JPS61289226A - 微粉炭の燃焼法 - Google Patents
微粉炭の燃焼法Info
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- JPS61289226A JPS61289226A JP60129851A JP12985185A JPS61289226A JP S61289226 A JPS61289226 A JP S61289226A JP 60129851 A JP60129851 A JP 60129851A JP 12985185 A JP12985185 A JP 12985185A JP S61289226 A JPS61289226 A JP S61289226A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/08—Microprocessor; Microcomputer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/16—Measuring temperature burner temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2239/00—Fuels
- F23N2239/02—Solid fuels
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃焼方法に係り、特に燃焼時に発生する窒素酸
化物（以下ＮＯｘと称する）を低減するのに好適な微粉
炭の燃焼法に関する。
化物（以下ＮＯｘと称する）を低減するのに好適な微粉
炭の燃焼法に関する。
燃焼時に発生するＮＯｘは大気汚染物質であり、極力低
減することが望まれている。微粉炭の燃焼 。
減することが望まれている。微粉炭の燃焼 。
時に発生するＮＯｘは、石炭中に含まれる窒素分が酸化
されて発生する、所謂フューエルＮＯｘが大半である。
されて発生する、所謂フューエルＮＯｘが大半である。
石炭中の窒素分は、酸素不足の燃焼領域において、一部
アンモニア（ＮＨ，） 、シアン化水素（ＨＣＮ）に
なることが知られている。
アンモニア（ＮＨ，） 、シアン化水素（ＨＣＮ）に
なることが知られている。
これらの窒素化合物は、酸素と反応してＮＯｘになる他
に、ＮＯｘを窒素に分解する還元剤にもなり得る。この
ＮＨ，等によるＮＯｘの還元反応をいかに有効に利用す
るかが、微粉炭の低ＮＯｘ燃焼技術開発の鍵である。
に、ＮＯｘを窒素に分解する還元剤にもなり得る。この
ＮＨ，等によるＮＯｘの還元反応をいかに有効に利用す
るかが、微粉炭の低ＮＯｘ燃焼技術開発の鍵である。
ＮＨ，とＮＯｘの反応は、１１００℃以上の高温度雰囲
気では、酸素が共在すると進み難＜、ＮＨ。
気では、酸素が共在すると進み難＜、ＮＨ。
の酸素による酸化反応が急速に進む。従って微粉炭燃焼
火炎内でＮＯｘを低減するには、ＮＯｘとＮＨ，の酸素
による酸化反応が急速に進む、従って微粉炭燃焼火炎内
でＮＯｘが低減するには。
火炎内でＮＯｘを低減するには、ＮＯｘとＮＨ，の酸素
による酸化反応が急速に進む、従って微粉炭燃焼火炎内
でＮＯｘが低減するには。
ＮＯｘとＮＨ３の反応が完了するに十分な大きさの低酸
素濃度領域を火炎内に確保する必要がある。
素濃度領域を火炎内に確保する必要がある。
しかしながらこの低酸素濃度領域を広げるだけでは、未
燃分や放出量が増加し、燃焼効率が低下する。従って燃
焼効率の向上及びＮＯｘの低減を同時に達成するには、
ＮＯｘを還元するための低空気比燃焼と、高い燃焼効率
を維持するための高空気比燃焼とを同時に進行させる必
要がある。また低空気比燃焼領域からの未燃分を火炎の
外部へ放出するのを防止するには、低空気比火炎を内炎
とし、高空気比火炎を外炎とする火炎を形成する燃°
焼法が有効である。微粉炭を高空気注下で燃焼すれば
、石炭中の窒素分はＮＯｘに酸化され易く、高空気比火
