KR20010037288A - Pulverized coal burner for reducing NOx - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A pulverized coal burner restrains the generation of nitrogen oxide and enables coal to stably burn even under low load. CONSTITUTION: A pulverized coal nozzle(60) with a pulverized coal nozzle diffuser(62) formed to have a certain inclination is installed on the front end of a firebox side. A moving nozzle(70) is placed inside the pulverized coal nozzle(60) and has a moving nozzle diffusing part(74) with the same inclination as the pulverized coal nozzle diffuser(62). Under the low load, a moving nozzle transporting bar(72) is pulled toward the outside of a burner to move the moving nozzle(70) near the pulverized coal nozzle diffuser(62) to make the pulverized coal flow concentrated by the pulverized coal nozzle diffuser(62) is focused on the central part of the pulverized coal nozzle(60) by the moving nozzle(70) to maintain appropriate ratio between primary air and pulverized coal for stable combustion.

Description

질소산화물 저감형 미분탄 버너 {Pulverized coal burner for reducing NOx}Pulverized coal burner for reducing NOx}

본 발명은 미분탄 버너(pulverized coal burner)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 화석연료의 연소로 인하여 발생되는 질소 산화물을 연소과정에서 감소시킬 수 있는 미분탄 버너에 관한 것이다.The present invention relates to a pulverized coal burner, and more particularly, to a pulverized coal burner capable of reducing nitrogen oxides generated during combustion of fossil fuels during combustion.

미분탄 버너는 화석연료의 일종인 석탄을 분쇄기로 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 a pulverized coal of about 50 mesh, and then sends it to the brazier by the preheater with the primary air preheated and then with the secondary air. It is a device that burns in a floating state by spraying it from.

화석 연료를 사용하고 있는 산업용 보일러에 있어서 연소과정중에 형성되는 질소 산화물은 광화학 스모그를 일으키는 주 원인으로 이의 배출량이 엄격히 규제되고 있으므로 질소산화물의 저감 여부는 버너의 설계시 중요하게 작용한다.In industrial boilers using fossil fuels, nitrogen oxides formed during the combustion process are the main cause of photochemical smog, and their emissions are strictly regulated, so the reduction of nitrogen oxides plays an important role in the design of burners.

종래의 산업용 버너에서의 질소산화물 감소방법으로는 연소용 공기중에 함유된 질소가 고온의 연소분위기에서 과잉 산소와 반응하면서 생성되는 '열적 질소산화물(Thermal NOx)'을 감소시키기 위해 고온의 연소지역에서는 과잉산소가 부족하도록 연료과잉-공기부족 상태를 유지하면서 질소의 반응을 억제하고, 공기부족에 의해 발생되는 불완전 연소물은 화실 온도가 상대적으로 낮아지는 화로 후류측에서 충분한 연소용 공기를 주입하여 완전연소시키는 방법이 주로 사용되고 있다.The conventional method for reducing nitrogen oxides in industrial burners is to reduce the 'thermal NOx' produced by the reaction of nitrogen in the combustion air with excess oxygen in a high temperature combustion atmosphere. In order to suppress the excess oxygen, the reaction of nitrogen is suppressed while maintaining the fuel over-air deficiency state, and the incomplete combustion product generated by the lack of air is completely burned by injecting sufficient combustion air from the downstream side of the furnace where the firebox temperature is relatively low. The method of making is mainly used.

버너 앞부분에서 상대적으로 저온의 연소분위기를 형성하여 질소산화물의 생성을 억제하도록 1차 연소공기를 공급하여 연료과잉-공기부족 상태를 유지하고, 이때 생성된 불완전 연소물을 완전연소시키기 위해서 2차 연소공기를 공급한다.The combustion chamber is formed at a relatively low temperature in front of the burner to supply primary combustion air to suppress the production of nitrogen oxides, thereby maintaining fuel over-air deficiency, and in order to completely burn the incomplete combustion products generated therein, secondary combustion air. To supply.

