KR20050085508A - 연소장치 및 윈드박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온 연소가스와 공기와의 혼합을 촉진하여 미연분의 저감을 도모하여도 NOx의 생성이 억제되는 연소장치를 제공하는 것이다.

이론 공기비 이하로 연료를 연소시키는 버너와, 버너에서의 부족분의 연소용 공기를 공급하는 에어포트를 구비한 연소장치에 있어서, 양자의 혼합영역 또는 그 근방에 질소산화물 생성 억제 기체를 공급하는 공급장치를 설치한 것을 특징으로 한다.

또, 고온 연소가스와 공기와의 혼합을 촉진하여 미연분의 저감을 도모하여도 NOx의 생성이 억제되는 윈드박스를 제공한다. 버너의 후류측에 배치되어 버너에서의 부족분의 연소용 공기를 공급하는 에어포트를 가지는 윈드박스에 있어서, 양자의 혼합영역 또는 그 근방에 질소산화물 생성 억제 기체를 공급하는 공급장치를 설치한 것을 특징으로 한다.

Description

연소장치 및 윈드박스{COMBUSTION APPARATUS AND WIND BOX}

본 발명은 사업용 보일러, 산업용 보일러 등의 연소장치에 관한 것으로, 특히 미연분의 발생이 적고, 고효율 연소가 가능하며, 또한 노 내에서의 질소 산화물(NOx)의 생성을 억제할 수 있는 연소장치에 관한 것이다.

현재, 발전 등 사업용 보일러의 화로 내에서의 석탄 등 연료의 연소에 의하여 발생하는 연소가스 중에 함유되는 질소산화물(NOx)을 제거하기 위하여 화로로부터 배출되는 연소가스(이하 배기가스라 한다)가 유통하는 배기가스 유로의 후류측에 탈질장치를 설치하고 있다. 그러나 한쪽에서는 탈질장치에 있어서의 암모니아의 소비 등에 요하는 운전비용을 절약하기 위하여 화로 내에서의 연소단계에서 저 NOx연소를 행하여 화로내에서 발생하는 NOx 량을 가능한 한 적게 하도록 하고 있다.

이 저 NOx 연소방법에는, 연료의 연소에 필요한 공기(이하 연소용 공기라 한다)를 화로 내 전체에서 분할 공급하는 2단 연소법과, 버너로서 저 NOx기능을 가지게 한 저 NOx버너를 사용하는 방법이 있고, 통상은 이들을 병용한 저 NOx 연소가 행하여지고 있다.

도 20A는 보일러 등의 연소장치의 구성의 예를 나타내는 개략 정면도, 도 20B는 그 연소장치의 개략 측면도이다. 수벽(1)(water wall)으로 구획 형성된 화로에는 3단의 버너(2)와 1단의 에어포트[이하, 버너에서 보아 가스흐름 후류측에 있다는 의미로 애프터 에어포트(AAP)라 기재한다](3)가, 각각 4열 대향하여 설치되어 있다. 각 버너(2)와 AAP(3)에 연소용 공기를 공급하기 위하여 버너용 윈드박스(4) AAP용 윈드박스(5)가 각각 설치되어 있다. 버너(2)에서는 공기비(버너에 공급하는 공기량/이론 공기량)가 0.8 정도의 연소를 행한다. 즉, 연료의 완전연소에 이론상 필요한 공기량(이론 공기량)에 대하여 약간 공기부족의 연소를 행함으로써 NOx의 발생이 저감된다. 그러나 반대로 연료의 미연소의 비율(이하, 미연분이라 한다)이 증가하기 때문에 후류의 AAP(3)로 부족분의 공기를 불어 넣어 완전연소를 행하게 한다.

이와 같이 2단 연소법은 NOx의 발생량을 저감하는 데 유효한 방법이다. 또한 저 NOx 버너에 대해서는 버너에서 형성되는 불꽃 내에서 탈질을 행할 수 있도록 버너구조를 연구한 것이나, 여기서는 상세한 설명은 행하지 않는다.

종래의 AAP 구조를 도 21에 나타낸다. 수벽(1)의 버너(2)보다도 가스흐름 하류측[버너(2)의 위쪽]에 설치된 AAP(3)의 AAP용 윈드박스(5)에 고온의 연소용 공기(이하, 고온공기라 한다)(8)가 공급되고, 화로 내에 있어서의 고온 연소가스 내에 고온공기가 분류가 되어 공급된다. 여기서 연소용 공기(8)는 통상은 화로 내에 있어서의 고온 연소가스 온도를 높게 유지함으로써 플랜트의 발전효율을 향상시키기 위하여 300℃정도로 승온한 후에 버너 및 AAP에 공급하고 있다.

2단 연소법의 채용시에는, 연소영역이 화로의 하류측으로 옮겨가 있기 때문에 화로 내의 고온 연소가스와 AAP(3)로부터의 고온 공기류와의 혼합이 나쁘면, 고온 연소가스와 고온 공기(8)와의 혼합이 충분히 행하여지지 않은 채로 고온 연소가스가 화로로부터 배출되게 되기 때문에, 화로로부터의 배기가스 중에 미연분(석탄 중의 미연탄소, 연소가스 중의 일산화탄소)이 많이 함유되게 된다. 따라서 연소효율이 크게 경제성에 영향을 미치는 사업용 보일러의 화로에서는 AAP(3)로부터의 공기의 혼합을 촉진시키기 위하여 도 22에 나타내는 바와 같은 구조의 AAP도 사용되고 있다[특허문헌 1(일본국 특개소59-109714호 공보)참조]. 이 구조에 있어서 선회기(6)로부터 공급되는 선회가 걸린 고온 공기류에 의하여 고온 연소가스와의 혼합이 촉진된다. 동시에, 선회류의 중심부에 댐퍼(7)로 유량이 제어된 직진류를 분사시켜 분류의 관통력을 확보함으로써 화로의 중앙부까지 고온 공기류를 공급할 수 있다.

