JPH0619222B2 - ガス・油・石炭共用バ−ナ装置 - Google Patents

ガス・油・石炭共用バ−ナ装置

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JPH0619222B2
JPH0619222B2 JP60255446A JP25544685A JPH0619222B2 JP H0619222 B2 JPH0619222 B2 JP H0619222B2 JP 60255446 A JP60255446 A JP 60255446A JP 25544685 A JP25544685 A JP 25544685A JP H0619222 B2 JPH0619222 B2 JP H0619222B2
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sleeve
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忠久 政井
茂樹 森田
成人 中下
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はガス・油・石炭共用バーナ装置に関し、特にこ
れらの3種の燃料の燃焼が可能で、かつ窒素酸化物(以
下、NOと称する)を低減するに好適なバーナ装置に
関するものである。
(発明の背景) 最近の燃料事情の変化により、火力発電所用大型ボイラ
を初めとする事業所用大型ボイラにおいても石炭を燃料
とするものが増加している。この場合、石炭は微粉砕さ
れ、例えば200メッシュ通過量70%程度の微粉炭と
され、燃焼性、制御性を向上させるようにしている。
しかしながら、周知のとおり、燃焼によって副生するN
とは往々にして高負荷燃焼バーナにおいて発生しや
すく、これが大気汚染の元凶の一成分であるところか
ら、幾つかの基本的なバーナ改良または火炉全体の燃焼
改善が行なわれてきている。微粉炭燃焼において特に問
題となるのは、微粉炭中に大量に(通常は1〜2wt
%)含有される有機形態の窒素(以下Fuel Nと称
す)に起因するNOの大部分を占めている。
ここで、Fuel NからNOとNの生成反応は各
々次式(1)、(2)に示すとおりであり、かつ両反応
が競合的に行なわれている。
したがってNの生成を優先し、かつ高負荷燃焼を維持
させるためには、高温還元炎の確保が重要なポイントと
なる。
一般に二段燃焼と呼ばれる燃焼法は、この燃焼反応の応
用であり、火炉のバーナゾーンで空気不足状態をつくっ
て高温還元炎を形成させ、不足分の空気をバーナの後流
に設けられた、いわゆるアフタエアポートより投入して
完全燃焼させることにより、火炉全体で燃焼改善を行な
い、NO排出量を低減するものである。
しかしながら、上述の二段燃焼にあっては、空気不足な
バーナゾーンで燃え残りの石炭粒子(チヤー)が生成
し、これをアフタエアによって完全燃焼せしめるには炉
内に大きな空塔部を必要とする。したがって上記燃焼法
は原理的には極めて有効な低NO燃焼法であるにもか
かわらず、ある程度の限界を有している。
このことから、ボイラ全体の燃焼を制御する代わりに、
各バーナが各々前記原理に基づいて低NOを行なうよ
う構成した、いわゆるデュアルレジスタタイプのバーナ
が開発されている。
上述のように従来のバーナ装置は、いずれもガス−油共
用バーナ、油−石炭共用バーナなど2種類の燃料が対処
するものであった。
(発明が解決しようとする問題点) 従来技術による第1の欠点はガス−油−石炭を燃焼させ
るボイラでは、いずれかの燃料は別のバーナで燃焼させ
る必要があり、バーナの本数増加、ボイラ火炉が大きく
なる等コスト面でかなりのデメリットを有していた。
従来技術による第2の欠点は、バーナ燃焼方式の違いか
ら、総じてNOレベルが高く、このためにボイラ出口
に触媒式脱硝装置を新らたに設ける必要があり、据付ス
ペース、コスト等の面で不利なことであった。
従来技術による第3の欠点は、ガスまたは油燃料用バー
ナを他のバーナで作らなければならないので、休止中
(例えば微粉炭燃焼中)に火炎からの強い熱輻射を受
け、焼損などの危険があった。
従来技術による第4の欠点は、上記第3の欠点を防ぐた
めに、バーナ休止中、冷却のために燃焼空気を常時少量
流すことが必要となり、燃焼空気過剰率を大きくしなけ
ればならなかった。
従来技術による第5の欠点は、上記第4の欠点により、