炎はＮＯｘの発生領域となる。このようにＮＯｘの発生
と還元を同時に進行させるには。
燃分や放出量が増加し、燃焼効率が低下する。従って燃
焼効率の向上及びＮＯｘの低減を同時に達成するには、
ＮＯｘを還元するための低空気比燃焼と、高い燃焼効率
を維持するための高空気比燃焼とを同時に進行させる必
要がある。また低空気比燃焼領域からの未燃分を火炎の
外部へ放出するのを防止するには、低空気比火炎を内炎
とし、高空気比火炎を外炎とする火炎を形成する燃°
焼法が有効である。微粉炭を高空気注下で燃焼すれば
、石炭中の窒素分はＮＯｘに酸化され易く、高空気比火
炎はＮＯｘの発生領域となる。このようにＮＯｘの発生
と還元を同時に進行させるには。
発生及び還元領域の大きさを夫々適切な大きさに形成す
ると同時に、両者の領域で進行する反応を互いに干渉さ
せることなく独立して進行させることが不可欠である。
ると同時に、両者の領域で進行する反応を互いに干渉さ
せることなく独立して進行させることが不可欠である。
このためには微粉炭を高空気比燃焼用と低空気比燃焼用
とに分割して供給する。
とに分割して供給する。
或いは、微粉炭及びこれを搬送するための空気から成る
混合気流を旋回流として噴出させることにより、微粉炭
の火炎内での分散を制御する燃焼法が有効であることを
発明者らは特願昭５８−２６３５６で既に明らかにした
。
混合気流を旋回流として噴出させることにより、微粉炭
の火炎内での分散を制御する燃焼法が有効であることを
発明者らは特願昭５８−２６３５６で既に明らかにした
。
これらの低ＮＯｘ燃焼装置を、たとえば石炭火力用のボ
イラ等に適用する場合、燃料用石炭の種類の変化、負荷
変動時、或いは一定条件下で運転する時の燃料、空気流
量等の微小変動等に対応して、常に安定して高い低ＮＯ
ｘ性能及び燃焼効率を維持するには、火炎の燃焼状態を
迅速に評価できる指標が必要であり、この指標を用いた
火炎の制御法が不可欠になる。従来の燃焼制御法は燃焼
ガス組成の煙道内での分析結果、ボイラで発生する水蒸
発温度、圧力また熱交換器表面温度等を指標として制御
する方法が主流であり、この方法は燃焼方法の変化に対
する対処法としては時間遅れが大きく、ＮＯｘ変動ある
いは燃焼効率の変動を最小にするといった、燃焼火炎の
安定性の制御には不十分である。尚、これらに関連特開
昭５５−１１８５２１、５５−１３１６２３．５５−１
３１６２４が知られている。
イラ等に適用する場合、燃料用石炭の種類の変化、負荷
変動時、或いは一定条件下で運転する時の燃料、空気流
量等の微小変動等に対応して、常に安定して高い低ＮＯ
ｘ性能及び燃焼効率を維持するには、火炎の燃焼状態を
迅速に評価できる指標が必要であり、この指標を用いた
火炎の制御法が不可欠になる。従来の燃焼制御法は燃焼
ガス組成の煙道内での分析結果、ボイラで発生する水蒸
発温度、圧力また熱交換器表面温度等を指標として制御
する方法が主流であり、この方法は燃焼方法の変化に対
する対処法としては時間遅れが大きく、ＮＯｘ変動ある
いは燃焼効率の変動を最小にするといった、燃焼火炎の
安定性の制御には不十分である。尚、これらに関連特開
昭５５−１１８５２１、５５−１３１６２３．５５−１
３１６２４が知られている。
本発明は、上記技術課題を解決するため、微粉炭の燃焼
状態を適確に判断して制御できる燃焼法を提供すること
にあり、更に詳細に述べれば、微粉炭燃焼火炎を直接計
測することにより得られる情報から燃焼を制御する燃焼
法を提供することにある。
状態を適確に判断して制御できる燃焼法を提供すること
にあり、更に詳細に述べれば、微粉炭燃焼火炎を直接計
測することにより得られる情報から燃焼を制御する燃焼
法を提供することにある。
本発明は、微粉炭燃焼火炎内のガス組成及び温度分布計
測を行なうことにより、上記目的を達成するために行な
われたものであり、燃焼ガス組成及びバーナ近傍の温度
