JPH0158401B2 - - Google Patents
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- JPH0158401B2 JPH0158401B2 JP60107069A JP10706985A JPH0158401B2 JP H0158401 B2 JPH0158401 B2 JP H0158401B2 JP 60107069 A JP60107069 A JP 60107069A JP 10706985 A JP10706985 A JP 10706985A JP H0158401 B2 JPH0158401 B2 JP H0158401B2
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- JP
- Japan
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- furnace
- duct
- air
- nozzle means
- pressure air
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
- F23C5/08—Disposition of burners
- F23C5/32—Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、蒸気発生装置、殊に炉にオーバフア
イアエアを導入する方法に関する。
イアエアを導入する方法に関する。
ある量の燃料を燃焼するには、ある定まつた量
の空気を理論的に必要とする。この完全な一致関
係を化学量論的燃焼と称する。しかし、実際に
は、余分な空気がなければ、ある限られた空間
内、例えば蒸気発生装置の炉の中の可燃性物のす
べてを燃焼することはできない。
の空気を理論的に必要とする。この完全な一致関
係を化学量論的燃焼と称する。しかし、実際に
は、余分な空気がなければ、ある限られた空間
内、例えば蒸気発生装置の炉の中の可燃性物のす
べてを燃焼することはできない。
この余分な空気を使用すると、特に炉内の仮想
円の接続方向に燃料を導入するぐう角燃焼式の微
粉炭燃焼炉においては、幾つかの問題を生ずる。
すなわち、この余分な空気は、望ましくない
NOXの生成に使用される酸素をつくる。NOXは
高温できわめて容易に発生する。しかし、炉内の
バーナ高さ位置よりも上の位置から、オーバフア
イアエアとしての余分な空気を炉内に入れゝば、
このNOXの生成を最小にすることができる。
円の接続方向に燃料を導入するぐう角燃焼式の微
粉炭燃焼炉においては、幾つかの問題を生ずる。
すなわち、この余分な空気は、望ましくない
NOXの生成に使用される酸素をつくる。NOXは
高温できわめて容易に発生する。しかし、炉内の
バーナ高さ位置よりも上の位置から、オーバフア
イアエアとしての余分な空気を炉内に入れゝば、
このNOXの生成を最小にすることができる。
しかして、ぐう角燃焼では、多数の流れのパタ
ーンがあり、これらは回転する火球のため炉の側
壁に燃焼生成物又は不純物である固体を付着せし
める。更に、炉を出る排ガスに温度の不均衡が生
じるが、これも燃料のぐう角燃焼により生ぜしめ
られる火球の回転流れに原因している。
ーンがあり、これらは回転する火球のため炉の側
壁に燃焼生成物又は不純物である固体を付着せし
める。更に、炉を出る排ガスに温度の不均衡が生
じるが、これも燃料のぐう角燃焼により生ぜしめ
られる火球の回転流れに原因している。
本発明は、このような従来の問題を解決するた
めになされたもので、オーバフアイアエアをぐう
角燃焼炉に注入するのに、オーバフアイアエアを
燃料の燃焼によりつくられる火球の回転とは反対
の回転方向に注入し、これにより火球の回転をほ
とんどなくして、炉を出る排ガスの流れを実質的
に直線流れとするようにしている。
めになされたもので、オーバフアイアエアをぐう
角燃焼炉に注入するのに、オーバフアイアエアを
燃料の燃焼によりつくられる火球の回転とは反対
の回転方向に注入し、これにより火球の回転をほ
とんどなくして、炉を出る排ガスの流れを実質的
に直線流れとするようにしている。
また、本発明は、このように炉を出る排ガス流
れを実質的に直線流れとするために燃焼している
燃料すなわち火球の回転とは反対の方向でかつ仮
想円の接線方向にオーバフアイアエアを導入する
ようにしたぐう角燃焼炉の微粉炭燃焼のためのオ
ーバフアイアエア導入方法において、すでに使用
されている低圧空気と高圧空気とを組合せてオー
バフアイアエアとして導入し、これにより火球の
