JPH09318014A - Pulverized coal combustion burner - Google Patents
Pulverized coal combustion burnerInfo
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- JPH09318014A JPH09318014A JP13162296A JP13162296A JPH09318014A JP H09318014 A JPH09318014 A JP H09318014A JP 13162296 A JP13162296 A JP 13162296A JP 13162296 A JP13162296 A JP 13162296A JP H09318014 A JPH09318014 A JP H09318014A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、微粉炭を気流搬送
して燃焼させる微粉炭燃焼バーナに係わり、特に微粉炭
の着火性や保炎性を高めると共に、窒素酸化物濃度を低
減するに好適な微粉炭燃焼バーナに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulverized coal combustion burner which conveys and burns pulverized coal by air flow, and is particularly suitable for enhancing the ignitability and flame holding property of pulverized coal and reducing the nitrogen oxide concentration. Pulverized coal combustion burner.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、微粉炭燃焼バーナの燃焼において
は、微粉炭燃焼時に発生する窒素酸化物(以下、「NO
x」と記す)の抑制が課題となっている。特に、石炭は
気体燃料や液体燃料に比べて窒素含有量が多いため、微
粉炭の燃焼時に発生するNOxは、気体燃料や液体燃料
の燃焼時に発生するNOxより多く、このNOxを減ら
すことが求められている。2. Description of the Related Art Conventionally, in the combustion of a pulverized coal combustion burner, nitrogen oxides (hereinafter referred to as "NO
x)) is a problem. In particular, since coal has a higher nitrogen content than gas fuel or liquid fuel, NOx generated during combustion of pulverized coal is larger than NOx generated during combustion of gas fuel or liquid fuel, and it is required to reduce this NOx. Has been.
【0003】微粉炭の燃焼時に発生するNOxは、大部
分(約80%)が石炭中に含まれる窒素が酸化されて発
生する、所謂フーエルNOxである。このNOxを減ら
すために、従来より各種の微粉炭燃焼バーナが検討され
てきた。Most of NOx generated during combustion of pulverized coal (about 80%) is so-called fuel NOx generated by oxidation of nitrogen contained in coal. In order to reduce this NOx, various pulverized coal combustion burners have been conventionally studied.
【0004】NOxを抑制する微粉炭燃焼バーナの一つ
として、火炎内に酸素濃度が高く、空気比が1以上の酸
化領域と、酸素濃度が低く、空気比が1以下の還元領域
とを形成するいわゆる火炎内二段燃焼の微粉炭燃焼バー
ナがある。As one of the pulverized coal combustion burners for suppressing NOx, an oxidation region having a high oxygen concentration and an air ratio of 1 or more and a reducing region having a low oxygen concentration and an air ratio of 1 or less are formed in the flame. There is a so-called two-stage combustion pulverized coal combustion burner in flame.
【0005】石炭中の窒素分は、燃焼初期及び酸素不足
の燃焼領域においてシアン化水素(以下、「HCN」と
記す)やアンモニア(以下、「NH3」と記す)として
気相中に放出される。これらの窒素化合物は酸化されて
NOxになる一方で、酸素濃度の低い条件ではNOxを
還元する効果を持つ。火炎内二段燃焼の微粉炭燃焼バー
ナは、この窒素化合物によるNOxの還元反応を利用し
たものである。[0005] Nitrogen content of the coal, hydrogen cyanide (hereinafter, referred to as "HCN") in initial combustion and the combustion region of insufficient oxygen or ammonia (hereinafter, referred to as "NH 3") are released into the gas phase as. While these nitrogen compounds are oxidized to NOx, they have the effect of reducing NOx under conditions of low oxygen concentration. The two-stage combustion pulverized coal combustion burner in the flame utilizes the NOx reduction reaction by this nitrogen compound.
【0006】火炎内にこのような低酸素濃度雰囲気の還
元領域を形成し、且つ、石炭を完全燃焼させるものとし
て、例えば特開昭60−226609号公報、特開昭6
1−22105号公報、特開昭61−280302号公
報或いは特開平1−57004号公報等に開示されたも
のがある。これらの公知例の燃焼バーナは、微粉炭を気
流搬送する燃料ノズルを中心とし、その外側に同軸状に
燃焼用空気を旋回流で噴出させる空気ノズルを備えたも
のである。[0006] As a means for forming such a reducing region of a low oxygen concentration atmosphere in a flame and completely burning coal, for example, JP-A-60-226609 and JP-A-6-26609 are disclosed.
There are those disclosed in JP-A 1-22105, JP-A 61-280302, JP-A 1-57004 and the like. These known combustion burners have a fuel nozzle that carries pulverized coal in an air stream as a center, and an air nozzle that coaxially ejects combustion air in a swirling flow outside the fuel nozzle.
【0007】図8は、上記の従来の燃焼バーナの一例を
示したものである。この燃焼バーナ100は、微粉炭と
一次空気との混合気115を噴出させる微粉炭ノズル1
01と、この微粉炭ノズル101と同軸状にその外側に
設けられ、二次空気116を旋回流として噴出させる二
次空気旋回羽根102を有する二次空気ノズル103
と、微粉炭ノズル101と同軸状に二次空気ノズル10
3の外側に設けられ、三次空気117を旋回流として噴
出させる三次空気旋回羽根104を有する三次空気ノズ
ル105を備えたものである。微粉炭ノズル101の中
心軸の位置にはオイルガン106が設けられている。更
に、微粉炭ノズル101の上流側にベンチュリ107が
設けられ、下流の先端には保炎板108が設けられてい
る。尚、参照番号109は側板、110は水管、111
はダンパ、112はウィンドボックスを示している。FIG. 8 shows an example of the above-mentioned conventional combustion burner. The combustion burner 100 includes a pulverized coal nozzle 1 for ejecting a mixture 115 of pulverized coal and primary air.
01 and a secondary air nozzle 103 provided coaxially with the pulverized coal nozzle 101 on the outer side thereof and having a secondary air swirl vane 102 for ejecting the secondary air 116 as a swirl flow.
And the secondary air nozzle 10 coaxially with the pulverized coal nozzle 101.
3, a tertiary air nozzle 105 having a tertiary air swirl vane 104 for ejecting the tertiary air 117 as a swirling flow is provided. An oil gun 106 is provided at the position of the central axis of the pulverized coal nozzle 101. Further, a venturi 107 is provided on the upstream side of the pulverized coal nozzle 101, and a flame holding plate 108 is provided on the downstream end. Reference numeral 109 is a side plate, 110 is a water pipe, and 111
Is a damper, and 112 is a wind box.
【0008】上記の燃焼バーナ100は、燃焼用空気を
二次空気ノズル103及び三次空気ノズル105に分割
して供給することにより、火炎内の酸素濃度を調節する
ものである。更に、燃焼用空気を旋回流として供給する
ことにより旋回の中心部を流れる微粉炭との混合が遅
れ、燃焼バーナ100近傍では空気量の不足した燃料過
剰状態となり還元炎が形成される。又、旋回流により旋
回の中心近くは負圧となリ、火炎の下流側では燃焼用空
気は旋回の中心に向かって流れる。このため、火炎の下
流側では燃焼用空気と微粉炭が迅速に混合するため、火
炎の長炎化や燃焼効率の低下が防げる。The above-mentioned combustion burner 100 adjusts the oxygen concentration in the flame by supplying combustion air to the secondary air nozzle 103 and the tertiary air nozzle 105 in a divided manner. Further, by supplying the combustion air as a swirl flow, the mixing with the pulverized coal flowing in the central part of the swirl is delayed, and in the vicinity of the combustion burner 100, an insufficient amount of air causes a fuel excess state and a reducing flame is formed. Further, due to the swirling flow, negative pressure is generated near the center of the swirl, and combustion air flows toward the center of the swirl on the downstream side of the flame. Therefore, the combustion air and the pulverized coal are rapidly mixed on the downstream side of the flame, so that the flame becomes longer and the combustion efficiency is prevented from decreasing.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の燃焼バーナ100は、燃焼用空気を旋回流として供
給することでNOxの抑制と燃焼効率の向上を図ること
が出来るが、二次空気に旋回流速を与えると、遠心力に
より二次空気はノズル先端で径方向に外向きに流れるた
め、二次空気は三次空気と合流し易くなる。このため更
に、微粉炭と二次空気との混合が遅れる。二次空気ノズ
ル先端近傍で微粉炭と二次空気とが混合しない場合、微
粉炭の着火に必要な空気が不足するため燃焼が進まず、
ノズル先端近傍に高温領域が形成されないことがある。
このため、微粉炭の燃焼効率が低下すると共に、酸素の
消費が進まず還元領域が迅速に形成されない。還元領域
が十分に形成されない場合、火炎内二段燃焼によりNO
xを抑制することが出来ずNOxの発生量が増加する恐
れがある。However, the above conventional combustion burner 100 can suppress NOx and improve combustion efficiency by supplying combustion air as a swirling flow, but swirling to secondary air. When a flow velocity is applied, the secondary air flows radially outward at the tip of the nozzle due to the centrifugal force, so that the secondary air easily joins with the tertiary air. This further delays the mixing of pulverized coal and secondary air. If the pulverized coal and the secondary air do not mix near the tip of the secondary air nozzle, the air required for ignition of the pulverized coal is insufficient, so combustion does not proceed,
A high temperature region may not be formed near the tip of the nozzle.