도 23은 예를 들면 특허문헌 2(일본국 특개평3-286906호 공보) 및 특허문헌 3 (일본국 실개평1-101011호 공보)에 개시되어 있는 연소장치의 개략 구성도이다. 수벽(1)에 버너(2)와 하단 포트(11)와 상단 포트(12)가 설치되어 있다. 즉, AAP가 상하 2단으로 나누어 설치되어 있다. 하단 포트(11)로부터는 배기가스 또는 저온공기(10)를 공급하고, 상단 포트(12)로부터는 고온공기(8)를 공급한다.

버너(2)와 상단 포트(12)는 통상의 2단 연소법을 실현한다. 여기서 화로 내의 버너 상부에 있어서 고온부가 되고, 여기에 고온공기(8)를 공급하면 가스온도가 너무 높아져 NOx가 발생하기 쉽다. 이 때문에 일단 화로 내의 가스온도를 저하시키기 위하여 하단 포트(11)로부터는 배기가스 또는 저온공기(10)를 공급하여, NOx의 발생을 방지하고 있다.

그러나 이 연소장치에서는 화로 내의 버너 상부의 고온의 연소가스 온도를 저하시키기 위하여 다량의 배기가스 또는 저온공기(10)를 공급할 필요가 있고, 그 때문에 플랜트 발전효율의 저하가 현저하다.

도 24는 또 다른 종래기술에 관한 연소장치의 개략 구성도이다. 도면에 나타내는 바와 같이 버너(2)는 3단 대향, AAP(3)는 1단 대향의 형으로 배치되어 있다. 상기 도면에 있어서 22는 탈질장치 등의 환경장치, 23은 개폐밸브, 24는 공기 예열기, 25는 압입 송풍기(FDF), 26은 석탄 미분쇄기, 27은 굴뚝, 28은 배기가스 재순환 송풍기(GRF), 41은 화로, 43은 연소용 공기유로, 70은 배기가스, 71, 72, 73은 전열관, 74는 화로의 바닥부에 배기가스를 공급하기 위한 노 바닥 가스공급실이다.

이 구성의 연소장치에 있어서의 NOx 농도의 노 내 분포를 도 25에 나타낸다. 상기 도면의 가로축은 NOx농도, 세로축은 화로 높이방향의 거리를 나타내고 있다.

상기 도면에 나타내는 바와 같이 2단 연소에 의하여 버너로부터 공급되는 공기유량이 이론 공기유량을 하회하는 경우, 2단 연소용 공기가 혼합되기까지의 노 내 가스는 환원분위기이고, 버너영역에서 발생한 NOx는 점차로 저하한다. AAP에 의한 2단 연소용 공기의 공급에 의하여 산화분위기로 바꾸기 때문에 종래기술에서는 실선으로 나타내는 바와 같이 NOx 량은 증가한다. 증가하는 NOx는 연소가스 중에 함유되는 미연 질소화합물의 산화에 기인하는 것과, 공기 중 질소의 고온하에서의 산화에 기인하는 것(서멀 NOx)의 2종류가 있다. 미분탄 연소에 있어서는, 저 NOx연소기술의 고도화에 의하여 NOx 레벨은 대폭으로 저하하고 있다.

종래는 NOx 저감의 대상은 연료 중의 질소에 기원을 가지는 퓨엘 NOx가 주체였으나, NOx 레벨이 200 ppm 이하도 가능하게 된 요즘에 있어서는 서멀 NOx의 존재를 무시할 수 없게 되었다. 연소 시뮬레이션의 결과, 서멀 NOx는 전발생 NOx량의 대략 절반에 미치는 것도 있는 것이 분명하게 되었다. 또 서멀 NOx의 대부분이 AAP로부터의 연소용 공기(2단 연소용 공기라 부르는 것도 있다)의 공급후에 발생하는 것도 판명되었다. 또한 버너 상부의 고온부에 존재하는 미연분이 2단 연소용 공기에 의하여 연소하는 초기단계에서 국소적으로 고온이 되어, 급격하게 서멀 NOx가 생성되는 것을 알 수 있었다.

이 현상을 도 26을 사용하여 상세하게 설명한다. 이 도면은 수벽(1)에 설치된 종래기술로 이루어지는 AAP 구조와, AAP로부터의 분출공기와 화로(41) 내의 고온연소가스의 혼합상태를 나타내고 있고, 이 예의 경우, AAP 구조는 2개의 유로를 가지는 타입이다.

2단 연소용 공기[AAP 1차 공기(105), AAP 2차 공기(106)]는, 2단 연소공기용 윈드박스(101)로부터 중심측의 AAP 1차 공기유로(102)와, 바깥 둘레측의 AAP 2차 공기유로(103)를 통하여 화로(41) 내로 분출된다. 상기 AAP 2차 공기(106)에는 AAP 2차 공기용 레지스터(104)에 의하여 적정한 선회가 주어진다. 또한 1000은 2단 연소공기용 윈드박스(101)로부터 AAP 1차 전기(105)로서 AAP 1차 공기유로(102)에 도입하기 위한 개구부이다.

플랜트의 발전효율을 향상시키기 위한 연소촉진의 관점으로부터 2단 연소용 공기에는 고온공기가 사용되는 일이 많다. 미연분을 저감하기 위하여 AAP로부터 공급되는 공기와 화로 내의 고온 연소가스의 혼합촉진이 필요하다. 혼합촉진을 위해서는 공기분류를 화로 중앙부까지 두루 미치게 하는 것과, 분류 폭을 넓혀 분류 사이의 간극이 없도록 할 필요가 있기 때문에, 공기분류의 분출속도를 증가하여 분류의 관통력을 강화하는 것, 공기분류에 선회를 주는 것 등이 행하여진다. 이 경우 어느 것이나, 공기와 고온 연소가스의 혼합영역에서 난류 강도가 커진다. 난류 강도가 커지면혼합영역에서의 산화반응이 촉진되어, 국소온도가 상승한다. 또 혼합영역으로는 충분한 공기공급이 이루어지기 때문에, 산소농도도 높은 상태에 있다. 따라서 혼합영역에 있어서는, 서멀 NOx 발생의 요건인 고온·고산소 농도의 조건이 성립한다.

