JPH0989211A - ボイラの排ガス再循環装置 - Google Patents

ボイラの排ガス再循環装置

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JPH0989211A
JPH0989211A JP7241666A JP24166695A JPH0989211A JP H0989211 A JPH0989211 A JP H0989211A JP 7241666 A JP7241666 A JP 7241666A JP 24166695 A JP24166695 A JP 24166695A JP H0989211 A JPH0989211 A JP H0989211A
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JP
Japan
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exhaust gas
duct
economizer
bypass duct
economizer bypass
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Application number
JP7241666A
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Inventor
Kaoru Kimura
薫 木村
Kouji Yahagi
浩二 矢矧
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイラ低負荷時においても節炭器バイパスダ
クトを流れる排ガスの流量を確保して、脱硝装置入口の
排ガス温度を高く保持する。 【解決手段】 空気供給ダクト5を備えた火炉2と、火
炉2の後部に設けられ内部上方に再熱器9及び過熱器1
0を備え、内部下方に節炭器12を備えた後部伝熱部3
と、後部伝熱部3の下部に接続されて排ガスbを脱硝装
置18に導く排ガスダクト13と、後部伝熱部3におけ
る節炭器12の上側に一端を接続し他端を排ガスダクト
13にガス混合器17を介して接続した節炭器バイパス
ダクト14と、該ダクト14に設けたバイパスダンパ1
5と、排ガスダクト13におけるガス混合器17より上
流側に設けたダンパ16とを備えているボイラの排ガス
再循環装置であって、空気供給ダクト5に一端を接続し
他端を節炭器バイパスダクト14に接続した排ガス再循
環ダクト26を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラの排ガス再
循環装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のボイラの一例を示したも
のであり、該ボイラ1は、火炉2と該火炉2の後部に設
けられる後部伝熱部3とを備えており、前記火炉2には
バーナ4に燃焼用空気aを供給するための空気供給ダク
ト5が接続されている。
【0003】又、前記した後部伝熱部3は、図示の場
合、内部上方が仕切壁6により火炉2に近い前室7と前
記火炉2から遠い後室8とに区画されており、前記前室
7には再熱器9が配置され、前記後室8には過熱器10
が配置されていて、前記前室7と後室8の下端部には両
室7,8を流れる排ガスbの流量を調節するコントロー
ルダンパ11が配設されている。
【0004】前記した後部伝熱部3の内部下方には仕切
がなく、内部に節炭器12が配置されている。又後部伝
熱部3の節炭器12より下方位置には排ガスダクト13
が配設されている。
【0005】更に、後部伝熱部3の過熱器10と節炭器
12の間に一端が接続され、且つ他端が排ガスダクト1
3に接続された節炭器バイパスダクト14が配設されて
おり、前記節炭器12をバイパスして節炭器12を通る
前の高温の排ガスbを排ガスダクト13に送込むように
なっている。
【0006】前記した節炭器バイパスダクト14の中途
部には、前記節炭器バイパスダクト14内を流れる高温
の排ガスbの流量を調節するためのバイパスダンパ1
5、及び節炭器バイパスダクト14内を流れる高温の排
ガスbを遮断するための遮断ダンパ15’が配設されて
おり、また前記排ガスダクト13における前記節炭器バ
イパスダクト14との接続部より上流側には、節炭器1
2を通過する排ガスbの流量を調節するためのダンパ1
6が配設されている。
【0007】又、排ガスダクト13と節炭器バイパスダ
クト14との接続部には、該節炭器バイパスダクト14
内を流れる高温の排ガスbと前記排ガスダクト13内を
流れる排ガスbとを混合するためのガス混合器17が配
設されており、更に排ガスダクト13のガス混合器17