排ガス中のOが高くなるために(換算)NO値が高
くなることであった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、3
種類(ガス、油、石炭)の燃料の燃焼を1本のバーナで
対応させることができ、かつNOを低減できるバーナ
装置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 要するに本発明は、油、石炭共用バーナの2次空気口に
ガス供給管を挿入し、3次空気口の旋回を充分効かして
燃焼を行わせ、特に低NO化のために火炎中心部は還
元性雰囲気、外側を酸性雰囲気とし、自己脱硝作用を持
たせるようにしたものである。
すなわち本発明は、バーナ中心部に設けられ、先端部に
保炎リングを有する1次スリーブに1次空気とともに微
粉炭を供給する手段と、該1次スリーブに挿入された油
燃料の供給手段と、該1次スリーブの外側に同心状に設
けられた2次スリーブと、該2次スリーブ内に設けら
れ、前記1次スリーブの保炎リング上に還元炎を形成す
るガス副孔および該還元炎の外側に酸化炎を形成するガ
ス主孔を有する複数のガス燃料供給手段とを備えたこと
を特徴とする。
(実施例) 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。第1図
は、本発明によるガス、油、石炭を燃焼できるバーナの
一実施例を示す断面図である。この装置は、バーナ中心
軸に設けられた1次スリーブ25と、該1次スリーブの
先端に設けられたフレームキャップ12と、1次スリー
ブ25内に挿入された油供給管29と、1次スリーブ2
5の内壁に設けられたベンチュリ27と、1次スリーブ
25の外側に同心状に設けられた2次スリーブ28と、
該2次スリーブ28内に挿入されたガス供給管22と、
該2次スリーブ28内に設けられた2次ベーン26と、
2次スリーブ28に設けられた2次空気取入口5および
スライドダンパ4と、2次スリーブ28と火炉壁3の間
の3次空気の通路に設けられた3次エアレジスタ7とか
ら主として構成される。風箱1はボイラ等の火炉壁3と
風箱壁2により形成され、この風箱1に2次空気取入口
5および3次空気の取入口(エアレジスタ7)が開口し
ている。2次スリーブ28内には、等間隔で8本のガス
供給管22が挿入され、2次空気口6には、第2図に示
すように8ヶのガス噴口部11が開口している。1次ス
リーブ25の先端には、火炎を安定化させるためのエッ
ジ付きの保炎リング12が設けられており、ガス、油、
石炭いずれの燃料に対しても良好な燃焼が得られるよう
に配慮されている。なお、図中、8は3次ガイドスリー
ブ、9は3次空気口、10はガス燃料、11はガス噴口
部、13は油燃料、14は油噴口部、15は1次空気と
微粉炭、16は1次空気口である。
上記構成において、燃焼用空気は押込通風機で加圧され
た後、ボイラ排ガスと熱交換を行ない、約300℃に加
熱された後、風量調節ダンパを介し風箱1へ供給され
る。燃焼用空気の1部は、2次スライドダンパ4で調節
された2次空気取入口5を通り、2次ベーン26で旋回
流とした後、2次空気口6から火炉内へ供給される。残
りの燃焼用空気は、3次エアレジスタ7で旋回流を誘起
し、3次ガイドスリーブ8で噴出方向を決められ、3次
空気口9から火炉内へ供給される。一方、ガス燃料10
は、ガス流量計、ガス流量調節弁で流量を制御された
後、ガス供給管22を通ってバーナに供給される。この
ガス供給管22を2次スリーブ28内に設けたのは、3
次エアレジスタ7による強旋回への悪影響を防止するた
めであり、このため2次空気の旋回、つまり2次ベーン
26による旋回はある程度、犠牲にされる。なお、これ
までのテスト結果では2次ベーンによる旋回は低NO
化の上では、あまり重要でないことがわかっている。
油燃料13は加圧ポンプで昇圧し、流量計測および流量
制御を行なった後、油燃料13としてバーナへ供給さ
れ、油噴口部14から火炉内へ供給し、燃料される。最
後に石炭は、石炭バンカから給炭計量機を通り、ミル内
へ供給される。ミル内で粉砕、乾燥が行なわれ、1次空
気と微粉炭の混合流15としてバーナへ取入れられ、ベ
ンチュリ27で加速された後、1次空気口16から火炉
内へ供給される。
第3図は、本発明に好適なガス燃料系統についての配管
系統図である。ガス燃料を燃焼させる場合には、ガス電
磁弁18が開となり、ガス燃料出口19はガス燃料が流
