JPH10274405A - Pulverized coal combustion burner and combustion method thereof - Google Patents
Pulverized coal combustion burner and combustion method thereofInfo
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- JPH10274405A JPH10274405A JP7965597A JP7965597A JPH10274405A JP H10274405 A JPH10274405 A JP H10274405A JP 7965597 A JP7965597 A JP 7965597A JP 7965597 A JP7965597 A JP 7965597A JP H10274405 A JPH10274405 A JP H10274405A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は微粉炭燃焼バーナお
よびその燃焼方法の改良に係わり、特に窒素酸化物（以
下ＮＯｘと記す）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 and an improved combustion method thereof, and more particularly to a pulverized coal combustion burner suitable for reducing the concentration of nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx).
【０００２】[0002]
【従来の技術】燃焼においては、燃焼時に発生する窒素
酸化物（以下ＮＯｘと記す）の抑制が課題となる。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。このため、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る。2. Description of the Related Art In combustion, there is a problem of suppressing nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) generated during combustion. In particular, coal has a higher nitrogen content than gaseous and liquid fuels. For this reason, NOx generated during the combustion of pulverized coal is larger than NOx generated during the combustion of gaseous fuel or liquid fuel,
It is required to reduce this NOx.
【０００３】微粉炭の燃焼時に発生するＮＯｘは、ほと
んどが石炭中に含まれる窒素が酸化されて発生するいわ
ゆるフーエルＮＯｘである。このＮＯｘを減らすため
に、従来よりバーナの構造や燃焼方法が検討されてき
た。ＮＯｘを抑制する方法の１つとして、火炎内に酸素
濃度が高く、空気比が１以上の酸化炎領域と、酸素濃度
が低く、空気比が１以下の還元炎領域を形成するいわゆ
る火炎内二段燃焼方法がある。[0003] Most of the NOx generated during the combustion of pulverized coal is so-called fuel NOx generated by oxidizing nitrogen contained in coal. In order to reduce this NOx, burner structures and combustion methods have been conventionally studied. As one of the methods for suppressing NOx, there is a so-called flame inside region in which an oxidizing flame region having a high oxygen concentration and an air ratio of 1 or more in a flame and a reducing flame region having a low oxygen concentration and an air ratio of 1 or less are formed. There is a stage combustion method.
【０００４】石炭中の窒素分は燃焼初期の熱分解反応時
にシアン化水素（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
に低い条件ではＮＯｘを還元する効果を持つ。火炎内二
段燃焼方法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。[0004] Nitrogen in coal is released into the gas phase as hydrogen cyanide (hereinafter abbreviated as HCN) or ammonia (hereinafter abbreviated as NH3) during a pyrolysis reaction at the beginning of combustion. While these nitrogen compounds are oxidized to NOx, they have the effect of reducing NOx under conditions of low oxygen concentration. The in-flame two-stage combustion method utilizes the reduction reaction of NOx by this nitrogen compound.
【０００５】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
るほど進行しやすい。したがって、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。また、石炭を完全燃焼させるため、
火炎の下流側で酸素濃度の高い領域を設ける必要があ
る。[0005] Under high temperature conditions such as combustion, the reduction reaction of NOx by the nitrogen compound tends to proceed as the atmosphere becomes lower in oxygen concentration. Therefore, in order to reduce NOx generated in pulverized coal combustion, it is necessary to form an atmosphere having a low oxygen concentration. Also, to completely burn the coal,
It is necessary to provide a region having a high oxygen concentration downstream of the flame.
【０００６】火炎内にこのような低酸素濃度雰囲気の火
炎を形成し、かつ、石炭を完全燃焼させる方法として、
例えば特開昭６０−２２６６０９号公報、特開昭６１−
２２１０５号公報、特開昭６１−２８０３０２号公報、
および特開平１−５７００４号公報等がある。これらに
開示されている燃焼バーナは、微粉炭を気流搬送する燃
料ノズルを中心とし、その外周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構成をなしている。As a method of forming a flame of such a low oxygen concentration atmosphere in a flame and completely burning coal,
For example, JP-A-60-226609 and JP-A-61-226609
No. 22105, JP-A-61-280302,
And JP-A-1-57004. The combustion burners disclosed in these publications have a configuration in which a fuel nozzle for conveying pulverized coal in a gas stream is provided at the center, and an air nozzle for ejecting combustion air in a swirling flow is provided around the fuel nozzle.
【０００７】このように形成されている燃焼器バーナで
は、燃焼用の空気を２次空気ノズルおよび３次空気ノズ
ルと分割して供給することにより、火炎内の酸素濃度を
調節することができる。また、燃焼用の空気を旋回流と
して供給することにより、燃焼用の空気は旋回の中心部
を流れる微粉炭との混合が遅れる。このため、バーナ近
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。また、旋回流により旋回の中心近くは負圧
となるため、火炎の下流側では燃焼用の空気は旋回の中
心に向かって流れる。このため、火炎の下流側では燃焼
用の空気と微粉炭が迅速に混合し、酸化炎が形成され火
炎の長炎化や燃焼率の低下が防げる。In the combustor burner thus formed, the oxygen concentration in the flame can be adjusted by supplying the combustion air separately to the secondary air nozzle and the tertiary air nozzle. Further, by supplying the combustion air as a swirling flow, the mixing of the combustion air with the pulverized coal flowing through the center of the swirling is delayed. For this reason, in the vicinity of the burner, there is an excess fuel in which the amount of air is insufficient, and a reducing flame is formed. Further, since the swirling flow causes a negative pressure near the center of the swirl, the combustion air flows toward the center of the swirl downstream of the flame. For this reason, on the downstream side of the flame, the combustion air and the pulverized coal rapidly mix, and an oxidizing flame is formed, thereby preventing the flame from becoming longer and reducing the combustion rate.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の燃焼器
バーナは、燃焼用空気を旋回流として供給することで、
ＮＯｘの抑制と燃焼率の向上を図るものである。この燃
焼用空気に旋回を与える方法として、通常２つの方法が
考えられる。一つは空気を径方向に導入し、旋回に対し
接線方向に傾けた案内羽根により旋回力を与える旋回流
発生器（レジスタ）を用いる方法である。もう一つは、
空気を軸方向に導入し、軸方向に対し傾けて取り付けた
案内羽根により旋回力を与える旋回流発生器（ベーン）
を用いる方法である。どちらも案内羽根を可動にするこ
とで任意に旋回力を変えることができる。レジスタ方式
は旋回流を発生させる効率（旋回効率）がベーン方式よ
り一般に高いが、設置体積は大きくなる傾向がある。The above-described conventional combustor burner supplies combustion air as a swirling flow,
It is intended to suppress NOx and improve the combustion rate. Usually, two methods can be considered as a method of giving a swirl to the combustion air. One is a method using a swirling flow generator (register) that introduces air in the radial direction and applies a swirling force by a guide blade inclined tangentially to the swirl. the other one is,
A swirling flow generator (vane) that introduces air in the axial direction and applies swirling force to the blades installed at an angle to the axial direction.
It is a method using. In both cases, the turning force can be arbitrarily changed by making the guide blade movable. The register system generally has a higher efficiency of generating a swirling flow (swirl efficiency) than the vane system, but tends to have a larger installation volume.
【０００９】このため、流路の狭い場合はベーン方式が
用いられる。しかし、ベーン方式では案内羽根の角度を
大きくすると旋回効率が悪い。特に、案内羽根を流れる
空気流速が低い場合には強い旋回を与えることは困難と
なる。Therefore, when the flow path is narrow, a vane method is used. However, in the vane method, if the angle of the guide blade is increased, the turning efficiency is poor. In particular, when the air velocity flowing through the guide vanes is low, it is difficult to give a strong swirl.
