の再循環領域とが干渉するのを抑制できる。 With this configuration, the second inclined surface is formed only on the surface of the outer second member that faces the inner wall surface of the fuel nozzle, so that it is possible to prevent interference between the recirculation area of the mixed air flow formed at the second inclined end of the outer second member and the recirculation area of the mixed air flow formed at the first inclined end of the adjacent first member arranged on the opposite side to the inner wall surface of the fuel nozzle.
3)さらに別な態様に係る燃焼バーナは、1)又は2)に記載の燃焼バーナであって、前記第2部材(58)は、2つの前記第1部材の間に配置される中央側第2部材であって、前記2つの第1部材(56(56a、56b))の内の一方側の第1部材(56(56a))に対面する前記第2部材の面(72)、および、前記2つの第1部材の内の他方側の第1部材(56(56b))に対面する前記第2部材の面(74)、の何れの面にも前記第2傾斜面が形成されている中央側第2部材(58(58c))を含む。 3) A combustion burner according to yet another embodiment is the combustion burner described in 1) or 2), in which the second member (58) is a central second member arranged between the two first members, and includes a central second member (58 (58c)) in which the second inclined surface is formed on both the surface (72) of the second member facing the first member (56 (56a)) on one side of the two first members (56 (56a, 56b)) and the surface (74) of the second member facing the first member (56 (56b)) on the other side of the two first members.
このような構成によれば、第2部材は、両側の面に第2傾斜面を有する上記中央側第2部材を含むため、中央側第2部材の第2傾斜終了端で燃料ガスの流れ方向と交差する方向へ広い範囲の再循環領域を形成できる。これによって、他の第2部材と比べて中央側第2部材による保炎性能を高めることができる。 With this configuration, the second member includes the above-mentioned central second member having second inclined surfaces on both sides, so that a wide recirculation region can be formed in a direction intersecting the flow direction of the fuel gas at the end of the second inclination of the central second member. This makes it possible to improve the flame holding performance of the central second member compared to other second members.
4)さらに別な態様に係る燃焼バーナは、2)に記載の燃焼バーナであって、前記第1部材(56)は、2つの前記第2部材(58(58a、58b))の間に配置される中央側第1部材であって、前記2つの第2部材の内の一方側の第2部材(58(58a))に対面する前記第1部材の面(78)、および、前記2つの第2部材の内の他方側の第2部材(58(58b))に対面する前記第1部材の面(80)、の何れの面にも前記第1傾斜面が形成されている中央側第1部材(56(56c))を含む。 4) A further aspect of the combustion burner is the combustion burner described in 2), in which the first member (56) is a central first member arranged between the two second members (58 (58a, 58b)), and includes a central first member (56 (56c)) in which the first inclined surface is formed on both the surface (78) of the first member facing the second member (58 (58a)) on one side of the two second members, and the surface (80) of the first member facing the second member (58 (58b)) on the other side of the two second members.
このような構成によれば、第1部材は、両側面に第1傾斜面を有する上記中央側第1部材を含むため、中央側第1部材の第1傾斜終了端で広い範囲の再循環領域を形成できる。これによって、他の第1部材と比べて中央側第1部材による保炎性能を高めることができる。 With this configuration, the first member includes the above-mentioned central first member having first inclined surfaces on both sides, so that a wide recirculation area can be formed at the end of the first inclination of the central first member. This makes it possible to improve the flame holding performance of the central first member compared to other first members.
5)さらに別な態様に係る燃焼バーナは、1)乃至4)の何れかに記載の燃焼バーナであって、前記第1部材(56(56a、56b))は、前記燃料ガスの流れ方向に沿って位置調整自在に設けられる。 5) A further aspect of the combustion burner is the combustion burner described in any one of 1) to 4), in which the first member (56 (56a, 56b)) is arranged so that its position can be freely adjusted along the flow direction of the fuel gas.
このような構成によれば、第1部材を燃料ガスの流れ方向に沿って位置調整自在とすることで、例えば、燃料の種類や第1部材及び第2部材の形状又は配置位置に応じて、第1部材を燃料ガス流れ方向の上流側又は下流側に変更することで、良好な内部保炎性能を確保できる。 With this configuration, the position of the first member can be freely adjusted along the fuel gas flow direction, and good internal flame stability can be ensured by, for example, changing the position of the first member to the upstream or downstream side of the fuel gas flow direction depending on the type of fuel and the shapes or positions of the first and second members.
