KR19990079053A - Pulverized coal burner - Google Patents
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Abstract
목적 : 관내 미분탄 축적의 억제와 연소안정화 및 미분탄과 1차공기의 혼합도 및 화로내 체류시간 증가에 의한 미분탄의 완전 연소와 공해물질을 저감시킬 수 있는 미분탄 버너를 제공하는 것이 목적이다.PURPOSE: To provide a pulverized coal burner that can reduce pulverized coal accumulation and reduce the combustion of polluted coals by suppressing the accumulation of pulverized coal in the pipe, stabilizing combustion and increasing the mixing of pulverized coal and primary air and the residence time in the furnace.
구성 : 화로에 액체 연료를 분사하는 액체 버너 건(52)을 연결 설치하고, 이의 외측에 미분탄과 1차공기를 혼합하여 화로로 공급하는 미분탄 노즐(54)을 배치하며, 상기 액체 버너 건의 외측에 외부공기를 흡입·선회시키는 복수의 공기 선회기(36)(40)가 각각 장착된 공기 공급통(34)(38)과, 이 공기 공급통의 내부에 설치되어 상기 외부공기를 분리시켜 유도하는 플로우 디바어더(42)로 구성되어져 화로 내에서 미분탄을 연소시킬 때 발생하는 열에너지를 이용하는 미분탄 버너에 있어, 미분탄 노즐의 일부가 절개되어 연통구(56)를 형성하고, 이 연통구에 상기 미분탄과 1차공기의 흐름을 제어하는 가변블록(60)을 설치하며, 상기 미분탄 노즐과 공기 공급통의 사이에 2차공기를 흡입·선회시키는 2차공기 선회기(46)가 장착된 2차공기 공급통(44)을 구비한다.Construction: Connect and install a liquid burner gun 52 for injecting liquid fuel into a furnace, and arrange a pulverized coal nozzle 54 to mix and supply pulverized coal and primary air to the furnace, and to the outside of the liquid burner gun. Air supply cylinders 34 and 38, each of which is provided with a plurality of air swirlers 36 and 40 for sucking and turning the outside air, and installed inside the air supply cylinder to separate and guide the external air. In a pulverized coal burner composed of a flow devader 42 and using thermal energy generated when burning pulverized coal in a furnace, a part of the pulverized coal nozzle is cut to form a communication hole 56, and the pulverized coal and A variable block (60) for controlling the flow of primary air is provided, and the secondary air is provided with a secondary air swirler (46) for sucking and turning the secondary air between the pulverized coal nozzle and the air supply cylinder. A cylinder 44 is provided.
효과 : 미연분 물질의 저감과 질소산화물의 급격한 생성을 억제를 통한 환경오염의 방지를 도모하고, 운전비를 절감할 수 있는 효과가 있다.EFFECTS: It is possible to prevent environmental pollution by reducing unburned materials and abrupt generation of nitrogen oxides, and to reduce operating costs.
Description
본 발명의 미분탄 버너(pulverized coal burner)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 화석연료의 연소로 인하여 발생되는 공해 물질을 연소과정에서 감소시킬 수 있는 미분탄 버너에 관한 것이다.The present invention relates to a pulverized coal burner of the present invention, and more particularly, to a pulverized coal burner capable of reducing pollution during combustion.
미분탄 버너는 화석연료의 일종인 석탄을 분쇄기 갈아 50메시(mesh) 정도의 미분탄으로 미세화시킨 후 이것을 예열한 1차공기와 함께 배풍기(排風機)에 의해서 화로로 보낸 다음 2차공기와 함께 화로에서 뿜어 넣어서 부유(浮游)상태로 연소시키는 장치이다.The pulverized coal burner grinds coal, which is a kind of fossil fuel, into fine coal of about 50 mesh, and then sends it to the brazier with the preheated primary air by a blower and then in the brazier with the secondary air. It is a device that burns and puts it in a floating state.
