JPS6280413A - Low nox combustion device for solid fuel - Google Patents

Low nox combustion device for solid fuel

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Publication number
JPS6280413A
JPS6280413A JP22136585A JP22136585A JPS6280413A JP S6280413 A JPS6280413 A JP S6280413A JP 22136585 A JP22136585 A JP 22136585A JP 22136585 A JP22136585 A JP 22136585A JP S6280413 A JPS6280413 A JP S6280413A
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JP
Japan
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flame
flow
fuel
pipe
air
Prior art date
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Pending
Application number
JP22136585A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadahisa Masai
政井 忠久
Shigeki Morita
茂樹 森田
Shigeto Nakashita
中下 成人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6280413A publication Critical patent/JPS6280413A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable a hot reducing flame to be formed near an injection port of a burner by a method wherein an L-shaped flame cap with its extremity end being opened is arranged at an extremity end of a fuel pipe, and at the same time an L- shaped bent part is arranged at an extremity end of a flow divider plate facing toward a furnace with a proper clearance being put between a fuel pipe within an extremity and passage of a fuel pipe, and a passage held by the fuel pipe and the flow divided plate is opened to a flame cap surface. CONSTITUTION:A flow divider plate 15 and a flame cap 100 are arranged around an oil injection nozzle 3 at the central part of a burner. The flow divider plate 15 arranged within a fine powder coal pipe 41 at the inner circumferential side of a flame cap 100 is a cylindrical form and its extremity end facing toward the furnace has an L-shaped bent part. A part 22 of the fine powder coal flow is flowed in an intermediate flow passage enclosed by the fine powder coal pipe 41 and the flow divided plate 15, guided by the bent part 15a at the extremity end of the downstream of the flow divider plate 15 and flowed as a fine powder coal flow 23, resulting in becoming a fine powder coal flow 24 flowing over the surface of the flame cap 100, merged with a secondary air swirl 25 by the flame cap 100, mixed with it and then a stable flame is generated on the flame cap.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は窒素酸化物(以下、NOxと称する)を低減す
る燃焼装置に係り、特に微粉炭やオイルコークスのよう
な粉状固体燃料の燃焼時に大幅な低NOx化を達成でき
る燃焼装置に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a combustion device for reducing nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx), and in particular to a combustion device for reducing nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx), and particularly for combustion of pulverized solid fuel such as pulverized coal and oil coke. The present invention relates to a combustion device that can sometimes achieve a significant reduction in NOx.

(従来の技術) 最近の燃料事情の変化により、火力発電用大型ボイラを
始めとする事業用大型ボイラにおいても、石炭を燃料と
して使用するものが増加している。
(Prior Art) Due to recent changes in the fuel situation, coal is increasingly being used as fuel in large boilers for commercial use, including large boilers for thermal power generation.

この場合、石炭は微粉砕され、燃焼し易さの向上および
、燃焼制御性の向上が計られている。この微粉炭燃焼技
術そのものは、以前から確立され今や重油前みの高効率
燃焼が可能となっている。
In this case, the coal is finely pulverized to improve the ease of combustion and the controllability of combustion. This pulverized coal combustion technology has been established for some time, and now enables highly efficient combustion comparable to that of heavy oil.

ガス、重油同様微粉炭燃焼器も種々のものが開発され使
用されている。その最も基本的な形式のものとして、微
粉炭供給管を中心軸に有し、その外周に環状空気供給路
を配したバーナが挙げられる。
As with gas and heavy oil, various types of pulverized coal combustors have been developed and are in use. The most basic type of burner is a burner that has a pulverized coal supply pipe at its central axis and an annular air supply passage around its outer periphery.

該バーナにおいては、石炭はミルで微粉に粉砕されたの
ち、その燃焼に必要な空気の20〜30%程度の搬送用
空気によって気流輸送され、燃料管噴口より火炉に投入
される。残りの燃焼用空気は、−重または二重に環状分
離された状態で、燃料噴口近傍で通常はある程度の旋回
を与えられて、該微粉炭噴流の周囲より噴出される。
In the burner, the coal is pulverized into fine powder by a mill, and then transported by air flow using conveying air that accounts for about 20 to 30% of the air required for combustion, and then introduced into the furnace through the fuel pipe nozzle. The remaining combustion air is injected from around the pulverized coal jet in a heavily or double annularly separated state, usually with some degree of swirl near the fuel nozzle.

