KR0157163B1

KR0157163B1 - 미분탄 연소버너

Info

Publication number: KR0157163B1
Application number: KR1019950005405A
Authority: KR
Inventors: 기요시 나라또; 히로노부 고바야시; 마사유끼 다니구찌; 쯔요시 고노; 히로후미 오까자끼; 가즈유끼 이또; 시게끼 모리따; 아끼라 바바
Original assignee: 가나이 쯔도무; 가부시끼 가이샤 히다찌 세이사꾸쇼; 가노 다다가쯔; 바브코크 히다찌 가부시끼 가이샤
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1998-11-16
Also published as: JPH07260106A; CN1125308A; TW313247U; US5685242A; PL307736A1; KR950027250A; FI951253A0; FI951253A; EP0672863A3; EP0672863A2

Abstract

미분탄 연소버너는 미분탄 노즐, 미분탄 노즐과 동심축을 갖도록 제공된 제2 및 제3공기 노즐을 구비한다. 화염 안정화 링은 미분탄 노즐의 배출단부에 제공된다. 분리벽은 미분탄 노즐내에 제공되어, 노즐내의 통로를 두개로 분할한다. 미분탄/공기 혼합물은 두 통로를 통하여 곧장 흘러서, 미분탄/공기 혼합물의 순환류가 미분탄 노즐의 배출단부에 인접하여 형성되도록 한다. 그 결과, 연소율뿐만아니라 미분탄의 착화성이 향상되어, NOx의 배출량이 감소된다.

Description

미분탄 연소버너

제1도는 화로의 측벽에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 미분탄 버너의 횡단면도.

제2도는 제1도의 버너에 의해 형성된 화염을 도시하는 개략도.

제2a는 변형된 분리벽의 부분횡단면도.

제3도는 버너에 사용되는 일반적인 석탄입자의 크기분포를 도시하는 그래프.

제4도는 본 발명의 버너에 사용된 두 석탄입자의 크기분포를 도시하는 그래프.

제5도는 버너의 화학량론 비와 질소산화물(NOx) 농도와의 관계를 도시하는 그래프.

제6도는 연소효율과 NOx농도와의 관계를 도시하는 그래프.

제7도는 화학량론 비와 연소효율과의 관계를 도시하는 그래프.

제8도는 비율(C/D) 및 연소효율과의 관계와, 비율(C/A) 및 NOx농도와의 관계를 도시하는 그래프.

제9도는 버너부하와 비율(C/A)과의 관계를 도시하는 그래프.

제10도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미분탄 연소버너의 횡단면도.

제11도는 제10도의 버너내의 분리벽의 사시도.

제12도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미분탄 버너를 도시하는 횡단면도.

제13도는 제12도에 도시된 선회장치의 사시도.

제14도 및 15도는 NOx농도를 도시하는 그래프.

제16도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미분탄 버너를 도시하는 횡단면도.

제17도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미분탄 연소버너의 사시도.

제18도는 제17도의 버너의 일부를 도시하는 횡단면도.

제19도는 제17도의 미분탄 노즐의 분출포트를 도시하는 정면도.

제20도는 본 발명의 버너를 사용하는 미분탄 연소장치의 구성을도시하는 개략도.

제21도는 제20도의 장치내의 석탄 반송관을 도시하는 사시도.

제22도는 변형된 미분탄 연소장치의 구성도.

본 발명는 미분탄 연소버너에 관한 것이다.

미분탄 연소버너를 사용하는 석탄 발화 보일러 또는 석탄 연소화로로부터 생성되는 질소산화물(NOx)의 양을 감소시키기 위하여 미분탄 연소버너의구성에 대한 광범위한 연구가 계속되어 왔다.

이러한 공지된 미분탄 연소버너중의 하나는 석탄/제1공기 혼합물을 분출하는 미분탄 노즐, 제2 및 제3노즐을 포함하며, 이러한 구성은 일본 특허 공개번호 1-305206호, 2-110202호, 3-211304호 및 3-110308호에 나타나있다.

일본 공개번호 1-305206호는, 복수의 난류형성부재가 미분탄 노즐의 배출단부에제공되어 화염을 안정화시키는 구성이 기술된다. 일본 특허 공개번호 3-211304호 및 3-110308호는, 화염 안정화 링이 미분탄 노즐의 선단부에 제공되어 화염을 안정화시키는 구성이 기술된다. 일본 특허 공개번호 3-211304호, 3-50408호 및 3-241208호는 미분탄 농도를 증가시킨 연료가 공급되는 버너를 도시한다.

미분탄 연소버너가, 동심축으로 배치된 석탄/제1공기 혼합물을 분출하는 미분탄 노즐, 제2 및 제3노즐로 구성될 때, 환원염 영역 및 산환염 영역이 화염내에 형성가능하여, NOx의 생성량을 낮은 수준으로 유지시킨다. 미분탄 노즐의 선단부에 화염 안정화 링 또는 난류형성부재를 제공함으로써, 화염의 안정성뿐만 아니라 미분탄의 착화성도 향상될 수 있다.

그러나, 석탄 그 자체는 착화성이 열악하므로, 만일 소정얄의 선탄입자가 석탄/제1공기 혼합물에 포함되지 않는다면, 착화는 전혀 일어나지 않거나, 또는 거의 일어나지 않는다. 따라서, 석탄 화력 발전 플래트에서 부하가 낮을 때는 석탄만으로는 연소를 일으킬수 없으므로, 출력이 저조하며, 따라서 연소를 보조하기 위한 오일건(oil gun)이 사용되고, 부하가 높아지면, 연소는 석탄 연소만으로 절환된다. 통상의 전력 플랜트에서, 석탄 연소만으로 다루어지는 최소부하는 약 40%이다.

그러므로, NOx는 부하가 낮을 때 생성되기 쉽다.

본 발명의 목적은, 저 부하시에도 석탄을 연소시킬 수 있눈 반면, NOx의 생성은 억제하는 미분탄 연소버너를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 위하여, 본 발명에 따른 미분탄 연소버너는 미분탄 및 공기를 포함하는 석탄/공가 혼합물이 통과하는 미분탄 통로; 외부로부터 석탄/공기 혼합물류에 공기를 공급하는 공기 통로; 공기 통로로부터 미분탄 통로를 분리하는 격벽; 격벽의 하류단부에 제공되어 석탄/공기 혼합물 및 공기의 순환류를 형성하는 제1순환류 형성수단; 미분탄 통로내에 제공되어 석탄/공기 혼합물류를 두개의 직진류로 분할하는 분리벽; 분리벽의 하류단부의 석탄/공기 혼합물 하류의 순환류를 형성하는 제2순환류 형성수단을 포함한다.

본 발명의 상술한 목적과 또 다른 목저, 특성 및 이점들은 첨부된 도면을 참조로 한 이하의 기술로부터 더욱 명확해질 것이다.

제1도는 화로의 측벽내의 버너 쓰로우트(throat)내에 제공된 본 발명의 미분탄 연소버너의 바람직한 일 실시예를 도시한다.