서멀 NOx를 저감하는 기술로서, 연소용 공기에 배기가스의 일부를 혼합하는 배기가스 혼합이 기름을 때는 보일러나 가스를 때는 보일러에 있어서 흔히 사용되고 있다. 도 27에 배기가스 혼합을 적용한 연소장치의 개략 구성을 나타낸다.

배기가스의 일부는 가스 재순환 송풍기(28)에 의하여 되돌아가고, 그 일부는 노 바닥 가스공급실(74)로부터 노 내에 공급되어 재열증기 온도의 제어에 사용되고 있다. 또 배기가스의 일부는 NOx 저감을 위하여 가스 재순환 송풍기(28) 출구에서 분기되어 가스 혼합용 유로(29)를 통하여 연소용 공기유로(43)에 도입되고 있다. 30은 가스 혼합용 유로(29)상에 설치된 가스 혼합 조정 댐퍼이다.

배기가스를 혼합한 연소용 공기는 버너(2)와 AAP(3)로부터 노 내에 공급된다. 배기가스 혼합은, 연소온도의 저감과 연소장의 산소농도 저하에 의하여 서멀 NOx를 효과적으로 저감할 수 있는 방법이다. 이 방법은 연소속도가 빠른 기름이나 가스를 연료로 하는 보일러에 대해서는 문제없이 적용 가능하다. 그러나 연소속도가 비교적 느린 석탄을 때는 보일러에 대하여 배기가스 혼합을 적용하면, 연소장 전체의 연소온도의 저하와 산소농도의 저하에 의하여 연소효율을 크게 저하시키는 요인이 된다.

또, 저 NOx 석탄버너 불꽃 중에서는 일단 발생한 NOx가 중간 생성물에 의하여 환원되는 불꽃 내 탈질반응이 존재하나, 이 불꽃 내 탈질반응은, 불꽃이 고온이 될 수록 탈질효율이 향상하는 것을 알고 있다. 배기가스 혼합에 의하여 불꽃온도를 내리면 탈질효율의 저하에 의하여 오히려 발생 NOx를 높이는 일도 있다.

상기한 바와 같이 2단 연소법은, 화로 전체에서는 NOx 저감효과를 가지나, AAP 자체는 NOx를 생성하는 효과를 가진다. 종래의 AAP는 미연분을 저감하여 완전연소를 도모하기 위하여 화로 내의 고온 연소가스와 공기와의 혼합을 촉진한 경우, AAP 에서의 생성 NOx가 증가한다는 결점이 있다.

또한 상기한 바와 같이 석탄을 때는 연소장치의 서멀 NOx를 저감하기 위하여 배기가스 혼합을 적용하면, 연소효율의 저하나 불꽃 내 탈질반응의 저하라는 폐해가 생긴다는 결점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 AAP의 개략 구성도,

도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 AAP의 개략 구성도,

도 3A는 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 AAP의 개략 구성도,

도 3B는 도 3A의 A-A선상의 시야도,

도 4A는 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 AAP의 개략 구성도,

도 4B는 도 4A의 B-B선상의 시야도,

도 5는 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 배기가스를 억제 기체용 윈드박스에 공급하는 경로를 설명하기 위한 연소장치의 개략 구성도,

도 6은 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 배기가스와 공기의 혼합기체를 억제기체용 윈드박스에 공급하는 경로를 설명하기 위한 연소장치의 개략 구성도,

도 7은 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 저온공기를 억제 기체용 윈드박스에공급하는 경로를 설명하기 위한 연소장치의 개략 구성도,

도 8은 본 발명의 적용효과를 설명하기 위한 특성도,

도 9는 본 발명의 제 8 실시형태에 관한 연소장치의 개략 구성도,

도 10은 상기 실시형태에 관한 2단 연소 공기용 윈드박스 부근의 확대 구성도,

도 11은 상기 윈드박스 부근에 있어서의 공기 분류, AAP용 배기가스 분류 및 버너부측으로부터의 미연 가스 상승류의 흐름의 상태를 나타내는 설명도,

도 12A는 본 발명의 제 9 실시형태에 관한 2단 연소 공기용 윈드박스 부근의 확대 구성도,

도 12B는 억제 기체 분출구의 배치상태를 나타내는 도,

도 13A는 본 발명의 제 10 실시형태에 관한 2단 연소 공기용 윈드박스 부근의 확대 구성도,

도 13B는 억제 기체 분출구의 배치상태를 나타내는 도,

도 14는 상기 윈드박스 부근에 있어서의 공기분류, AAP용 배기가스분류 및 버너부측으로부터의 미연 가스 상승류의 흐름의 상태를 나타내는 설명도,