이러한 미분탄 버너의 부하 조절성(turn-down ratio)은 밀(mill)에 의해 분쇄되는 미분탄의 제조·운송 특성에 의해 결정되는 양으로 저부하시 미분탄 노즐의 관내 미분탄 축적을 방지하기 위하여 1차공기의 최소량을 확보하게 되는데, 이 때 1차공기에 대한 미분탄의 비율(Air/coal ratio)이 증가하여 화로 내의 화염 안정화에 심각한 문제를 야기하게 된다. 일반적으로 밀의 운전에 대한 최소부하는 밀의 운전 특성상 약 35~40% 정도로 유지하나 밀의 안정 운전 영역을 확장시키기 위해서 밀의 특성을 변경하는 방법이 있다. 그러나 이는 운전특성이 다른 별도의 밀을 설치해야 하는 어려움이 있다. 따라서, 최근들어 버너 제작사들은 버너 구조의 변경으로 1차공기에 대한 미분탄의 비율을 적절하게 조정하여 이러한 문제를 해결하고 있다.The turn-down ratio of the pulverized coal burner is determined by the production and transportation characteristics of the pulverized coal pulverized by the mill. At this time, the minimum amount of pulverized coal to primary air (Air / coal ratio) is increased, causing a serious problem in stabilizing the flame in the furnace. In general, the minimum load for the operation of the mill is maintained at about 35-40% due to the operation characteristics of the mill, but there is a method of changing the characteristics of the mill in order to expand the stable operating range of the mill. However, this is difficult to install a separate mill with different operating characteristics. Therefore, in recent years, burner manufacturers have solved this problem by appropriately adjusting the ratio of pulverized coal to primary air due to a change in the burner structure.
또한, 미분탄 연소시 발생하는 질소산화물(Nox), 미연분(분진) 등의 공해물질 저감기법으로 주로 1차 연소 영역(버너의 초기 연소영역)에서 연료과잉-공기부족 상태, 즉 연료에 대한 공기비를 1.0 이하로 유지하여 질소의 반응을 억제하고 공기 부족에 의해 발생되는 불완전 연소물을 화로내 입구 온도에 비해 상대적으로 온도가 낮은 화로 후류 측으로 유도하고, 여기로 충분한 연소용 공기를 주입하여 완전연소시키는 방법이 주로 사용되고 있다.In addition, the method of reducing pollutants such as nitrogen oxide (No x ) and fine dust (dust) generated during pulverized coal combustion, mainly in the primary combustion zone (initial combustion zone of the burner), the fuel over-air shortage state, that is, Maintain the air ratio below 1.0 to suppress the reaction of nitrogen and to guide the incomplete combustion products caused by the lack of air to the downstream side of the furnace where the temperature is lower than the inlet temperature in the furnace. The method of making is mainly used.
현재 실용화되어 있는 저공해 연소법은, 1차 연소된 연소가스의 일부를 연소용 공기와 혼합하여 버너로 유입시켜 연소시키는 연소가스 재순환법, 연소공기의 일부분을 버너 위에 설치된 구멍으로 직접 보내어 버너 지역에서 불완전 연소된 연소가스를 완전연소시키는 화로내 이단연소법 등의 설비 추가에 의한 공해물질 저감기법 및 버너에서 연소공기를 분할 공급하는 공기역학적인 방법에 의해서 연소용 공기와 연료의 혼합 특성을 제어함으로써 질소산화물 및 미연분의 생성을 감소시키는 저공해형 버너 등으로 구분할 수 있는데, 연소가스 재순환법과 공해물질 저감기법은 질소산화물 감소 효과는 높으나 기존 설비에 공해방지 후처리 설비를 추가해야 함으로 경제적인 부담 및 설비, 보수, 유지 등에 지속적인 부담이 요구된다. 따라서 최근에는 버너 내부의 공기역학적인 고려에 의한 구조변경만으로 부가적인 설비없이 공해물질을 저감시킬 수 있는 저공해형 버너가 선호되는 추세이다.The low pollution combustion method currently in use is a combustion gas recirculation method in which a part of the first combustion combustion gas is mixed with combustion air and introduced into a burner for combustion, and a part of the combustion air is directly sent to a hole installed on the burner to be incomplete in the burner area. Nitrogen oxides are controlled by controlling the mixing characteristics of combustion air and fuel by the method of reducing pollutants by adding facilities such as two-stage combustion method in the furnace that completely burns the combusted combustion gas and the aerodynamic method of separately supplying combustion air from the burner. And low-pollution burners that reduce the production of unburned dust.The combustion gas recycling method and the pollutant reduction method have a high effect of reducing nitrogen oxides, but they need to add an anti-pollution aftertreatment facility to existing facilities. There is a constant burden on maintenance and maintenance. Therefore, in recent years, low-pollution type burners that can reduce pollutants without additional equipment by changing the structure due to aerodynamic considerations inside the burner are preferred.