回転を抑制するに足りるだけの量と圧力の空気を
供給するのに特別のフアンを必要としないように
している。
れを実質的に直線流れとするために燃焼している
燃料すなわち火球の回転とは反対の方向でかつ仮
想円の接線方向にオーバフアイアエアを導入する
ようにしたぐう角燃焼炉の微粉炭燃焼のためのオ
ーバフアイアエア導入方法において、すでに使用
されている低圧空気と高圧空気とを組合せてオー
バフアイアエアとして導入し、これにより火球の
回転を抑制するに足りるだけの量と圧力の空気を
供給するのに特別のフアンを必要としないように
している。
以下添付図面を参照して本発明の一実施例につ
いて詳述する。
いて詳述する。
第１図において、参照番号１０は蒸気発生装置
の垂直炉を示す。微粉炭は、粉砕ミル１２から炉
１０へ供給される。すなわち、微粉炭は、高圧空
気流れにのせられ、ダクト１４を通して炉１０へ
運ばれる。この炉における微粉炭の燃焼により生
じた燃焼ガスの熱の大部分を使つて、蒸気を発生
し、過熱する。燃焼ガスは、それから、炉１０を
出て、その後後方通路１６の中に配置されている
熱交換面（図示せず）を横切つて大気へ排出され
る。
の垂直炉を示す。微粉炭は、粉砕ミル１２から炉
１０へ供給される。すなわち、微粉炭は、高圧空
気流れにのせられ、ダクト１４を通して炉１０へ
運ばれる。この炉における微粉炭の燃焼により生
じた燃焼ガスの熱の大部分を使つて、蒸気を発生
し、過熱する。燃焼ガスは、それから、炉１０を
出て、その後後方通路１６の中に配置されている
熱交換面（図示せず）を横切つて大気へ排出され
る。
この大気への排出の前に、しかし、燃焼ガスは
熱交換器である空気予熱器１８を通る。この空気
予熱器において、排ガスはフアン２０により供給
されてくる空気を加熱する。通常水柱13センチメ
ートル（５インチ）程度の低い圧力であるこの加
熱された空気の大部分はダクト２４を通して炉１
０へ進む。また、ダクト２４内を流れる空気の他
の一部分は、高圧フアン２８が介装されているダ
クト２６を通して流れる。この空気流れは、粉砕
ミル１２に入り、この粉砕ミルで微粉炭をのせ、
そして炉１０へ運ぶ。フアン２８は、ダクト２６
内を流れる空気の圧力を水柱90センチメートル
（35インチ）程度の圧力に高める。更に、ダクト
２４内を流れる低圧の空気の残りの部分は、ダク
ト３０を通して流れ、それからオーバフアイアエ
アとして参照符号３２で示す高位置から炉１０に
入る。同様に、ダクト２６内を流れる空圧空気の
一部分も、ダクト３４を通して流れ、それからオ
ーバフアイアエアとして高位置３２から炉１０内
に注入される。
熱交換器である空気予熱器１８を通る。この空気
予熱器において、排ガスはフアン２０により供給
されてくる空気を加熱する。通常水柱13センチメ
ートル（５インチ）程度の低い圧力であるこの加
熱された空気の大部分はダクト２４を通して炉１
０へ進む。また、ダクト２４内を流れる空気の他
の一部分は、高圧フアン２８が介装されているダ
クト２６を通して流れる。この空気流れは、粉砕
ミル１２に入り、この粉砕ミルで微粉炭をのせ、
そして炉１０へ運ぶ。フアン２８は、ダクト２６
内を流れる空気の圧力を水柱90センチメートル
（35インチ）程度の圧力に高める。更に、ダクト
２４内を流れる低圧の空気の残りの部分は、ダク
ト３０を通して流れ、それからオーバフアイアエ
アとして参照符号３２で示す高位置から炉１０に
入る。同様に、ダクト２６内を流れる空圧空気の
一部分も、ダクト３４を通して流れ、それからオ
ーバフアイアエアとして高位置３２から炉１０内
に注入される。
第２−４図は、第１図における炉１０への燃料
（微粉炭）と空気との注入の詳細を示している。
（微粉炭）と空気との注入の詳細を示している。
まず、第２及び３図に示すように、高圧空気流
れにのせられた微粉炭は、炉１０の四隅の各々に
配置されている複数のノズル３６を通し炉１０に
注入される。これらのノズル３６は炉中心の仮想
円の接線方向に燃料を向け、その燃焼により発生
した火球は第３図に最もよく示すように時計方向
に回転する流れとなつて炉内で渦巻ながら上昇す
る。炉１０の四隅の各々に配置された他の複数の
ノズル３８を通して、前述したノズル３６の上下
位置から炉１０へ低圧空気が注入されるこれらの
ノズル３８は、低圧空気を燃焼している燃料がつ
くつている火球の渦巻きと同じ渦巻となるように
接線方向に向ける。これらのノズル３８は、ノズ
ル３６と一諸に水平、垂直の両方に傾くことがで
き、これによりそのつくられる火球の位置を負荷
調整の目的で望む通りに変えることができるよう
になつている。