도 15A는 본 발명의 제 11 실시형태에 관한 2단 연소 공기용 윈드박스 부근의 확대 구성도,

도 15B는 억제 기체 분출구의 배치상태를 나타내는 도,

도 16은 본 발명의 제 12 실시형태에 관한 연소장치의 개략 구성도,

도 17A는 화로 내의 폭 방향에 있어서의 노 내 가스온도의 분포상태를 나타내는 도,

도 17B는 화로 내의 폭 방향에 있어서의 NOx 발생농도의 분포상태를 나타내는 도,

도 18은 캔 전후에 설치한 AAP용 배기가스 재순환량 조정 댐퍼의 후류측에 있는 복수의 조정 댐퍼의 개방도 조정을 설명하기 위한 도,

도 19는 본 발명의 실시형태에 있어서의 AAP 재순환 가스유량 설정의 예를 설명하기 위한 도,

도 20A는 보일러 연소장치의 구성을 나타내는 개략 정면도,

도 20B는 도 20A의 연소장치의 개략 측면도,

도 21은 제 1 종래예를 나타내는 AAP의 개략 구성도,

도 22는 제 2 종래예를 나타내는 AAP의 개략 구성도,

도 23은 제 3 종래예를 나타내는 연소장치의 개략 구성도,

도 24는 제 4 종래예를 나타내는 연소장치의 개략 구성도,

도 25는 연소장치에 있어서의 NOx 농도의 노 내 분포상태를 나타내는 도,

도 26은 종래의 AAP구조와, AAP로부터의 분출공기와 화로 내의 고온 연소가스의 혼합상태를 나타내는 도,

도 27은 제 5 종래예를 나타내는 연소장치의 개략 구성도이다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래기술의 결점을 해소하고, 고온 연소가스와 연소용 공기와의 혼합을 촉진하여 미연분의 저감을 도모하여도 AAP 에서의 NOx의 생성이 억제되는 연소장치 및 윈드박스를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 수단은, 이론 공기비 이하에서 연료를 화로 내에서 연소시키는 버너와, 그 버너의 후류측에 배치되어 버너에서의 부족분의 연소용 공기를 화로 내에 분출하는 에어포트를 구비한 연소장치에 있어서, 상기 버너에서 연료를 연소함으로써 생성한 연소가스와 상기 에어포트로부터 분출된 연소용 공기로 형성되는 양자의 혼합영역 또는 그 혼합영역의 근방에, 질소 산화물의 생성을 억제하는 질소 산화물 생성 억제 기체를 공급하는 억제 기체 공급수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 2 수단은, 상기 제 1 수단에 있어서 상기 에어포트 내가 상기 연소용 공기를 분출하는 유로와, 상기 질소 산화물 생성 억제 기체를 분출하는 유로로 구분되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 3 수단은, 상기 제 1 수단 또는 제 2 수단에 있어서, 상기 질소 산화물 생성 억제 기체가, 연소 배기가스, 연소 배기가스와 공기의 혼합기체, 공기의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 기체인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 4 수단은, 상기 제 1 수단 내지 제 3 수단 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구의 바깥 둘레부측으로부터 상기 억제 기체가 화로 내에 분출되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 5 수단은, 상기 제 1 수단 내지 제 4 수단 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 고리형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 6 수단은, 상기 제 1 수단 내지 제 4 수단 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 복수개 둘레방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 7 수단은, 상기 제 1 수단 내지 제 4 수단 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구의 일부를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 대략 원호형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 8 수단은, 상기 제 1 수단 내지 제 4 수단 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구의 바깥 둘레부의 일부에 상기 억제 기체 분출구가 복수개 집중하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 9 수단은, 상기 제 7 수단 또는 제 8 수단에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구의 버너측에 상기 억제 기체 분출구가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 10 수단은, 상기 제 1 수단 내지 제 9 수단 중 어느 하나에 있어서, 상기 화로 내에 재순환하는 배기가스의 일부를 분기하여 질소산화물 억제 기체로서 공급하는 계통을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 11 수단은, 상기 제 10 수단에 있어서, 상기 억제 기체 공급계통에 억제 기체 전용의 송풍기를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 12 수단은, 상기 제 10 수단에 있어서, 상기 억제 기체가 열교환기에 의하여 온도를 내린 후의 배기가스인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 13 수단은, 상기 제 1 수단 내지 제 12 수단 중 어느 하나에 있어서, 상기 화로의 폭 방향을 따라 복수의 에어포트가 설치되고, 각 에어포트에 상기억제 기체 공급수단과 그 억제 기체의 유량을 조정하는 유량 조정수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 14 수단은, 상기 제 1 수단 내지 제 13 수단 중 어느 하나에 있어서, 상기 화로의 폭 방향을 따라 복수의 에어포트가 설치되고, 각 에어포트에 상기억제 기체 공급수단이 설치되고, 그 복수의 에어포트 중 화로 측벽에 가까운 에어포트보다도 화로 중앙부에 가까운 에어포트의 쪽이 억제 기체가 다량으로 공급되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 15 수단은, 상기 제 13 수단 또는 제 14 수단에 있어서, 상기 복수의 에어포트에 공급되는 억제 기체의 합계 공급유량이 상기 연소장치의 부하에 따라 가변인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 16 수단은, 상기 제 13 수단 또는 제 14 수단에 있어서, 상기 복수의 에어포트에 공급되는 억제 기체의 합계 공급유량이 상기 연소장치의 질소산화물 배출농도에 따라 가변인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 17 수단은, 버너의 후류측에 배치되어 버너에서의 부족분의 연소용 공기를 화로 내에 공급하는 에어포트를 가지는 윈드박스에 있어서, 그 에어포트용 윈드박스 내에 상기 버너에서 연료를 연소함으로써 생성된 연소가스와 상기 에어포트로부터 분출된 연소용 공기로 형성되는 양자의 혼합영역 또는 그 혼합영역의 근방에 질소산화물의 생성을 억제하는 억제 기체를 공급하기 위한 억제 기체용 윈드박스를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 18 수단은, 상기 제 17 수단에 있어서, 복수의 상기 에어포트에 대하여 공통의 에어포트용 윈드박스가 설치되고, 그 에어포트용 윈드박스 내에 상기 복수의 상기 에어포트에 대하여 공통의 억제 기체용 윈드박스가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 19 수단은, 상기 제 17 수단에 있어서, 복수의 상기 에어포트에 대하여 공통의 에어포트용 윈드박스가 설치되고, 그 에어포트용 윈드박스 내에 상기 복수의 에어포트에 대하여 개별의 억제 기체용 윈드박스가 개별로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 20 수단은, 상기 제 17 수단에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구의 바깥 둘레부측에 상기 억제 기체용 윈드박스의 억제 기체 분출구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 21 수단은, 상기 제 20 수단에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 고리형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 22 수단은, 상기 제 20 수단에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 복수개 둘레방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 23 수단은, 상기 제 20 수단에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구의 일부를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 대략 원호형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 24 수단은, 상기 제 20 수단에 있어서, 상기 에어포트의 공기분출구의 바깥 둘레부의 일부에 상기 억제 기체 분출구가 복수개 집중하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제 25 수단은, 상기 제 23 수단 또는 제 24의 수단에 있어서, 상기에어포트의 공기분출구의 버너측에 상기 억제 기체 분출구가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