For this reason, the combustion efficiency of the pulverized coal is reduced, the consumption of oxygen does not proceed, and the reduction region is not formed quickly. If the reduction region is not sufficiently formed, NO in the two-stage combustion in the flame
Since x cannot be suppressed, the amount of NOx generated may increase.
【0010】更に、燃焼バーナを低負荷で運用する場
合、微粉炭搬送管内を流れる微粉炭の流速をある一定速
度以下に下げることが出来ないという制約がある。これ
は、微粉炭の流速が遅すぎると搬送管の内部に微粉炭が
沈降し管を閉塞させたり、火炎が搬送管内に逆流する恐
れがある。このため、燃焼バーナを低負荷で運用する際
は、ある程度の負荷以下では微粉炭搬送管に供給する空
気の流量を一定とし、空気ノズルに供給する空気の流量
を減少させることで対応させなくてはならない。Further, when the combustion burner is operated under a low load, there is a restriction that the flow velocity of the pulverized coal flowing in the pulverized coal conveying pipe cannot be reduced to a certain speed or less. This is because if the flow rate of the pulverized coal is too slow, the pulverized coal may settle inside the carrier pipe and block the pipe, or the flame may flow back into the carrier pipe. Therefore, when operating the combustion burner at a low load, it is necessary to keep the flow rate of the air supplied to the pulverized coal transport pipe constant below a certain load and reduce the flow rate of the air supplied to the air nozzle. Don't
【0011】空気ノズルに供給する空気量が減少すると
空気の旋回力が弱まり、空気は火炎の後段でなく燃焼バ
ーナ近傍で微粉炭と混ざる。更に、旋回力が弱まると、
微粉炭ノズルの先端に誘起される負圧が弱まり、微粉炭
ノズル先端周囲の下流側に形成される逆流域(循環流)
は小さくなり、微粉炭の着火性や保炎性が弱まる。この
結果、還元領域は形成されにくくなり、NOxが発生し
易くなる。When the amount of air supplied to the air nozzle decreases, the swirling force of the air weakens and the air mixes with the pulverized coal in the vicinity of the combustion burner, not in the latter stage of the flame. Furthermore, if the turning force weakens,
The negative pressure induced at the tip of the pulverized coal nozzle weakens, and the reverse flow region (circulation flow) is formed on the downstream side around the tip of the pulverized coal nozzle.
Becomes smaller, and the ignition and flame holding properties of pulverized coal are weakened. As a result, the reduction region is less likely to be formed and NOx is likely to be generated.
【0012】高温燃焼のような高温条件下では、この窒
素化合物によるNOxの還元反応は、雰囲気が低酸素濃
度になるほど進行し易い。従って、微粉炭燃焼において
発生するNOxを低減するには、低酸素濃度の雰囲気の
形成が課題となる。又、石炭を完全燃焼させるため、火
炎の下流側で空気と混合させる必要がある。Under high temperature conditions such as high temperature combustion, the NOx reduction reaction by this nitrogen compound is more likely to proceed as the atmosphere becomes lower in oxygen concentration. Therefore, in order to reduce NOx generated in the combustion of pulverized coal, the formation of an atmosphere with a low oxygen concentration becomes a problem. Also, in order to completely burn the coal, it is necessary to mix it with air downstream of the flame.
【0013】本発明の目的は、上記課題を解決し、微粉
炭の着火性や保炎性を高めると共に、NOxの発生量の
少ない微粉炭燃焼バーナを提供することである。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a pulverized coal combustion burner which enhances the ignitability and flame holding property of pulverized coal and produces a small amount of NOx.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、微粉炭と一次空気との混合気を噴出させる微
粉炭ノズルと、該微粉炭ノズルと同軸状にその外側に設
けられ、二次空気を旋回流として噴出させる二次空気旋
回流発生器を有する二次空気ノズルとを備えた微粉炭燃
焼バーナにおいて、前記二次空気ノズルは、前記微粉炭
ノズルの先端周囲の下流側に発生する混合ガスの逆流域
を下流側に拡張する逆流域拡張手段を有するものであ
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of pulverized coal and primary air, and a pulverized coal nozzle provided coaxially outside the pulverized coal nozzle. In a pulverized coal combustion burner provided with a secondary air nozzle having a secondary air swirl flow generator that ejects secondary air as a swirl flow, the secondary air nozzle is located downstream of the tip of the pulverized coal nozzle. It has a backflow region expansion means for expanding the backflow region of the generated mixed gas to the downstream side.
【0015】二次空気ノズルが微粉炭ノズルの先端周囲
の下流側に発生する混合ガスの逆流域を下流側に拡張す
る逆流域拡張手段を有することにより、微粉炭ノズルの
先端周囲下流側に形成される逆流域には高温の既燃ガス
が循環し、逆流域のそばを流れる微粉炭を着火する。更
に、二次空気に旋回流を与えることにより旋回流内部に
は負圧の領域が形成される。旋回流内部の負圧の領域で
は下流から上流に向かって流れる逆流域が形成される。
そして、一次空気と共に噴出する微粉炭は一部がこの逆
流域を通るため、微粉炭が火炎内に滞留する時間が増
え、微粉炭の未燃分が減り、微粉炭の着火性や保炎性を
高め燃焼効率が高まると共に、火炎内に存在する低酸素
濃度雰囲気の還元領域の範囲を下流側に向かって大きく
し、NOxの発生量を少なくする。The secondary air nozzle is provided on the downstream side around the tip of the pulverized coal nozzle by having a backflow region expanding means for extending the reverse flow region of the mixed gas generated on the downstream side around the tip of the pulverized coal nozzle to the downstream side. High-temperature burned gas circulates in the reverse flow region, and ignites pulverized coal flowing by the reverse flow region. Further, by giving a swirl flow to the secondary air, a negative pressure region is formed inside the swirl flow. In the negative pressure region inside the swirl flow, a reverse flow region that flows from downstream to upstream is formed.
And, because part of the pulverized coal ejected together with the primary air passes through this reverse flow region, the time during which the pulverized coal stays in the flame increases, the unburned content of the pulverized coal decreases, and the ignitability and flame holding property of the pulverized coal are reduced. And the combustion efficiency is increased, the range of the reduction region of the low oxygen concentration atmosphere existing in the flame is increased toward the downstream side, and the amount of NOx generated is reduced.
【0016】更に、上記微粉炭燃焼バーナにおいて、前
記逆流域拡張手段は、前記二次空気ノズルの二次空気の
噴出方向を前記微粉炭ノズルの軸方向に保つと共に、該
微粉炭ノズルの軸方向と直角方向に拡大するものであ
る。逆流域拡張手段が二次空気ノズルの二次空気の噴出
方向を微粉炭ノズルの軸方向に保つと共に、微粉炭ノズ
ルの軸方向と直角方向に拡大するものは、上記微粉炭燃
焼バーナの作用に加え、二次空気の軸方向流速を遅く
し、且つ二次空気の旋回流により一層確実に還元領域を
下流側に向かって大きくしNOxの発生量を少なくす
る。Further, in the above pulverized coal combustion burner, the backflow region expanding means maintains the jetting direction of the secondary air of the secondary air nozzle in the axial direction of the pulverized coal nozzle, and the axial direction of the pulverized coal nozzle. It expands in the direction perpendicular to. The reverse flow region expansion means keeps the secondary air jetting direction of the secondary air nozzle in the axial direction of the pulverized coal nozzle, and expands in the direction perpendicular to the axial direction of the pulverized coal nozzle because of the action of the pulverized coal combustion burner. In addition, the axial velocity of the secondary air is slowed down, and the swirling flow of the secondary air more reliably enlarges the reduction region toward the downstream side to reduce the amount of NOx generated.