微粉炭は、この適度な旋回流によって生じるバーナスロ
ート近傍の火炉からバーナに向けての再循環流と、場合
によっては燃料管噴口付近に追設した皿状のインペラに
よって保炎され、定常燃焼が維持される。単に微粉炭を
燃焼させるだけであれば、この種の燃焼装置により所期
の目的は十分に達成される。
The pulverized coal is flame-stabilized by the recirculation flow from the furnace near the burner throat toward the burner caused by this moderate swirling flow, and in some cases by a dish-shaped impeller added near the fuel pipe nozzle, resulting in steady combustion. maintained. If only pulverized coal is to be burned, this type of combustion device satisfactorily achieves the intended purpose.

しかしながら、周知の通り、燃料の燃焼によって副生ず
るNOxは往々にして高負荷燃焼バーナにおいて発生し
やす(、これが大気汚染の一原因であるところから、バ
ーナの改良や火炉全体にわたる燃焼改善が行われている
However, as is well known, NOx, which is a by-product of fuel combustion, is often generated in high-load combustion burners (and because this is a cause of air pollution, burner improvements and combustion improvements throughout the furnace are being carried out. ing.

微粉炭燃焼において特に問題となるのば、微粉炭中に大
量に(通常は1〜2wt%)含有されている有機形態の
窒素(以下、Fueff  Nと称する)に起因するN
0x(以下、Fueβ NOxと称する)であり、燃焼
排ガス中のNOxの大部分を占めている。
A particular problem in pulverized coal combustion is N caused by organic nitrogen (hereinafter referred to as Fueff N), which is contained in large amounts (usually 1 to 2 wt%) in pulverized coal.
0x (hereinafter referred to as Fueβ NOx), and occupies most of the NOx in the combustion exhaust gas.

ここで、F u eβ NからのNOxとNZの生成反
応は、各々次式(1)、(2)に示すとおりであり、か
つ両反応が競合的に行われている。
Here, the reactions for producing NOx and NZ from FueβN are as shown in the following formulas (1) and (2), respectively, and both reactions are performed competitively.

Fue7! N+02.  −=NOx    (1)
Fue7! N十NOx  −=N2      (2
)したがって、N2の生成を優先しかつ、ある程度の高
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。
Fue7! N+02. -=NOx (1)
Fue7! N0 NOx −=N2 (2
) Therefore, in order to prioritize the generation of N2 and maintain a certain degree of high-load combustion, securing a high-temperature reducing flame is an important point.

一般に、二段燃焼ど呼ばれる燃焼法は、この燃焼反応の
応用であり、火炉におけるバーナゾーンで空気不足状態
を作って高温還元炎を形成させ、不足分の空気を火炉内
のバーナゾーン後流の、いわゆるアフタエヤポートより
投入することにより完全燃焼を行わせ、火炉全体で燃焼
改善を行ってNOx排出量を低減するものである。ちな
みに現在では、一般的な石炭を燃料とする新設ボイラの
場合、200ppm程度までNOx排出濃度を抑制する
に到っている。
In general, the combustion method called two-stage combustion is an application of this combustion reaction, creating an air-deficient state in the burner zone of the furnace to form a high-temperature reducing flame, and then discharging the insufficient air into the downstream of the burner zone in the furnace. By injecting the fuel through the so-called after-air port, complete combustion is achieved, and combustion is improved throughout the furnace to reduce NOx emissions. Incidentally, currently, in the case of newly installed boilers that use common coal as fuel, the NOx emission concentration can be suppressed to about 200 ppm.

しかしながら、微粉炭の燃焼にあっては、空気不足なバ
ーナゾーンで発生した還元性気体および残存する燃え残
りの石炭粒子(揮発分の抜けたチャー)をアフタエヤに
よって完全燃焼させるには相当の燃焼時間が必要である
ため、大きなボイラ火炉空間を必要とする。従って、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、ある程度の限界がある。
However, in the combustion of pulverized coal, it takes a considerable amount of combustion time to completely burn the reducing gas generated in the air-deficient burner zone and the remaining unburnt coal particles (char from which volatile matter has been removed) using afterair. This requires a large boiler furnace space. Therefore, although the above combustion method is in principle an extremely effective low NOx combustion method, it has certain limitations.

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
バーナが開発された。
From this, instead of controlling the combustion of the entire boiler,
A so-called dual register type burner has been developed in which each burner is configured to perform low NOx combustion based on the above-mentioned principle.