상술한 바와 같이, 버너 앞에서 연료과잉-공기부족 상태를 형성하기 위한 방법으로 현재 실용화되어 있는 방법으로는 배기가스 재순환법(연소된 배기가스의 일부를 연소용 공기와 혼합하여 버너로 유입시켜 연소하는 방법), 화로내 이단연소(연소공기의 일부분을 버너위에 설치된 구멍으로 직접보내어 버너지역에서 불완전 연소된 연소가스를 완전연소시키는 방법)등의 설비 추가에 의한 질소산화물 감소방법이 있으나 이 방법은 질소산화물 감소효과는 높지만 기존 설비에 질소산화물 저감용 설비를 추가 설치해야하므로 경제적인 부담 및 설비, 보수, 유지에 지속적인 부담이 요구되는 문제점이 있다.As described above, a method that is currently put into practical use as a method for forming a fuel over-air insufficiency state in front of the burner includes an exhaust gas recirculation method (a part of the burned exhaust gas is mixed with combustion air and introduced into the burner to burn. Method) and nitrogen oxide reduction by adding equipment such as two-stage combustion in the furnace (directly sending a part of the combustion air to the hole installed on the burner to completely burn the combustion gas incompletely burned in the burner area). Although the oxide reduction effect is high, there is a problem in that an economic burden and a continuous burden on equipment, maintenance, and maintenance are required because additional equipment for reducing nitrogen oxide must be installed in the existing equipment.

이에 따라 최근에는 부가적인 설비없이, 버너에서 연소공기를 분할 공급하는 공기역학적인 방법을 사용하여 연소용 공기와 연료의 혼합특성을 제어함으로써 질소산화물의 생성을 감소시키는 '저 질소산화물 버너'를 선호한다.Therefore, in recent years, 'low nitrogen oxide burners', which reduce the production of nitrogen oxides by controlling the mixing characteristics of combustion air and fuel by using an aerodynamic method of splitting and supplying combustion air from a burner without additional equipment, are preferred. do.

도 7 은 종래의 저공해형 버너를 나타내고 있다.7 shows a conventional low pollution type burner.

액체 연료를 화로의 내부로 오일버너 노즐(12)을 포함하는 오일 버너 건(10)이 오일버너 외통(14)에 포함된 채 버너 타일(42)의 일부에 형성된 관통구를 통해 연통되어 설치되고, 오일버너 외통(14)의 외측에는 화석 연료의 일종인 미분탄과 1차공기를 혼합하여 공급할 수 있는 원통형의 미분탄 노즐(16)이 배치된다.The oil burner gun 10 including the oil burner nozzle 12 into the inside of the furnace is installed in communication with a through hole formed in a part of the burner tile 42 while being included in the oil burner outer cylinder 14. At the outside of the oil burner outer cylinder 14, a cylindrical pulverized coal nozzle 16, which can mix and supply pulverized coal which is a kind of fossil fuel and primary air, is disposed.

그리고 미분탄 노즐(16)의 외측에는 2차공기 선회기(22)와 3차공기 선회기(32)가 각각 장착된 2차공기 공급통(20)과 3차공기 공급통(30)을 설치한다. 이들 2차공기 공급통과 3차공기 공급통의 사이에는 공기 분리통(50)이 설치됨으로써 2차 공기 및 3차 공기 선회기들(22)(32)에 의해 유입되는 외부공기를 2차공기와 3차공기로 분리시킨다.And the outside of the pulverized coal nozzle 16 is provided with a secondary air supply cylinder 20 and a tertiary air supply cylinder 30, each of which is equipped with a secondary air swirler 22 and a tertiary air swirler 32, respectively. . An air separation tank 50 is installed between the secondary air supply cylinder and the tertiary air supply cylinder, so that the external air introduced by the secondary air and the tertiary air swirlers 22, 32 is separated from the secondary air supply cylinder. Separate with tertiary air.

이러한 미분탄 버너는 미분탄 노즐(16)을 통해 공급되는 미분탄과 1차공기가 오일버너 건(10)의 선단부에 설치되는 오일버너 노즐(12)에 의해 점화되어 화염대를 형성하게 되는 것으로서, 이 때 2차공기 공급통(20)과 3차 공기 공급통(30)에 장착된 2·3차공기 선회기(22)(32)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 coal and primary air supplied through the pulverized coal nozzle 16 is ignited by the oil burner nozzle 12 installed at the tip of the oil burner gun 10 to form a flame zone. The secondary and tertiary air swirlers 22 and 32 mounted on the secondary air supply cylinder 20 and the tertiary air supply cylinder 30 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.

