JPH0721326B2 - 石炭・水スラリ−バ−ナの噴霧方法 - Google Patents
石炭・水スラリ−バ−ナの噴霧方法Info
- Publication number
- JPH0721326B2 JPH0721326B2 JP60165796A JP16579685A JPH0721326B2 JP H0721326 B2 JPH0721326 B2 JP H0721326B2 JP 60165796 A JP60165796 A JP 60165796A JP 16579685 A JP16579685 A JP 16579685A JP H0721326 B2 JPH0721326 B2 JP H0721326B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- coal
- burner
- cwm
- secondary air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、石炭・水スラリー（以下CWMと称す）を燃焼
するバーナに係り、特に、燃焼時に発生するNOxを低減
するのに好適な石炭・水スラリーバーナの噴霧方法に関
する。
するバーナに係り、特に、燃焼時に発生するNOxを低減
するのに好適な石炭・水スラリーバーナの噴霧方法に関
する。
微粉炭燃焼に代わる石炭の燃焼方法として、微粉炭と水
を混合したCWM燃焼が石炭ボイラに利用されている。CWM
は、石炭を従来の石油燃料と同様に、ポンプでバーナま
で供給することができるために、微粉炭の空気搬送と比
較して、流量制御の簡便さと燃料管径の縮少などの輸送
面の利点がある。また、ボイラ用の燃料としてCWMを考
えると、燃料の発電量を高くする必要性から、CWMに含
まれる石炭の濃度を62〜70％にまで高くした高濃度CWM
がボイラ用燃料として用いられている。
を混合したCWM燃焼が石炭ボイラに利用されている。CWM
は、石炭を従来の石油燃料と同様に、ポンプでバーナま
で供給することができるために、微粉炭の空気搬送と比
較して、流量制御の簡便さと燃料管径の縮少などの輸送
面の利点がある。また、ボイラ用の燃料としてCWMを考
えると、燃料の発電量を高くする必要性から、CWMに含
まれる石炭の濃度を62〜70％にまで高くした高濃度CWM
がボイラ用燃料として用いられている。
さて、このように輸送面で利点を有するCWMを燃焼する
際には、微粉化して噴霧にする必要がある。CWMのよう
に比較的粘度の高い流体の噴霧には、一般に二流体アト
マイザーが使用されている。二流体アトマイザーは、高
流速の気体（噴霧用媒体）をCWMに衝突させ、霧化を行
なうものである。霧化に高流速の気体を使用するため、
噴出後のCWM気流の速度は極めて大きく、空気搬送によ
る微粉炭の場合の５倍程度にもなる。さらに、噴霧され
たCWMは、その着火に先立ち水分の蒸発域を必要とす
る。噴出速度が速く、かつ水分の蒸発時間を必要とする
結果、CWMの着火位置はバーナ面から大幅に遠ざかるこ
とになる。事実、CWMの燃焼火災の最高温度域は微粉炭
の場合よりもバーナ面から後続側に移り、その温度も10
0〜200℃程度低いことが知られている。このような着火
位置の後退は、CWMの燃焼率が低いことの大きな原因と
なつている。
際には、微粉化して噴霧にする必要がある。CWMのよう
に比較的粘度の高い流体の噴霧には、一般に二流体アト
マイザーが使用されている。二流体アトマイザーは、高
流速の気体（噴霧用媒体）をCWMに衝突させ、霧化を行
なうものである。霧化に高流速の気体を使用するため、
噴出後のCWM気流の速度は極めて大きく、空気搬送によ
る微粉炭の場合の５倍程度にもなる。さらに、噴霧され
たCWMは、その着火に先立ち水分の蒸発域を必要とす
る。噴出速度が速く、かつ水分の蒸発時間を必要とする
結果、CWMの着火位置はバーナ面から大幅に遠ざかるこ
とになる。事実、CWMの燃焼火災の最高温度域は微粉炭
の場合よりもバーナ面から後続側に移り、その温度も10
0〜200℃程度低いことが知られている。このような着火
位置の後退は、CWMの燃焼率が低いことの大きな原因と
なつている。
この着火位置の後退は、燃焼率ばかりでなく、NOxの発
生量に対しても大きな影響を及ぼしている。
生量に対しても大きな影響を及ぼしている。
CWMと微粉炭の燃焼はどちらも石炭の燃焼ではあるが、N
Oxの発生量はCWMの方が多い。これは上記した着火位置
の後退による火炎構造の相違に大きな原因があると考え
られる。微粉炭は空気比0.2〜0.3程度の条件で20〜30m/
s程度の噴出速度で火炉内に搬送される。このため、バ
ーナから噴出する燃焼用空気の混合を遅らせた、わゆる
低NOxバーナにて燃焼を行なえば、微粉炭はバーナから
火炉内に噴出された直後に着火してNH3等のNOx還元性物
質を生成し、NOxをN2へ還元した後に燃焼用空気が混合
するという火炎を構成する。これに対して、CWMの火炎
は前述の着火位置の後退のために、着火位置の空気比が
１付近となつてNOx還元性物質を生成しない火炎構造と
なる。
Oxの発生量はCWMの方が多い。これは上記した着火位置
の後退による火炎構造の相違に大きな原因があると考え
られる。微粉炭は空気比0.2〜0.3程度の条件で20〜30m/
s程度の噴出速度で火炉内に搬送される。このため、バ
ーナから噴出する燃焼用空気の混合を遅らせた、わゆる
