JPH102510A - 低NOxボイラ - Google Patents

低NOxボイラ

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JPH102510A
JPH102510A JP8155856A JP15585696A JPH102510A JP H102510 A JPH102510 A JP H102510A JP 8155856 A JP8155856 A JP 8155856A JP 15585696 A JP15585696 A JP 15585696A JP H102510 A JPH102510 A JP H102510A
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JP
Japan
Prior art keywords
furnace
boiler
combustion
burner
supplied
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8155856A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Suzuki
鈴木  剛
Kenichi Nagata
健一 永田
Ryoichi Tanaka
良一 田中
Tsutomu Yasuda
力 保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Nippon Furnace Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Nippon Furnace Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd, Nippon Furnace Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP8155856A priority Critical patent/JPH102510A/ja
Publication of JPH102510A publication Critical patent/JPH102510A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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  • Air Supply (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存のボイラを大幅に改良することなく、低
NOx化を計ることができる低NOxボイラを提供す
る。 【解決手段】 ボイラ1の火炉8にハイサイクル蓄熱式
燃焼バーナー20を設けると共に、前記火炉8に隣接す
る伝熱部2から排出されたボイラ排ガスG″の一部を前
記火炉8内に再循環させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、NOxの低減を計
るようにした低NOxボイラに関する。
【0002】
【従来の技術】既存のボイラでは、バーナーに供給する
空気の予熱温度は、高々、300℃前後であるが、これ
を1,000℃程度、或いは、それ以上にした場合、酸
素分圧が小さくても燃焼安定性が得られる。その結果、
燃焼の空気比をより小さく実現でき、かつ、排煙処理負
担の減少、サーマルNOxの減少が期待できる。
【0003】極端な場合、還元域で燃焼させることも可
能性がある。少なくとも、空気比を切り詰めても保焔性
能が良好であると考えられる。従って、今までの燃焼と
は様子が著しく異なってくることが予想される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な知見に基づいてなされたものであり、その目的とする
ところは、既存のボイラを大幅に改良することなく、低
NOx化を計ることができる低NOxボイラを提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1に記載の低NOxボイラは、ボイラの火炉
にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーを設けると共に、前
記火炉に隣接する伝熱部から排出されたボイラ排ガスの
一部を前記火炉内に再循環させることを特徴としてい
る。
【0006】また、請求項2に記載の低NOxボイラ
は、火炉に戻すボイラ排ガスの一部をハイサイクル蓄熱
式燃焼バーナーに供給することを特徴としている。更
に、請求項3に記載の低NOxボイラは、ボイラの燃焼
炉にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーを設けると共に、
前記燃焼炉に隣接する伝熱部から排出されたボイラ排ガ
スの一部を前記燃焼炉の1次燃焼領域に再循環させ、か
つ、前記ボイラの2次燃焼領域に微粉炭燃料を供給する
ことを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。なお、この実施の形態では、ガ
ス焚きボイラを例にとる。図1に示すように、ボイラ1
は、伝熱部2内に給水予熱部3、蒸発部4、過熱部5を
備えており、給水管6から給水予熱部3に供給された給
水Wは、汽水分離器7を経て蒸発部4に供給されるよう
になっている。そして、汽水分離器7で分離された蒸気
は、過熱部5によって過熱され、蒸気タービンなどの所
定の機器に供給されるようになっている。
【0008】一方、伝熱部2の下部に位置している火炉
8は、ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー20を備えてい
る。このハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー20は、図2
