JPH0318832Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案に利用分野〕 本考案は液体燃料、気体燃料および固体燃料を
燃焼する燃焼装置に係り、特に排ガス中の窒素酸
化物（以下NOという）を低減する燃焼装置の
点火バーナへの空気量を制御する燃焼装置に関す
るものである。

〔考案に背景〕

近年、我が国においては重油供給量にひつ迫か
ら、石油依存度の是正を計るために、従来の重油
専焼から微粉炭専焼へと燃料を変換しつつあり、
特に事業用ボイラにおいては微粉炭専焼、ガス専
焼の大容量火力発電所が建設されている。

ところが、石炭燃料、石油燃料はガス燃料に比
べて燃料性が悪いので排ガス中に含まれるNO
及び未熱分が発生しやすく、特にNOの低減対
策のために火炎の分割、排ガスの再循環、二段燃
焼及び炉内脱硝などを採用して緩慢な燃焼を行な
わせてNOを低減することが行なわれている。

そしてこの微粉炭専焼火力、重油専焼火力、ガ
ス専焼火力においては、ボイラ負荷が常に全負荷
で運転されるものは少なく、ボイラ負荷を75％負
荷、50％負荷、25％負荷へと負荷を上げ、下げし
て運転したり、運転を停止するなど、いわゆる高
頻度起動停止（Daily Start Stop以下単にDSS
という）運転を行つて中間負荷を担う火力発電プ
ラントへと移行しつつある。

これは最近の電力需要の特徴として、原子力発
電の伸びと供に、原子力発電による電力の安定供
給ができ、しかも負荷の最大、最小差も増大した
ことから、原子力発電をベースロード用に用い、
DSS運転を行なうことができる火力発電を中間負
荷用に用いることができるからである。

一方、DSS運転を行なう微粉炭専焼、重油専焼
ボイラにおいては、起動時から全負荷に至るまで
微粉炭のみ、重油のみで全負荷帯を運転するので
はなく、微粉炭専焼ボイラ、重油専焼ボイラとい
えども起動時、低負荷時には軽油、ガスを燃料と
して用いる。

例えば微粉炭専焼ボイラの起動時には、このボ
イラからミルウオーミング用の排ガス、加熱空気
が得られず、このためにミルを運転することがで
きないからである。

また、低負荷時にはミルのターンダウン比がと
れないこと、微粉炭自体の着火性が悪いことなど
の理由によつて軽油、重油、ガスなどを用いる。

例えば起動時に軽油、重油を用いる場合は、起
動時から15％負荷までは軽油を燃料としてボイラ
を焚き上げ、15％負荷から40％負荷までは軽油か
ら重油へ燃料を変更して焚き上げ、40％負荷以上
になると重油と微粉炭を混焼して順次重油燃料を
少なくするとともに微粉炭燃料を多くして微粉炭
の混焼比率を上げて実質的な微粉炭専焼へと移行
する。

また、DSS運転で100％負荷からボイラ負荷を
下げる場合には、ボイラ自体が起動時と異なり排
ガス温度も上昇しているので、100％負荷から30
％負荷までは微粉炭を専焼する微粉炭焚きボイラ
となり、30％負荷以下では重油、軽油に燃料を変
更して運転される。

第２図は従来に排ガス再循環燃焼法を採用した
ボイラの概略系統図、第３図は第２図のバーナ部
を拡大した詳細図である。

第２図において空気ダクト１内の燃焼用空気は
押込通風機２にて昇圧され空気予熱器３で排ガス
ダクト４の排ガスによつて加熱した後、燃焼用空
気系統５よりウインドボツクス６を経てバーナ７
へ供給される。

一方、ボイラ火炉８内で燃焼した排ガスは排ガ
スダクト４の空気予熱器３でその排熱が回収され
誘引通風機９から大気へ放出される。

他方、排ガスダクト４の排ガスの一部は排ガス
再循環フアン１０で昇圧され排ガス混入系統１１
より燃焼用空気系統５の燃焼用空気へ混入されウ
インドボツクス６へ供給されるとともに、他の一
部は排ガス再循環ダクト１２からボイラ火炉８へ
供給される。

なお、１３，１４，１５は燃焼用空気量、排ガ
ス混入量および排ガス量を制御するダンパであ
る。

以上は燃焼用空気、排ガスの一般的な流通状態
を説明したものであるが、排ガスを混合した燃焼
用空気はウインドボツクス６内で各バーナ７に分
配される。

第３図において、６はウインドボツクス、７
ａ，７ｂは重油バーナ、微粉炭バーナで主バー
ナ、１６は軽油を燃料とする点火バーナ、１７は
イグナイタ、１８は点火プラグである。

