JPS59195013A - 低ＮＯｘ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】 この発明は燃焼装置、特に排ガス中の窒素酸ＮＯｘ燃焼
装置に関する。

ボイラ等燃焼装置から排出する排ガス中に含まれるＮＯ
ｘの量について法により規制されている。このためＮＯ
ｘ値を低くする以下の各手段がとられている。

（１）　　ＮＨｓ等還元剤を使用する脱硝装置の触媒に
よりＮＨｓの存在下でＮＯｘを除去する手段。

（２）火焔温度を下げて所謂サーマルノックスの発生の
低減する手段、具体的には （イ）バーナ自体の構造についての工夫、（ロ）再循環
ガスの利用、 （３）バーナ単体において還元剤として機能するプロン
プト成分（ＯＮ、ＯＨ）を生せしめる還元バーナと燃料
の大部分を効率良く燃焼する主バーナとの火炉内の配置
についての工夫。

第１図は従来のこれらの手段を総合した装置の管系読図
である。符号１で示すボイラから排出される排ガスは主
管路２から触媒を内蔵する脱硝装置３．電気集塵機等の
集塵装置４．脱硫装置５を経由し大気中に放出される。

符号７は排ガスの主管路２から分岐しボイラの各バーナ
や炉底部に接続する再循環排ガス管路（以下単に管路７
と称す）でありこの管路にダンパ８と再循環送風機９が
設けられている。燃焼用空気は押込み送風機１０より空
気予熱器１０ａを経由し各風箱１１に送られ、バーナ１
２のノズルからする燃料噴霧等と共に炉内に送出される
。再循環排ガスは風箱上ｌ又は各バーナ周りより同様に
して炉内に供給される。（燃料ポンプ又はミル等その他
の燃料供給系統の図示は省略する。）符号１３はアフタ
エアファンで炉内脱硝等の際の未燃成分の燃焼のために
使用される。符号１４はボイラ起動に使用される小容量
バーナ１５への燃料（例えば軽油）供給用ポンプである
。

このような燃焼装置によりボイラを起動するときに排出
される排ガス中のＮＯｘ値（ｐｐｍ　）と法規上規定さ
・れるＮＯｘ値との関連にっき−っの問題がある。即′
ち総理府令に基（「ＮＯｘ排出基準」については対象と
なる規準値は下式で計算される。

ココ’Ｌ　Ｃ！　：　ＮＯｘσ′換算後の濃度（ｐｐｍ
　）ＯＮ−燃料種別（ガス、固体、液体）ごとの０２換
算値。

０Ｎ：ガス−５石炭＝６　油＝４′ （記：現在上記のＣ値は火力発電所においては起動時よ
りｌｏｐｐｍ以下にすることが要求されている。） 従って排ガス中の０２（０８１が増大すると実際計測さ
れたＮＯｘ値（、ＯＳ）値について規制値だる（１）式
のＣ値はｏｐ大になるほど大となる。

一方起動時の一ボイラについて考えてみる。低負荷時に
おける主バーナ等の燃焼装置の焼損を　　　　−防止す
るためもあって風箱１１より常時冷却用の気体（空気等
）が火炉内に洩れるような構成に以上の０２が供給され
ることとなる。また冷缶より−する起動に際しては炉内
に新鮮な空気が存在しこれに加えて風箱の洩れ込みもあ
り、どうしても起動時の排ガスについては０２含有量が
大きく、実測生ＮＯｘに対し、前記制御値Ｃ値は大きな
ものとなり規制値を満足できないものとなる。

通常油について良好な燃焼をしているときの排ガス中の
０２値は音％とされており生ＮＯｘ値Ｃは直ちにＣ値を
表すこととなる。しかしボイラ起動時は安定した起動バ
ーナの燃焼の点よりと前記ボイラ等の構造上及び運転上
よりして０□値（０３）は必然的に４％よりも大きいも
のとなってしまう。

この発明はボイラ等の起動時においてもＣ値が即Ｃ４直
となるように排ガス中の前記ｏｓ値を前記ＯＮ値と均等
また。はより低くする運転を可能とするとともに、ＮＯ
ｘ濃度の高い排ガスを煙突から排出しない装置を提案す
ることを目的とする。

また更には脱硝装置の触媒の保護をはかりＮＯｘ除去を
好適にする装置の提案を目的とする。

要するにこの発明はボイラ等の起動に際し排ガス中の０
２値が一定値以下になるまで排ガスを装置内で循環させ
、かつその排ガス中のＮＯｘを規制値以下にして排出で
きる低ＮＯｘ燃焼装置を提供するものである。