본 실시예의 버너는 석탄입자를 화로내로 운반하는 석탄입자-제1공기 혼합물(6)을 분출하는 환상의 미분탄 노즐(1), 제2공기(7)를 분출하는제2공기노즐(70) 및 제3공기(8)를 분출하는 제3공기노즐(80)을 포함한다. 이 제2 및 제3공기노즐(70,80)은 미분탄 노즐(1)의 주위에 동심축으로 배치된다. 이 실시예에서, 오일건(67)은 비분탄 노즐(10)을 통하여 연장되어 석탄이 착화되는 때와 저 부하시에 연소를 보조한다. 제2 및 제3공기로서 역할하는 연소공기(17)는 윈드박스(16)내로 도입되고, 선회장치(21,22)에 의하여 선회류를 변환되어 제2 및 제3노즐(70,80)로부터 각각 분출된다. 선회장치(21, 22)는 레지터 베인(vane)을 포함한다. 제3공기류가 흐르는 통로는 스페이서(3) 및 화로벽(4)에 의하여 형성되는 환상의 통로이다. 제2공기류가 흐르는 통로는 미분탄 노즐(1) 및 스페이서(3)에 의하여 형성된 환상의 통로이다. 선회장치(21, 22)의 베인 각도는 개도 (opening-degree)조절봉(66)에 의하여 조절가능하여, 제2 및 제3공기의 선회류의 강도를 변환시킬 수 있다. 화염 안정화 링(5)은 비분탄 노즐(1)의 배출단부상에 장착된다. 화염 안정화 링(5)은 석탄입자류의 방향에 수직인 제1면(또는 벽)과, 하류방향에서 제1면의 외주로부터 벌어지는 제2면 (또는 벽)을 갖는다. 화염 안정화 링(5)은 일반적으로 횡단면으로 보면 L-형을 취한다. 제1면의 내주부는 도면에 도시된 바와 같이 미분탄 노즐(1)의 측벽으로부터 안쪽으로 방사형으로 형성될 때, 석탄입자/공기 혼합물의 순환류가 이 제1면의 하류측에 용이하게 형성시키는이점을 얻을 수 있다.

미분탄 노즐(1)은 석탄입자용 반송관에 연결된다. 쓰로우트(18)는 비분탄 노즐(1)의 내주측에 형성되어 노즐(1)의 내부직경을 작게한다. 석탄입자류는 이 쓰로우트(18)에 의해 감속되고, 노즐 배출부로 향한다. 석탄입자류는 쓰로우트(18)에 의하여 감속되어 입자크기 분포가 다른 두 흐름이 쓰로우트의 하류부에 형성된다. 특히, 관성력이 큰 비교적 많은 양의 조분탄을 포함하는 혼합물은 미분탄 노즐(1)의 중심부에서 흐르는 반면, 비교적 많은 양의 미세분탄을 포함하는 혼합물은 미분탄 노즐(1)의 외주측에 흐른다. 이 두 흐름, 즉 조분탄류 및 미세분탄류는 미분탄 노즐(1)내의 쓰로우트(18)의 하류부에 제공된 환상의 분리벽(2)에 의하여 미분탄 노즐(1)의 분출포트 또는배출부에 이르기까지 직진한다.

제1공기는 석탄입자를 전달하는 역할과, 석탄 연소 공기의 일부로서도 역할한다. 제2공기는 석탄입자를 착화시키는데 필요한 공기를 만든다. 제3공기는, 제1, 제2 및 제3공기의 총합이 석탕의 완전한 연소를 위하여 필요한 공기량(이론적인 공기량')이 될 수 있도록 가해진다. 실제로는, 제1, 제2 및 제3공기의 총합이 이론적인 공기량도 약간 큰것이 바람직하다. 세 공기의 총합은 이론적인 공기량보다 약 1.2배 크게 공급되고, 이에 의해 공기과잉 상태에서 연소를실행한다. 통상의 버너에서, 이론적인 공기량에 대한 제1공기의 비는다소 낮게 유지되어 석탄입자의 자연착화가 일어나지 않게 하며, 일반적으로 총 공기량의 약 0.25 및 20%에서 유지된다. 본 발명에서도 또한 이와 같이 적용된다. 제2공기의 양은 총 공기량의 15% - 30%인 것이 바람직하며, 그 나머지는 제3공기노즐로부터 공급된다.

이 실시예의 작동 및 효과를 제1및 2도를 참조하여 이하에서 기술한다.

미분탄 노즐(1)내로 도입된 석탄입자 및 제1공기의 혼합물(6)은 노즐(1)에서 직진하여 흐른다. 혼합물(6)의 흐름은 쓰로우트(18)에 집중되고, 이 쓰로우트(18)을 지나서 다시 확장된다. 이때, 혼합물(6)은 관성력에 의하여, 중심부를 흐르는 조분탄 그룹과, 노즐(1)의 내측표면에 인접하여 흐르는(흐름내에서 용이하게 운반되는)미세분탄 그룹으로 분류된다. 노즐(1)내의 통로는 환상의 분리벽(2)에 의하여 외측의 환상통로 및 내측의 원기중형 통로로 나뉘거나 분할된다. 더 많은 양의 미세한 석탄입자 및 제1공기의 혼합물을 포함하는 외측 혼합류(20)는 외측 환상통로를 통하여 흐르는 반면, 더 많은 양의 거친 석탄입자 및 제1공기의혼합물을 포함하는 내측 혼합류(19)는 내측의 원기둥형 통로를 통하여 흐른다.

순환류(9)는 제2도에 도시된 바와 같이, 미분탄 노즐(1)의 외측통로의 배출부에 제공된 화염 안정화 링(5)에 의하여 생성된다. 석탄입자류는 순환류(9)내로 흐른다. 더 많은 양의 미세한 석탄입자를 포함하는 미분탄은 외측 통로를 통하여 흐르므로 순환류(9)에서의 미분탄 집중이 증가하고, 이에 의해 착화성이 향상된다. 더구나, 석탄입자를 포함하는 혼합물이 직진류내로 분출되므로, 석탄입자가 밖으로 분산되는 것을 예방하고, 순환류(10)는 또한 10㎜의 반경 벽두께를 갖는 분리벽(2)의 선단부의 하류에서 형성된다. 따라서, 이부분에서의 석탄입자의 집중이 또한 증가되고, 이에 의해 착화성이 더욱 향상된다. 이와 관련하여, 또한 제2a도에 도시된 분리벽(2)의 구성은 이러한 목적에 적합하다. 이러한 효과는, 제1공기노즐(70) 및 제3공기 노즐(80) 사이에 스페이서(3)를 제공하고, 선회류내에 제3공기를 분출하여 이 공기가 반지름 외향 속도성분을 갖도록 함으로써 더욱 향상된다. 그 이유는, 스페이서(3) 하류의 흐름은 음 압력을 가지므로, 고온 연소가스(11)의 순환류가 스페이서에 근접하여 형성되도록 하기 때문이다. 결국, 착화성이 향상된 착화 영역(13)이 버너의 배출부에 인접하여 신속하게 형성된다. 미분탄 노즐(1)의 내측 통로내 조분탄의 양이 더욱 많아진다. 그러나, 미분탄 노즐(1)의 외측 통로 배출부에서의 미분탄 착화성이 향상되므로, 내측 통로로부터 분출된 조분탄의 가열율이 증가되어, 중심부에서의 석탄입자(더 많은 양의 조분탄을 포함하는)의 연소율이 높게 유지될 수 있다.