【0017】更に、先の微粉炭燃焼バーナにおいて、前
記逆流域拡張手段は、前記微粉炭ノズルの軸方向と直角
方向に拡大する拡大部と、該拡大部に延設して前記微粉
炭ノズルの軸方向と平行な平行部とを有するものであ
る。逆流域拡張手段が微粉炭ノズルの軸方向と直角方向
に拡大する拡大部と、この拡大部に延設して微粉炭ノズ
ルの軸方向と平行な平行部とを有するものは、上記先の
微粉炭燃焼バーナの作用に加え、拡大部によって二次空
気の軸方向流速を減速することが出来る。二次空気の旋
回力は変わらないため、旋回流の中心部に働く負圧は強
くなり、二次空気の噴出方向を旋回の中心方向へ向ける
ことが出来る。このため、微粉炭ノズルと二次空気ノズ
ルの間の障壁、即ち保炎板の下流側に形成される逆流域
を大きくし、旋回の中心近くを流れる微粉炭と二次空気
とを速やかに混合させる。逆流域は混合ガスである高温
の燃焼ガスが流れるため微粉炭の着火を促進する働きが
ある。このため、微粉炭の着火位置が微粉炭燃焼バーナ
に近づき、微粉炭の燃焼効率は向上する。そして、微粉
炭燃焼バーナ近くで温度が高くなり、酸素の消費が進む
ため、還元領域が大きくなり、NOxの発生を抑制す
る。Further, in the above pulverized coal combustion burner, the backflow region expanding means includes an enlarged portion which expands in a direction perpendicular to the axial direction of the pulverized coal nozzle, and the pulverized coal nozzle which is extended to the enlarged portion. It has a parallel portion parallel to the axial direction. The above-mentioned fine powder is one in which the backflow region expanding means has an enlarged portion that expands in a direction perpendicular to the axial direction of the pulverized coal nozzle and a parallel portion that extends in this enlarged portion and is parallel to the axial direction of the pulverized coal nozzle. In addition to the action of the charcoal-burning burner, the expanded portion can reduce the axial velocity of the secondary air. Since the swirling force of the secondary air does not change, the negative pressure acting on the central part of the swirling flow becomes strong, and the jetting direction of the secondary air can be directed to the central direction of swirling. Therefore, the barrier between the pulverized coal nozzle and the secondary air nozzle, that is, the backflow region formed on the downstream side of the flame holding plate, is enlarged, and the pulverized coal flowing near the center of the swirl and the secondary air are quickly mixed. Let Since the high temperature combustion gas, which is a mixed gas, flows in the backflow region, it has a function of promoting ignition of pulverized coal. Therefore, the ignition position of the pulverized coal approaches the pulverized coal combustion burner, and the combustion efficiency of the pulverized coal is improved. Then, since the temperature rises near the pulverized coal combustion burner and the consumption of oxygen progresses, the reduction region becomes large and the generation of NOx is suppressed.
【0018】更に、上記いずれかの微粉炭燃焼バーナに
おいて、前記二次空気ノズルの先端は、前記微粉炭ノズ
ルの先端よりも下流側に位置するものである。二次空気
ノズルの先端が微粉炭ノズルの先端よりも下流側に位置
するものは、上記いずれかの微粉炭燃焼バーナの作用に
加え、一層還元領域を大きくする。Further, in any of the above pulverized coal combustion burners, the tip of the secondary air nozzle is located downstream of the tip of the pulverized coal nozzle. In the case where the tip of the secondary air nozzle is located on the downstream side of the tip of the pulverized coal nozzle, in addition to the action of any of the above pulverized coal combustion burners, the reduction region is further enlarged.
【0019】更に、上記微粉炭燃焼バーナにおいて、前
記逆流域拡張手段は、前記平行部に延設して前記微粉炭
ノズルの軸方向と直角方向に縮小する縮小部を有すると
共に、前記拡大部は前記微粉炭ノズルの先端位置から拡
大するものである。平行部に延設する縮小部と微粉炭ノ
ズルの先端位置から拡大する拡大部とを有するものは、
上記微粉炭燃焼バーナの作用に加え、二次空気の噴出方
向を旋回の中心方向へ容易に確実に向けることが出来
る。Further, in the above pulverized coal combustion burner, the backflow region expanding means has a contracting part extending in the parallel part for contracting in a direction perpendicular to the axial direction of the pulverized coal nozzle, and the expanding part is It expands from the tip position of the pulverized coal nozzle. What has a reduction part extending in a parallel part and an expansion part expanding from the tip position of the pulverized coal nozzle is
In addition to the action of the above pulverized coal combustion burner, the jetting direction of the secondary air can be easily and surely directed toward the center of swirling.
【0020】更に、上記いずれかの微粉炭燃焼バーナに
おいて、前記逆流域拡張手段は、前記二次空気ノズルの
先端周囲から該二次空気ノズルから噴出する二次空気の
噴出速度より大きい噴出速度で気体を噴出する補助ノズ
ルを有するものである。逆流域拡張手段が二次空気の噴
出速度より大きい噴出速度で気体を噴出する補助ノズル
を有することにより、上記いずれかの微粉炭微粉炭燃焼
バーナの作用に加え、旋回流による遠心力で径方向に外
向きに流れようとする二次空気の外側をより高速の噴流
が軸方向流れることで、二次空気の径方向の流れを抑制
出来る。このため、二次空気は旋回の中心近くを流れる
微粉炭と速やかに混合し、微粉炭の着火位置が微粉炭燃
焼バーナに近づき微粉炭の燃焼効率は向上する。そし
て、微粉炭燃焼バーナ近くで温度が高くなり酸素の消費
が進むため、還元領域が大きくなりNOxの発生が抑制
される。Further, in any one of the above pulverized coal combustion burners, the backflow region expanding means has an ejection speed higher than the ejection speed of the secondary air ejected from the secondary air nozzle from around the tip of the secondary air nozzle. It has an auxiliary nozzle for ejecting gas. In addition to the action of any one of the above pulverized coal pulverized coal combustion burners, the reverse flow region expansion means has an auxiliary nozzle that ejects gas at a ejection velocity higher than the ejection velocity of secondary air The jet flow at a higher speed axially flows outside the secondary air that tends to flow outward, so that the radial flow of the secondary air can be suppressed. Therefore, the secondary air is rapidly mixed with the pulverized coal flowing near the center of the swirl, the ignition position of the pulverized coal approaches the pulverized coal combustion burner, and the combustion efficiency of the pulverized coal is improved. Then, since the temperature rises near the pulverized coal combustion burner and oxygen consumption progresses, the reduction region becomes large and the generation of NOx is suppressed.
【0021】更に、上記いずれかの微粉炭燃焼バーナに
おいて、前記微粉炭ノズルと同軸状に前記二次空気ノズ
ルの外側に設けられ、三次空気を旋回流として噴出させ
る三次空気旋回流発生器を有する三次空気ノズルを備
え、前記二次空気の流路と前記三次空気の流路とを所定
の距離だけ離したものである。二次空気ノズルの外側に
三次空気旋回流発生器を有する三次空気ノズルを備え、
二次空気の流路と三次空気の流路とを所定の距離だけ離
すことにより、上記いずれかの微粉炭燃焼バーナの作用
に加え、二次空気ノズルと三次空気ノズルの間隔を広く
することで、三次空気は二次空気と分離され、火炎の下
流側で微粉炭と混合する。このため、火炎の上流側に形
成される還元領域は広くなりNOxの発生を抑制する。Further, in any one of the above pulverized coal combustion burners, there is provided a tertiary air swirl flow generator which is provided outside the secondary air nozzle coaxially with the pulverized coal nozzle and ejects tertiary air as a swirl flow. A tertiary air nozzle is provided, and the flow path of the secondary air and the flow path of the tertiary air are separated by a predetermined distance. Provided with a tertiary air nozzle having a tertiary air swirl generator outside the secondary air nozzle,
By separating the flow path of the secondary air and the flow path of the tertiary air by a predetermined distance, in addition to the action of any of the above pulverized coal combustion burners, it is possible to widen the interval between the secondary air nozzle and the tertiary air nozzle. The tertiary air is separated from the secondary air and mixed with the pulverized coal on the downstream side of the flame. Therefore, the reduction region formed on the upstream side of the flame is widened to suppress the generation of NOx.