この様な構造において、ウインドボツクス６内
とバーナスロート１９は仕切板２０，２１，２
２，２３によつて仕切られ一次空気通路２４，二
次空気通路２５および三次空気通路２６に区画さ
れる。

この様な構造において、一次空気Ａはダンパ２
７によつて一次空気量が調整されて一次空気通路
２４より、二次空気Ｂは二次レジスタ２８より二
次空気通路２５へ供給され、二次ベーン２９によ
つて旋回力が与えられる。

三次空気Ｃは三次レジスタ３０より三次空気通
路２６へ供給され、一次、二次、三次空気Ａ、
Ｂ，Ｃはボイラ火炉８内へ供給される。

なお、図中のＤ、Ｅは主バーナ７ｂを微粉炭バ
ーナとして用いた時の微粉炭Ｄと一次空気Ｅを示
す。

この様な構造において、このウインドボツクス
６へ供給される排ガスを混合した燃焼用空気は第
２図に示す如く同一の燃焼用空気系統５、排ガス
混入系統１１から供給されるために、ウインドボ
ツクス６内の一次空気Ａ、二次空気Ｂおよび三次
空気Ｃは共に空気量、排ガス量をダンパ１３，１
４によつて流量調整されるので、主バーナ７ａ，
７ｂ，点火バーナ１６への燃焼用空気の酸素濃度
は同一である。

一方、前述した様にウインドボツクス６内の酸
素濃度を下げることによつてNOは減少する
が、主バーナ７ａ，７ｂの本数をDSS運転によつ
て増、減させるものにおいてはウインドボツクス
６内の酸素濃度を17.5％以下に下げすぎると点火
バーナ１６が消火し好ましくない。

例えば重油バーナを主バーナ７ａとして用いる
場合には、主バーナ７ａの噴霧圧力は１３atgで
あるが、主バーナ７ａの本数をDSS運転によつて
本数を減少させる場合には消火する主バーナ７ａ
の残油パージを行なう。この残油パージの噴霧圧
力は７atgであり、残油パージ時には残油を微粉
化できず、点火バーナ１６も消火していると残油
自体を燃焼させることができない。

そこで、点火バーナ１６はこの残油を燃焼させ
るためにも、主バーナ７ａが点火している間中、
常に点火（燃焼）していることが要求され、主バ
ーナ７ａ以上に点火バーナ１６の点火（燃焼）が
要求されている。

ところが、ウインドボツクス６内の燃焼用空気
の酸素濃度が17.5％以下になると低NO化は計
れるが、点火バーナ１６が失火しDSS運転上は好
ましくない。

〔考案の目的〕

本考案はかかる従来の欠点を解消しようとする
もので、その目的とするところは、主バーナを低
NO燃焼させても点火バーナの火炎を安定させ
ることができ、しかもDSS運転を行なうことがで
きる点火バーナの空気量制御装置を得ようとする
ものである。

〔考案に概要〕

本考案は前述の目的を達成するために、 火炉と、 その火炉に付設したウインドボツクスと、 そのウインドボツクスから前記火炉内に向けて
所定本数装置された主バーナならびに点火バーナ
と、 前記ウインドボツクスに燃焼用空気を供給する
燃焼用空気供給系統と、 前記火炉からの排ガスを流通する排ガスダクト
と、 その排ガスに一部を前記燃焼用空気に混入する
ための排ガス混入系統と、 その排ガス混入系統の途中に設けた再循環フア
ンならびに排ガス流量制御手段と、 前記点火バーナに補助空気を供給する補助空気
供給手段と、 その補助空気供給手段によつて供給される補助
空気供給量を制御する補助空気量制御手段と、 前記ウインドボツクス内の酸素濃度を検出する
酸素濃度検出手段と、 前記点火バーナの着火状態が安定に保持できる
に必要な酸素濃度を設定する酸素濃度設定手段
と、 前記酸素濃度検出手段によつて検出された酸素
濃度検出値と酸素濃度設定手段によつて設定され
た酸素濃度設定値とを比較する比較手段とを備
え、 排ガスを混入した燃焼用空気をウインドボツク
ス内に供給して燃焼に関与せしめるとともに、 そのウインドボツクスの酸素濃度に基づいて、 前記補助空気量制御手段を駆動するように構成
されていることを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本考案のバーナ部を拡大した空気量制
御系統図である。

第１図において符号６から３０は従来のものと
同一のものを示す。

３１は点火バーナ１６へ補助空気を供給する補
助空気配管、３２は補助空気配管３１の補助空気
弁、３３はウインドボツクス６の酸素濃度を検出
する酸素濃度検出器、３４は酸素濃度検出値、３
５は酸素濃度の設定値、３６は演算器、３７は偏
差値である。