상기와 같은 종래의 버너에서는 고부하시에는 2·3차 공기 공급통(20)(30)에 의하여 완전연소에 가깝게 연소됨으로써, 질소 산화물(NOx)의 생성을 억제할 수 있으나, 저부하시에는 공기의 과잉 공급에 의하여 질소 산화물(NOx)의 생성을 억제할 수 없게 되는 문제점이 있다.In the conventional burner as described above, the combustion of the nitrogen oxide (NOx) can be suppressed at low loads by being burned close to the complete combustion by the secondary and tertiary air supply vessels 20 and 30 at high loads. There is a problem that it is impossible to suppress the production of nitrogen oxides (NOx) due to the excessive supply.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 저 질소산화물 버너에서 고부하시 뿐만 아니라, 저부하시에도 좀더 향상된 완전연소를 추구함으로써 질소산화물(NOx)의 생성을 억제할 수 있는 질소 산화물 저감형 버너를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention provides a nitrogen oxide reduction burner capable of suppressing the production of nitrogen oxides (NOx) by pursuing improved combustion at a low load as well as at high loads in order to solve the above problems. Has its purpose.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버너에는, 종래의 미분탄 버너에 있어서, 오일 버너 외통의 외측에 설치되는 미분탄 노즐의 중간에 강사면을 갖는 노즐 벤츄리부를 형성하여 미분탄 이송용 1차 공기가 미분탄 노즐 내부에서 유로 변경이 가능하도록 함으로써 분출되는 미분탄 농도를 집중 도는 분산되도록 조정하여 다양한 부하에 대하여 착화 및 연소 안정화를 추구함으로써, 다양한 부하 변화에 대하여 연소 과정중 형성되는 공해물질 배출을 억제할 수 있도록 한 것이다.In the burner of the present invention for achieving the above object, in the conventional pulverized coal burner, a nozzle venturi having a inductor surface is formed in the middle of the pulverized coal nozzle provided on the outside of the oil burner outer cylinder so that the primary air for pulverized coal transfer is pulverized coal nozzle By changing the flow rate of the pulverized coal to be concentrated or distributed by internally changing the flow path, the ignition and combustion stabilization is pursued for various loads, so that the emission of pollutants formed during the combustion process for various load changes can be suppressed. will be.

또한, 2차공기 선회기를 통과한 연소공기는 미분탄류 및 노내 재순환류와 혼합을 최적화 함으로써, 버너 근처에서 석탄 중의 질소성분 가스화 촉진으로 주 연소 영역에서 환원 분위기 형성에 기여하여 후류쪽에 질소성분 산화 반응억제로 인한 연료중 질소산화물(NOx) 생성을 억제한다. 이와 함께 강선회한 3차 공기의 분출방향을 화로 벽측으로 향하도록 함으로써 화염대는 화로 반경 방향으로 넓고 짧게 형성하고, 중심부에 큰 재순환류를 만들어 준다.In addition, the combustion air passing through the secondary air swirler optimizes the pulverized coal and the in-house recycle and mixing, thereby promoting the formation of nitrogen gas in the coal near the burner, contributing to the formation of a reducing atmosphere in the main combustion zone, and nitrogen component oxidation reaction in the downstream side. Suppresses the production of NOx in fuels. In addition, by directing the direction of blown tertiary air to the furnace wall side, the flame zone is formed short and wide in the furnace radial direction, and creates a large recycle flow in the center.

상기한 과정에서 형성된 화염은 버너 근처에 고온부가 집중되지만, 전체적으로 화로 벽과의 전열면적 증가에 의해 복사열 전달이 원활하게 진행되어 전체적인 화염대 온도는 낮게 유지되고, 중심부의 저 산소 영역 확대에 의해 기 형성된 질소 산화물의 환원 반응을 촉진하게 된다.The flame formed in the above process is concentrated in the high temperature area near the burner, but the overall radiant heat transfer is smoothly progressed by the increase of the heat transfer area with the furnace wall, and the overall flame zone temperature is kept low. It will promote the reduction reaction of the formed nitrogen oxides.

이에 따라 주 화염대의 미분탄 연소는 휘발성분이 둔화되며, 전반적인 화염대의 산소농도가 낮음으로 촤(Char) 중의 질소 분에 의한 질소 산화물 생성량도 크게 증가되지 않는다.Accordingly, the pulverized coal combustion of the main flame zone slows down the volatile content, and the overall oxygen concentration of the flame zone is low, so that the amount of nitrogen oxide produced by the nitrogen content in the char does not increase significantly.