【0022】そして、上記いずれかの微粉炭燃焼バーナ
において、前記逆流域拡張手段は、前記二次空気ノズル
の外側を前記微粉炭ノズルの軸方向と直角方向に拡大す
ることによって前記三次空気ノズルの流路を縮小する流
路縮小部を有するものである。逆流域拡張手段が二次空
気ノズルの外側を微粉炭ノズルの軸方向と直角方向に拡
大することによって三次空気ノズルの流路を縮小する流
路縮小部を有するものは、三次空気がノズル流路を流れ
る間に旋回力により流路外周に片寄って流れる。このた
め、三次空気ノズルの出口部ではほとんどの空気がノズ
ル外周を流れており、ノズル出口部で内周側流路を狭め
た場合も圧力損失はほとんど増加せず、三次空気はノズ
ル出口部で径方向に外向きの流れとして噴出する。この
ため、微粉炭燃焼バーナ近くでの三次空気と微粉炭との
混合を遅らすことが出来、微粉炭燃焼バーナ近くの還元
領域を大きくしNOxの発生を抑制する。又、微粉炭燃
焼バーナの径を小さくすることも出来る。In any one of the above pulverized coal combustion burners, the backflow region expanding means expands the outside of the secondary air nozzle in a direction perpendicular to the axial direction of the pulverized coal nozzle so that the tertiary air nozzle It has a flow path reducing portion for reducing the flow path. When the reverse flow region expanding means has a flow path reducing portion for reducing the flow path of the tertiary air nozzle by expanding the outside of the secondary air nozzle in the direction perpendicular to the axial direction of the pulverized coal nozzle, the tertiary air is a nozzle flow path. While flowing through, the flow is biased toward the outer circumference of the flow path by the swirling force. For this reason, most of the air flows through the outer circumference of the nozzle at the outlet of the tertiary air nozzle, and even if the inner peripheral side flow passage is narrowed at the nozzle outlet, the pressure loss hardly increases, and the tertiary air flows at the nozzle outlet. Ejects as a radially outward flow. Therefore, the mixing of the tertiary air and the pulverized coal near the pulverized coal combustion burner can be delayed, the reduction region near the pulverized coal combustion burner is enlarged, and the generation of NOx is suppressed. Also, the diameter of the pulverized coal combustion burner can be reduced.
【0023】又、微粉炭と一次空気との混合気を噴出さ
せる微粉炭ノズルと、該微粉炭ノズルと同軸状にその外
側に設けられ、二次空気を旋回流として噴出させる二次
空気旋回流発生器を有する二次空気ノズルとを備えた微
粉炭燃焼バーナにおいて、前記二次空気ノズルは、該二
次空気ノズルの二次空気の噴出速度を前記二次空気ノズ
ルの先端で減速し、且つ前記二次空気の噴出方向を前記
微粉炭ノズルの軸方向に保つものである。二次空気ノズ
ルが二次空気の噴出速度を二次空気ノズルの先端で減速
し、且つ二次空気の噴出方向を微粉炭ノズルの軸方向に
保つものは、二次空気の旋回力は変わらないため、旋回
流の中心部に働く負圧は強くなる。このため、微粉炭ノ
ズルと二次空気ノズルの間の障壁の下流側に形成される
逆流域は大きくなる。逆流域は高温の燃焼ガスが流れる
ため、微粉炭の着火を促進する働きがある。このため、
微粉炭の着火位置が微粉炭燃焼バーナに近づき、微粉炭
の燃焼効率は向上する。そして、微粉炭燃焼バーナ近く
で温度が高くなり、酸素の消費が進むため還元領域が大
きくなりNOxの発生を抑制する。Further, a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of pulverized coal and primary air, and a secondary air swirling flow provided coaxially with the pulverized coal nozzle on the outer side thereof for ejecting secondary air as a swirling flow. In a pulverized coal combustion burner provided with a secondary air nozzle having a generator, the secondary air nozzle slows down the ejection speed of the secondary air of the secondary air nozzle at the tip of the secondary air nozzle, and The ejection direction of the secondary air is kept in the axial direction of the pulverized coal nozzle. When the secondary air nozzle slows down the secondary air ejection speed at the tip of the secondary air nozzle and keeps the secondary air ejection direction in the axial direction of the pulverized coal nozzle, the swirling force of the secondary air does not change. Therefore, the negative pressure acting on the central part of the swirling flow becomes strong. Therefore, the backflow region formed on the downstream side of the barrier between the pulverized coal nozzle and the secondary air nozzle becomes large. Since high-temperature combustion gas flows in the backflow region, it has a function of promoting ignition of pulverized coal. For this reason,
The ignition position of the pulverized coal approaches the pulverized coal combustion burner, and the combustion efficiency of the pulverized coal is improved. Then, the temperature rises near the pulverized coal combustion burner and the consumption of oxygen progresses, so that the reduction region becomes large and the generation of NOx is suppressed.
【0024】そして、上記微粉炭燃焼バーナにおいて、
前記二次空気ノズルの先端は、前記微粉炭ノズルの先端
よりも下流側に位置するものである。二次空気ノズルの
先端が微粉炭ノズルの先端よりも下流側に位置するもの
は、上記微粉炭燃焼バーナの作用に加え、一層還元領域
を大きくする。In the above pulverized coal combustion burner,
The tip of the secondary air nozzle is located downstream of the tip of the pulverized coal nozzle. When the tip of the secondary air nozzle is located on the downstream side of the tip of the pulverized coal nozzle, the reduction region is further increased in addition to the function of the pulverized coal combustion burner.
【0025】又、本発明では、微粉炭ノズルの先端に、
流れに対し障害となる保炎板を設けることで、微粉炭ノ
ズルと二次空気ノズルの間の障壁(保炎板)の下流側に
形成される逆流域を大きくしている。このため、微粉炭
の着火位置が微粉炭燃焼バーナに近づき、微粉炭の燃焼
効率は向上する。そして、微粉炭燃焼バーナ近くで温度
が高くなり、酸素の消費が進むため、還元領域が大きく
なり、NOxの発生が抑制される。Further, according to the present invention, at the tip of the pulverized coal nozzle,
By providing the flame holding plate which obstructs the flow, the backflow region formed on the downstream side of the barrier (flame holding plate) between the pulverized coal nozzle and the secondary air nozzle is enlarged. Therefore, the ignition position of the pulverized coal approaches the pulverized coal combustion burner, and the combustion efficiency of the pulverized coal is improved. Then, since the temperature rises near the pulverized coal combustion burner and the oxygen consumption progresses, the reduction region becomes large and the generation of NOx is suppressed.
【0026】更に、本発明で、微粉炭ノズルの先端に設
けた保炎板の位置から二次空気ノズルの流路を拡大する
ことで、保炎板の位置から二次空気の軸方向の流速を減
速し、且つ、旋回流速を維持することが出来る。このと
き、保炎板の下流に形成される逆流域の大きさは二次空
気の旋回強度で決まる。このため、燃焼用空気量の少な
い場合も、二次空気の旋回強度を維持すればよいため、
流量の多い三次空気の旋回強度を維持する場合よりも圧
力損失を少なく出来、又、操作も容易となる。Further, in the present invention, by expanding the flow path of the secondary air nozzle from the position of the flame holding plate provided at the tip of the pulverized coal nozzle, the flow velocity in the axial direction of the secondary air from the position of the flame holding plate. Can be decelerated and the swirling flow velocity can be maintained. At this time, the size of the backflow region formed downstream of the flame holding plate is determined by the swirling strength of the secondary air. Therefore, even if the amount of combustion air is small, the swirling strength of the secondary air may be maintained,
The pressure loss can be reduced and the operation becomes easier than in the case where the swirling strength of the tertiary air having a large flow rate is maintained.
【0027】このように微粉炭と一次空気の混合気を噴
出する微粉炭ノズルと二次空気ノズル及び三次空気ノズ
ルに燃焼用空気を分割して供給することにより、微粉炭
燃焼バーナ近くの火炎の上流側には還元領域が、火炎の
下流側には酸化領域が形成されNOxを抑制出来る。As described above, the combustion air is divided and supplied to the pulverized coal nozzle, the secondary air nozzle, and the tertiary air nozzle which eject the air-fuel mixture of pulverized coal and primary air. A reducing region is formed on the upstream side and an oxidizing region is formed on the downstream side of the flame, so that NOx can be suppressed.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る微粉炭燃焼バ
ーナの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
尚、図1〜7において、同じ構造、作用部分には同じ参
照番号を付けて示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a pulverized coal combustion burner according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
Note that, in FIGS. 1 to 7, the same structures and working portions are denoted by the same reference numerals.
【0029】図1は、本発明に係る微粉炭燃焼バーナの
第1実施の形態を示す断面図である。第1実施の形態の
微粉炭燃焼バーナ1は、微粉炭と一次空気との混合気4
1を噴出させる微粉炭ノズル2と、この微粉炭ノズル2
の中心軸3と同軸状にその外側に設けられ、二次空気4
3を旋回流として噴出させる二次空気旋回流発生器であ
る二次空気旋回羽根13を有する二次空気ノズル12
と、微粉炭ノズル2の中心軸3と同軸状に二次空気ノズ
ル12の外側に設けられ、三次空気44を旋回流として
噴出させる二次空気旋回流発生器である二次空気旋回羽
根27を有する二次空気ノズル26とを備えている。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a pulverized coal combustion burner according to the present invention. The pulverized coal combustion burner 1 of the first embodiment is a mixture of pulverized coal and primary air 4
Pulverized coal nozzle 2 for ejecting 1 and this pulverized coal nozzle 2
Is provided outside of the central axis 3 of the
Secondary air nozzle 12 having a secondary air swirl vane 13 which is a secondary air swirl flow generator for ejecting 3 as a swirl flow
And a secondary air swirl vane 27 that is a secondary air swirl flow generator that is provided outside the secondary air nozzle 12 coaxially with the central axis 3 of the pulverized coal nozzle 2 and ejects the tertiary air 44 as a swirl flow. And a secondary air nozzle 26.
