JPH05231611A - 蒸気を形成するための発電機ボイラ内における燃焼方法、及びバーナ - Google Patents
蒸気を形成するための発電機ボイラ内における燃焼方法、及びバーナInfo
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- JPH05231611A JPH05231611A JP4308436A JP30843692A JPH05231611A JP H05231611 A JPH05231611 A JP H05231611A JP 4308436 A JP4308436 A JP 4308436A JP 30843692 A JP30843692 A JP 30843692A JP H05231611 A JPH05231611 A JP H05231611A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
- F23D17/002—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel
-
- 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
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
-
- 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
- F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
- F23C7/02—Disposition of air supply not passing through burner
- F23C7/06—Disposition of air supply not passing through burner for heating the incoming air
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蒸気を形成するための発電機ボイラにおい
て、有害物質放出量、特にＮＯｘ放出量を最小限にす
る。 【構成】 ボイラに少なくとも１つの前燃焼室２４を作
用させ、前燃焼室２４内で少なくとも１つのバーナ２５
ａ，２５ｂ，２５ｃを用いて燃焼出力を形成し、一次空
気流２６の少なくとも一部分を熱交換器２４ｃ内で熱量
的に処置して、次いでバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに
燃焼空気２６ａとして供給し、二次空気流２７を前燃焼
室２４の内室２４ｄ内に導入し、前燃焼室２４の下流側
で三次空気流２９をボイラ内に供給する。
て、有害物質放出量、特にＮＯｘ放出量を最小限にす
る。 【構成】 ボイラに少なくとも１つの前燃焼室２４を作
用させ、前燃焼室２４内で少なくとも１つのバーナ２５
ａ，２５ｂ，２５ｃを用いて燃焼出力を形成し、一次空
気流２６の少なくとも一部分を熱交換器２４ｃ内で熱量
的に処置して、次いでバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに
燃焼空気２６ａとして供給し、二次空気流２７を前燃焼
室２４の内室２４ｄ内に導入し、前燃焼室２４の下流側
で三次空気流２９をボイラ内に供給する。
Description
【０００１】
【従来の技術】本発明は、蒸気を形成するための発電機
ボイラ内での燃焼方法及び該方法を実施するためのバー
ナに関する。
ボイラ内での燃焼方法及び該方法を実施するためのバー
ナに関する。
【０００２】
【従来の技術】前混合で運転される発電機ボイラにおい
ては、常に著しく低い空気量で作動させられねばならな
い。従って必然的に、燃焼形式によって生じる雰囲気に
基づき、過小評価することのできない腐食のおそれが発
生する。冷えたボイラ壁には必然的に堆積物が生じ、こ
の堆積物により煤煙放出若しくはアスファルト放出のお
それがある。そのつどの完全燃焼段階によって高い温度
が生じ、このような高い温度に基づき高いＮＯｘ排気が
生じることになる。
ては、常に著しく低い空気量で作動させられねばならな
い。従って必然的に、燃焼形式によって生じる雰囲気に
基づき、過小評価することのできない腐食のおそれが発
生する。冷えたボイラ壁には必然的に堆積物が生じ、こ
の堆積物により煤煙放出若しくはアスファルト放出のお
それがある。そのつどの完全燃焼段階によって高い温度
が生じ、このような高い温度に基づき高いＮＯｘ排気が
生じることになる。
【０００３】
【発明の課題】本発明の課題は、発電機ボイラにおいて
有害物質放出量、特にＮＯｘ放出量を最小限にする燃焼
方法及び該燃焼方法を実施するバーナを提供することで
ある。
有害物質放出量、特にＮＯｘ放出量を最小限にする燃焼
方法及び該燃焼方法を実施するバーナを提供することで
ある。
【０００４】
【発明の構成】前記課題を解決するための手段が複数の
空気供給段を持つ燃焼方法である。すなわち本発明の課
題を解決するための方法では、ボイラに少なくとも１つ
の前燃焼室を作用させ、前燃焼室内で少なくとも１つの
バーナを用いて燃焼出力を形成し、一次空気流の少なく
とも一部分を熱交換器内で熱量的に処置して、次いでバ
ーナに燃焼空気として供給し、二次空気流を前燃焼室の
内室内に導入し、前燃焼室の下流側で三次空気流をボイ
ラ内に供給するようになっている。
空気供給段を持つ燃焼方法である。すなわち本発明の課
題を解決するための方法では、ボイラに少なくとも１つ
の前燃焼室を作用させ、前燃焼室内で少なくとも１つの
バーナを用いて燃焼出力を形成し、一次空気流の少なく
とも一部分を熱交換器内で熱量的に処置して、次いでバ
ーナに燃焼空気として供給し、二次空気流を前燃焼室の
内室内に導入し、前燃焼室の下流側で三次空気流をボイ
ラ内に供給するようになっている。
【０００５】
【発明の効果】ボイラの低化学量論的な運転によって、
