JPH07103411A - 低NOx燃焼装置における水噴射の方法と装置 - Google Patents

低NOx燃焼装置における水噴射の方法と装置

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JPH07103411A JP5275918A JP27591893A JPH07103411A JP H07103411 A JPH07103411 A JP H07103411A JP 5275918 A JP5275918 A JP 5275918A JP 27591893 A JP27591893 A JP 27591893A JP H07103411 A JPH07103411 A JP H07103411A
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    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼装置からの排ガスを再循環させる再循環
ガスを利用して、噴射水が燃焼用空気中に均一に混合さ
れて燃焼ガス中の所望の低NOx化が図れるような水噴
射方法およびその装置を提供する。 【構成】 ボイラ等の燃焼装置でのNOxの発生を抑制
するために水を供給する水噴射方法およびその装置にお
いて、前記燃焼装置へ排ガスを再循環させる循環系統8
に水噴射部9が設けられて再循環排ガス中に水が噴射さ
れ、該水噴射部の後流側の燃焼用空気供給系3との合流
部に混合部10が形成され、該混合部で噴射水を含む再
循環排ガスと燃焼用空気とが強制的に均一に混合される
ようにした低NOx燃焼装置における水噴射方法および
その装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ等の燃焼装置利
用機器の低NOx化において利用される水噴射方法およ
びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来,例えばボイラは発電用から産業用
は勿論のこと、冷暖房空調用や業務用に大型から中小型
あるいは極小容量型まで広く利用されている。そして、
それらの全てが特に大都市部において公害の規制を受け
るようになり、特にその問題はNOxの発生の抑制に絞
られてきた。そこで、従来の低NOx化をボイラで説明
すると、図3,図4に示すような手段によっている。即
ち、21はボイラであり、該ボイラ21は燃料供給導管
22からの燃料と空気供給導管23からの空気がバ―ナ
24に供給されて燃焼室25内で燃焼され、その燃焼に
よる加熱によってボイラ21は蒸気を発生させている。
そして、前記燃焼によって発生するNOxをより少なく
するため、水又は蒸気の供給導管26を介して噴射装置
27から直接に火炎28に向け水又は蒸気を吹き込んで
いた(図3参照)。なお、29は燃焼用空気押し込みフ
ァンである。
【0003】また、前記空気供給導管23の途中に噴射
装置27を設け、水又は蒸気の供給導管26からの水又
は蒸気を噴射装置27によって燃焼用空気に吹き込んで
加湿空気を作りこれを燃焼室25内に供給していた(図
4参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3の場
合、吹き込まれた水又は蒸気が火炎に当たると火炎冷却
によって不完全燃焼をおこし、あるいはそれがボイラの
伝熱面に当たるとボイラ本体側の熱衝撃などのトラブル
となり、しかも、負荷変動で燃焼量が変わりそれにつれ
て吹き込み量が変わると、火炎や伝熱面と水などの吹き
込みの位置関係を一定に保つことができず、結局火炎へ
の水の直接吹き込みは実用性に乏しいものである。
【0005】また、図4の場合、その吹き込み量が燃焼
量に比べて僅かであるためにその量の調整が難しいこと
もあって、実際上常温の冷たい燃焼用空気によってその
吹き込み量の全てを気体のようにして搬送することは難
しく、吹き込んだ水又は蒸気のかなりの量が途中のダク
トなどにくっつき、あるいは溜ったりして、結局燃焼火
炎部に到達する量の調整ができず、従って、直ちにNO
xの調整に働かず、さらに空気供給導管中に水が溜った
りすると中のダンパの錆の原因となり作動不良をおこす
など、種々のクレ―ムの原因となっていた。また、以上
の従来例で、蒸気を吹き込む場合には、その蒸気の供給
源が必要となり、これをボイラ等に求めると熱損失とな
り省エネルギ―に反することにもなる。
【0006】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、燃焼装置からの排ガスを再循環させる再循環ガ
スを利用して、噴射水が燃焼用空気中に均一に混合され
て燃焼ガス中の所望の低NOx化が図れるような水噴射
方法およびその装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における低NOx燃焼装置における水噴射方
法は、燃焼装置へ排ガスを再循環する循環系統に水噴射
部を設けて再循環排ガス中に水を噴射させ、該水噴射部
の後流側の燃焼用空気供給系との合流部に混合部を形成
して、該混合部で噴射水を含む再循環排ガスと燃焼用空
気とを強制的に均一に混合することを特徴とするもので