この様な構造において、主バーナ７ａ，７ｂが
低NO燃焼を行なつていても、ウインドボツク
ス６内の酸素濃度を酸素濃度検出器３３によつて
検出し、この酸素濃度検出値３４が17.5％以上の
酸素濃度設定値３５より多くなるようにその偏差
３７によつて補助空気配管３１の補助空気弁３２
を開、閉するものである。

つまり、酸素濃度検出値３４が設定値３５以下
になると、その偏差３７によつて補助空気弁３２
を開いて点火バーナ１６への酸素量を多くし、逆
に酸素濃度検出値３４が設定値３５以上になる
と、その偏差３７によつて補助空気弁３２を閉じ
るのである。

ボイラが低負荷になると排ガス温度が下がるた
め、NOの発生量は比較的少なく、したがつて
排ガスの再循環量は少なくて済むか、あるいは不
要である。一方、ボイラの負荷が高くなると排ガ
ス温度も高くなり、NOの発生量が増えるか
ら、それに応じて排ガス再循環量を増加させる必
要がある。このようにボイラの負荷変動などによ
つて、排ガス再循環量をダンパによつて制御する
必要があり、そのためにウインドボツクス中の酸
素濃度が常に変動する。

したがつて本考案では、このウインドボツクス
中の酸素濃度を検出し、酸素濃度に応じて補助空
気の供給量をコントロールすることにより、点火
バーナの着火状態を安定に保持することができ
る。

この様に、ウインドボツクス６内の酸素濃度に
よつて補助空気弁３２を開、閉するので、点火バ
ーナ１６の火炎は安定し、DSS運転を行なつても
常に点火バーナ１６は点火（燃焼）しているので
主バーナ７ａ，７ｂの失火は防止でき、主バーナ
７ａ，７ｂの失火による事故を防止できる。

また、主バーナ７ａ，７ｂが低NO燃焼を行
なつていても点火バーナ１６は補助空気配管３１
からの補助空気によつて火炎は安定し、DSS運転
を行なつて主バーナ７ａ，７ｂの本数制御を行な
つても残油、残炭をボイラ火炉８内で燃焼させる
ことができる。

〔考案に効果〕

本考案は点火バーナへ補助空気を供給する補助
空気配管と、この補助空気配管の空気量を制御す
る補助空気弁を設け、ウインドボツクス内の酸素
濃度検出値と設定値の偏差によつて補助空気弁を
開、閉するようにしたので、主バーナを低NO
燃焼させても点火バーナの火炎を安定させること
ができ、DSS運転による主バーナの本数を増、減
しても主バーナの失火は防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るバーナ部を拡大
した点火バーナの空気量制御系統図、第２図は従
来の排ガス再循環燃焼法を採用したボイラの概略
系統図、第３図は第２図のバーナ部を拡大した詳
細図である。 １……空気ダクト、４……排ガスダクト、８…
…ボイラ火炉、１０……再循環フアン、１１……
排ガス混入系統、１３，１４……ダンパ、１６…
…点火バーナ、３１……補助空気配管、３２……
補助空気弁、３４……酸素濃度検出値、３５……
設定値、３７……偏差。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 火炉と、 その火炉に付設したウインドボツクスと、 そのウインドボツクスから前記火炉内に向けて
   所定本数設置された主バーナならびに点火バーナ
   と、 前記ウインドボツクスに燃焼用空気を供給する
   燃焼用空気供給系統と、 前記火炉からの排ガスを流通する排ガスダクト
   と、 その排ガスの一部を前記燃焼用空気に混入する
   ための排ガス混入系統と、 その排ガス混入系統の途中に設けた再循環フア
   ンならびに排ガス流量制御手段と、 前記点火バーナに補助空気を供給する補助空気
   供給手段と、 その補助空気供給手段によつて供給される補助
   空気供給量を制御する補助空気量制御手段と、 前記ウインドボツクス内の酸素濃度を検出する
   酸素濃度検出手段と、 前記点火バーナの着火状態が安定に保持できる
   に必要な酸素濃度を設定する酸素濃度設定手段
   と、 前記酸素濃度検出手段によつて検出された酸素
   濃度検出値と酸素濃度設定手段によつて設定され
   た酸素濃度設定値とを比較する比較手段とを備
   え、 排ガスを混入した燃焼用空気をウインドボツク
   ス内に供給して燃焼に関与せしめるとともに、 そのウインドボツクスに酸素濃度に基づいて、
   前記補助空気供給手段を駆動するように構成され
   ていることを特徴とする燃焼装置。