JPS5974408A

JPS5974408A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPS5974408A
Application number: JP18447882A
Authority: JP
Inventors: Tadahisa Masai; 政井　忠久; Toshio Uemura; 俊雄植村; Hitoshi Migaki; 三垣　仁志; Shigeki Morita; 茂樹森田; Fumio Koda; 幸田　文夫; Kiichi Itagaki; 喜一板垣
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1982-10-22
Filing date: 1982-10-22
Publication date: 1984-04-26
Also published as: JPH0263125B2

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、特に排ガス中の窒素酸化物（
以下、ＮＯ工と称する）を低減するに好適なボイラ装置
に関するものである。

ＮＯ工は光化学オキシダントの原因物質の１つとされて
いるため、近年、その発生を効果的に抑制する燃焼法の
開発が要望されている。このような目的に沿った燃焼法
として、（１）二段燃焼法、（２）炉内脱硝燃焼法およ
び（３）排ガス再循環法が知られている。二段燃焼法は
、主燃焼領域をＮｏ工低減化にとって有利な理論空気比
以下の条件にして低温燃焼を行い、次いで生成する未燃
物を空気の供給丁に完全燃焼させる方法であり、炉内脱
硝燃焼法は、部分的に極度に低い空気比で燃焼を行うこ
とにより燃焼中間生成物を発生させ、これを利１１１シ
て他の燃焼域で発生したＮＯ，を還元し低減させる方法
である。また、排ガス再循環法は、排ガスを混入して０
２分圧を低下させた燃焼空気を用いてＮＯ工低減化にと
って有利な低温燃焼を行う方法であるが、この方法は単
独に実施される場合の他、前記二段燃焼法や炉内脱硝燃
焼法と組合せて実施される場合もある。

上記組合せ実施の場合には、上方のアフタエアに１（バ
ーナ類を構成）とバーナとを多段、多列に配置した構成
の燃焼装置が一般に用いられている。

このような組合せの排ガス再循環法では、従来、空気加
熱器で加熱後、共通の燃焼空気ダクトに導かれた燃焼空
気に循環排ガスを混入し、かくして得られる均質な混合
ガスを通常、各段別に設けられだ風箱に供給している。

しかし、この方法によるとぎはＦ記の欠点が僻けられな
い。すなわち、火炉内の燃焼状況は必ずしも均一ではな
く、例えば３段のバーナを備えだ燃焼装置の場合、下段
バーナと中段バーナとでは各火炎間の輻射冷却に差があ
り、また端部バーナと中央部バーナ間でも同様な差があ
るので局所的に不完全燃焼や過熱状態を生じ易く、その
ため前者の場合には煤じんやＣＯの発生原因となり、ま
た後者の場合にはＮＯｘ生成を増加させる原因となって
いる。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点をなくし、排
ガス中の煤じんを増加させることなくＮＯ工を低減でき
る燃焼装置を提供することにある。

前記の目的を達成するだめ、本発明は、複数個のバーナ
類を多段、多列に配した燃焼装置において、上記バーナ
類を区分し、該区分毎に共通空気ダクトから分岐した空
気枝管と、該空気枝管を流れる空気の流量制御用ダンパ
と、共通排ガスダクトから分岐するとともに上記空気枝
管のダンパ後流側の混合部に達する排ガス枝管と、該排
ガス管を流れる排ガスの流量制御用ダンパと、上記混合
部の後流側において空気枝管に連通する風箱とを設けた
ことを特徴とする。

上記の構成とすることにより、燃焼空気と排ガスの混合
割合を各校管毎に設けたダンパを制御することにより自
由に調整可能になるので、燃焼状況に応じてこれを調整
し、適正な燃焼を行うことができる。

本発明において、バーナ類なる用語は、バーナとその上
方に一般に設けられるアフタエアロとを総称する意味で
用いられる。バーナ類は、複数段、複数列を形成するよ
うに設けられるが、特に４段、５列の場合が一般的であ
る。また、バーナ類の区分は燃焼状況に応じて任意に行
えばよいが、既述したバーナ火炎の輻射冷却を考慮し、
各段毎、各列毎まだは各バーナ傾面に区分することが望
ましい。また各段、各列および個々のバーナ類は、各区
分の燃焼状態に応じて、その循環排ガス量が最適になる
ように各ダンパ゛の開度が制御されることが望ましい。

