JPH08312917A - 低NOx微粉炭燃焼方法および装置 - Google Patents
低NOx微粉炭燃焼方法および装置Info
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- JPH08312917A JPH08312917A JP12269395A JP12269395A JPH08312917A JP H08312917 A JPH08312917 A JP H08312917A JP 12269395 A JP12269395 A JP 12269395A JP 12269395 A JP12269395 A JP 12269395A JP H08312917 A JPH08312917 A JP H08312917A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バーナノズル出口における微粉炭濃度を均一
化し、着火と火炎輝度の安定性を向上させることができ
る低NOx微粉炭燃焼方法を提供する。 【構成】 石炭粉砕ミルで粉砕された微粉炭を1次空気
とともに送炭管1により搬送し、これをベンド通路(バ
ーナ入口曲がり部分)2とこれに続く筒状ノズル部(隔
壁を有するダクト)12からなる微粉炭ノズル4を介し
て火炉86内に噴射して燃焼させる低NOx微粉炭燃焼
方法において、ベンド通路2とこれに続く筒状ノズル部
12の内部通路を水平方向に2分割する隔壁11および
13を介して微粉炭と1次空気の混合流14を二つの分
割流路に分流させるとともに旋回流とし、その後、両分
流を合体させて微粉炭ノズル出口端部から火炉86内に
噴射して燃焼させる。
化し、着火と火炎輝度の安定性を向上させることができ
る低NOx微粉炭燃焼方法を提供する。 【構成】 石炭粉砕ミルで粉砕された微粉炭を1次空気
とともに送炭管1により搬送し、これをベンド通路(バ
ーナ入口曲がり部分)2とこれに続く筒状ノズル部(隔
壁を有するダクト)12からなる微粉炭ノズル4を介し
て火炉86内に噴射して燃焼させる低NOx微粉炭燃焼
方法において、ベンド通路2とこれに続く筒状ノズル部
12の内部通路を水平方向に2分割する隔壁11および
13を介して微粉炭と1次空気の混合流14を二つの分
割流路に分流させるとともに旋回流とし、その後、両分
流を合体させて微粉炭ノズル出口端部から火炉86内に
噴射して燃焼させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低NOx微粉炭燃焼方
法および装置に係り、特に低NOx燃焼が要求される微
粉炭燃焼において超低NOx安定燃焼に好適な低NOx
微粉炭燃焼方法および装置に関するものである。
法および装置に係り、特に低NOx燃焼が要求される微
粉炭燃焼において超低NOx安定燃焼に好適な低NOx
微粉炭燃焼方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のボイラ等に用いられる微粉炭燃焼
システムには、分級機を内蔵した微粉炭機(以下、ミル
と称す)で石炭を粉砕し、分級により所定の大きさ以下
の微粉を搬送用空気でバーナ部へ直接供給する燃焼シス
テムが実用化されている。この微粉炭燃焼システムの低
NOx化技術としては、2段燃焼法(エアステージン
グ)が代表的である。この2段燃焼法には外部式と内部
式があり、外部式は燃焼炉のバーナゾーンでの空気比
(燃料に対する必要空気の割合で1が量論的当量)を1
以下の燃料リッチな条件に保つことで生成NOxを還元
し低NOx化を図り、未燃焼燃料については、バーナゾ
ーン後流に設置されている空気投入孔から空気を投入
し、完全に燃焼させる方式である。また内部式2段燃焼
法とは、バーナの2次、3次空気に旋回をかけて、1次
空気のみで着火燃焼している微粉炭流との混合を遅らせ
るバーナゾーンでの2段燃焼法であり、例えば微粉炭低
NOxバーナ(実開昭60−176315号公報、特開
昭62−172105号公報)で実用化されている。
システムには、分級機を内蔵した微粉炭機(以下、ミル
と称す)で石炭を粉砕し、分級により所定の大きさ以下
の微粉を搬送用空気でバーナ部へ直接供給する燃焼シス
テムが実用化されている。この微粉炭燃焼システムの低
NOx化技術としては、2段燃焼法(エアステージン
グ)が代表的である。この2段燃焼法には外部式と内部
式があり、外部式は燃焼炉のバーナゾーンでの空気比
(燃料に対する必要空気の割合で1が量論的当量)を1
以下の燃料リッチな条件に保つことで生成NOxを還元
し低NOx化を図り、未燃焼燃料については、バーナゾ
ーン後流に設置されている空気投入孔から空気を投入
し、完全に燃焼させる方式である。また内部式2段燃焼
法とは、バーナの2次、3次空気に旋回をかけて、1次
空気のみで着火燃焼している微粉炭流との混合を遅らせ