低NOxバーナにて燃焼を行なえば、微粉炭はバーナから
火炉内に噴出された直後に着火してNH3等のNOx還元性物
質を生成し、NOxをN2へ還元した後に燃焼用空気が混合
するという火炎を構成する。これに対して、CWMの火炎
は前述の着火位置の後退のために、着火位置の空気比が
１付近となつてNOx還元性物質を生成しない火炎構造と
なる。
このように、CWM燃焼では着火位置の後退が、燃焼率、N
Ox発生量の双方に悪影響を及ぼしていると考えられる。
そこで、CWMの着火位置を可能な限りバーナ近傍に引き
寄せることが、燃焼率を上げ、NOx発生量を抑制するこ
とにつながる。しかし、着火位置を引き寄せる方法のす
べてがCWMの燃焼特性改善に有効であるわけではない。
例えば、燃焼用空気に強力な旋回を与えていけば、その
着火位置はバーナ側に近づいてくることはCWM燃焼にお
いても既に知られている。しかしこの方法では、燃焼率
は著しく向上するものの、NOx発生量はむしろ増加して
しまう。
Ox発生量の双方に悪影響を及ぼしていると考えられる。
そこで、CWMの着火位置を可能な限りバーナ近傍に引き
寄せることが、燃焼率を上げ、NOx発生量を抑制するこ
とにつながる。しかし、着火位置を引き寄せる方法のす
べてがCWMの燃焼特性改善に有効であるわけではない。
例えば、燃焼用空気に強力な旋回を与えていけば、その
着火位置はバーナ側に近づいてくることはCWM燃焼にお
いても既に知られている。しかしこの方法では、燃焼率
は著しく向上するものの、NOx発生量はむしろ増加して
しまう。
このような問題点を解決するバーナとして、例えば特開
昭59−145405号公報に示されるように、アトマイザーと
火炉の間にバーナタイルを配した蒸発室を設け、蒸発室
の火炉と反対側から理論空気量の20〜30％程度の空気を
混合して燃焼するものが知られている。この方法は、蒸
発室内で噴霧粒子と空気を混合してガス化燃焼を行なわ
しめ火炉内に噴出し、しかる後に再び燃焼用空気を混合
して完全燃焼する方法がある。しかしながら、この方法
をそのまま、CWMに適用すると、蒸発室のバーナタイル
にCWM噴霧粒子が付着し流路を妨げて流れが安定せず、
火炎が非常に不安定となる問題がある。さらにまた、CW
Mを良好に蒸発室内で着火させるため、蒸発室の壁温は5
00〜700℃以上に保持しなければならない。ところがCWM
は水が蒸発した後に始めて着火するので、上記壁温を維
持するためには、蒸発室に混合する空気量の増加又は混
合する空気の酸素富化が考えられる。しかし、前記の空
気量増加は蒸発室内でのガス化燃焼を困難にする。また
酸素富化は、実機ボイラー適用上、酸素プラントの設置
が必要となり経済的に不利になる。
昭59−145405号公報に示されるように、アトマイザーと
火炉の間にバーナタイルを配した蒸発室を設け、蒸発室
の火炉と反対側から理論空気量の20〜30％程度の空気を
混合して燃焼するものが知られている。この方法は、蒸
発室内で噴霧粒子と空気を混合してガス化燃焼を行なわ
しめ火炉内に噴出し、しかる後に再び燃焼用空気を混合
して完全燃焼する方法がある。しかしながら、この方法
をそのまま、CWMに適用すると、蒸発室のバーナタイル
にCWM噴霧粒子が付着し流路を妨げて流れが安定せず、
火炎が非常に不安定となる問題がある。さらにまた、CW
Mを良好に蒸発室内で着火させるため、蒸発室の壁温は5
00〜700℃以上に保持しなければならない。ところがCWM
は水が蒸発した後に始めて着火するので、上記壁温を維
持するためには、蒸発室に混合する空気量の増加又は混
合する空気の酸素富化が考えられる。しかし、前記の空
気量増加は蒸発室内でのガス化燃焼を困難にする。また
酸素富化は、実機ボイラー適用上、酸素プラントの設置
が必要となり経済的に不利になる。
本発明は上記欠点を改善しようとしてなされたもので、
その目的とするところは、CWMを燃焼する際に生成されN
Oxを良好に低減するバーナを提供するところにある。
その目的とするところは、CWMを燃焼する際に生成されN
Oxを良好に低減するバーナを提供するところにある。
即ち、本発明の特徴とするところは、石炭・水スラリー
に噴霧用媒体を衝突させて霧化する二流体アトマイザー
の外周に同心円状に燃料用空気を噴出する空気ノズルを
備えた石炭・水スラリーバーナの噴霧方法において、前
記アトマイザーにより石炭・水スラリーを末拡がり状に
噴霧し、前記空気ノズルを同心円状に２つ設けると共に
ノズル内出口近傍にスワラを設け、燃焼用空気を１次空
気と２次空気及び３次空気とに分けて該１次空気を石炭
・水スラリーの噴霧用媒体として用い、前記２次空気を
前記２つの空気ノズルのうちの内周側の空気ノズルから
旋回流として噴出し前記３次空気を外周側の空気ノズル
から旋回流として噴出し、前記２次空気の空気比を0.3
以上にすると共にその噴出方向を直進方向又はバーナの
中心軸方向に向けることにより石炭・水スラリーの噴霧
角度よりも小さい噴出角度として石炭・水スラリーの噴
霧中に混合させるようにした石炭・水スラリーバーナの
噴霧方法にある。
に噴霧用媒体を衝突させて霧化する二流体アトマイザー
の外周に同心円状に燃料用空気を噴出する空気ノズルを
備えた石炭・水スラリーバーナの噴霧方法において、前
記アトマイザーにより石炭・水スラリーを末拡がり状に
噴霧し、前記空気ノズルを同心円状に２つ設けると共に
ノズル内出口近傍にスワラを設け、燃焼用空気を１次空