より下流側位置には、排ガスb中に含まれる窒素酸化物
を処理するための脱硝装置18が備えられている。尚、
図中24は脱硝装置18の入口部にアンモニアを供給す
るアンモニア供給ノズルである。
【0008】更に、前記空気供給ダクト5に一端が接続
され、且つ他端が後部伝熱部3の下端位置に接続された
排ガス再循環ダクト19が配設されており、該排ガス再
循環ダクト19の中途部には後部伝熱部3内の排ガスb
を取込むための循環用ファン20が設けられており、ま
た前記空気供給ダクト5と排ガス再循環ダクト19との
接続部には前記空気供給ダクト5内の燃焼用空気aと後
部伝熱部3内から取込んだ排ガスbとを混合するための
ガス混合器21が配設されている。
【0009】脱硝装置18の入口部には、排ガスダクト
13を流れる排ガスbの温度を計測するための温度計測
器22が配設されており、該温度計測器22により計測
した信号を基に節炭器バイパスダクト14のバイパスダ
ンパ15及び排ガスダクト13のダンパ16の開閉開度
を調節する制御装置23が備えられている。
【0010】通常、上記したボイラ1の排ガスダクト1
3に接続されている脱硝装置18では、脱硝装置18入
口側の排ガスbの温度を所定温度以上に保持しないと、
脱硝効率が低下して、アンモニア供給ノズル24から供
給するアンモニアが脱硝に充分に使用されず、このため
に未反応のアンモニアが排ガスb中の硫黄分(SO3
と反応して硫安を生じ、この硫安が脱硝装置18の触媒
を劣化させたり、後流側の機器に付着して機器を腐食さ
せる等の問題を生じると共に、アンモニアが無駄に消費
されて不経済となる。
【0011】この問題の発生を防止するために、前記脱
硝装置18入口の排ガスbの温度を所定温度以上に確実
に保持させる必要がある。
【0012】このため、ボイラ1の低負荷時等に排ガス
bの流量が減少し、前記再熱器9、過熱器10、及び節
炭器12にて熱吸収されることにより脱硝装置18入口
側の排ガスbの温度が低下した場合には、温度計測器2
2により計測した信号を基に制御装置23によって節炭
器バイパスダクト14のバイパスダンパ15の開度を大
きくして、節炭器12をバイパスして前記節炭器バイパ
スダクト14を流れる高温の排ガスbの流量を増加さ
せ、脱硝装置18入口側の排ガスbの温度を上昇させる
ことが行なわれている。
【0013】又、ボイラ1の高負荷時において後部伝熱
部3を流れる排ガスbの温度、流量ともに充分である
と、節炭器12を通過した後であっても排ガスbの温度
は高い状態にあるので、節炭器バイパスダクト14に排
ガスbを流す必要はなく、従って前記節炭器バイパスダ
クト14に設けた遮断ダンパ15’を閉じて前記節炭器
バイパスダクト14の流路を閉鎖している。
【0014】また、上記したように脱硝装置18にて排
ガスb中のNOx(窒素酸化物)を処理する一方、バー
ナ4における燃焼時にNOxが発生するのを抑えるため
に、排ガスbの一部を排ガス再循環ダクト19により空
気供給ダクト5に送り、バーナ4に供給する前の燃焼用
空気aにガス混合器21を介して排ガスbを混合するこ
とにより、前記バーナ4に供給する燃焼用空気aのO2
濃度を低下させて、燃焼によるNOxの発生を抑えるこ
とが行われている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のボイラ1に
おける排ガス再循環装置では、燃焼用空気aに混合する
排ガスbを、後部伝熱部3の下端から取出すようにして
いるために、循環用ファン20の吸引により後部伝熱部
3内に下向に方向付けされて流れ易くなった主流B1
形成されることになり、これによって排ガスダクト13
に排ガスbが流れ易くなり、節炭器バイパスダクト14
には副流B2となって流れにくくなっている。
【0016】更に、前記節炭器バイパスダクト14は、
図2に示すように、途中にL字状に曲った曲折部25を
有していると共に、排ガスダクト13に対する接続部に
ガス温度を均一化するためのガス混合器17を備えてい
て、圧損が大きい構造となっているために、節炭器バイ
パスダクト14にはますます排ガスbが流れにくい状態
となっている。
【0017】このため、従来においては、ボイラ1の負
荷低下時の排ガスbの全体量が少ない時に、バイパスダ
ンパ15の開度を大きくして(略全開として)、節炭器
バイパスダクト14に送込む排ガスbの流量を増やすよ
うに調節しても、節炭器バイパスダクト14に吸引され
る排ガスb以外の排ガスbの殆んどが排ガスダクト13
に流れてしまって、節炭器バイパスダクト14にはあま
り流れず、よって脱硝装置18入口の排ガスb温度を所
定温度以上に保持できなくなり、このために未反応のア
ンモニアによって硫安が生成されて脱硝装置18の触媒
の劣化、下流側機器の腐食の問題を生じ、また所定の脱
