JPH0263125B2 - - Google Patents

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JPH0263125B2
JPH0263125B2 JP57184478A JP18447882A JPH0263125B2 JP H0263125 B2 JPH0263125 B2 JP H0263125B2 JP 57184478 A JP57184478 A JP 57184478A JP 18447882 A JP18447882 A JP 18447882A JP H0263125 B2 JPH0263125 B2 JP H0263125B2
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JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
air
combustion
branch pipe
burners
Prior art date
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Application number
JP57184478A
Other languages
English (en)
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JPS5974408A (ja
Inventor
Tadahisa Masai
Toshio Uemura
Hitoshi Migaki
Shigeki Morita
Fumio Koda
Kiichi Itagaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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Priority to JP18447882A priority Critical patent/JPS5974408A/ja
Publication of JPS5974408A publication Critical patent/JPS5974408A/ja
Publication of JPH0263125B2 publication Critical patent/JPH0263125B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼装置に係り、特に排ガス中の窒素
酸化物(以下、NOxと称する)を低減するに好
適なボイラ装置に関するものである。
NOxは光化学オキシダントの原因物質の1つ
とされているため、近年、その発生を効果的に抑
制する燃焼法の開発が要望されている。このよう
な目的に沿つた燃焼法として、(1)二段燃焼法、(2)
炉内脱硝燃焼法および(3)排ガス再循環法が知られ
ている。二段燃焼法は、主燃焼領域をNOx低減
化にとつて有利な理論空気比以下の条件にして低
温燃焼を行い、次いで生成する未燃物を空気の供
給下に完全燃焼させる方法であり、炉内脱硝燃焼
法は、部分的に極度に低い空気比で燃焼を行うこ
とにより燃焼中間生成物を発生させ、これを利用
して他の燃焼域で発生したNOxを還元し低減さ
せる方法である。また、排ガス再循環法は、排ガ
スを混入してO2分圧を低下させた燃焼空気を用
いてNOx低減化にとつて有利な低温燃焼を行う
方法であるが、この方法は単独に実施される場合
の他、前記二段燃焼法や炉内脱硝燃焼方法と組合
せて実施される場合もある。
上記組合せ実施の場合には、上方のアフタエア
口(バーナ類を構成)とバーナとを多段、多列に
配置した構成の燃焼装置が一般に用いられてい
る。
このような組合せの排ガス再循環法では、従
来、空気加熱器で加熱後、共通の燃焼空気ダクト
に導かれた燃焼空気に循環排ガスを混入し、かく
して得られる均質な混合ガスを通常、各段別に設
けられた風箱に供給している。しかし、この方法
によるときは下記の欠点が避けられない。すなわ
ち、火炉内の燃焼状況は必ずしも均一ではなく、
例えば3段のバーナを備えた燃焼装置の場合、下
段バーナと中段バーナとでは各火炎間の輻射冷却
に差があり、また端部バーナと中央部バーナ間で
も同様な差があるので局所的に不完全燃焼や過熱
状態を生じ易く、そのため前者の場合には煤じん
やCOの発生原因となり、また後者の場合には
NOx生成を増加させる原因となつている。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点をな
くし、排ガス中の煤じんを増加させることなく
NOxを低減できる燃焼装置を提供することにあ
る。
前記の目的を達成するため、本発明は、複数個
のバーナ類を多段、多列に配した燃焼装置におい
て、上記のバーナ類を区分し、該区分毎に共通空
気ダクトから分岐した空気枝管と、該空気枝管を
流れる空気の流量制御用ダンパと、共通排ガスダ
クトから分岐するとともに上記空気枝管のダンパ
後流側の混合部に達する排ガス枝管と、該排ガス
管を流れる排ガスの流量制御用ダンパと、上記混
合部の後流側において空気枝管に連通する風箱と
を設けたことを特徴とする。
上記の構成とすることにより、燃焼空気と排ガ