気と２次空気及び３次空気とに分けて該１次空気を石炭
・水スラリーの噴霧用媒体として用い、前記２次空気を
前記２つの空気ノズルのうちの内周側の空気ノズルから
旋回流として噴出し前記３次空気を外周側の空気ノズル
から旋回流として噴出し、前記２次空気の空気比を0.3
以上にすると共にその噴出方向を直進方向又はバーナの
中心軸方向に向けることにより石炭・水スラリーの噴霧
角度よりも小さい噴出角度として石炭・水スラリーの噴
霧中に混合させるようにした石炭・水スラリーバーナの
噴霧方法にある。
以下、本発明の一実施例を第１図より説明する。第１図
は本発明によるバーナの一例の断面図である。本実施例
のバーナは、CWMを噴霧するアトマイザーと、燃焼用空
気を噴出する２つの空気ノズルから構成される。バーナ
の中心部には、CWMを噴霧するアトマイザー11が設けら
れている。アトマイザー11は高速の気体でCWMを噴霧す
る二流体アトマイザーである。このアトマイザー11の噴
霧媒体G1は１次空気であり、全空気流量の2.5％を使用
している。アトマイザー11の外周にはアトマイザー11と
同心円をなすようにして、２次空気ノズル14が配置され
ている。２次空気ノズル14は出口に軸流式の２次空気ス
ワラ12を有し、噴出する２次空気G2の旋回強度を変えら
れる。さらに、２次空気ノズル14の外周に２次空気ノズ
ル14と同心円をなすようにして、３次空気ノズル15が配
置されている。３次空気ノズル15はレジスタタイプの３
次空気スワラ13を有し、３次空気G3の旋回強度を変えら
れる。また16はバーナスロート、17はバーナタイルを示
す。
は本発明によるバーナの一例の断面図である。本実施例
のバーナは、CWMを噴霧するアトマイザーと、燃焼用空
気を噴出する２つの空気ノズルから構成される。バーナ
の中心部には、CWMを噴霧するアトマイザー11が設けら
れている。アトマイザー11は高速の気体でCWMを噴霧す
る二流体アトマイザーである。このアトマイザー11の噴
霧媒体G1は１次空気であり、全空気流量の2.5％を使用
している。アトマイザー11の外周にはアトマイザー11と
同心円をなすようにして、２次空気ノズル14が配置され
ている。２次空気ノズル14は出口に軸流式の２次空気ス
ワラ12を有し、噴出する２次空気G2の旋回強度を変えら
れる。さらに、２次空気ノズル14の外周に２次空気ノズ
ル14と同心円をなすようにして、３次空気ノズル15が配
置されている。３次空気ノズル15はレジスタタイプの３
次空気スワラ13を有し、３次空気G3の旋回強度を変えら
れる。また16はバーナスロート、17はバーナタイルを示
す。
第２図は、本実施例のバーナで使用したアトマイザー11
の断面図である。第３図は第２図のII−II矢視図であ
る。アトマイザー11は２重円管の流路と火炉側先端部の
ノズルチツプ部からなる。２重円管の中心の内管22はCW
Mを供給する。内管と外管で構成された円環状流路21は
噴霧媒体G1を供給する。噴霧媒体G1はノズルチツプ26に
開けられた噴出口23を通り、CWMに高速で衝突し微粒化
する。このとき、噴出口23は内管22の接続方向でかつ内
管22の端面をねらう角度で設けられているので、噴霧媒
体G1は内管22の中で旋回流を形成し、旋回力と媒体の有
する運動エネルギーによつてCWMを良好に霧化する。噴
霧媒体G1は旋回流を形成する結果、噴霧の流量分布はホ
ロコーンの形状をなし、前記第１図に記した噴霧角αは
80゜である。また、CWMアトマイザーはCWMの噴霧粒子が
高速でアトマイザー内壁に衝突する。このため、アトマ
イザーは高速の噴霧粒子による摩耗を防止するため、ノ
ズルチツプ部先端にセラミツク24を配し、保持具25でノ
ズルチツプ26に取り付けられている。
の断面図である。第３図は第２図のII−II矢視図であ
る。アトマイザー11は２重円管の流路と火炉側先端部の
ノズルチツプ部からなる。２重円管の中心の内管22はCW
Mを供給する。内管と外管で構成された円環状流路21は
噴霧媒体G1を供給する。噴霧媒体G1はノズルチツプ26に
開けられた噴出口23を通り、CWMに高速で衝突し微粒化
する。このとき、噴出口23は内管22の接続方向でかつ内
管22の端面をねらう角度で設けられているので、噴霧媒
体G1は内管22の中で旋回流を形成し、旋回力と媒体の有
する運動エネルギーによつてCWMを良好に霧化する。噴
霧媒体G1は旋回流を形成する結果、噴霧の流量分布はホ
ロコーンの形状をなし、前記第１図に記した噴霧角αは
80゜である。また、CWMアトマイザーはCWMの噴霧粒子が
高速でアトマイザー内壁に衝突する。このため、アトマ
イザーは高速の噴霧粒子による摩耗を防止するため、ノ
ズルチツプ部先端にセラミツク24を配し、保持具25でノ
ズルチツプ26に取り付けられている。
第４図に、第１図で示したバーナによりCWMを燃焼した
時の燃焼特性を示す。４図の横軸は、燃焼用空気全量に
対する２次空気流量の割合である２次空気空気比λ２で
ある。縦軸は、燃焼排ガス中のNOx濃度、CO濃度及び、
燃焼灰中の未燃成分の重量割合である灰中未燃分であ
る。実験は、炉の断面が600mm角の角形で、炉長6mの燃
焼炉で行なつた。実験条件は、CWMの供給量が4kg/h、燃
焼炉壁の最高度1200℃で平均温度が1000℃,2次及び３次
空気の空気温度が160℃、燃焼炉出口の空気比が1.14で
ある。また、NOx発生量サンプル位置が燃焼ガスの滞留
時間約３秒である。ここで、空気比とは、燃料を完全燃