窒素含有の燃料化合が減少せしめられる。反応速度論の
研究で空気量のための最大値が示されている。反応メカ
ニズムが空気予熱の上昇と共に増大する。この場合、最
大値は濃度の高い運転条件の方向へ移動する。燃料と空
気とをあらかじめ混合してある場合には、最適な点での
燃焼経過が実現可能である。本発明の著しい利点とし
て、空気がバーナ内で燃料と一次空気とによる著しく濃
く均質な混合気を形成する前に従来のレベルを越えて予
熱され、混合気が前燃焼室で部分的に燃焼させられる。
前燃焼室内での滞留時間は、窒素化合物（ＴＦＮ = tot
al fixed nitrogen )の分解が広く進行するように選ば
れている。
窒素含有の燃料化合が減少せしめられる。反応速度論の
研究で空気量のための最大値が示されている。反応メカ
ニズムが空気予熱の上昇と共に増大する。この場合、最
大値は濃度の高い運転条件の方向へ移動する。燃料と空
気とをあらかじめ混合してある場合には、最適な点での
燃焼経過が実現可能である。本発明の著しい利点とし
て、空気がバーナ内で燃料と一次空気とによる著しく濃
く均質な混合気を形成する前に従来のレベルを越えて予
熱され、混合気が前燃焼室で部分的に燃焼させられる。
前燃焼室内での滞留時間は、窒素化合物（ＴＦＮ = tot
al fixed nitrogen )の分解が広く進行するように選ば
れている。
【０００６】本発明の別の利点が、前燃焼室の炎管を同
時に燃焼空気のための熱伝達機構として用いるところに
ある。
時に燃焼空気のための熱伝達機構として用いるところに
ある。
【０００７】さらに利点として、前燃焼室の端部に著し
く高い温度の弱ガスが生じている。弱ガス内への迅速な
混入が達成できると、ＴＦＮ-化合物を増大させること
なしに所定量の空気を弱ガスに供給することが可能であ
る。このための理由は、この化合物が前燃焼室内で著し
く分解されており、達成された状態が一次空気と二次空
気との混合のための熱力学的な平衡の生じるよりも高く
に位置していことに求められる。さらに別の利点が、十
分には迅速でない混入過程によるゆるやかなＴＦＮ増大
に対するボイラの気化器内でのさらなる減少にある。
く高い温度の弱ガスが生じている。弱ガス内への迅速な
混入が達成できると、ＴＦＮ-化合物を増大させること
なしに所定量の空気を弱ガスに供給することが可能であ
る。このための理由は、この化合物が前燃焼室内で著し
く分解されており、達成された状態が一次空気と二次空
気との混合のための熱力学的な平衡の生じるよりも高く
に位置していことに求められる。さらに別の利点が、十
分には迅速でない混入過程によるゆるやかなＴＦＮ増大
に対するボイラの気化器内でのさらなる減少にある。
【０００８】さらに著しい利点として、本発明に基づく
構成は既存のボイラの改装装備ために適しており、それ
というのは本発明の構成により排ガスの熱容量がボイラ
のあらかじめ段階的な運転に際して設定された値に相応
しているからである。これによって気化器の下側の範囲
での出力が維持される。上側の範囲は、従来のボイラの
場合と同じように残余空気の混入のために用いられる。
気化器に対する熱導出に基づき温度が比較的に低くなっ
ており、空気の混入の際の著しいＮＯｘ形成が阻止され
る。
構成は既存のボイラの改装装備ために適しており、それ
というのは本発明の構成により排ガスの熱容量がボイラ
のあらかじめ段階的な運転に際して設定された値に相応
しているからである。これによって気化器の下側の範囲
での出力が維持される。上側の範囲は、従来のボイラの
場合と同じように残余空気の混入のために用いられる。
気化器に対する熱導出に基づき温度が比較的に低くなっ
ており、空気の混入の際の著しいＮＯｘ形成が阻止され
る。
【０００９】さらに本発明の別の利点として、前燃焼室
の端部での空気供給によって、著しく低化学量論的な攻
撃的な排ガスと気化器との接触が阻止され、ひいては管
壁の化学的な攻撃、燃料の濃い区域から冷たい壁への堆
積が阻止される。
の端部での空気供給によって、著しく低化学量論的な攻
撃的な排ガスと気化器との接触が阻止され、ひいては管
壁の化学的な攻撃、燃料の濃い区域から冷たい壁への堆
積が阻止される。
【００１０】
【実施例】本発明の要旨の理解にとって必ずしも必要で
ない部材は省略してある。媒体の流れは矢印で示してあ
る。
ない部材は省略してある。媒体の流れは矢印で示してあ
る。
【００１１】図１は蒸気形成のための通常の発電機ボイ
ラ２２を概略的に示している。この発電機ボイラは原理
的には多段ボイラであって、火炎方向で見て高圧熱交換
器３０、中間圧熱交換器３１、及び低圧熱交換器３２を
有している。ボイラ２２の中心は本来の燃焼機構であ
り、この燃焼機構はボイラ２２のヘッド部に配置されて
いる。燃焼機構は一連の前燃焼室２４によって構成され
ており、前燃焼室はボイラ２２の周囲に分配されてい
て、それぞれ少なくとも１つのバーナ２５ａ，２５ｂ，
２５ｃを備えている。ボイラの燃焼方法は複数の空気供
給段で行われる。まず、バーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
が一次空気流で駆動され、この場合、空気は新鮮空気２
６の一部分である。空気は、図２に示してあるように一
次空気のための熱量的な処置を施される。バーナ２５
ａ，２５ｂ，２５ｃの駆動のための燃料としては有利に
は液状の燃料１２が用いられる。もちろん別の種類の燃
料も用いられ得る。ここで使用されたバーナ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃの運転形式が図３から図６に示してある。
新鮮空気２６の一部分から成る二次空気流２７は有利に
は処置されておらず、熱量的な処置を排除する必要のな
いものの、直接に前燃焼室２４の移行部でボイラ２２内
へ吹き込まれる。前燃焼室２４の端部でのこのような空
気供給は、著しく低化学量論的な攻撃的な排ガスと気化
器２２ａとの接触を防止するようになっており、その結
