JPS62116818A

JPS62116818A - ガス・油・石炭共用バ−ナ装置

Info

Publication number: JPS62116818A
Application number: JP25544685A
Authority: JP
Inventors: Tadahisa Masai; 政井　忠久; Shigeki Morita; 茂樹森田; Shigeto Nakashita; 中下　成人
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1985-11-14
Filing date: 1985-11-14
Publication date: 1987-05-28
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPH0619222B2

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】（産業上の利用分野）本発明はガス・油・石炭共用バーナ装置に関し、特にこ
れらの３種の燃料の燃焼が可能で、がっ窒素酸化物（以
下、ＮＯｘと称する）を低減するに好適なバーナ装置に
関するものである。

（発明の背景）最近の燃料事情の変化により、火力発電所用大型ボイラ
を初めとする事業所用大型ボイラにおいても石炭を燃料
とするものが増加している。この場合ミ石炭は微粉砕さ
れ、例えば２００メツシュ通過量７０％程度の微粉炭と
され、燃焼性、制御性を向上させるようにしている。

しかしながら、周知のとおり、燃焼によって副生ずるＮ
Ｏｘは往々にして高負荷燃焼バーナにおいて発生しやす
く、これが大気汚染の元凶の一成分であるところから、
幾つかの基本的なバーナ改良または火炉全体の燃焼改善
が行なわれてきている。微粉炭燃焼において特に問題と
なるのは、微粉炭中に大量に（通常は１〜’ｌ　ｗ　ｔ
％）含有される有機形態の窒素ｉ以下ｐｕｅｊ！　　Ｎ
と称す）に起因するＮＯｘの大部分を占めている。

ここで、ＦｕｅＩ！　ＮからＮＯｘとＮ２の生成反応は
各々次式（１）、（２）に示すとおりであリ、かつ再反
応が競合的に行なわれている。

Ｆ　ｕ　ｅ　ｌ　　Ｎ　−Ｎ２　　　−　（２）したが
ってＮ２の生成を優先し、かつ高負荷燃焼を維持させる
ためには、高温還元炎の確保が重要なポイントとなる。

一般に二段燃焼と呼ばれる燃焼法は、この燃焼反応の応
用であり、火炉のバーナゾーンで空気不足状態をつくっ
て高温還元炎を形成させ、不足分の空気をバーナの後流
に設けられた、いわゆるアフタエアポートより投入して
完全燃焼させることにより、火炉全体で燃焼改善を行な
い、ＮＯｘ排出量を低減するものである。

しかしながら、上述の二段燃焼にあっては、空気不足な
バーナゾーンで燃え残りの石炭粒子（チャー）が生成し
、これをアフタエアによって完全燃焼せしめるには炉内
に大きな空塔部を必要とする。したがって上記燃焼法は
原理的には極めて有効な低ＮＯｘ燃焼法であるにもかか
わらず、ある程度の限界を有している。

このことから、ボイラ全体の燃焼を制御する代わりに、
各バーナが各々前記原理に基づいて低ＮＯｘ燃焼を行な
うよう構成した、いわゆるデュアルレジスタタイプのバ
ーナが開発されている。

上述のように従来のバーナ装置は、いずれもガスー油共
用バーナ、油−石炭共用バーナなと２種類の燃料に対処
するものであった。

（発明が解決しようとする問題点）従来技術による第１の欠点はガスー油−石炭を　゛燃焼
させるボイラでは、いずれかの燃料は別のバーナで燃焼
させる必要があり、バーナの本数増加、ボイラ火炉が大
きくなる等コスト面でかなりのデメリットを有していた
。

従来技術による第２の欠点は、バーナ燃焼方式の違いか
ら、総じてＮＯｘレベルが高く、このためにボイラ出口
に触媒式脱硝装置を新らたに設ける必要があり、据付ス
ペース、コスト等の面で不利なことであった。

従来技術による第３の欠点は、ガスまたは油燃料用バー
ナを他のバーナで作らなければならないので、休止中（
例えば微粉炭燃焼中）に火炎からの強い熱輻射を受け、
焼損などの危険があった。