れ、第1図のガス燃料10へ接続される。しかし、微粉
炭や油の燃焼の場合には、ガス電磁弁18が閉となり、
その代わり空気電磁弁21が開となり、第1図のガス燃
料10は空気に置換される。この理由は、油、微粉炭燃
焼の場合、ガス噴口部11が高温となり、このための焼
損を防止するためである。
第4図は、第1図におけるガス噴口部11の一実施例を
示す説明図であり、ガスエレメント22の先端には、2
つの方向にガスが噴出するように、ガス主孔23とガス
副孔24が設けられている。このうち、ガス主孔23
は、2次空気との燃焼による酸化炎の形成、ガス副孔2
4は、保炎リング12上で生成する保炎用火炎と火炎中
央部に形成させる還元炎用として利用される。
上記実施例によれば、燃料に関係なく同一のバーナで燃
焼が可能であり、バーナ本数の減少、ボイラ火炉の小型
化、単純化ができ、コスト面で有利となる。また本発明
のバーナは基本的に低NOが容易なことから、特別な
触媒式脱硝装置がなくともかなりの低NO化が達成で
きる。さらに全負荷では休止バーナがないので、バーナ
の焼損の危険もなくなる。また休止バーナがないので、
排ガス中のO濃度を低く抑えることができ、ボイラ効
率の向上が得られる。また排ガス中の低O化が達成で
きるので、NOレベルもさらに低減される。
上記の実施例は、3種の燃料を用いる場合について示し
たが、本発明は、任意の2種の燃料、例えばガス−石炭
の混焼バーナとしても使用することができることは勿論
である。
(発明の効果) 本発明によれば、燃料に関係なく同一のバーナで燃焼が
可能であり、バーナ本数の減少、ボイラ火炉の小型化、
単純化でき、コスト面で有利となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示すガス、油、石炭の3
種の燃料を燃焼することのできるバーナ装置の断面図、
第2図は、第1図のA視方向の正面図、第3図は、本発
明に好適なガスライン系統図、第4図は、本発明の実施
例におけるガス噴口部の詳細を示す図である。 1……風箱、2……風箱壁、3……火炉壁、4……2次
スライドダンパ、5……2次空気取入口、6……2次空
気口、7……3次エアレジスタ、8……3次ガイドスリ
ーブ、9……3次空気口、10……ガス燃料、11……
ガス噴口部、12……保炎リング、13……油燃料、1
4……油噴口部、15……1次空気+微粉炭、16……
1次空気口、17……ガス燃料、22……ガス供給管、
25……1次スリーブ、28……2次スリーブ、29…
…油供給管。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バーナ中心部に設けられ、先端部に保炎リ
    ングを有する1次スリーブに1次空気とともに微粉炭を
    供給する手段と、該1次スリーブに挿入された油燃料の
    供給手段と、該1次スリーブの外側に同心状に設けられ
    た2次スリーブと、該2次スリーブ内に設けられ、前記
    1次スリーブの保炎リング上に還元炎を形成するガス副
    孔および該還元炎の外側に酸化炎を形成するガス主孔を
    有する複数のガス燃料の供給手段とを備えたことを特徴
    とするガス・油・石炭共用バーナ装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲(1)において、ガス燃料
    の供給手段に弁を介して加圧空気ラインを設け、ガス燃
    料による燃焼の休止時に加圧空気を噴出させるようにし
    たことを特徴とするガス・油・石炭共用バーナ装置。
JP60255446A 1985-11-14 1985-11-14 ガス・油・石炭共用バ−ナ装置 Expired - Lifetime JPH0619222B2 (ja)

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JP5493782B2 (ja) * 2009-12-01 2014-05-14 株式会社Ihi 多燃料用バーナ装置
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JPS5883628U (ja) * 1981-11-30 1983-06-06 住友金属工業株式会社 バ−ナ

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