果、管壁への化学的な攻撃作用若しくは燃料の濃い区域
から冷たい壁への堆積は生じない。このような前燃焼室
の構造が図２に示してある。前燃焼室２４の下流側でボ
イラ２２の周囲に複数のノズル２８が配置されており、
これらのノズルを介して第３の空気流２９が残余空気と
してボイラ２２内に導入される。この上側の区域は残余
空気２９の混入箇所として気化器２２ａに対する熱導出
のために役立っており、従って温度が比較的低くなって
おり、その結果、残余空気の混入の際の熱による著しい
ＮＯｘ発生が避けられる。化学量論的に考察して、前燃
焼室は０．６〜０．６５のλ値で運転されている。ボイ
ラ２２自体内では０．７５のλ値が作用している。残余
空気２９の混入の後に始めてλ値は１．０５に増大す
る。ボイラ２２の低化学量論的な運転によって窒素含有
の燃料化合物が減少される。このような減少メカニズム
は空気予熱の増大につれて強まり、すでに述べたよう
に、熱量的な処置が行われる。原理的には、前燃焼室２
４内で燃料１２と一次空気とによって形成されかつ前燃
焼室２４内では部分的に燃焼される濃いしかしながら均
質な混合気の滞留時間は、窒素化合物の分解が広く進む
ように選ばれねばならない。前燃焼室２４の端部ではい
ずれの場合にも温度の著しく高い弱ガスが生じている。
このようなボイラ構造により、弱ガス内への迅速な混入
が達成され、その結果、所定量の空気流２７を弱ガスに
与えることが窒素化合物を増大させることなしに可能で
ある。このための理由は、窒素化合物が前燃焼室２４内
で著しく分解されており、達成された状態が一次空気
（図２、符号２６ａ）と二次空気２７との混合のための
熱力学的な平衡を示すよりも高く位置していることにあ
る。従って、十分に迅速でない混入過程による窒素化合
物のゆるやかな増大に対するボイラ２２の気化器２２ａ
内でのさらなる減少が行われる。煙突への排ガスが符号
３３で示してある。すでに述べたように、このような技
術は有利には縦型のボイラに簡単にかつ任意の形式で装
備して、少ない空気で運転するのに適している。通常、
縦型のボイラにおいては既存の空気送風機が用いられ、
場合によっては簡単な変更によって補われる。このこと
は空気予熱装置、空気分配装置、三次空気供給装置、ボ
イラ自体並びに排気送風機にとって同じである。前燃焼
室２４は本発明の要旨として図２に示してある。
ラ２２を概略的に示している。この発電機ボイラは原理
的には多段ボイラであって、火炎方向で見て高圧熱交換
器３０、中間圧熱交換器３１、及び低圧熱交換器３２を
有している。ボイラ２２の中心は本来の燃焼機構であ
り、この燃焼機構はボイラ２２のヘッド部に配置されて
いる。燃焼機構は一連の前燃焼室２４によって構成され
ており、前燃焼室はボイラ２２の周囲に分配されてい
て、それぞれ少なくとも１つのバーナ２５ａ，２５ｂ，
２５ｃを備えている。ボイラの燃焼方法は複数の空気供
給段で行われる。まず、バーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
が一次空気流で駆動され、この場合、空気は新鮮空気２
６の一部分である。空気は、図２に示してあるように一
次空気のための熱量的な処置を施される。バーナ２５
ａ，２５ｂ，２５ｃの駆動のための燃料としては有利に
は液状の燃料１２が用いられる。もちろん別の種類の燃
料も用いられ得る。ここで使用されたバーナ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃの運転形式が図３から図６に示してある。
新鮮空気２６の一部分から成る二次空気流２７は有利に
は処置されておらず、熱量的な処置を排除する必要のな
いものの、直接に前燃焼室２４の移行部でボイラ２２内
へ吹き込まれる。前燃焼室２４の端部でのこのような空
気供給は、著しく低化学量論的な攻撃的な排ガスと気化
器２２ａとの接触を防止するようになっており、その結
果、管壁への化学的な攻撃作用若しくは燃料の濃い区域
から冷たい壁への堆積は生じない。このような前燃焼室
の構造が図２に示してある。前燃焼室２４の下流側でボ
イラ２２の周囲に複数のノズル２８が配置されており、
これらのノズルを介して第３の空気流２９が残余空気と
してボイラ２２内に導入される。この上側の区域は残余
空気２９の混入箇所として気化器２２ａに対する熱導出
のために役立っており、従って温度が比較的低くなって
おり、その結果、残余空気の混入の際の熱による著しい
ＮＯｘ発生が避けられる。化学量論的に考察して、前燃
焼室は０．６〜０．６５のλ値で運転されている。ボイ
ラ２２自体内では０．７５のλ値が作用している。残余
空気２９の混入の後に始めてλ値は１．０５に増大す
る。ボイラ２２の低化学量論的な運転によって窒素含有
の燃料化合物が減少される。このような減少メカニズム
は空気予熱の増大につれて強まり、すでに述べたよう
に、熱量的な処置が行われる。原理的には、前燃焼室２
４内で燃料１２と一次空気とによって形成されかつ前燃
焼室２４内では部分的に燃焼される濃いしかしながら均
質な混合気の滞留時間は、窒素化合物の分解が広く進む
ように選ばれねばならない。前燃焼室２４の端部ではい
ずれの場合にも温度の著しく高い弱ガスが生じている。
このようなボイラ構造により、弱ガス内への迅速な混入
が達成され、その結果、所定量の空気流２７を弱ガスに
与えることが窒素化合物を増大させることなしに可能で
ある。このための理由は、窒素化合物が前燃焼室２４内
で著しく分解されており、達成された状態が一次空気
（図２、符号２６ａ）と二次空気２７との混合のための
熱力学的な平衡を示すよりも高く位置していることにあ
る。従って、十分に迅速でない混入過程による窒素化合
物のゆるやかな増大に対するボイラ２２の気化器２２ａ
内でのさらなる減少が行われる。煙突への排ガスが符号
３３で示してある。すでに述べたように、このような技
術は有利には縦型のボイラに簡単にかつ任意の形式で装
備して、少ない空気で運転するのに適している。通常、
縦型のボイラにおいては既存の空気送風機が用いられ、