るバーナゾーンでの2段燃焼法であり、例えば微粉炭低
NOxバーナ(実開昭60−176315号公報、特開
昭62−172105号公報)で実用化されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の外部および内部
2段燃焼法の併用による低NOx技術により、ボイラ出
口でのNOx排出量が100〜150ppm前後(燃料
比=固定炭素/揮発分の値が2、石炭中N分1.5%の
基準炭で、灰中未燃分5%以下)まで下げられるように
なった。
2段燃焼法の併用による低NOx技術により、ボイラ出
口でのNOx排出量が100〜150ppm前後(燃料
比=固定炭素/揮発分の値が2、石炭中N分1.5%の
基準炭で、灰中未燃分5%以下)まで下げられるように
なった。
【0004】しかしながら、環境対策としての燃焼排ガ
スに含まれるNOx排出量の規制は厳しくなる一方で、
ボイラ出口NOx排出濃度も100ppm以下の低い値
が要求される。これに加えて石炭の輸入依存度が100
%に近い我が国では炭種によらず安定した低NOx化の
技術の確立は必要不可欠である。NOx排出量100p
pm以下の低NOx対策としては、バーナ部での内部2
段燃焼法のさらなる強化をねらって、微粉炭を搬送して
いる1次空気の流れの中に保炎器を設置し着火保炎を強
化する方法、ボイラ燃焼システムのミルからバーナへ搬
送する途中で、微粉炭を微粒粉と粗粒粉に分級し、さら
に空気と排ガスの混合ガスで微粒粉を搬送する燃焼装置
など未公知の方法が提案されている。これらの方法は、
バーナ出口部分における着火保炎を強化して、高温還元
領域を時間的にも空間的にも拡大しようとする意図があ
り、このレベルでは同一の発想である。
スに含まれるNOx排出量の規制は厳しくなる一方で、
ボイラ出口NOx排出濃度も100ppm以下の低い値
が要求される。これに加えて石炭の輸入依存度が100
%に近い我が国では炭種によらず安定した低NOx化の
技術の確立は必要不可欠である。NOx排出量100p
pm以下の低NOx対策としては、バーナ部での内部2
段燃焼法のさらなる強化をねらって、微粉炭を搬送して
いる1次空気の流れの中に保炎器を設置し着火保炎を強
化する方法、ボイラ燃焼システムのミルからバーナへ搬
送する途中で、微粉炭を微粒粉と粗粒粉に分級し、さら
に空気と排ガスの混合ガスで微粒粉を搬送する燃焼装置
など未公知の方法が提案されている。これらの方法は、
バーナ出口部分における着火保炎を強化して、高温還元
領域を時間的にも空間的にも拡大しようとする意図があ
り、このレベルでは同一の発想である。
【0005】しかし、扱っている燃料が微粉炭であるこ
とから、バーナ出口部分における燃焼条件(局所空気比
〔空気/燃料の比率〕)が均一になりにくい。したがっ
て、小型装置による実験では低NOxが図れるのに対し
て、実機等にスケールアップして予想した性能が出ない
場合には、このようなことが原因であるケースもある。
局所空気比が設定値にならない原因としては、空気流量
のアンバランス等が原因の場合もあるが、主に微粉炭の
偏流が原因である場合が多い。
とから、バーナ出口部分における燃焼条件(局所空気比
〔空気/燃料の比率〕)が均一になりにくい。したがっ
て、小型装置による実験では低NOxが図れるのに対し
て、実機等にスケールアップして予想した性能が出ない
場合には、このようなことが原因であるケースもある。
局所空気比が設定値にならない原因としては、空気流量
のアンバランス等が原因の場合もあるが、主に微粉炭の
偏流が原因である場合が多い。
【0006】図8は、微粉炭燃焼装置(以下、単にバー
ナということがある)が適用される、微粉炭焚きボイラ
の系統図である。図において燃料である石炭は、石炭バ
ンカ81に一時貯蔵された後にミル82で粉砕されて微
粉炭に加工される。一方、この微粉炭をバーナまで搬送
する1次空気は、PAF(Primary AirFa
n)83によって加圧された後に、ボイラ出口部分に設
けられた熱交換器84で高温の燃焼排ガスと熱交換され
て、約300℃まで昇温された後にミルに送られる。こ
の1次空気はミル内部で石炭の付着水分を蒸発した後に
微粉炭とともに送炭管1によりバーナ85まで送られ
る。バーナ入口部分における1次空気温度は約80℃ま
で低下する。
ナということがある)が適用される、微粉炭焚きボイラ
の系統図である。図において燃料である石炭は、石炭バ
ンカ81に一時貯蔵された後にミル82で粉砕されて微
粉炭に加工される。一方、この微粉炭をバーナまで搬送
する1次空気は、PAF(Primary AirFa
n)83によって加圧された後に、ボイラ出口部分に設
けられた熱交換器84で高温の燃焼排ガスと熱交換され
て、約300℃まで昇温された後にミルに送られる。こ
の1次空気はミル内部で石炭の付着水分を蒸発した後に
