JPH08178210A - 旋回燃焼火炉用バーナ装置 - Google Patents
旋回燃焼火炉用バーナ装置Info
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- JPH08178210A JPH08178210A JP6322395A JP32239594A JPH08178210A JP H08178210 A JPH08178210 A JP H08178210A JP 6322395 A JP6322395 A JP 6322395A JP 32239594 A JP32239594 A JP 32239594A JP H08178210 A JPH08178210 A JP H08178210A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Abstract
炭の着火・燃焼を安定化させるとともに、水冷管壁の腐
食を抑制すること。 【構成】 微粉炭と1次空気との混合気を燃料濃度の高
い濃混合気と燃料濃度の低い淡混合気とに分割し、火炉
(1)内の仮想円(3)の接線方向に装着された混合気
ノズル(9)の炉心側のポートから濃混合気を、炉壁側
のポートから淡混合気を、それぞれ投入する。また、上
記混合気ノズル(9)と2次空気ノズルとを斜め下向き
に取付ける。
Description
産業用ボイラの燃焼装置に関する。
を示す縦断側面図、図12は上記ボイラの火炉水平断面
図、図13は上記火炉の4隅付近に設けられるバーナ風
箱の1つを示す斜視図である。これらの図はバーナ5段
構成の例を示す。図13において(A)は2次空気専用
のコンパートメントであり、2次空気ノズル(10)が
装着されている。(F)は1次混合気コンパートメント
を示し、混合気ノズル(9)が装着されている。微粉炭
機等より供給された1次混合気は濃淡分離することなし
に混合気ノズル(9)より炉内に投入される。またバー
ナ(2)は一般に図11に矢印で示すように水平に設置
するか、または可動式になっており、可動式の場合、蒸
気温度が低ければ上向き、高ければ下向きにして、蒸気
温度を制御する。水平断面内におけるバーナ(2)の噴
射方向は、図12に示されるように、火炉(1)中心部
の仮想円(3)の接線方向である。これにより、図16
に示されるように、火炉中央部に旋回炎(4)が形成さ
れる。
の例におけるバーナ風箱を示す斜視図、図15は垂直分
配器の構造を例示する縦断面図である。この例では風箱
の燃料または1次混合気コンパートメントが濃混合気コ
ンパートメント(FD)と淡混合気コンパートメント
(FL)に上下方向に分割され、それぞれ濃混合気ノズ
ル(9D)と淡混合気ノズル(9L)が装着されてい
る。1次混合気は垂直分配器により濃淡に分離され、そ
れぞれ濃混合気ノズル(9D)と淡混合気ノズル(9
L)から炉内に投入される。
距離(ノズル先端から着火点迄の距離)との関係を示す
が、これから判るように、低揮発分炭は着火性が低く着
火点距離が長いので、着火不安定現象を起し易い。安定
燃焼を行なわせるためには濃混合気濃度(A/C)を
1.0程度にすることが必要であるが、図5に示される
従来の垂直分配器を用いた濃混合気濃度はA/Cは1.
5以上であり、無煙炭等の低揮発分炭燃焼には着火不安
定の問題が伴う。特に微粉炭機の低負荷運転時は、微粉
炭機出口の混合気濃度は3.5〜4.5にもなり、垂直
分離器出口でも2.0以上となって、熱負荷も低下する
低負荷では着火燃焼が不安定になるので、油等の助燃が
必要となる。
離との関係を示すが、熱負荷が低いと着火点は遠くなり
着火不安定となる。特に低揮発分炭では低負荷時に着火
が不安定となり易い。
になされるから、低負荷時に火炉炉心部に高熱負荷の安
定着火燃焼ゾーンが形成され難い。
イアリングエアを投入する場合、従来は周壁沿いが還元
雰囲気となり、スラグ発生や水冷壁管の腐食を惹起する
可能性がある。
課題を解決するために、次のような旋回燃焼火炉用バー
ナ装置を提案するものである。
炭焚きボイラにおいて、微粉炭と1次空気との混合気を
燃料濃度の高い濃混合気と燃料濃度の低い淡混合気とに
分割し、火炉内の仮想円の接線方向に装着された混合気
ノズルの炉心側のポートから濃混合気を、炉壁側のポー
トから淡混合気を、それぞれ投入するようにしたことを
特徴とする旋回燃焼火炉用バーナ装置。
ルと2次空気ノズルとが斜め下向きに取付けられたこと
を特徴とする旋回燃焼火炉用バーナ装置。
合気ポートと上記淡混合気ポートとが、ほぼ横方向に配
置されたことを特徴とする旋回燃焼火炉用バーナ装置。
気との混合気を燃料濃度の高い濃混合気と燃料濃度の低
い淡混合気とに分割し、混合気ノズルの炉心側のポート
から濃混合気を投入するので、火炉炉心部に高燃焼密度
領域が形成され、それが強力な着火熱源となる。したが