미연분 저감을 위하여 AAP로부터 공급되는 공기와 화로 내의 고온 연소가스의 혼합을 촉진하기 위해서는, 공기분류의 분출속도를 증가하여 분류의 관통을 강화하는 것, 또는 공기분류에 선회를 주는 것 등이 행하여진다. 어느 쪽의 경우도 도 21, 도 22에 나타내는 고온 공기와 고온 연소가스의 혼합계면에서의 비정상 흐트러짐(난류강도)이 강해진다. 여기서 종래의 AAP에 있어서는, 난류강도가 큰 혼합계면에 있어서, 고온 또한 고산소 농도가 된다. 이것은 고온의 연소가스와 고산소농도 공기가 직접 접촉하기 때문이다.

강한 난류강도, 고온, 고산소농도의 조건이 성립하면, NOx가 생성된다. 종래의 AAP에서 미연분 저감을 위해 혼합촉진을 행하면, 이 조건이 성립하기 때문에, NOx가 생성된다. 본 발명에 있어서는 혼합영역(혼합계면) 또는 그 근방에 저온, 저산소농도의 기체(배기가스, 배기가스와 공기의 혼합기체, 저온공기 등)를 공급하기 때문에, NOx의 생성이 없거나 또는 생성이 억제된다.

다음에 본 발명의 실시형태를 도면을 사용하여 설명한다. 도 1은 제 l 실시형태에 관한 AAP의 개략 구성도이다. 수벽(1)에 AAP용 윈드박스(5)가 설치되고, 그것의 내부에 NOx 생성 억제 기체용 윈드박스(9)가 설치되어 2중 구조로 되어 있다. AAP용 윈드박스(5)의 화로측에 형성된 AAP용 공기분출구(5a)의 바깥 둘레부측에 억제기체용 윈드박스(9)의 화로측에 형성된 억제 기체용 분출구(9a)가 고리형상으로 설치되어 있다.

AAP용 윈드박스(5)에 고온 공기류(8)가 도입되어, AAP용 공기분출구(5a)로부터 직진형상으로 화로 내에 분사된다. 억제 기체용 윈드박스(9)에는 배기가스로 이루어지는 NOx 생성 억제 기체(10)가 도입되어, 고온공기 분류의 주위, 즉 화로 내의 고온 연소가스와 고온 공기(연소용 공기)로 형성되는 양자의 혼합영역(도면에 있어서 파선부분) 또는 그 근방을 향하여 노 내에 분출된다.

상기한 바와 같이 AAP는 2중 구조로 되어 있고, 중심부로부터 고온 공기(8)가 그 바깥 둘레부로부터 억제 기체(10)가 화로 내에 공급된다. 여기서 고온 공기(8)의 혼합을 촉진하기 위하여 고온 공기 분류의 분사속도를 증가하여도 고온 공기(8)와 고온 연소가스의 혼합영역 또는 그 근방에 저온에서 저산소 농도의 배기가스로 이루어지는 억제 기체(10)가 공급되기 때문에, NOx의 생성이 억제된다. 즉, 종래의 AAP에서는 불가능하였던 미연분과 생성 NOx의 동시저감을 본 발명에서는 실현할 수 있다.

또한 AAP로부터 공급되는 고온공기에 배기가스를 혼합하면, 산소농도의 저하와 희석에 의한 가스온도 저하를 위해 NOx의 생성은 억제할 수 있으나, 이것은 다량의 배기가스 재순환에 의하여 발전 플랜트의 효율이 저하되기 때문에, 바람직하지 않다. 본 발명에서는 서멀 NOx가 발생하는 부위인 고온공기와 고온 연소가스의 혼합영역에만 소량의 억제 기체(10)를 공급하여 NOx 생성을 억제할 수 있기 때문에, 발전효율의 저하는 없다.

본 실시형태에서는 억제 기체(10)로서 배기가스를 사용하였으나, 배기가스와 공기의 혼합기체 또는 저온공기를 AAP 유로의 바깥 둘레측의 억제 기체용 분출구(9a)로부터 공급하여도 동일한 효과가 있다.

도 2는 제 2 실시형태에 관한 AAP의 개략 구성도이다. 본 실시형태에서는 댐퍼(7)로 유량 제어된 고온공기의 직진류, 선회기(6)를 지나는 고온공기의 선회류, 배기가스로 이루어지는 억제기체(10)가 화로 내에 공급되는 구조로 되어 있다. 즉, AAP는 다중 구조(본 예에서는 3중)로 되어 있고, 가장 바깥 둘레로부터 억제 기체(10)를 공급함으로써 NOx 생성을 억제한다.

다수의 AAP(3)를 배치하는 연소장치에 있어서는, AAP용 윈드박스(5)와 억제 기체용 윈드박스(9)의 배치가 문제가 된다. 이 제 3, 제 4 실시형태를 도 3A, 도 3B, 도 4A, 도 4B에 나타낸다.