微粉炭とともに送炭管1によりバーナ85まで送られ
る。バーナ入口部分における1次空気温度は約80℃ま
で低下する。
【0007】図9と図10は、このような微粉炭焚きボ
イラ装置に適用される従来バーナの断面構造を示した。
それぞれバーナ中心軸10に対して半断面部分を表示し
たので、バーナの下半分の空気供給装置は省略されてい
る。図9は、2次空気22と3次空気23の流路出口2
2a、23aが隣接したバーナ断面である。一方、図1
0は、2次空気22と3次空気23の流路出口22a、
23aが離れたバーナ断面であり、燃焼用空気がバーナ
中心から離して投入されるので、バーナ近傍における還
元領域が拡大するために低NOx化が図れる。すなわち
図10は、図9のバーナをさらに低NOx用に改良した
ものである。
イラ装置に適用される従来バーナの断面構造を示した。
それぞれバーナ中心軸10に対して半断面部分を表示し
たので、バーナの下半分の空気供給装置は省略されてい
る。図9は、2次空気22と3次空気23の流路出口2
2a、23aが隣接したバーナ断面である。一方、図1
0は、2次空気22と3次空気23の流路出口22a、
23aが離れたバーナ断面であり、燃焼用空気がバーナ
中心から離して投入されるので、バーナ近傍における還
元領域が拡大するために低NOx化が図れる。すなわち
図10は、図9のバーナをさらに低NOx用に改良した
ものである。
【0008】図9と図10に示す従来のバーナでは、微
粉炭ノズル入口部分の曲がり部分2に分散板91が設置
されている。分散板91は送炭管内部で偏流した微粉炭
を分散させるための構造物である。分散板91に衝突し
た微粉炭粒子は分散して、ノズル出口部分に送られる。
しかし、このような従来バーナにおいて、分散板91に
よる微粉炭の分散は充分でなかったために、ノズル内部
にベンチュリ(絞り部分)92が設置され、さらなる粒
子分散効果を得るような構造がとられていた。しかし、
これら分散板とベンチュリの構成では充分な分散効果が
得られないことが実験的にわかってきた。なぜなら、こ
の分散板とベンチュリ部分における圧力損失は100mm
Aq以下であり、一度偏流し、凝集した粒子群を分散さ
せるだけのエネルギーが与えられないからである。近年
ボイラ効率の向上のために補機動力の低減が実施されて
おり、1次空気のバーナ部分における圧力損失の増加は
現状では考えられない。
粉炭ノズル入口部分の曲がり部分2に分散板91が設置
されている。分散板91は送炭管内部で偏流した微粉炭
を分散させるための構造物である。分散板91に衝突し
た微粉炭粒子は分散して、ノズル出口部分に送られる。
しかし、このような従来バーナにおいて、分散板91に
よる微粉炭の分散は充分でなかったために、ノズル内部
にベンチュリ(絞り部分)92が設置され、さらなる粒
子分散効果を得るような構造がとられていた。しかし、
これら分散板とベンチュリの構成では充分な分散効果が
得られないことが実験的にわかってきた。なぜなら、こ
の分散板とベンチュリ部分における圧力損失は100mm
Aq以下であり、一度偏流し、凝集した粒子群を分散さ
せるだけのエネルギーが与えられないからである。近年
ボイラ効率の向上のために補機動力の低減が実施されて
おり、1次空気のバーナ部分における圧力損失の増加は
現状では考えられない。
【0009】偏流した微粉炭粒子群は、ノズル出口部分
において局所的に(ノズル出口部分の周方向で1個所)
高濃度領域を形成させるために着火が不安定になる。ま
た火炎輝度にむらができることから、火炎検出器の出力
が低下して、失火信号につながる誤信号を出し易くなる
という問題がある。本発明の目的は、上記先行技術の問
題点を解決し、バーナノズル出口における微粉炭濃度を
均一化し、着火と火炎輝度の安定性を向上させることが
できる低NOx微粉炭燃焼方法および装置を提供するこ
とにある。
において局所的に(ノズル出口部分の周方向で1個所)
高濃度領域を形成させるために着火が不安定になる。ま
た火炎輝度にむらができることから、火炎検出器の出力
が低下して、失火信号につながる誤信号を出し易くなる
という問題がある。本発明の目的は、上記先行技術の問
題点を解決し、バーナノズル出口における微粉炭濃度を
均一化し、着火と火炎輝度の安定性を向上させることが
できる低NOx微粉炭燃焼方法および装置を提供するこ
とにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求される発明は以下のとおりである。 (1)石炭粉砕ミルで粉砕された微粉炭を1次空気とと
もに燃料パイプにより搬送し、これをベンド通路とこれ
に続く筒状ノズル部よりなる微粉炭ノズルを介して火炉
内に噴射して燃焼させる微粉炭燃焼方法において、上記
ベンド通路とこれに続く筒状ノズル部に設けられ内部通