도 5 에서는 종래의 저공해형 버너를 나타내고 있다.5 shows a conventional low pollution type burner.
액체 연료를 화로의 내부로 공급하는 액체 버너 건(2)이 버너 외통에 포함된 채 버너 타일(4)의 일부에 형성된 관통구(6)를 통해 연통되어 설치되고, 액체 버너 건의 외측에는 화석 연료의 일종인 미분탄과 1차공기를 혼합하여 공급할 수 있는 원통형의 미분탄 노즐(8)이 배치된다.A liquid burner gun (2) for supplying liquid fuel into the furnace is installed in communication with a through hole (6) formed in a part of the burner tile (4) while being included in the burner outer cylinder, and on the outside of the liquid burner gun A cylindrical pulverized coal nozzle 8 capable of supplying a mixture of pulverized coal and primary air, which is a kind of gas, is disposed.
그리고 미분탄 노즐(8)의 외측에는 2차공기 선회기(10)와 3차공기 선회기(12)가 각각 장착된 2차공기 공급통(14)과 3차공기 공급통(16)을 설치한다. 이들 2차공기 공급통과 3차공기 공급통의 사이에는 플로우 디바이더(flow divider;18)가 설치됨으로써 선회기들(10)(12)에 의해 유입되는 외부공기를 2차공기와 3차공기로 분리시킨다.In addition, a secondary air supply cylinder 14 and a tertiary air supply cylinder 16, each of which is equipped with a secondary air swirler 10 and a tertiary air swirler 12, are installed outside the pulverized coal nozzle 8. . A flow divider 18 is provided between the secondary air supply cylinder and the tertiary air supply cylinder to separate external air introduced by the swirlers 10 and 12 into secondary air and tertiary air. Let's do it.
이러한 미분탄 버너는 미분탄 노즐(8)을 통해 공급되는 미분탄과 1차공기가 액체 버너 건(2)의 선단부에 설치되는 버너 노즐에 의해 점화되어 화염대를 형성하는 데, 이 때 2차공기 공급통(14)과 3차 공기 공급통(16)에 장착된 2·3차공기 선회기(10)(12)는 외부공기를 유입하여 2·3차공기로 전환시킨다. 이 공기들은 미분탄의 휘발성분을 방출시키는 효과와 함께 미연소된 휘발성분과 연소되고 남은 촤(char)를 충분한 산소상태로 유지하여 완전연소를 도모하게 된다.The pulverized coal burner is pulverized by the burner nozzle which is supplied through the pulverized coal nozzle 8 and the primary air is installed at the tip of the liquid burner gun 2 to form a flame zone. The secondary and tertiary air swirlers 10 and 12 attached to the 14 and the tertiary air supply cylinder 16 flow in external air and are converted into secondary and tertiary air. Together with the effect of releasing volatiles of pulverized coal, the air keeps unburned volatiles and burned char left in a sufficient oxygen state to achieve complete combustion.