도 3B는 도 3A의 A-A선상의 시야도이다. 이 제 3 실시형태의 경우, 수벽(1)에 복수의 AAP(3)가 설치되어 있으나, 공통의 AAP용 윈드박스(5)로부터 고온 공기류(8)가 공급된다. 공통의 억제 기체용 윈드박스(9)가 AAP용 윈드박스(5)의 내부에 설치되고, 이 공통 억제 기체용 윈드박스(9)를 통하여 억제 기체(10)를 공급한다.

도 4B는 도 4A의 B-B선상의 시야도이다. 이 제 4 실시형태의 경우, 공통의 AAP용 윈드박스(5)의 내부에 개별의 억제 기체용 윈드박스(9)가 설치되어 있다.

다음에 억제 기체인 배기가스와 공기의 공급경로를 도 5 내지 도 7에 나타내는 실시형태에 의거하여 설명한다. 이들 도면에 있어서 13은 제 1 송풍기, 14는 열교환기, 15는 제 2 송풍기이다. 도 5에 나타내는 제 5 실시형태에서는 제 2 송풍기(15)에 의하여 배기가스로 이루어지는 억제 기체를 억제 기체용 윈드박스(9)에 공급하고 있다. 이 억제 기체의 가스온도는 약 250 내지 350℃, 산소 함유율은 약 2 내지 6% 이다.

도 6에 나타내는 제 6 실시형태에서는 열교환기(14)를 통한 연소용 공기와 제 2 송풍기(15)로부터의 배기가스를 적량의 비율로 혼합하여 그 혼합 기체로 이루어지는 억제 기체를 억제 기체용 윈드박스(9)에 공급하고 있다. 예를 들면 연소용 공기를 10% 정도 혼합한 경우, 이 억제 기체의 가스온도는 약 250 내지 350℃, 산소 함유율은 약 5 내지 9% 이다.

도 7에 나타내는 제 7 실시형태에서는 열교환기(14)를 통하지 않고 제 1 송풍기(15)로부터의 저온공기를 억제 기체로서 직접 억제 기체용 윈드박스(9)에 공급하고 있다. 이 억제 기체의 가스온도는 대기온도와 대략 같고, 산소 함유율은 약 20% 이다.

석탄을 때는 발전용 보일러 등의 연소장치에 본 발명을 적용한 효과를 도 8에서 설명한다. 애프터에어 분출속도를 증가하면, 연소가스와 공기의 혼합이 촉진되기 때문에 도 8에 나타내는 바와 같이 미연분이 저하된다. 이 경향은 본 발명에서도 종래기술에서도 동일하다. 한편, 애프터에어 분출속도의 증가에 따라 NOx의 배출량이 증가한다. 이것은 일반적으로 연료의 산화반응인 연소가 촉진되는 경우, 질소분의 산화도 촉진되어 NOx가 발생하기 때문이다. 종래기술에서는 미연분과 NOx의 동시저감은 할 수 없었다. 그런데 본 발명을 적용하면 고온공기와 고온 연소가스의 혼합영역에서 NOx의 발생이 억제되기 때문에, 도 8에 나타내는 바와 같이 애프터에어 분출속도를 증가시킨 경우의 NOx의 발생은 종래기술에 비하여 적다.

도 9는 제 8 실시형태에 관한 연소장치의 개략 구성도이다. 본 실시형태의 경우, 배기가스의 일부는 가스 재순환 송풍기(28)에 의하여 노 바닥 가스공급실(74)로부터 화로(41)에 공급되어, 대류 전열에 의한 전열기(71, 72, 73)에서의 전열량의 조절, 즉 증기온도의 제어에 공급된다. 또 배기가스의 다른 일부는 NOx 생성 억제 기체로서 AAP용 배기가스 재순환 송풍기(37)로 승압되고, AAP용 배기가스 재순환 유로(31)를 통하여 AAP(5)로부터 노 내에 분출된다.

본 실시형태에서는 AAP용 배기가스 재순환 송풍기(37)를 전용으로 설치하고 있기 때문에, 증기온도제어에 사용되는 화로 바닥부로부터의 배기가스 재순환의 조건에 의하지 않고, AAP용 배기가스 재순환으로서 최적의 조건설정이 용이해진다.

도 10은 그 실시형태에 관한 2단 연소 공기용 윈드박스 부근의 확대 구성도, 도 11은 그 윈드박스 부근에 있어서의 공기분류, AAP용 배기가스 분류 및 버너부측으로부터의 미연 가스 상승류의 흐름의 상태를 나타내는 설명도이다.

이들 도면에 있어서 1은 수벽, 32는 AAP용 배기가스 재순환량 조정 댐퍼, 33은 AAP용 배기가스공급관, 34는 AAP용 배기가스공급링, 35는 AAP용 배기가스공급유로, 36은 AAP용 배기가스 분류, 38은 버너부측으로부터의 미연 가스 상승류, 41은 화로이다. 또 101은 2단 연소 공기용 윈드박스, 102는 AAP 1차 공기유로, 103은 AAP 2차 공기유로, 104는 AAP 2차 공기용 레지스터, 105는 AAP 1차 공기, 106은 AAP 2차 공기, 107은 공기 분류이다. 또한 1000은 2단 연소 공기용 윈드박스(101)로부터 AAP 1차 공기(105)를 AAP 1차 전기유로(102)에 도입시키기 위한 개구부이다.

본 실시형태의 경우도, AAP 공기유로(102, 103)의 공기 분출구(5a)의 전체를 둘러 싸도록 AAP용 배기가스공급유로(35)의 억제 기체 분출구(9a)가 배치되어 있다. AAP용 배기가스 재순환량 조정 댐퍼(32)에 의하여 소정의 유량으로 조절된 재순환 가스는 AAP용 배기가스공급관(33)을 통하여 AAP용 배기가스공급링(34)으로 유도되고, 도 11에 나타내는 바와 같이 AAP용 배기가스공급유로(35)를 통하여 억제 기체 분출구(9a)로부터 AAP용 배기가스 분류(36)로서 공기 분류(107)의 바깥 둘레부나 그 근방에 분출된다.