スの混合割合を各枝管毎に設けたダンパを制御す
ることにより自由に調整可能になるので、燃焼状
況に応じてこれを調整し、適正な燃焼を行うこと
ができる。
本発明において、バーナ類なる用語は、バーナ
とその上方に一般に設けられるアフタエア口とを
総称する意味で用いられる。バーナ類は、複数
段、複数列を形成するように設けられるが、特に
4段、5列の場合が一般的である。また、バーナ
類の区分は燃焼状況に応じて任意に行えばよい
が、既述したバーナ火炎の輻射冷却を考慮し、各
段毎、各列毎または各バーナ類毎に区分すること
が望ましい。また各段、各列および個々のバーナ
類は、各区分の燃焼状態に応じて、その循環排ガ
ス量が最適になるように各ダンパの開度が制御さ
れることが望ましい。
以下、図面に示す実施例により本発明をさらに
詳しく説明する。
第1図は、本発明を適用した燃焼装置の系統図
を示すもので、この装置は、燃焼状況に応じた区
分列であるバーナ類の段毎にそれぞれ設けられ
た、共通空気ダクト33から分岐するアフタエア
空気枝管34、上段空気枝管35、中段空気枝管
36および下段空気枝管37と、上記の各空気枝
管にそれぞれ設けられた該枝管を流れる空気の流
量制御用アフタエア空気ダンパ5、上段空気ダン
パ6、中段空気ダンパ7および下段空気ダンパ8
と、バーナ類の段毎にそれぞれ設けられた、共通
排ガスダクト38から分岐するとともに対応する
上記空気枝管のダンパ後流側の各混合部43,4
4,45および46に達するアフタエア排ガス枝
管39、上段排ガス枝管40、中段排ガス枝管4
1および下段排ガス枝管42と、上記の各排ガス
枝管にそれぞれ設けられた該枝管を流れる排ガス
の流量制御用アフタエア排ガスダンパ11、上段
排ガスダンパ12、中段排ガスダンパ13および
下段排ガスダンパ14と、上記各混合部の後流側
において各空気枝管にそれぞれ連通するアフタエ
ア風箱23、上段風箱22、中段風箱21および
下段風箱20とから主に構成される。なお、上記の
各風箱23,22,21および20には、第2図
に示す通り、それぞれ水平方向に並んだ複数個の
段内バーナ類を有するアフタエア口23、上段バ
ーナ27、中段バーナ26および下段バーナ25
が設けられている。また、上記した各空気ダンパ
は流量制御を目的とするものであるため、遮断時
に若干の空気(一般に1〜5%)が漏洩するもの
であつてもよい。
上記の構成において、サイレンサ2を経て取り
入れられた燃焼空気は、空気フアン3で昇圧され
たのち空気火枝器4で昇温され、次いで共通空気
ダクト36中を送られたのちアフタエア空気枝管
34、上段空気枝管35、中段空気枝管36およ
び下段空気枝管37に分配供給され、各枝管にそ
れぞれ設けられたアフタエア空気ダンパ5、上段
空気ダンパ6、中段空気ダンパ7および下段空気
ダンパ8で流量制御されたのち各風箱23,2
2,21および20の方向へ送られる。
一方、火炉1を出たのち熱交換器24および空
気加熱器4で熱回収された燃焼排ガスは、大部分
が脱硝装置15、高温集じん器16、吸引フアン
17および脱硝装置18を経たのち煙突19から
大気中へ排出されるが、一部分は排ガスフアン9
で昇圧されたのち、共通排ガスダクト38に送ら
れ、その一部は火炉1のホツパ部へダンパ10を
介して送入され、残部はアフタエア排ガス枝管3
9、上段排ガス枝管40、中段排ガス枝管41お
よび下段排ガス枝管42に分配供給され、各枝管
にそれぞれ設けられたアフタエア排ガスダンパ1
1、上段排ガスダンパ12、中段排ガスダンパ1
3および下段排ガスダンパ14で流量制御されたの
ち対応する空気枝管の各混合部43,44,45
および46に送られ空気と混合される。上記混合
後の混合ガスは、それぞれ対応するアフタエア風
箱23、上段風箱22、中段風箱21および下段
風20に送られ、各バーナ類の燃焼用ガスとして
使用される。
上記各排ガスダンパの制御は、燃焼状況に応じ
て必要とされる排ガスの混入率に基づいてなされ
るが、該排ガス混入率は下記により設定される。
すなわち、各バーナ類の火炎は、第2図に示す通
り、下段バーナ25では下段火炎29、中段バー
ナ26では中段火炎30、上段バーナ27では上
段火炎31、アフタエア口28では再燃焼火炎3
2のごとく形成されるが、下段火炎29は火炉1の
下部ホツパーにより輻射冷却を最も強く受けて火
炎温度の低下により煤じんやCOを発生する傾向
があり、そのため排ガス混入比率を小さくしてこ
れを避ける必要がある。中段火炎30は、下段火
炎29および上段火炎31の存在により輻射冷却
の影響が最も少く、従つて火炎温度の上昇により
NOxを発生する傾向が強いので、これを避ける
ため排ガス混入比率を高く設定する必要がある。
上段火炎29は、中段火炎30および再燃焼火炎
32の存在により輻射冷却の影響が少いので中段
バーナ30の場合と同様な理由により排ガス混入
比率を高く設定する必要がある。また、再燃焼火
炎32は、上方にこれを覆う火炎がないので輻射
冷却を受け易く、従つて下段火炎29の場合と同
様な理由で排ガス混入比率を小さく設定すべきで
ある。ただし、二段燃焼比率が大きい上に再燃焼
量も多く、しかもNOxの再生成を抑制する必要
がある場合には、火炎の延びを勘案して排ガス混
入比率を或る程度大きくすることが望ましい。