第6図は、このデュアルレジスタタイプのバーナを示す
。図中、微粉炭はその輸送用−欠字気とともに、微粉炭
流10となって微粉炭管41から炉内に噴射される。こ
の微粉炭流は火炉内に噴射して低空気比で燃焼し、還元
性中間生成分(気体)を生成し、NOxの一部を気相還
元してN2 とする。一方、この火炎105の外周部に
対しては、二次エアレジスタ61を経て、かつ空気ベー
ン71で旋回力を与えられた二次空気2oが、またさら
に、その外周に対しては三次エアレジスタ62を経て供
給される三次空気3oが噴射される。
FIG. 6 shows this dual register type burner. In the figure, the pulverized coal is injected into the furnace from a pulverized coal pipe 41 as a pulverized coal flow 10 together with its transportation air. This pulverized coal stream is injected into a furnace and combusted at a low air ratio to produce a reducing intermediate (gas) and reduce a portion of the NOx to N2 in the gas phase. On the other hand, the secondary air 2o that has passed through the secondary air register 61 and has been given a swirling force by the air vane 71 is directed to the outer periphery of the flame 105, and the tertiary air register 2o is directed to the outer periphery of the flame 105. Tertiary air 3o supplied via 62 is injected.

これにより、バーナ単独で二段燃焼が行われ、NOxは
400ppm程度(低減率40%)に低減されることが
実証されている。この形式のバーナにおいては、低NO
x化を達成するためには、バーナスロート80近傍の火
炉内ではバーナ火炎と、二次、三次の空気が分離され良
好な還元雰囲気が形成されること、およびこの火炎の下
流側においては、逆にこれら各空気と火炎(またはガス
)が混合して未燃分を良好に燃焼させることが要求され
る。
As a result, two-stage combustion is performed using the burner alone, and it has been demonstrated that NOx is reduced to about 400 ppm (reduction rate of 40%). This type of burner has low NO
In order to achieve the It is required that each of these air and flame (or gas) be mixed to effectively burn the unburned components.

しかしながら、この種のタイプのバーナでは、通常、二
次空気20と三次空気3oは、微粉炭管41、二次空気
管43により燃料流とまたは互いが分離されてはいるも
のの、実際にはバーナスロート出口近傍では微粉炭流、
二次空気噴流および三次空気噴流は容易に混合し、燃焼
初期において高温還元炎を十分に分離維持することが不
可能であり、この種の燃焼装置でこれ以上のNOx低減
を達成することは極めて困難であることが判明した。
However, in this type of burner, the secondary air 20 and the tertiary air 3o are usually separated from the fuel flow or each other by the pulverized coal pipe 41 and the secondary air pipe 43, but in reality, the secondary air 20 and the tertiary air 3o are Pulverized coal flow near the throat exit,
The secondary air jet and the tertiary air jet mix easily, and it is impossible to maintain sufficient separation of the high-temperature reducing flame in the early stages of combustion, making it extremely difficult to achieve further NOx reduction with this type of combustion device. It turned out to be difficult.

以上の点に鑑の、本発明者らは第7図に示す構造の燃焼
装置を発明し出願したく特願昭58−172147号)
。この装置において、まず微粉炭管41の火炉に面した
開口は、その口径を開口端に向かって拡大するよう構成
した外向きフレームキャップ(以下、フレームキャップ
と称する)100を有し、火炎105が安定乙こ形成す
るようになっている。次に、微粉炭管41の外周部の二
次空気管42および三次空気管43の先端部は、図示の
ごとく、フレームキャップ100と同じく開口端に向か
って口径を拡大させる漏斗状部101.102を形成す
るようにし、前述した燃料と空気との分離を効果的に行
なうようになっている。
In view of the above points, the present inventors would like to invent and apply for a combustion device having the structure shown in FIG.
. In this device, first, the opening of the pulverized coal pipe 41 facing the furnace has an outward facing flame cap (hereinafter referred to as a flame cap) 100 whose diameter increases toward the opening end, and the flame 105 is It has started to form a stable shape. Next, as shown in the figure, the tips of the secondary air pipe 42 and the tertiary air pipe 43 on the outer periphery of the pulverized coal pipe 41 are funnel-shaped parts 101 and 102 whose diameter increases toward the open end, similar to the frame cap 100. The above-mentioned separation of fuel and air is effectively performed.