ある。
【0008】また、請求項2においては、前記混合部の
後流側に温度と湿度の検出部を設けて水の結露を抑制し
たことを特徴とするものであり、請求項3においては、
前記水噴射部の後流側に温度と湿度の検出部を設けて水
の結露を抑制したことを特徴とするものであり、請求項
4においては、前記排ガスを再循環する循環系統に排ガ
ス再循環ファンを設けて排ガスの再循環量および圧力を
調整した後で水噴射部で水を噴射させ、その後流側の燃
焼用空気供給系との合流部に混合部を形成して、該混合
部で噴射水を含む再循環排ガスと燃焼用空気とを強制的
に均一に混合することを特徴とするものである。
【0009】また、請求項5においては、請求項4に記
載の手段で前記混合部の後流側に温度と湿度の検出部を
設けて水の結露を抑制したことを特徴とするものであ
り、請求項6においては、請求項4に記載の手段で前記
水噴射部の後流側に温度と湿度の検出部を設けて水の結
露を抑制したことを特徴とするものである。
【0010】さらに、本発明における低NOx燃焼装置
における水噴射装置は、燃焼装置の排ガスダクトから排
ガス再循環ダクトを分岐し、該排ガス再循環ダクトに水
噴射器を配置して再循環排ガス中に水を噴射させること
を特徴とするものである。
【0011】また、請求項8においては、前記排ガス再
循環ダクトに排ガス再循環ファンを配置し、該排ガス再
循環ファンの後流側に前記水噴射器を設けたことを特徴
とするものであり、請求項10においては、前記水噴射
器の後流側の排ガス再循環ダクトに燃焼用空気供給管を
合流させ、該合流部に混合器を配置して、該混合器で噴
射水を含む再循環排ガスと燃焼用空気とを強制的に均一
に混合することを特徴とする
【0012】また、請求項9においては、請求項8に記
載の手段で前記水噴射器の後流側の排ガス再循環ダクト
に温度と湿度のセンサ―を配置して水の結露を抑制した
ことを特徴とするものであり、請求項11においては、
請求項10に記載の手段で前記混合器の後流側に温度と
湿度のセンサ―を配置して水の結露を抑制したことを特
徴とするものである。
【0013】
【作用】上記のように構成された本発明における低NO
x燃焼装置における水噴射方法およびその装置では、燃
焼装置へ排ガスを再循環する循環系統の再循環ガスの温
度は通常150度C以上の高温であるので、該ガスに水
を噴射した場合に、該水は全て蒸気となり燃焼用空気と
均一に混合されて燃焼に供されてNOxの発生を抑制す
ることから、あえて蒸気を吹き込む必要がない。そし
て、前記循環系統内にセンサ―を配置した場合には、該
センサ―によりガスの温度と湿度が制御されて再循環ガ
スの温度あるいは燃焼用空気の温度が低い場合に対応さ
せて循環系統内での水の結露が抑制される。また、排ガ
ス再循環ファンを配置した場合には、該排ガス再循環フ
ァンにより排ガスの再循環量および圧力が調整されて燃
焼装置の変動する負荷に対応させられる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図1および図2を参照して
説明する。図1は本発明に係る低NOx燃焼装置におけ
る水噴射方法およびその装置をボイラに適用した一例を
示すものであり、図2は他の例を示すものである。そし
て、いずれの場合でも、1はボイラであり、該ボイラ1
は燃料供給導管2からの燃料と空気供給導管3からの空
気がバ―ナ4に供給されて燃焼室5内で燃焼され、その
燃焼による加熱によってボイラ1は蒸気を発生させてい
る。そして、前記燃焼室5内で燃焼した燃焼ガスは排ガ
スダクト6から煙突7を経て大気に放出される。
【0015】前記煙突7から放出される排気ガス中にN
Oxをなるべく含ませないため、前記排ガスダクト6に
は排ガス再循環ダクト8が分岐され、該排ガス再循環ダ
クト8の他端はバ―ナ4に接続されている。そして、該
排ガス再循環ダクト8には水噴射器9が配置されてお
り、該水噴射器9の後流側で前記燃焼用空気供給導管3
との合流部には混合器10が配置されている。
【0016】以上のような構成によって、排ガス再循環
ダクト8内の高温の再循環排ガス中に水噴射器9から所
定量の水が噴射されると、該水は高温の排ガスによって
全てが蒸気となり、該蒸気は水噴射器9の後流側で燃焼
用空気供給導管3との合流部で混合器10によって排ガ
スと燃焼用空気の混合気に均一に混合されてバ―ナ4に
送られ、該バ―ナ4において燃料供給導管2からの燃料
と合わされて燃焼室5内で燃焼される。この燃焼の際、
燃焼用空気中にはNOxの発生を抑制するための所定量
の蒸気が均一に混入されているので、該蒸気により燃焼
火炎温度が適当に下げられ且つ窒素や酸素の濃度も相対
的に下げられることから、NOxの発生は充分に抑制で
きる。なお、燃焼装置の負荷の変動に対応して前記水の
噴射量を調整すれば、該水の全てがNOxの発生の抑制
に利用されることになることから、その調整が正確で容
易にできるものである。
【0017】そして、前記水噴射器9の後流側や混合器
10の後流側にガスの温度と湿度を検知するセンサ―1
1,12等を配置した場合には、該センサ―によりガス
の温度と湿度が常時監視されて燃焼用空気量に対応して
水の噴射量および/または再循環排ガス量が制御されて