一方、第3図は、第1図の火炉近傍を拡大した
第2図のA−A線に沿つた矢視断面図であるが、
図中の中段バーナ26は、水平方向に並べられた
段内バーナ26A,26B,26C,26Dおよ
び27Eから構成されている。前記した通り、中
段バーナ26により形成される中段火炎は輻射冷
却を最も受けにくいものであるが、これを段内バ
ーナ別にみると両端部のバーナ26Aおよび26
Eにより形成される火炎30Aおよび30Eは、
中央部のバーナ26B,26Cおよび27Dによ
り形成される火炎30B,30Cおよび30Dに
比し輻射冷却を受け易い。そのため、排ガスの混
入比率は中央部のバーナ26B,26Cおよび2
7Dでは大きく、逆に端部バーナ26Aおよび2
6Eでは小さくする必要がある。このように、厳
密には個々のバーナ類毎に燃焼状況が異るので、
より好ましい態様においては個々のバーナ類毎に
排ガスの混入比率を設定することが望ましい。
以上、本実施例によれば、燃焼状況に応じて各
区分のバーナ類への排ガス混入比率を変化させ、
低温燃焼時に発生し易い煤じんやCO等の不完全
燃焼生成物を抑制するとともに、高温燃焼時に発
生し易いNOxについてもその生成を抑制するこ
とが可能となる。
以上の説明は主としてバーナ類を火炉の1側の
みに設けたフロント燃焼方式について行つたもの
であるが、本発明は勿論これに限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で他に種々の態様や変形
が存在することはいうまでもない。例えば、バー
ナ類を対向側壁にも設置する対向燃焼方式や同コ
ーナ部にも設置するコーナフアイアリング方式の
場合にも同様に実施することができる。
以上、本発明によれば、燃焼空気中への排ガス
混入比率を燃焼状況に応じて変化させ得る構成と
したことにより、輻射冷却の影響が大きい等によ
り低温燃焼の傾向にある火炎に対しては排ガス混
入比率を小さくした混合ガスを供給して燃焼状態
を改善し、これにより煤じんやCO等の不完全燃
焼生成物の発生を大幅に低減するとともに燃焼効
率を向上させ、他方、輻射冷却の影響が小さい等
により高温燃焼の傾向が強い火炎に対しては排ガ
ス混入比率を大きくした混合ガスを供給して燃焼
温度を低下させ、これによりNOxの生成を抑制
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明実施例に係る燃焼装置の系統
図、第2図は、第1図に示す装置の内、火炉近傍
を拡大して示す図、第3図は、第2図に示す装置
のA−A線に沿つた矢視方向断面図である。 1……火炉、5……アフタエア空気ダンパ、6
……上段空気ダンパ、7……中段空気ダンパ、8
……下段空気ダンパ、11……アフタエア排ガス
ダンパ、12……上段排ガスダンパ、13……中
段排ガスダンパ、14……下段排ガスダンパ、2
0……下段風箱、21……中段風箱、22……上
段風箱、23……アフタエア風箱、25……下段
バーナ、26……中段バーナ、26A,26B,
26C,26D,26E……中段段内バーナ、2
7……上段バーナ、28……アフタエア口、29
……下段火炎、30……中段火炎、30A,30
B,30C,30D,30E……中段段内火炎、
31……上段火炎、32……再燃焼火炎、33…
…共通空気ダクト、34……アフタエア空気枝
管、35……上段空気枝管、36……中段空気枝
管、37……上段空気枝管、38……共通排ガス
ダクト、39……アフタエア排ガス枝管、40…
…上段排ガス枝管、41……中段排ガス枝管、4
2……上段排ガス枝管、43,44,45,46
……混合部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数個のバーナ類を多段、多列に配した燃焼
    装置において、上記バーナ類を区分し、該区分毎
    に共通空気ダクトから分岐した空気枝管と、該空
    気枝管を流れる空気の流量制御用ダンパと、共通
    排ガスダクトから分岐するとともに上記空気枝管
    のダンパ後流側の混合部に達する排ガス枝管と、
    該排ガス枝管を流れる排ガスの流量制御用ダンパ
    とを設けたことを特徴とする燃焼装置。 2 特許請求の範囲第1項において、バーナ類の
    区分をバーナ類の段毎に行うことを特徴とする燃
    焼装置。 3 特許請求の範囲第1項において、バーナ類の
    区分をバーナ類の列毎に行うことを特徴とする燃
    焼装置。 4 特許請求の範囲第1項において、バーナ類の
    区分をバーナ類毎に行うことを特徴とする燃焼装
    置。 5 特許請求の範囲第1項において、燃焼状況に
    応じてバーナ類の段毎、列毎または各バーナ類毎
    に燃焼排ガスの循環量を制御するように構成とし
    たことを特徴とする燃焼装置。
JP18447882A 1982-10-22 1982-10-22 燃焼装置 Granted JPS5974408A (ja)

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JPS5974408A JPS5974408A (ja) 1984-04-26
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