第7図の構成の装置において、−欠字気と微粉炭からな
る微粉炭流は微粉炭管41を経て炉内に噴射され燃焼す
るが、この場合、微粉炭管先端部には保炎用のインペラ
は設置されておらず、フレームキャップ100において
形成される小さな渦流部103が形成され、これに、微
粉炭管41から噴出する微粉炭流の外周面より少量の微
粉炭が誘引されるとともに、フレームギヤツブ外周部か
らの空気の供給も十分おこなわれている。かくしてここ
には小さな安定した小火炎が保持され、微粉炭管41か
ら火炉内に噴射される微粉炭流に確実な着火を保障する
。従って、火炎105はフレームキャップ100近傍か
ら着火し、あたかも、火炎がバーナに近接したようにな
る。なお、着火が遅れると火炎105は、微粉炭管41
の噴口から離れた後流で着火し、火炎形成が後流に移行
する。第7図のものにおいては、二次空気20、三次空
気30の流量は約1:4程度にし、かつ三次空気30の
圧力はそのエアレジスタ62の上流側で120+nAq
以」二とするとともに、強力な旋回力を与えることによ
り、空気管42および43の先端部の漏斗状部101.
102の働きと和項って、火炎105は二次、三次空気
から一時的に分離される。
In the apparatus configured as shown in Fig. 7, a pulverized coal flow consisting of air and pulverized coal is injected into the furnace through a pulverized coal pipe 41 and burned. The impeller is not installed, and a small vortex part 103 is formed in the frame cap 100, and a small amount of pulverized coal is attracted to this from the outer peripheral surface of the pulverized coal flow jetting out from the pulverized coal pipe 41. There is also a sufficient supply of air from the outer periphery of the frame gear. Thus, a small and stable small flame is maintained here, ensuring reliable ignition of the pulverized coal stream injected into the furnace from the pulverized coal pipe 41. Therefore, the flame 105 ignites near the flame cap 100, as if the flame were close to the burner. Note that if the ignition is delayed, the flame 105 will be caused by the pulverized coal pipe 41
ignition occurs in the wake away from the nozzle, and flame formation shifts to the wake. In the one shown in FIG. 7, the flow rates of the secondary air 20 and tertiary air 30 are approximately 1:4, and the pressure of the tertiary air 30 is 120+nAq on the upstream side of the air register 62.
At the same time, by applying a strong turning force, the funnel-shaped portions 101.
102, the flame 105 is temporarily separated from the secondary and tertiary air.

比較的少量の二次空気20を三次空気とは異なる旋回強
度と方向をもって噴出させることにより、図中106で
示されるごとき安定した渦が形成される。この渦106
およびフレームキャップ100によって形成される小さ
な渦103により、微粉炭管41から噴射された微粉炭
流は、火炉への投入初期においては外方へ拡散すること
が抑制され、火炎105はその初期において強力な高温
還元炎となる。この高温還元炎中のNH2、CN等のラ
ジカル物質およびCO等の還元性中間生成物によって、
NOxをN2に還元する。また、この高温還元炎の下流
側においては二次空気、三次空気の噴射エネルギーが低
下してバーナ軸心側に流れ込み、未燃分の燃焼が行なわ
れる。
By ejecting a relatively small amount of secondary air 20 with a swirling strength and direction different from that of the tertiary air, a stable vortex as shown at 106 in the figure is formed. This vortex 106
The small vortex 103 formed by the flame cap 100 suppresses the pulverized coal flow injected from the pulverized coal pipe 41 from spreading outward at the initial stage of charging into the furnace, and the flame 105 is strong at the initial stage. It becomes a high-temperature reducing flame. Due to radical substances such as NH2 and CN and reducing intermediate products such as CO in this high-temperature reducing flame,
Reduce NOx to N2. Further, on the downstream side of this high-temperature reducing flame, the injection energy of secondary air and tertiary air decreases and flows toward the burner axis, where unburned air is combusted.

(発明が解決しようとする問題点) 第7図の燃焼装置において、フレームキャップ100の
面上およびその後方渦流部103に誘引された微粉炭が
着火するのは、石炭中に含有されている揮発分がほとん
どで、残りの固定炭素分は燃焼するまでに到らず、フレ
ームキャップ付近の着火には寄与できない。
(Problems to be Solved by the Invention) In the combustion apparatus shown in FIG. The remaining fixed carbon does not reach the point of combustion and cannot contribute to ignition near the flame cap.

微粉炭中の揮発分の割合は燃料比(燃料比−固定炭素/
揮発分)の高い石炭はど少なくなるので、燃料比の高い
石炭ではフレームキャップ100の面上およびその後方
渦流部での火炎の安定的維持が困難となる。
The percentage of volatile matter in pulverized coal is determined by the fuel ratio (fuel ratio - fixed carbon/
Since the amount of coal with a high volatile content (volatile content) decreases, it becomes difficult to maintain a stable flame on the surface of the flame cap 100 and in the vortex section behind the flame cap 100 with coal having a high fuel ratio.