分布を測定し燃焼ガス組成より燃焼効率を測定し、所定
の燃焼効率を維持する条件内で、火炎中心部の温度が外
炎の温度より低くなるように、また火炎中心部の最低温
度と外炎の最高温度との距離が最大となるように燃料石
炭及び空気の投入法を制御することにより、燃焼ガス中
の窒素酸化物を低減することを特徴とするものである。
測を行なうことにより、上記目的を達成するために行な
われたものであり、燃焼ガス組成及びバーナ近傍の温度
分布を測定し燃焼ガス組成より燃焼効率を測定し、所定
の燃焼効率を維持する条件内で、火炎中心部の温度が外
炎の温度より低くなるように、また火炎中心部の最低温
度と外炎の最高温度との距離が最大となるように燃料石
炭及び空気の投入法を制御することにより、燃焼ガス中
の窒素酸化物を低減することを特徴とするものである。
以下実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
第１図及び第２図は第４図に示すバーナによって平均粒
径３４μｍに粉砕した太平洋炭を燃焼した時の火炎内の
ガス組成及び温度分布である。（バーナ構造について後
述する。）燃焼時の空気比（投入空気量と理録燃焼空気
量との比）は１．１５である。第１図は２次空気流の旋
回強度を強くし、微粉炭を火炎内に広く分散させて燃焼
した時の測定結果である。第１図及び第２図とも横軸は
バーナ中心からの半径と微粉炭ノズル直径との比であり
、測定位置は、バーナ而から微粉炭ノズル直径の１０倍
後流である。
径３４μｍに粉砕した太平洋炭を燃焼した時の火炎内の
ガス組成及び温度分布である。（バーナ構造について後
述する。）燃焼時の空気比（投入空気量と理録燃焼空気
量との比）は１．１５である。第１図は２次空気流の旋
回強度を強くし、微粉炭を火炎内に広く分散させて燃焼
した時の測定結果である。第１図及び第２図とも横軸は
バーナ中心からの半径と微粉炭ノズル直径との比であり
、測定位置は、バーナ而から微粉炭ノズル直径の１０倍
後流である。
第１図において、バーナ中心部の低空気比領域では温度
が低くなり、ＮＯ，Ｏ，濃度が低くなると同時にＣｏ、
Ｈ２，ＣＨ，の可燃性ガス濃度が高くなる。これに対し
てバーナ中心から離れるに従って温度が高くなり、Ｎｏ
、０．１度が高くなり、Ｃｏ、Ｈ２，ＣＨ４濃度は低く
なる。第１図の温度及びガス組成分布が得られた時の、
燃焼排ガス中のＮ０ｘｉ１５１度は１２０ｐｐｍ （６
％０２換算値）である。
が低くなり、ＮＯ，Ｏ，濃度が低くなると同時にＣｏ、
Ｈ２，ＣＨ，の可燃性ガス濃度が高くなる。これに対し
てバーナ中心から離れるに従って温度が高くなり、Ｎｏ
、０．１度が高くなり、Ｃｏ、Ｈ２，ＣＨ４濃度は低く
なる。第１図の温度及びガス組成分布が得られた時の、
燃焼排ガス中のＮ０ｘｉ１５１度は１２０ｐｐｍ （６
％０２換算値）である。
これに対して、第２図に示す温度分布及びガス組成分布
は、２次空気流に旋回を与えず、微粉炭の火炎内の分散
を抑制して燃焼した時の測定結果である。この時の燃焼
排ガス中のＮｏｘａ度は２１０ｐｐｍ （６％０２換算
値）であり、第１図に比べて高い排出量である。
は、２次空気流に旋回を与えず、微粉炭の火炎内の分散
を抑制して燃焼した時の測定結果である。この時の燃焼
排ガス中のＮｏｘａ度は２１０ｐｐｍ （６％０２換算
値）であり、第１図に比べて高い排出量である。
第１図と第２図とを比較すると明瞭なように、第１図の
場合には、第２図よりも前述した低空気比領域、所謂還
元領域が広い、この第１図に示すような火炎構造とする
ことが低ＮＯｘ燃焼には不可欠である。Ｎｏｉｌｌ度分
布を比較すると、ＮＯ発生領域が第１図の方が第２図よ
りも火炎の中心から離れており、中心でのＮｏ濃度も低
い。燃焼火炎の制御には、このＮｏｆＡ度分布及び０２
．ＣＯ等のガス組成分布を瞬間に計測できれば、制御用
信号としては最も有効であるが、これらのガス組成の瞬
時非接触計測は現状ではまだ技術的困難が伴ない容易で