본 발명은 이와같은 종래의 저 질소산화물 버너에서 좀더 향상된 완전연소를 추구하기 위해 개선된 구조를 갖춘 미분탄 버너를 제안하려 한다.The present invention seeks to propose a pulverized coal burner having an improved structure in order to pursue more improved complete combustion in such a conventional low nitrogen oxide burner.
즉, 관내 미분탄 축적의 억제와 연소안정화를 실현하고, 미분탄과 1차공기의 혼합도 및 화로내 체류시간을 증가시켜 완전 연소와 공해물질 저감을 추구하며, 연소 공기의 과잉 상태를 유지하여 질소산화물의 생성을 억제하는 미분탄 버너를 제공하는 것이 목적이다.In other words, it suppresses the accumulation of pulverized coal in the pipe and stabilizes combustion, and increases the mixing of pulverized coal and primary air and the residence time in the furnace to pursue complete combustion and reduction of pollutants. An object of the present invention is to provide a pulverized coal burner that suppresses the formation of the coal.
이러한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 화로에 액체 연료를 분사하는 액체 버너 건을 연결 설치하고, 이의 외측에 미분탄과 1차공기를 혼합하여 화로로 공급하는 미분탄 노즐을 배치하며, 상기 액체 버너 건의 외측에 외부공기를 흡입·선회시키는 복수의 공기 선회기가 각각 장착된 공기 공급통과, 이 공기 공급통의 내부에 설치되어 상기 외부공기를 분리시켜 유도하는 플로우 디바어더로 구성되어져 화로 내에서 미분탄을 연소시킬 때 발생하는 열에너지를 이용하는 미분탄 버너에 있어, 미분탄 노즐의 일부가 절개되어 연통구를 형성하고, 이 연통구의 인접한 위치에 상기 미분탄과 1차공기의 흐름을 제어하는 가변블록을 설치하며, 상기 미분탄 노즐과 공기 공급통의 사이에 2차공기를 흡입·선회시키는 2차공기 선회기가 장착된 2차공기 공급통을 구비한다.In order to achieve this object, the present invention connects and installs a liquid burner gun for injecting liquid fuel into a furnace, and arranges a pulverized coal nozzle for supplying the furnace with a mixture of pulverized coal and primary air on the outside thereof. Composed of an air supply cylinder equipped with a plurality of air swirlers for sucking and turning the outside air on the outside, and a flow divider installed inside the air supply cylinder to separate and guide the outside air to burn pulverized coal in the furnace. In a pulverized coal burner using thermal energy generated in the process, a part of the pulverized coal nozzle is cut to form a communication hole, and a variable block for controlling the flow of the pulverized coal and primary air is installed at an adjacent position of the communication hole, Secondary air supply cylinder equipped with a secondary air swirler that sucks and turns secondary air between the nozzle and the air supply cylinder. And a.
특히, 상기 가변블록이 설치된 미분탄 노즐의 일부는 벤튜리 형태의 압력조정관으로 구성되고, 상기 가변블록은 연통구를 선택적으로 개폐시켜 미분탄과 1차공기의 흐름을 압력조정관의 내외측으로 제어하도록 하여 다양한 운전부하에 대해 관내 미분탄 축적을 방지하고 연소 안정화를 실현한다.Particularly, a part of the pulverized coal nozzle in which the variable block is installed is configured as a venturi-type pressure regulator tube, and the variable block selectively opens and closes the communication port to control the flow of pulverized coal and primary air to the inside and outside of the pressure regulator tube. Prevents pulverized coal accumulation in the pipe under operating load and realizes combustion stabilization.