또한, 화로 벽을 따라 화염대 후류부로 집중된 3 차 공기는 미연 상태로 이동된 휘발성분과 촤(Char)를 충분한 산소상태로 유지하면서 완전 연소를 이루게 함으로써 미분탄을 연소할 때 질소 산화물과 분진량을 통시에 저감할 수 있도록 한 것이다.In addition, the tertiary air concentrated along the furnace wall to the downstream side of the flame zone allows the combustion of pulverized pulverized coal and the amount of dust when combusting pulverized coal. It is to reduce.

이와 같은 미분탄 버너에 의하여, 고부하시와 저부하시에 농도 분리통의 위치를 변경하고, 화실 내부에서의 공기의 흐름을 제어함으로써, 다양한 운전부하에 대해 관내 미분탄 축적을 방지하고 연소 안정화 및 이에 따른 질소 산화물을 줄일 수 있도록 하는 것이다.By such a pulverized coal burner, by changing the position of the concentration tank at high and low loads, and controlling the flow of air in the firebox, to prevent the accumulation of pulverized coal in the tube for various operating loads, to stabilize combustion and thus nitrogen It is to reduce the oxide.

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 2는 도 1의 주요부에 대한 확대 단면도 및 A-A'선 단면도2 is an enlarged cross-sectional view and a line A-A 'of the main part of FIG.

도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 부하별 미분탄의 농도를 나타내는 작동 상태도3a and 3b is an operating state diagram showing the concentration of pulverized coal for each load according to the present invention

도 4는 본 발명에 의한 화로내 온도 분포 특성을 나태내는 그래프Figure 4 is a graph showing the temperature distribution characteristics in the furnace according to the present invention

도 5는 본 발명에 의한 화로내 질소산화물 배출특성을 나타내는 그래프5 is a graph showing the nitrogen oxide emission characteristics in the furnace according to the present invention

도 6은 본 발명에 의한 화로내 산소 요구량 및 분진의 배출특성을 나타내는 그래프.Figure 6 is a graph showing the discharge characteristics of the oxygen demand and dust in the furnace according to the present invention.

도 7는 종래의 미분탄 버너의 구성을 개략적으로 도시한 단면도7 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

10 : 오일 노즐 12 : 버너 타일10: oil nozzle 12: burner tile

20 : 2차 공기 공급통 30 : 3차 공기 공급통20: secondary air supply container 30: tertiary air supply container

50 : 공기분리통 60 : 미분탄 노즐 62 : 노즐 벤츄리부 70 : 미분탄 농도 분리통50: air separation container 60: pulverized coal nozzle 62: nozzle venturi 70: pulverized coal concentration separator

72 : 농도 분리통 이동바 74 : 농도 분리통 지지바72: concentration separator moving bar 74: concentration separator support bar

76 : 관통공76: through hole

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.

또한 본 실시예에서 도 7을 참조한 종래 구성의 구조와 동일한 부분은 설명의 중복을 피하기 위해 동일 부호를 사용한다.Also, in the present embodiment, the same parts as those of the structure of the conventional configuration with reference to FIG. 7 use the same reference numerals to avoid duplication of description.

도 1 에는 본 발명의 특징에 따른 질소산화물 저감형 미분탄 버너의 개략적인 단면도를 나타내는 것이며,Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of the nitrogen oxide reduced pulverized coal burner according to the characteristics of the present invention,

도 2는 도 1의 주요부에 대한 확대 단면도 및 A-A'선 단면도이다.2 is an enlarged cross-sectional view and a cross-sectional view taken along line AA ′ of the main portion of FIG. 1.