焼するに必要な理論空気量に対する実空気量である。実
験に使用したCWMの粒径分布は、74μｍ以下の石炭重量
割合が70％で、10μｍ以下の石炭重量割合が23％であ
る。またCWMの石炭濃度は65％であり、せん断速度90S-1
における粘度が1000mPa・Ｓである。空気量配分は、G1
が2.5％であり、２次空気G2と３次空気G3の割合を変化
して２次空気空気比λ２を変えた。
時の燃焼特性を示す。４図の横軸は、燃焼用空気全量に
対する２次空気流量の割合である２次空気空気比λ２で
ある。縦軸は、燃焼排ガス中のNOx濃度、CO濃度及び、
燃焼灰中の未燃成分の重量割合である灰中未燃分であ
る。実験は、炉の断面が600mm角の角形で、炉長6mの燃
焼炉で行なつた。実験条件は、CWMの供給量が4kg/h、燃
焼炉壁の最高度1200℃で平均温度が1000℃,2次及び３次
空気の空気温度が160℃、燃焼炉出口の空気比が1.14で
ある。また、NOx発生量サンプル位置が燃焼ガスの滞留
時間約３秒である。ここで、空気比とは、燃料を完全燃
焼するに必要な理論空気量に対する実空気量である。実
験に使用したCWMの粒径分布は、74μｍ以下の石炭重量
割合が70％で、10μｍ以下の石炭重量割合が23％であ
る。またCWMの石炭濃度は65％であり、せん断速度90S-1
における粘度が1000mPa・Ｓである。空気量配分は、G1
が2.5％であり、２次空気G2と３次空気G3の割合を変化
して２次空気空気比λ２を変えた。
実験結果41は、３次スワラーの旋回強度を示すスワ−ル
数が4,4の条件でCWMを燃焼した結果である。実験結果42
は３次スワラーのスワ−ル数が2.3、実験結果43は３次
スワラーのスワ−ル数が1.7条件でCWMを燃焼した結果で
ある。このときの３次空気の旋回方向は、アトマイザー
の１次空気G1が成す旋回方向と逆である。ここで３次ス
ワラーのスワ−ル数はＳは次式（１），（２）で規定さ
れる。
数が4,4の条件でCWMを燃焼した結果である。実験結果42
は３次スワラーのスワ−ル数が2.3、実験結果43は３次
スワラーのスワ−ル数が1.7条件でCWMを燃焼した結果で
ある。このときの３次空気の旋回方向は、アトマイザー
の１次空気G1が成す旋回方向と逆である。ここで３次ス
ワラーのスワ−ル数はＳは次式（１），（２）で規定さ
れる。
（１），（２）式中のβはスワラーの羽根角度であつ
て、半径と羽根のなす角度である。Ｚは羽根の枚数であ
り、ｔは羽根の厚さである。R1はスワラーの案内羽根の
吹き出し側の端点を結んだ仮想円の半径である。一方、
２次スワラーのスワ−ルは０に固定した。すなわち２次
空気G2は直進流で噴出した。第４図から、２次空気空気
比λ２が0.3以上になれば、NOxは低減し、かつまたCO及
び灰中未燃分も低減することがわかる。すなわち、２次
空気空気比を0.3以上にすれば、NOxの低減及び燃焼率の
高効率を同時に達成できることがわかる。
て、半径と羽根のなす角度である。Ｚは羽根の枚数であ
り、ｔは羽根の厚さである。R1はスワラーの案内羽根の
吹き出し側の端点を結んだ仮想円の半径である。一方、
２次スワラーのスワ−ルは０に固定した。すなわち２次
空気G2は直進流で噴出した。第４図から、２次空気空気
比λ２が0.3以上になれば、NOxは低減し、かつまたCO及
び灰中未燃分も低減することがわかる。すなわち、２次
空気空気比を0.3以上にすれば、NOxの低減及び燃焼率の
高効率を同時に達成できることがわかる。
第５図は、第１図で示したバーナによりCWMを燃焼した
時の燃焼特性を示す。第５図の横軸は燃焼炉出口の空気
比である。縦軸は、燃焼排ガス中のNOx濃度、CO濃度、
及び灰中未燃分である。実験は、３次空気のスワ−ル数
が4.1,2次空気のスワ−ル数が０の条件で行なつた。実
験結果51は２次空気空気比が0.23の条件であり、実験結
果は２次空気空気比が0.43の条件である。この実験結果
からも明らかなように、２次空気空気比を0.3以上にし
た効果が表われており、NOxの低減と燃焼率の向上が同
時に達成できていることがわかる。
時の燃焼特性を示す。第５図の横軸は燃焼炉出口の空気
比である。縦軸は、燃焼排ガス中のNOx濃度、CO濃度、
及び灰中未燃分である。実験は、３次空気のスワ−ル数
が4.1,2次空気のスワ−ル数が０の条件で行なつた。実
験結果51は２次空気空気比が0.23の条件であり、実験結
果は２次空気空気比が0.43の条件である。この実験結果
からも明らかなように、２次空気空気比を0.3以上にし
た効果が表われており、NOxの低減と燃焼率の向上が同
時に達成できていることがわかる。
第６図は、第１図で示したバーナによつてCWMを燃焼し
た時の燃焼特性を示す。第６図の横軸は２次空気のスワ
−ル数であり、２次空気の旋回強度を示す。２次空気ス
ワラ12は軸流型のスワラであり、旋回強度を示すスワ−
ル数Ｓは次式（３）で定まる。
た時の燃焼特性を示す。第６図の横軸は２次空気のスワ
−ル数であり、２次空気の旋回強度を示す。２次空気ス
ワラ12は軸流型のスワラであり、旋回強度を示すスワ−
ル数Ｓは次式（３）で定まる。
ここでRhは、２次空気ノズル14の円環状の流路の内径で
あり、Ｒは円環状流路の外径である。またβは軸流スワ
ラーの羽根角度であつて、バーナの中心軸と羽根のなす
角度である。この実験結果から、２次空気スワラーのス
ワ−ル数は0.5以下にする必要がある。これは２次空気