第２図は本発明の一実施例を示す装置の管系統及び信号
回路を示す図面である。第１図の装置において脱硝装置
３の入口葡に設けた開閉ダンパ装置１６（もとよ、り開
閉の２作動のほか流量制御もできるものとするのがよい
）の上流の主管路２と再循環送風機９の入口側再循環排
ガス管路７とを管路１７で結び、この管路に開閉ダンパ
装＠２０を設けるものである。なお再循環排ガス管路の
再循環ガス中９の入口側管路にはｏ２計１８、及びＮ’
Ｏｘ計１９全１９る。更にこれら計測とその数値の信号
を出す計器と再循環送風機入口側との間の管路から分岐
する分岐管路２１を設けこの管路に順に開閉ダンパ装置
２２．脱硝装置（小容量でもよい）　２３．　ＮＯｘ計
２４．誘引送風機２５、開閉ダンパ装置２６を設けてお
く。

また脱硝装置５の後流の主管路２にはＮＯｘ計２７、開
閉ダンパ装置２８を設けでおく。再循環排ガス管路７は
前記ＮＯｘ計２７と開閉ダンパ装置２８との間の主管路
２より分岐させるのがよい。

再循環送風機９の出口側管路より分岐する管路２９はア
フタエアファンエ３の空気人口管路３１と接続し、その
接続部の上流には開閉ダンノく装置３２を設ける。また
管路２９には開閉ダンパ装置３０を設ける。

なお前記の夫々の開閉ダンパ装置はダン／＜に限定する
ものではなく、ガス流れについて開、または閉、望まし
くはガスの流量制御をできるものであればよい。

上記のように構成した装置において、各開閉ダンパ装置
、　ＮＯｘ計、０２計は夫々信号回路により記憶と指令
信号を出す制御箱３３とを接続し、入力したＮＯｘ値、
）値の記憶設定値とを対比し　　　　　−開閉ダンパ装
置の開閉を指令し作動させる。

ボイラ装置の起動に際しては小容量バーナ１５に点火し
、その排ガスは管路２２分岐する管路１７、再循環送風
機９を経由し、管路７より分岐する管路７ａ、？Ｔｏよ
り、もし要すれば同じく分岐する管路７Ｃのみより再び
まだ相当量の０□を含有する排ガスを火炉内に供給する
。またボイラ起動に際しては開閉ダンパ装置１６と８は
閉にしておく。これはボイラ起動に際して未燃成分油滴
等が脱硝装置３内の触媒その低電気集塵機等の部材に付
着し、その性能を害するおそれがあること及び不測の発
火等の事故を防止する趣旨である。また起動点火時には
排ガス湿度も低く触媒としての機能を充分に発揮しきれ
ぬこともあり開閉ダンパ装置１６は閉とする。起動バー
ナ１５は再循環ガス中に相当量のへを含むことから完全
な閉サイクルとして排ガスによる運転をすることができ
るが゛、時間の経過と共にバーナ１５の燃焼によりガス
量も増大するし、またバーナ１５の火炎保持安定燃焼の
必要から燃焼用の空気を管路３１よりアフタエアファン
１３経由一部供給する必要もあり循環ガス量は増大する
。従って炉内圧を圧力計３４で検知し制御箱３３に信号
として送り設定した許容圧力を超えるときは分岐管路２
１の開閉ダンパ装置１９，２６を開とし誘引送風機２５
を起動し、これにより閉管路としての再循環送風機９の
人口より排ガスを一部吸引し大気中に放出する。この場
合脱硝装置（小容量でも可）２２は機能し、ＮＯｘ値は
ＮＯｘ計２４で確められる。また運転条件によってはＮ
Ｏｘ計２７でのＮＯｘ値が低いものであるときは開閉ダ
ンパ装置２８．８を少し開にして過剰な排ガス量を煙突
経由排出させてもよい。

ボイラ出口の主管路２に設けられた排ガス湿度計３５で
排ガスが触媒の機能に好適な湿度例えば３０００Ｃ程度
に昇温したときには開閉ダンパ装置１６と８を徐々に開
とし、同時に要すれば開閉ダンパ装置２０を絞って行く
。勿論この場合開閉ダンパ装置２８は閉とし排ガスは煙
突６に排出されることのないようにしておく。これによ
り従来の装置では必要とした触媒装置の予熱管路等の付
帯設備を不用とすることができる。

排ガス中の０２値、　ＩＪＯｘ値が規定する値に達した
ときは開閉ダシパ装置２０は閉（勿論開閉ダンパ装置２
２，２６は閉）開閉ダンパ装置２８は開とし、ついで主
バーナ（風箱１１内に位置する）に順次点火するボイラ
の起動をする。