결국, 연료 과잉 환원염(15)의 큰 영역이 화염의 중심부에 형성되고, 공기 과잉 산화염(14)의 영역이 이 환원염(15) 주위에 형성된다. 산화염 영역에서, 연소반응이 활발하게 일어나므로, 화염온도가 증가하여, 화염내의 환원염(15)의 온도를 증가시킨다. 이러한 현상 및 향상된 착화성에 기인한 상호 의존적인 효과때문에, 화염의 중심부에서 산소의 소모가 촉진되어, 산소농도가 적은 환원염(15)이 버너에 가까운 부분으로부터 화염의 하류단부에 이르기까지의 광범위한 범위에 걸쳐서 형성될 수 있다. 결국, 연소의 초기단계에 이르기까지의 생성된 NOx는 석탄에 포함된 질소로부터 변환된 암모니아(NH3)에 의하여 환원염(15)내에서 질소가스(N2)로 환원되어, NOx의 감소뿐만 아니라 석탄 연소율의 향상도 얻을 수 있다.

본 실시예의 버너에서 연소되는 미분탄의 테스트 결과가 이하에서 참조된다. 테스트에서, 미분탄은 시간당 25㎏의 비율로 연소되고, 버너의 공기율은 버너에 공급된 연소공기의 양을 변화시킴으로써 다양하게 변화된다. 이러한 다양한 조건하에서, 석탄 연소율뿐만 아니라 NOx방출 농도도 측정된다. 테스트에 사용된 고정탄소/휘발분으로 표현되는 석탄의 연료율은 2.4이고, 질소함유량은 2wt.%이다. 산소입자 크기분포와 누적 중량 빈도와의 관계에 대하여, 석탄입자의 세 그룹이(하나는 제3도에 도시된 관계를 갖는 한편, 나머지 두개는 제4도에 도시된 관계를 갖는다)준비된다. 제3도에 도시된 관계는 미분탄 연소버너에 통상적으로 사용되는 한 그룹의 석탄입자에 대응한다. 제4도에서(?)로 표시되는 조분탄 그룹은 75㎛(약200mesh)이하의 크기를 갖는 입자를 총 석탄량의 50%보다 약간 많이 포함하며, 입자크기가 300㎛ 보다 큰 입자는 포함하지 않는다. 제4도에서(△)로 표시되는 미세분탄 그룹은 20㎛ 이하의 크기를 갖는 입자를 총 석탄량의 50%보다 약간 더 포함하며, 53㎛(약 280mesh)이하의 크기를 갖는 입자를 총 석탄량의 약 80%정도 포함하며, 입자크기가 300㎛보다 큰 입자는 포함하지 않는다. 즉, 미분탄은, 많은 양의 조분탄을 갖는 석탄입자 그룹과, 많은 양의 미세분탄을 갖는 석탄입자 그룹으로 나뉘어진다.

버너-작동 조건에 관하여, 미분탄 노즐의 내측 통로에 흐르는 혼합물뿐만 아니라 미분탄 노즐의 외측 통로에 흐르는 혼합물도 13㎧로 분출된다. 각각 이 두 통로를 통하여 흐르는 각 혼합물류의 화학량론 비는 약 0.2이고, 제2공기는 이 화학량론 비 0.2에 대응하는 양에 공급된다. 공급되어질 제3공기의 양을 변화시킴으로써, 화학량론 비가 조정된다. 제3공기의 분출속도는 제3공기의 양에 의존하여 다양하게 변할 지라도, 45㎧에서 53㎧의 범위내이다.

이 테스트는 이하의 네가지 경우에 관하여 실행된다. 첫번째 경우는, 제3도에 도시된 입자 크기 분포를 갖는 석탄입자가 미분탄 노즐의 내·외측 통로 모두에 반송된다. 그 결과는(△)로 표시된다. 두번째 경우는, 많은 양의 조분탄을 갖는(제4도에 도시된) 석탄입자는 내측 통로에 반송되는 한편, 많은 양의 미세분탄 입자를 갖는(제4도에도시된) 석탄입자는 외측 통로로 반송된다. 그 결과는 (□)로 표시된다. 세번째 경우는, 많은 양의 조분탄을 갖는 석탄입자(제4도에 도시된) 외측통로에 반송되는 한편, 많은 양의 미세분탄을 갖는 석탄입자는(제4도에 도시된) 내측 통로에 반송된다. 그 결과는 (■)로 표시된다. 네번째 경우는, 제3도에 도시된 입자 크기 분포를 갖는 석탄입자가 제1도의 버너의 구성과 동일하지만 분리벽이 없는 버너에 반송된다. 이 경우는 종래의 버너에 해당된다. 그 결과는(○)로 표시된다. 이러한 테스트 결과들이 제5내지 7도에 도시된다.

제5도로부터, 분리벽에 의하여 NOx 감소효과를 얻을 수 있다는 것이 명확해진다. 석탄입자용 통로가 두개로 나뉘어지고, 입자크기 분포가 다른 두 그룹의 석탄이 두 통로에 각각 반송될 때, NOx감소효과는, 더 많은 양의 미분탄을 갖는 석탄입자가 외측 통로내로 반송될 때 더욱 커진다.

제6도는 NOx 방출농도와 석탄 연소율과의 관계를 도시한다. 입자 크기가 다른 두 그룹의 미분탄이 미분탄 노즐로부터 분출될 때 얻어지는 효과뿐 아니라, 분리벽의 효과도 명확하게 도시된다.

제7도는 연소율에 대한 테스트 결과로서, 분리벽이 제공되지 않을 때(●)와, 분리벽이 제공되고 동일한 입자 크기 분포를 갖는 두 그룹의 석탄입자가 두 통로에 각각 반송될 때(▲)를 도시한다. 분리벽에 의하여 얻어지는 효과가 명확해진다.

제8도는 공기량(A)(석탄을 운송하는)에 대한 석탄량(C)의 비(C/A)가 변화될 때의 NOx 방출량 및 석탄 연소율에 대한 영향을 도시한다. 분리벽이 없는 종래의 버너에서, 비율(C/A)가 0.4보다 작아질 때, 화염 안정성뿐 아니라 석탄의 착화성이 저하되어, 연소율(○)을 감소시키고, NOx 방출농도(□)를 증가시킨다. 버너의 허용가능한 최소 부하는 40%이다. 반대로, 동일한 입자 크기 분포를 갖는 두그룹의 석탄입자의 경우는, 비율(C/A)이 약 0.15 이상 유지되는 동안, 분리벽을 갖는 버너의 미분탄 노즐의 두 통로에 각각 반송되는 한편, 분리벽을 갖는 버너는 고 연소율(●)을 나타내고, 또한 저 NOx 방출농도(■)를 나타낸다.

제9도는 버너의 부하와 비율(C/A) 사이의 관계를 도시한다. 본 발명의 버너의 최소 부하는 15%이고, 이 버너의 작동범위는(평행선부분), 최소부하가 40%인 종래 버너의 작동범위(망 부분)보다 매우 크다.