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。

第１図は、本発明を適用した燃焼装置の系統図を示すも
ので、この装置は、燃焼状況に応じた区分例であるバー
ナ類の段毎にそれぞれ設けられた、共通空気ダクト３３
から分岐するアフタエア空気枝管３４、上段空気枝管３
５、中段空気枝管３６および下段空気枝管３７と、上記
の各空気枝管にそれぞれ設けられた該枝管を流れる空気
の光陰制御用アフタエア空気ダンパ５、上段空気ダンパ
６、中段空気ダンパ７および下段空気ダンパ８と、バー
ナ類の段毎にそれぞれ設けられた、共通排ガスダクト３
８から分岐するとともに対応する一ヒ記空気枝管のダン
パ後流側の各混合部４３．４４．４５および４６に達す
るアフタエア排ガス枝管３９、上段排ガス枝管４０、中
段排ガス枝管４１および下段排ガス枝管４２と、上記の
各排ガス枝管にそれぞれ設けられた該枝管を流れる排ガ
スの離着制御用アフタエア排ガスダンパ１１、上段排ガ
スダンパ１２、中段排ガスダンパ１３および下段排ガス
ダンパ１４と、上記各混合部の後流側において各空気枝
管にそれぞれ連通するアフタエア風箱２３、上段風箱２
２、中段風箱２１および下段風箱２０とから主に構成さ
れる。なお、上記の各風箱２３．２２．２１および２０
には、第２図に示す通り、それぞれ水平方向に並んだ複
数個の段山バーナ類を有するアフタエアロ２８、上段バ
ーナ２７、中段バーナ２６および下段バーナ２５が設け
られている。また、上記した各空気ダンパは流量制御を
目的とするものであるため、遮断時に若干の空気（一般
に１〜５％）が漏洩するものであってもよい。

上記の構成において、サイレンサ２を経て取り入れられ
た燃焼空気は、空気ファン３で昇圧されたのち空気加熱
器４で昇温され、次いで共通空気ダクト３６中を送られ
たのちアフタエア空気枝管３４、上段空気枝管３５、中
段空気枝管３６および下段空気枝管３７に分配供給され
、各枝管にそれぞれ設けられたアフタエア空気ダンパ５
、上段空気ダンパ６、中段空気ダンパ７および下段空気
ダンパ８で流量制御されたのち各風箱２３．２２．２１
および２０の方向へ送られる。

一方、火炉１を出だのち熱交換器２４および空気加熱器
４で熱回収された燃焼排ガスは、大部分が脱硝装置１５
、高温集じん器１６、吸引ファン１７および脱硝装置１
８を経たのち煙突１９から大気中へ排出されるが、一部
分は排ガスファン９で昇圧されたのち、共通排ガスダク
ト３８に送らし、ソの一部は火炉１のホッパ部ヘダンパ
１０を介して送入され、残部はアフタエア排ガス枝管３
９、上段排ガス枝管４０、中段排ガス枝管４１オ６よび
下段排ガス枝管４２に分配供給され、各枝管にそれぞれ
設けられたアフタエア排ガスダンパ１１、上段排ガスダ
ンパ１２、中段排ガスダンパ１３および下段排ガスダン
パ１４で流量制御されたのち対応する空気枝管の各混合
部４３．４４．４５および４６に送られ空気と混合され
る。上記混合後の混合ガスは、それぞれ対応するアフタ
エア風箱２３、上段風箱２２、中段風箱２１および下段
風２０に送られ、各バーナ類の燃焼用ガスとして使用さ
れる。

上記各排ガスダンパの制御は、燃焼状況に応じて必要と
される排ガスの混入率に基づいてなされるが、該排ガス
混入率は下肥により設定される。

すなわち、各バーナ類の火炎は、第２図に示す通り、下
段バーナ２５では下段火炎２９、中段バーナ２６では中
段火炎３０、上段バーナ２７では上段火炎３１、アフタ
エアロ２８では再燃焼火炎３２のごとく形成されるが、
下段火炎２９は火炉１の下部ホッパーにより輻射冷却を
最も強く受けて火炎温度の低下により煤じんやＣＯを発
生する傾向があり、そのため排ガス混入比率を小さくし
てこれを避ける必要がある。中段火炎３０は、下段火炎
２９および上段火炎３１の存在により輻射冷却の影響が
最も少く、従って火炎温度の上昇によりＮＯｘを発生す
る傾向が強いので、これを避けるだめ排ガス混入比率を
高（設定する必要がある。

上段火炎２９は、中段火炎３０および再燃焼火炎３２の
存在により輻射冷却の影響が少いので中段バーナ３０の
場合と同様な理由により排ガス混入比率を高く設定する
必要がある。また、再燃焼火炎３２は、上方にこれを覆
う火炎がないので輻射冷却を受は易く、従って下段火炎
２９の場合と同様な理由で排ガス混入比率を小さく設定
すべきである。ただし、二段燃焼比率が大きい上に再燃
焼量も多く、しかもＮＯ，の再生成を抑制する必要があ
る場合には、火炎の延びを勘案して排ガス混入（９）比率を成る程度大きくすることが望ましい。