の主流とCWM噴霧の主流束が交差した時に、NOx濃度が下
がり、燃焼効率が高くなることを意味する。すなわち、
第１図において、CWM噴霧主流束の軌跡Ａと、２次空気
の主流G2が交差することを意味しており、CWMの噴霧角
より小さな角度で２次空気を噴出することと同等であ
る。
あり、Ｒは円環状流路の外径である。またβは軸流スワ
ラーの羽根角度であつて、バーナの中心軸と羽根のなす
角度である。この実験結果から、２次空気スワラーのス
ワ−ル数は0.5以下にする必要がある。これは２次空気
の主流とCWM噴霧の主流束が交差した時に、NOx濃度が下
がり、燃焼効率が高くなることを意味する。すなわち、
第１図において、CWM噴霧主流束の軌跡Ａと、２次空気
の主流G2が交差することを意味しており、CWMの噴霧角
より小さな角度で２次空気を噴出することと同等であ
る。
本実施例によれば、NOxを良好に低減するとともに、CO
や灰中未燃分を低減して燃焼効率を向上することができ
る。
や灰中未燃分を低減して燃焼効率を向上することができ
る。
第２の実施例の一例を第７図により説明する。第７図は
本発明によるバーナの他の実施例の断面図である。第２
の実施例のバーナは、CWMを噴霧するアトマイザーと、
燃焼用空気を噴出する２つの空気ノズル、及び２次空気
の流れ方向を変える目的で使用される保炎板76から構成
される。バーナの中心には、CWMを噴霧するアトマイザ
ー71がある。アトマイザー71は高速の気体でCWMを噴霧
する二流体アトマイザーである。アトマイザー71と同心
円をなすようにして、２次空気ノズル74が配置されてい
る。２次空気ノズル74出口に軸流式の２次空気スワラ72
を有し、２次空気の旋回強度を変える。さらに、２次空
気ノズル74の出口には、保炎板76がある。２次空気ノズ
ル74と同心円をなすようにして、３次空気ノズル75が配
置されている。３次空気ノズル75はレジスタタイプの３
次スワラ73を有し、３次空気の旋回強度を変える。アト
マイザー71の噴霧角αは、例えばＹジエツト型アトマイ
ザーのように20゜〜60゜程度であつて、第１の実施例の
バーナで使用したアトマイザー11の噴霧角より小さく噴
霧の流速は速い。保炎板76は、円板の中心を円形に開け
た開口部を有するドーナツ状の形状をしている。開口部
の直径は、２次空気ノズルの外径より小さくなつてい
る。この保炎板76は２次空気G2の流れ方向が、CWMの噴
霧角より小さくなるようにして、２次空気とCWM噴霧を
良好に混合することを目的としている。
本発明によるバーナの他の実施例の断面図である。第２
の実施例のバーナは、CWMを噴霧するアトマイザーと、
燃焼用空気を噴出する２つの空気ノズル、及び２次空気
の流れ方向を変える目的で使用される保炎板76から構成
される。バーナの中心には、CWMを噴霧するアトマイザ
ー71がある。アトマイザー71は高速の気体でCWMを噴霧
する二流体アトマイザーである。アトマイザー71と同心
円をなすようにして、２次空気ノズル74が配置されてい
る。２次空気ノズル74出口に軸流式の２次空気スワラ72
を有し、２次空気の旋回強度を変える。さらに、２次空
気ノズル74の出口には、保炎板76がある。２次空気ノズ
ル74と同心円をなすようにして、３次空気ノズル75が配
置されている。３次空気ノズル75はレジスタタイプの３
次スワラ73を有し、３次空気の旋回強度を変える。アト
マイザー71の噴霧角αは、例えばＹジエツト型アトマイ
ザーのように20゜〜60゜程度であつて、第１の実施例の
バーナで使用したアトマイザー11の噴霧角より小さく噴
霧の流速は速い。保炎板76は、円板の中心を円形に開け
た開口部を有するドーナツ状の形状をしている。開口部
の直径は、２次空気ノズルの外径より小さくなつてい
る。この保炎板76は２次空気G2の流れ方向が、CWMの噴
霧角より小さくなるようにして、２次空気とCWM噴霧を
良好に混合することを目的としている。
第８図に、第７図で示したバーナによりCWMを燃焼した
時の燃焼特性を示す。第８図の横軸は燃焼用空気全量に
対する２次空気流量の割合である２次空気比λ２であ
る。縦軸は、燃焼灰ガス中のNOx濃度、CO濃度、及び灰
中未燃分である。実験は第１の実施例で示した鎖実験条
件並びにCWM性状で行なつた。実験における空気量配分
は、１次空気が２％であり、２次空気G2と３次空気G3の
配分割合を変化して２次空気空気比λ２を変えた。
時の燃焼特性を示す。第８図の横軸は燃焼用空気全量に
対する２次空気流量の割合である２次空気比λ２であ
る。縦軸は、燃焼灰ガス中のNOx濃度、CO濃度、及び灰
中未燃分である。実験は第１の実施例で示した鎖実験条
件並びにCWM性状で行なつた。実験における空気量配分
は、１次空気が２％であり、２次空気G2と３次空気G3の
配分割合を変化して２次空気空気比λ２を変えた。
実験結果81は、（１），（２）式で定義される３次空気
のスワ−ル数が2.3であり、（３）式で定義される２次
空気のスワ−ル数がの条件で行なつた。第８図から、２
次空気空気比が0.3以上になれば、NOxは低減し、かつま
たCO及び灰中未燃分も低減することがわかる。すなわ
ち、２次空気空気比を0.3以上にすれば、NOxの低減及び
燃焼率の向上を同時に達成できる。第８図は３次空気ス
ワラーのスワ−ル数が2.3の結果であるが、３次空気ス
ワラーのスワ−ル数を0.3から4.5まで変化しても同等の
結果を得ることがでた。