はない。そこで本発明者らは、これを代替できる信号と
して火炎の温度分布に着目した。温度分布とＮｏ濃度分
布とを第１図及び第２図において比較してみると、両者
は類似の分布となることがわかる。即ち、空気比が高く
、燃焼が促進される所ではＮＯが多量に発生すると同時
に、火炎温度も高くなる。温度分布の計測はＮｏよりも
比較的容易であり、これを制御用信号として利用するの
が本発明の特徴である。
場合には、第２図よりも前述した低空気比領域、所謂還
元領域が広い、この第１図に示すような火炎構造とする
ことが低ＮＯｘ燃焼には不可欠である。Ｎｏｉｌｌ度分
布を比較すると、ＮＯ発生領域が第１図の方が第２図よ
りも火炎の中心から離れており、中心でのＮｏ濃度も低
い。燃焼火炎の制御には、このＮｏｆＡ度分布及び０２
．ＣＯ等のガス組成分布を瞬間に計測できれば、制御用
信号としては最も有効であるが、これらのガス組成の瞬
時非接触計測は現状ではまだ技術的困難が伴ない容易で
はない。そこで本発明者らは、これを代替できる信号と
して火炎の温度分布に着目した。温度分布とＮｏ濃度分
布とを第１図及び第２図において比較してみると、両者
は類似の分布となることがわかる。即ち、空気比が高く
、燃焼が促進される所ではＮＯが多量に発生すると同時
に、火炎温度も高くなる。温度分布の計測はＮｏよりも
比較的容易であり、これを制御用信号として利用するの
が本発明の特徴である。
本発明者らは、実験を重ねた結果、ＮＯｘ発生量の少な
い燃焼時には、図に示す最低及び最高温度間の距離αが
大きいことが明らかとなった。これは、最高、最低温度
間の距雅が大きい時に、ＮＯｘ発生領域と還元領域とが
明瞭に区分され、また還元領域が広くなる。このような
温度分布を有する火炎を実現する手法は、前述の様に、
燃料の分割供給、微粉炭−空気混合気流の旋回等と種種
存在する。
い燃焼時には、図に示す最低及び最高温度間の距離αが
大きいことが明らかとなった。これは、最高、最低温度
間の距雅が大きい時に、ＮＯｘ発生領域と還元領域とが
明瞭に区分され、また還元領域が広くなる。このような
温度分布を有する火炎を実現する手法は、前述の様に、
燃料の分割供給、微粉炭−空気混合気流の旋回等と種種
存在する。
次に、一般に言える。ことであるが、Ｎ Ｏｘの発生を
極端に低くし過ぎると、ＣＯの放出量及び燃焼灰中の未
燃分量が増加し、燃焼効率が低下する。
極端に低くし過ぎると、ＣＯの放出量及び燃焼灰中の未
燃分量が増加し、燃焼効率が低下する。
本発明の燃焼法についても、これと同様のことが言え、
αが大きくなり過ぎると、燃焼効率は低下する。αを大
きくすることは、外炎と内炎との混合を遅くすることに
なり、従ってαを大きくしすぎると、内炎に存在する可
燃成分の燃焼を遅くするために燃焼効察が下がる。故に
、αの計ｉ１＋１１と同時に、燃焼ガス組成の分析が、
最適な燃焼制御には不可欠である。これにより、所定の
燃焼効率を維持した状態で、αを最大にする制御が最も
有効である。
αが大きくなり過ぎると、燃焼効率は低下する。αを大
きくすることは、外炎と内炎との混合を遅くすることに
なり、従ってαを大きくしすぎると、内炎に存在する可
燃成分の燃焼を遅くするために燃焼効察が下がる。故に
、αの計ｉ１＋１１と同時に、燃焼ガス組成の分析が、
最適な燃焼制御には不可欠である。これにより、所定の
燃焼効率を維持した状態で、αを最大にする制御が最も
有効である。
第３図は、本発明を微粉炭燃焼用ボイラ５１に適用した
場合の例である。微粉炭は、燃焼室１１内で燃焼し、燃
焼ガス５３は水蒸気を発生するための熱交換器群５２内
を通過後、空気予熱器５４内で燃焼用空気５５と熱交換
し、燃焼用空気５５を加熱した後大気中へ放出される。
場合の例である。微粉炭は、燃焼室１１内で燃焼し、燃
焼ガス５３は水蒸気を発生するための熱交換器群５２内
を通過後、空気予熱器５４内で燃焼用空気５５と熱交換
し、燃焼用空気５５を加熱した後大気中へ放出される。