【００１０】また、微粉炭ボイラにおいて、負荷を変動
させる場合、微粉炭バーナに供給する微粉炭と空気の量
を変化させ、微粉炭バーンの運用範囲を低負荷に広げる
方法とバーナを停止させる方法がある。このうち微粉炭
バーナの運用範囲を広げる方法は迅速に負荷を変えられ
る。In addition, when the load is varied in the pulverized coal boiler, the amount of pulverized coal supplied to the pulverized coal burner and the amount of air are changed to extend the operation range of the pulverized coal burn to a low load and the method of stopping the burner. There is. Among them, the method of expanding the operation range of the pulverized coal burner can change the load quickly.
【００１１】しかし、微粉炭バーナにおいては、微粉炭
粒子の堆積防止のため微粉炭搬送管内を流れる微粉炭粒
子の流速をある一定流速以下にさげることはできない。
このため、微粉炭バーナの運用範囲を低負荷まで広げる
方法では、空気の流量を低下させる際、ある程度の負荷
以下では微粉炭搬送空気の流量を一定にし、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しなくて
はならない。However, in the pulverized coal burner, the flow rate of the pulverized coal particles flowing in the pulverized coal transport pipe cannot be reduced below a certain flow rate in order to prevent the accumulation of the pulverized coal particles.
For this reason, in the method of expanding the operation range of the pulverized coal burner to a low load, when reducing the air flow rate, the flow rate of the pulverized coal transport air is kept constant below a certain load, and the flow rate of the air supplied to the air nozzle is reduced. We have to deal with it.
【００１２】空気ノズルに供給する空気の流量が減少す
ると、空気に与える旋回力が弱まる。このため、空気は
バーナ近傍で微粉炭と混ざることになり、微粉炭火炎内
に空気量の不足した還元炎が形成されにくくなる。した
がってこの状態では微粉炭火炎内で生成されるＮＯｘ量
が多くなる恐れがある。When the flow rate of the air supplied to the air nozzle decreases, the swirling force applied to the air decreases. For this reason, the air is mixed with the pulverized coal near the burner, so that a reducing flame with an insufficient amount of air is less likely to be formed in the pulverized coal flame. Therefore, in this state, the amount of NOx generated in the pulverized coal flame may increase.
【００１３】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、低負荷燃焼時であっても空気に与
える旋回力を維持し、微粉炭火炎内に空気量の不足した
還元炎を形成することで、ＮＯｘや未燃分の排出量を抑
制することができるこの種の微粉炭燃焼バーナを提供す
ることにある。またもう一つの目的は、以下の何れかの
要件を満たす微粉炭バーナの燃焼方法を提供することに
ある。すなわち、（１）低負荷燃焼時に空気に与える旋
回力を維持し、微粉炭火炎内に空気量の不足した還元炎
を形成すること、（２）油による助燃時に燃焼用空気と
燃料との混合を促進すること、（３）バーナカット時に
目的部の冷却を促進し、冷却用空気流量を減少すること
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the foregoing, and it is an object of the present invention to maintain a swirling force applied to air even during low load combustion, and to reduce the amount of air in a pulverized coal flame by a shortage of air. Therefore, it is an object of the present invention to provide a pulverized coal combustion burner of this type which can suppress the emission of NOx and unburned components. Still another object is to provide a method for burning a pulverized coal burner satisfying any of the following requirements. That is, (1) maintaining the swirling force applied to the air during low load combustion and forming a reducing flame having an insufficient amount of air in the pulverized coal flame, and (2) mixing combustion air and fuel during combustion with oil. (3) To promote cooling of the target portion at the time of burner cut, and to reduce the cooling air flow rate.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、微粉
炭とその搬送用空気との混合物を噴出する微粉炭ノズル
と、この微粉炭ノズルの外周に配置された燃焼用空気ノ
ズルと、この燃焼用空気ノズルの内部に設けられ、流通
する空気に旋回を与える旋回流発生器とを備え、前記燃
焼用空気ノズルから噴射される空気に旋回が与られ燃焼
するように形成されている微粉炭燃焼バーナにおいて、
前記燃焼用空気ノズルの空気流路内部に、空気ノズルの
出口部流路断面積よりも小さい流路断面積となる部分を
設けるとともに、この小さい断面積の流路部分若しくは
その上流側近傍流路部分に、前記旋回流発生器を設ける
ようにし所期の目的を達成するようにしたものである。That is, the present invention provides a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of pulverized coal and air for transporting the same, a combustion air nozzle disposed on the outer periphery of the pulverized coal nozzle, and a combustion air nozzle. A swirling flow generator that is provided inside the air nozzle for use and provides swirl to the flowing air, and pulverized coal combustion formed so that the air injected from the combustion air nozzle is swirled and burned At the burner,
Inside the air flow path of the combustion air nozzle, a portion having a flow path cross-sectional area smaller than the outlet flow path cross-sectional area of the air nozzle is provided. In addition, the above-mentioned swirling flow generator is provided to achieve an intended purpose.
【００１５】またこの場合、前記旋回流発生器を周方向
に並設された案内羽根群にて形成するとともに、この案
内羽根群を前記燃焼用空気の流れ方向に移動可能に形成
するようにしたものである。また、燃焼用空気に旋回を
与える前記旋回流発生器を、その旋回流強度の変更が可
能なように形成するとともに、その強度の変更を、前記
燃焼用空気の流れ方向への流路の投影面積に対する旋回
流発生器の占める投影面積との比を変えるか、又は前記
小さい流路断面積となる部分と前記旋回流発生器との距
離を変える若しくは前記旋回流発生器を案内羽根にて形
成し、かつ案内羽根の角度を変えるのいずれか若しくは
これらの組合せとしたものである。In this case, the swirling flow generator is formed by a guide blade group arranged in a circumferential direction, and the guide blade group is formed so as to be movable in the flow direction of the combustion air. Things. Further, the swirling flow generator for giving a swirl to the combustion air is formed so that the swirling flow intensity can be changed, and the change in the swirling flow intensity is projected on the flow direction of the flow path of the combustion air. Either change the ratio of the projected area occupied by the swirling flow generator to the area, or change the distance between the portion having the small cross-sectional area of the flow passage and the swirling flow generator, or form the swirling flow generator with guide vanes And the angle of the guide vane is changed or a combination thereof.
【００１６】また、前記小さい断面積の流路部分を形成
するに際し、空気流路の外周もしくは内周部に流れ方向
に緩やかに流路が変化するテーパ状の構造物を設ける又
は流路の外周もしくは内周部から挿入される仕切り板
（ゲート）を前記旋回流発生器の上流部に設ける或いは
前記旋回流発生器を案内羽根にて形成し、かつ案内羽根
の内いづれかの羽根を他の羽根とは別個の角度とするの
いずれか若しくはこれらの組合せとしたものである。When forming the flow path portion having the small cross-sectional area, a tapered structure in which the flow path changes gradually in the flow direction is provided on the outer circumference or inner circumference of the air flow path, or the outer circumference of the flow path is provided. Alternatively, a partition plate (gate) inserted from the inner peripheral portion is provided upstream of the swirl flow generator, or the swirl flow generator is formed by guide blades, and one of the guide blades is replaced with another blade. Is a different angle or a combination thereof.