이 실시예에서, 제2공기노즐 및 제3공기노즐은 스페이서(3)에 의하여 서로 분리된다. 즉, 제2공기류 및 제3공기류는 서로 약간 떨어진다. 이러한 배치고, 산화염 영역 및 환원염 영역은 서로 명확하게 구별되거나 분리되어, 상술한효과들은 달성시킨다. 그러나, 비록 스페이서(3)이 제거되어 제2 및 제3공기노즐이 통합되더라도, 산화염 영역 및 환원염 영역은, 비록 서로 명확하게 분리되지는 않더라도, 이상에서 기술된 바와 동일한 방식으로 형성가능하며, 이에 의해 NOx양이 감소된다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예는 선회장치 및 분리벽이 미분탄 노즐내에 제공되며, 제10도 및 11도를 참조하여 이하에서 기술된다. 제10도는 미분탄 노즐부의 구성만을 도시하며, 버너 전체는 도시하지 않는다. 이 실시예에서, 쓰로우트(18)는 제공되지 않는다.

선회장치(63)는 미분탄 노즐(1)의 상류측(즉, 인출포트)에 제공되며, 환상의 분리벽(2)의 노즐(1)의 내측면에 대하여 평행하게 제공된다. 네개의 판상부재(23)는 이 환상 분리벽(2)의 내·외측면에 각각 장착된다. 이 판상부재(23)의 길이(L)는 그것의 높이(D)의 5배이다. 석탄입자는 분리벽(2)에 제공된 판상부재(23)때문에 환상 분리벽(2)을 따라서 직진한다.

이 실시예의 작동 및 효과를 이하에서 기술한다.

미분탄 노즐(1)에 도입된 미분탄 및 제1공기의 혼합물(6)의 직진류는 선회장치(63)에 의하여 선회류(64)내로 형성된다. 선회류(64)는 분리벽(2)의 내면을 통하여 흐르는 내측 혼합류(19)와 외측 통로를 통하여 흐르는 외측 혼합류(20)로 나뉜다. 큰 입자를 갖는 석탄입자는 주로 외측 통로내로 도입되는 반면, 용이하게 운반되는 작은 입자의 석탄입자는 선회에 의한 선회력에 의하여 내측 통로로 흐른다. 만일 외측 통로내의 혼합류가 선회류로서 분출된다면, 석탄입자는, 외측 통로로부터 분출된 후 즉시 밖으로 분산되는 외향 속도성분을 가질 것이다, 이것을 방지하기 위하여, 판상부재(23)는 혼합류의 선회를 멈추도록 제공된다. 선회장치(63)에 의해 선회류(64)내에 형성된 혼합류는 복수의 판상부재(23)상에 충돌하여 선회력을 잃게되고, 노즐로부터 직진류로서 분출된다. 결국, 순환류는 화염 안정화 링(5) 및 환상의 분리벽(2)의 하류에서 생성된다.

판상부재(23)는 또한 냉각핀으로도 역할한다. 본 발명에서, 순화류는 분리벽(2)에 근접하여 생성되고, 석탄입자는 그 위치에서 착화된다. 따라서, 분래벽의 온도가 화염으로부터의 방사 및 대류 전달에 의하여 상승되어 분리벽이 타고 손상될 우려가 있다. 판상부재가 분리벽상에 제공될 때, 미분기 및 제1공기로부터 반송된 석탄입자(대개 80℃이하)의 혼합물류가 판상부재에 접촉하게 되고, 이에 의해 분리벽(2)이 냉각되는 이점을 얻을 수 있다. 또한, 석탄입자 및 제1공기의 혼합물류의 온도가 판상부재와의 열교환을 통하여 상승되어, 이에 의해 노즐로부터 분출된 석탄입자의 착화성이 더욱 상승되는 상호의존적인 효과도 얻을 수 있다.

석탄입자 및 제1공기 혼합물이 통과할 수 있도록 서로 원주상으로 떨어진 복수의 개구부를 갖는 선회장치를 제공하는 것이 바람직하다. 그래서, 혼합물이 이 복수의 개구부를 통하여 선회장치내로 공급되는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 제12 및 13도가 참조된다. 여기에서, 혼합물은 원주방향으로 균일하게 분산가능하게 되며, 이에 의해 미분탄의 농도가 원주상으로 분균일하게 되는 것을 막고 화염 안정성을 향상시킨다. 혼합물이 하나의 개구부만을 통하여 선회장치내로 도입될 경우, 미분탄의 농도는지역적으로 증가된다. 결국, 화염은 불안정하게 된다. 선회장치의 개구부의 수가 많을 수 록, 원주방향의 미분탄 농도의 분균일성은 줄어든다.

미분탄 노즐에 선회장치가 제공되는 경우, 혼합물의 선호에 의한 원심력으로 인하여, 미분탄은 조분탄 및 미세분탄의 두 그룹으로 분류되거나 나뉜다. 조분탄은 미분탄 통로의 외주부에 집중하는 반면, 혼합물에 의해 쉽게 운반되는 미세분탄은 중앙부에 집중한다. 이러한 분류를 향상하기 위해서는, 선회장치의 하류측에 분류공간을 제공하는 것이 바람직하다.

이러한 분류공간에서는, 미분탄 입자가 클수록 이 입자에 적용되는 원심력은 강해진다. 따라서 선회장치의 미분탄 노즐 상류측의 중심부를 흐르는 비교적 큰 입자의 조분탄은 미분탄 노즐의 방사상 외측부에 집중한다. 결국, 노즐의 중심부를 따라서 흐르는 미분탄은 비교적 소형의 입자를 포함한다. 미분탄이 화염의 중심부에서 환원염 영역에 공급될 가능성은, 미분탄을 미분탄 노즐의 중심부로부터 화로내로 공급함으로써 향상된다. 미세분탄은 중량에 대한 표면 영역의 특정비율이 조분탄보다 더 높으므로, 미세분탄은 더 높은 반응성을 갖는다. 따라서, 이러한 미세분탄이 미분탄 노즐의 중심부에 집중될 수 있을 때, 환원염 영역에서 탄소 이산화물 또는 물을 갖는 탄소의 열 분해반응을 활성화시킬 수 있다. 따라서, 환원염 영역에서 석탄입자로부터 생성된 NOx 전조물(예를 들면, NH3 및 HCN)의 양이 증가되고, 또한 산화염 영역에서 NOx를 감소시키는 능력이 향상된다. 따라서, 미분탄 버너의 연소중에 생성되는 NOx의 농도를 감소시킬 수 있게 된다.

선회장치를 제공하는 바람직한 방법은 다음과 같다. 삽입부재는 미분탄 연소통로내에 배치되어 통로의 횡단면을 감소시킨다. 이렇게 형성된 삽입부재는, 통로 영역이 일단 감소된 후 혼합물류를 따라서 증가되게 한다. 혼합물을 선회시키는 선회장치의 베인은 미분탄 통로중 가장 작은 부분에 위치되게 한다.

이것은 이하의 세 현상을 일으킨다.