に示すように、蓄熱器21及び燃焼バーナー22を有す
る第1系統の燃焼器23と、蓄熱器24及び燃焼バーナ
ー25を有する第2系統の燃焼器26と、この第1,第
2系統の燃焼器23,26に燃焼用空気Aを供給する空
気配管27と、空気配管27の端部に設けた4方バルブ
28と、4方バルブ28と第1,第2系統の燃焼器2
3,26とを連通させる連通管29,30から構成され
ている。
【0009】また、ボイラ1は、その出口部9に接続し
ている排出管10から分岐させた分岐管11を火炉8の
底部に接続させ、分岐管11の途中に設けた循環ファン
12によって火炉8内にボイラ排ガスG″の一部を供給
するようになっている。上記第1系統の燃焼器23の燃
焼バーナー22に供給された天然ガスなどのガス燃料F
1 は、空気配管27、4方バルブ28及び連通管29を
経て蓄熱器21内に流入して高温加熱された燃焼用空気
Aに触れて激しく燃焼する。
【0010】そして、このバーナー火炎に分岐管11か
ら火炉8内に供給される再循環ガス(低酸素雰囲気ガ
ス)G″が巻き込まれ、燃焼バーナー22で発生するN
Oxの発生が抑制される。構造上、ハイサイクル蓄熱式
燃焼バーナー20は、予熱空気温度が高く、低空気比燃
焼が可能であるが、再循環ガスG″は、この循環を、よ
り低酸素濃度雰囲気に形成する。すなわち、再循環ガス
G″とハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーの燃焼ガスGの
混合により適度なガス温度(例えば、1300℃)を形
成する(図3参照)と共に、超低酸素濃度雰囲気を形成
する。従って、前述の如き、NOxの低減効果がある。
【0011】上記燃焼バーナー23の燃焼ガスは、過熱
蒸気の発生に供されるが、その一部は、休止中の第2系
統の燃焼器26に流入して蓄熱器24に熱を付与し、例
えば、200℃の低温排ガスG′になって連通管30、
4方バルブ28を経て系外に排出される。一方、4方バ
ルブ28が切り替えられると、第2系統の燃焼器26が
稼働し、燃焼バーナー25に供給されたガス燃料F
1 は、空気配管27、4方バルブ28及び連通管30を
経て第2系統の燃焼器26に流入して高温、例えば、8
00℃まで加熱された燃焼用空気Aに触れて激しく燃焼
する。
【0012】このとき発生するバーナー火炎に分岐管1
1から火炉8内に供給される再循環ガス(低酸素雰囲気
ガス)G″が巻き込まれ、燃焼バーナー25で発生する
NOxの発生が抑制される。上記燃焼バーナー25の燃
焼ガスは、過熱蒸気の発生に供されるが、その一部は、
休止中の第1系統の燃焼器23に流入して蓄熱器21に
熱を付与し、連通管29、4方バルブ28を経て系外に
排出される。
【0013】以下、所定のインターバル、例えば、20
〜30秒間隔で第1,第2系統の燃焼器23,26が交
互に切り換えられ、火炉8内が所定温度に維持される。
図4は、ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー20の他の形
態を示すものであり、火炉8内に戻される再循環ガス
G″の一部を第1,第2系統の燃焼器23,26に供給
して炉内温度を任意に制御するようになっている。
【0014】すなわち、上記分岐管11と第1系統の燃
焼器23の連通管29との間にバイパス制御弁13を備
えたバイパス管14を設ける一方、分岐管11と第2系
統の燃焼器26の連通管30との間にバイパス制御弁1
5を備えたバイパス管16を設け、第1,第2系統の燃
焼器23,26に供給される燃焼用空気の酸素濃度を制
御することにより火炉8内の燃焼温度を任意に制御する
ようになっている。
【0015】以上の説明では、ガス焚きの場合について
説明したが、油焚きの場合にも適用可能である。図5
は、微粉炭燃焼ボイラの例であり、ボイラ1′の燃焼炉
2′の頭部18にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー20
を設けている。ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー20
は、図6に示すように、蓄熱器21及びパイロットバー
ナー22′を有する第1系統の燃焼器23と、蓄熱器2
4及びパイロットバーナー25′を有する第2系統の燃
焼器26と、この第1,第2系統の燃焼器23,26に
燃焼用空気Aを供給する空気配管27と、空気配管27
の端部に設けた4方バルブ28と、4方バルブ28と第
1,第2系統の燃焼器23,26とを連通させる連通管
29,30から構成されている。
【0016】また、ボイラ1′は、燃焼炉2′の左隣に
エコノマイザ3′、蒸発部4、過熱部5を有する伝熱部
2を備えており、伝熱部2の出口部9に取り付けた排出
管10から分岐した分岐管11を燃焼炉2′の頭部18
に接続させ、ボイラ排ガスG″の一部をボイラ1′の1
次燃焼領域Bに供給するようになっている。分岐管11
は、制御弁17を有し、燃焼温度を制御できるようにな
っている。更に、上記ボイラ1′は、燃焼炉2′に送給
用空気a及び微粉炭燃料Eを2次燃焼領域Cに向けて噴
出する微粉炭焚きバーナー19を有している。
【0017】上記第1系統の燃焼器23のパイロットバ
ーナー22′に供給された天然ガス等のパイロット燃料
1 は、空気配管27、4方バルブ28及び連通管29
を経て蓄熱器21内に流入して高温加熱された燃焼用空
気Aに触れて燃焼する。そして、このバーナー火炎に分
岐管11から燃焼炉2′の1次燃焼領域B内に供給され
る再循環ガス(低酸素雰囲気ガス)G″が巻き込まれ、
パイロットバーナー22′で発生するNOxの発生が抑
制される。
【0018】ここの空気比は、通常ボイラの燃焼バーナ
ーに比べて高く、λ=4程度で燃焼される。それは、下
流の微粉炭燃焼域(2次燃焼領域)Cの保炎及び高温予
熱空気(酸素濃度14%程度)を送給するためである。
上記パイロットバーナー22′の燃焼ガスの一部は、休
止中の第2系統の燃焼器26に流入して蓄熱器24に熱