또한, 2차공기 선회기는 미분탄을 선회시킴으로써 미분탄과 1차공기의 혼합도 및 화로내 체류시간을 증가시켜 완전 연소 및 공해물질의 저감을 도모하며, 버너 근처 1차 연소영역에서는 공기희박 상태를, 화염대 후류측에서는 공기과잉 상태를 형성함으로써 급격한 질소산화물의 생성을 억제하여 주 연소영역에서 생성된 질소산화물의 환원반응 및 불완전 연소물질의 완전연소를 촉진토록 한다. 아울러 선회기에 의한 연소공기의 액체 버너 건 축방향 속도성분을 강화로 인해 연료의 후류 이동을 촉진함으로써 연료 중의 질소성분을 질소분자로 유도하여 부분적인 연료 질소산화물 생성을 억제하는 효과를 얻는다.In addition, the secondary air swivel increases the mixing of pulverized coal and primary air and the residence time in the furnace by turning pulverized coal to reduce complete combustion and pollutants, and in the primary combustion zone near the burner, On the wake side of the flame zone, the formation of excess air suppresses the rapid generation of nitrogen oxides to promote the reduction of nitrogen oxides produced in the main combustion zone and the complete combustion of incomplete combustion materials. In addition, by promoting the backward movement of the fuel by strengthening the liquid burner dry axial velocity component of the combustion air by the swirler, the nitrogen component in the fuel is induced into the nitrogen molecule, thereby obtaining partial fuel nitrogen oxide production.
도 1은 본 발명에 따른 미분탄 버너의 구성을 개략적으로 도시한 단면도1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a pulverized coal burner according to the present invention
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 가변형 미분탄 버너의 작동에 따른 상태도2a and 2b is a state diagram according to the operation of the variable pulverized coal burner according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 미분탄 버너의 화로내에서 온도 분포 특성을 도시한 그래프Figure 3 is a graph showing the temperature distribution characteristics in the furnace of the pulverized coal burner according to the present invention
도 4는 본 발명에 따른 미분탄 버너의 산소 및 분진 배출 특성을 도시한 그래프4 is a graph showing the oxygen and dust emission characteristics of the pulverized coal burner according to the present invention
도 5는 종래의 미분탄 버너의 구성을 개략적으로 도시한 단면도5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a conventional pulverized coal burner
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
30 : 버너 타일 34 : 4차공기 공급통30: burner tile 34: 4th air supply container
36 : 4차공기 선회기 38 : 3차공기 공급통36: 4th air turning machine 38: 3rd air supply container
40 : 3차공기 선회기 42 : 제1플로우 디바이더40: tertiary air swirler 42: first flow divider
44 : 2차공기 공급통 46 : 2차공기 선회기44: secondary air supply container 46: secondary air turning machine
48 : 제2플로우 디바이더 50 : 버너 노즐48: second flow divider 50: burner nozzle
54 : 미분탄 노즐 56 : 연통구54: pulverized coal nozzle 56: communication port
58 : 압력조정관 60 : 가변블록58: pressure regulator 60: variable block
이하 본 발명에 관련된 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 에는 본 발명의 특징에 따른 미분탄 버너의 개략적인 단면도를 나타내고 있다.Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a pulverized coal burner according to a feature of the present invention.
도시하지 않은 화로의 버너 타일(30)에는 관통구(32)가 형성되고, 이 관통구에 접하여 버너 타일 외측으로 4차공기 공급통(34)이 설치되며, 이 4차공기 공급통의 내부에는 4차공기(외부공기)를 흡입·선회시키는 4차공기 선회기(36)가 장착된다.A through hole 32 is formed in the burner tile 30 of the furnace (not shown), and the fourth air supply cylinder 34 is installed outside the burner tile in contact with the through hole. A quaternary air swirler 36 for sucking and swirling the quaternary air (external air) is mounted.
또, 4차공기 공급통(34)의 외측에 3차공기 공급통(38)이 설치되며, 이 3차공기 공급통의 내부에는 3차공기(외부공기)를 흡입·선회시키는 3차공기 선회기(40)가 장착된다.A tertiary air supply cylinder 38 is provided outside the quaternary air supply cylinder 34, and the tertiary air turning to suck and turn tertiary air (external air) inside the tertiary air supply cylinder. The machine 40 is mounted.