【００１７】また、前記燃焼用空気流路内に設けられた
案内羽根の燃焼用空気の流れ方向への投影面積を、前記
燃焼用空気流路の小さい断面積の流路部分での投影面積
より小さく形成するようにしたものである。また、前記
燃焼用空気流路内に設けられた案内羽根の上流側に円筒
型の仕切り板を設けるようにしたものである。Further, the projected area of the guide vanes provided in the combustion air flow path in the flow direction of the combustion air is determined by comparing the projected area of the combustion air flow path with the small cross-sectional area of the flow path. It is designed to be formed small. Further, a cylindrical partition plate is provided on the upstream side of the guide blade provided in the combustion air flow path.
【００１８】また、微粉炭とその搬送用空気との混合物
を噴出する微粉炭ノズルと、この微粉炭ノズルの外周に
配置された燃焼用空気ノズルと、この燃焼用空気ノズル
の内部に設けられ、流通する空気に旋回を与える旋回流
発生器とを備え、前記燃焼用空気ノズルから噴射される
空気に旋回を与えつつ噴出させ燃焼するようにした微粉
炭燃焼バーナの燃焼方法において、前記燃焼用空気ノズ
ルの空気流路内部に、空気ノズルの出口部流路断面積よ
りも小さい流路断面積となる部分を設けるとともに、こ
の小さい断面積の流路部分若しくはその上流側近傍流路
部分に、前記旋回流発生器を空気の流通方向に移動可能
に設け、かつ前記微粉炭バーナを低負荷で運用する際、
前記燃焼用空気の流れ方向への流路の投影面積に対する
旋回流発生器の占める投影面積との比を大きくするか若
しくは前記燃焼用空気流路内に設けた流路縮小部と旋回
流発生器との距離を小さくし燃焼するようにしたもので
ある。Further, a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of pulverized coal and its conveying air, a combustion air nozzle disposed around the outer periphery of the pulverized coal nozzle, and a combustion air nozzle provided inside the combustion air nozzle, A swirling flow generator for swirling the circulating air, wherein the air injected from the combustion air nozzle is swirled and ejected while being swirled to burn the air. Inside the air flow path of the nozzle, a portion having a flow path cross-sectional area smaller than the outlet flow path cross-sectional area of the air nozzle is provided. When the flow generator is provided movably in the direction of air flow, and when operating the pulverized coal burner at a low load,
Either increase the ratio of the projected area of the swirling flow generator to the projected area of the flow path in the flow direction of the combustion air, or reduce the flow path reducing portion provided in the combustion air flow path and the swirling flow generator It is designed to reduce the distance to and burn.
【００１９】また、微粉炭とその搬送用空気との混合物
を噴出する微粉炭ノズルと、この微粉炭ノズルの外周に
配置された燃焼用空気ノズルと、この燃焼用空気ノズル
の内部に設けられ、流通する空気に旋回を与える旋回流
発生器とを備え、前記燃焼用空気ノズルから噴射される
空気に旋回を与えつつ噴出させ燃焼するようにした微粉
炭燃焼バーナの燃焼方法において、前記燃焼用空気ノズ
ルの空気流路内部に、空気ノズルの出口部流路断面積よ
りも小さい流路断面積となる部分を設けるとともに、こ
の小さい断面積の流路部分若しくはその上流側近傍流路
部分に、前記旋回流発生器を空気の流通方向に移動可能
に設け、かつ前記微粉炭バーナを油で助燃する際、前記
燃焼用空気の流れ方向への流路の投影面積に対する旋回
流発生器の占める投影面積との比を小さくするか若しく
は前記燃焼用空気流路内に設けた流路縮小部と旋回流発
生器との距離を大きくし燃焼するようにしたものであ
る。Also, a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of pulverized coal and its conveying air, a combustion air nozzle disposed around the outer periphery of the pulverized coal nozzle, and a combustion air nozzle are provided inside the combustion air nozzle. A swirling flow generator for swirling the circulating air, wherein the air injected from the combustion air nozzle is swirled and ejected while being swirled to burn the air. Inside the air flow path of the nozzle, a portion having a flow path cross-sectional area smaller than the outlet flow path cross-sectional area of the air nozzle is provided. When the flow generator is provided so as to be movable in the air flow direction, and when the pulverized coal burner is assisted with oil, the swirl flow generator occupies the projected area of the flow path in the flow direction of the combustion air. The distance between whether or the flow path reduction portion provided in the combustion air flow path to reduce the ratio of the shadow area swirling flow generator is increased is obtained as burns.
【００２０】すなわちこのように形成された微粉炭燃焼
バーナおよび微粉炭燃焼バーナの燃焼方法であると、流
路内にノズルの出口部流路断面積よりも小さい流路断面
積となる部分，すなわち流路縮小部を設けることで空気
の軸方向流速を変えられる。旋回流発生器としてベーン
を流路内に設け、ベーンの設置位置を流路断面積に対し
変えることでベーン部を通過する空気の軸方向流速を変
えることができる。通常、燃焼用空気の旋回強度を変え
る際、ベーンの角度を変動させるが、本発明によれば、
ベーン部を通過する空気の軸方向流速を変えることで発
生する旋回流速を変えることができる。In other words, according to the pulverized coal combustion burner and the method of burning the pulverized coal combustion burner thus formed, a portion having a flow passage cross-sectional area smaller than a flow passage cross-sectional area at the outlet of the nozzle in the flow passage, that is, By providing the flow path reducing portion, the axial flow velocity of air can be changed. By providing a vane in the flow path as a swirling flow generator and changing the installation position of the vane with respect to the flow path cross-sectional area, the axial flow velocity of air passing through the vane portion can be changed. Usually, when changing the swirl strength of the combustion air, the angle of the vane is changed, but according to the present invention,
By changing the axial flow velocity of the air passing through the vane portion, the generated swirling flow velocity can be changed.
【００２１】また、バーナの負荷に対し変動する燃焼用
空気の供給量に対応し、適切な旋回流速を発生できる軸
方向流速が存在する位置にベーンを設置することで、微
粉炭火炎内に空気量の不足した還元炎を形成すること
で、ＮＯｘの発生量を少なくすることができる。In addition, by installing a vane at a position where there is an axial flow velocity capable of generating an appropriate swirling flow velocity in accordance with the supply amount of combustion air that fluctuates with respect to the load of the burner, air can be introduced into the pulverized coal flame. By forming an insufficient amount of reducing flame, the amount of generated NOx can be reduced.
【００２２】さらに本発明では、ベーンの案内羽根角度
を固定とすることも可能である。この場合、角度可動の
ベーンが可動のためのすき間を有するため旋回効率が低
下するのに対し、ベーンの案内羽根が固定のため、ベー
ン部のすき間をなくすことが可能となる。また、角度可
動のベーンで旋回強度を強めようと角度を大きくする
と、旋回効率は悪化するのに対し、本発明では旋回強度
を強める際には、ベーン部を通過する空気流速が増すの
で、旋回効率は変わらない。このため、空気ノズルでの
圧力損失は低減できる。Further, in the present invention, the vane guide vane angle can be fixed. In this case, the turning efficiency is reduced because the angle movable vane has a gap for movement, whereas the vane guide vanes are fixed, so that the gap of the vane portion can be eliminated. In addition, if the angle is increased in order to increase the turning strength with the movable vane, the turning efficiency is deteriorated.On the other hand, when the turning strength is increased in the present invention, the flow velocity of the air passing through the vane portion is increased. The efficiency does not change. For this reason, the pressure loss at the air nozzle can be reduced.