排ガス再循環ダクト8内に前記噴射された水や排ガス中
の水分が結露することがない。従って、低負荷時の排ガ
スの温度が比較的に低い場合には水噴射器9の後流側の
センサ―11により、また、冬期等の燃焼用空気の温度
が比較的に低い場合には混合器10の後流側のセンサ―
12によって、前記結露が抑制されるのである。
【0018】なお、本発明の目的とする低NOx,すな
わち燃焼によって発生するNOxを抑制する程度によっ
て噴射すべき水量や再循環すべき排ガス量が決められる
が、それらの量を燃焼用空気に混合して燃焼室内へ運び
込むことが必要となる。その場合、もしその排ガス再循
環の量と圧力が足りなければ目的の水を噴射して入れる
ことができなくなる。そのために排ガス再循環ファンが
必要になることがある。
【0019】そして、その取付位置は、該排ガス再循環
の量や圧力がそれほど大きくないときは図1の排ガス再
循環ダクト8に取り付け(図示さす)ても良いが、その
ときにそれらの量や圧力が大きくなると燃焼用空気押し
込みファン14において、特に起動時の冷態時の排ガス
再循環のガス温度が低いときなどには、その風量などを
特別に制御したりしなければ必要動力が上がって運転で
きないことがある。
【0020】そこで、図2に示すように排ガスを再循環
する排ガス再循環ダクト8内に排ガス再循環ファン13
を設けて、排ガスの再循環量および圧力を調整した後で
前記水噴射器9で水を噴射させるようにすると、上記の
不都合はなくなる。
【0021】そして、前記センサ―11,12等の配設
および排ガス再循環ファン13の配設は必要に応じて取
捨選択して各種組み合わせることができるものである。
【0022】
【発明の効果】本発明によると、燃焼装置へ排ガスを再
循環する循環系統に水噴射部を設けて再循環排ガス中に
水を噴射させるようにしたので、低NOx化用の蒸気を
供給源とすることなく、水は蒸気化されて燃焼用空気供
給系に強制的に均一に供給されることから、吹き込んだ
水が途中のダクトに溜り、あるいは炉内で不完全燃焼や
熱交換器等の損傷をおこさせることなどの不都合が無
く、しかも、リアルタイムにNOxの発生を抑制するこ
とができるのである。また、燃焼装置の負荷の変動に対
応して前記水の噴射量を調整すれば、該水の全てがNO
xの発生の抑制に利用されることになることから、その
調整が正確で容易にできるものである。
【0023】また、水噴射部の後流側や混合部の後流側
にガスの温度と湿度を検知するセンサ―を配置した場合
には、該センサ―によりガスの温度と湿度が常時監視さ
れて燃焼用空気量に対応して水の噴射量および/または
再循環排ガス量が制御されて排ガス再循環ダクト内に前
記噴射された水や排ガス中の水分がダクト内で結露する
ことがないことから、特に、低負荷時の排ガスの温度が
比較的に低い場合や冬期等の燃焼用空気の温度が比較的
に低い場合にも水の有効な利用が可能となると共に、機
器の損傷も予防できて更に正確容易なNOxの発生の抑
制ができる。
【0024】また、排ガスを再循環する循環系統に排ガ
ス再循環ファンを設けて排ガスの再循環量および圧力を
調整した後で水噴射部で水を噴射させてその後に燃焼用
空気に混合する場合には、起動時の冷態時等で排ガスの
温度が低く、あるいは該排ガス量が大きい場合でも、押
し込みファンの容量が足りなくなったり、過電流でトリ
ップしたりしないように、予め該ファンの容量を大きく
しておかねばならない、という問題もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明に係る低NOx燃焼装置におけ
る水噴射方法およびその装置を実施するに適した一実施
例の流れ図である。
【図2】図2は他の実施例の流れ図である。
【図3】図3は従来例の流れ図である。
【図4】図4は他の従来例の流れ図である。
【符号の説明】
1 ボイラ 3 空気供給導管 5 燃焼室 6 排ガスダクト 8 排ガス再循環ダクト 9 水噴射器 10 混合器 11,12 センサ― 13 排ガス再循環ファン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 信夫 大阪市北区大淀北1−9−36株式会社ヒラ カワガイダム内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラ等の燃焼装置でのNOxの発生を
    抑制するために水を供給する水噴射方法において、前記
    燃焼装置へ排ガスを再循環する循環系統に水噴射部を設
    けて再循環排ガス中に水を噴射させ、該水噴射部の後流
    側の燃焼用空気供給系との合流部に混合部を形成して、
    該混合部で噴射水を含む再循環排ガスと燃焼用空気とを
    強制的に均一に混合することを特徴とする低NOx燃焼
    装置における水噴射方法。
  2. 【請求項2】 前記混合部の後流側に温度と湿度の検出
    部を設けて水の結露を抑制したことを特徴とする請求項
    1記載の低NOx燃焼装置における水噴射方法。
  3. 【請求項3】 前記水噴射部の後流側に温度と湿度の検
    出部を設けて水の結露を抑制したことを特徴とする請求
    項1記載の低NOx燃焼装置における水噴射方法。