이와 같이 AAP 2차 공기유로(103)의 지름방향 바깥쪽에 배기가스공급유로(35)가 설치되어 있고, 2단 연소공기[공기분류(107)]를 둘러싸서 배기가스가 공급된다. 본 구성에 의하여 도 11에 나타내는 바와 같이 버너측으로부터의 미연가스 상승류(38) 중의 미연성분이 2단 연소용 공기에 의하여 연소를 개시하는 혼합영역 또는(및) 그 근방에 배기가스의 공급을 할 수 있다.

도 12A, 도 12B는 제 9 실시형태에 관한 2단 연소공기용 윈드박스 부근의 확대 구성도이고, 도 12A는 윈드박스 부근 전체의 구성도, 도 12B는 억제 기체 분출구의 배치상태를 나타내는 도면이다.

본 실시형태의 경우, AAP용 배기가스공급유로(35)가 복수의 배기가스공급노즐에 의하여 형성되고, 그 배기가스공급노즐이 AAP 2차 공기유로(103) 중의 바깥 둘레부에 설치되어 도 12B에 나타내는 바와 같이 AAP용 배기가스공급유로(35)의 억제 기체 분출구(9a)가 둘레 방향으로 복수 설치되어 있다.

이 구조에 의하면 2단 연소공기를 둘러 싸서 배기가스가 혼합된다. 버너로부터 상승하여 오는 미연성분이 2단 연소용 공기에 의하여 연소를 개시하는 영역에 배기가스의 공급을 할 수 있는 것은 도 11의 예와 동일하다. 본 실시형태에 있어서는 종래의 2단 연소용 공기구에 비교적 간단한 개조를 실시함으로써 배기가스공급노즐의 설치가 가능하다.

도 13A, 도 13B는 제 10 실시형태에 관한 2단 연소 공기용 윈드박스 부근의 확대 구성도로서, 도 13A는 윈드박스 부근 전체의 구성도, 도 13B는 억제 기체 분출구의 배치상태를 나타내는 도면이다. 도 14는 그 윈드박스 부근에 있어서의 공기분류, AAP용 배기가스 분류 및 버너부측으로부터의 미연가스 상승류의 흐름의 상태를 나타내는 설명도이다.

본 실시형태의 경우, 도 13B에 나타내는 바와 같이 AAP 2차 공기유로(103) 중의 바깥 둘레부의 아래쪽에만 반고리형상(원호형상)을 한 배기가스공급노즐의 억제 기체 분출구(9a)가 설치되고, 여기로부터 AAP용 배기가스 분류(36)가 분출된다(도 14 참조). 도 14에 나타내는 바와 같이 버너부측으로부터 상승하여 오는 미연성분이 2단 연소용 공기에 의하여 연소를 개시하는 AAP 공기 분류(107)의 아래쪽에만 AAP용 배기가스 분류(36)를 형성할 수 있기 때문에, 소량의 재순환 가스로 동일한 NOx 저감효과를 얻을 수 있다.

도 15A, 도 15B는 제 11 실시형태에 관한 2단 연소 공기용 윈드박스 부근의 확대 구성도로서, 도 15A는 윈드박스 부근 전체의 구성도, 도 15B는 억제 기체 분출구의 배치상태를 도시한 도면이다.

본 실시형태의 경우, AAP 2차 공기유로(103) 중의 바깥 둘레부의 아래쪽에만 집중하여 배기가스공급노즐의 억제 기체 분출구(9a)가 복수 설치되어 있다. 이 경우도 도 14와 마찬가지로 버너로부터 상승하여 오는 미연성분이 2단 연소용 공기에 의하여 연소를 개시하는 AAP 공기 분류의 아래쪽에만 AAP용 배기가스 분류를 형성할 수 있기 때문에, 소량의 재순환 가스로 동일한 NOx 저감효과를 얻을 수 있다.

또한 상기 제 10, 제 11 실시형태의 경우, AAP용 배기가스공급링(34)은, 실제로는 완전한 고리형상(링형상)이 아니고, 억제 기체 분출구(9a)와 대응시켜 반고리형상(반링형상)을 한 형상이어도 상관없다.

도 16은 제 12 실시형태에 관한 연소장치의 개략 구성도이다. 본 실시형태의 경우, 공기 예열기(24) 등의 열교환기를 통하여 열 회수된 저온의 배기가스를 AAP용 윈드박스(5)에 공급하고 있기 때문에, 온도저하에 의한 서멀 NOx 저감에 효과가 있다.

도 17A, 도 17B는 화로 내의 폭 방향에 있어서의 화로 내 가스온도와 NOx 발생농도의 분포상태를 나타내는 도면이다. 도 17A에 나타내는 바와 같이 화로의 측벽 근처(도면을 향하여 좌우끝 근처)의 쪽이 노 내 가스온도가 낮고, 화로의 중앙부가 높다. 따라서 도 17B에 나타내는 바와 같이 NOx 발생농도는 온도가 높은 화로의 중앙부에서 높아진다. 화로 폭 방향으로 복수의 AAP를 가지는 경우는, 화로의 측벽 근처보다도 화로의 중앙부에 보다 많은 배기가스를 공급함으로써 효과적으로 NOx를 저감할 수 있다.

도 18은 캔 전후에 설치한 AAP용 배기가스 재순환량 조정 댐퍼(32)의 후류측에 있는 복수의 조정 댐퍼(32a∼32h)의 개방도 조정을 설명하기 위한 도면이다. 상기 도면에 나타내는 바와 같이 캔 앞쪽의 AAP용 배기가스 재순환량 조정 댐퍼(32X)의 후류측에는 화로의 폭 방향으로 배치된 각 AAP(도시 생략)에 대하여 개별로 조정 댐퍼(32a∼32d)가 설치되어 있다. 캔 뒤쪽의 AAP용 배기가스 재순환량 조정 댐퍼(32Y)의 후류측에는 마찬가지로 조정 댐퍼(32e∼32h)가 설치되어 있다.