燃焼用空気５５は、送風機５６によって、空気予熱器５
４内で加熱された後、燃焼用空気供給管２６内を通過し
、風箱１４内へ供給される。燃焼用空気５５の一部は、
送風機５７によって微粉炭搬送用空気として原料炭粉砕
装置５９へ導かれる。燃料石炭は。
４内で加熱された後、燃焼用空気供給管２６内を通過し
、風箱１４内へ供給される。燃焼用空気５５の一部は、
送風機５７によって微粉炭搬送用空気として原料炭粉砕
装置５９へ導かれる。燃料石炭は。
原料炭貯蔵庫６０内に貯蔵され、〃Ｘ料炭供給装置６１
により、原料炭供給管６２を通過し原料炭粉砕装置５９
へと導かれる。燃料石炭は、原料炭粉砕装置５９により
、燃焼に適正な粒径に粉砕された後、送風機５７によっ
て送られる搬送用空気により、微粉炭供給管６３を通し
てバーナｌＯへ供給される。第３図には、説明を部組す
るために、１本のバーナを示しているが、現実のボイラ
の場合には、その蒸気発生量に応じて複数個のバーナが
設置される。
により、原料炭供給管６２を通過し原料炭粉砕装置５９
へと導かれる。燃料石炭は、原料炭粉砕装置５９により
、燃焼に適正な粒径に粉砕された後、送風機５７によっ
て送られる搬送用空気により、微粉炭供給管６３を通し
てバーナｌＯへ供給される。第３図には、説明を部組す
るために、１本のバーナを示しているが、現実のボイラ
の場合には、その蒸気発生量に応じて複数個のバーナが
設置される。
燃焼ガス組成の分析は、空気予熱器５４を燃焼ガスが通
過する前に一部抽出され、ガス分析装置４１・によって
分析される。通常分析されるガス成分は酸素、窒素酸化
物、−酸化炭素が主であり、この分析値により、燃焼室
１１内での燃焼状態が判断される。これらのガス組成分
析は、それぞれの成分による赤外線の吸収、化学発光の
程度等を利用して行なわれ、その分析結果は容易に電気
信号に変換でき、分析結果はガス組成記録装置４２へ送
られる。ガス組成としては上記の成分の他に二酸化炭素
、あるいは媒じん等の分析結果をも付加して利用するこ
とも容易である。分析結果は、ガス組成設定装置４３か
らの信号とガス組成比較装置４４によって比較され、所
定のガス組成通りの燃焼が行なわれているかどうか判定
される。判定された結果は中央演算装置４５へ送られ、
この装置により、燃焼状態の最終判定が行なわれ、燃焼
条件の設定指令が出される。
過する前に一部抽出され、ガス分析装置４１・によって
分析される。通常分析されるガス成分は酸素、窒素酸化
物、−酸化炭素が主であり、この分析値により、燃焼室
１１内での燃焼状態が判断される。これらのガス組成分
析は、それぞれの成分による赤外線の吸収、化学発光の
程度等を利用して行なわれ、その分析結果は容易に電気
信号に変換でき、分析結果はガス組成記録装置４２へ送
られる。ガス組成としては上記の成分の他に二酸化炭素
、あるいは媒じん等の分析結果をも付加して利用するこ
とも容易である。分析結果は、ガス組成設定装置４３か
らの信号とガス組成比較装置４４によって比較され、所
定のガス組成通りの燃焼が行なわれているかどうか判定
される。判定された結果は中央演算装置４５へ送られ、
この装置により、燃焼状態の最終判定が行なわれ、燃焼
条件の設定指令が出される。
ガス組成分析以外にバーナ近傍の温度分布の分析結果が
燃焼状態の判定に使用される。温度分布は、バーナ１０
に設置したイメージファイバ１２によって採光される光
を利用して行なわれる。イメージファイバ２３によって
採光された光は、分光分析装置４６によって分光され、
分析結果は、温度演算装置４７においてバーナ近傍の温
度分布の算出に使用される１分光分析装置４６は、特定
波長領域の光のみを通過させるフィルタを設置した撮像
機等が安価であり、構造的にも簡略であり、工業面では
有効であり、本実施例ではこの装置を使用した０分光装
置はこれ以外に格子により分光し、光電子増倍管によっ
て採光した光による信号を増巾する分光器、あるいは、