路を水平方向に左右に分割する隔壁を介して、上記微粉
炭と1次空気の混合流を各分割通路に分流させるととも
に旋回流となし、その後両分流を合体させ微粉炭ノズル
出口端部から火炉内に噴射して燃焼させることを特徴と
する低NOx微粉炭燃焼方法。
本願で特許請求される発明は以下のとおりである。 (1)石炭粉砕ミルで粉砕された微粉炭を1次空気とと
もに燃料パイプにより搬送し、これをベンド通路とこれ
に続く筒状ノズル部よりなる微粉炭ノズルを介して火炉
内に噴射して燃焼させる微粉炭燃焼方法において、上記
ベンド通路とこれに続く筒状ノズル部に設けられ内部通
路を水平方向に左右に分割する隔壁を介して、上記微粉
炭と1次空気の混合流を各分割通路に分流させるととも
に旋回流となし、その後両分流を合体させ微粉炭ノズル
出口端部から火炉内に噴射して燃焼させることを特徴と
する低NOx微粉炭燃焼方法。
【0011】(2)微粉炭を空気とともに搬送する燃料
パイプと、この燃料パイプの出口端部に接続されるベン
ド通路部およびこのベンド通路部に接続され該通路から
の微粉炭と空気の混合流を受入れ、これを火炉内に噴射
する筒状ノズル部とからなる微粉炭ノズルと、この微粉
炭ノズル出口端に設けた保炎器と、該保炎器外側に設け
た燃焼用空気供給口とを備えた微粉炭用燃焼装置におい
て、前記ベンド通路部に該通路を水平方向に左右に分割
する分割隔壁を設けたことを特徴とする低NOx微粉炭
燃焼装置。
パイプと、この燃料パイプの出口端部に接続されるベン
ド通路部およびこのベンド通路部に接続され該通路から
の微粉炭と空気の混合流を受入れ、これを火炉内に噴射
する筒状ノズル部とからなる微粉炭ノズルと、この微粉
炭ノズル出口端に設けた保炎器と、該保炎器外側に設け
た燃焼用空気供給口とを備えた微粉炭用燃焼装置におい
て、前記ベンド通路部に該通路を水平方向に左右に分割
する分割隔壁を設けたことを特徴とする低NOx微粉炭
燃焼装置。
【0012】(3)石炭粉砕ミルから微粉炭を1次空気
とともに搬送する燃料パイプと、この燃料パイプの出口
端部に接続されるベンド通路部およびこのベンド通路部
に接続され該通路部からの微粉炭と1次空気の混合物を
受入れ、これを火炉内に噴射する筒状ノズル部とからな
る微粉炭ノズルと、該微粉炭ノズル出口端に設けた保炎
器と、該保炎器外側に設けた燃焼用空気供給口とを備え
た微粉炭用燃焼装置において、前記ベンド通路部、およ
びこれに続く筒状ノズル部の上流部に、それら通路内を
水平方向に左右ほぼ対称に分割する分割隔壁を設け、か
つ該分割隔壁と微粉炭ノズル内壁との接合部になめらか
な曲率構造部を設けたことを特徴とする低NOx微粉炭
燃焼装置。
とともに搬送する燃料パイプと、この燃料パイプの出口
端部に接続されるベンド通路部およびこのベンド通路部
に接続され該通路部からの微粉炭と1次空気の混合物を
受入れ、これを火炉内に噴射する筒状ノズル部とからな
る微粉炭ノズルと、該微粉炭ノズル出口端に設けた保炎
器と、該保炎器外側に設けた燃焼用空気供給口とを備え
た微粉炭用燃焼装置において、前記ベンド通路部、およ
びこれに続く筒状ノズル部の上流部に、それら通路内を
水平方向に左右ほぼ対称に分割する分割隔壁を設け、か
つ該分割隔壁と微粉炭ノズル内壁との接合部になめらか
な曲率構造部を設けたことを特徴とする低NOx微粉炭
燃焼装置。
【0013】(4)前記分割隔壁で分離された、筒状ノ
ズル部の2つの流路の出口部を入口部に対して前記筒状
ノズル部の同一周方向にそれぞれ90度変位さたことを
ことを特徴とする(3)記載の低NOx微粉炭燃焼装
置。
ズル部の2つの流路の出口部を入口部に対して前記筒状
ノズル部の同一周方向にそれぞれ90度変位さたことを
ことを特徴とする(3)記載の低NOx微粉炭燃焼装
置。
【0014】
【作用】本発明では、微粉炭ノズルの入口ベンド部や、
それに続く筒状ノズル部に分割隔壁手段を設けたので、
微粉炭ノズルに流入した微粉炭と1次空気の混合流は分
割されて2つの渦流となって分流し、筒状ノズル部の分
割隔壁のない後流域で合体し、微粉炭濃度が均一化され
て火炉に噴射されるので、着火の安定と輝度むらのない
低NOx微粉炭燃焼が達成される。
それに続く筒状ノズル部に分割隔壁手段を設けたので、
微粉炭ノズルに流入した微粉炭と1次空気の混合流は分
割されて2つの渦流となって分流し、筒状ノズル部の分
割隔壁のない後流域で合体し、微粉炭濃度が均一化され
て火炉に噴射されるので、着火の安定と輝度むらのない
低NOx微粉炭燃焼が達成される。
【0015】
【実施例】図4に、微粉炭バーナ部と燃焼用空気として
2次空気と3次空気に旋回をかけて供給するエアレジス
タ部とを組合わせた本発明になるバーナ構造を示した。
図1は、図4に示した微粉炭バーナ85の微粉炭ノズル
4の入口部分、送炭管1の軸方向断面図、図2は、図1