【００２３】さらに本発明では、前記燃焼用空気流路内
の外周側に流れ方向に緩やかに流路が変化するテーパ状
の構造物，すなわちベンチュリ状の流路縮小部を設け、
バーナカット時や油などによる助燃時にベーンを流路縮
小部から遠ざけることで、空気ノズルの内周の空気流速
を高めることができる。バーナカット時は微粉炭ボイラ
の運用上、停止バーナに供給する冷却用空気を少なくす
ることが望ましい。本発明では、ベンチュリにより空気
ノズル内周の空気流速を高められるので、冷却用空気量
を低減できる。Further, in the present invention, a tapered structure in which the flow path changes gently in the flow direction, that is, a venturi-shaped flow path reducing portion is provided on the outer peripheral side in the combustion air flow path,
By moving the vane away from the flow passage reducing portion at the time of burner cut or at the time of combustion with oil or the like, the air flow velocity at the inner periphery of the air nozzle can be increased. When the burner is cut, it is desirable to reduce the amount of cooling air supplied to the stop burner for operation of the pulverized coal boiler. In the present invention, since the air flow velocity inside the air nozzle can be increased by the venturi, the amount of cooling air can be reduced.
【００２４】また、微粉炭焚きボイラにおいて、油によ
る助燃を行う際に、煤の発生を防止するには、燃料と燃
焼用空気のバーナノズル近傍での混合を促進させる必要
がある。本発明によると燃焼用空気流路の外周側にベン
チュリなどの障害物を設け、さらにベーンを離すこと
で、空気ノズル内周の空気流速を高められ、ノズル噴出
後の燃料とのバーナノズル近傍での混合を促進させるこ
とができるのである。Further, in the pulverized coal-fired boiler, it is necessary to promote the mixing of fuel and combustion air near the burner nozzle in order to prevent the generation of soot when assisting combustion with oil. According to the present invention, by providing an obstacle such as a venturi on the outer peripheral side of the combustion air flow path and further separating the vane, the air flow velocity on the inner circumference of the air nozzle can be increased, and the fuel after the nozzle is ejected near the burner nozzle with the fuel. Mixing can be promoted.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１にはその微粉炭燃焼バーナ
が断面で示されている。１０が微粉炭ノズルであり、１
１が２次空気ノズル、１３が３次空気ノズルである。す
なわち、本実施例のバーナは微粉炭と一次空気との混合
流を噴出する微粉炭ノズルをバーナ中心に有する。さら
に燃焼用空気の噴出口として微粉炭ノズルの外周に同心
円状に２次空気を噴出する２次空気ノズルおよび３次空
気を噴出する３次空気ノズルを有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows the pulverized coal combustion burner in cross section. 10 is a pulverized coal nozzle, 1
1 is a secondary air nozzle and 13 is a tertiary air nozzle. That is, the burner according to the present embodiment has a pulverized coal nozzle at the center of the burner for ejecting a mixed flow of pulverized coal and primary air. Further, a secondary air nozzle and a tertiary air nozzle for ejecting secondary air concentrically on the outer periphery of the pulverized coal nozzle are provided as ejection ports for combustion air.
【００２６】また、この実施例では、微粉炭ノズルを貫
通してオイルガンが設けられており、バーナ起動時ある
いは低負荷燃焼時に助燃できるようにしている。微粉炭
ノズルは上流側で微粉炭の搬送管（図示せず）に接続さ
れる。微粉炭ノズルの内部にはノズルの内径を狭める絞
り部がある。絞り部を設け、一時的に流速を高めること
で、微粉炭の逆火を防げる。２次空気と３次空気からな
る燃焼用空気はブロア（図示せず）により風箱に導入さ
れ、旋回器により旋回流となりそれぞれ２次空気ノズル
および３次空気ノズルより噴出される。In this embodiment, an oil gun is provided so as to penetrate the pulverized coal nozzle so that combustion can be assisted at the time of starting the burner or at the time of low load combustion. The pulverized coal nozzle is connected to a pulverized coal transport pipe (not shown) on the upstream side. Inside the pulverized coal nozzle, there is a throttle portion for narrowing the inner diameter of the nozzle. By providing a throttle section and temporarily increasing the flow rate, flashback of pulverized coal can be prevented. Combustion air composed of secondary air and tertiary air is introduced into a wind box by a blower (not shown), and is swirled by a swirler to be ejected from a secondary air nozzle and a tertiary air nozzle, respectively.
【００２７】３次空気流路は、隔壁と火炉壁により構成
された環状の流路である。２次空気流路は、微粉炭ノズ
ルと隔壁により構成された環状の流路である。３次空気
流路には旋回器として、径方向に空気を導入する際にレ
ジスタ羽根と呼ばれる案内羽根により接線方向に流速を
誘起し、旋回流を発生されるレジスタが用いられる。The tertiary air flow path is an annular flow path composed of a partition wall and a furnace wall. The secondary air flow path is an annular flow path formed by the pulverized coal nozzle and the partition. In the tertiary air flow path, as a swirler, a register is used that induces a flow velocity in a tangential direction by a guide blade called a register blade when air is introduced in a radial direction to generate a swirling flow.
【００２８】本実施例では２次空気流路に案内羽根を固
定したベーンを設け、流路の外周にはなだらかに流路断
面積を変えるベンチュリ状の障害物を設ける。このとき
ベーンは流れ方向（軸方向）に移動可能である。また、
ベーンに設けた案内羽根の径方向の長さは流路の径方向
長さに比べて短い。In the present embodiment, a vane having guide vanes fixed to the secondary air flow path is provided, and a venturi-shaped obstacle that smoothly changes the cross-sectional area of the flow path is provided on the outer periphery of the flow path. At this time, the vane can move in the flow direction (axial direction). Also,
The radial length of the guide vanes provided on the vane is shorter than the radial length of the flow path.
【００２９】保炎板は１次空気と２次空気の流れに対し
障害物として存在するため保炎板の下流は負圧となり循
環流が形成される。この循環流に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。さら
に２次空気や３次空気を旋回流として噴出すると、遠心
力により保炎板の下流の負圧はさらに高くなり、循環流
は大きくなり、安定に存在する。また、２次空気や３次
空気を旋回流として噴出することで、燃焼用空気と微粉
炭とのバーナ近傍での混合が遅れる。このため、着火が
促進され、燃焼用空気の消費が進み還元炎を迅速に形成
し、ＮＯｘの生成量を抑制できる。Since the flame stabilizing plate exists as an obstacle to the flow of the primary air and the secondary air, the downstream side of the flame stabilizing plate has a negative pressure to form a circulating flow. The high-temperature combustion gas stays in this circulation flow, and has a function of igniting the pulverized coal flowing by the side. Further, when the secondary air or the tertiary air is jetted as a swirling flow, the negative pressure downstream of the flame holding plate is further increased by the centrifugal force, and the circulating flow is increased to be stable. In addition, by jetting the secondary air or the tertiary air as a swirling flow, the mixing of the combustion air and the pulverized coal near the burner is delayed. For this reason, ignition is promoted, consumption of combustion air advances, and a reducing flame is quickly formed, so that the amount of generated NOx can be suppressed.
【００３０】従来の方法では、２次空気に与える旋回流
の強さは案内羽根の角度により変える。このとき、図２
に示される案内羽根により誘起される旋回流速は理想的
には案内羽根の角度と軸方向流速の大きさから決まる。In the conventional method, the strength of the swirling flow applied to the secondary air changes depending on the angle of the guide vane. At this time, FIG.
The swirl flow velocity induced by the guide vane shown in (1) is ideally determined by the angle of the guide vane and the magnitude of the axial flow velocity.