所定の光によってのみ電子を放出する発光ダイオード等
を利用しても良い。また、光から温度算出法としては、
異なった２Ｖｈ類の波長の光の発光強度から算出する方
法、あるいは特定物質から放出される光の微細スペクト
ル分析から算出する方法等と種々の方法が利用可能であ
り、本実施例では２種類の異なった波長の光の発光強度
を利用して温度の算出を行なった。温度の計測法として
は、これらの光利用による針側以外に、熱伝対のトラバ
ースを行なって一温度分布を計測するのも可能であるが
、バーナ周囲のトラバースに要する時間が光利用の計測
法に比較して長く、瞬時に燃焼状態を判定するには不向
きである。
燃焼状態の判定に使用される。温度分布は、バーナ１０
に設置したイメージファイバ１２によって採光される光
を利用して行なわれる。イメージファイバ２３によって
採光された光は、分光分析装置４６によって分光され、
分析結果は、温度演算装置４７においてバーナ近傍の温
度分布の算出に使用される１分光分析装置４６は、特定
波長領域の光のみを通過させるフィルタを設置した撮像
機等が安価であり、構造的にも簡略であり、工業面では
有効であり、本実施例ではこの装置を使用した０分光装
置はこれ以外に格子により分光し、光電子増倍管によっ
て採光した光による信号を増巾する分光器、あるいは、
所定の光によってのみ電子を放出する発光ダイオード等
を利用しても良い。また、光から温度算出法としては、
異なった２Ｖｈ類の波長の光の発光強度から算出する方
法、あるいは特定物質から放出される光の微細スペクト
ル分析から算出する方法等と種々の方法が利用可能であ
り、本実施例では２種類の異なった波長の光の発光強度
を利用して温度の算出を行なった。温度の計測法として
は、これらの光利用による針側以外に、熱伝対のトラバ
ースを行なって一温度分布を計測するのも可能であるが
、バーナ周囲のトラバースに要する時間が光利用の計測
法に比較して長く、瞬時に燃焼状態を判定するには不向
きである。
本実施例では、採光をバーナ内に設置したイメージファ
イバによって行なったが、燃焼室１１を形成する炉壁に
窓を設置して、採光することも可能である。また、複数
個のバーナを設置するボイラの場合、各バーナからの火
炎を全て同じ燃焼状態に設定する場合には、燃焼状態を
代表するバーナにのみ、採光手段を設置しても良く、ま
た、各バーナの夫々の個性をもたせて運転する場合には
、夫々のバーナに採光手段を設置する等、適宜、燃焼法
に応じて採光手段を選定するのが効果的である。
イバによって行なったが、燃焼室１１を形成する炉壁に
窓を設置して、採光することも可能である。また、複数
個のバーナを設置するボイラの場合、各バーナからの火
炎を全て同じ燃焼状態に設定する場合には、燃焼状態を
代表するバーナにのみ、採光手段を設置しても良く、ま
た、各バーナの夫々の個性をもたせて運転する場合には
、夫々のバーナに採光手段を設置する等、適宜、燃焼法
に応じて採光手段を選定するのが効果的である。
温度演算装置４６からの信号は、温度分布記録装置４７
に送られ、温度分布設定装置４８からの４Ｒ号と、温度
分布比較装置４９において比較され、比較結果は中央演
算装置４５に送られ、ガス組成分析からの信号とともに
、燃焼状態の判定に利用される。
に送られ、温度分布設定装置４８からの４Ｒ号と、温度
分布比較装置４９において比較され、比較結果は中央演
算装置４５に送られ、ガス組成分析からの信号とともに
、燃焼状態の判定に利用される。
中央演算装置４５からの信号は、微粉炭の分散を制御す
るための、燃焼空気の旋回強度設定及び旋回羽根駆動装
置５０へ導かれ、旋回羽根の羽根角度設定に利用される
。本実施例に用いたバーナの構造は、後述する第４図に
詳細に示す。
るための、燃焼空気の旋回強度設定及び旋回羽根駆動装
置５０へ導かれ、旋回羽根の羽根角度設定に利用される
。本実施例に用いたバーナの構造は、後述する第４図に
詳細に示す。