場合によっては簡単な変更によって補われる。このこと
は空気予熱装置、空気分配装置、三次空気供給装置、ボ
イラ自体並びに排気送風機にとって同じである。前燃焼
室２４は本発明の要旨として図２に示してある。
【００１２】図２は前燃焼室２４を示している。一次空
気２６が空気分配装置から前燃焼室２４のヘッド部に達
し、周囲にわたって一様に分配される。リング間隙２４
ｂ内を一次空気２６が前燃焼室２４のボイラ側の端部に
向かって案内されて、この場合、炎管並びにケーシング
２４ａを冷却する。ボイラ側の端部で一次空気２６は１
８０°転向させられ、次いで炎管２４ｃを通ってバーナ
側へ逆流する。炎管２４ｃ自体は外側のシリンダから成
っており、シリンダ内には長手方向に成形体が溶接され
ている。成形体の適当な選択によって強いリブが得られ
る。これは特にバーナの近くで必要であり、そこでは最
も高い熱負荷が生じる。一次空気２６は炎管２４ｃを通
過する際に加熱されて燃焼空気２６ａを成す。バーナと
してはダブル円錐形のバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃが
使用されている。予熱された燃料１２が補助媒体として
の蒸気と一緒にバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃのヘッド
部内に噴霧される。燃焼室の、バーナの組み込まれた端
面は熱層（図示せず）を備えている。前燃焼室２４の端
部のノズルは符号３５で示すように水冷されている。水
循環回路はボイラ２２内の気化器に対して直列若しくは
並列接続されている。前燃焼室２４の端部は有利には縮
小部３６によって構成されており、その結果、ボイラ２
２の気化器内のすでに存在する燃焼開口が拡大される必
要はない。１８０°転向の範囲で一次空気２６の一部分
が分岐されて、流れを加速して二次空気２７として貫通
孔３４を通って前燃焼室２４の内室２４ｄ内に導入され
る。このような混入は前燃焼室２４の縮小部３６の範囲
で行われる。二次空気はできるだけ均質にかつ迅速に混
入されねばならない。バーナの範囲には支持部３７を設
けてあり、これらの支持部がケーシング２４ａと炎管２
４ｃとの間の結合を行っている。バーナ２５ａ，２５
ｂ，２５ｃは前燃焼室当たり、上下に配置された３つの
面に分配されている。従って、ボイラ２２の周囲に分配
して例えば４つの前燃焼室２４を設けてある場合には、
この装置は１２個のバーナで運転される。このような構
造は特に改装装備(Retrofit-Ausruestung)の場合に有利
であり、それというのは発電機ボイラ２２の出力が付加
的な所要スペースなしに任意に変えられ、若しくはその
つどの状態に適合させられるからである。もちろん、前
燃焼室２４当たり多くの数のバーナを設けることもで
き、また前燃焼室２４がただ１つのバーナで運転されて
もよい。一次空気２６及び二次空気２７のための空気は
一緒に若しくは別々に（＋１自由度で）供給されてよ
い。
気２６が空気分配装置から前燃焼室２４のヘッド部に達
し、周囲にわたって一様に分配される。リング間隙２４
ｂ内を一次空気２６が前燃焼室２４のボイラ側の端部に
向かって案内されて、この場合、炎管並びにケーシング
２４ａを冷却する。ボイラ側の端部で一次空気２６は１
８０°転向させられ、次いで炎管２４ｃを通ってバーナ
側へ逆流する。炎管２４ｃ自体は外側のシリンダから成
っており、シリンダ内には長手方向に成形体が溶接され
ている。成形体の適当な選択によって強いリブが得られ
る。これは特にバーナの近くで必要であり、そこでは最
も高い熱負荷が生じる。一次空気２６は炎管２４ｃを通
過する際に加熱されて燃焼空気２６ａを成す。バーナと
してはダブル円錐形のバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃが
使用されている。予熱された燃料１２が補助媒体として
の蒸気と一緒にバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃのヘッド
部内に噴霧される。燃焼室の、バーナの組み込まれた端
面は熱層（図示せず）を備えている。前燃焼室２４の端
部のノズルは符号３５で示すように水冷されている。水
循環回路はボイラ２２内の気化器に対して直列若しくは
並列接続されている。前燃焼室２４の端部は有利には縮
小部３６によって構成されており、その結果、ボイラ２
２の気化器内のすでに存在する燃焼開口が拡大される必
要はない。１８０°転向の範囲で一次空気２６の一部分
が分岐されて、流れを加速して二次空気２７として貫通
孔３４を通って前燃焼室２４の内室２４ｄ内に導入され
る。このような混入は前燃焼室２４の縮小部３６の範囲
で行われる。二次空気はできるだけ均質にかつ迅速に混
入されねばならない。バーナの範囲には支持部３７を設
けてあり、これらの支持部がケーシング２４ａと炎管２
４ｃとの間の結合を行っている。バーナ２５ａ，２５
ｂ，２５ｃは前燃焼室当たり、上下に配置された３つの
面に分配されている。従って、ボイラ２２の周囲に分配
して例えば４つの前燃焼室２４を設けてある場合には、
この装置は１２個のバーナで運転される。このような構
造は特に改装装備(Retrofit-Ausruestung)の場合に有利
であり、それというのは発電機ボイラ２２の出力が付加
的な所要スペースなしに任意に変えられ、若しくはその
つどの状態に適合させられるからである。もちろん、前
燃焼室２４当たり多くの数のバーナを設けることもで
き、また前燃焼室２４がただ１つのバーナで運転されて
もよい。一次空気２６及び二次空気２７のための空気は
一緒に若しくは別々に（＋１自由度で）供給されてよ
い。
【００１３】バーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの構造が図
３、及び図４〜図６の概略的な断面図に詳細に示してあ
る。
３、及び図４〜図６の概略的な断面図に詳細に示してあ
る。
