JPS58224204A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃焼装置に係り、特に負荷変動時であっても
安定した脱硝性能を有するボイラ等の燃焼装置に関する
。

従来、この種の燃焼装置は、第１図に示すように、ボイ
ラ燃焼炉１と、該ボイラ燃焼炉１の前側壁６において下
方から上方へ向けて順次設けられた下段バーナ２、中段
バーナ３および上段バーナ４と、上段バーナ４の上方に
設けられよアフタエアポート５から主として構成されて
いる。

この構成の装置において、各バーナ２．３および４では
一般に空気比（理論燃焼空気量に対する使用空気量の比
）がそれぞれ酸化雰囲気である０９〜１．０、稍還元雰
囲気である０、６〜０．７および還元雰囲気の０．４〜
０．５に設定されて燃焼され、次いで上記還元雰囲気下
の燃焼によりＣＯや煤塵などの未燃物を含む燃焼ガスは
アフタエアポート５から供給される空気の存在下で追加
燃焼され、該追加燃焼により生成する高温排ガスは過熱
器や再熱器（ともに図示省略）などに通されて熱回収後
、大気中へ放出されている。

しかしながら、上記各バーナのうち、下段バーナ２およ
び中段バーナ３で発生しＮＯ，を比較的多量に含む燃焼
ガス１３は、第１図中に実線で示したごとく、後側の氷
壁６１面上に達したのち層状となって高速下に上昇する
ため、上段バーナ４で発生する還元性燃焼ガス（氷壁６
１面付近での貫通力は弱い）との混合が困難となること
、および第２図の実線Ａに示すように炉内のガス温度が
不均一化しＮＯ，発生を促進する局所高温度部が存在す
ること等の原因から、第３図の実線ＡＫ示すように、Ｎ
Ｏ，の生成量が増大するという欠点がある。

これを克服するため、第１図の破線に示すように、各バ
ーナおよびそれらに対応するエアレジスタを調整して燃
料および燃焼用空気の噴射方向を下向きにする試みがな
されている。この場合には、燃焼炉１の底部を燃焼用空
間として使用できるため、第２図の破線ＢＫ示すように
、燃焼炉内のガス温度が均一化し、また下段バーナ２お
よび中段バーナ３で発生する燃焼ガスは氷壁６１面上へ
の到着力が弱くなるので、上段バーナ４で発生する還元
性燃焼ガスとの混合性が向上し、このため、第３図の破
線Ｂに示すよ“うに、ＮＯ，の生成量が減少するという
利点がある。

４　　　　しかし、このような装置では、バーナカット
等によるボイラ負荷変動時に燃焼炉内のガス流動の変化
が大きくなって安定した脱硝燃焼が行えない上、下段バ
ーナ２および中段バーナ３で発生するＮＯ，含有燃焼ガ
スとの混合が必ずしも充分でなく、従ってＮＯア低減上
未だ満足な状態にない。

本発明の目的は、上記に鑑み、負荷変動時であつ【も安
定した高い脱硝性能を示す燃焼装置を提供することにあ
る。

上記目的を達成するため、本発明の燃焼装置は、燃料お
よび燃焼用空気の噴射中心軸方向が水平方向から下向き
傾斜とされた、脱硝ノズルおよび酸化ノズルを備えたバ
ーナと、エアレジスタからなる複数個のバーナユニット
とを一段以上配設したことを特徴とする。

本発明において、燃料の噴射中心軸方向とは、脱硝ノズ
ルと酸化ノズルの各燃料噴射方向間に形成される角度θ
の中間方向として把握される。該中間方向と水平方向と
の間に形成される下方方向の角度αは、後記第８図から
も明らかなように、実質的な角度以上であればよいが、
特に５〜２０度　　　　　′程度が好ましい。また、燃
焼用空気の噴射中心軸方向は該空気の主流方向として理
解される。燃料および空気の噴射中心軸方向と水平方向
との間に形成される下方方向の角度も実質的な角度以上
であればよいが、燃料噴射中心軸方向と水平方向との間
に形成される角度αと同一であることが望ましい。なお
、上記の各噴射中心軸方向は一般に鉛直面内で測られる
が、実用的にはバーナチップの偏芯等を考慮して鉛直面
に対し３０〜４０度程度まで傾斜した面内で求められた
ものでもよい。

以下、図面に示す実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。

＠４図および第５図は、本発明の実施例の主要部である
バーナチップ１０を示すもので、このバーナチップ１０
は、外側に設けられた燃料噴射孔１１および内側に設け
られた蒸気噴射孔１２の合流域を経て燃焼炉内の水平方
向１６に延びた上側の脱硝ノズル１４と、該燃焼炉内の
下方方向１７へ脱硝ノズル１４の延長方向１６に対し角
度θを保って延びた下側の酸化ノズル１５から主に構成
されている。なお、図中、αは脱硝ノズル１４と酸化ノ
ズル１５からそれぞれ噴射される燃料の噴射中心軸方向
、すなわち上記θの中間方向１８と水平方向（この場合
はバーナ主軸７と同一方向）とのなす角度を示す。