그리고, 4차공기 공급통과 3차공기 공급통의 사이에는 상기 3·4차공기를 분리하여 유로를 형성시키는 제1플로우 디바이더(42)가 설치된다.A first flow divider 42 is provided between the fourth air supply cylinder and the third air supply cylinder to separate the third and fourth air to form a flow path.
한편, 3차공기 공급통(38)의 외측에는 본 발명의 특징에 따라 2차공기 공급통(44)이 설치되는데, 이 2차공기 공급통의 내부에도 2차공기(외부공기)를 흡입·선회시키는 2차공기 선회기(46)가 장착되고, 3차공기 공급통과 2차공기 공급통의 사이에도 2차공기의 유로를 형성시키는 제2플로우 디바이더(48)가 설치된다.On the other hand, the secondary air supply cylinder 44 is installed outside the tertiary air supply cylinder 38 in accordance with the characteristics of the present invention, and the secondary air (external air) is sucked into the secondary air supply cylinder. A secondary air swirler 46 for turning is mounted, and a second flow divider 48 for forming a flow path of secondary air is also provided between the tertiary air supply cylinder and the secondary air supply cylinder.
관통구(32)의 중심부에는 버너 노즐(50)을 장착한 액체 버너 건(52)이 배치되는 바, 이 액체 버너 건의 외측에는 석탄을 분쇄하여 얻은 미분탄과 1차공기를 혼합하여 공급할 수 있는 본 발명의 다른 특징에 따른 원통형 미분탄 노즐(54)이 상기 2차공기 공급통(44)에 연접하여 설치된다. 특히, 이 미분탄 노즐(54)의 일부분이 절개되어 연통구(56)를 형성함에 따라 미분탄 노즐의 일부는 벤튜리(venturi) 형태의 개방형 압력조정관(58)을 형성한다.A liquid burner gun 52 equipped with a burner nozzle 50 is disposed at the center of the through hole 32, and the outside of the liquid burner gun is capable of mixing and supplying pulverized coal and primary air obtained by pulverizing coal. Cylindrical pulverized coal nozzle 54 according to another feature of the invention is installed in contact with the secondary air supply cylinder 44. In particular, as a part of the pulverized coal nozzle 54 is cut to form the communication port 56, a part of the pulverized coal nozzle forms an open pressure regulator tube 58 in the form of a venturi.
즉, 절개된 선단부로부터 일정길이까지 상기 미분탄 노즐의 직경보다 작은 직경을 가진 유입부를 형성하고, 이 유입부가 끝나는 부분에서 경사부를 형성하며 다시 경사부가 끝나는 부분에서 미분탄 노즐의 직경과 동일한 직경을 가진 일정길이의 평행부를 유지하고, 이어서 평행부의 끝부분에서 압력조정관의 끝단까지 이의 중심부를 향해 경사지게 형성하는 것이다.That is, the inlet portion having a diameter smaller than the diameter of the pulverized coal nozzle from the cut end to a predetermined length is formed, and the inlet portion forms a slope portion at the end portion, and the portion having the same diameter as the diameter of the pulverized coal nozzle portion at the end portion of the slope portion again. The parallel part of the length is maintained and then formed to be inclined toward its center from the end of the parallel part to the end of the pressure adjusting tube.
한편, 유입부의 외주면 상에는 축방향으로 이동가능한 링(ring)형태의 가변블록(60)이 설치되는 데, 이 가변블록이 유입부의 선단부 쪽으로 이동하여 연통구(56)를 막으면, 미분탄과 1차공기의 혼합물질이 압력조정관(58)으로만 흐르게 되고, 가변블록(60)이 유입부의 어느 부분에 위치하냐에 따라 연통구(56)를 개방하면, 이의 개방정도가 달라지게 되어 미분탄과 1차공기가 압력조정관(58)의 외측으로 유도되는 양이 달라지게 된다.On the other hand, on the outer circumferential surface of the inlet is provided a variable block 60 in the form of a ring (movable in the axial direction), when the variable block moves toward the tip of the inlet to block the communication port 56, pulverized coal and primary The mixture of air flows only to the pressure adjusting pipe 58, and when the communication port 56 is opened depending on where the variable block 60 is located at the inlet, the degree of opening thereof is changed so that pulverized coal and primary The amount of air guided to the outside of the pressure regulator tube 58 will vary.