従来技術による第４の欠点は、上記第３の欠点を防ぐた
めに、バーナ休止中、冷却のために燃焼空気を常時少量
流すことが必要となり、燃焼空気過剰率を大きくしなけ
ればならなかった。

従来技術による第５の欠点は、上記第４の欠点により、
排ガス中の０□が高くなるために（換算＞ＮＯｘ値が高
（なることであった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、３
種類（ガス、油、石炭）の燃料の燃焼を１本のバーナで
対応させることができ、かつＮ。

Ｘを低減できるバーナ装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）要するに本発明は、油、石炭共用バーナの２次空気口に
ガス供給管を挿入し、３次空気口の旋回を充分効かして
燃焼を行わせ、特に低ＮＯｘ化のために火炎中心部は還
元性雰囲気、外側を酸性雰囲気とし、自己脱硝作用を持
たせるようにしたものである。

（実施例）以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明によるガス、油、石炭を燃焼できるバ
ーナの一実施例を示す断面図である。この装置は、バー
ナ中心軸に設けられた１次スリーブ２５と、該１次スリ
ーブの先端に設けられたフレームキャンプ１２と、１次
スリーブ２５内に挿入された油供給管２９と、１次スリ
ーブ２５の内壁に設けられたベンチュリ２７と、１次ス
リーブ２５の外側に同心状に設けられた２次スリーブ２
８と、該２次スリーブ２８内に挿入されたガス供給管２
２と、該２次スリーブ２８内に設けられた２次ベーン２
６と、２次スリーブ２８に設けられた２次空気取入口５
およびスライドダンパ４と、２次スリーブ２８と火炉壁
３の間の３次空気の通路に設けられた３次エアレジスタ
７とから主として構成される。風箱１はボイラ等の火炉
壁３と風箱壁２により形成され、この風箱ｌに２次空気
取入口５および３次空気の取入口（エアレジスタ７）が
開口している。２次スリーブ２８内には、等間隔で８本
のガス供給管２２が挿入され、２次空気口６には、第２
図に示すように８ケのガス噴口部１１が開口している。

１次スリーブ２５の先端には、火炎を安定化させるため
のエツジ付きの保炎リング１２が設けられており、ガス
、油、石炭いずれの燃料に対しても良好な燃焼が得られ
るように配慮されている。なお、図中、８は３次ガイド
スリーブ、９は３次空気口、ｌＯはガス燃料、１１はガ
ス噴口部、１３は油燃料、１４は油噴口部、１５は１次
空気と微粉炭、１６は１次空気口である。

上記構成において、燃焼用空気は押込通風機で加圧され
た後、ボイラ排ガスと熱交換を行ない、約３００℃に加
熱された後、風量関節ダンパを介し風箱１へ供給される
。燃焼用空気の１部は、２次スライドダンパ４で調節さ
れた２次空気取入口５を通り、２次ベーン２６で旋回流
とした後、２次空気口６から火炉内へ供給される。残り
の燃焼用空気は、３次エアレジスタ７で旋回流を誘起し
、３次ガイドスリーブ８で噴出方向を決められ、３次空
気口９から火炉内へ供給される。一方、ガス燃料１０は
、ガス流量計、ガス流量調節弁で流量を制御された後、
ガス供給管２２を通ってバーナに供給される。このガス
供給管２２を２次スリーブ２８内に設けたのは、３次エ
アレジスタフによる強旋回への悪影響を防止するためで
あり、このため２次空気の旋回、つまり２次ベーン２６
による旋回はある程度、犠牲にされる。なお、これまで
のテスト結果では２次ベーンによる旋回は低ＮＯｘ化の
上では、あまり重要でないことがわかっている。