また、第６図は、本発明実施例の他の主要部であるエア
レジスタｉ示すもので、この部分は、バーナの外周にお
いて水平方向のバーナ主軸に沿って送られる燃焼用空気
を燃料の噴射中心軸方向１８と同一方向へ噴射するため
のスロートコーン９を設けた構成となっている。

本発明の実施例の燃焼装置は、上記第４〜６図に示す部
分からなるバーナユニットを第１図に示す各バーナ２．
３および４に代えて少くとも一段以上設けたものである
。

このような構成とすることにより、脱硝ノズル１４から
の燃料量と酸化ノズル１５からの燃料量には差を生ずる
ので、脱硝ノズル１４では燃料過剰、酸化ノズル１５で
は空気過剰となり、イを実質的に１つのバーナで酸化、
還元燃焼が行われることとなる。その際、酸化ノズル１
５で発生する炎は脱硝ノズル１４で発生する炎で覆われ
た状態となるので前者に含まれるＮＯ，の還元は良好に
達成される上燃料の噴射中心軸方向は下方傾斜とされて
いるため既述した炉内温度の均一化によるＮＯ工低減効
果が加味されて低ＮＯ工化が益々促進されることとなる
。ちなみに、本発明実施例の装置を用いてαとＮＯ！生
成量との関係を求めたところ、第８図に示すような相関
関係が得られ、特にα＝１５〜２０度では従来装置の６
５チ程度までＮＯ，が低下することが明らかとなった０
本発明の実施例では、１つのバーナユニットで酸化、還
元燃焼が行われるため、バーナカット等によるボイラ負
荷変動時であっても燃焼炉内のガス流動の変化を受ける
ことなく安定して脱硝燃焼を行うことができるという利
点もある。

次に、第７図に示すエアレジスタ部の実施例は、バーナ
主軸７を燃料噴射中心軸方向１８と同一にしてスロート
コーンを未使用とする以外は第６図４　　、、、イオ、
。よ。、７よ、え、あ９、い６−６４ケ効果が達成され
る。

以上、本発明によれば、１つのバーナに脱硝ノズルと酸
化ノズルを設けるとともに、燃料の噴射中心方向を下方
方向としたことにより、炉内温度の均一化と各燃焼ガス
の混合を向上させ、低ＮＯ。

化を図るとともに、ボイラ負荷変動時であっても安定し
た脱硝燃焼を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の脱硝燃焼装置（ボイラ）を示す側断面
を示す説明図、第２図は、従来の脱硝燃焼装置ｔ（ボイ
ラ）を運転した場合の炉内燃焼ガスの温度分布を説明す
る図、第３図は、従来の燃焼装置を運転した場合の炉内
ＮＯ，濃度分布を説明する図、第４図は、本発明の実施
例の主要部であるバーナチップを示す断面説明図、第５
図は、第４図に示すバーナチップの正面図、第６図は、
本発明の実施例の別の主要部であるエアレジスタ部を示
す側断面説明図、第７図は、本発明の別の主要部である
エアレジス部の他の実施例を示す側断面説明図、第８図
は、本発明の実施例の効果を説明　　　　７する図であ
る。 １・・・燃焼炉、２・・・下段バーナ、３・・・中段バ
ー九４・・・上段バーナ、５・・・アフタエアポート、
６・・・前側肇、６１・・・水壁、７・・・バーナ主軸
、８・・・燃焼用空気噴射中心軸方向、９・・・スロー
トコーン、１０・・・バーナチップ、１１・・・燃料噴
射孔、１２・・・蒸気噴射孔、１３・・・燃焼ガス、１
４・・・脱硝ノズル、１５・・・酸化ノズル、１６・・
・脱硝ノズルの延伸方向、１７・・・酸化ノズルの延伸
方向、１８・・・燃料の噴射中心軸方向。 代理人　弁理士　　川　北　武　長 第１図 第２図　第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料および燃焼用空気の噴射中心軸方向が水平方
   向から下向き傾斜とされた、脱硝ノズルおよび酸化ノズ
   ルを備えたバーナと、エアレジスタからなる複数個のバ
   ーナユニットとを一段以上配設したことを特徴とする燃
   焼装置。 （粉特許請求の範囲第１項において、前記脱硝ノズルお
   よび酸化ノズルは同一バーナの上下方向に配置され、各
   ノズルの燃料供給量に差をもたせたものであることを特
   徴とする燃焼装置。