中央演算装置４５からの信号は、これ以外に、微粉炭供
給量及び空気流量の設定、或いは、燃料を分割して供給
するバーナを使用する場合には、分別４合の設定、また
、燃焼排ガスをバーナから供給する場合には、燃焼排ガ
イ流量の設置にも使用され、種々の燃焼条件設定に利用
されるが、簡略して説明するため、本実施例では、旋回
羽根角設定用信号のみを記述した。
給量及び空気流量の設定、或いは、燃料を分割して供給
するバーナを使用する場合には、分別４合の設定、また
、燃焼排ガスをバーナから供給する場合には、燃焼排ガ
イ流量の設置にも使用され、種々の燃焼条件設定に利用
されるが、簡略して説明するため、本実施例では、旋回
羽根角設定用信号のみを記述した。
第４図には、バーナの側面図を示す。バーナ１０は燃焼
室１１を構成する炉壁１２に開口部１５を通して取り付
けられる。バーナ１０が第３図に示すようなボイラに設
置される場合には、炉壁１２には熱交換のための水管群
が設置される。
室１１を構成する炉壁１２に開口部１５を通して取り付
けられる。バーナ１０が第３図に示すようなボイラに設
置される場合には、炉壁１２には熱交換のための水管群
が設置される。
バーナ１０は燃料と燃焼用空気とを噴出するためのノズ
ル、風箱１４及び燃料と空気との供給管から構成される
。
ル、風箱１４及び燃料と空気との供給管から構成される
。
バーナ１０の中心には補助燃料ノズル１６が設置される
。補助燃料は燃焼装置の起動時に、燃焼装置の予熱及び
微粉炭の予熱に使用されるものであり、通常、液体もし
くは気体燃料が使用される。
。補助燃料は燃焼装置の起動時に、燃焼装置の予熱及び
微粉炭の予熱に使用されるものであり、通常、液体もし
くは気体燃料が使用される。
補助燃料は微粉炭の燃焼火炎が安定した時点で供給が停
止される。
止される。
補助燃料ノズル１６の外周には微粉炭ノズル１７が設置
され、微粉炭と１次空気との混合気流を燃焼室１１内へ
噴出するのに使用される。燃焼用空気は一旦風ｉ１４内
に入り、２次及び３次空気用旋回羽根１８．１９を介し
てそれぞれ、２次及び３次空気ノズル２０．２１より燃
焼室内へ噴出される。旋回羽根の空気流に対する角度は
、旋回羽根駆動棒２２によって設定される。微粉炭の燃
焼室内での分散は、これらの旋回羽根の羽根角度によっ
て決定され、２次空気の旋回が強くなるにつれて、微粉
炭の断面方向への分散が大きくなる。
され、微粉炭と１次空気との混合気流を燃焼室１１内へ
噴出するのに使用される。燃焼用空気は一旦風ｉ１４内
に入り、２次及び３次空気用旋回羽根１８．１９を介し
てそれぞれ、２次及び３次空気ノズル２０．２１より燃
焼室内へ噴出される。旋回羽根の空気流に対する角度は
、旋回羽根駆動棒２２によって設定される。微粉炭の燃
焼室内での分散は、これらの旋回羽根の羽根角度によっ
て決定され、２次空気の旋回が強くなるにつれて、微粉
炭の断面方向への分散が大きくなる。
バーナ１０の風箱１４内には、燃焼火炎の発光強度検出
のためのイメージファイバ２３が設定さ≧れる。バーナ
近傍の発光は、対物レンズ２５を通してファイバーに伝
えられ、ファイバを通して分光分析装置へ送られる。イ
メージファイバ２３は、燃焼火炎からの熱による焼損を
防ぐための冷却管２４で被われ、冷却管２４内を流れる
冷却水によって冷却される。
のためのイメージファイバ２３が設定さ≧れる。バーナ
近傍の発光は、対物レンズ２５を通してファイバーに伝
えられ、ファイバを通して分光分析装置へ送られる。イ
メージファイバ２３は、燃焼火炎からの熱による焼損を
防ぐための冷却管２４で被われ、冷却管２４内を流れる
冷却水によって冷却される。
本発明によれば、燃焼状態の把握が適確に行なわれるた
め、燃焼火炎の制御が容易になり、゛燃焼時に発生する
ＮＯｘを、種々の条件変動に対しても低減することがで
きる効果を有するものである。
め、燃焼火炎の制御が容易になり、゛燃焼時に発生する
ＮＯｘを、種々の条件変動に対しても低減することがで