첫번째 현상은, 미분탄 통로가 이 삽입부재에 의하여 감소된다는 것이다. 반경 외향으로 움직이는 미분탄 입자에 의해 야기되는 관성력으로 인하여, 이러한 입자들은 운송 공기로부터 반경 외향으로 향하게 된다. 미분탄은 미분탄 통로의 외주측에 인접하는 부분에 집중되고, 이에 의해 이러한 부분에서의 미분탄 농도가 증가한다.

두번째 현상은, 삽입부재가 통로 영역중 가장 작은 미분탄 통로부에 배치된다는 것이다. 선회 생성율이 높을수록, 인접한 베인 사이의 원주 공간은 더 길어진다. 따라서, 선회장치의 압력 손실을 증가시키지 않으면서 강한 선회류를 생성시킬 수 있다.

세번째 현상은, 미분탄 통로가 삽입부재의 상류측의 부분적인 영역에서 감소된다는 것이다. 따라서, 운송 공기는 미분탄 통로의 중심부에 집중되고, 또한 관성력이 작은 미세분탄은 운송 공기를 따르면서 통로의 중심부에 집중된다. 그러나, 관성력이 큰 조분탄은 운송 공기를 따르지 않고 흐르게 되어, 미분탄 통로의 외주측을 흐르는 미분탄의 양이 증가된다.

이러한 현상들은, 미분탄이 미분탄 통로의 외주측에 집중되게 하고, 이에 의해 착화성 및 화염보존성이 향상된다.

선회장치 및 이 선회장치를 따르는 분류공간으로 인한 미분탄 통로의 외주측에 집중하는 조분탄은 미분탄 통로의 중심부에 흐르는 미세분탄과 혼합되고, 미분탄 노즐의 개구단부를 통하여 화로내로 공급된다. 노즐의 개구단부를 통하여 공급되는 미분탄의 실재 농도는 공급된 석탄 및 연소공기량에 기초하여 결정되거나 계산된 농도보다 높다. 즉, 국부농도가 평균농도보다 더 높아진다. 따라서, 화염은 노즐의 개구단부로부터 공급된 미분탄에 의하여 안정하게 유지될 수 있다. 이에 의해, 미분탄 노즐에 인접하여 연소되는 석탄이자량을 증가시킬 수 있고, 이에 의해 화염온도를 높일 수 있다. 높은 화염온도는 환원염을 일으키고, 따라서 산화염 영역내의 석탄의 열 분해성 이 향상된다. 그러므로, 환원염 영역내의 NOx 감소반응이 촉진되고, 이에 의해 미분탄 버너의 석탄연소중에 생성된 NOx 농도가 감소된다.

분리벽의 하류측에 배치된 판상부재는 미분탄의 분리성을 향상시킬 수 있다. 판상부재는 선회류를 멈추게 하고 선회류로부터의 선회성분을 제거하여, 선회류를 직진류로 변환시킨다. 이때, 혼합물류가 교란되고, 미분탄 통로의 외주측에 집중된 석탄입자가 분산된다.

NOxNOx분리벽의 배출부로부터 분출된 혼합물의 속도는 관상 분리벽의 횡단면의 형태를 다양하게 함으로써 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 종축 방향을 따라서 횡단면이 점차로 증가하는 관상 분리벽이 사용되는 경우, 만일 이러한 분리벽이 미분탄 노즐내에 배치되어 작은 횡단면의 분리벽의 축단부가 혼합류에 관하여 상류측에 위치된다면, 미분탄 노즐 및 분리벽 사이의 혼합물류는 감속되는 한편, 분리벽내의 혼합물류는 가속된다. 따라서, 미분탄 노즐에서의 혼합물의 분출속도가 반경 방향으로 균일하게 된다. 두 중심류 사이의 속도차가 작은 경우에, 이러한 흐름들은 서로 거의 혼합되지 않는다. 따라서, 노즐 배출부에서 반경 방향의 석탄입자 분포패턴은 축 방향으로 노즐 배출부로부터 떨어진 일 부분에 유지된다. 따라서, 미세한 입자의 미분탄은 주로 환원염 영역에 공급되고, 이에 의해 환원염 영역에서 NOx 감소반응이 촉진된다. 이에 의해, NOx 양이 감소된다.

미분탄 노즐내에 선회장치, 분리벽 및 선회류를 직진류로 변환시키는 판상부재가 배치된 상술된 버너를 이하에서 기술한다.

제12도에 도시된 버너는 혼합물(6)의 통로를 감소시키는 삽입부재(119)를 포함하며, 이 삽입부재는 미분탄 노즐(1)내의 반경 중아부에 배치된다. 복수의 부채꼴형 베인을 구비하는 선회장치(63)는 삽입부재(119)의 외주측에 장착된다. 분리벽(2)은 노즐(1)의 축방향의 하류측에 배치되어 그 사이에 공간(127)을 제공한다. 이 공간(127)은 오일건(67) 및 노즐(1) 사이에 형성된 환상의 관상 통로이다. 삽입부재(119)는, 혼합물을 따라 노즐(1)과의미분탄 통로가 점차 감소되는 제1부분, 제1부분에 연결되며 미분탄 통로가 일정하게 유지되는 제2부분, 및 제2부분에 연결되며 노즐(1)과의 미분탄 통로가 혼합류를 따라 점차 증가되는 제3부분을 갖는다.

선회장치(21,22)는 기술되었듯이 제1도에 도시된 선회장치에 연결되는 조절봉에 의하여 베인의 각도를 조절할 수 있다. 그러나, 제12도에서, 이러한 조절봉은 생략된다.

선회장치(63)는 방사상으로 연장되고 서로 원주상으로 떨어진 복수의 베인을 포함한다. 미분탄 및 제1공기의 혼합물은 인접하는 두베인 사이에서 흘러서 선회루(64)를 생성한다. 제12도는 미분탄 노즐(1)의 주변부를 따라서 흐르는 미분탄(●)과 미분탄 노즐(1)의 중심부를 따라서 흐르는 미분탄(○)이 선회력에 의해 어떻게 공간(127)내에서 집중되거나 분리되는지를 도시한다.

미분탄 통로는 환상 분리벽(2)에 의해 배출부에서 원기둥형의 내측 통로부(131) 및 환상의 외측 통로부(132)로 나뉜다. 선회장치(63) 및 삽입부재(119)에 의하여, 많은 양의 조분탄이 미분탄 노즐(1)의 주변부를 따라서 집중되는 반면, 많은 양의 미세분탄은 미분탄 노즐(1)의 중심부를 따라서 집중된다. 이들은 분리벽(2)에 의해 두 흐름으로 나뉘어지고, 선회류보부터 직진류로 변환되어 화로(100)내로 분출된다.