【0030】二次空気ノズル12は、微粉炭ノズル2の
先端6周囲の下流側に発生する混合ガス45の逆流域4
6を下流側に拡張する逆流域拡張手段14を有する。逆
流域拡張手段14は、二次空気43の噴出方向を微粉炭
ノズルの軸方向4に保つと共に、微粉炭ノズルの軸方向
4に対して直角方向5に拡大するものである。The secondary air nozzle 12 is a reverse flow region 4 of the mixed gas 45 generated on the downstream side around the tip 6 of the pulverized coal nozzle 2.
It has a reverse basin expansion means 14 for expanding 6 to the downstream side. The backflow region expanding means 14 keeps the ejection direction of the secondary air 43 in the axial direction 4 of the pulverized coal nozzle and expands it in the direction 5 perpendicular to the axial direction 4 of the pulverized coal nozzle.
【0031】更に、逆流域拡張手段14は、微粉炭ノズ
ルの軸方向4と直角方向5に拡大する円錐面の一部から
なる拡大部15と、この拡大部15に延設して微粉炭ノ
ズルの軸方向4と平行な円筒状の平行部16とを有す
る。第1実施の形態の二次空気ノズルの先端18は、微
粉炭ノズルの先端6よりも下流側に位置する。又、逆流
域拡張手段14は、二次空気43の噴出速度を二次空気
ノズルの先端18で減速し、且つ二次空気の噴出方向を
微粉炭ノズルの軸方向4に保つ。Further, the backflow region expanding means 14 is an enlarged portion 15 which is a part of a conical surface which is enlarged in the axial direction 4 and the orthogonal direction 5 of the pulverized coal nozzle, and the pulverized coal nozzle which is extended to the enlarged portion 15 and extends. And a cylindrical parallel portion 16 parallel to the axial direction 4 of. The tip 18 of the secondary air nozzle of the first embodiment is located downstream of the tip 6 of the pulverized coal nozzle. Further, the reverse flow region expanding means 14 reduces the ejection speed of the secondary air 43 at the tip 18 of the secondary air nozzle and keeps the ejection direction of the secondary air in the axial direction 4 of the pulverized coal nozzle.
【0032】更に、第1実施の形態の微粉炭燃焼バーナ
1は、微粉炭ノズル2を貫通してその中心軸3に沿って
オイルガン8が設けられており、微粉炭燃焼バーナ1起
動時或いは低負荷燃焼時に助燃出来るようにしている。
微粉炭ノズル2は、上流側で微粉炭の搬送管(図示せ
ず)に接続される。微粉炭ノズル2の内部は、ノズルの
内径を狭める絞り部であるベンチュリ9が設けられてい
る。Further, the pulverized coal combustion burner 1 of the first embodiment is provided with an oil gun 8 which passes through the pulverized coal nozzle 2 and extends along the central axis 3 thereof, so that the pulverized coal combustion burner 1 is started up or It is designed to be able to support combustion during low-load combustion.
The pulverized coal nozzle 2 is connected to a pulverized coal transfer pipe (not shown) on the upstream side. Inside the pulverized coal nozzle 2 is provided a venturi 9 which is a narrowed portion that narrows the inner diameter of the nozzle.
【0033】二次空気43と三次空気44は、ブロア
(図示せず)によりウィンドボックス36に導入され、
旋回ベーンにより構成される空気旋回羽根13、27に
より旋回流となりそれぞれ二次空気ノズル12及び三次
空気ノズル26より噴出される。三次空気の流路29
は、隔壁33、火炉壁40及び二次空気ノズル12の外
側により構成された環状の流路である。二次空気の流路
19は、微粉炭ノズル2の外側、隔壁34及び二次空気
ノズル12の内側により構成された環状の流路である。
空気旋回羽根の羽根角度は図示していない開度調節棒に
より調節することが出来、これにより二次空気及び三次
空気の旋回強度が変えられる。The secondary air 43 and the tertiary air 44 are introduced into the wind box 36 by a blower (not shown),
The air swirl vanes 13 and 27 constituted by swirl vanes form a swirl flow, which is ejected from the secondary air nozzle 12 and the tertiary air nozzle 26, respectively. Flow path 29 for tertiary air
Is an annular flow path constituted by the partition wall 33, the furnace wall 40 and the outside of the secondary air nozzle 12. The flow path 19 for the secondary air is an annular flow path constituted by the outside of the pulverized coal nozzle 2, the partition wall 34, and the inside of the secondary air nozzle 12.
The blade angle of the air swirl blade can be adjusted by an opening adjusting rod (not shown), and the swirling strength of the secondary air and the tertiary air can be changed.
【0034】以上の構造を有する第1実施の形態の微粉
炭燃焼バーナは、次のように作用する。即ち、逆流域拡
張手段14が微粉炭ノズルの軸方向4と直角方向5に拡
大する拡大部15と、この拡大部15に延設して微粉炭
ノズルの軸方向4と平行な平行部16とを有することに
より、二次空気43は旋回力により流路19内壁に沿っ
て流れ、二次空気ノズル出口近傍でノズル面積が拡大す
るため、図1の矢印20に示される方向に噴出し噴出流
速が遅くなり、軸方向4の運動量は弱まる。The pulverized coal combustion burner of the first embodiment having the above structure operates as follows. That is, the backflow region expanding means 14 expands in the axial direction 4 of the pulverized coal nozzle in a direction 5 orthogonal to the expanded portion 15, and the parallel portion 16 extending in the expanded portion 15 and parallel to the axial direction 4 of the pulverized coal nozzle. Since the secondary air 43 flows along the inner wall of the flow path 19 due to the swirling force and the nozzle area is expanded in the vicinity of the outlet of the secondary air nozzle, the secondary air 43 has a jet velocity in the direction shown by the arrow 20 in FIG. Becomes slower and the momentum in the axial direction 4 becomes weaker.
【0035】更に、二次空気43や三次空気44を旋回
流として供給することにより、旋回流内部には負圧の領
域が形成される。旋回流の運動量は保存されるため、旋
回の強度を示すスワール数は高くなる。このため、二次
空気43の旋回によりもたらされる負圧が強まる。旋回
流内部の負圧の領域では下流から上流に向かって流れる
逆流域46が形成される。このように、二次空気43の
旋回力は変わらないため、旋回流の中心部に働く負圧は
強くなり、二次空気43の噴出方向を旋回の中心方向へ
向けることが出来、旋回の中心近くを流れる微粉炭と二
次空気とを速やかに混合させるため、微粉炭ノズル2と
二次空気ノズル12の間の障壁、即ち保炎板11の下流
側に形成される逆流域46は大きくなる。Further, by supplying the secondary air 43 and the tertiary air 44 as a swirling flow, a negative pressure region is formed inside the swirling flow. Since the momentum of the swirling flow is preserved, the swirl number indicating the strength of swirling becomes high. Therefore, the negative pressure caused by the swirling of the secondary air 43 is increased. In the negative pressure region inside the swirl flow, a reverse flow region 46 that flows from the downstream side toward the upstream side is formed. In this way, since the swirling force of the secondary air 43 does not change, the negative pressure acting on the central part of the swirling flow becomes strong, and the jetting direction of the secondary air 43 can be directed to the central direction of swirling. Since the pulverized coal flowing nearby and the secondary air are rapidly mixed, the barrier between the pulverized coal nozzle 2 and the secondary air nozzle 12, that is, the backflow region 46 formed on the downstream side of the flame holding plate 11 becomes large. .
【0036】逆流域46は高温の燃焼ガスが流れるため
微粉炭の着火を促進する働きがある。一次空気と共に噴
出する微粉炭は一部がこの逆流域46を通るため、火炎
内に逆流域を設けることで、微粉炭が火炎内に滞留する
時間が増える。このため、微粉炭燃焼バーナ1近くで温
度が高くなり酸素の消費が進み、微粉炭の未燃分が減
り、保炎板11や旋回流と相俟って、微粉炭の着火性や
保炎性を高め燃焼効率を高めると共に、還元領域を下流
側に向かって大きくしNOxの発生量を少なくする。Since the high temperature combustion gas flows in the backflow region 46, it has a function of promoting ignition of pulverized coal. Since a part of the pulverized coal ejected together with the primary air passes through the backflow region 46, providing the backflow region in the flame increases the time during which the pulverized coal stays in the flame. For this reason, the temperature rises near the pulverized coal combustion burner 1 and oxygen consumption progresses, the unburned content of the pulverized coal decreases, and together with the flame holding plate 11 and the swirling flow, the ignitability and flame holding of the pulverized coal are reduced. In addition to improving the combustion efficiency and the combustion efficiency, the reduction region is enlarged toward the downstream side to reduce the amount of NOx generated.