6)さらに別な態様に係る燃焼バーナは、1)乃至5)の何れかに記載の燃焼バーナであって、前記第1部材および前記第2部材は、鉛直方向に沿って延在すると共に、水平方向に間隔を空けて配置されている。 6) A further aspect of the combustion burner is the combustion burner described in any one of 1) to 5), in which the first member and the second member extend vertically and are spaced apart horizontally.
このような構成によれば、第1部材及び第1部材が鉛直方向に沿って延在するため、燃料ノズル内を流れる燃料ガスに含まれる燃料が個々の部材上に堆積することが抑制され、これによる保炎性能の低下を防止できる。 With this configuration, the first member and the first member extend in the vertical direction, so that the fuel contained in the fuel gas flowing through the fuel nozzle is prevented from accumulating on the individual members, thereby preventing a decrease in flame stability performance.
7)さらに別な態様に係る燃焼バーナは、1)乃至5)の何れかに記載の燃焼バーナであって、前記第1部材および前記第2部材は、水平方向に沿って延在すると共に、鉛直方向に間隔を空けて配置されている。 7) A combustion burner according to yet another aspect is a combustion burner according to any one of 1) to 5), in which the first member and the second member extend along the horizontal direction and are spaced apart in the vertical direction.
このような構成によれば、第1部材及び第2部材が、水平方向に沿って延在するため、上下方向の外部着火を相対的に弱めることができる。従って、上下に燃焼用空気ノズルや追加の2次空気ノズルが配置されている場合には、これらノズルからの空気による高温高酸素領域の形成を軽減できる。 With this configuration, the first and second members extend horizontally, so external ignition in the vertical direction can be relatively weakened. Therefore, if combustion air nozzles or additional secondary air nozzles are arranged above and below, the formation of high-temperature, high-oxygen regions due to the air from these nozzles can be reduced.
8)さらに別な態様に係る燃焼バーナは、6)に記載の燃焼バーナであって、前記燃焼用空気ノズル(54)の上下方向外側から追加の2次空気を噴出する2次空気ノズル(55)を備える。 8) A further aspect of the combustion burner is the combustion burner described in 6), which is equipped with a secondary air nozzle (55) that ejects additional secondary air from the vertical outside of the combustion air nozzle (54).
第1部材及び第2部材が上記6)の構成を有する縦型スプリッタの場合、2次空気ノズル(55)を燃焼用空気ノズル(54)の側方に配置すると、火炎部が側方へ広がり難くなるため、2次空気ノズル(55)を燃焼用空気ノズル(54)の上下方向外側のみに配置することで、火炎部が側方へ広がりやすくなる。 In the case of a vertical splitter in which the first and second members have the configuration described above in 6), arranging the secondary air nozzle (55) to the side of the combustion air nozzle (54) makes it difficult for the flame to spread to the side, so by arranging the secondary air nozzle (55) only on the outside in the vertical direction of the combustion air nozzle (54), the flame can easily spread to the side.
9)一態様に係るボイラ(10)は、内部に燃焼ガス流路(Fc)を形成した火炉(12)と、前記燃焼ガス流路に面して設けられた伝熱管と、前記火炉に設けられた1)乃至8)の何れかに記載の燃焼バーナと、を備える。 9) A boiler (10) according to one embodiment includes a furnace (12) having a combustion gas flow path (Fc) formed therein, a heat transfer tube facing the combustion gas flow path, and a combustion burner according to any one of 1) to 8) provided in the furnace.
このような構成によれば、上述の燃焼バーナを備えるボイラは、隣接配置された第1部材及び第2部材に形成される混合気流の再循環領域同士の干渉を抑制できるため、第1傾斜終了端又は第2傾斜終了端における混合気流の着火性能又は保炎性能の低下を抑制できる。また、再循環領域同士の干渉を抑制することで、火炎外周部のNOxの還元を促進できると共に、つつき棒を第1部材及び第2部材の間に挿入しやすくなるため、燃料ノズルの開口部付近に堆積した灰の除去が容易になる。 With this configuration, a boiler equipped with the above-mentioned combustion burner can suppress interference between the recirculation areas of the mixed air flow formed in the adjacent first and second members, thereby suppressing a decrease in the ignition performance or flame-holding performance of the mixed air flow at the first or second inclination end end. In addition, suppressing interference between the recirculation areas can promote the reduction of NOx on the outer periphery of the flame, and makes it easier to insert a poking rod between the first and second members, making it easier to remove ash accumulated near the opening of the fuel nozzle.