一方、ミルで微粉砕された微粉炭を一次空気で微粉炭管
41に搬送するが、ボイラ負荷が減少した低負荷時にお
いては、ミルおよびミルからバーナへの給炭管の保安と
、バーナにおける逆火防止のため、−欠字気量は負荷の
減少にもかかわらず、ある値以下には下げられない。従
って、低負荷時においては微粉炭管41を流れる微粉炭
と一次空気の混合流の、微粉炭濃度が低下することにな
る。
On the other hand, the pulverized coal that has been pulverized in the mill is conveyed to the pulverized coal pipe 41 using primary air, but at low load times when the boiler load is reduced, the safety of the mill and the coal feeding pipe from the mill to the burner and the safety of the coal feed pipe from the mill to the burner are To prevent backfire, the -deficit air volume cannot be lowered below a certain value despite the reduction in load. Therefore, under low load, the pulverized coal concentration of the mixed flow of pulverized coal and primary air flowing through the pulverized coal pipe 41 decreases.

このことより、フレームキャンプ100の面上および渦
流部103への微粉炭供給量が不足し、火炎の安定的維
持に支障を来たすことになる。なお、バーナ火炎がバー
ナ噴口から離れた後流域で着火形成される場合は、バー
ナ噴口付近に視野をもつ火炎検知器は、バーナが失火し
ていると誤判断することになる。
As a result, the amount of pulverized coal supplied onto the surface of the flame camp 100 and into the vortex section 103 becomes insufficient, which impedes stable maintenance of the flame. Note that if the burner flame is ignited in the downstream region away from the burner nozzle, a flame detector that has a field of view near the burner nozzle will erroneously determine that the burner is misfiring.

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、高燃料
比炭または低負荷時においても、バーナ噴口付近に高温
還元炎を形成し、かつ火炎後流流域において充分な空気
の供給することができる固体燃料の低NOx燃焼装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above, to form a high-temperature reducing flame near the burner nozzle, and to supply sufficient air in the downstream region of the flame even when the fuel ratio is high or the load is low. The purpose of the present invention is to provide a solid fuel low NOx combustion device that can perform the following steps.

(問題点を解決するための手段) 本発明は以上の問題点を解決するためになされたもので
、第7図に示すようなフレームキャップを有する燃焼装
置において、微粉炭管41を流れる微粉炭の一部を積極
的にフレームキャップ面および渦流部103に導く装置
を設けたことを特徴とするものである。すなわち、本発
明は、固体燃料と一次空気の混合流体を噴射する燃料管
の外側に、ほぼ同心的に二次空気噴射口を配し、さらに
その外側に三次空気噴射口をほぼ同心的に配した固体燃
料装置において、燃料管先端部に先開きのL字状フレー
ムキャップを設け、二次空気噴射口外周面を構成する二
次空気管先端部を開口端に向かって口径を拡大する漏斗
状とするとともに、前記燃料管先端通路内に燃料管と間
隔をおいて分流板を設け、該分流板の火炉側先端部にL
字状曲り部を設け、燃料管と分流板で挟まれた通路がフ
レームキャップ面に開口するようにしたことを特徴とす
る。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been made to solve the above problems, and in a combustion apparatus having a frame cap as shown in FIG. This is characterized by the provision of a device that actively guides a portion of the fluid to the frame cap surface and the vortex section 103. That is, in the present invention, a secondary air injection port is arranged substantially concentrically on the outside of a fuel pipe that injects a mixed fluid of solid fuel and primary air, and a tertiary air injection port is further arranged substantially concentrically on the outside of the fuel pipe. In this solid fuel device, an L-shaped frame cap that opens at the tip of the fuel tube is provided, and the tip of the secondary air tube that constitutes the outer peripheral surface of the secondary air injection port is shaped like a funnel whose diameter increases toward the open end. At the same time, a flow divider plate is provided in the fuel pipe tip passage at a distance from the fuel pipe, and an L is provided at the furnace side tip of the flow divider plate.
It is characterized by a letter-shaped bent part so that the passage sandwiched between the fuel pipe and the flow divider plate opens into the frame cap surface.

(発明の実施例) 第1図は本発明の一実施例を示す燃焼装置のバーナ付近
の断面図、第2図は、そのB視方向の平面図である。
(Embodiment of the Invention) FIG. 1 is a cross-sectional view of the vicinity of a burner of a combustion apparatus showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the burner in the B direction.