れにのせられた微粉炭は、炉１０の四隅の各々に
配置されている複数のノズル３６を通し炉１０に
注入される。これらのノズル３６は炉中心の仮想
円の接線方向に燃料を向け、その燃焼により発生
した火球は第３図に最もよく示すように時計方向
に回転する流れとなつて炉内で渦巻ながら上昇す
る。炉１０の四隅の各々に配置された他の複数の
ノズル３８を通して、前述したノズル３６の上下
位置から炉１０へ低圧空気が注入されるこれらの
ノズル３８は、低圧空気を燃焼している燃料がつ
くつている火球の渦巻きと同じ渦巻となるように
接線方向に向ける。これらのノズル３８は、ノズ
ル３６と一諸に水平、垂直の両方に傾くことがで
き、これによりそのつくられる火球の位置を負荷
調整の目的で望む通りに変えることができるよう
になつている。
次に、第２及び４図は、オーバフアイアエアを
炉に注入する方法を最もよく示している。前述し
たノズル３６，３８のバーナの高さ位置よりもい
くらか高い位置３２（第１図参照）において、炉
１０の四隅に各々配置されている複数のノズル４
０を通して、高圧空気が炉１０に注入される。ま
た、この炉の四隅の高位置３２において、前述し
たノズル４０の上下に配設されている他の複数の
ノズル４２を通して低圧空気が炉１０に注入され
る。これらのノズル４０，４２は炉中心の仮想円
の接線方向に空気流れを向けるが、その向きは前
述した上昇する火球の回転とは反対の方向すなわ
ち第２及び４図に示すように反時計方向をされ
る。バーナのノズル３６，３８と同じように、ノ
ズル４０，４２は負荷調整の目的で、垂直と水平
の両方に傾き自在とされている。
炉に注入する方法を最もよく示している。前述し
たノズル３６，３８のバーナの高さ位置よりもい
くらか高い位置３２（第１図参照）において、炉
１０の四隅に各々配置されている複数のノズル４
０を通して、高圧空気が炉１０に注入される。ま
た、この炉の四隅の高位置３２において、前述し
たノズル４０の上下に配設されている他の複数の
ノズル４２を通して低圧空気が炉１０に注入され
る。これらのノズル４０，４２は炉中心の仮想円
の接線方向に空気流れを向けるが、その向きは前
述した上昇する火球の回転とは反対の方向すなわ
ち第２及び４図に示すように反時計方向をされ
る。バーナのノズル３６，３８と同じように、ノ
ズル４０，４２は負荷調整の目的で、垂直と水平
の両方に傾き自在とされている。
これらのノズル４０，４２を通して炉１０に入
れるオーバフアイアエアの量と圧力とは、火球の
回転を抑制して火球がほとんど回転しないように
するような大きさに設定されている。したがつ
て、燃料ガスが炉１０を出て、第１図に示す後方
通路１６に入るとき、燃料ガスは実質的に直線的
に流れる。これにより、後方通路１６の横断面に
おけるガスの温度の不均衡を排除することができ
る。もしこのような温度の不均衡があると、例え
ば熱交換器（空気予熱器）１８や、後方通路１６
に配置されている熱交換面（図示せず）に温度の
不均衡問題が生じてしまう。
れるオーバフアイアエアの量と圧力とは、火球の
回転を抑制して火球がほとんど回転しないように
するような大きさに設定されている。したがつ
て、燃料ガスが炉１０を出て、第１図に示す後方
通路１６に入るとき、燃料ガスは実質的に直線的
に流れる。これにより、後方通路１６の横断面に
おけるガスの温度の不均衡を排除することができ
る。もしこのような温度の不均衡があると、例え
ば熱交換器（空気予熱器）１８や、後方通路１６
に配置されている熱交換面（図示せず）に温度の
不均衡問題が生じてしまう。
一方、典型的なボイラにおいては、化学量論的
に十分な量の空気がノズル３８の部分のバーナ高
さの位置の処へ送られるが、NOXガスの生成を
促進させるようなことになるような余分な空気は
送られない。そして、全空気量の15〜20％程度の
余分な空気がオーバフアイアエアとして、ノズル
４０，４２を通して炉１０に入れられる。
に十分な量の空気がノズル３８の部分のバーナ高
さの位置の処へ送られるが、NOXガスの生成を
促進させるようなことになるような余分な空気は
送られない。そして、全空気量の15〜20％程度の
余分な空気がオーバフアイアエアとして、ノズル
４０，４２を通して炉１０に入れられる。
しかして、ボイラにおいて、資金の面でも、運
転の面でも、かなりのコストを占めるものゝ１つ
が、フアンの出力とフアンを駆動する動力であ
る。この点、本発明によれば、低圧フアン２０と
高圧フアン２８との両方の余分のフアン出力を利
用することにより、十分な圧力をかけて、十分な
量の余分の空気を、オーバフアイアエアを供給す