10 石炭焚きボイラ
12 火炉
14 燃焼装置
16 煙道
18 微粉炭供給管
18a、18b、18c、18d、24a、24b、24c、24d 分岐管
20 ミル
22 風箱
24 空気ダクト
26 送風機
28 アディショナル空気ノズル
30 分岐ダクト
32 ガスダクト
34、36、38 過熱器
40、42 再熱器
44、46 節炭器
48 エアヒータ
50(50A、50B、50C)、50a、50b、50c、50d、150 燃焼バーナ
52、152 燃料ノズル
52a、152a 開口部
52b、52c 内壁面
54 燃焼用空気ノズル
54a 開口部
55 2次空気ノズル
56(56a、56b、56c)、156(156a、156b) 第1部材
58(58a、58b、58c)、158(158a、158b、158c) 第2部材
60(60a、60b、60c)、160(160a、160b) 第1傾斜面
62(62a、62b、62c)、162(162a、162b) 第1傾斜終了端
64(64a、64b、64c)、164(164a、164b、164c) 第2傾斜面
66(66a、66b、66c)、166(166a、166b、166c) 第2傾斜終了端
68 拡幅部
70 つつき棒
72、74、78、80 面
75a、75b、76、77a、77b、175a、175b 支持部材
C 火炎旋回流
F1、F2、F3、F4 火炎
Fc 燃焼ガス流路
X 燃焼領域
Y 還元領域
d 混合気流の再循環領域
e 灰
i 干渉
REFERENCE SIGNS LIST 10 Coal-fired boiler 12 Furnace 14 Combustion device 16 Flue 18 Pulverized coal supply pipe 18a, 18b, 18c, 18d, 24a, 24b, 24c, 24d Branch pipe 20 Mill 22 Wind box 24 Air duct 26 Blower 28 Additional air nozzle 30 Branch duct 32 Gas duct 34, 36, 38 Superheater 40, 42 Reheater 44, 46 Economizer 48 Air heater 50 (50A, 50B, 50C), 50a, 50b, 50c, 50d, 150 Combustion burner 52, 152 Fuel nozzle 52a, 152a Opening 52b, 52c Inner wall surface 54 Combustion air nozzle 54a Opening 55 Secondary air nozzle 56 (56a, 56b, 56c), 156 (156a, 156b) First member 58 (58a, 58b, 58c), 158 (158a, 158b, 158c) Second member 60 (60a, 60b, 60c), 160 (160a, 160b) First inclined surface 62 (62a, 62b, 62c), 162 (162a, 162b) First inclined end 64 (64a, 64b, 64c), 164 (164a, 164b, 164c) Second inclined surface 66 (66a, 66b, 66c), 166 (166a, 166b, 166c) Second inclined end 68 Widening portion 70 Prodding bar 72, 74, 78, 80 Surface 75a, 75b, 76, 77a, 77b, 175a, 175b Support member C Flame swirl flow F1, F2, F3, F4 Flame Fc Combustion gas flow path X Combustion region Y Reduction region d Mixture flow recirculation region e Ash i Interference
Claims (8)
前記燃料ノズルの外側から燃焼用空気を噴出する燃焼用空気ノズルと、
前記燃料ノズルの内部に配置され、前記燃料ガスの流れに対して傾斜する第1傾斜面および該第1傾斜面の傾斜が終了する第1傾斜終了端を有する第1部材と、
前記第1傾斜面より前記燃料ガスの流れの下流側に配置された第2傾斜面であって、前記燃料ガスの流れに対して傾斜する第2傾斜面および該第2傾斜面の傾斜が終了する第2傾斜終了端を有する第2部材と、を備え、
前記第1部材と前記第2部材とは互いに隣接して配置され、
前記第2部材に対面する前記第1部材の面、または、前記第1部材に対面する前記第2部材の面の何れか一方にのみ、前記第1傾斜面または前記第2傾斜面が形成されており、
前記第2部材は、前記燃料ノズルの内壁面に対面する前記第2部材の面にのみ前記第2傾斜面が形成されている外側第2部材を含む、
燃焼バーナ。 a fuel nozzle for ejecting a fuel gas mixture of fuel and air;
a combustion air nozzle that ejects combustion air from the outside of the fuel nozzle;
a first member disposed inside the fuel nozzle, the first member having a first inclined surface inclined with respect to a flow of the fuel gas and a first inclined end at which the inclination of the first inclined surface ends;
a second member having a second inclined surface disposed downstream of the first inclined surface in the flow of the fuel gas, the second inclined surface being inclined with respect to the flow of the fuel gas and a second inclined end where the inclination of the second inclined surface ends,
The first member and the second member are disposed adjacent to each other,
the first inclined surface or the second inclined surface is formed only on either a surface of the first member facing the second member or a surface of the second member facing the first member ,
the second member includes an outer second member, the second inclined surface being formed only on a surface of the second member facing an inner wall surface of the fuel nozzle;
Combustion burner.