って難燃性の低揮発分炭も安定着火燃焼させることがで
きる。また炉壁側のポートからは淡混合気を投入するの
で、NO x 低減、ボイラ効率向上のために低空気比で運
転する場合でも、火炉周壁側が還元雰囲気になり難く、
したがってスラッグや水冷壁管腐食が発生し難い。
記混合気ノズルと2次空気ノズルとが斜め下向きに取付
けられているので、バーナ部、特に最下段バーナ部の熱
負荷が著しく増大する。したがって難燃性の石炭も最下
段バーナを含み安定に着火燃焼し易い。
記濃混合気のポートと上記淡混合気のポートとが、ほぼ
横方向に配置されているので、バーナ全体の高さを低く
できる。したがってバーナ部の燃焼熱負荷を大きくで
き、更に安定した燃焼が可能となる。
示す縦断側面図、図2は上記ボイラの火炉水平断面図、
図3は上記火炉の4隅付近に設けられるバーナ風箱の1
つを示す斜視図、図4は図3のノズル部の詳細構造を示
す正面図、図5は本実施例で用いられる水平分配器の構
造を示す平面図である。
形成する1旋回炎燃焼の例であり、5段のバーナで構成
されている例である。バーナ風箱(7)は火炉(1)の
4隅またはそれに近い前後壁の4個所に設置され、それ
ら各バーナ風箱(7)にそれぞれ5段のバーナが装着さ
れている。バーナ風箱(7)は図3に示されるように、
11の2次空気の通路に区分され、その各々に風量制御
ダンパ(8)が装備されている。各2次空気通路出口部
は上から順に2次空気コンパートメント(A)と1次混
合気コンパートメント(F)とを交互に形成している。
また図4に示されるように、2次空気コンパートメント
(A)内には2次空気ノズル(10)が設けられ、1次
混合気コンパートメント(F)内には混合気ノズル
(9)が設けられており、その周囲は2次空気ポート
(11)を形成している。更に混合気ノズル(9)に
は、火炉中心側に濃混合気ポート(9D)、火炉壁側に
淡混合気ポート(9L)が、横並びに形成されている。
上記混合気ノズル(9)と2次空気ノズル(10)は、
図1に示されるように斜め下向きに取付けられている。
そしてバーナ入口には、図5に示されるような水平分配
器が設置されている。
られて来た1次混合気は、水平分配器により濃混合気と
淡混合気に分割され、混合気ノズル(9)の濃混合気ポ
ート(9D)と淡混合気ポート(9L)から、図2に示
されるように炉内の仮想円(3)の接線方向にそれぞれ
投入されて燃焼する。4隅4本のバーナ(混合気ノズ
ル)が1台の微粉炭機に接続されている。水平分配器
は、微粉炭管によって搬送されて来る空気/石炭比2.
0〜4.5の混合気を分離し、濃混合気の濃度(1次空
気/石炭重量比)を0.8〜1.2に増加する。
つの混合気に分割し、濃混合気を火炉の炉心側に投入す
るので、炉内の燃焼様相は、図6に示されるように、火
炉中心部に安定した高密度燃焼域が形成される。したが
って難燃性の低揮発分炭等も安定着火燃焼させることが
できる。一方、炉内壁側では燃料濃度の低い淡混合気が
燃焼するので、炉壁沿いに還元雰囲気が発生し難い。し
たがって火炉水冷壁の過剰スラッグ発生が抑止され、ま
た水冷壁管の硫化腐食も防止される。
度が高い程速く、例えば無煙炭等では混合気濃度(1次
空気/石炭重量比)が約1.0近傍で最高となり安定し
た着火燃焼を確保することができる。本実施例では、水
平分配器により濃混合気の濃度を0.8〜1.2に高め
るので、火炉中心部の着火燃焼安定性が更に向上する。
ーナを水平に取付けていたので、火炉内熱負荷分布は図
7中に破線で示されるような曲線となり、下段バーナ部
の熱負荷が極度に低下して、下段バーナの安定着火・燃
焼は困難であったが、本実施例では図7の右側に示され
るように、バーナを斜め下向きに傾斜設置するので、主
燃焼域が下段バーナ側に移り、図7中に実線で示される
ように高熱負荷域が下段バーナ部に位置するようにな
る。その結果、最下段バーナを含み着火と燃焼を安定化
することができる。図8は最下段のバーナ高さの水平断
面における火炉前後壁面の熱負荷分布を示す。点線はバ
ーナを水平に取付けた場合、実線はバーナを斜め下向き
に取付けた場合である。バーナを下向きに取付けること
により、最下段バーナのレベルにおける熱負荷が大幅に
上昇すること、更にバーナを火炉の隅から前後壁(約ク
ォータポイント)に移すことにより、バーナ部熱負荷が
上昇することが、この図から判る。
D)と淡混合気ポート(9L)を横に並列に配置したの
で、燃料コンパートメント(F)と2次空気コンパート
メント(A)の高さが低減される。したがってバーナ部
主燃焼域の熱負荷が増大し、安定着火燃焼を確保し易
い。
箱を設けて火炉内に1つの旋回炎を形成する1旋回炎燃
焼の例であったが、そのような4隅バーナを2組、炉幅
方向に設置し、2つの旋回炎を一つの火炉に形成させる
ようにしてもよい。その場合にはバーナ本数が2倍とな
り、バーナ容量が1/2となるので、大容量バーナで1