における曲がり部分2のII−II線断面構造を示した図で
ある。
2次空気と3次空気に旋回をかけて供給するエアレジス
タ部とを組合わせた本発明になるバーナ構造を示した。
図1は、図4に示した微粉炭バーナ85の微粉炭ノズル
4の入口部分、送炭管1の軸方向断面図、図2は、図1
における曲がり部分2のII−II線断面構造を示した図で
ある。
【0016】図2において、ベンド部、すなわちバーナ
入口の曲がり部分2に流入する1次空気流速は分布を持
っており、当然管の中心部分の流速が高い。この曲がり
部分において管の中心に流路を左右に2分割するための
バーナノズル入口部隔壁11が垂直に設けられている。
この壁の効果で流れは左右に2分割され、2つの渦が形
成される。渦の方向は時計回りと反時計回りで各々が逆
回転となる。さらにこの渦が破壊されにくいように、こ
の後流に各々の流路を左右に分割する隔壁を有するダク
ト12が設けられている(図1)。図3は、隔壁を有す
るダクト12のIII −III 線断面構造である。このダク
トの構造は微粉炭がたまりにくいように、円形または楕
円の流路断面形状であり、2つの流路を持つ構造となっ
ている。このようなバーナにおいて微粉炭は送炭管1を
介し1次空気によってバーナ85まで搬送され、バーナ
入口の曲がり部分2に設けた垂直2等分隔壁11で2等
分されるとともにそれぞれに旋回がかけられた後に、垂
直2等分隔壁13を有する微粉炭送給用ダクト12内を
2つの渦流となって送給され、微粉炭ノズル4の先端に
設けた保炎器3で着火されて炉内に噴出される。
入口の曲がり部分2に流入する1次空気流速は分布を持
っており、当然管の中心部分の流速が高い。この曲がり
部分において管の中心に流路を左右に2分割するための
バーナノズル入口部隔壁11が垂直に設けられている。
この壁の効果で流れは左右に2分割され、2つの渦が形
成される。渦の方向は時計回りと反時計回りで各々が逆
回転となる。さらにこの渦が破壊されにくいように、こ
の後流に各々の流路を左右に分割する隔壁を有するダク
ト12が設けられている(図1)。図3は、隔壁を有す
るダクト12のIII −III 線断面構造である。このダク
トの構造は微粉炭がたまりにくいように、円形または楕
円の流路断面形状であり、2つの流路を持つ構造となっ
ている。このようなバーナにおいて微粉炭は送炭管1を
介し1次空気によってバーナ85まで搬送され、バーナ
入口の曲がり部分2に設けた垂直2等分隔壁11で2等
分されるとともにそれぞれに旋回がかけられた後に、垂
直2等分隔壁13を有する微粉炭送給用ダクト12内を
2つの渦流となって送給され、微粉炭ノズル4の先端に
設けた保炎器3で着火されて炉内に噴出される。
【0017】本発明では、2つの渦形成によって、バー
ナ入口で局所濃縮した微粉炭噴流を2つの噴流に分割し
て渦を発生させ、こられの渦の干渉によって分散効果を
得る。この分散効果が充分でない場合でもバーナのノズ
ル出口部分において2つの高濃度噴流が形成されること
から、高濃度噴流が1つしか生成されない従来バーナと
比較すると着火の安定化と輝度むらの低減が図れる。
ナ入口で局所濃縮した微粉炭噴流を2つの噴流に分割し
て渦を発生させ、こられの渦の干渉によって分散効果を
得る。この分散効果が充分でない場合でもバーナのノズ
ル出口部分において2つの高濃度噴流が形成されること
から、高濃度噴流が1つしか生成されない従来バーナと
比較すると着火の安定化と輝度むらの低減が図れる。
【0018】本実施例において、ベンド部2のみに分割
隔壁を設けても微粉炭の均一分散効果が向上する。図5
は、本発明の他の実施例を示す図であり、このバーナ
は、図4とほぼ同じ構造であるが、燃焼用空気のうち2
次空気22と3次空気23の流路を半径方向に拡大した
構造を有するものである。このバーナでは、燃料と空気
の混合時間が遅れることから、バーナ中心部分の還元領
域の拡大が図られることになり、低NOxにはさらなる
効果が期待できる。
隔壁を設けても微粉炭の均一分散効果が向上する。図5
は、本発明の他の実施例を示す図であり、このバーナ
は、図4とほぼ同じ構造であるが、燃焼用空気のうち2
次空気22と3次空気23の流路を半径方向に拡大した
構造を有するものである。このバーナでは、燃料と空気
の混合時間が遅れることから、バーナ中心部分の還元領
域の拡大が図られることになり、低NOxにはさらなる
効果が期待できる。
【0019】図4および図5に示すように、本発明にお
いてはダクト12内に設ける隔壁はダクト上流域のみに
設け、ダクト12の後流域では左右に分割された2つの
渦流を合流させ濃度分布を均一化させたのち、出口端か
ら炉内に噴射するようにしている。図11および図12
は、それぞれ図4の微粉炭バーナおよび本発明の別の実
施例バーナの隔壁を有するダクト構造において分割流路
構造をわかり易く表示するために2枚の板(フランジ)