前記燃料ノズルの外側から燃焼用空気を噴出する燃焼用空気ノズルと、
前記燃料ノズルの内部に配置され、前記燃料ガスの流れに対して傾斜する第1傾斜面および該第1傾斜面の傾斜が終了する第1傾斜終了端を有する第1部材と、
前記第1傾斜面より前記燃料ガスの流れの下流側に配置された第2傾斜面であって、前記燃料ガスの流れに対して傾斜する第2傾斜面および該第2傾斜面の傾斜が終了する第2傾斜終了端を有する第2部材と、を備え、
前記第1部材と前記第2部材とは互いに隣接して配置され、
前記第2部材に対面する前記第1部材の面、または、前記第1部材に対面する前記第2部材の面の何れか一方にのみ、前記第1傾斜面または前記第2傾斜面が形成されており、
前記第2部材は、2つの前記第1部材の間に配置される中央側第2部材であって、前記2つの第1部材の内の一方側の第1部材に対面する前記第2部材の面、および、前記2つの第1部材の内の他方側の第1部材に対面する前記第2部材の面、の何れの面にも前記第2傾斜面が形成されている中央側第2部材を含む、
燃焼バーナ。 a fuel nozzle for ejecting a fuel gas mixture of fuel and air;
a combustion air nozzle that ejects combustion air from the outside of the fuel nozzle;
a first member disposed inside the fuel nozzle, the first member having a first inclined surface inclined with respect to a flow of the fuel gas and a first inclined end at which the inclination of the first inclined surface ends;
a second member having a second inclined surface disposed downstream of the first inclined surface in the flow of the fuel gas, the second inclined surface being inclined with respect to the flow of the fuel gas and a second inclined end where the inclination of the second inclined surface ends,
The first member and the second member are disposed adjacent to each other,
the first inclined surface or the second inclined surface is formed only on either a surface of the first member facing the second member or a surface of the second member facing the first member,
the second member is a central second member disposed between the two first members, and the second inclined surface is formed on both a surface of the second member facing the first member on one side of the two first members and a surface of the second member facing the first member on the other side of the two first members ;
Combustion burner.
請求項1に記載の燃焼バーナ。 The first member includes a central first member disposed between the two second members, the central first member having the first inclined surface formed on both a surface of the first member facing one of the two second members and a surface of the first member facing the other of the two second members.
The combustion burner according to claim 1 .
請求項1乃至3の何れか一項に記載の燃焼バーナ。 The first member is provided so as to be freely position-adjustable along a flow direction of the fuel gas.
Combustion burner according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1乃至4の何れか一項に記載の燃焼バーナ。 The first member and the second member extend along a vertical direction and are spaced apart in a horizontal direction.
Combustion burner according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1乃至4の何れか一項に記載の燃焼バーナ。 The first member and the second member extend along a horizontal direction and are spaced apart in a vertical direction.
Combustion burner according to any one of claims 1 to 4 .
請求項5に記載の燃焼バーナ。 A secondary air nozzle is provided which ejects additional secondary air from the outside of the combustion air nozzle in the vertical direction.
Combustion burner according to claim 5 .
前記燃焼ガス流路に面して設けられた伝熱管と、
前記火炉に設けられた請求項1乃至7の何れか一項に記載の燃焼バーナと、
を備えるボイラ。 A furnace having a combustion gas flow path formed therein;
a heat transfer tube provided facing the combustion gas flow path;
A combustion burner according to any one of claims 1 to 7 , which is provided in the furnace;
A boiler equipped with
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