硝率を得るためにアンモニアの供給量を増加するよう調
節されるため、アンモニアの消費量が増加するといった
問題を生じていた。
【0018】本発明は、上述の実情に鑑み、ボイラ低負
荷時においても節炭器バイパスダクトを流れる排ガスの
流量を確保して、脱硝装置入口の排ガス温度を高く保持
することにより、脱硝装置の触媒の劣化や機器の腐食を
防止できると共に、アンモニアの無駄な消費を防止でき
るボイラの排ガス再循環装置を提供することを目的とし
ている。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明のボイラの排ガス
再循環装置は、バーナに燃焼用空気を供給する空気供給
ダクトが接続された火炉と、該火炉の後部に設けられる
と共に内部上方に再熱器及び過熱器を備え且つ内部下方
に節炭器を備えた後部伝熱部と、該後部伝熱部の下部に
接続されて排ガスを脱硝装置に導く排ガスダクトと、前
記後部伝熱部における節炭器の上側に一端を接続し且つ
他端を前記排ガスダクトにガス混合器を介して接続した
節炭器バイパスダクトと、該節炭器バイパスダクトの中
途部に設けたバイパスダンパと、前記排ガスダクトにお
けるガス混合器より上流側に設けたダンパとを備えてい
るボイラの排ガス再循環装置であって、前記空気供給ダ
クトに一端を接続し且つ他端を前記節炭器バイパスダク
トに接続した排ガス再循環ダクトを備えていることを特
徴とする。
【0020】また、節炭器バイパスダクトに対する排ガ
ス再循環ダクトの接続点を、ガス混合器に近接した位置
としていることを特徴とする。
【0021】本発明においては、空気供給ダクトに一端
が接続された排ガス再循環ダクトの他端を、節炭器バイ
パスダクトに接続しているので、循環ファンを備えてい
る排ガス再循環ダクトの吸引によって、節炭器バイパス
ダクト内を流れる排ガスの流速が高められて、節炭器バ
イパスダクトに排ガスの主流が形成されるようになるの
で、ボイラが低負荷時となって後部伝熱部内を流れる排
ガスの全体量が減少しても、節炭器バイパスダクトのバ
イパスダンパの開度を大きくすれば、主流を形成してい
る節炭器バイパスダクトの高温の排ガスを充分にガス混
合器から排ガスダクトに流して、脱硝装置の入口部の排
ガスの温度を常に所定温度以上に高めることができ、よ
って脱硝装置の脱硝効率を向上し、未反応のアンモニア
による触媒の劣化や機器の腐食を防止し、更にアンモニ
アの無駄な消費を防止することができる。
【0022】またこの時、排ガス再循環ダクトを節炭器
バイパスダクトに接続している接続点の位置を、曲折部
を過ぎたガス混合器に近い位置とすると、流速を高めら
れて節炭器バイパスダクト内を流れる排ガスが、慣性に
よってガス混合器に導入されることにより、排ガス混合
器から脱硝装置入口に導かれる高温の排ガスの流量を更
に確実に増加させることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態例を図面
を参照しつつ説明する。
【0024】図1は、本発明のボイラの排ガス再循環装
置の一例を示したものであり、図2に示すボイラ1と同
一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略す
る。
【0025】図1に示すように、排ガス再循環ダクト2
6の一端を、ガス混合器21を介して空気供給ダクト5
に接続し、且つ前記排ガス再循環ダクト26の他端を、
節炭器バイパスダクト14に接続する。
【0026】この時、排ガス再循環ダクト26を節炭器
バイパスダクト14に接続する接続点27を、曲折部2
5とガス混合器17との間のできるだけガス混合器17
に近接した位置とする。
【0027】従って、上記実施の形態例では、空気供給
ダクト5に一端が接続されている排ガス再循環ダクト2
6の他端を、節炭器バイパスダクト14に接続し、節炭
器バイパスダクト14内を流れる排ガスbの一部を、循
環用ファン20を備えた排ガス再循環ダクト26により
接続点27から吸引するようにしているので、曲折部2
5の圧損の影響を余り受けることなく節炭器バイパスダ
クト14の排ガスの流速を高めて節炭器バイパスダクト
14に排ガスbの主流B1を形成させることができ、従
って節炭器12を通って排ガスダクト13に向う副流B
2は流れにくくなって流量が減少するようになる。
【0028】この時、図1に示すように、排ガス再循環
ダクト26を節炭器バイパスダクト14に接続している
接続点27の位置を、曲折部25を過ぎたガス混合器1
7に近い位置とすると、流速を高められた節炭器バイパ
スダクト14内を流れる排ガスbが、慣性によってガス
混合器17に導入されるようになり、よってガス混合器
17を介して脱硝装置18入口に導かれる高温の排ガス