のスワ−ル数が2.3であり、（３）式で定義される２次
空気のスワ−ル数がの条件で行なつた。第８図から、２
次空気空気比が0.3以上になれば、NOxは低減し、かつま
たCO及び灰中未燃分も低減することがわかる。すなわ
ち、２次空気空気比を0.3以上にすれば、NOxの低減及び
燃焼率の向上を同時に達成できる。第８図は３次空気ス
ワラーのスワ−ル数が2.3の結果であるが、３次空気ス
ワラーのスワ−ル数を0.3から4.5まで変化しても同等の
結果を得ることがでた。
第９図は、第７図で示したバーナによつてCWMを燃焼し
た時の燃焼特性を示す。第９図の横軸は２次空気のスワ
−ル数であり、２次空気の旋回強度を示す。縦軸は、燃
焼排ガス中のNOx濃度、CO濃度、及び、灰中未燃物であ
る。実験結果91から、２次空気スワラーのスワ−ル数
は、0.5から1.25の範囲にあれば、良好にNOxを低減でき
ることがわかる。CO及び灰中未燃分に関しては、２次空
気スワラーのスワ−ル数を増加するにしたがつ減少する
傾向にある。しかしながら、CO濃度は高くても20ppm以
下、灰中未燃も高くても４％以下であり、実用上でこの
傾向は問題にならない。２次空気のスワラー数が0.5か
ら1.25の範囲では、２次空気は保炎板76の円形状の開口
部から噴出するまでに、良好にCWM噴霧と混合すること
ができる。さらに、２次空気は保炎板76の円の開部から
噴出し後に、旋回力によつてCWMの噴霧流速を低減する
ことができる。一方、２次空気のスワラー数を1.25以上
にすると、２次空気とCWM噴霧の混合気は、保炎板76の
開口部から噴出した後に、迅速に３次空気G3と混合す
る。すなわち、２次空気の主流G2と３次空気の主流G
3は、バーナの近傍で明瞭に分離されない。このため
に、２次空気スワ−ル数が1.25以上の条件は、NOxが増
加するのである。
た時の燃焼特性を示す。第９図の横軸は２次空気のスワ
−ル数であり、２次空気の旋回強度を示す。縦軸は、燃
焼排ガス中のNOx濃度、CO濃度、及び、灰中未燃物であ
る。実験結果91から、２次空気スワラーのスワ−ル数
は、0.5から1.25の範囲にあれば、良好にNOxを低減でき
ることがわかる。CO及び灰中未燃分に関しては、２次空
気スワラーのスワ−ル数を増加するにしたがつ減少する
傾向にある。しかしながら、CO濃度は高くても20ppm以
下、灰中未燃も高くても４％以下であり、実用上でこの
傾向は問題にならない。２次空気のスワラー数が0.5か
ら1.25の範囲では、２次空気は保炎板76の円形状の開口
部から噴出するまでに、良好にCWM噴霧と混合すること
ができる。さらに、２次空気は保炎板76の円の開部から
噴出し後に、旋回力によつてCWMの噴霧流速を低減する
ことができる。一方、２次空気のスワラー数を1.25以上
にすると、２次空気とCWM噴霧の混合気は、保炎板76の
開口部から噴出した後に、迅速に３次空気G3と混合す
る。すなわち、２次空気の主流G2と３次空気の主流G
3は、バーナの近傍で明瞭に分離されない。このため
に、２次空気スワ−ル数が1.25以上の条件は、NOxが増
加するのである。
第２図の実施例によれば、CWMの噴霧速度を低減し、様
らに、CWM噴霧と２次空気を良好に混合することによつ
て、NOx濃度を効果的に減少することができる。
らに、CWM噴霧と２次空気を良好に混合することによつ
て、NOx濃度を効果的に減少することができる。
本発明によれば、CWMの噴霧の中に２次空気を良好に混
合し、２次空気空気比を0.3以上にすれば、着火をバー
ナ側へ近づけることができるので、良好にNOxを低減す
るとともに燃焼効率を高くすることができる。
合し、２次空気空気比を0.3以上にすれば、着火をバー
ナ側へ近づけることができるので、良好にNOxを低減す
るとともに燃焼効率を高くすることができる。
第１図は本発明の石炭・水スラリーの噴霧に用いるバー
ナの一実施例の断面図、第２図は第１図アトマイザー部
分の断面図、第３図は第２図のII−II線断面図、第４図
は第１図のバーナによるNOx濃度とCO濃度と灰中未燃分
の２次空気空気比による影響を示した特性図、第５図は
第１図のバーナによるNOx濃度とCO濃度と灰中未燃分の
空気比による影響を示した特性図、第６図は第１図のバ
ーナによるNOx濃度とCO濃度と灰中未燃分の２次空気ス
ワラーのスワ−ル数の影響を示した特性図、第７図は本
発明の石炭・水スラリーの噴霧に用いるバーナの他の実
施例を示す断面図、第８図は第７図のバーナによるNOx
濃度とCO濃度と灰中未燃分の２次空気空気比による影響
を示した特性図、第９図は第７図のバーナによるNOx濃
度とCO濃度と灰中未燃分の２次空気スワラーのスワ−ル
数の影響を示した特性図である。 11……アトマイザー、12……２次空気スワラー、13……
３次空気スワラー、14……２次空気ノズル、15……３次
空気ノズル、71……アトマイザー、72……２次空気スワ
ラー、73……３次空気スワラー、74……２次空気ノズ
ル、75……３次空気ノズル、65……保炎板。
ナの一実施例の断面図、第２図は第１図アトマイザー部
分の断面図、第３図は第２図のII−II線断面図、第４図
は第１図のバーナによるNOx濃度とCO濃度と灰中未燃分
の２次空気空気比による影響を示した特性図、第５図は
第１図のバーナによるNOx濃度とCO濃度と灰中未燃分の
空気比による影響を示した特性図、第６図は第１図のバ
ーナによるNOx濃度とCO濃度と灰中未燃分の２次空気ス