るための別のフアンを必要とすることなしに、オ
ーバフアイアエアとして、炉１０に供給すること
ができる。すなわち、オーバフアイアエアの約1/
３は高圧フアン２８により、また約2/3は低圧フア
ン２０によりそれぞれ炉１０に供給される。そし
て、これら２つの空気流れが、炉１０内の上方区
域に流れ込むと混合し、炉内を上昇する火球の回
転を抑制して火球がほとんど回転しないようにす
るのに十分な量と圧力の空気流れを形成する。
転の面でも、かなりのコストを占めるものゝ１つ
が、フアンの出力とフアンを駆動する動力であ
る。この点、本発明によれば、低圧フアン２０と
高圧フアン２８との両方の余分のフアン出力を利
用することにより、十分な圧力をかけて、十分な
量の余分の空気を、オーバフアイアエアを供給す
るための別のフアンを必要とすることなしに、オ
ーバフアイアエアとして、炉１０に供給すること
ができる。すなわち、オーバフアイアエアの約1/
３は高圧フアン２８により、また約2/3は低圧フア
ン２０によりそれぞれ炉１０に供給される。そし
て、これら２つの空気流れが、炉１０内の上方区
域に流れ込むと混合し、炉内を上昇する火球の回
転を抑制して火球がほとんど回転しないようにす
るのに十分な量と圧力の空気流れを形成する。
以上詳述した説明から明らかなように、本発明
によるぐう角燃焼式の微粉炭燃焼炉への空気供給
システムによれば、次のような効果が得られる。
によるぐう角燃焼式の微粉炭燃焼炉への空気供給
システムによれば、次のような効果が得られる。
(1) バーナの高さ位置で化学量論的燃焼を行なう
ことによりNOXの生成を抑制し、そして壁面
へのスラツギングを減少することができる。
ことによりNOXの生成を抑制し、そして壁面
へのスラツギングを減少することができる。
(2) オーバフアイアエアの十分な混合が、上昇火
球により生ぜしめられる。これはオーバフアイ
アエアを火球の回転方向とは反対の方向に導入
することによるものであつて、これにより未燃
焼燃料の十分な第２段階の燃焼が生じる。
球により生ぜしめられる。これはオーバフアイ
アエアを火球の回転方向とは反対の方向に導入
することによるものであつて、これにより未燃
焼燃料の十分な第２段階の燃焼が生じる。
(3) 火球の回転とは反対の方向にオーバフアイア
エアを導入することにより、オーバフアイアエ
アの導入高さよりも高い炉壁へのデポジツトを
減少し、また炉を出る排気ガスの温度不均衡を
排除することができる。
エアを導入することにより、オーバフアイアエ
アの導入高さよりも高い炉壁へのデポジツトを
減少し、また炉を出る排気ガスの温度不均衡を
排除することができる。
(4) 既存のフアンの余分の出力を利用することに
より、オーバフアイアエアを、その特別の供給
フアンを必要とすることなしに、炉に供給する
ことができる。
より、オーバフアイアエアを、その特別の供給
フアンを必要とすることなしに、炉に供給する
ことができる。
第１図は本発明による蒸気発生装置の一例を示
す系統図、第２図は第１図の炉の部分を詳細に示
す斜視図、第３図は第２図の線３−３に沿う断面
図、第４図は第２図の線４−４に沿う断面図であ
る。 １０……蒸気発生装置の炉、１２……粉砕ミ
ル、１６……後方通路、１８……空気予熱器、２
０……低圧フアン、２８……高圧フアン、３６…
…燃料ノズル、３８……燃焼用空気ノズル、４
０，４２……オーバフアイアエアノズル。
す系統図、第２図は第１図の炉の部分を詳細に示
す斜視図、第３図は第２図の線３−３に沿う断面
図、第４図は第２図の線４−４に沿う断面図であ
る。 １０……蒸気発生装置の炉、１２……粉砕ミ
ル、１６……後方通路、１８……空気予熱器、２
０……低圧フアン、２８……高圧フアン、３６…
…燃料ノズル、３８……燃焼用空気ノズル、４
０，４２……オーバフアイアエアノズル。
Claims (1)
- １ 微粉炭を燃焼する、横断面が実質的に矩形の
垂直炉と、この炉の上方部分に接続され、炉から
の燃焼ガスを排出する後方通路と、燃焼ガスが燃
焼空気へ熱を与える熱交換器と、この熱交換器へ
空気を供給する第１のダクトと、この第１のダク
トに設けられ、低圧空気を前記熱交換器へ供給す
る第１のフアンと、前記炉の四隅の各々に配置さ
れ、炉中心の仮想円の接線方向に炉内へ微粉炭を
注入して、炉内を上昇する火球をつくる第１のノ
ズル手段と、この第１のノズル手段へ前記熱交換
器から低圧空気を運ぶ第２のダクトと、石炭を粉
砕する粉砕ミルと、入口が前記第２のダクトに接
続されているとともに出口が前記粉砕ミルに接続
されている第３のダクトと、この第３のダクトに
設けられ、前記粉砕ミルへ高圧空気を供給する第