バーナ中心部に油噴霧ノズル3が設けられ、その周りに
分流板15、フレームキャップ100が設けられている
。フレームキャップ100は熱膨張による変形を防止す
るために6分割されるよう切り込み100aが入ってい
る。フレームキャップ100の内周側の微粉炭管41の
内部に設けられた分流板15は円筒状でかつ火炉に向っ
た先端部にはL字状の曲がり部を有している。なお、分
流板は必ずしも円周方向に連続した円筒状である必要は
ない。分流板15と微粉炭管41との間の間隙部に流入
した微粉炭は、分流板先端部のL字状曲り部にガイドさ
れて、フレームキャップ100の面上に一次空気の一部
とともに供給されるようになっている。すなわち、第3
図は、第1図のA部詳細図であるが、微粉炭流の一部2
2は、微粉炭管41と分流板15で囲まれた中間流路を
流れ、分流板15の後流先端部の曲がり部分15aにガ
イドされて微粉炭流23のように流れ、フレームキャッ
プ100の面上を流れる微粉炭流24となり、フレーム
キャップ100による二次空気の巻き込み25と合体し
、混合されフレームキャップ上で安定な火炎を作る。第
4図は第3図のC親図を示したものである。第4図には
、フレームキャップ100の熱変形防止用として1個ま
たは複数個のスリット27が設けられている。
An oil spray nozzle 3 is provided at the center of the burner, and a flow divider plate 15 and a frame cap 100 are provided around it. The frame cap 100 has notches 100a divided into six parts to prevent deformation due to thermal expansion. The flow dividing plate 15 provided inside the pulverized coal pipe 41 on the inner peripheral side of the frame cap 100 has a cylindrical shape and has an L-shaped bent portion at the tip facing the furnace. Note that the flow dividing plate does not necessarily have to have a continuous cylindrical shape in the circumferential direction. The pulverized coal that has flowed into the gap between the flow divider plate 15 and the pulverized coal pipe 41 is guided by the L-shaped bend at the tip of the flow divider plate, and is supplied onto the surface of the frame cap 100 together with a portion of the primary air. It is supposed to be done. That is, the third
The figure is a detailed view of part A in Figure 1. Part 2 of the pulverized coal flow
The pulverized coal 2 flows through an intermediate flow path surrounded by the pulverized coal pipe 41 and the flow divider plate 15, is guided by the curved part 15a at the trailing end of the flow divider plate 15, and flows like the pulverized coal flow 23, and the pulverized coal flow 23 flows through the frame cap 100. The pulverized coal flow 24 flows over the surface and combines with the entrainment 25 of secondary air by the flame cap 100 to mix and create a stable flame on the flame cap. FIG. 4 shows the C parent diagram of FIG. 3. In FIG. 4, one or more slits 27 are provided to prevent thermal deformation of the frame cap 100.

上記構成の装置において、油燃料1は油供給管2を通り
、噴霧ノズル3より火炉16へ霧状に供給される。この
油燃料は特にボイラ起動時、ボイラ低負荷時および微粉
炭粉砕ミルの停止時等に用いられるものであり、通常の
運転状態では用いられない。石炭はバンカより給炭計量
機を通り、ミルで微粉炭にされ(以上、図示省略)、−
欠字気で搬送されてバーナに供給され、ベンチュリ5で
増速されたのち、微粉炭管41内を流れ、燃料噴射口6
から火炉内へ供給される。
In the apparatus configured as described above, the oil fuel 1 passes through the oil supply pipe 2 and is supplied in the form of mist to the furnace 16 from the spray nozzle 3. This oil fuel is used especially when the boiler is started, when the boiler is under low load, when the pulverized coal grinding mill is stopped, and is not used under normal operating conditions. From the bunker, the coal passes through a coal feeding and weighing machine and is turned into pulverized coal in a mill (not shown).
The pulverized coal is transported by air and supplied to the burner, and after being accelerated by the venturi 5, it flows through the pulverized coal pipe 41 and enters the fuel injection port 6.
is supplied into the furnace.