제12도에 도시된 버너의 석탄 연소중에 생성된 NOx 농도가 제14도를 참조하여 이하에 기술된다. 버너에서, 미세분탄은 내측 통로부(131)를 통하여 분출되고 조분탄은 환상의 외측 통로부(132)를 통하여 분출된다. 제14도는, 내측 통로부(131)와 외측 통로부(132)의 공기율이 각각 변화되는 조건하에 검출된 NOx 농도(ppm)변화를 도시한다. 공기율은 미분탄을 완전히 연소시키는데 요구되는 공기율에 대한 통로부를 통하여 흐르는 제1공기율의 비율을 의미한다. 미세분탄은 입자 크기가 53㎛ 미만이며, 조분탄은 입자크기가 100㎛ 미만이다. 제15도는 내측 통로부(131)와 외측 통로부(132)의 공기율이 각각 변화되는 조건하에서 검출된 NOx 농도의 변화를 도시한다. 그러나, 이 경우, 입자 크기가 100㎛ 미만인 미분탄은 통로부(132)뿐 아니라 통로부(131)를 통해서도 흐른다. 제14도 및 15도에 나타낸 비교는, 미세분탄을 내측 통로부(131)를 통하여 흐르게 함으로써 NOx 농도가 약20% 감소될 수 있으며, 저 NOx 연소를 얻을 수 있는 공기율의 범위가 넓어진다는 것을 도시한다. 그 이유는, 내측 통로부(131)로부터의 미세분탄은 주로 환원염 영역에 공급되기 때문이다. 조분탄과 비교하여, 미세분탄은 촉진된 활성을 가지며, 산소가 소모되는 환원염 영역에서까지 탄소 이산화물 및 물에 의해 열적으로 분해되는 더 많은 양의 고체 성분을 포함한다. 따라서, 산화염 영역으로부터 가스에 의해 형성되는 환원염 대기 형성의 억제를 완화시킬 수 있고, 이에 의해 환원염 영역내의 NOx 감소반응을 촉진한다.

제16도는 또 다른 실시예에 따른 버너를 도시한다. 제2공기노즐 및 제3공기노즐은 제1도 및 12도의 것과 동일하므로, 도면에서 생략된다.

제16도에 도시된 버너는 혼합물류를 따라 외경이 점차 감소하는 제1부분과, 제1부분에 연결되며 외경이 일정한 제2부분을 갖는 관상 분리벽(2)을 포함한다. 분리벽(2)은 미분탄 노즐(1)과 분리벽(2)에 의해 형성된 외측 관상 통로부를 통하여 흐르는 혼합물을 감속하는 한편, 분리벽(2)내의 내측 통로부를 통하여 흐르는 혼합물은 가속한다. 이에 의해, 미분탄 노즐(1)의 배출부로부터 분출되는 혼합물은 반경 방향으로 실질적으로 동일한 속도를 갖는다. 즉, 외측 통로부와 내측 통로부를 통하여 흐르는 두 혼합류 사이의 분출 속도의 차이가 작아빌 것이다. 따라서, 두 혼합류가 서로 혼합되는 것을 예방할 수 있으며, 내측 통로로부터의 미분탄이 환원염 영역내로 효과적으로 공급될 수 있다. 미분탄은 중량에 대하여 높은 표면 영역비를 가지므로, 미분탄은 환원염 영역에서도 탄소 이산화물 또는 물과 용이하게 반응될 수 있다. 이에 의해, NOx 전조물이 생성되어 NOx 농도가 더욱 효과적으로 감소된다.

본 발명의 미분탄 연소버너의 다른 실시예가 제17도 내지 19도를 참조하여 기술된다.

이 실시예의 버너에서, 미분탄 노즐(1)의 배출부는 사각형이며, 제2공기노즐(70)은 이 배출부를 둘러싼다. 제3공기노즐(80)은 제2공기노즐(70)의 반대쪽에 서로 약간 떨어져서 제공된다. 이 실시예에서, 미분탄 노즐(1)의 구멍은 배출부에 인접한 부분에서 좁아지거나 압축되고, 배출부에서 외향으로 연장된다. 따라서, 순환류(9)는 이 연장된 튜브부(12)의 하류에 형성된다. 미분탄 노즐(1)의 내부는 분리벽(2)에 의하여 두개의 통로로 나뉘고, 사각판형의 화염안정기(23)는 분리벽(2)의 외측단부에 장착되어 순환류(10)를 형성한다. 이 화염안정기(23)의 길이(L)는 폭(W)의 6배 이상이고(제19도 참조), 폭(W)은 10㎜ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 버너를 사용하는 미분탄 연소장치가 이하에서 기술된다.

제20도는 2단 연소방법을 사용하는 버너배치를 구비하는 보일러의 정단면도이다. 제2연소영역(52)을 형성하는 2단 연소용 공기노즐(46)은 버너 상단에 제공된다. 각각 제1도에 도시된 바와 동일한 구성을 갖는 미분탄 버너(27)는 화로의 종방향의 세개 단에 배열되고, 또 도면에 도시되진는 않았지만 화로(26)의 횡방향의 다섯개 열에 배치된다. 버너의 수와 배치는 버너용량(최대 탄소연소율)과 보일러의 용량 및 구조에 의존하여 결정된다.

미분탄 버너(27)는 윈드박스(16)내에 장착된다. 탄소입자는 미분기(42,44)로부터 분배장치(31)를 통하여 버너(27)에 운반된다. 탄소 연소용 공기(17)는 화로의 배출부에 연결된 송기관내에 제공된 열 교환기(44)에 의해 약 300℃로 가열된다. 가열된 공기는 보일러(32)에 의해 윈드박스(16)에 반송되고나서, 화로(26)내로 제2 및 제3공기로서 분출된다. 윈드박스(16)내로 도입되는 공기(33)의 유량은 댐퍼(damper)(39,40)에 의해 조절된다. 2단 연소용 공기(48)는 연소공기용으로 기술되었듯이 열 교환기(43)에 의해 약 300℃로 가열된다. 가열된 공기는 배기장치(47)와 공기(48)의 유량이 조절되는 분배기(50)에 반송되고, 그리고 공기(48)의 유량이 조절되는 분배기(50)에 반송되고, 그리고 공기(48)는 2단 연소공기노즐(46)에 반송된다.

NOx 및 SOx 는 배기가스 처리장치(도시되지 않은)에 의해 화로(26)로부터 방출된 송기관 가스(45)로부터 제거되어 환경에 역 효과를 미치지 않는다. 그로부터, 송기관 가스(45)는 시스템의 외부로 방출된다.

이론적인 공기량의 80% - 90% 에 해당하는 연소공기는 각 미분탄 버너(27)로부터 분출되고, 그 나머지는 2단 연소공기노즐(46)로부터 분출된다. 석탄용 공기의 이론적인 양의 약 40% - 30% 에 해당하는 공기는 2단 연소노즐(46)로부터 분출되어, 전체 공기량에 대한 공기과잉율이 약 20%가 되게 한다.

이 연소장치는 두개의 미분기를 구비하지만, 만일 동일한 입자 크기분포를 갖는 석탄입자가 미분탄 노즐내의 두 통로로 반송된다면 이 장치는 하나의 미분기를 구비할 수도 있다. 두 미분기중의 하나가 교호적으로 사용될 것이다. 입자크기 분포가 다른 두 그룹의 석탄입자는 미분탄 노즐의 두 통로에 각각 반송된다면, 미분탄은 두 미분기중의 하나에 의해 생성되는 한편, 조분탄은 나머지 미분탄에 의해 생성되는 것이 바람직하다. 미분기(42)가 미세분기로서 역할하는 한편, 미분기(54)는 조분기로서 역할하는 경우를 이하에서 기술한다.