bの流量が確実に増加されるようになる。
【0029】従って、ボイラ1が低負荷時となって後部
伝熱部3内を流れる排ガスbの全体量が減少しても、温
度計測器22により計測した信号を基に制御装置23に
よって節炭器バイパスダクト14のバイパスダンパ15
の開度を大きくすれば、主流B1を形成している節炭器
バイパスダクト14の高温の排ガスbを充分にガス混合
器17から排ガスダクト13に流して、脱硝装置18入
口部の排ガスbの温度を常に所定温度以上に高めること
ができ、よって脱硝装置18の脱硝効率を向上させて、
未反応のアンモニアによる触媒の劣化や機器の腐食を防
止し、更にアンモニアの無駄な消費を防止することがで
きる。
【0030】
【発明の効果】本発明においては、空気供給ダクトに一
端が接続された排ガス再循環ダクトの他端を、節炭器バ
イパスダクトに接続しているので、循環ファンを備えて
いる排ガス再循環ダクトの吸引によって、節炭器バイパ
スダクト内を流れる排ガスの流速が高められて、節炭器
バイパスダクトに排ガスの主流が形成されるようになる
ので、ボイラが低負荷時となって後部伝熱部内を流れる
排ガスの全体量が減少しても、節炭器バイパスダクトの
バイパスダンパの開度を大きくすれば、主流を形成して
いる節炭器バイパスダクトの高温の排ガスを充分にガス
混合器から排ガスダクトに流して、脱硝装置の入口部の
排ガスの温度を常に所定温度以上に高めることができ、
よって脱硝装置の脱硝効率を向上し、未反応のアンモニ
アによる触媒の劣化や機器の腐食を防止し、更にアンモ
ニアの無駄な消費を防止することができる。
【0031】またこの時、排ガス再循環ダクトを節炭器
バイパスダクトに接続している接続点の位置を、曲折部
を過ぎたガス混合器に近い位置とすると、流速を高めら
れて節炭器バイパスダクト内を流れる排ガスが、慣性に
よってガス混合器に導入されることにより、排ガス混合
器から脱硝装置入口に導かれる高温の排ガスの流量を更
に確実に増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のボイラの排ガス再循環装置の実施の形
態例を示す概略正面図である。
【図2】従来のボイラの一例を示す概略正面図である。
【符号の説明】
2 火炉 3 後部伝熱部 4 バーナ 5 空気供給ダクト 9 再熱器 10 過熱器 13 排ガスダクト 14 節炭器バイパスダクト 15 バイパスダンパ 16 ダンパ 17 ガス混合器 18 脱硝装置 26 排ガス再循環ダクト 27 接続点 a 燃焼用空気 b 排ガス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナに燃焼用空気を供給する空気供給
    ダクトが接続された火炉と、該火炉の後部に設けられる
    と共に内部上方に再熱器及び過熱器を備え且つ内部下方
    に節炭器を備えた後部伝熱部と、該後部伝熱部の下部に
    接続されて排ガスを脱硝装置に導く排ガスダクトと、前
    記後部伝熱部における節炭器の上側に一端を接続し且つ
    他端を前記排ガスダクトにガス混合器を介して接続した
    節炭器バイパスダクトと、該節炭器バイパスダクトの中
    途部に設けたバイパスダンパと、前記排ガスダクトにお
    けるガス混合器より上流側に設けたダンパとを備えてい
    るボイラの排ガス再循環装置であって、前記空気供給ダ
    クトに一端を接続し且つ他端を前記節炭器バイパスダク
    トに接続した排ガス再循環ダクトを備えていることを特
    徴とするボイラの排ガス再循環装置。
  2. 【請求項2】 節炭器バイパスダクトに対する排ガス再
    循環ダクトの接続点を、ガス混合器に近接した位置とし
    ていることを特徴とする請求項1に記載のボイラの排ガ
    ス再循環装置。
JP7241666A 1995-09-20 1995-09-20 ボイラの排ガス再循環装置 Pending JPH0989211A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101793466A (zh) * 2010-04-08 2010-08-04 张淑强 炼钢和轧钢过程中钢材冷却和余热回收的发电锅炉
WO2011158521A1 (ja) * 2010-06-16 2011-12-22 三菱重工業株式会社 燃焼システム
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CN112050247A (zh) * 2020-09-28 2020-12-08 西安热工研究院有限公司 一种锅炉低负荷脱硝的系统和方法

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