JPS6350570Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は微粉炭燃焼バーナに係り、特にボイラ
装置に用い排ガス中の窒素酸化物を低減するに好
適な微粉炭燃焼バーナに関する。

〔考案の背景〕

微粉炭ボイラの燃焼炉において、窒素酸化物
（以下NOxと称する）の発生量を低減するために
は、従来微粉炭用低NOxバーナが使用されてい
る。一般に微粉炭が高温炉内に噴出されると、微
粉炭が加熱され、揮発分の燃焼が始まり、揮発分
の燃焼がある程度進行した後に揮発分の抜けたチ
ヤーの燃焼が始まる。この際、揮発分が空気比
（空気量と理論空気量の比）の高い状態で燃焼す
ると、多量のNOxを発生する。そこで、従来の
微粉炭用低NOxバーナは揮発分の空気比を低く
することによつて低NOx化を行つている。即ち、
微粉炭を１次空気によつて低空気比で燃焼させ、
次いで２次空気によつて完全燃焼を行うものであ
る。

従来、微粉炭を低空気比で燃焼させるバーナと
して、第１〜３図に示すものが知られている。第
１図に示すものは特開昭54−159741号公報にて開
示され、微粉炭と空気の混合気体１は旋回器２を
通過した後、遠心力によつて外側の噴出管３には
粗粉が集中し、内側の噴出管４には微粉と空気が
集中する。この結果、粗粉噴出管３からは低空気
比の粗粉が噴出し、微粉噴出管４からは高空気比
の微粉が噴出する。外周には空気管５を設け、２
次燃焼用空気６を供給するようにしている。第２
図は特開昭55−159742号公報で開示され、空気・
微粉と粗粉の分離を拡大管７によつて行うように
したものである。更に、第３図は特開昭55−
140009号公報に示されるもので、低圧力帯域８に
循環域を形成させ、１次空気量を下げるようにし
ている。以上が現状の低NOxバーナを代表する
ものである。

しかしながら、上記従来の微粉炭バーナでは、
２次空気が１次燃焼域に入り込むという欠点があ
る。例えば、第１図に示すバーナでは、混合気体
１を減じると、下流側すなわち１次燃焼域が低圧
力帯となつて、２次空気６が直ちに１次燃焼域に
入り込む。この現象は第２，３図に示されるバー
ナでも生じる。この対策として、２次空気噴出孔
を拡大する方法などが考えられるが、バーナが大
きくなつてしまう。

以上のように従来技術は１次燃焼域へ２次空気
が流入し、１次燃焼域の空気比が下がらないとい
う重大な欠点を有するものである。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、上記従来の問題点に着目し、
排ガス中の未燃分を増加させることなく、NOx
を低減させることのできる微粉炭燃焼バーナを提
供することにある。

〔考案の概要〕

上記目的を達成するために、本考案に係る微粉
炭燃焼用バーナは、特に混合流体の供給管に連続
する中心部の主バーナと、前記供給管から分岐さ
れ前記主バーナを囲繞する位置に配置された複数
の副バーナとを有し、両バーナ周囲から燃焼用空
気を供給する空気供給部を備えるように構成し、
主燃料を低空気比で燃焼させるようにしたもので
ある。

〔考案の実施例〕

以下に本考案に係る微粉炭燃焼バーナの実施例
を図面を参照して詳細に説明する。

第４〜５図は本実施例に係る微粉炭燃焼バーナ
の構造を示す断面図および正面図である。図示さ
れる如く、このバーナは微粉炭と空気（又は排ガ
ス）の混合流体１０を輸送する供給管１１に連続
する主バーナ１２と副バーナ１３とからなる。主
バーナ１２は供給管１１に連続してその中心部に
配置されている。また、副バーナ１３は供給管１
１から鋭角状に分岐させて主バーナ１２の外周側
に延設したものであり、主バーナ１２を囲繞する
ように円周上に90度の等角度位置に４本配置され
ている。この主、副バーナ１２，１３は更に外周
をケーシング１４に囲まれており、ケーシング１
４にはバーナと同心円状に配置された旋回発生器
１５を取付けている。ケーシング１４および旋回
発生器１５は燃焼用２次空気１６の供給部であ
り、２次空気１６を旋回させつつケーシング１４
内に供給するようにしている。斯かるバーナは燃
焼炉１７の炉壁１８に形成したスロート１９に向
けて取付けられ、旋回された２次空気が主、副バ
ーナ１２，１３の間、および副バーナ１３とスロ
ート１９の間から噴出される。

上述のような構成に係るバーナによれば、中心
の主バーナ１２から粒径の大きい粗粉が、外側の
副バーナ１３からは微粉が噴出される。２次空気
１６は旋回され、遠心力で主として外側の副バー
ナ１３とスロート１９の間から噴出される。