이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 미분탄 버너의 작동과정을 살펴보면, 버너를 작동시킴에 따라 액체 버너 건(52)의 버너 노즐에서 액체 연료가 분사되며 불꽃이 점화되고, 이와 거의 동시에 미분탄 노즐(54)과 압력조정관(58)을 통해 미분탄과 1차공기가 화로 내부로 분출되는 데, 이 때 압력조정관(58)의 부하에 따라, 즉 저부하시에는 도 2a 에 도시된 바와 같이, 가변블록(60)이 유입부에서 이동하여 연통구(56)를 막음으로써 미분탄과 1차공기는 압력조정관(58)의 내측을 통과하여 화로 내로 분출되고, 고부하시는 도 2b 에 도시된 바와 같이, 가변블록(60)이 유입부에서 이동하여 연통구(56)를 개방함으로써 미분탄과 1차공기는 압력조정관(58)의 외측으로 유도되어 2차공기 선회기(46)에 의해 선회된 2차공기와 혼합되며, 이들 혼합된 미분탄과 연소공기는 제2플로우 디바이더(48)에 유도되어 화로로 퍼져 나가게 된다. 이 과정에서 화로로 분출되는 미분탄은 버너 노즐 축방향을 향해 집중되어 나가는 데, 이러한 현상은 미분탄이 버너로 유입될 때 1차공기에 비해 상대적으로 비중이 큰 미분탄이 미분탄 노즐 내부에서 자체적인 원심력을 갖기 때문이다.Looking at the operation of the pulverized coal burner according to the present invention having such a structure, the liquid fuel is injected from the burner nozzle of the liquid burner gun 52 as the burner is operated, the spark is ignited, and at the same time the pulverized coal nozzle 54 Pulverized coal and primary air are ejected into the furnace through the pressure adjusting pipe 58, and at this time, depending on the load of the pressure adjusting pipe 58, that is, at the time of low load, the variable block 60 is shown. ), The pulverized coal and the primary air pass through the inside of the pressure adjusting pipe 58 to be blown into the furnace by moving from the inlet to block the communication port 56, and the high-load variable block 60 as shown in FIG. ), The pulverized coal and the primary air are guided to the outside of the pressure regulator tube 58 and mixed with the secondary air turned by the secondary air swirler 46 by moving from the inlet to open the communication port 56. These mixed pulverized coal and combustion air 2 is guided to the flow divider 48 is spread out in the furnace. In this process, the pulverized coal emitted into the furnace is concentrated in the axial direction of the burner nozzle. This is because the pulverized coal, which has a relatively higher proportion than the primary air, has its own centrifugal force inside the pulverized coal nozzle. Because it has.
외부공기인 연소공기는 4차공기 선회기(36)와 3차공기 선회기(40)에서 각각 분리되어 선회력을 가진 3·4차공기로 전환되고, 이들 연소공기는 제1플로우 디바이더(42)의 외측과 내측을 통하여 관통구를 지나 화로로 유입된다.Combustion air, which is external air, is separated from the 4th air swirler 36 and the 3rd air swirler 40, respectively, and is converted into 3/4 quaternary air having a turning force, and the combustion air is the first flow divider 42. It passes through the through hole through the outside and the inside of the furnace.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 미분탄 버너는 종래의 제품보다 개선된 완전연소를 얻을 수 있다.As described above, the pulverized coal burner according to the present invention can obtain improved combustion more than conventional products.