を付与し、低温排ガスG′になって連通管30、4方バ
ルブ28を経て系外に排出される。
【0019】一方、4方バルブ28が切り替えられる
と、第2系統の燃焼器26が稼働し、パイロットバーナ
ー25′に供給されたパイロット燃料F1 は、空気配管
27、4方バルブ28及び連通管30を経て第2系統の
燃焼器26に流入し、高温、例えば、800℃まで加熱
された燃焼用空気Aに触れて燃焼する。このとき発生す
るバーナー火炎に分岐管11から燃焼炉頭部18内に供
給される再循環ガス(低酸素雰囲気ガス)G″が巻き込
まれ、パイロットバーナー25で発生するNOxの発生
が抑制される。
【0020】上記パイロットバーナー25の燃焼ガスの
一部は、休止中の第1系統の燃焼器23に流入して蓄熱
器21に熱を付与し、連通管29、4方バルブ28を経
て系外に排出される。以下、所定のインターバル、例え
ば、20〜30秒間隔で第1,第2系統の燃焼器23,
26が交互に切り換えられる。
【0021】一方、微粉炭バーナー19から燃焼炉2′
内に供給された微粉炭燃料Eは、上記パイロットバーナ
ー22′,25′のバーナー火炎に触れて燃焼し、2次
燃焼領域Cを形成する。この1次,2次燃焼領域B,C
でのNOxの発生は、極めて少ない。それは、前者は、
希薄燃焼ゾーンであり、後者は、燃料過剰ゾーンを形成
するからである。なお、燃焼灰Nは、伝熱部2及び燃焼
部2′の下部から系外に排出される。
【0022】
【発明の効果】上記のように、本発明は、ボイラの火炉
にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーを設けると共に、前
記火炉に隣接する伝熱部から排出されたボイラ排ガスの
一部を前記火炉内に再循環させたので、既存のボイラを
大幅に改良することなく、低NOx化を計ることができ
るようになった。
【0023】また、火炉に戻すボイラ排ガスの一部をハ
イサイクル蓄熱式燃焼バーナーに供給することにより炉
内の燃焼温度を任意に制御できるようになった。また、
ボイラの燃焼炉にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーを設
けると共に、前記燃焼炉に隣接する伝熱部から排出され
たボイラ排ガスの一部を前記燃焼炉の1次燃焼領域に再
循環させ、かつ、前記ボイラの2次燃焼領域に微粉炭燃
料を供給するようにしたので、微粉炭燃焼ボイラでも低
NOx化を計ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる低NOxボイラの一実施の形態
を示す概略図である。
【図2】その要部詳細図である。
【図3】ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーの機能説明図
である。
【図4】ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーの他の実施の
形態を示す概略図である。
【図5】本発明にかかる低NOxボイラの他の実施の形
態を示す概略図である。
【図6】その要部詳細図である。
【符号の説明】
1 ボイラ 2 伝熱部 8 火炉 20 ハイサイクル
蓄熱式燃焼バーナー G″ ボイラ排ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 良一 横浜市鶴見区尻手二丁目1番53号 日本フ ァーネス工業株式会社内 (72)発明者 保田 力 横浜市鶴見区尻手二丁目1番53号 日本フ ァーネス工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラの火炉にハイサイクル蓄熱式燃焼
    バーナーを設けると共に、前記火炉に隣接する伝熱部か
    ら排出されたボイラ排ガスの一部を前記火炉内に再循環
    させるようにした低NOxボイラ。
  2. 【請求項2】 火炉に戻すボイラ排ガスの一部をハイサ
    イクル蓄熱式燃焼バーナーに供給する請求項1記載の低
    NOxボイラ。
  3. 【請求項3】 ボイラの燃焼炉にハイサイクル蓄熱式燃
    焼バーナーを設けると共に、前記燃焼炉に隣接する伝熱
    部から排出されたボイラ排ガスの一部を前記燃焼炉の1
    次燃焼領域に再循環させ、かつ、前記ボイラの2次燃焼
    領域に微粉炭燃料を供給するようにした低NOxボイ
    ラ。
JP8155856A 1996-06-17 1996-06-17 低NOxボイラ Withdrawn JPH102510A (ja)

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JP8155856A JPH102510A (ja) 1996-06-17 1996-06-17 低NOxボイラ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007032946A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Nfk Holdings Co Ltd 高温気流発生装置

Cited By (2)

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JP2007032946A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Nfk Holdings Co Ltd 高温気流発生装置
JP4643385B2 (ja) * 2005-07-27 2011-03-02 日本ファーネス株式会社 高温気流発生装置

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Legal Events

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030902