【0037】更に、二次空気ノズルの先端18を微粉炭
ノズルの先端6よりも下流側に位置させることにより保
炎板11の下流側に形成される逆流域46は大きくなる
ため一層還元領域を大きくする。Further, by positioning the tip 18 of the secondary air nozzle on the downstream side of the tip 6 of the pulverized coal nozzle, the backflow region 46 formed on the downstream side of the flame holding plate 11 becomes large, so that a further reduction region is formed. Enlarge.
【0038】又、先にも述べたように、微粉炭ノズル2
の内部にはノズルの内径を狭める絞り部であるベンチュ
リ9が設けられているが、ベンチュリ9を設けることに
より一時的に流速を高め微粉炭の逆火を防止する。Further, as described above, the pulverized coal nozzle 2
Although a venturi 9 which is a narrowing portion for narrowing the inner diameter of the nozzle is provided inside, the venturi 9 is provided to temporarily increase the flow rate and prevent flashback of pulverized coal.
【0039】又、二次空気流路は、そのノズル出口で面
積を一定としているため、二次空気は軸方向に噴出す
る。このため、二次空気は三次空気と分離され、二次空
気と三次空気との間に形成される渦は大きくなる。この
二次空気と三次空気との間に形成される渦は、三次空気
と微粉炭との混合を遅らせ、火炎の下流側で三次空気を
混合することで還元領域を広げる効果がある。更に、こ
の渦内には既燃ガスが循環するため温度が高まり、微粉
炭の着火性が促進される効果がある。このため、燃焼効
率は向上し、NOxの排出量は低減される。Further, since the secondary air passage has a constant area at its nozzle outlet, the secondary air is ejected in the axial direction. Therefore, the secondary air is separated from the tertiary air, and the vortex formed between the secondary air and the tertiary air becomes large. The vortex formed between the secondary air and the tertiary air has an effect of delaying the mixing of the tertiary air and the pulverized coal, and mixing the tertiary air on the downstream side of the flame to widen the reduction region. Furthermore, since the burnt gas circulates in this vortex, the temperature rises, which has the effect of promoting the ignitability of the pulverized coal. Therefore, the combustion efficiency is improved and the NOx emission amount is reduced.
【0040】又、一次空気は、微粉炭を搬送する役割と
燃焼用空気としての役割を担っており、二次空気は、微
粉炭を着火するのに必要な空気を補給する役割を担って
いる。三次空気は、微粉炭を完全燃焼させるのに必要な
空気を補給する役割を担っている。未燃焼分を排出しな
いために一次空気、二次空気及び三次空気を合わせた空
気量は、微粉炭を完全燃焼させるのに必要な空気量(以
下、理論空気量と記す)よりも若干多くする必要があ
る。通常、理論空気量に対し1.2倍程度まで供給し、
空気過剰で燃焼させる。更に、一次空気の比率は、微粉
炭管内での発火を避けるために全空気量の20〜25%
であり、二次空気の比率は、全空気量の15〜30%と
し、残りを三次空気として供給することが望ましい。Further, the primary air has a role of conveying pulverized coal and a role of combustion air, and the secondary air has a role of supplementing air necessary for igniting pulverized coal. . The tertiary air plays a role of replenishing the air necessary for completely burning the pulverized coal. In order not to discharge unburned matter, the total amount of primary air, secondary air, and tertiary air should be slightly larger than the amount of air required to completely burn pulverized coal (hereinafter referred to as theoretical air amount). There is a need. Normally, supply up to 1.2 times the theoretical air amount,
Burn with excess air. Further, the ratio of primary air is 20 to 25% of the total amount of air in order to avoid ignition in the pulverized coal pipe.
It is desirable that the ratio of the secondary air is 15 to 30% of the total amount of air, and the rest is supplied as tertiary air.
【0041】図2は、本発明に係る第2実施の形態を示
す断面図である。第2実施の形態の微粉炭燃焼バーナ1
は、微粉炭ノズル2と同軸状に二次空気ノズル12の外
側に設けられ、三次空気44を旋回流として噴出させる
三次空気旋回流発生器である三次空気旋回羽根27を有
する三次空気ノズル26を備え、二次空気43の流路1
9と三次空気44の流路29とを所定の距離38だけ離
したものである。所定の距離38は、二次空気流路19
と三次空気流路29の間にスペーサ39を挿入すること
により形成されている。このように二次空気ノズル12
と三次空気ノズル26の間に所定の距離38を形成する
ことで、三次空気44は二次空気43と分離され、火炎
の下流側で微粉炭と混合する。このため、火炎の上流側
に形成される還元領域は広くなりNOxの発生が抑制さ
れる。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment according to the present invention. Pulverized coal combustion burner 1 of the second embodiment
Is a tertiary air nozzle 26 that is provided outside the secondary air nozzle 12 coaxially with the pulverized coal nozzle 2 and has a tertiary air swirl vane 27 that is a tertiary air swirl flow generator that ejects the tertiary air 44 as a swirl flow. Provided, the flow path 1 of the secondary air 43
9 and the flow path 29 of the tertiary air 44 are separated by a predetermined distance 38. The predetermined distance 38 is equal to the secondary air flow path 19
It is formed by inserting a spacer 39 between the secondary air flow path 29 and the secondary air flow path 29. In this way, the secondary air nozzle 12
By forming a predetermined distance 38 between the secondary air 43 and the secondary air nozzle 26, the tertiary air 44 is separated from the secondary air 43 and mixed with the pulverized coal on the downstream side of the flame. Therefore, the reduction region formed on the upstream side of the flame is widened, and the generation of NOx is suppressed.
【0042】図3は、本発明に係る第3実施の形態を示
す断面図である。第3実施の形態の微粉炭燃焼バーナ1
は、平行部16に延設して微粉炭ノズルの軸方向4に対
して直角方向5に縮小する縮小部17を有すると共に、
拡大部15は微粉炭ノズル2の先端6位置から拡大する
逆流域拡張手段14を設けている。平行部16に延設す
る縮小部17と微粉炭ノズルの先端から拡大する拡大部
15とを有するものは、二次空気43の噴出方向を旋回
の中心方向へ容易に確実に向けることが出来る。このと
き、二次空気43は旋回流により微粉炭ノズル2と二次
空気ノズル12の間の障壁の下流側に形成される逆流域
46を大きくすると共に、旋回の中心近くを流れる微粉
炭と速やかに混合するため、微粉炭の着火位置が微粉炭
燃焼バーナ1に近づき、微粉炭の燃焼効率は向上する。
そして、微粉炭燃焼バーナ1近くで温度が高くなり、酸
素の消費が進む。このため、還元領域が大きくなり、N
Oxの発生を抑制する。FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment according to the present invention. Pulverized coal combustion burner 1 of the third embodiment
Has a reducing portion 17 extending in the parallel portion 16 and reducing in the direction 5 perpendicular to the axial direction 4 of the pulverized coal nozzle,
The expansion part 15 is provided with a reverse flow area expansion means 14 that expands from the position 6 of the tip of the pulverized coal nozzle 2. The one having the contracting section 17 extending in the parallel section 16 and the expanding section 15 expanding from the tip of the pulverized coal nozzle can easily and surely direct the ejection direction of the secondary air 43 to the center direction of the swirl. At this time, the secondary air 43 enlarges the backflow region 46 formed on the downstream side of the barrier between the pulverized coal nozzle 2 and the secondary air nozzle 12 by the swirling flow, and at the same time, the secondary air 43 and the pulverized coal flowing near the center of the swirling flow quickly. As a result, the ignition position of the pulverized coal approaches the pulverized coal combustion burner 1, and the combustion efficiency of the pulverized coal is improved.
Then, the temperature rises near the pulverized coal combustion burner 1, and oxygen consumption progresses. Therefore, the reduction region becomes large and N
Suppress the generation of Ox.