【００１４】図３に示すバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
は中空半円錐状の２つの部分本体１，２から成ってお
り、両方の部分本体は対称軸線に関連して互いに半径方
向にずらして上下に配置されている。それぞれの対称軸
線１ｂ，２ｂの相互のずれに基づき、部分本体１，２の
両側に流入方向を互いに逆向きに接線方向のそれぞれ１
つの空気流入スリット１９，２０が形成してあり（図４
〜図６、参照）、この空気流入スリットを通って燃焼空
気２６ａが部分本体１，２によって形成された内室１４
内に円錐形を成して流入する。図示の部分本体１，２円
錐形は、流れ方向で不変の所定の角度を有している。も
ちろん使用に応じて、部分本体１，２は流れ方向で漸進
的若しくは漸減的な円錐傾斜を有していていてよい。漸
進的若しくは漸減的な円錐傾斜を有する部分本体は図示
してない。それというのはこのような部分本体は容易に
推考できるからである。
は中空半円錐状の２つの部分本体１，２から成ってお
り、両方の部分本体は対称軸線に関連して互いに半径方
向にずらして上下に配置されている。それぞれの対称軸
線１ｂ，２ｂの相互のずれに基づき、部分本体１，２の
両側に流入方向を互いに逆向きに接線方向のそれぞれ１
つの空気流入スリット１９，２０が形成してあり（図４
〜図６、参照）、この空気流入スリットを通って燃焼空
気２６ａが部分本体１，２によって形成された内室１４
内に円錐形を成して流入する。図示の部分本体１，２円
錐形は、流れ方向で不変の所定の角度を有している。も
ちろん使用に応じて、部分本体１，２は流れ方向で漸進
的若しくは漸減的な円錐傾斜を有していていてよい。漸
進的若しくは漸減的な円錐傾斜を有する部分本体は図示
してない。それというのはこのような部分本体は容易に
推考できるからである。
【００１５】両方の部分本体１，２はそれぞれ円筒形の
始端部１ａ，２ａを有しており、これらの始端部は部分
本体１，２に類似して互いにずらして配置されており、
従って接線方向の空気流入スリットがバーナ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃの全長にわたって形成されている。このよ
うな始端部は別の幾何学形状を有していてもよく、また
場合によっては完全に省略されてよい。円筒形の始端部
１ａ，２ａ内にはノズル３が配置されており、このノズ
ルを介して燃料１２、有利には油、若しくは燃料混合物
がバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの内室１４内に噴射さ
れる。燃料噴射流４は内室１４の狭い横断面とほぼ合致
している。別の燃料１３、有利にはガスが部分本体１，
２に組み込まれた通路８，９を介して導かれ、燃焼空気
２６ａの多数のノズル１７を介して混入される(矢印１
６、参照)。このような混入は、速度に基づく最適な混
合作用を得るために内室１４内への入口の範囲で行われ
る。もちろん、両方の燃料１２，１３を用いた混合運転
が個別の噴射によって行われてよい。前燃焼室２４の側
でバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの出口開口はフロント
壁１０内を移行しており、フロント壁には多数の孔１０
ａを設けてあり、これらの孔は必要な場合に所定の量の
希薄空気若しくは冷却空気を前燃焼室２４の内室２４ｄ
内へ噴射するためのものである。ノズル３を通して供給
された液状の燃料１２は鋭角な角度で内室１４内に噴射
され、バーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの長さにわたって
バーナ出口面までできるだけ均質な円錐形の噴霧流を形
成するようになっており、このことは、例えば空気で助
成された若しくは圧力噴霧された燃料噴射流４によって
部分本体１，２の内壁が濡らされない場合にのみ可能で
ある。このために、円錐形の液状燃料プロフィール５が
接線方向に流入する燃焼空気２６ａ及び、必要に応じて
軸線方向に供給される別の燃焼空気流１５によって取り
囲まれている。軸線方向で見て、噴射される液状の燃料
１２若しくは混合気の濃度が接線方向の空気流入スリッ
ト１９，２０を通って流入する（燃料と空気との混合気
であってよい）燃焼空気２６ａ及び、場合によっては別
の燃焼空気流１５によって連続的に減少させられる。液
状の燃料１２の噴射に関連して、渦流開口部の範囲、す
なわち逆流区域６の範囲で均質な最適な燃料濃度が横断
面にわたって達成される。着火が逆流区域６の尖端で行
われる。この箇所で始めて安定的な火炎フロント７が生
じる。バーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの内部への火炎の
後退は、公知技術では一般的であって複雑な火炎保持補
助手段によって防止しようと試みられているものの、こ
こでは恐れられない。燃焼空気２６ａ，１５が予熱され
ていると、燃料の完全な気化がバーナ２５ａ，２５ｂ，
２５ｃの出口に達する前に加速度的に生じ、この出口で
は混合気の着火が生じる。燃焼空気流２６ａ，１５の供
給は、再循環された排ガスの混合によって拡大され得
る。部分本体１，２の円錐角及び接線方向の空気流入ス
リット１９，２０の幅に関連した形状においては、狭い
許容誤差が維持されねばならず、これによって火炎を安
定させるためにバーナ開口の範囲に逆流区域６を備えた
燃焼空気流の所望の流過状態が得られる。一般的に言え
ることは、空気流入スリット１９，２０の幅の変化が逆
流区域６の移動を生ぜしめる：移動は空気流入スリット
を小さくした場合には下流側へ行われる。固定された逆
流区域６はそれ自体位置安定しており、それというのは
渦回転数がバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの範囲で流過
方向に向かって増大するからである。軸線方向の速度は
軸線方向の燃焼空気流１５の相応の供給によって変えら