ワラーのスワ−ル数の影響を示した特性図、第７図は本
発明の石炭・水スラリーの噴霧に用いるバーナの他の実
施例を示す断面図、第８図は第７図のバーナによるNOx
濃度とCO濃度と灰中未燃分の２次空気空気比による影響
を示した特性図、第９図は第７図のバーナによるNOx濃
度とCO濃度と灰中未燃分の２次空気スワラーのスワ−ル
数の影響を示した特性図である。 11……アトマイザー、12……２次空気スワラー、13……
３次空気スワラー、14……２次空気ノズル、15……３次
空気ノズル、71……アトマイザー、72……２次空気スワ
ラー、73……３次空気スワラー、74……２次空気ノズ
ル、75……３次空気ノズル、65……保炎板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嵐 紀夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 楢戸 清 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 稲田 徹 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 相馬 憲一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 東山 和寿 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 大塚 馨象 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 政井 忠久 広島県呉市宝町６番９号 バブコツク日立 株式会社呉工場内 (56)参考文献 特開 昭56−162311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−71921（ＪＰ，Ａ) 米国特許4519322（ＵＳ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】石炭・水スラリーに噴霧用媒体を衝突させ
て霧化する二流体アトマイザーの外周に同心円状に燃焼
用空気を噴出する空気ノズルを備えた石炭・水スラリー
バーナの噴霧方法において、前記アトマイザーにより石
炭・水スラリーを末拡がり状に噴霧し、前記空気ノズル
を同心円状に２つ設けると共にノズル内出口近傍にスワ
ラを設け、燃焼用空気を１次空気と２次空気及び３次空
気とに分けて該１次空気を石炭・水スラリーの噴霧用媒
体として用い、前記２次空気を前記２つの空気ノズルの
うちの内周側の空気ノズルから旋回流として噴出し前記
３次空気を外周側の空気ノズルから旋回流として噴出
し、前記２次空気の空気比を0.3以上にすると共にその
噴出方向を直進方向又はバーナの中心軸方向に向けるこ
とにより石炭・水スラリーの噴霧角度よりも小さい噴出
角度として石炭・水スラリーの噴霧中に混合させるよう
にしたことを特徴とする石炭・水スラリーバーナの噴霧
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60165796A JPH0721326B2 (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 石炭・水スラリ−バ−ナの噴霧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60165796A JPH0721326B2 (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 石炭・水スラリ−バ−ナの噴霧方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6226413A JPS6226413A (ja) | 1987-02-04 |
| JPH0721326B2 true JPH0721326B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=15819155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60165796A Expired - Lifetime JPH0721326B2 (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 石炭・水スラリ−バ−ナの噴霧方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721326B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266619A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Nippon Steel Corp | 廃棄物ガス化で発生する可燃性ガスの燃焼バーナ |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2791029B2 (ja) * | 1988-02-23 | 1998-08-27 | バブコツク日立株式会社 | 微粉炭バーナ |
| JP5736583B2 (ja) * | 2012-01-30 | 2015-06-17 | バブ日立工業株式会社 | バーナ装置 |