석탄을 전달하는 공기는 댐퍼(38, 58 및 59)에 의하여 유량내에서 조절되고 미분기(42,54)에 반송된다. 석탄(41)은 또한 미분기(42,54)에 반송된다. 공기는 열 교환기(44)에 의해 가열되며, 석탄의 연소용 제1공기로서 역할한다. 석탄(41)은 미분기(42,54)에 의해 적어도 300㎛ 이하의 오차로(바람직하게는 수십㎛) 미세분탄으로 미분화된다. 반송관(55,56)은 미분기(54,42)에 각각 연결되고, 이중관의 형태로 반송관(57)에 연결된다. 반송관(57)의 구성은 제21도에 도시된다. 미세분탄 및 공기의 혼합물은 이중관(57)의 외측 통로를 통하여 흐르는 반면, 조분탄 및 공기의 혼합물은 이중관(57)의 내측 통로를 통하여 흐른다. 이 이중관에 의해 구성되는 반송관(57)은 윈드박스(16)에 수용된 각 버너에 연결되고, 미세분탄 및 조분탄은 미분탄 노즐에 독립적으로 공급된다.

만일 조분탄 및 미세분탄을 각각 반송하는 반송관(55,56)이 버너와 분리되어 연장된다면, 이러한 관의 설치공간 및 영역은 커지며, 게다가 배관 시스템도 복잡해진다. 이것은 경제적인 관점에서도 바람직하지 못하다. 그러나, 만일 이러한 반송관이 본 실시예와 같이 이중관으로 구성된다면, 상술한 문제점은 극복될 수 있다. 연소부하를 다양하게 하기 위하여 미분탄 연소장치의 연소율을 변화시킬 필요가 있을때, 두 미분기의 미분화율을 조절하거나, 두 미분기중 하나를 정지시키는 한편 나머지 미분기를 작동하여, 미분화율을 조절할 수 있다. 이러한 작동 방법을 적용함으로써, 미분탄 연소장치으 턴-다운(turn-down)이 용이하게 실행가능하여, 미분탄 연소가 광범위한 부하 범위에 걸쳐서 이행될 수 있도록 한다.

이러한 미분탄 연소장치에서, 두 석탄입자류는 미분탄 연소버너로부터 분출되고, 두 순환류가 형성된다. 따라서, 화염 안정성뿐만 아니라 석탄의 착화성도 뛰어나게 되며, 제1연소영역(51)에서의 연소율도 증가된다. 결국, 제1연소영역(51)으로부터 방출된 NOx뿐 아니라 미 연소물도 감소되고, 화로 종축의 길이도 감소될 수 있어서, 화로(26)를 소형화 할 수 있다.

본 발명의 버너는 상술한 2단 연소장치뿐 아니라, 연소가 버너의 연소 화염에 의해서만 이루어지는 탄입의 연소장치에도 적용될 수 있다. 후자의 경우, 연소공기는 석탄용 공기의 이론적인 양의 약 120%에 해당하는 양에 공급된다. 이러한 1단 연소방법이 사용되더라도, 종래 연소장치와 비교하여 본 발명의 버너를 사용하기 때문에 착화성 및 화염 안정성이 향상되고, 그러므로 화로를 소형화 할 수 있는 이점이 제공된다. 더구나, 석탄 착화성 및 화염 안정성의 향상으로 인하여, 부하가 약 15% 이상유지되는 한, 석탄만으로도 연소를 시행할 수 있는 이점이 제공된다.

미세분기(42) 및 조분기(54) 대신에 미분기(71) 및 분류기(72)를 사용하는 본 발명의 미분탄 연소장치를 제22도를 참조하여 기술한다.

석탄 전달용 공기는 댐퍼(38,59)에 의해 유량내에서 조절되고, 미분기(71)내에 공급된다. 이 공기는 열 교환기(44)에 의해 가열되고, 석탄 연소용 제1공기로서 역할한다. 석탄 덩어리(41)는 미분기(71)에 의해 300㎛ 이하의 미세한 입자로 미분화된다.

미분기(71)로부터의 미분탄은 반송관(73)을 통하여 분류기(72)에 반송된다. 이 분류기(72)는 미분탄을 제4도에 도시된 입자크기분포를 갖는 미세분탄 및 조분탄으로 분리한다. 이 반송관(55,56)은 분류기(72)의 배출부에 연결되고, 각각 이중관의 형태로 반송관(58)에 연결된다. 미세분탄 및 공기의 혼합물류는 반송관(58)의 외측 통로에 반송되는 한편, 조분탄 및 공기의 혼합물은 반송관(58)의 내측 통로에 반송된다. 이 이중관에 의해 구성되는 반송관(58)은 윈드박스(16)내에 수용되는 각 버너에 연결되고, 미세분탄 및 조분탄은 서로 독립하여 미분탄 노즐에 공급된다.

이러한 연소장치에서도, 이전의 실시예에 따른 연소장치에서 기술된 바와 비슷한 효과를 얻을 수 있다.