れる。バーナの構造は有利には、接線方向の空気流入ス
リット１９，２０を必要に合わせて変えるために適して
おり、これによってバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの構
成長さを変えることなしに、比較的大きな運転幅が得ら
れる。
始端部１ａ，２ａを有しており、これらの始端部は部分
本体１，２に類似して互いにずらして配置されており、
従って接線方向の空気流入スリットがバーナ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃの全長にわたって形成されている。このよ
うな始端部は別の幾何学形状を有していてもよく、また
場合によっては完全に省略されてよい。円筒形の始端部
１ａ，２ａ内にはノズル３が配置されており、このノズ
ルを介して燃料１２、有利には油、若しくは燃料混合物
がバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの内室１４内に噴射さ
れる。燃料噴射流４は内室１４の狭い横断面とほぼ合致
している。別の燃料１３、有利にはガスが部分本体１，
２に組み込まれた通路８，９を介して導かれ、燃焼空気
２６ａの多数のノズル１７を介して混入される(矢印１
６、参照)。このような混入は、速度に基づく最適な混
合作用を得るために内室１４内への入口の範囲で行われ
る。もちろん、両方の燃料１２，１３を用いた混合運転
が個別の噴射によって行われてよい。前燃焼室２４の側
でバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの出口開口はフロント
壁１０内を移行しており、フロント壁には多数の孔１０
ａを設けてあり、これらの孔は必要な場合に所定の量の
希薄空気若しくは冷却空気を前燃焼室２４の内室２４ｄ
内へ噴射するためのものである。ノズル３を通して供給
された液状の燃料１２は鋭角な角度で内室１４内に噴射
され、バーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの長さにわたって
バーナ出口面までできるだけ均質な円錐形の噴霧流を形
成するようになっており、このことは、例えば空気で助
成された若しくは圧力噴霧された燃料噴射流４によって
部分本体１，２の内壁が濡らされない場合にのみ可能で
ある。このために、円錐形の液状燃料プロフィール５が
接線方向に流入する燃焼空気２６ａ及び、必要に応じて
軸線方向に供給される別の燃焼空気流１５によって取り
囲まれている。軸線方向で見て、噴射される液状の燃料
１２若しくは混合気の濃度が接線方向の空気流入スリッ
ト１９，２０を通って流入する（燃料と空気との混合気
であってよい）燃焼空気２６ａ及び、場合によっては別
の燃焼空気流１５によって連続的に減少させられる。液
状の燃料１２の噴射に関連して、渦流開口部の範囲、す
なわち逆流区域６の範囲で均質な最適な燃料濃度が横断
面にわたって達成される。着火が逆流区域６の尖端で行
われる。この箇所で始めて安定的な火炎フロント７が生
じる。バーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの内部への火炎の
後退は、公知技術では一般的であって複雑な火炎保持補
助手段によって防止しようと試みられているものの、こ
こでは恐れられない。燃焼空気２６ａ，１５が予熱され
ていると、燃料の完全な気化がバーナ２５ａ，２５ｂ，
２５ｃの出口に達する前に加速度的に生じ、この出口で
は混合気の着火が生じる。燃焼空気流２６ａ，１５の供
給は、再循環された排ガスの混合によって拡大され得
る。部分本体１，２の円錐角及び接線方向の空気流入ス
リット１９，２０の幅に関連した形状においては、狭い
許容誤差が維持されねばならず、これによって火炎を安
定させるためにバーナ開口の範囲に逆流区域６を備えた
燃焼空気流の所望の流過状態が得られる。一般的に言え
ることは、空気流入スリット１９，２０の幅の変化が逆
流区域６の移動を生ぜしめる：移動は空気流入スリット
を小さくした場合には下流側へ行われる。固定された逆
流区域６はそれ自体位置安定しており、それというのは
渦回転数がバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの範囲で流過
方向に向かって増大するからである。軸線方向の速度は
軸線方向の燃焼空気流１５の相応の供給によって変えら
れる。バーナの構造は有利には、接線方向の空気流入ス
リット１９，２０を必要に合わせて変えるために適して
おり、これによってバーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの構
成長さを変えることなしに、比較的大きな運転幅が得ら
れる。
【００１６】図４〜図６に案内薄板２１ａ，２１ｂの幾
何学的な構造を示してある、案内薄板は流れ案内の機能
を有していて、長さに相応して部分本体１，２のそれぞ
れの端部を燃焼空気２６ａの流れ方向で延長している。
バーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの内室１４内への燃焼空
気２６ａの通路は、内室１４の入口の範囲に配置された
旋回点２３を中心として案内薄板２１ａ，２１ｂの開閉
によって最適にされ、このことは特に、接線方向の空気
入口スリット１９，２０のもともとのスリット大きさを
変える場合に必要である。もちろんバーナ２５ａ，２５
ｂ，２５ｃが案内薄板２１ａ，２１ｂなしにも運転可能
であり、或いはこのために別の補助手段が設けられてい
てよい。
何学的な構造を示してある、案内薄板は流れ案内の機能
を有していて、長さに相応して部分本体１，２のそれぞ
れの端部を燃焼空気２６ａの流れ方向で延長している。
バーナ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの内室１４内への燃焼空
気２６ａの通路は、内室１４の入口の範囲に配置された