２のフアンと、前記粉砕ミルから前記第１のノズ
ル手段へ微粉炭を高圧空気流れにのせて供給する
第４のダクトと、前記第１のノズル手段の高さよ
りも高い位置で前記炉の四隅の各々に配置され、
前記後方通路に流れる燃焼ガスが殆んど回転しな
いようにするよう前記火球の回転方向と反対の方
向でかつ、仮想円の接線方向に炉内へオーバフア
イアエアを注入する第２のノズル手段と、この第
２のノズル手段へ前記第２のダクトから低圧空気
を運ぶ第５のダクトと、前記第２のフアンの下流
の点の前記第３のダクトの部分から前記第２のノ
ズル手段へ高圧空気を運ぶ第６のダクトとを備え
たことを特徴とする蒸気発生装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/612,114 US4501204A (en) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | Overfire air admission with varying momentum air streams |
| US612114 | 1984-05-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60256707A JPS60256707A (ja) | 1985-12-18 |
| JPH0158401B2 true JPH0158401B2 (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=24451786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60107069A Granted JPS60256707A (ja) | 1984-05-21 | 1985-05-21 | 蒸気発生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4501204A (ja) |
| JP (1) | JPS60256707A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015096789A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ボイラ |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60105819A (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-11 | Hitachi Ltd | 空気予熱器制御方法 |
| WO1986000375A1 (en) * | 1984-06-29 | 1986-01-16 | Power Generating, Inc. | Process for power generation from pressurized combustion of particulate combustible materials |
| US4671192A (en) * | 1984-06-29 | 1987-06-09 | Power Generating, Inc. | Pressurized cyclonic combustion method and burner for particulate solid fuels |
| US4655148A (en) * | 1985-10-29 | 1987-04-07 | Combustion Engineering, Inc. | Method of introducing dry sulfur oxide absorbent material into a furnace |
| US5009174A (en) * | 1985-12-02 | 1991-04-23 | Exxon Research And Engineering Company | Acid gas burner |
| IN168173B (ja) * | 1986-03-24 | 1991-02-16 | Combustion Eng | |
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| JP2813361B2 (ja) * | 1989-03-03 | 1998-10-22 | 三菱重工業株式会社 | 微粉炭燃焼方法 |
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