액체 연료를 화로의 내부로 오일버너 노즐(12)을 포함하는 오일 버너 건(10)이 오일버너 외통(14)에 포함된 채 버너 타일(42)의 일부에 형성된 관통구를 통해 연통되어 설치되고, 오일버너 외통(14)의 외측에는 화석 연료의 일종인 미분탄과 1차공기를 혼합하여 공급할 수 있는 원통형의 미분탄 노즐(16)이 배치되며, 미분탄 노즐(16)의 외측에는 2차공기 선회기(22)와 3차공기 선회기(32)가 각각 장착된 2차공기 공급통(20)과 3차공기 공급통(30)을 종래의 미분탄 버너에 있어서,The oil burner gun 10 including the oil burner nozzle 12 into the inside of the furnace is installed in communication with a through hole formed in a part of the burner tile 42 while being included in the oil burner outer cylinder 14. On the outside of the oil burner outer cylinder 14, a cylindrical pulverized coal nozzle 16, which is capable of supplying a mixture of pulverized coal and primary air, which is a kind of fossil fuel, is disposed, and a secondary air swirler outside the pulverized coal nozzle 16. In the conventional pulverized coal burner, the secondary air supply cylinder 20 and the tertiary air supply cylinder 30 equipped with the 22 and the tertiary air swirler 32 are respectively mounted.

중앙에 경사면의 노즐 벤츄리부(62)를 갖는 미분탄 노즐(60)을 형성하고, 그 내부에는 오일 버너 외통(14)을 타고 이동 가능한 농도 분리통(70)이 구성되어 있다.The powdered coal nozzle 60 which has the nozzle venturi part 62 of the inclined surface in the center is formed, and the density | concentration separation cylinder 70 which is movable inside the oil burner outer cylinder 14 is comprised inside.

미분탄 분리통(70)은 2개의 원통을 다수개의 농도 분리통 지지바(74)에 의해 지지하며, 농도 분리통 이동 바(72)에 의하여 오일버너 외통(14)을 타고 움직일 수있게 되어 있는 구조로서, 미분탄 농도 분리통(70)에 의하여 화실로 유입되는 1차 공기에 섞인 미분탄의 농도를 조절할 수 있도록 한다.The pulverized coal separation tank 70 supports two cylinders by a plurality of concentration separation tank support bars 74, and is configured to be able to move on the oil burner outer cylinder 14 by the concentration separation tank moving bar 72. As such, it is possible to adjust the concentration of the pulverized coal mixed in the primary air introduced into the fire chamber by the pulverized coal concentration separation tank (70).

상기 미분탄 농도분리통(70)은 고부하에서는 초기 연소영역의 저산소화를 실현토록 하고, 저부하에서는 과다한 1차공기-석탄비를 줄일 수 있도록 하여 질소산화물(NOx) 억제와 저부하에서의 화염안정성 강화를 추구할 수 있도록 구성되어 있다.The pulverized coal concentration separation tank 70 realizes low oxygen in the initial combustion zone at high load, and reduces excessive primary air-coal ratio at low load, thereby pursuing NOx suppression and strengthening flame stability at low load. It is configured to do so.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 질소산화물 저감형 버너의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the nitrogen oxide reduced burner according to the present invention configured as described above are as follows.

버너를 작동시킴에 따라 오일 노즐(10)에서 액체 연료가 분사되어 불꽃이 점화되고, 이와 동시에 미분탄 노즐(60)을 통해 미분탄과 1차공기가 화로 내부로 분출된다.As the burner is operated, liquid fuel is injected from the oil nozzle 10 to ignite the flame, and at the same time, the pulverized coal and the primary air are ejected into the furnace through the pulverized coal nozzle 60.

이 때, 미분탄 농도 분리통(70)에 의하여 부하 조정을 하게 되는 것으로서, 고 부하시에는 농도 분리통 이동바(72)을 이용하여 미분탄 농도 분리통(70)을 화실 가까이 삽입하면, 미분탄 농도 분리통(70)이 미분탄 노즐(60)의 노즐 벤츄리부(62)에 의한 간격이 멀어지게 되어 다량의 미분탄 및 1차 공기가 화실로 확산하게 되며, 여기에 2차 공기 선회기(22) 및 3차 공기(32)에 의하여 연소를 함으로써, 완전 연소를 도모하게 되는 것이다.At this time, the load is adjusted by the pulverized coal concentration separator 70. When the pulverized coal concentration separator 70 is inserted near the firebox by using the concentration separator moving bar 72 at the time of high load, the pulverized coal concentration separator is separated. The cylinder 70 is spaced apart by the nozzle venturi 62 of the pulverized coal nozzle 60 so that a large amount of pulverized coal and primary air diffuse into the firebox, and the secondary air swirlers 22 and 3 By combustion by the primary air 32, complete combustion is achieved.