즉, 도 2a에서 처럼 저부하 시에는 미분탄의 집중화를 추구하여 적절한 1차공기에 대한 미분탄 비율을 유지함으로써 안정된 연소가 실현되고, 이 때 2~4차공기 선회기를 통해 공급된 선회력을 지닌 연소공기는 미분탄과 1차공기에 의해 형성된 공기부족 난류 화염대를 둘러 싸아 연료혼합 지연 분위기를 형성시키고, 버너타일의 관통구 인근에서 고온으로 인한 연료의 증발 및 열분해를 촉진시킴으로써 질소산화물이 질소분자로 환원될 수 있도록 유도한다.That is, at low load, as shown in FIG. 2A, the combustion of concentrated air is realized by pursuing the concentration of pulverized coal and maintaining the pulverized coal ratio with respect to the primary air. Nitrogen oxides are reduced to nitrogen molecules by enclosing the air-poor turbulent flame zone formed by pulverized coal and primary air, thereby creating a fuel mixing delay atmosphere and promoting evaporation and pyrolysis of the fuel due to high temperature in the vicinity of the through hole of burner tile Induce to be.
또한, 도 2b 와 같은 고부하시에는 압력조정관 외측을 통과하는 1차공기와 미분탄의 혼합물질은 2차공기 선회기를 통해 버너 노즐 축방향 질량분포를 조절함으로써 화염대 형상이 조절될 수 있으며, 연소공기의 성층화(Stratification)를 이뤄 미분탄의 휘발분 중에 포함된 질소성분은 질소산화물보다는 질소분자로 전환되도록 한다. 이에 따라 화염대 초기에서 집중적으로 발생되는 질소산화물 생성을 억제할 수 있다. 이러한 과정에서 필연적으로 증가되는 미연분은 화염대 후류에서 4차공기와 활발하게 혼합되면서 완전연소하게 된다. 후류 연소 지역에서는 화염대 중간부위부터 연소되기 시작한 대부분의 촤 성분이 계속적으로 연소되는 것으로, 화염대 후류로 이동하면서 충분하게 가열된 3차공기와 혼합되어 활발하게 연소됨으로써 질소산화물 저감을 도모하게 된다.In addition, at high loads as shown in FIG. 2B, the mixture of primary air and pulverized coal passing through the outside of the pressure adjusting tube may be controlled by adjusting the burner nozzle axial mass distribution through the secondary air swirler. By stratification of the nitrogen component contained in the volatile matter of pulverized coal is converted to nitrogen molecules rather than nitrogen oxides. As a result, it is possible to suppress the generation of nitrogen oxides intensively generated at the beginning of the flame zone. In this process, the unburned coal, which is inevitably increased, is completely burned by being actively mixed with the fourth air in the wake of the flame zone. In the post-combustion zone, most of the fuel components that started to burn from the middle of the flame zone are continuously burned, and they are actively mixed with the sufficiently heated tertiary air while moving to the flame zone wake to reduce nitrogen oxides. .
또 다른 효과로 도 3 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 화로내 화염온도는 종래 버너에서보다 완만한 분포를 보이는 데, 이는 버너타일 관통구 근처에서 급격한 화염온도의 증가가 없어 질소산화물의 급격한 생성을 억제함을 보이고 있다.As another effect, as shown in Figure 3, the flame temperature in the furnace according to the present invention shows a more gentle distribution than in the conventional burner, which is because there is no sudden increase in flame temperature near the burner tile through-holes It has been shown to suppress production.
아울러, 도 4 에 도시한 바와 같이, 종래 버너에 비해 본 발명에 따른 미분탄 버너는 분진량도 감소하게 되며, 버너의 운전부하를 최소 20% 까지 줄여 운전할 수 있는 잇점이 있다. 그리고 각 부하별로 과잉공기량을 줄임으로써, 운전비의 절감을 도모할 수 있다.In addition, as shown in Figure 4, compared to the conventional burner pulverized coal burner according to the present invention is also reduced dust amount, there is an advantage that can be operated by reducing the operating load of the burner to at least 20%. In addition, by reducing the amount of excess air for each load, the operation cost can be reduced.
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