一方、第３図は、第１図の火炉近傍を拡大した第２図の
Ａ−Ａ線に溢つだ矢視断面図であるが、図中の中段バー
ナ２６は、水平方向に並べられた役向バーナ２６Ａ、２
６Ｂ１２６Ｃ，２６Ｄおよび２７Ｅから構成されている
。前記した通り、中段バーナ２６により形成される中段
火炎は輻射冷却を最も受けにくいものであるが、これを
膜内バーナ別にみると両端部のバーナ２６Ａおよび２６
Ｅにより形成される火炎３０Ａおよび３０Ｅは、中央部
のバーナ２６Ｂ、２６Ｃおよび２７Ｄにより形成される
火炎３０Ｂ、３０Ｃおよび３０Ｄに比し輻射冷却を受は
易い。そのため、排ガスの混入比率は中央部のバーナ２
６Ｂ、２６Ｃおよび２７Ｄでは大きく、逆に端部バーナ
２６Ａおよび２６Ｅでは小さくする必要がある。このよ
うに、厳密には個々のバーナ傾向に燃焼状況が異るので
、より好ましい態様においては個々のバーナ傾向に排ガ
スの混入比率を設定することが望ましい。

以上、本実施例によれば、燃焼状況に応じて各（１０）区分のバーナ類への排ガス混入比率を変化させ、低温燃
焼時に発生し易い煤じんやＣＯ等の不完全燃焼生成物を
抑制するとともに、高温燃焼時に発生し易いＮＯ，につ
いてもその生成を抑制することが可能となる。

以上の説明は主としてバーナ類を火炉の１側のみに設け
たフロント燃焼方式について行ったものであるが、本発
明は勿論これに限定されるものではなく、本発明の範囲
内で他に種々の態様や変形が存在することはいうまでも
ない。例えば、バーナ類を対向側壁にも設置する対向燃
焼方式や同コーナ部にも設置するコーナファイアリング
方式の場合にも同様に実施することができる。

以上、本発明によれば、燃焼空気中への排ガス混入比率
を燃焼状況だ応じて変化させ得る構成としたことにより
、輻射冷却の影響が大きい等により低温燃焼の傾向にあ
る火炎に対しては排ガス混入比率を小さくした混合ガス
を供給して燃焼状態を改善し、これにより煤じんやＣＯ
等の不完全燃焼生成物の発生を大幅に低減するとともに
燃焼効（１１）率を向上させ、他方、輻射冷却の影響が小さい等により
高温燃焼の傾向が強い火炎に対しては排ガス混入比率を
大きくした混合ガスを供給して燃焼温度を低下させ、こ
れによりＮＯｘの生成を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例に係る燃焼装置の系統図、第２
図は、第１図に示す装置の内、火炉近傍を拡大して示す
図、第３図は、第２図に示す装置のＡ−Ａ線に沿った矢
視方向断面図である。１・・・火炉、５・・・アフタエア空気ダンパ、６・・
・上段空気ダンパ、７・・・中段空気ダンパ、８・・・
下段空気タンパ、１１・・・アフタエア排ガスタンパ、
１２・・・上段排ガスダンパ、１３・・・中段排ガスダ
ンパ、１４・・・下段排ガスダンパ、２０・・・下段風
箱、２１・・・中段風箱、２２・・・上段風箱、２３・
・・アフタエア風箱、２５・・・下段バーナ、２６・・
・中段バーナ、２６Ａ、２６Ｂ１２６Ｃ，２６Ｄ、２６
ｇ・・・中段膜内バーナ、２７・・・上段バーナ、２８
・・・アフタエアロ２９・・・下段火炎、３０・・・中
段火炎、３０Ａ、３０（１２）Ｂ、３０Ｃ，３００，３０Ｅ・・・中段膜内火炎、３１
・・・上段火炎、３２・・・再燃焼火炎、３３・・・共
通空気ダクト、３４・・・アフタエア空気枝管、３５・
・・上段空気枝管、３６・・・中段空気枝管、３７・・
・上段空気枝管、３８・・・共通排ガスダクト、３９・
・・アフタエア排ガス枝管、４０・・・上段排ガス枝管
、４１・・・中段排ガス枝管、４２・・・上段排ガス枝
管、４３，４４４５．４６・・・混合部。代理人　弁理士　　川　北　武　長（１３）

Claims

【特許請求の範囲】（１）複数個のバーナ類を多段、多列に配した燃焼装置
において、上記バーナ類を区分し、該区分毎に共通空気
ダクトから分岐した空気枝管と、該空気枝管を流れる空
気の流量制御用ダンパと、共通排ガスダクトから分岐す
るととも尾上記空気枝管のダンパ後流側の混合部に達す
る排ガス枝管と、該排ガス枝管を流れる排ガスの流量制
御用ダンパとを設けたことを特徴とする燃焼装置。（２、特許請求の範囲第１項において、バーナ類の区分
をバーナ類の段毎に行うとどな特徴とする燃焼装置。（３）特許請求の範囲第１項において、バーナ類の区分
をバーナ類の列毎に行うことを特徴とする燃焼装置。（４）特許請求の範囲第１項において、バーナ類の区分
をバーナ傾面に行うことを特徴とする燃焼装置。（５）特許請求の範囲第１項において、燃焼状況に応じ
てバーナ類の段毎、列毎まだは各バーナ傾面に燃焼排ガ
スの循環量を制御するように構成としたことを特徴とす
る燃焼装置。