또한, 저 부하시에는 농도 분리통 이동바(72)에 의하여 미분탄 농도 분리통(70)을 화실로 부터 멀리하게 되면, 미분탄 노즐(60)의 경사면을 갖는 노즐 벤츄리부(62)가 근접하게 되고, 이에 따라 화실로 유입되는 1차 공기와 섞인 미분탄의 양이 줄어들게 됨으로써, 질소산화물 생성이 증가되는 것을 막을 수 있도록 하는 것이다.In addition, when the pulverized coal concentration separator 70 is separated from the fire chamber by the concentration separator moving bar 72 at low load, the nozzle venturi 62 having the inclined surface of the pulverized coal nozzle 60 is brought close to each other. Therefore, the amount of pulverized coal mixed with the primary air flowing into the firebox is reduced, thereby preventing the formation of nitrogen oxides.

이를 좀 더 상세하게 도면을 참조하면서 이동 노즐의 부하별 위치에 따라 설명하면 다음과 같다.Referring to this in more detail with reference to the drawings according to the position of the load of the moving nozzle as follows.

도 3에는 이동노즐의 부하별 위치 및 흐름형상을 나타내고 있는 것으로서,Figure 3 shows the position and flow shape of the moving nozzle for each load,

도 3a는 저부하시, 도 3b는 고부하시를 나타내는 것이다.Figure 3a shows a low load, Figure 3b shows a high load.

도 3a에서와 같이, 저부하시에는 농도 분리통 이송 바(72)을 버너 외측으로 잡아 당기면 미분탄 농도 분리통(70)이 미분탄 버너 노즐(60)의 노즐 벤츄리부(62)가까이 위치하게 된다. 이렇게 함으로써 노즐 벤츄리부(62)를 통해 집중된 미분탄류가 미분탄 농도 분리통(70)에 의하여 미분탄 노즐(60)의 중앙부에 집중화되어 적절한 1차공기/미분탄 비를 유지함으로써 안정된 연소를 실현할 수 있으며, 여기에 2차 공기 및 3차공기 선회기(22)(32)를 통하여 공기 과일선회류로 둘러쌓인 공기부족 난류화염의 형성으로 버너 근처에서 고온으로 인한 연료의 증발 및 열 분해를 촉진시켜 질소산화물을 질소로 환원 반응을 유도하며, 강선회된 연소공기의 유입으로 화염 후류 측의 일산화탄소 발생량 및 불투명도를 현저히 줄일 수 있는 것이다.As shown in FIG. 3A, when the concentration separator transfer bar 72 is pulled out of the burner at the bottom of the burner, the pulverized coal concentration separator 70 is positioned near the nozzle venturi 62 of the pulverized coal burner nozzle 60. In this way, the pulverized coals concentrated through the nozzle venturi part 62 are concentrated in the center of the pulverized coal nozzle 60 by the pulverized coal concentration separator 70, so that stable combustion can be realized by maintaining an appropriate primary air / pulverized coal ratio. In addition, the formation of air-poor turbulent flames surrounded by air fruit swirls through the secondary air and tertiary air swirlers (22) and (32) promotes the evaporation and thermal decomposition of fuel due to the high temperature near the burner, thereby providing nitrogen oxides. To induce a reduction reaction with nitrogen and significantly reduce the carbon monoxide generation and opacity of the flame wake side by the inflow of the swirling combustion air.

또한, 고부하시에는 도 3b에 도시된 바와 같이, 미분탄 농도 분리통(70)을 화실측으로 밀어 넣어, 미분탄 농도 분리통(70)이 비분탄 버너 노즐(60)의 경사면을 갖는 노즐 벤츄리부(62)에서 멀리 위치토록 하면 농도 분리통(70)에 의한 효과는 적어지게 되어, 종래의 미분탄 버너에서와 같이 미분탄 버너노즐(60)의 구경 전체적으로 분포되어 화실로 분출됨으로써, 분포된 미분탄 및 1차 공기에 2차 공기 선회기를 통해 반경 방향 질량 분포를 조절함으로써 화염 형상을 조절할 수 있도록 하였으며, 환원 분위기 강화로 미분탄의 휘발분 중에 포함된 질소성분은 질소 산화물 보다는 질소 분자로 전환되도록 하였다.In addition, at high load, as shown in FIG. 3B, the pulverized coal concentration separator 70 is pushed toward the fire chamber side, so that the pulverized coal concentration separator 70 has an inclined surface of the non-coal coal burner nozzle 60 ( 62, the farther away from the concentration separation container 70, the smaller the effect is, and as in the conventional pulverized coal burner, the entire caliber of the pulverized coal burner nozzle 60 is distributed and ejected into the firebox, thereby the distributed pulverized coal and primary By controlling the radial mass distribution through the secondary air swirler in the air, the flame shape can be controlled, and the nitrogen component contained in the volatile matter of the pulverized coal is converted into nitrogen molecules rather than nitrogen oxides by strengthening the reducing atmosphere.