旋回燃焼炎を形成する場合よりも着火燃焼の安定性が更
に向上する。
であったが、油、ガス、その他(廃棄物、チップ等)、
石炭以外の燃料を使用するバーナ装置にも本発明を適用
することができる。その場合、微粉炭の場合の混合気に
相当するのが即燃料であって、燃料を非等分(例えば
7:3)に分配するとともに燃料コンパートメントから
投入する2次空気量を等分するか、あるいは燃料を等分
するとともに2次空気量を非等分するかして、濃燃料と
淡燃料とを形成し、濃燃料を炉心側、淡燃料を炉壁側に
投入するのである。
料ノズル内で予め混合して火炉内に投入して燃焼させ
て、いわゆる予混合炎を形成することにより、NOx 発
生量を低減することができる。燃料ノズル内で予混合気
を形成させるためには、燃料ノズルを多孔式とする等、
混合機能を改善する必要がある。この場合、濃燃料炎の
方は火炉内で2次空気と混合するようにする。
度領域が形成されるので、それが強力な着火熱源とな
る。したがって難燃性の低揮発分炭でも安定して着火燃
焼させることができる。またNOx 低減、ボイラ効率向
上のために低空気比運転する場合でも、火炉周壁側が還
元雰囲気になり難く、したがってスラッグ発生や水冷壁
管腐食が抑制される。
バーナ部の熱負荷が著しく増大するので、この点からも
難燃性の石炭が最下段バーナを含み安定して着火燃焼す
る。
ポートを横に配置すれば、バーナ全体の高さを低くでき
るので、バーナ部燃焼熱負荷が増大し、一層の安定燃焼
が可能となる。
す縦断側面図である。
ナ風箱の1つを示す斜視図である。
である。
造を示す平面図である。
示す図である。
ある。
す図である。
関係を示す図である。
係を示す図である。
す縦断側面図である。
ある。
るバーナ風箱の1つを示す斜視図である。
おけるバーナ風箱を示す斜視図である。
配器の構造を例示する縦断面図である。
焼様相を示す図である。
トメント) (FD) 濃混合気コンパートメント (FL) 淡混合気コンパートメント (1) 火炉 (2) バーナ (3) 仮想円 (4) 旋回炎 (7) バーナ風箱 (8) 風量制御ダンパ (9) 混合気ノズル (9D) 濃混合気ポート(ノズル) (9L) 淡混合気ポート(ノズル) (10) 2次空気ノズル (11) 2次空気ポート
Claims (3)
- 【請求項1】 火炉中心部に旋回炎を形成する微粉炭焚
きボイラにおいて、微粉炭と1次空気との混合気を燃料
濃度の高い濃混合気と燃料濃度の低い淡混合気とに分割
し、火炉内の仮想円の接線方向に装着された混合気ノズ
ルの炉心側のポートから濃混合気を、炉壁側のポートか
ら淡混合気を、それぞれ投入するようにしたことを特徴
とする旋回燃焼火炉用バーナ装置。 - 【請求項2】 上記混合気ノズルと2次空気ノズルとが
斜め下向きに取付けられたことを特徴とする請求項1記
載の旋回燃焼火炉用バーナ装置。 - 【請求項3】 上記濃混合気ポートと上記淡混合気ポー
トとが、ほぼ横方向に配置されたことを特徴とする請求
項1記載の旋回燃焼火炉用バーナ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6322395A JPH08178210A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 旋回燃焼火炉用バーナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6322395A JPH08178210A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 旋回燃焼火炉用バーナ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08178210A true JPH08178210A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18143190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6322395A Pending JPH08178210A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 旋回燃焼火炉用バーナ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08178210A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-12-26 JP JP6322395A patent/JPH08178210A/ja active Pending
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