旋回点２３を中心として案内薄板２１ａ，２１ｂの開閉
によって最適にされ、このことは特に、接線方向の空気
入口スリット１９，２０のもともとのスリット大きさを
変える場合に必要である。もちろんバーナ２５ａ，２５
ｂ，２５ｃが案内薄板２１ａ，２１ｂなしにも運転可能
であり、或いはこのために別の補助手段が設けられてい
てよい。
【図１】発電機ボイラの正面図。
【図２】ボイラの前燃焼室の断面図。
【図３】バーナの斜視図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図。
１，２ 部分本体、 １ａ，２ａ 始端部、 １
ｂ，２ｂ 対称軸線、４ 燃焼噴射流、 ５ 液状燃
料プロフィール、 ６ 逆流区域、 ７火炎フロン
ト、 ８，９ 通路、 １０ フロント壁、 １
０ａ 孔、１２ 燃料、 １３ 燃焼、 １４ 内
室、 １５ 燃焼空気流、１６ 矢印、 １７ ノ
ズル、 １９，２０ 空気流入スリット、 ２１
ａ，２１ｂ 案内薄板、 ２２ ボイラ、 ２２ａ
気化器、 ２３旋回点、 ２４ 前燃焼室、
２４ａ ケーシング、 ２４ｂ リング間隙、 ２
４ｃ 炎管、 ２４ｄ 内室、 ２５ａ，２５ｂ，
２５ｃ バーナ、 ２６ 一次空気、 ２６ａ 燃
焼空気、 ２７ 空気流、 ２８ノズル、 ２９
空気流、 ３４ 貫通孔、 ３６ 縮小部
ｂ，２ｂ 対称軸線、４ 燃焼噴射流、 ５ 液状燃
料プロフィール、 ６ 逆流区域、 ７火炎フロン
ト、 ８，９ 通路、 １０ フロント壁、 １
０ａ 孔、１２ 燃料、 １３ 燃焼、 １４ 内
室、 １５ 燃焼空気流、１６ 矢印、 １７ ノ
ズル、 １９，２０ 空気流入スリット、 ２１
ａ，２１ｂ 案内薄板、 ２２ ボイラ、 ２２ａ
気化器、 ２３旋回点、 ２４ 前燃焼室、
２４ａ ケーシング、 ２４ｂ リング間隙、 ２
４ｃ 炎管、 ２４ｄ 内室、 ２５ａ，２５ｂ，
２５ｃ バーナ、 ２６ 一次空気、 ２６ａ 燃
焼空気、 ２７ 空気流、 ２８ノズル、 ２９
空気流、 ３４ 貫通孔、 ３６ 縮小部
Claims (7)
- 【請求項１】 蒸気を形成するための発電機ボイラ内で
の燃焼方法において、ボイラ（２２）に少なくとも１つ
の前燃焼室（２４）を作用させ、前燃焼室（２４）内で
少なくとも１つのバーナ（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）を
用いて燃焼出力を形成し、一次空気流（２６）の少なく
とも一部分を熱交換器（２４ｃ）内で熱量的に処置し
て、次いでバーナ（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）に燃焼空
気（２６ａ）として供給し、二次空気流（２７）を前燃
焼室（２４）の内室（２４ｄ）内に導入し、前燃焼室
（２４）の下流側で三次空気流（２９）をボイラ（２
２）内に供給することを特徴とする、蒸気を形成するた
めの発電機ボイラ内における燃焼方法。 - 【請求項２】 前燃焼室（２４）内に０．６０−０．６
５のλ値を生ぜしめ、前燃焼室（２４）の下流側でかつ
三次空気流（２９）の上流側に０．７５のλ値を生ぜし
め、三次空気流（２９）の下流側に１．０５のλ値を生
ぜしめる請求項１記載の燃焼方法。 - 【請求項３】 前燃焼室（２４）を上下に位置する３つ
の面に分配されたバーナ（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）に
よって運転する請求項１記載の燃焼方法。 - 【請求項４】 縮小部（３６）の範囲の複数の貫通孔
（３４）を介して二次空気（２７）を前燃焼室（２４）
内に導入する請求項１記載の燃焼方法。 - 【請求項５】 蒸気を形成するための発電機ボイラ内で
の燃焼を行うバーナにおいて、バーナ（２５ａ，２５
ｂ，２５ｃ）が流れ方向で、上下に位置する少なくとも
２つの中空の円錐形の部分本体（１，２）から成ってお
り、部分本体の対称軸線（１ｂ，２ｂ）が互いに半径方
向にずれて延びていて、燃焼空気流（２６ａ）のための
流れ方向で互いに逆向きの接線方向の流入スリット（１
９，２０）を形成してあり、円錐形の部分本体（１，
２）によって形成された円錐中空室（１４）内に燃料
（１２）のための少なくとも１つのノズルを配置してあ
り、ノズルの噴射開口（４）が円錐形の部分本体（１，
２）の互いにずれて延びる対称軸線（１ｂ，２ｂ）間の
中央に位置していることを特徴とするバーナ。 - 【請求項６】 接線方向の流入スリット（１９，２０）
の範囲に別の燃料（１３）を噴射するための別のノズル
（１７）を設けてある請求項５記載のバーナ。 - 【請求項７】 部分本体（１，２）が流れ方向で不変の
角度で円錐形に拡大している請求項５記載のバーナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH3410/91-4 | 1991-11-21 | ||
| CH3410/91A CH684959A5 (de) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | Verfahren für eine schadstoffarme Verbrennung in einem Kraftwerkskessel. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231611A true JPH05231611A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=4255386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4308436A Pending JPH05231611A (ja) | 1991-11-21 | 1992-11-18 | 蒸気を形成するための発電機ボイラ内における燃焼方法、及びバーナ |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5303678A (ja) |