【００３１】しかし、案内羽根の角度を変えられる従来
方法では、案内羽根を動かすために内，外壁に接する部
分は図２の（ｂ）に示されるようにベーンの案内羽根と
流路のあいだにすき間をあける必要がある。旋回を加え
る際は案内羽根は空気の流れに対し障害となるため、こ
のすき間を通過する空気は多くなる。特に強旋回流速を
得ようとするとすき間部は大きくなり、この部分を流れ
る空気が多くなる。However, in the conventional method in which the angle of the guide vane can be changed, a portion in contact with the inner and outer walls for moving the guide vane is located between the vane guide vane and the flow path as shown in FIG. It is necessary to leave a gap. When turning, the guide vanes obstruct the flow of air, so that more air passes through the gap. In particular, in order to obtain a strong swirling flow velocity, the gap becomes large, and the air flowing through this part increases.
【００３２】また、角度がある値より大きいと案内羽根
の下流側面に沿って生じる逆流が大きくなり、下流側の
乱れが強まる。このため、強旋回の条件では旋回効率は
落ち、また圧力損失も増加する。特に、バーナの負荷を
下げ、燃焼用空気量を減らした場合、空気量に比例して
軸流速が低下するため、強旋回流速を得ることは困難と
なることがある。If the angle is larger than a certain value, the backflow generated along the downstream side surface of the guide blade becomes large, and the disturbance on the downstream side is increased. For this reason, under the condition of strong turning, the turning efficiency decreases and the pressure loss also increases. In particular, when the load on the burner is reduced and the amount of combustion air is reduced, it is sometimes difficult to obtain a strong swirling flow rate because the axial flow rate decreases in proportion to the air quantity.
【００３３】それに対し、図１に示す本発明の実施例で
は、ベーンを通過する空気の流速が高いため、効率良く
旋回を与えられる。この図では、ベーンの位置を軸方向
に移動し、流路に設けたベンチュリ状の障害物との距離
を変更できる。ベーンを障害物に近づけると、障害物に
より流路は狭まるため、軸方向の流速は高まる。また、
軸方向の流路の投影面積に占めるベーン部の面積は増
し、ベーンを流れる空気の割合は増える。On the other hand, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, since the flow velocity of the air passing through the vane is high, the swirling can be given efficiently. In this figure, the position of the vane can be moved in the axial direction to change the distance to the venturi-shaped obstacle provided in the flow path. When the vane is moved closer to the obstacle, the flow path in the axial direction increases because the flow path is narrowed by the obstacle. Also,
The area of the vane portion occupying the projected area of the axial flow path increases, and the proportion of air flowing through the vane increases.
【００３４】このため、流路を流れる２次空気に加わる
旋回力は強まる。特に、流路を狭めることで軸流速の高
い部分を作るため、バーナ負荷が低く、燃焼用空気流量
が低下する場合でも、この高流速部にベーンを設置する
ことで、強い旋回流速を得られる。また、本実施例では
旋回強度を変えるのに本実施例ではベーンの位置を軸方
向に移動するため、機械的に構造が簡単である。このた
め、保守性や耐久性が高まる。Therefore, the swirling force applied to the secondary air flowing through the flow channel increases. In particular, since a portion with a high axial flow velocity is created by narrowing the flow path, even if the burner load is low and the combustion air flow rate is reduced, a strong swirling flow velocity can be obtained by installing a vane in this high flow velocity part. . Further, in this embodiment, since the turning position is changed in the axial direction in this embodiment to change the turning strength, the structure is mechanically simple. Therefore, maintainability and durability are improved.
【００３５】本実施例によると低負荷時でも燃焼用の２
次空気に適切な旋回流速を発生できる。このため、微粉
炭火炎内に空気量の不足した還元炎を形成することがで
きる。また、２次空気の旋回により保炎板の下流に形成
される循環流は大きくなる。この循環流内には、火炎で
のＮＯｘの発生量を少なくすることができる。According to the present embodiment, even if the load is low,
An appropriate swirl flow velocity can be generated in the secondary air. Therefore, a reducing flame having an insufficient amount of air can be formed in the pulverized coal flame. In addition, the circulation flow formed downstream of the flame holding plate due to the swirling of the secondary air increases. In this circulating flow, the amount of NOx generated by the flame can be reduced.
【００３６】さらに本実施例では、前記２次空気流路内
の外周側にベンチュリ状の流路縮小部を設けている。こ
のため、図３に示されるようにベーンを流路縮小部から
遠ざけることで、２次空気に旋回を与えず、ベンチュリ
により内周に空気を寄せることで、２次空気ノズルの内
周の空気流速を高めることができる。Further, in the present embodiment, a venturi-shaped channel reducing portion is provided on the outer peripheral side in the secondary air channel. For this reason, as shown in FIG. 3, by moving the vane away from the flow path reducing portion, the secondary air is not swirled, and the air is drawn to the inner periphery by a venturi, so that the air in the inner periphery of the secondary air nozzle is The flow rate can be increased.
【００３７】バーナカット時は微粉炭ボイラの運用上、
停止バーナに供給する冷却用空気を少なくすることが望
ましい。本実施例によると、ベンチュリにより２次空気
ノズル内周の空気流速を高められる。このため、２次空
気ノズル内周に設けた保炎板に２次空気を衝突できるの
で、効果的に冷却し、冷却用空気量を低減できる。At the time of burner cut, in operation of pulverized coal boiler,
It is desirable to reduce the amount of cooling air supplied to the stop burner. According to the present embodiment, the air velocity at the inner circumference of the secondary air nozzle can be increased by the venturi. For this reason, since the secondary air can collide with the flame holding plate provided on the inner periphery of the secondary air nozzle, the cooling can be performed effectively and the amount of cooling air can be reduced.
【００３８】また、微粉炭焚きボイラにおいて、油によ
る助燃を行う際に、煤の発生を防止するには、燃料と燃
焼用空気のバーナノズル近傍での混合を促進させる必要
がある。本発明によると燃焼用空気流路の外周側にベン
チュリなどの障害物を設け、さらにベーンを離すこと
で、空気ノズル内周の空気流速を高められ、ノズル噴出
後の燃料とのバーナノズル近傍での混合を促進させるこ
とができる。Further, in the pulverized coal-fired boiler, it is necessary to promote the mixing of the fuel and the combustion air near the burner nozzle in order to prevent the generation of soot when assisting combustion with oil. According to the present invention, by providing an obstacle such as a venturi on the outer peripheral side of the combustion air flow path and further separating the vane, the air flow velocity on the inner circumference of the air nozzle can be increased, and the fuel after the nozzle is ejected near the burner nozzle with the fuel. Mixing can be promoted.
【００３９】本実施例では燃焼用空気を２次、３次と分
割して供給する微粉炭バーナを適用例としているが、燃
焼用空気を１つのノズルから噴出させるバーナや、燃焼
用空気をさらに多段に分割して供給するバーナに適用す
ることが可能である。In this embodiment, a pulverized coal burner for supplying the combustion air in a divided manner to the secondary and the tertiary is applied. However, a burner for injecting the combustion air from one nozzle and the combustion air are further supplied. The present invention can be applied to a burner that is supplied by dividing into multiple stages.
【００４０】図４に本発明の他の実施例が示されてい
る。この実施例では、２次空気流路にベーンを設け、流
路の内周にはなだらかに流路断面積を変える紡錘体状の
障害物を設ける。このときベーンは流路の外周に沿って
設けられ、流れ方向（軸方向）に移動可能である。ま
た、ベーンに設けた案内羽根の径方向の長さは流路の径
方向長さに比べて短い。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a vane is provided in the secondary air flow path, and a spindle-shaped obstacle that smoothly changes the cross-sectional area of the flow path is provided on the inner periphery of the flow path. At this time, the vane is provided along the outer periphery of the flow path, and is movable in the flow direction (axial direction). The radial length of the guide vanes provided on the vane is shorter than the radial length of the flow path.