따라서, 화염대 초기에서 집중적으로 발생되는 질소 산화물을 다시 환원시킴으로써 그 생성량을 줄일 수 있다.Therefore, the amount of production can be reduced by reducing the nitrogen oxides intensively generated at the beginning of the flame zone again.

이러한 질소 산화물 억제 과정에서 필연적으로 증가되는 미연분은 화염대 후류에서 3차 공기와 활발하게 혼합되면서 완전 연소하게 된다.In the process of inhibiting nitrogen oxides, the inevitably increased fine dust is completely combusted by actively mixing with tertiary air after the flame zone.

후류 연소 지역에서는 화염대 중간 부위부터 연소되기 시작한 대부분의 촤(Char) 성분이 계속적으로 연소되는 것으로 화염대 후류로 이동하면서 충분하게 가열된 3차 공기와 혼합되어 활발하게 연소됨으로써 질소산화물 뿐만 아니라, 연소시의 미연 손실을 기존의 미분탄 버너에 비해 현저하게 줄일 수 있는 것이다.In the post-combustion zone, most of the Char component that started to burn from the middle of the flame zone is continuously burned, and is mixed with sufficiently heated tertiary air as it moves to the flame zone afterwards, thereby actively burning. Unburned losses in combustion can be significantly reduced compared to conventional pulverized coal burners.

도 4 는 상기한 미분탄 버너에 의한 화실내의 온도 분포 특성되이다.4 is a temperature distribution characteristic in a firebox by the pulverized coal burner described above.

종래의 미분탄 버너에서는 버너 입구에서는 완만한 상승 후, 일정 깊이 후에는 완만한 하강 곡선을 그리며 온도 분포가 형성되는데 반하여, 본 발명의 미분탄 버너에 있어서는 버너의 노즐에서 나온 미분탄이 2차, 3차 공기와 혼합되기 전까지는 급격한 온도의 상승을 보이다가, 2차, 3차 공기가 섞이는 부분부터는 급격히 하강하고 있다.In the conventional pulverized coal burner, the temperature distribution is formed after a gentle rise at the burner inlet and a gradual falling curve after a certain depth. In the pulverized coal burner of the present invention, the pulverized coal from the nozzle of the burner is secondary and tertiary air. The temperature rises rapidly until it is mixed with, and then drops rapidly from the part where the secondary and tertiary air are mixed.

도 5는 상기한 미분탄 버너에 있어서의 질소산화물 배출 특성도이다.5 is a diagram illustrating nitrogen oxide emission in the pulverized coal burner described above.

종래의 미분탄 버너에서는 버너 입구에서는 완만한 상승 후, 일정 깊이 후에는 완만한 하강 곡선을 그리며 질소산화물이 배출되는데 반하여, 본 발명의 미분탄 버너에 있어서는 미분탄 노즐에 의한 1차 연소 영역에서 급격한 질소산화물 배출되나, 2차 공기 및 3차 공기에 의한 주 연소영역 및 후류 연소영역을 지나면서 질소산화물의 배출이 급격히 하강하고 있다.In the conventional pulverized coal burner, nitrogen oxide is discharged after a gentle rise at the burner inlet, and after a predetermined depth, while the pulverized coal burner of the present invention is rapidly discharged in the primary combustion region by the pulverized coal nozzle. However, the emission of nitrogen oxides is drastically lowered through the main combustion zone and the downstream combustion zone by the secondary air and tertiary air.