| EP (1) | EP0543155B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05231611A (ja) |
| AT (1) | ATE151854T1 (ja) |
| CA (1) | CA2081443A1 (ja) |
| CH (1) | CH684959A5 (ja) |
| DE (1) | DE59208353D1 (ja) |
| RU (1) | RU2062944C1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE507460C2 (sv) * | 1995-03-24 | 1998-06-08 | Abb Carbon Ab | Förfarande och efterbrännkammaranordning för höjande av temperaturen av förbränningsgaser från en PFBC-anläggning |
| JP2014501378A (ja) | 2010-12-23 | 2014-01-20 | アルストム テクノロジー リミテッド | ボイラからのエミッションを低減するためのシステムおよび方法 |
| DE102011054718B4 (de) * | 2011-10-21 | 2014-02-13 | Hitachi Power Europe Gmbh | Verfahren zur Erzeugung einer Spannungsverminderung in errichteten Rohrwänden eines Dampferzeugers |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4044683A (en) * | 1959-08-20 | 1977-08-30 | Mcdonnell Douglas Corporation | Heat generator |
| HU173841B (hu) * | 1974-12-11 | 1979-09-28 | Energiagazdalkodasi Intezet | Sposob otoplenija dlja szhiganija gorjuchikh gazov bez otravlenija i korrozii i ustrojstvo dlja povyshenija udel'noj nagrevatel'noj mohhnosti |
| US4023923A (en) * | 1975-03-18 | 1977-05-17 | Kramer Jr Frederick A | Burner for heating an airstream |
| US4427362A (en) * | 1980-08-14 | 1984-01-24 | Rockwell International Corporation | Combustion method |
| EP0073265A1 (en) * | 1981-08-31 | 1983-03-09 | Phillips Petroleum Company | Method and apparatus for burning a fuel |
| JPH07117202B2 (ja) * | 1987-01-14 | 1995-12-18 | 三菱重工業株式会社 | 予燃焼室付ボイラの燃焼方法および燃焼装置 |
| CH680157A5 (ja) * | 1989-12-01 | 1992-06-30 | Asea Brown Boveri |
-
1991
- 1991-11-21 CH CH3410/91A patent/CH684959A5/de not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-10-19 EP EP92117799A patent/EP0543155B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-19 DE DE59208353T patent/DE59208353D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-19 AT AT92117799T patent/ATE151854T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-10-26 US US07/966,552 patent/US5303678A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-26 CA CA002081443A patent/CA2081443A1/en not_active Abandoned
- 1992-11-18 JP JP4308436A patent/JPH05231611A/ja active Pending
- 1992-11-20 RU RU9292004457A patent/RU2062944C1/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2062944C1 (ru) | 1996-06-27 |
| CH684959A5 (de) | 1995-02-15 |
| US5303678A (en) | 1994-04-19 |
| EP0543155B1 (de) | 1997-04-16 |
| DE59208353D1 (de) | 1997-05-22 |
| EP0543155A1 (de) | 1993-05-26 |
| ATE151854T1 (de) | 1997-05-15 |
| CA2081443A1 (en) | 1993-05-22 |
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