【００４１】本実施例においても図１に示す実施例と同
様に、ベーンを通過する空気の流速は高いため効率良く
旋回を与えられる。ベーンの位置は軸方向に移動し、流
路に設けた紡錘体状の障害物との距離を変更できる。ベ
ーンを障害物に近づけると、障害物により流路は狭まる
ため、軸方向の流速は高まる。また、軸方向の流路の投
影面積に占めるベーン部の面積は増し、ベーンを流れる
空気の割合は増える。このため、流路を流れる２次空気
に加わる旋回力は強まる。Also in this embodiment, as in the embodiment shown in FIG. 1, the flow velocity of the air passing through the vane is high, so that swirling can be given efficiently. The position of the vane moves in the axial direction, and the distance to the spindle-shaped obstacle provided in the flow path can be changed. When the vane is moved closer to the obstacle, the flow path in the axial direction increases because the flow path is narrowed by the obstacle. In addition, the area of the vane portion occupying the projected area of the flow path in the axial direction increases, and the proportion of air flowing through the vane increases. For this reason, the turning force applied to the secondary air flowing through the flow channel increases.
【００４２】特に、流路を狭めることで軸流速の高い部
分を作るため、バーナ負荷が低く、燃焼用空気流量が低
下する場合でも、この高流速部にベーンを設置すること
で、強い旋回流速を得られる。In particular, since a portion having a high axial flow rate is created by narrowing the flow path, even if the burner load is low and the flow rate of combustion air is reduced, installing a vane in this high flow rate section can provide a strong swirling flow rate. Can be obtained.
【００４３】本実施例によると低負荷時でも燃焼用の２
次空気に適切な旋回流速を発生できる。このため、微粉
炭火炎内に空気量の不足した還元炎を形成することがで
きる。また、２次空気の旋回により保炎板の下流に形成
される循環流は大きくなる。この循環流内には、火炎で
のＮＯｘの発生量を少なくすることができる。According to the present embodiment, even when the load is low,
An appropriate swirl flow velocity can be generated in the secondary air. Therefore, a reducing flame having an insufficient amount of air can be formed in the pulverized coal flame. In addition, the circulation flow formed downstream of the flame holding plate due to the swirling of the secondary air increases. In this circulating flow, the amount of NOx generated by the flame can be reduced.
【００４４】図５は本発明のさらに他の実施例を示す微
粉炭燃焼バーナの概略図である。本実施例では２次空気
流路に案内羽根の流れ方向に対する角度を可変となるベ
ーンを設け、流路の外周にはなだらかに流路断面積を変
えるベンチュリ状の障害物を設ける。本実施例のよう
に、角度可変のベーンを設けると、旋回流発生器におい
て発生する旋回流の強度を変えるに際し、前記燃焼用空
気流路内に設けた流路縮小部と旋回流発生器との距離を
変え、旋回流発生器での軸方向の空気流速を変える方法
の他に、前記旋回流発生器に設けた案内羽根の角度を変
える方法を併用できる。FIG. 5 is a schematic view of a pulverized coal combustion burner showing still another embodiment of the present invention. In the present embodiment, a vane whose angle with respect to the flow direction of the guide blade is variable is provided in the secondary air flow path, and a venturi-shaped obstacle that smoothly changes the cross-sectional area of the flow path is provided on the outer circumference of the flow path. As in the present embodiment, by providing a variable angle vane, when changing the intensity of the swirling flow generated in the swirling flow generator, the flow path reducing portion and the swirling flow generator provided in the combustion air flow path In addition to the method of changing the distance of the swirling flow generator and changing the air velocity in the axial direction in the swirling flow generator, a method of changing the angle of a guide blade provided in the swirling flow generator can also be used.
【００４５】図６はさらに本発明の別の実施例を示す微
粉炭燃焼バーナの概略図である。本実施例では２次空気
流路にベーンを設け、流路の外周には流路断面積を変え
るベンチュリ状の障害物を設ける。このときベーンと障
害物は、流れ方向（軸方向）に移動可能である。FIG. 6 is a schematic view of a pulverized coal combustion burner showing still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a vane is provided in the secondary air flow path, and a venturi-shaped obstacle that changes the cross-sectional area of the flow path is provided on the outer circumference of the flow path. At this time, the vane and the obstacle can move in the flow direction (axial direction).
【００４６】本実施例ではベーンの位置もしくは障害物
の何れかを軸方向に移動することで障害物により流路は
狭まるため、軸方向の流速は高まる。また、軸方向の流
路の投影面積に占めるベーン部の面積は増し、ベーンを
流れる空気の割合は増える。このため、流路を流れる２
次空気に加わる旋回力は強まる。In this embodiment, the flow path in the axial direction increases because the flow path is narrowed by the obstacle by moving either the position of the vane or the obstacle in the axial direction. In addition, the area of the vane portion occupying the projected area of the flow path in the axial direction increases, and the proportion of air flowing through the vane increases. Therefore, 2
The turning force applied to the next air increases.
【００４７】さらに本実施例において、角度可変のベー
ンを設けると、旋回流発生器において発生する旋回流の
強度を変えるに際し、前記燃焼用空気流路内に設けた流
路縮小部と旋回流発生器との距離を変え、旋回流発生器
での軸方向の空気流速を変える方法の他に、前記旋回流
発生器に設けた案内羽根の角度を変える方法を併用でき
る。Further, in the present embodiment, when the vanes having variable angles are provided, when the intensity of the swirling flow generated in the swirling flow generator is changed, the swirling flow generating portion is provided in the combustion air flow path. In addition to the method of changing the distance to the device and changing the air velocity in the axial direction in the swirling flow generator, a method of changing the angle of the guide vanes provided in the swirling flow generator can also be used.
【００４８】図７は本発明の別の実施例を示す微粉炭燃
焼バーナの概略図である。この実施例では２次空気流路
にベーンを設け、ベーンの上流側にゲートを設け流路断
面積を変えられる。本実施例ではゲートにより流路は狭
まるため、軸方向の流速は高まる。また、軸方向の流路
の投影面積に占めるベーン部の面積は増し、ベーンを流
れる空気の割合は増える。このため、流路を流れる２次
空気に加わる旋回力は強まる。FIG. 7 is a schematic view of a pulverized coal combustion burner showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, a vane is provided in the secondary air flow path, and a gate is provided upstream of the vane to change the flow path cross-sectional area. In this embodiment, since the flow path is narrowed by the gate, the flow velocity in the axial direction increases. In addition, the area of the vane portion occupying the projected area of the flow path in the axial direction increases, and the proportion of air flowing through the vane increases. For this reason, the turning force applied to the secondary air flowing through the flow channel increases.
【００４９】さらに本実施例において、角度可変のベー
ンを設けると、旋回流発生器において発生する旋回流の
強度を変えるに際し、旋回流発生器での軸方向の空気流
速を変える方法の他に、前記旋回流発生器に設けた案内
羽根の角度を変える方法を併用できる。Further, in the present embodiment, when a vane having a variable angle is provided, when changing the intensity of the swirling flow generated in the swirling flow generator, in addition to the method of changing the axial air velocity in the swirling flow generator, A method of changing the angle of the guide vanes provided in the swirling flow generator can be used together.