【0043】図4は、本発明に係る第4実施の形態を示
す断面図である。第4実施の形態の微粉炭燃焼バーナ1
は、二次空気ノズルの先端18周囲から二次空気43の
噴出速度より大きい噴出速度で気体を噴出する補助ノズ
ル25を有する逆流域拡張手段14を設けたものであ
る。二次空気流路19と三次空気流路29を隔てるスペ
ーサ39に補助ノズル25を設け、二次空気43や三次
空気44の噴出速度より速い流速で補助ノズル25より
気体を軸方向4に噴出させると、二次空気43の噴出方
向は補助ノズル25からの噴流により制限される。FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment according to the present invention. Pulverized coal combustion burner 1 of the fourth embodiment
Is provided with the reverse flow region expanding means 14 having an auxiliary nozzle 25 for ejecting gas at a jet velocity higher than the jet velocity of the secondary air 43 from around the tip 18 of the secondary air nozzle. The auxiliary nozzle 25 is provided in the spacer 39 that separates the secondary air flow path 19 and the tertiary air flow path 29, and gas is ejected from the auxiliary nozzle 25 in the axial direction 4 at a flow velocity faster than the ejection speed of the secondary air 43 and the tertiary air 44. Then, the ejection direction of the secondary air 43 is limited by the jet flow from the auxiliary nozzle 25.
【0044】二次空気43が旋回流による遠心力で径方
向に外向きに流れようとするが、補助ノズル25からの
噴流は二次空気43の外側をより高速で軸方向4に流れ
るので二次空気43は、図中の矢印23に示される方向
に噴出し、直角方向5の径方向の流れを抑制出来る。こ
のため、二次空気43は旋回の中心近くを流れる微粉炭
と速やかに混合し、微粉炭の着火位置が微粉炭燃焼バー
ナ1に近づく。The secondary air 43 tends to flow outward in the radial direction by the centrifugal force due to the swirling flow, but the jet flow from the auxiliary nozzle 25 flows outside the secondary air 43 in the axial direction 4 at a higher speed, so The secondary air 43 is jetted in the direction shown by the arrow 23 in the figure, and can suppress the radial flow in the right-angled direction 5. Therefore, the secondary air 43 rapidly mixes with the pulverized coal flowing near the center of swirling, and the ignition position of the pulverized coal approaches the pulverized coal combustion burner 1.
【0045】補助ノズル25は断面積が小さいため流量
は少なくノズルから離れると噴流は減衰する。更に、二
次空気43の旋回により微粉炭燃焼バーナ1近傍は負圧
が強まり、逆流域46は大きくなり安定する。このた
め、微粉炭の着火や保炎性が高まり、着火が促進される
ことで微粉炭燃焼バーナ1近くで温度が高くなり酸素の
消費が進み、微粉炭の燃焼効率は向上し、還元領域も広
がり、NOxの抑制効果も高まる。Since the auxiliary nozzle 25 has a small cross-sectional area, the flow rate is small and the jet flow is attenuated when the auxiliary nozzle 25 moves away from the nozzle. Further, due to the swirling of the secondary air 43, the negative pressure intensifies in the vicinity of the pulverized coal combustion burner 1, and the backflow region 46 increases and becomes stable. For this reason, the ignition and flame holding properties of the pulverized coal are enhanced, the ignition is promoted, the temperature rises near the pulverized coal combustion burner 1, oxygen consumption proceeds, the combustion efficiency of the pulverized coal improves, and the reduction region also increases. It spreads and the effect of suppressing NOx is enhanced.
【0046】図5は図4の I 矢視図、図6は図5と同
様の他の形態の I 矢視図である。補助ノズル25の形
状としては、図5に示されるように環状の噴出口25a
や図6に示されるように周方向に分割された複数の噴出
口25b等に形成される。FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow I in FIG. 4, and FIG. 6 is a view taken in the direction of arrow I similar to FIG. As the shape of the auxiliary nozzle 25, as shown in FIG.
As shown in FIG. 6 and FIG. 6, it is formed in a plurality of jet ports 25b and the like divided in the circumferential direction.
【0047】図7は、本発明に係る第5実施の形態を示
す断面図である。第5実施の形態の微粉炭燃焼バーナ1
は、二次空気ノズル12の外側を微粉炭ノズル2の軸方
向4に対して直角方向5に拡大することによって三次空
気ノズル26の流路29を縮小する流路縮小部28を有
する逆流域拡張手段14を設けものである。FIG. 7 is a sectional view showing a fifth embodiment according to the present invention. Pulverized coal combustion burner 1 of the fifth embodiment
Is a reverse flow region expansion having a flow passage reducing portion 28 for reducing the flow passage 29 of the tertiary air nozzle 26 by enlarging the outside of the secondary air nozzle 12 in the direction 5 perpendicular to the axial direction 4 of the pulverized coal nozzle 2. Means 14 are provided.
【0048】逆流域拡張手段14が流路縮小部28を有
するものは、三次空気44が流路29を流れる間に旋回
力により流路外周に片寄って流れるため、三次空気ノズ
ル26の出口部ではほとんどの空気がノズル外周を流れ
ており、ノズル出口部で二次空気ノズル12の外側を拡
径することにより流路29を狭めた場合でも圧力損失は
ほとんど増加しない。内側から三次空気44の流路を狭
めることで、三次空気44はノズル出口部で径方向に外
向きの流れとして噴出する。このため、微粉炭燃焼バー
ナ1近くでの三次空気44と微粉炭との混合を遅らすこ
とが出来、微粉炭燃焼バーナ1近くの還元領域を大きく
し、NOxの発生を抑制する。更に、二次空気ノズル1
2の外側を拡径する結果として、微粉炭燃焼バーナ1の
径を小さくすることも出来る。In the case where the reverse flow region expanding means 14 has the flow passage contracting portion 28, the tertiary air 44 flows toward the outer periphery of the flow passage while being displaced by the swirling force while the tertiary air 44 flows in the flow passage 29. Most of the air flows around the outer circumference of the nozzle, and even if the flow passage 29 is narrowed by expanding the outside of the secondary air nozzle 12 at the nozzle outlet, the pressure loss hardly increases. By narrowing the flow path of the tertiary air 44 from the inside, the tertiary air 44 is ejected as a radially outward flow at the nozzle outlet. Therefore, the mixing of the tertiary air 44 and the pulverized coal near the pulverized coal combustion burner 1 can be delayed, the reduction region near the pulverized coal combustion burner 1 is enlarged, and NOx generation is suppressed. Further, the secondary air nozzle 1
As a result of expanding the diameter of the outside of 2, it is possible to reduce the diameter of the pulverized coal combustion burner 1.
【0049】以上説明した第1実施の形態〜第5実施の
形態の微粉炭燃焼バーナ1は、微粉炭ノズル2の先端に
保炎板11が設けられている。保炎板11は、微粉炭ノ
ズル2の内側に突出し一次空気と二次空気の流れに対し
障害物として存在するため、保炎板11の下流側は負圧
となり、微粉炭と燃焼用空気の逆流域46が形成され易
くなる。この逆流域46は高温の燃焼ガスが滞留し、そ
ばを流れる微粉炭を着火する働きを持つ。更に、二次空
気や三次空気が旋回流として噴出されると、遠心力によ
り保炎板11の下流側の負圧は更に高くなり、逆流域4
6は大きくなり安定に存在する。In the pulverized coal combustion burner 1 according to the first to fifth embodiments described above, the flame holding plate 11 is provided at the tip of the pulverized coal nozzle 2. Since the flame holding plate 11 protrudes inside the pulverized coal nozzle 2 and exists as an obstacle to the flow of the primary air and the secondary air, the downstream side of the flame holding plate 11 becomes a negative pressure, and the pulverized coal and the combustion air are The backflow region 46 is easily formed. The high temperature combustion gas stays in the backflow region 46 and has a function of igniting the pulverized coal flowing there. Further, when the secondary air or the tertiary air is ejected as a swirling flow, the negative pressure on the downstream side of the flame stabilizing plate 11 is further increased by the centrifugal force, and the reverse flow region 4
6 is large and stable.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明の微粉炭燃焼バーナによれば、微
粉炭の着火性や保炎性を高め燃焼効率を高めると共に、
還元領域を下流側に向かって大きくしNOxの発生量を
少なくする。EFFECTS OF THE INVENTION According to the pulverized coal combustion burner of the present invention, the ignitability and flame holding property of the pulverized coal are enhanced and the combustion efficiency is enhanced.
The reduction region is enlarged toward the downstream side to reduce the amount of NOx generated.
【図1】本発明に係る微粉炭燃焼バーナの第1実施の形
態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a pulverized coal combustion burner according to the present invention.
【図2】図1と同様の第2実施の形態を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment similar to FIG.
【図3】図1と同様の第3実施の形態を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment similar to FIG. 1;
【図4】図1と同様の第4実施の形態を示す断面図であ
る。FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment similar to FIG. 1;
【図5】図4の I 矢視図である。5 is a view on arrow I of FIG. 4. FIG.
【図6】図5と同様の他の形態の I 矢視図である。6 is a view similar to that of FIG. 5, taken in the direction of the arrow I. FIG.
【図7】図1と同様の第5実施の形態を示す断面図であ
る。FIG. 7 is a sectional view showing a fifth embodiment similar to FIG.