に円筒形状の管が2本つながった構造として示した図で
ある。
いてはダクト12内に設ける隔壁はダクト上流域のみに
設け、ダクト12の後流域では左右に分割された2つの
渦流を合流させ濃度分布を均一化させたのち、出口端か
ら炉内に噴射するようにしている。図11および図12
は、それぞれ図4の微粉炭バーナおよび本発明の別の実
施例バーナの隔壁を有するダクト構造において分割流路
構造をわかり易く表示するために2枚の板(フランジ)
に円筒形状の管が2本つながった構造として示した図で
ある。
【0020】図12のバーナは、図11と異なり、ダク
ト入口部分において水平に並んでいる2つの流路が、ダ
クト出口部分において90度だけダクトの周方向に変位
している。図12のように、ダクト入口部分において水
平に並んでいる2つの流路が、ダクト出口部分において
90度だけダクトの周方向に変位している場合にはダク
ト内の2つの流路において局所的に微粉炭濃度の高い噴
流が生じても、これがその出口部分で合体するのを防止
する効果がある。
ト入口部分において水平に並んでいる2つの流路が、ダ
クト出口部分において90度だけダクトの周方向に変位
している。図12のように、ダクト入口部分において水
平に並んでいる2つの流路が、ダクト出口部分において
90度だけダクトの周方向に変位している場合にはダク
ト内の2つの流路において局所的に微粉炭濃度の高い噴
流が生じても、これがその出口部分で合体するのを防止
する効果がある。
【0021】以下、この理由について詳述する。送炭管
内部の微粉炭の流れは、局所的には高濃度な流れが形成
されている場合が多い。これはミル出口部分から種々の
流路を経由してバーナまで送られてくるが、配管の曲が
り部分において粒子に加速度が加わることから、偏流が
避けられないからである。
内部の微粉炭の流れは、局所的には高濃度な流れが形成
されている場合が多い。これはミル出口部分から種々の
流路を経由してバーナまで送られてくるが、配管の曲が
り部分において粒子に加速度が加わることから、偏流が
避けられないからである。
【0022】したがって、バーナ入口部分において局所
的に高濃度な微粉炭噴流が形成されている。このような
状態で隔壁によって2つの旋回噴流(渦)を発生させて
も、やはり2つの筋状の高濃度旋回流が生成されると考
えられる。この際問題になるのは、バーナ出口部分にお
ける濃度むらである。高濃度領域が1個所に集約される
現象を避けなければならないが、渦の状態は一定ではな
いことから、バーナ出口部分において2つの筋状の噴流
が形成される可能性もあるが、高濃度領域が合体するこ
とも考えられる。これは、1次空気流量がバーナ負荷と
ともに変わることが原因である。
的に高濃度な微粉炭噴流が形成されている。このような
状態で隔壁によって2つの旋回噴流(渦)を発生させて
も、やはり2つの筋状の高濃度旋回流が生成されると考
えられる。この際問題になるのは、バーナ出口部分にお
ける濃度むらである。高濃度領域が1個所に集約される
現象を避けなければならないが、渦の状態は一定ではな
いことから、バーナ出口部分において2つの筋状の噴流
が形成される可能性もあるが、高濃度領域が合体するこ
とも考えられる。これは、1次空気流量がバーナ負荷と
ともに変わることが原因である。
【0023】すなわち図11においてバーナ出口部分の
高濃度噴流は、図中において同じ番号の個所に集まる場
合が考えられる。例えば1vs1、2vs2、3vs
3、4vs4になり、2vs2の位置に高濃度噴流が来
た場合、高濃度噴流が合体する。しかしながら、図12
に示したように2本の管の出口部の位置を入口部に対し
てノズルの周方向に90度回転した構成とすることによ
り1vs1、2vs2、3vs3、4vs4でも噴流が
隣接せずに衝突や合体する現象を避けることができる。
従って、微粉炭の分散効果がより向上し、着火の安定化
と輝度むらを低減する効果がより促進される。
高濃度噴流は、図中において同じ番号の個所に集まる場
合が考えられる。例えば1vs1、2vs2、3vs
3、4vs4になり、2vs2の位置に高濃度噴流が来
た場合、高濃度噴流が合体する。しかしながら、図12
に示したように2本の管の出口部の位置を入口部に対し
てノズルの周方向に90度回転した構成とすることによ
り1vs1、2vs2、3vs3、4vs4でも噴流が
隣接せずに衝突や合体する現象を避けることができる。
従って、微粉炭の分散効果がより向上し、着火の安定化
と輝度むらを低減する効果がより促進される。
【0024】図6と図7にバーナ入口部分のベンド部構
造を通常の管状ダクトの曲がり構造、すなわちエルボ構
造6にしたさらに別の実施例構造を示した。図6および
図7のベンド部構造は、単純なエルボに加えて流路を分
割する隔壁11が形成されている。図6は、従来バーナ