【００５０】図８は本発明の別の実施例を示す微粉炭燃
焼バーナのベーン部の概略図である。本実施例では２次
空気流路に設けたベーンの案内羽根のうち、いくつかの
羽根につき他の羽根とは別個に角度を変えることで、ベ
ーン部の流路を狭め、ベーン部の軸方向の流速を変えら
れる。軸方向の流速を高めると流路を流れる２次空気に
加わる旋回力は強まる。FIG. 8 is a schematic view of a vane portion of a pulverized coal combustion burner showing another embodiment of the present invention. In the present embodiment, among the vane guide vanes provided in the secondary air flow passage, the vane passage is narrowed by changing the angle of some vanes separately from the other vanes, thereby reducing the axial direction of the vane portion. Can be changed. Increasing the axial flow velocity increases the swirling force applied to the secondary air flowing through the flow path.
【００５１】図９は本発明の別の実施例を示す微粉炭燃
焼バーナの概略図である。本実施例では２次空気流路に
ベーンを設け、流路の外周には流路断面積を変えるベン
チュリ状の障害物を設ける。このとき、ベーンは流れ方
向（軸方向）に移動可能である。さらに、本実施例では
ベーンの上流側に円筒型の仕切り板を設けている。FIG. 9 is a schematic view of a pulverized coal combustion burner showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, a vane is provided in the secondary air flow path, and a venturi-shaped obstacle that changes the cross-sectional area of the flow path is provided on the outer circumference of the flow path. At this time, the vane can move in the flow direction (axial direction). Further, in this embodiment, a cylindrical partition plate is provided on the upstream side of the vane.
【００５２】この実施例のように、ベーンの上流側で流
路を分割することで、ベーンを流れる空気の割合を増減
できる。図９のように上流側に向かって仕切り板をテー
パ状に広げている場合、ベーン部を流れる流量は増し
て、流路全体での空気の旋回力は強くなる。By dividing the flow path on the upstream side of the vane as in this embodiment, the proportion of air flowing through the vane can be increased or decreased. When the partition plate is tapered toward the upstream side as shown in FIG. 9, the flow rate flowing through the vane increases, and the swirling force of the air in the entire flow path increases.
【００５３】図１０は本発明の別の実施例を示す微粉炭
燃焼バーナの概略図である。本実施例では２次空気流路
にベーンを設け、ベーンに設けた案内羽根は流れ方向
（軸方向）に対する角度を変更可能である。さらに、ベ
ーンの下流では流路を拡大する構造となる。FIG. 10 is a schematic view of a pulverized coal combustion burner showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, a vane is provided in the secondary air flow path, and the angle of the guide vane provided in the vane with respect to the flow direction (axial direction) can be changed. Further, the structure is such that the flow path is enlarged downstream of the vane.
【００５４】本実施例のように、ベーンの下流側で流路
を拡大すると、ベーン部では軸流速が高いため、案内羽
根により誘起される旋回流速も高まる。また、下流側で
流路を拡大することで、軸流速は低下する。軸流速が低
下するため、旋回力を示す指標である空気の旋回方向と
軸方向の運動量の比であるスワール数は高まる。また、
遠心力により流路外周により多くの空気が流れる。この
ため、ノズルから噴出する空気は外周ほど多くなり、バ
ーナノズル近傍での燃料との混合は遅れる。このため、
バーナノズルの近傍では空気量の少ない還元炎が形成さ
れ、ＮＯｘの排出量を低減することができるのである。When the flow path is expanded downstream of the vane as in this embodiment, the swirl flow velocity induced by the guide vanes increases because the axial flow velocity is high in the vane section. In addition, by expanding the flow path on the downstream side, the axial flow velocity decreases. Since the axial flow velocity decreases, the swirl number, which is the index of the swirling force, which is the ratio of the swirling direction of air to the axial momentum, increases. Also,
Due to the centrifugal force, more air flows to the outer periphery of the flow path. For this reason, the air ejected from the nozzle increases toward the outer periphery, and the mixing with the fuel near the burner nozzle is delayed. For this reason,
In the vicinity of the burner nozzle, a reducing flame having a small amount of air is formed, and the emission amount of NOx can be reduced.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、低負荷燃焼時であっても空気に与える旋回力を維持
し、微粉炭火炎内に空気量の不足した還元炎を形成する
ことができ、ＮＯｘや未燃分の排出量を抑制することが
できるこの種の微粉炭燃焼バーナを得ることができる。As described above, according to the present invention, a swirling force applied to air is maintained even during low load combustion, and a reducing flame having an insufficient amount of air is formed in a pulverized coal flame. Thus, a pulverized coal combustion burner of this type which can suppress the emission of NOx and unburned components can be obtained.
【図１】本発明の微粉炭燃焼バーナの一実施例を示す縦
断側面図である。FIG. 1 is a vertical sectional side view showing one embodiment of a pulverized coal combustion burner of the present invention.
【図２】旋回流発生装置の要部部を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the swirling flow generating device.
【図３】本発明の微粉炭燃焼バーナの他の実施例を示す
縦断側面図である。FIG. 3 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the pulverized coal combustion burner of the present invention.
【図４】本発明の微粉炭燃焼バーナの他の実施例を示す
縦断側面図である。FIG. 4 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the pulverized coal combustion burner of the present invention.
【図５】本発明の微粉炭燃焼バーナの他の実施例を示す
縦断側面図である。FIG. 5 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the pulverized coal combustion burner of the present invention.
【図６】本発明の微粉炭燃焼バーナの他の実施例を示す
縦断側面図である。FIG. 6 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the pulverized coal combustion burner of the present invention.
【図７】本発明の微粉炭燃焼バーナの他の実施例を示す
縦断側面図である。FIG. 7 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the pulverized coal combustion burner of the present invention.
【図８】本発明の微粉炭燃焼バーナの旋回流発生部の要
部を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a main part of a swirl flow generating section of the pulverized coal combustion burner of the present invention.
【図９】本発明の微粉炭燃焼バーナの他の実施例を示す
縦断側面図である。FIG. 9 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the pulverized coal combustion burner of the present invention.
【図１０】本発明の微粉炭燃焼バーナの他の実施例を示
す縦断側面図である。FIG. 10 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the pulverized coal combustion burner of the present invention.
１０…微粉炭ノズル、１１…２次空気ノズル、１２…３
次空気ノズル、１３…１次空気と微粉炭の混合気、１４
…２次空気、１５…３次空気、１６…オイルガン、１７
…ベンチュリ、１８…１次スロート、１９…保炎板、２
０…２次スロート。10 ... pulverized coal nozzle, 11 ... secondary air nozzle, 12 ... 3
Primary air nozzle, 13 ... mixture of primary air and pulverized coal, 14
... secondary air, 15 ... tertiary air, 16 ... oil gun, 17
... Venturi, 18 ... Primary throat, 19 ... Flame retention board, 2
0 ... Secondary throat.
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 山本 研二 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 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 バ ブコック日立株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Masayuki Taniguchi 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kenji Yamamoto 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kenji Kiyama Inside Babcock Hitachi Co., Ltd.
Claims (8)
出する微粉炭ノズルと、この微粉炭ノズルの外周に配置
された燃焼用空気ノズルと、この燃焼用空気ノズルの内
部に設けられ、流通する空気に旋回を与える旋回流発生
器とを備え、前記空気ノズルから噴射される空気に旋回
が与られる微粉炭燃焼バーナにおいて、 前記燃焼用空気ノズルの空気流路内部に、空気ノズルの
出口部流路断面積よりも小さい流路断面積となる部分を
設けるとともに、この小さい断面積の流路部分若しくは
その上流側近傍流路部分に、前記旋回流発生器を設ける
ようにしたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。1. A pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of pulverized coal and its conveying air, a combustion air nozzle disposed on the outer periphery of the pulverized coal nozzle, and provided inside the combustion air nozzle, A pulverized coal combustion burner, comprising: a swirling flow generator configured to swirl the flowing air, wherein the air injected from the air nozzle is swirled, wherein an outlet of the air nozzle is provided inside an air passage of the combustion air nozzle. A portion having a smaller cross-sectional area than the partial cross-sectional area is provided, and the swirling flow generator is provided in the flow-path portion having the small cross-sectional area or the flow path near the upstream side thereof. Pulverized coal burning burner.