油燃料１３は加圧ポンプで昇圧し、流量計測および流量
制御を行なった後、油燃料１３としてバーナへ供給され
、油噴口部１４から火炉内へ供給し、燃焼される。最後
に石炭は、石炭バンカから給炭計量機を通り、ミル内へ
供給される。ミル内で粉砕、乾燥が行なわれ、１次空気
と微粉炭の混合流１５としてバーナへ取入れられ、ベン
チュリ２７で加速された後、１次空気口１６から火炉内
へ供給される。

第３図は、本発明に好適なガス燃料系統についての配管
系統図である。ガス燃料を燃焼させる場合には、ガス電
磁弁】８が開となり、ガス燃料出口１９はガス燃料が流
れ、第１図のガス燃料１０へ接続される。しかし、微粉
炭や油の燃焼の場合には、ガス電磁弁１８が閉となり、
その代わり空気電磁弁２１が開となり、第１図のガス燃
料１０は空気に置換される。この理由は、油、微粉炭燃
焼の場合、ガス噴口部１１が高温となり、このための焼
損を防止するためである。

第４図は、第１図におけるガス噴口部１１の一実施例を
示す説明図であり、ガスエレメント２２の先端には、２
つの方向にガスが噴出するように、ガス主孔２３とガス
副孔２４が設けられている。

このうち、ガス主孔２３は、２次空気との燃焼による酸
化炎の形成ガス副孔２４は、保炎リング１２上で生成す
る保炎用火炎と火炎中央部に形成させる還元炎用として
利用される。

上記実施例によれば、燃料に関係なく同一のバーナで燃
焼が可能であり、バーナ本数の減少、ボイラ火炉の小型
化、単純化ができ、コスト面で有利となる。また本発明
のバーナは基本的に低Ｎ。

Ｘが容易なことから、特別な触媒式税硝装置がなくとも
かなりの低ＮＯｘ化が達成できる。さら辷全負荷では休
止バーナがないので、バーナの焼損の危険もなくなる。

また休止バーナがないので、排ガス中の０２濃度を低く
抑えることができ、ボイラ効率の向上が得られる。また
排ガス中の低０２化が達成できるので、ＮＯｘレベルも
さらに低減される。

上記の実施例は、３種の燃料を用いる場合について示し
たが、本発明は、任意の２種の燃料、例えばガス−石炭
の混焼バーナとしても使用することができることは勿論
である。

（発明の効果）本発明によれば、燃料に関係なく同一のバーナで燃焼が
可能であり、バーナ本数の減少、ボイラ火炉の小型化、
単純化ができ、コスト面で有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すガス、油、石炭の３
種の燃料を燃焼することのできるバーナ装置の断面図、
第２図は、第１図のＡ視方向の正面図、第３図は、本発
明に好適なガスライン系統図、第４図は、本発明の実施
例におけるガス噴口部の詳細を示す図である。１・・・風箱、２・・・風箱壁、３・・・火炉壁、４・
・・２次スライドダンパ、５・・・２次空気取入口、６
・・・２次空気口、７・・・３次エアレジスタ、８・・
・３次ガイドスリーブ、９・・・３次空気口、１０・・
・ガス燃料、１１・・・ガス噴口部、１２・・・保炎リ
ング、１３・・・油燃料、１４・・・油噴口部、１５・
・・１大空気＋微粉炭、１６・・・１次空気口、１７・
・・ガス燃料、２２・・・ガス供給管、２５・・・１次
スリーブ、２８・・・２次スリーブ、２９・・・油供給
管。代理人　弁理士　川　北　武　長第３図　　　　第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バーナ中心部に設けられた１次スリーブに１次空
気とともに微粉炭を供給する手段と、該１次スリーブに
挿入された油燃料の供給手段と、該１次スリーブの外側
に同心状に設けられた、複数のガス燃料の供給手段を有
する２次スリーブとを備えたことを特徴とするガス・油
・石炭共用バーナ装置。
（２）特許請求の範囲（１）において、ガス燃料の供給
手段に弁を介して加圧空気ラインを設け、ガス燃料によ
る燃焼の休止時に加圧空気を噴出させるようにしたこと
を特徴とするガス・油・石炭共用バーナ装置。