【図8】従来技術に係る微粉炭燃焼バーナの断面図であ
る。FIG. 8 is a sectional view of a pulverized coal combustion burner according to a conventional technique.
1 微粉炭燃焼バーナ 2 微粉炭ノズル 4 軸方向 5 直角方向 6 先端 12 二次空気ノズル 13 二次空気旋回羽根(二次空気旋回流発生器) 14 逆流域拡張手段 15 拡大部 16 平行部 17 縮小部 18 先端 19 流路 25 補助ノズル 26 三次空気ノズル 27 三次空気旋回羽根(三次空気旋回流発生器) 28 流路縮小部 29 流路 38 所定の距離 41 混合気 43 二次空気 44 三次空気 45 混合ガス 46 逆流域 1 Pulverized coal combustion burner 2 Pulverized coal nozzle 4 Axial direction 5 Right angle direction 6 Tip 12 Secondary air nozzle 13 Secondary air swirl vane (secondary air swirl generator) 14 Reverse flow region expansion means 15 Expanded part 16 Parallel part 17 Reduced Part 18 Tip 19 Flow path 25 Auxiliary nozzle 26 Tertiary air nozzle 27 Tertiary air swirl vane (tertiary air swirl generator) 28 Flow path reducing part 29 Flow path 38 Predetermined distance 41 Mixture 43 Secondary air 44 Tertiary air 45 Mixing Gas 46 Backflow region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 正行 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 北沢 長四郎 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 田村 稔 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Masayuki Taniguchi 7-1, 1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Choshiro Kitazawa 7-chome, Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki No. 1 Incorporated company Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Minoru Tamura 7-1-1 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Incorporated Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Kenji Kiyama Kure City, Hiroshima Prefecture 6-9 Takaracho Babcock Hitachi Kure Factory
Claims (10)
る微粉炭ノズルと、該微粉炭ノズルと同軸状にその外側
に設けられ、二次空気を旋回流として噴出させる二次空
気旋回流発生器を有する二次空気ノズルとを備えた微粉
炭燃焼バーナにおいて、前記二次空気ノズルは、前記微
粉炭ノズルの先端周囲の下流側に発生する混合ガスの逆
流域を下流側に拡張する逆流域拡張手段を有するもので
あることを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。1. A pulverized coal nozzle for ejecting an air-fuel mixture of pulverized coal and primary air, and a secondary air swirl flow provided coaxially with the pulverized coal nozzle on the outer side thereof and ejecting secondary air as a swirl flow. In a pulverized coal combustion burner provided with a secondary air nozzle having a generator, the secondary air nozzle is configured to extend a reverse flow region of a mixed gas generated on a downstream side around a tip end of the pulverized coal nozzle to a downstream side. A pulverized coal combustion burner having a basin expansion means.
は、前記二次空気ノズルの二次空気の噴出方向を前記微
粉炭ノズルの軸方向に保つと共に、該微粉炭ノズルの軸
方向と直角方向に拡大するものであることを特徴とする
微粉炭燃焼バーナ。2. The backflow region expanding means according to claim 1, wherein the jet direction of the secondary air of the secondary air nozzle is kept in the axial direction of the pulverized coal nozzle and is perpendicular to the axial direction of the pulverized coal nozzle. Pulverized coal combustion burner characterized by being expanded in the direction.
は、前記微粉炭ノズルの軸方向と直角方向に拡大する拡
大部と、該拡大部に延設して前記微粉炭ノズルの軸方向
と平行な平行部とを有するものであることを特徴とする
微粉炭燃焼バーナ。3. The backflow region expanding means according to claim 1, wherein the expanding portion expands in a direction orthogonal to the axial direction of the pulverized coal nozzle, and the axial direction of the pulverized coal nozzle extends in the expanding portion. A pulverized coal combustion burner characterized by having parallel parallel portions.
記二次空気ノズルの先端は、前記微粉炭ノズルの先端位
置よりも下流側に位置するものであることを特徴とする
微粉炭燃焼バーナ。4. The pulverized coal combustion burner according to claim 1, wherein a tip of the secondary air nozzle is located downstream of a tip position of the pulverized coal nozzle. .
は、前記平行部に延設して前記微粉炭ノズルの軸方向と
直角方向に縮小する縮小部を有すると共に、前記拡大部
は前記微粉炭ノズルの先端から拡大するものであること
を特徴とする微粉炭燃焼バーナ。5. The backflow region expanding means according to claim 3, wherein the backflow region expanding means has a reducing part extending in the parallel part and contracting in a direction perpendicular to the axial direction of the pulverized coal nozzle, and the expanding part includes the fine powder. A pulverized coal combustion burner characterized by expanding from the tip of a charcoal nozzle.
記逆流域拡張手段は、前記二次空気ノズルの先端周囲か
ら該二次空気ノズルから噴出する二次空気の噴出速度よ
り大きい噴出速度で気体を噴出する補助ノズルを有する
ものであることを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。6. The backflow region expanding means according to claim 1, wherein the backflow region expanding means has a jet velocity higher than a jet velocity of the secondary air jetted from the secondary air nozzle from around the tip of the secondary air nozzle. A pulverized coal combustion burner having an auxiliary nozzle for ejecting gas.
記微粉炭ノズルと同軸状に前記二次空気ノズルの外側に
設けられ、三次空気を旋回流として噴出させる三次空気
旋回流発生器を有する三次空気ノズルを備え、前記二次
空気の流路と前記三次空気の流路とを所定の距離だけ離
したものであることを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。7. The tertiary air swirling flow generator according to claim 1, which is provided outside the secondary air nozzle coaxially with the pulverized coal nozzle and ejects tertiary air as a swirling flow. A pulverized coal combustion burner comprising a tertiary air nozzle, wherein the flow path of the secondary air and the flow path of the tertiary air are separated by a predetermined distance.
記逆流域拡張手段は、前記二次空気ノズルの外側を前記
微粉炭ノズルの軸方向と直角方向に拡大することによっ
て前記三次空気ノズルの流路を縮小する流路縮小部を有
するものであることを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。8. The backflow region expanding means according to claim 1, wherein the backflow region expanding means expands the outside of the secondary air nozzle in a direction perpendicular to the axial direction of the pulverized coal nozzle. A pulverized coal combustion burner having a flow passage reducing portion for reducing the flow passage.
る微粉炭ノズルと、該微粉炭ノズルと同軸状にその外側
に設けられ、二次空気を旋回流として噴出させる二次空
気旋回流発生器を有する二次空気ノズルとを備えた微粉
炭燃焼バーナにおいて、前記二次空気ノズルは、該二次
空気ノズルの二次空気の噴出速度を前記二次空気ノズル
の先端で減速し、且つ前記二次空気の噴出方向を前記微
粉炭ノズルの軸方向に保つものであることを特徴とする
微粉炭燃焼バーナ。9. A pulverized coal nozzle for ejecting an air-fuel mixture of pulverized coal and primary air, and a secondary air swirl flow provided coaxially with the pulverized coal nozzle on the outer side thereof and ejecting secondary air as a swirl flow. In a pulverized coal combustion burner provided with a secondary air nozzle having a generator, the secondary air nozzle slows down the ejection speed of the secondary air of the secondary air nozzle at the tip of the secondary air nozzle, and A pulverized coal combustion burner, characterized in that the ejection direction of the secondary air is kept in the axial direction of the pulverized coal nozzle.
ルの先端は、前記微粉炭ノズルの先端よりも下流側に位
置するものであることを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。10. The pulverized coal combustion burner according to claim 9, wherein the tip of the secondary air nozzle is located downstream of the tip of the pulverized coal nozzle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13162296A JPH09318014A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Pulverized coal combustion burner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13162296A JPH09318014A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Pulverized coal combustion burner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09318014A true JPH09318014A (en) | 1997-12-12 |
Family
ID=15062366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13162296A Pending JPH09318014A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Pulverized coal combustion burner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09318014A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101713537A (en) * | 2008-09-30 | 2010-05-26 | 通用电气公司 | Systems and methods for facilitating varying size coal pipes for a pulverized coal burner |
JP2011007478A (en) * | 2009-05-26 | 2011-01-13 | Biomass Products:Kk | Biomass powder fuel combustion burner |
KR20190132349A (en) | 2018-05-17 | 2019-11-27 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | Support sleeve protection member and solid fuel burner having the same |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP13162296A patent/JPH09318014A/en active Pending
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CN101713537A (en) * | 2008-09-30 | 2010-05-26 | 通用电气公司 | Systems and methods for facilitating varying size coal pipes for a pulverized coal burner |
JP2011007478A (en) * | 2009-05-26 | 2011-01-13 | Biomass Products:Kk | Biomass powder fuel combustion burner |
KR20190132349A (en) | 2018-05-17 | 2019-11-27 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | Support sleeve protection member and solid fuel burner having the same |
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