案内羽根群にて形成するとともに、この案内羽根群が前
記燃焼用空気の流れ方向に移動可能に形成されてなる請
求項１記載の微粉炭燃焼バーナ。2. The swirling flow generator is formed by a group of guide vanes arranged in a circumferential direction, and the group of guide vanes is formed so as to be movable in a flow direction of the combustion air. A pulverized coal combustion burner as described.
生器を、その旋回流強度の変更が可能なように形成する
とともに、その強度の変更を、前記燃焼用空気の流れ方
向への流路の投影面積に対する旋回流発生器の占める投
影面積との比を変える又は前記小さい流路断面積となる
部分と前記旋回流発生器との距離を変える若しくは前記
旋回流発生器を案内羽根にて形成し、かつ案内羽根の角
度を変えるのいずれか若しくはこれらの組合せである請
求項１記載の微粉炭燃焼バーナ。3. The swirling flow generator for imparting swirling to the combustion air is formed so that its swirling flow intensity can be changed, and the intensity of the swirling flow is changed in the flow direction of the combustion air in the flow direction. Changing the ratio of the projected area occupied by the swirling flow generator to the projected area of the road, or changing the distance between the portion having the small flow path cross-sectional area and the swirling flow generator, or using the swirling flow generator with guide vanes The pulverized coal combustion burner according to claim 1, wherein the burner is formed and / or changes the angle of the guide vane.
に際し、空気流路の外周もしくは内周部に流れ方向に緩
やかに流路が変化するテーパ状の構造物を設ける又は流
路の外周もしくは内周部から挿入される仕切り板（ゲー
ト）を前記旋回流発生器の上流部に設ける或いは前記旋
回流発生器を案内羽根にて形成し、かつ案内羽根の内い
づれかの羽根を他の羽根とは別個の角度とするのいずれ
か若しくはこれらの組合せである請求項１記載の微粉炭
燃焼バーナ。4. When forming the flow path portion having the small cross-sectional area, a tapered structure in which the flow path changes gradually in the flow direction is provided on the outer circumference or the inner circumference of the air flow path or the outer circumference of the flow path. Alternatively, a partition plate (gate) inserted from the inner peripheral portion is provided upstream of the swirl flow generator, or the swirl flow generator is formed by guide blades, and one of the guide blades is replaced with another blade. The pulverized coal combustion burner according to claim 1, wherein the burner is at any angle or a combination thereof.
羽根の燃焼用空気の流れ方向への投影面積が、前記燃焼
用空気流路の小さい断面積の流路部分での投影面積より
小さく形成されてなる請求項２，３又は４記載の微粉炭
燃焼バーナ。5. A projection area of a guide blade provided in the combustion air flow path in a flow direction of combustion air is smaller than a projection area of the combustion air flow path in a flow path portion having a small cross-sectional area. The pulverized coal combustion burner according to claim 2, 3 or 4, which is formed small.
羽根の上流側に円筒型の仕切り板を設けてなる請求項
２，３又は４記載の微粉炭燃焼バーナ。6. The pulverized coal combustion burner according to claim 2, wherein a cylindrical partition plate is provided upstream of the guide blade provided in the combustion air flow path.
出する微粉炭ノズルと、この微粉炭ノズルの外周に配置
された燃焼用空気ノズルと、この燃焼用空気ノズルの内
部に設けられ、流通する空気に旋回を与える旋回流発生
器とを備え、前記燃焼用空気ノズルから噴射される空気
に旋回を与えつつ噴出させ燃焼するようにした微粉炭燃
焼バーナの燃焼方法において、 前記燃焼用空気ノズルの空気流路内部に、空気ノズルの
出口部流路断面積よりも小さい流路断面積となる部分を
設けるとともに、この小さい断面積の流路部分若しくは
その上流側近傍流路部分に、前記旋回流発生器を空気の
流通方向に移動可能に設け、かつ前記微粉炭バーナを低
負荷で運用する際、前記燃焼用空気の流れ方向への流路
の投影面積に対する旋回流発生器の占める投影面積との
比を大きくするか若しくは前記燃焼用空気流路内に設け
た流路縮小部と旋回流発生器との距離を小さくし燃焼す
るようにしたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナの燃焼
方法。7. A pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of pulverized coal and its conveying air, a combustion air nozzle arranged on the outer periphery of the pulverized coal nozzle, and provided inside the combustion air nozzle, A swirling flow generator for swirling the circulating air, wherein the air injected from the combustion air nozzle is swirled and ejected while being swirled to burn the air. Inside the air flow path of the nozzle, a portion having a flow path cross-sectional area smaller than the outlet flow path cross-sectional area of the air nozzle is provided. When the flow generator is provided movably in the direction of air flow and the pulverized coal burner is operated at a low load, the swirl flow generator occupies the projected area of the flow path in the flow direction of the combustion air. A pulverized coal combustion burner characterized in that the ratio to the shadow area is increased or the distance between the flow path reducing portion provided in the combustion air flow path and the swirling flow generator is reduced so that combustion takes place. Burning method.
出する微粉炭ノズルと、この微粉炭ノズルの外周に配置
され、かつこの微粉炭ノズルと同心円状に形成された燃
焼用空気ノズルと、この燃焼用空気ノズルの内部に設け
られ、流通する空気に旋回を与える旋回流発生器とを備
え、前記燃焼用空気ノズルから噴射される空気に旋回を
与えつつ噴出させ燃焼するようにした微粉炭燃焼バーナ
の燃焼方法において、 前記燃焼用空気ノズルの空気流路内部に、空気ノズルの
出口部流路断面積よりも小さい流路断面積となる部分を
設けるとともに、この小さい断面積の流路部分若しくは
その上流側近傍流路部分に、前記旋回流発生器を空気の
流通方向に移動可能に設け、かつ前記微粉炭バーナを油
で助燃する際、前記燃焼用空気の流れ方向への流路の投
影面積に対する旋回流発生器の占める投影面積との比を
小さくするか若しくは前記燃焼用空気流路内に設けた流
路縮小部と旋回流発生器との距離を大きくし燃焼するよ
うにしたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナの燃焼方
法。8. A pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of pulverized coal and its conveying air, and a combustion air nozzle arranged around the pulverized coal nozzle and formed concentrically with the pulverized coal nozzle. A swirling flow generator that is provided inside the combustion air nozzle and gives a swirl to the flowing air, so that the air injected from the combustion air nozzle is swirled and ejected for combustion. In the method for burning a charcoal combustion burner, a portion having a smaller cross-sectional area than the outlet cross-sectional area of the air nozzle is provided inside the air flow path of the combustion air nozzle. The swirl flow generator is provided movably in the flow direction of air in the portion or the flow path near the upstream side thereof, and when the pulverized coal burner is assisted with oil, the flow path in the flow direction of the combustion air is provided. Combustion is performed by reducing the ratio of the projected area occupied by the swirling flow generator to the projected area, or by increasing the distance between the swirling flow generator and the flow path reducing portion provided in the combustion air flow path. A method for burning a pulverized coal combustion burner, comprising:
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