ＮＯｘ　ｉｉ２’７は脱硝装置３の脱硝効果の確認に使
用され定格運転時に使用するとよい。なおＮＯｘ計１９
は起動時に使用するので管路７に設けておく必要がある
。このＮＯｘ計１９の信号により脱硝装置３のＮＯｘ除
去を確認してもよいが開閉ダンパ装置２８からは相当離
れていることにより信号についての応答の差によりＮＯ
ｘ計２７を設けるのがよい。

第３図は第２の実施例で第２図のＮＯｘ計、０□計、制
御回路、制御箱を省略して示す。この場合において第２
図の管系統のほか主管路２と再循環排ガス管路７とを接
続する管路３４，３５を設けこの管路に開閉ダンパ装ｗ
３６，３７を設け、管路７の主管路２からの分岐点に近
くに別に開閉ダンパ装置３８を設ける。更に集塵装置４
．脱硫装置５の入口の管路ａに開閉ダンパ装置３９，４
０を夫々設けたものである。これにより管路３４゜３５
を夫々含む排ガスの循環管路を形成することができ夫々
の装置の脱硝されたガス及び又は除塵されたガス・、脱
硫されたガスの再循環ガス回路を形成することができボ
イラ起動に際して各装置３，４，５を保護しＮＯｘ低減
貴低減の効果を始め排ガスを規制値以下にしたボイラ起
動をすることができる。

第４図は前記第２図、第３１ｆｆｌの装置においてボイ
ラ出ロダク）２ａ内に排ガス昇温用バーナ４１を設けた
場合を示すもので排ガス循環用の管路１７を含む循環管
路内の排ガスの温度を急速に高めて、起動に際して触媒
を含む脱硝装置３０便用に好適な温度の排ガスを供給で
きるようにしボイラの起動時間の短縮をしボイラ起動を
一層容易にし、しかもＮＯｘ規制値を満足させるものと
することができる。

この発明を実施することによりボイラ等燃焼装置の起動
に際して排ガス中のＮＯｘ値を規制値以下にすることが
でき、しかも起動操作を容易にするという効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排ガス再循環形の低ＮＯｘ燃焼装置の管
系読図、第２図はこの発明の第１実施例を示す管系統と
制御系統を示す図面、第３図は本発明の第２実施例を示
す管系読図、第４図はボイラ等の出口排ガス通路に排ガ
ス昇温用バーナを設けた場合の部分図である。 １・・・・・ボイラ ２・・・・・・主管路 ３・・・・・・脱硝装置 ４・・・・・・集塵装置 ５・・・・・・脱硫装置 ６・・・・・・煙突 ７・・・・・・管路（再循環排ガス管路）８・・・・・
・開閉ダンパ装置 ９・・・・・・再循環送風機 １０　　・・・・・・押込送風機 １１　　・・・・・・風箱 １３　　・・・・・・アフタエアファン１４　　・・・
・・・燃料供給ポンプ １？、　３４．３５・・川・管路 ２１　　・・・・・・分岐管路 １９、２４．２７　　・・０・・・ＮＯｘ計１８　・・
・・・・０２計 １６、２８．２０．３６．３７．３０．３９．４０・・
印・開閉ダンパ装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　燃焼装置より排出される排ガスの主管路に一以上
   の開閉ダンパ装置を設け、かつ該主管路と排ガス再循環
   管路とを結ぶ一以上の管路を設け、燃焼装置の起動など
   に際しては排ガスを循環させ、排ガス中の酸素量が規定
   値以下になったとき前記開閉ダンパ装置を開にするよう
   に構成したことを特徴とする低ＮＯｘ燃焼装置。 ２、　燃焼装置の排ガスの主管路に脱硝装置、集じん装
   置、脱硫装置など排ガス中の有害成分を除去する装置を
   設けたものにおいて、前記各装置の夫々の排ガス入口と
   前記主管路の終端とに開閉ダンパ装置を設け、かつ夫々
   の開閉ダンパ装置の上流の主管路と再循環排ガス管路と
   を開閉ダンパを有する管路で夫々接続したことを特徴と
   する特許請求９範囲第１項記載の低ＮＯｘ燃焼装置。 ３、各開閉ダンパ装置と、再循環送風機の入口側管路に
   設けた０２計とＮＯｘ計を信号回路で接続した制御箱を
   設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の低ＮＯｘ燃焼装置。 ４、燃焼装置出口の排ガス主管路内に排ガス昇温用バー
   ナを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第３項のいづれかに記載の低ＮＯｘ燃焼装置。 ５、排ガス再循環管路に設けた再循環送風機入口側管路
   に分岐管路を設け、排ガスの一部排出を可能とするよう
   に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第４項のいづれかに記載の低ＮＯｘ燃焼装置。 ６、再循環送風機入口側管路から分岐する該分岐管路に
   開閉ダンパ装置、脱硝装置、誘引送風機、出口開閉ダン
   パ及びＮＯｘ計を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載の低ＮＯｘ燃焼装置。