にエルボ構造の渦発生装置を取付けた例であり、図7
は、図6をさらに低NOx化対策したもので、燃焼用空
気をバーナ中心から離して投入するバーナに、図6と同
様エルボ構造の渦発生装置を取付けた例を示す。これら
のバーナは、図1、図2で示した分散板を使用したベン
ド部構造のバーナの効果に加え、構造が単純であること
から製作費用が安価であることに加えて摩耗時の交換も
容易である。
造を通常の管状ダクトの曲がり構造、すなわちエルボ構
造6にしたさらに別の実施例構造を示した。図6および
図7のベンド部構造は、単純なエルボに加えて流路を分
割する隔壁11が形成されている。図6は、従来バーナ
にエルボ構造の渦発生装置を取付けた例であり、図7
は、図6をさらに低NOx化対策したもので、燃焼用空
気をバーナ中心から離して投入するバーナに、図6と同
様エルボ構造の渦発生装置を取付けた例を示す。これら
のバーナは、図1、図2で示した分散板を使用したベン
ド部構造のバーナの効果に加え、構造が単純であること
から製作費用が安価であることに加えて摩耗時の交換も
容易である。
【0025】
【発明の効果】本発明になる低NOx微粉炭燃焼装置に
よれば、通常の微粉炭バーナでなし得なかった火炎の安
定化が図られる。バーナ出口部分において、微粉炭濃度
偏差が縮小されることから、微粉炭バーナで着火不良か
ら生じ易い火炎検出器の出力低下現象を抑制することが
できる。
よれば、通常の微粉炭バーナでなし得なかった火炎の安
定化が図られる。バーナ出口部分において、微粉炭濃度
偏差が縮小されることから、微粉炭バーナで着火不良か
ら生じ易い火炎検出器の出力低下現象を抑制することが
できる。
【0026】したがって、火炎検出器の誤検出で生じる
失火遮断のプロセスを最小限に抑えることができること
から、バーナの信頼性の向上につながる。
失火遮断のプロセスを最小限に抑えることができること
から、バーナの信頼性の向上につながる。
【図1】本発明の実施例になる微粉炭焚き低NOxバー
ナの入口部分送炭管の軸方向断面図。
ナの入口部分送炭管の軸方向断面図。
【図2】図1で示す実施例のII−II部分の流路断面図。
【図3】図1で示す実施例のIII −III 部分の流路断面
図。
図。
【図4】本発明の微粉炭焚き低NOxバーナの実施例断
面図。
面図。
【図5】本発明の微粉炭焚き低NOxバーナの他の実施
例断面図。
例断面図。
【図6】その他の実施例図。
【図7】その他の実施例図。
【図8】微粉炭焚きボイラの燃焼系統図。
【図9】従来バーナの断面図。
【図10】他の従来バーナの断面図。
【図11】本発明の実施例になる微粉炭焚き低NOxバ
ーナの分割流路図。
ーナの分割流路図。
【図12】本発明の他の実施例になる微粉炭焚き低NO
xバーナの分割流路図。
xバーナの分割流路図。
1…送炭管、2…バーナ入口曲がり部分、3…保炎器、
4…微粉炭ノズル、5…油起動バーナ、6…エルボ、1
1…バーナ入口部隔壁、12…隔壁を有するダクト、1
3…バーナ出口部隔壁、14…微粉炭+1次空気流、1
5…時計方向回り渦、16…反時計方向回り渦、17…
2次空気エアレジスタ、18…3次空気エアレジスタ、
19…空気流量調整ダンパ、81…石炭バンカ、82…
ミル、83…1次空気送風機、84…空気加熱用熱交換
器、85…バーナ、86…火炉、87…風箱、91…分
散板、92…ベンチュリー。
4…微粉炭ノズル、5…油起動バーナ、6…エルボ、1
1…バーナ入口部隔壁、12…隔壁を有するダクト、1
3…バーナ出口部隔壁、14…微粉炭+1次空気流、1
5…時計方向回り渦、16…反時計方向回り渦、17…
2次空気エアレジスタ、18…3次空気エアレジスタ、
19…空気流量調整ダンパ、81…石炭バンカ、82…
ミル、83…1次空気送風機、84…空気加熱用熱交換
器、85…バーナ、86…火炉、87…風箱、91…分
散板、92…ベンチュリー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷津 紀之 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 木山 研滋 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉工場内
Claims (4)
- 【請求項1】 石炭粉砕ミルで粉砕された微粉炭を1次
空気とともに燃料パイプにより搬送し、これをベンド通
路とこれに続く筒状ノズル部よりなる微粉炭ノズルを介
して火炉内に噴射して燃焼させる微粉炭燃焼方法におい
て、上記ベンド通路とこれに続く筒状ノズル部に設けら
れ内部通路を水平方向に左右に分割する隔壁を介して、
上記微粉炭と1次空気の混合流を各分割通路に分流させ
るとともに旋回流となし、その後両分流を合体させ微粉
炭ノズル出口端部から火炉内に噴射して燃焼させること