このバーナをスロート径64mm、高さ1m、幅
1m、長さ5mの燃焼炉１７に取付け、100メツシ
ユパス90％の太平洋炭を20Kg／hr燃焼させた際の
NOx値の変化を第６図に示す。この第６図の縦
軸は副バーナ１３から噴出される副燃料量ゼロの
時のNOx値で、発生したNOx値を割つて無次元
化したものである。横軸は副燃料量の全微粉炭量
に対する比率を示したものである。なお、第６図
の燃焼試験は未燃分が２％となるように全空気量
を制御した結果である。

第６図から、副バーナ１３から副燃料を流した
方がNOx値は低くなり、副燃料が10％程度の時
にNOx値は最低となることが判る。これは、副
燃料を流した方が未燃分の発生量が減少し、その
結果、全体の空気量を少なくすることができるた
めである。つまり、副燃料を供給する副バーナ１
３は中心の主バーナ１２の外側に位置しているた
め高温火炉からの熱を受け易く、しかも、燃焼用
空気が十分にあるため、安定した燃焼を行う。そ
して、中心の低空気比の１次燃焼域を包み込むた
め、主バーナ１２から噴出される主燃料の燃焼が
安定し、低空気比を実現しているものと考えられ
る。副燃料量を10％以上にすると、空気過剰にな
つている副燃料からのNOxの発生量が増加し、
全体のNOx値を高くしてしまう。また、燃焼用
２次空気１６に旋回を与えた方がNOx値は低く
なつているのは、旋回によつて燃焼用２次空気１
６が外側に集中し、主燃量の１次燃焼域の空気比
を下げる一方、２次燃焼域での２次空気との混合
が十分に行われて、チヤーの燃焼が迅速になるた
め未燃分の発生が少なくなつたものと考えられ
る。

次に、第７〜８図には他の実施例に係る微粉炭
燃焼バーナの断面図、正面図を示す。このバーナ
はケーシング１４の内部で主、副バーナ１２，１
３を平行とし、前段で供給管１１から副バーナ１
３を分岐させるようにしている。そして、主バー
ナ１２と副バーナ１３との間にはケーシング１４
内を区画する仕切管２０を設け、旋回発生器１５
で旋回される２次空気１６は副バーナ１３側に供
給し、他方、仕切管２０内には主バーナ１２と平
行に２次空気１６Ａを供給するようにしている。
なお、供給管１１には混合燃料を旋回する旋回発
生器２１を取付けている。

この実施例によれば、混合流体１０は旋回発生
器２１を通る際、遠心力によつて微粉と粗粉とに
分離される。そして、中心の主バーナ１２からは
微粉が、外側の副バーナ１３からは粗粉が噴出さ
れる。中心の微粉はその外側の２次空気配管であ
る仕切管２０からの２次空気１６Ａと混合しなが
ら徐々に燃焼を行い最後に最も外側から噴出した
２次空気１６と混合し、空気比の低い状態で燃焼
するために、NOxの発生は押えられる。一方、
この微粉が安定して燃焼するために、副バーナ１
３から噴出した粗粉が高温炉内からの輻射熱によ
つて燃焼を開始し、中心側へ熱を送る。しかも、
副燃料は多量の空気に包まれているのでチヤーの
燃焼も完全に行われる。この結果、未燃分の発生
を抑えた安定した低NOx燃焼を行うことができ
る。

〔考案の効果〕 以上の如く、本考案に係る微粉炭燃焼バーナに
よれば、微粉炭を主燃料と副燃料とに完全に分離
しているため、外側の副燃料が高温火炉から熱を
受け易く、多量の２次空気が供給されるので、火
炎の安定維持が可能となり、主燃料の空気量を大
幅に下げることができる。この結果、大型火炉で
も従来より５％以上の低NOx化が可能となると
ともに、低空気比状態でも火炎が安定しているた
め、従来より未燃分の発生を低く押えることがで
きるというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図はそれぞれ従来例に係る微粉炭燃焼
バーナの断面図、第４図は本考案に係るバーナの
断面図、第５図は同正面図、第６図はNOx特性
を示すグラフ図、第７図は他の実施例に係るバー
ナの断面図、第８図は同正面図である。 １０…混合流体、１１…供給管、１２…主バー
ナ、１３…副バーナ、１５…旋回発生器、１６，
１６Ａ…燃焼用２次空気。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 微粉炭と空気又は排ガスとの混合流体をボイラ
   火炉に供給する微粉炭燃焼バーナにおいて、前記
   混合流体の供給管に連続する中心部の主バーナ
   と、前記供給管から分岐され前記主バーナを囲繞
   する位置に配置された複数の副バーナとを有し、
   両バーナ周囲から燃焼用空気を供給する空気供給
   部を備えたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。