Claims

미분탄 연소버너에 있어서, 미분탄 및 공기를 포함하는 석탄/공기 혼합물이 통과하는 미분탄 통로와; 외부로부터 상기 석탄/공기 혼합물류에 공기를 공급하는 공기 통로와; 상기 미분탄 통로를 상기 공기 통로로부터 분리하는 격벽과; 상기 격벽의 하류단부에 제공되어 상기 석탄/공기 혼합물 및 상기 공기의 순환류를 형성하는 제1순환류 형성수단과; 상기 미분탄 통로내에 제공되어 상기 석탄/공기 혼합물류를 두개의 직진류로 분리하는 분리벽과; 상기 분리벽의 하류단부의 하류측에 상기 석탄/공기 혼합물의 순환류를 형성하는제2순환류 형성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제1항에 있어서, 상기 제2순환류 형성수단은 상기 직진류에 수직으로 연장되는 상기 분리벽의 선단면에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제2항에 있어서, 상기 직진류에 수직방향인 상기 분리벽의 선단면 두께가 10㎜이상인 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제2항에 있어서, 상기 분리벽 선단면의 방사상의 내측 연부가 오목한 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제2항에 있어서, 상기 미분탄 통로는 원형의 횡단면을 갖고, 상기 분리벽은 환상의 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제2항에 있어서, 상기 미분탄 통로는 사각형의 횡단면을 갖고, 상기 분리벽은 평판식 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제1항에 있어서, 상기 두 직진류중 하나는 비교적 많은 양의 조분탄을 포함하는 석탄/공기 혼합물을 포함하는 한편, 나머지 직진류는 비교적 많은 양의 미세분탄을 포함하는 석탄/공기 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제7항에 있어서, 조분기와 미세분기를 포함하며, 상기 직진류중 하나는 상기 조분기와 통하는 한편, 나머지 직진류는 상기 미세분기와 통하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제7항에 있어서, 석탄을 미분화시키는 석탄 미분기와, 상기 석탄 미분기로부터 미분탄을 분류하는 분류기를 포함하며, 상기 분류기로부터의 비교적 많은 양의 거친 석탄입자를 포함하는 미분탄은 상기 하나의 직진류에 반송되는 한편, 상기 분류기로부터의 비교적 많은 양의 미세한 석탄입자를 포함하는 미분탄은 상기 나머지 직진류에 반송되는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제1항에 있어서, 상기 공기 통로는 상기 미분탄 통로를 환상으로 둘러싸는 제2공기 통로와, 상기 제2공기 통로의 외측에 제공되는 제3공기 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제5항에 있어서, 상기 공기 통로는 상기 미분탄 통로를 동심축으로 둘러싸는제2공기 통로와, 상기 제2공기 통로를 동심축으로 둘러싸는 제3공기 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제11항에 있어서, 상기 제2공기 통로 및 상기 제3공기 통로는 서로 방사상으로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제11항에 있어서, 상기 제1순환류 형성수단은 상기 석탄/공기 혼합물류 방향에 수직으로 배치된 환산의 평판부와, 상기 혼합물류 방향으로 상기 환상의 평판부의 외주연부로부터 불룩하게 나오는 관상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제8항에 있어서, 상기 제2순환류 형성수단은 상기 직진류에 수직으로 연장되는 상기 분리벽의 선단면에 의하여 구성되고, 상기 직진류에 수직 방향인 상기 분리벽의 선단면 두께는 10㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제9항에 있어서, 상기 제2순환류 형성수단은 상기 직진류에 수직으로 연장되는 상기 분리벽의 선단면에 의하여 구성되고, 상기 직진류에 수직 방향인 상기 분리벽의 선단면 두께는 10㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제11항에 있어서, 상기 제2공기 통로를 통하여 흐르는 공기를 선회시키는 수단과, 상기 제3공기 통로를 통하여 흐르는 공기를 선회시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제11항에 있어서, 상기 두 직진류중 하나는 비교적 많은 양의 조분탄을 포함하는 석탄/공기 혼합물을 포함하는 한편, 나머지 직진류는 비교적 많은 양의 미세분탄을 포함하는 석탄/공기 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제17항에 있어서, 조분기와 미세분기를 포함하며, 상기 직진류중 하나는 상기 조분기와 통하는 한편, 나머지 직진류는 상기 미세분기와 통하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제17항에 있어서, 석탄을 미분화시키는 석탄 미분기와 상기 석탄 미분기로부터 반송된 미분탄을 분류하는 분류기를 포함하며, 상기 분류기로부터의 비교적 많은 양의 거친 석탄입자를 포함하는 미분탄은 상기 하나의 직진류에 반송되는 한편, 상기 분류기로부터의 비교적 많은 양의 미세한 석탄입자를 포함하는 미분탄은 상기 나머지 직진류에 반송되는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소장치.
제17항에 있어서, 상기 미분탄 통로는 원형의 횡단면을 가지며, 상기 분리벽은 환상의 횡단면을 갖고, 상기 석탄/공기 혼합물류는 동심축의 두 직진류로 나뉘며, 비교적 많은 양의 조분탄을 포함하는 상기 석탄/공기 혼합물의 상기 하나의 직진류는 방사상 안으로 배치된 직진류인 반면, 비교적 많은 양의 미세분탄을 포함하는 상기 석탄/공기 혼합물의 상기 나머지 직진류는 방사상 밖으로 배치된 직진류인 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제10항에 있어서, 상기 미분탄 통로내에 흐르는 상기 석탄/공기 혼합물을 선회시키는 수단과, 상기 선회하는 석탄/공기 혼합물을 직진류로 변환시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제16항에 있어서, 상기 미분탄 통로내에 흐르는 상기 석탄/공기 혼합물을 선회시키는 수단과, 상기 선회하는 석탄/공기 혼합물을 직진류로 변환시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제21항에 있어서, 상기 미분탄 통로는 원형의 횡단면을 갖고, 상기 분리벽은 환상의 횡단면을 가지며, 상기 석탄/공기 혼합물류는 동심축의 두 직진류로 나뉘고, 상기 변환수단은 상기 격벽 및 상기 분리벽 사이에 방사상으로 연상되는 판상부재를 갖는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제23항에 있어서, 상기 판상부재는 상기 격벽으로부터 방사상 안으로 연장되는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제23항에 있어서, 상기 판상부재는 상기 분리벽으로부터 방사상 밖으로 연장되는 것을 특지으로 하는 미분탄 연소버너.
제23항에 있어서, 상기 석탄/공기 혼합물류 방향의 상기 판상부재 치수는 반경 방향의 상기 판상부재 치수보다 5배 이상 큰것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제21항에 있어서, 석탄을 300㎛ 이하의 크기를 갖는 미세분탄으로 미분화하는 석탄 미분기를 포함하며, 상기 석탄 미분기는 상기 미분탄 통로와 통하는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제27항에 있어서, 상기 석탄 미분기로부터 미분화된 석탄을 제1 및 제2그룹의 미분탄으로 분류하는 분류기를 포함하며, 상기 제1그룹내의 미분탄의 적어도 50%는 20㎛ 이하의 입자크기를 가지며, 상기 제2그룹내의 미분탄의 적어도 80%는 53㎛ 이하의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제17항에 있어서, 많은 양의 조분탄을 포함하는 상기 석탄/공기 혼합물중 상기 하나의 직진류내에 포함되는 석탄입자의 최대크기는 300㎛ 이고, 상기 하나의 직진류내의 상기 전체 석탄량의 적어도 50%는 75㎛ 이하이며, 많은 양의 미세분탄을 포함하는 상기 나머지 석탄/공기 혼합물류내에 포함된 석탄입자의 최대크기는 300㎛이고, 상기 나머지 직진류내의 상기 전체 석탄량의 적어도 50%는 20㎛ 이하의 입자크기를 가지며, 상기 나머지 직진류내의 상기 전체 석탄량의 적어도 80%는 53㎛ 이하의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제7항에 있어서, 쓰로우트가 상기 미분탄 통로내에 제공되고, 상기 분리벽의 상류에 배치되는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제21항에 있어서, 상기 석탄/공기 혼합물을 선회시키는 상기 선회수단은 상기 혼합물이 공급되는 복수의 개구부를 구비하며, 상기 개구부는 선회류 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제22항에 있어서, 상기 석탄/공기 혼합물을 선회시키는 상기 선회수단은 상기 혼합물이 공급되는 복수의 개구부를 가지며, 상기 개구부는 선회류 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제22항에 있어서, 상기 미분탄 통로 및 상기 분리벽의 상류에 배치되는 삽입부재를 포함하며, 상기 삽입부재는 상기 미분탄 통로와의 사이에 점차 감소하는 영역의 제1통로부, 일정한 영역의 제2통로부, 및 점차 증가하는 영역의 제3통로부를 형성하고, 상기 통로부들은 상기 석탄/공기 혼합물류를 따라서 순서대로 배치되고, 상기 선회수단이 상기 제2통로부에 위치되는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.
제22항에 있어서, 상기 분리벽은 외주면을 가지며, 상기 분리벽의 직경은 점차 증가한 후 상기 석탄/공기 혼합물의 흐름을 따라서 일정하게 되는 것을 특징으로 하는 미분탄 연소버너.