を特徴とする低NOx微粉炭燃焼方法。 - 【請求項2】 微粉炭を空気とともに搬送する燃料パイ
プと、この燃料パイプの出口端部に接続されるベンド通
路部およびこのベンド通路部に接続され該通路からの微
粉炭と空気の混合流を受入れ、これを火炉内に噴射する
筒状ノズル部とからなる微粉炭ノズルと、この微粉炭ノ
ズル出口端に設けた保炎器と、該保炎器外側に設けた燃
焼用空気供給口とを備えた微粉炭用燃焼装置において、
前記ベンド通路部に該通路を水平方向に左右に分割する
分割隔壁を設けたことを特徴とする低NOx微粉炭燃焼
装置。 - 【請求項3】 石炭粉砕ミルから微粉炭を1次空気とと
もに搬送する燃料パイプと、この燃料パイプの出口端部
に接続されるベンド通路部およびこのベンド通路部に接
続され該通路部からの微粉炭と1次空気の混合物を受入
れ、これを火炉内に噴射する筒状ノズル部とからなる微
粉炭ノズルと、該微粉炭ノズル出口端に設けた保炎器
と、該保炎器外側に設けた燃焼用空気供給口とを備えた
微粉炭用燃焼装置において、前記ベンド通路部、および
これに続く筒状ノズル部の上流部に、それら通路内を水
平方向に左右ほぼ対称に分割する分割隔壁を設け、かつ
該分割隔壁と微粉炭ノズル内壁との接合部になめらかな
曲率構造部を設けたことを特徴とする低NOx微粉炭燃
焼装置。 - 【請求項4】 前記分割隔壁で分離された、筒状ノズル
部の2つの流路の出口部を入口部に対して前記筒状ノズ
ル部の同一周方向にそれぞれ90度変位させたことをこ
とを特徴とする請求項3記載の低NOx微粉炭燃焼装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12269395A JPH08312917A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 低NOx微粉炭燃焼方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12269395A JPH08312917A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 低NOx微粉炭燃焼方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08312917A true JPH08312917A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=14842285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12269395A Pending JPH08312917A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 低NOx微粉炭燃焼方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08312917A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104100971A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-10-15 | 清华大学 | 一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器 |
JP2021116936A (ja) * | 2020-01-22 | 2021-08-10 | 三菱重工冷熱株式会社 | 分流装置 |
-
1995
- 1995-05-22 JP JP12269395A patent/JPH08312917A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104100971A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-10-15 | 清华大学 | 一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器 |
CN104100971B (zh) * | 2014-07-07 | 2016-07-20 | 清华大学 | 一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器 |
JP2021116936A (ja) * | 2020-01-22 | 2021-08-10 | 三菱重工冷熱株式会社 | 分流装置 |
JP2022095650A (ja) * | 2020-01-22 | 2022-06-28 | 三菱重工冷熱株式会社 | 分流装置 |
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