きる効果を有するものである。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の微粉炭の燃焼法の
実施時の微粉炭燃焼火炎のガス組成分布と温度分布説明
図、第３図は第１図の第２図の燃焼法をボイラに適用し
た時のフローチャート、第４図は第１図、第２図の燃焼
法を実施する断面図である。 １０・・・バーナ、１１・・燃焼室、１６−補助燃料ノ
″パフ ４４１Ｍ！ ／ Ｘｔｖｏ ザｔ
；代理人 弁理士 小川勝男 ；、−５第１図 ヅｒＰ 第３図 第４図 虜建ｑ九
実施時の微粉炭燃焼火炎のガス組成分布と温度分布説明
図、第３図は第１図の第２図の燃焼法をボイラに適用し
た時のフローチャート、第４図は第１図、第２図の燃焼
法を実施する断面図である。 １０・・・バーナ、１１・・燃焼室、１６−補助燃料ノ
″パフ ４４１Ｍ！ ／ Ｘｔｖｏ ザｔ
；代理人 弁理士 小川勝男 ；、−５第１図 ヅｒＰ 第３図 第４図 虜建ｑ九
Claims (1)
- １、微粉状の燃料石炭の燃焼法において、燃焼ガスを組
成及びバーナ近傍の温度分布を測定し、燃焼ガス組成よ
り燃焼効率を算出し、所定の燃焼効率を維持する条件内
で、火炎中心部の温度が外炎の温度より低くなるように
、また火炎中心部の最低温度となるところと外炎の最高
温度となるところの距離が最大となるように、燃料石炭
の分散及び空気の分散を制御することにより、燃焼ガス
中の窒素酸化物を低減することを特徴とする微粉炭の燃
焼法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60129851A JPS61289226A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 微粉炭の燃焼法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60129851A JPS61289226A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 微粉炭の燃焼法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61289226A true JPS61289226A (ja) | 1986-12-19 |
Family
ID=15019818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60129851A Pending JPS61289226A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 微粉炭の燃焼法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61289226A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU656986B2 (en) * | 1991-06-20 | 1995-02-23 | Ametek, Inc. | Apparatus for combustion, pollution and chemical process control |
-
1985
- 1985-06-17 JP JP60129851A patent/JPS61289226A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU656986B2 (en) * | 1991-06-20 | 1995-02-23 | Ametek, Inc. | Apparatus for combustion, pollution and chemical process control |
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