  4. 【請求項4】 前記排ガスを再循環する循環系統に排ガ
    ス再循環ファンを設けて排ガスの再循環量および圧力を
    調整した後で水噴射部で水を噴射させ、その後流側の燃
    焼用空気供給系との合流部に混合部を形成して、該混合
    部で噴射水を含む再循環排ガスと燃焼用空気とを強制的
    に均一に混合することを特徴とする請求項1記載の低N
    Ox燃焼装置における水噴射方法。
  5. 【請求項5】 前記混合部の後流側に温度と湿度の検出
    部を設けて水の結露を抑制したことを特徴とする請求項
    4記載の低NOx燃焼装置における水噴射方法。
  6. 【請求項6】 前記水噴射部の後流側に温度と湿度の検
    出部を設けて水の結露を抑制したことを特徴とする請求
    項4記載の低NOx燃焼装置における水噴射方法。
  7. 【請求項7】 ボイラ等の燃焼装置でのNOxの発生を
    抑制するために水を供給する水噴射装置において、前記
    燃焼装置の排ガスダクトから排ガス再循環ダクトを分岐
    し、該排ガス再循環ダクトに水噴射器を配置して再循環
    排ガス中に水を噴射させることを特徴とする低NOx燃
    焼装置における水噴射装置。
  8. 【請求項8】 前記排ガス再循環ダクトに排ガス再循環
    ファンを配置し、該排ガス再循環ファンの後流側に前記
    水噴射器を設けたことを特徴とする請求項7記載の低N
    Ox燃焼装置における水噴射装置。
  9. 【請求項9】 前記水噴射器の後流側の排ガス再循環ダ
    クトに温度と湿度のセンサ―を配置して水の結露を抑制
    したことを特徴とする請求項8記載の低NOx燃焼装置
    における水噴射装置。
  10. 【請求項10】 前記水噴射器の後流側の排ガス再循環
    ダクトに燃焼用空気供給管を合流させ、該合流部に混合
    器を配置して、該混合器で噴射水を含む再循環排ガスと
    燃焼用空気とを強制的に均一に混合することを特徴とす
    る請求項7記載の低NOx燃焼装置における水噴射装
    置。
  11. 【請求項11】 前記混合器の後流側に温度と湿度のセ
    ンサ―を配置して水の結露を抑制したことを特徴とする
    請求項10記載の低NOx燃焼装置における水噴射装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997024554A1 (fr) * 1995-12-28 1997-07-10 Nippon Furnace Kogyo Kabushiki Kaisha Appareil de chauffage tubulaire du type a circulation de flux gazeux
WO2001013042A1 (fr) * 1999-08-16 2001-02-22 Nippon Furnace Kogyo Kaisha, Ltd. Appareil et procede d'alimentation en carburant
US6823821B2 (en) 2002-12-16 2004-11-30 Miura Co., Ltd. Combustion method and apparatus for NOx reduction
KR20190138938A (ko) * 2018-06-07 2019-12-17 우성씨엔에스(주) 결로방지덕트 및 이를 포함하는 보일러시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997024554A1 (fr) * 1995-12-28 1997-07-10 Nippon Furnace Kogyo Kabushiki Kaisha Appareil de chauffage tubulaire du type a circulation de flux gazeux
WO2001013042A1 (fr) * 1999-08-16 2001-02-22 Nippon Furnace Kogyo Kaisha, Ltd. Appareil et procede d'alimentation en carburant
US7104784B1 (en) 1999-08-16 2006-09-12 Nippon Furnace Kogyo Kaisha, Ltd. Device and method for feeding fuel
US7824179B2 (en) 1999-08-16 2010-11-02 Nfk Holdings Co. Device and method for feeding fuel
US6823821B2 (en) 2002-12-16 2004-11-30 Miura Co., Ltd. Combustion method and apparatus for NOx reduction
KR20190138938A (ko) * 2018-06-07 2019-12-17 우성씨엔에스(주) 결로방지덕트 및 이를 포함하는 보일러시스템

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