이에 따라 도면에서 보는 바와 같이, 전체적인 질소산화물 발생량은 본 발명이 종래 발명보다 현저히 감소함을 알 수 있다.Accordingly, as shown in the figure, it can be seen that the overall amount of nitrogen oxide generation is significantly reduced than the present invention.

도 6은 화실에서의 산소 요구량 및 분진 배출량을 나타내는 특성도로서,6 is a characteristic diagram showing the oxygen demand and the dust emission amount in the firebox;

종래의 미분탄 버너에 비하여 요구되는 산소의 양도 적을 뿐만 아니라, 배출되는 분진의 양도 감소함을 알 수 있다.Compared with the conventional pulverized coal burner, the amount of oxygen required is not only small, but the amount of dust emitted is also reduced.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 미분탄 버너는 고 부하시 뿐만 아니라, 저부하시에도 종래의 버너보다 개선된 완전연소를 얻을 수 있다.As described above, the pulverized coal burner according to the present invention can obtain improved combustion more than a conventional burner at high load as well as at low load.

연소 초기에는 다량의 질소산화물이 생성되지만 저산소 분위기가 지속되면서 질소 산화물은 급격히 질소 분자로 환원되어 종래 고안에 비해 약 20%이상으로 질소산화물 발생량을 줄일 수 있다.In the initial stage of combustion, a large amount of nitrogen oxides are produced, but as the low oxygen atmosphere continues, nitrogen oxides are rapidly reduced to nitrogen molecules, thereby reducing the amount of nitrogen oxides generated by about 20% or more compared with the conventional design.

또한 저부하에서도 적절한 석탄-공기비를 형성시킬 수 있어 오일 노즐에 의한 부가적인 화염없이도 안정된 미분탄 연소를 수행할 수 있다.It is also possible to form an appropriate coal-air ratio even at low loads, which enables stable pulverized coal combustion without additional flames by oil nozzles.

본 발명의 미분탄 버너만으로도 별도의 질소산화물 저감 설비를 사용하지 않고 환경규제치를 만족하므로, 추가 설비 부담을 해소하여 경제성을 추구할 수 있다.The pulverized coal burner of the present invention alone satisfies the environmental regulations without the use of a separate nitrogen oxide reduction equipment, so that the additional equipment burden can be eliminated and economical efficiency can be pursued.

Claims (3)

액체연료를 공급하는 오일 노즐, 2차공기 선회기와 3차공기 선회기가 각각 장착된 2차공기 공급통과 3차공기 공급통, 2차공기 공급통과 3차공기 공급통에 의한 공기를 분리하기 위한 공기 분리통, 버너타일로 구성된 미분탄 버너에 있어서,To separate the air by the oil nozzle supplying the liquid fuel, the secondary air supply tank and the secondary air supply cylinder equipped with the secondary air swirler and the tertiary air swirler, respectively, the secondary air supply cylinder and the tertiary air supply cylinder In the pulverized coal burner consisting of a separation container and a burner tile, 중앙에 일정 경사각을 갖는 노즐 벤츄리부를 구비한 미분탄 노즐을 구성하고, 그 내측에 이동 가능한 미분탄 농도분리통을 설치하여서 구성한 것을 특징으로 하는 질소 산화물 저감형 미분탄 버너.A pulverized coal pulverized coal burner comprising a pulverized coal nozzle having a nozzle venturi portion having a predetermined inclination angle at the center thereof, and having a pulverized coal concentration separator disposed therein. 제 1 항에 있어서, 미분탄 농도 분리통은 2 개의 원통 사이로 미분탄 및 1차 공기가 통과할 수 있도록 2개의 원통 사이에 다수개의 농도 분리통 지지바(74)에 의해 고정한 것을 특징으로 하는 질소 산화물 저감항 미분타 버너.The pulverized coal concentration separator of claim 1, wherein the pulverized coal concentration separator is fixed by a plurality of concentration separator support bars 74 between two cylinders so that pulverized coal and primary air can pass between the two cylinders. Hang Mibunta burner. 제 1 항에 있어서, 미분탄 농도 분리통은 농도 분리통 이송 지지바에 의하여 부하에 따라 외부에서 이송 가능토록하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 질소산화물 저감형 미분탄 버너.The pulverized coal pulverized coal burner according to claim 1, wherein the pulverized coal concentration separator can be transferred from the outside according to the load by the concentration separator transfer support bar.
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