一方、燃焼空気はファンで昇圧され、空気加熱器で約3
00℃に昇温し、ダクトで導かれ、ボイラ壁50と風箱
壁8によって構成された風箱7に供給される。燃焼空気
の一部は二次スライドダンパー9によって調整された二
次空気取入口11から導入され、二次空気管43と微粉
炭管41の間の通路内に設けた二次エアレジスタ71に
より旋回流としたのち、二次空気噴射口12から火炉1
6へ供給される。残りの燃焼空気は、三次エアレジスタ
62により旋回流となり、三次空気噴射口13から火炉
16へ供給される。環状のフレームキャップ100面上
には、軸方向の速度成分のほとんどない領域が生じ、ま
たフレームキャップのすぐ後流域には小さな渦流部を生
じる。上記フレームキャンプ100の面上が着火点とな
り、火炎の安定化を計ることは第7図についての説明に
おいて述べたとおりである。
On the other hand, the combustion air is pressurized by a fan and then heated by an air heater to approx.
The temperature is raised to 00° C., guided through a duct, and supplied to the wind box 7 constituted by the boiler wall 50 and the wind box wall 8. A part of the combustion air is introduced from the secondary air intake 11 adjusted by the secondary slide damper 9, and is swirled by the secondary air register 71 provided in the passage between the secondary air pipe 43 and the pulverized coal pipe 41. After that, the furnace 1 is discharged from the secondary air injection port 12.
6. The remaining combustion air is turned into a swirling flow by the tertiary air register 62 and is supplied to the furnace 16 from the tertiary air injection port 13 . On the surface of the annular frame cap 100, a region where there is almost no velocity component in the axial direction is generated, and a small vortex portion is generated immediately after the frame cap. As described in the explanation of FIG. 7, the surface of the flame camp 100 serves as the ignition point and the flame is stabilized.

なお、第1図の実施例においても、二次空気と三次空気
の流量比は約1=3〜1:4程度にとり、かつ三次空気
のエヤレジスタ62前の空気圧は120111Aq以上
とするとともに、三次空気には強力な旋回流を与え、ま
た二次空気と三次空気の旋回方向は逆方向とするのが効
果的である。このようにすることにより、フレームキャ
ンプ100およびスリーブ43の先端の漏斗状拡大部の
(つ」きと和項って、バーナ出[−1で形成された火炎
を二次空気および三次空気と一時的に分離し、バーナ出
口では強力な高温還元炎を形成してNOxをN2 に還
元するとともに、この高温還元炎の下流側においては、
二次空気、三次空気の噴射エネルギーも低下してバーナ
軸心側に流れ込み、未燃分の燃焼を行なうことができる
In the embodiment shown in FIG. 1 as well, the flow rate ratio of the secondary air and the tertiary air is set to about 1=3 to 1:4, and the air pressure of the tertiary air in front of the air register 62 is set to 120111 Aq or more, and the tertiary air It is effective to give a strong swirling flow to the air, and to make the swirling directions of the secondary air and tertiary air opposite to each other. By doing so, the flame camp 100 and the funnel-shaped enlarged portion at the tip of the sleeve 43 are combined to temporarily exchange the flame formed at the burner outlet [-1] with secondary air and tertiary air. A strong high-temperature reducing flame is formed at the burner outlet to reduce NOx to N2, and on the downstream side of this high-temperature reducing flame,
The injection energy of the secondary air and tertiary air also decreases and flows toward the burner axis, making it possible to burn unburned air.

本発明の一変形例として、第5図に示すように、微粉炭
管41と分流板15で構成される通路に、旋回器26を
設けることが考えられる。この旋回器の旋回の程度は、
可変できる1個または複数個の羽根角度を変えるごとに
より、変化させることができるようになっている。これ
は前記したように、微粉炭中の揮発分割合が変化した場
合に、フレームキャップ面」−への微粉炭供給量を変え
て最適な保炎燃焼条件を作るためのものである。
As a modification of the present invention, as shown in FIG. 5, it is conceivable to provide a swirler 26 in a passage constituted by a pulverized coal pipe 41 and a flow divider plate 15. The degree of rotation of this swivel is
The angle can be changed by changing the angle of one or more variable blades. As mentioned above, this is to create optimal flame-holding combustion conditions by changing the amount of pulverized coal supplied to the flame cap surface when the volatile content ratio in the pulverized coal changes.

なお、これまでの説明においては、燃料として微粉炭を
使用した場合について述べてきたが、本発明はこれに限
定されるもではなく、石油コークスのような固体粉状燃
料にも適用可能であることばいうまでもない。
In addition, in the explanation so far, the case where pulverized coal is used as the fuel has been described, but the present invention is not limited to this, and can also be applied to solid pulverized fuel such as petroleum coke. It goes without saying.