| CN106287691A (zh) * | 2015-05-15 | 2017-01-04 | 四川天法科技有限公司 | 一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器 |
| CN110964573A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-07 | 兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司 | 水煤浆工艺烧嘴装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4519322A (en) | 1984-06-21 | 1985-05-28 | The Babcock & Wilcox Company | Low pressure loss burner for coal-water slurry or fuel oil |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56162311A (en) * | 1980-05-19 | 1981-12-14 | Babcock Hitachi Kk | Burner device |
| JPS5971921A (ja) * | 1982-10-17 | 1984-04-23 | Electric Power Dev Co Ltd | 高濃度スラリ−バ−ナの燃料管のパ−ジ方法 |
-
1985
- 1985-07-29 JP JP60165796A patent/JPH0721326B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4519322A (en) | 1984-06-21 | 1985-05-28 | The Babcock & Wilcox Company | Low pressure loss burner for coal-water slurry or fuel oil |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266619A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Nippon Steel Corp | 廃棄物ガス化で発生する可燃性ガスの燃焼バーナ |
| JP4533203B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2010-09-01 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 廃棄物ガス化で発生する可燃性ガスの燃焼バーナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6226413A (ja) | 1987-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3099109B2 (ja) | 微粉炭バーナ | |
| CN101435585B (zh) | 一种燃气轮机组合式燃油蒸发雾化燃烧装置 | |
| JPH0820047B2 (ja) | 低ＮＯｘ短火炎バーナー | |
| KR100537700B1 (ko) | 미분탄 연소 버너 및 그에 의한 연소 방법 | |
| EP0233680B1 (en) | Method of and apparatus for combusting coal-water mixture | |
| JPH0331604A (ja) | 結合窒素を含む燃料を燃焼させるための方法 | |
| JPH074619A (ja) | 酸素−燃料バーナー機構およびその運転方法 | |
| JP2003021309A (ja) | 多流体噴霧ノズルおよび水添加燃焼方法 | |
| US4014639A (en) | Recirculating vortex burner | |
| KR20000062699A (ko) | 미분탄 연소 버너 및 미분탄 연소 장치 | |
| JPS62172105A (ja) | ＮＯｘを抑制する燃焼方法及び装置 | |
| JPH0550646B2 (ja) | ||
| JPH0721326B2 (ja) | 石炭・水スラリ−バ−ナの噴霧方法 | |
| JPH0635882B2 (ja) | スラリ燃焼用アトマイザ | |
| JP2003172505A (ja) | 内部混合形高圧気流噴霧式燃焼方法並びに油バーナ | |
| JPS6233214A (ja) | 石炭水スラリアトマイザ | |
| JPS62158906A (ja) | 石炭・水スラリ−用低ＮＯ↓ｘ燃焼バ−ナ | |
| JP2510568B2 (ja) | 石炭・水混合燃料の燃焼方法 | |
| JPS63108107A (ja) | 燃料燃焼バ−ナ | |
| JPS6349612A (ja) | 二流体アトマイザ | |
| JPH0480288B2 (ja) | ||
| JPS59195011A (ja) | 微粉炭バ−ナ | |
| JPH0245615Y2 (ja) | ||
| JPH0586524B2 (ja) | ||
| JPS58178109A (ja) | ガス併用の燃料油燃焼方法 |