(発明の効果) 本発明になる燃焼装置においては、フレームキャップ上
に燃料の一部を確実に供給できるので、揮発分の少ない
高燃料比炭においても、バーナ噴射口から安定した火炎
を形成することができるとともに、低負荷時においても
火炎の安定が計ることができる。従って、バーナ噴口付
近に強力な高温還元火炎を形成させて、燃焼にともな・
う発生NOxをN2に還元するとともに、該火炎後流域
においては、十分なアフタエヤの供給が行われて未燃分
の完全燃焼ができる。さらにバーナ噴口において確実な
火災の形成が確保できるので、火災検出器の誤判断がな
くなり安定した燃焼制御を行なうことも可能になる。
(Effects of the Invention) In the combustion device according to the present invention, a part of the fuel can be reliably supplied onto the flame cap, so a stable flame can be formed from the burner injection port even with high fuel ratio coal with low volatile content. It is possible to measure flame stability even under low load. Therefore, a strong high-temperature reduction flame is formed near the burner nozzle, and as the combustion progresses,
In addition to reducing the generated NOx to N2, sufficient afterair is supplied in the downstream region of the flame, allowing complete combustion of unburned matter. Furthermore, since reliable fire formation at the burner nozzle can be ensured, erroneous judgments by the fire detector can be eliminated and stable combustion control can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す固体燃料燃焼装置の断
面図、第2図は第1図のB親図、第3図は第1図A部詳
細図、第4図は第3図のC親図、第5図は、本発明の他
の実施例を示すフレームキャップ付近の図面である。第
6図および第7図は、それぞれ従来の固体燃料燃焼装置
の断面図である。 6・・・燃料噴射口、12・・・二次空気噴射口、13
・・・三次空気噴射口、15・・・分流板、15a・・
・分流板曲り部、41・・・微粉炭管、43・・・二次
空気管、100・・・フレームキャップ、102・・・
二次空気管先端拡大部。 代理人 弁理士  川 北 弐 長 第1図   第2図 6、燃料噴射口       15a:分流板曲り部7
:風箱           16二火炉12・二次空
気噴射口      41:微粉炎管13゛三次空気噴
射口      43:二次空気管14:バーナコーン
      100:フレームキャップ15:分流板 
        102:二次空気管先端拡大部第3図
   第4図 第5図 第6図 n 第7図
Fig. 1 is a sectional view of a solid fuel combustion device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a main view of B in Fig. 1, Fig. 3 is a detailed view of part A in Fig. Figure C and Figure 5 are views of the vicinity of the frame cap showing another embodiment of the present invention. FIGS. 6 and 7 are sectional views of conventional solid fuel combustion devices, respectively. 6...Fuel injection port, 12...Secondary air injection port, 13
... Tertiary air injection port, 15... Diversion plate, 15a...
・Bent portion of flow divider plate, 41...Pulverized coal pipe, 43...Secondary air pipe, 100...Frame cap, 102...
Enlarged tip of secondary air tube. Agent Patent Attorney Nicho Kawakita Figure 1 Figure 2 6, Fuel injection port 15a: Flow divider plate bent part 7
: Wind box 16 Secondary furnace 12/Secondary air injection port 41: Powder flame tube 13゛Tertiary air injection port 43: Secondary air pipe 14: Burner cone 100: Frame cap 15: Flow divider plate
102: Enlarged section of the tip of the secondary air pipe Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 n Fig. 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)固体燃料と一次空気の混合流体を噴射する燃料管
の外側に、ほぼ同心的に二次空気噴射口を配し、さらに
その外側に三次空気噴射口をほぼ同心的に配した固体燃
料装置において、燃料管先端部に先開きのL字状フレー
ムキャップを設け、二次空気噴射口外周面を構成する二
次空気管先端部を、開口端に向かって口径を拡大する漏
斗状とするとともに、前記燃料管先端通路内に燃料管と
間隔をおいて分流板を設け、該分流板の火炉側先端部に
L字状曲り部を設け、燃料管と分流板で挟まれた通路が
フレームキャップ面に開口するようにしたことを特徴と
する固体燃料の低NO_x燃焼装置。
(1) Solid fuel in which a secondary air injection port is arranged approximately concentrically on the outside of a fuel pipe that injects a mixed fluid of solid fuel and primary air, and a tertiary air injection port is further arranged approximately concentrically on the outside of the fuel pipe. In the device, an L-shaped frame cap that opens at the tip is provided at the tip of the fuel tube, and the tip of the secondary air tube that constitutes the outer peripheral surface of the secondary air injection port is shaped like a funnel whose diameter increases toward the open end. At the same time, a flow divider plate is provided within the fuel pipe tip passage at a distance from the fuel pipe, and an L-shaped bent portion is provided at the furnace side end of the flow divider plate, so that the passage sandwiched between the fuel pipe and the flow divider plate is connected to the frame. A solid fuel low NO_x combustion device characterized by having an opening on a cap surface.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2551165A (en) * 2016-06-08 2017-12-13 Doosan Babcock Ltd Burner

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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