상기한 도 17A, 도 17B의 결과로부터 분명한 바와 같이 화로의 측벽 근처의 쪽이 화로 내 가스온도가 낮고 중앙부가 높아져 있으며, 그 때문에 NOx 발생농도는 온도가 높은 화로의 중앙부에서 높아져 있다. 이와 같은 노 내 가스온도의 상황에 따라 캔 전후 모두 측벽 근처에 설치되어 있는 조정 댐퍼(32a, 32d, 32e와 32h)의 댐퍼 개방도를 작게, 노 내의 중앙부측에 설치되어 있는 조정 댐퍼(32b, 32c와 32f, 32g)의 댐퍼 개방도를 크게 설정함으로써, NOx 발생량이 많은 화로 중앙부에 많은 배기가스를 공급하고 있다.

화로 내의 가스온도는 보일러 부하가 높을 수록 높아지고, 그 결과 서멀 NOx는 보일러 부하가 높을 수록 높다. 도 19는 APP 재순환 가스유량 설정의 예를 설명하기 위한 도면으로, 가로축에 보일러 부하, 세로축에 AAP 배기가스 재순환비를 나타내고 있다. 여기서 AAP 배기가스 재순환비는 하기 식에 의하여 구해지는 수치이다.

AAP 배기가스 재순환비 = (AAP 배기가스 재순환 유량) / (연소가스유량)

× 100(%)

본 예에서는 서멀 NOx의 영향이 커지는 보일러 부하 75∼100%의 사이에서 AAP 용 배기가스를 공급하여, 보일러 부하 100% 에서의 AAP 배기가스 재순환비는 약 3%로 하고, 저부하영역(본 예에서는 75% 미만)에서는 배기가스공급을 정지하고 있다. NOx에 문제가 없는 저부하영역에서의 배기가스공급을 정지함으로써 연소효율 저하를 억제하고 있다.

배기가스 등의 억제 기체가 복수의 에어포트에 공급되는 경우, 억제 기체의 합계 공급유량이 상기 연소장치의 부하에 따라 상기한 바와 같이 가변이고, 또 억제 기체의 합계 공급유량이 상기 연소장치의 질소산화물 배출농도에 따라 가변인 것이 바람직하다.

연료의 성상에 따라서는 AAP 배기가스공급 없이도 NOx에 문제없는 경우도 있다. 그와 같은 경우에는 AAP 배기가스를 공급하지 않고 고효율을 우선한 운용이 바람직하다. 즉, NOx 배출농도에 따라 합계의 재순환 가스공급량을 가변으로 함으로써 최적의 운용이 가능하게 된다.

청구항 1, 청구항 17에 기재된 수단에 의하면, 서멀 NOx를 지배하는 에어포트공기와 고온 연소가스의 혼합영역의 국소 고온부에만 질소산화물 생성 억제 기체를 공급하기 때문에 노 내 전체의 온도저하를 억제하여 연소효율을 유지하면서 NOx 발생농도를 효과적으로 저감할 수 있다. 본 발명을 적용한 경우의 NOx 저감 효과예를 도 25의 점선으로 나타낸다. 이 결과로부터 분명한 바와 같이 본 발명에서는 산화영역으로 바뀌는 AAP 하류의 NOx 생성이 억제되고, 최종적으로 화로 출구 NOx를 대폭 으로 저감할 수 있다.

청구항 2, 청구항 18, 청구항 19에 기재된 수단에 의하면, 에어포트 내에 연소용 공기유로와 억제 기체 유로를 구분하여 설치하기 때문에, 대형화가 억제된다.

청구항 3에 기재된 수단에 의하면, 억제 기체로서 각종 기체가 적용 가능하다.

청구항 4, 청구항 5, 청구항 6, 청구항 20, 청구항 21, 청구항 22에 기재된 수단에 의하면, 에어포트 공기류의 바깥 둘레부 전체를 억제 기체류로 덮을 수 있어 NOx 저감효과가 크다.

청구항 7, 청구항 8, 청구항 9, 청구항 23, 청구항 24, 청구항 25에 기재된 수단에 의하면, 소량의 억제 기체로 양호한 NOx 저감효과를 얻을 수 있다.

청구항 10에 기재된 수단에 의하면, 배기가스를 억제 기체로서 유효 이용할 수 있어, 각별하게 억제 기체를 준비할 필요가 없다.

청구항 11에 기재된 수단에 의하면, 전열기의 증기 온도제어에 사용되는 배기 가스 재순환의 조건에 상관없이, NOx 생성 억제 기체로서 최적의 조건 설정이 용이하게 된다.

청구항 12에 기재된 수단에 의하면, 억제 기체의 온도저하에 의한 서멀 NOx 저감의 효과가 있다.

청구항 13, 청구항 14에 기재된 수단에 의하면, 화로 내에서 효과적으로 NOx를 저감할 수 있다.

청구항 15에 기재된 수단에 의하면, NOx에 문제가 없는 저부하영역에서의 억제 기체의 공급을 정지함으로써 연소효율의 저하를 억제할 수 있다.

청구항 16에 기재된 수단에 의하면, NOx의 배출농도에 따라 억제 기체의 공급을 제어함으로써 연소효율의 저하를 억제할 수 있다.

본 발명의 연소장치는 고온 연소가스와 공기와의 혼합을 촉진하여 미연분의 저감을 도모하여도 NOx의 생성을 억제할 수 있다.

Claims (25)

1. 이론 공기비 이하로 연료를 화로 내에서 연소시키는 버너와, 상기 버너의 후류측에 배치되어 버너에서의 부족분의 연소용 공기를 화로 내에 분출하는 에어포트를 구비한 연소장치에 있어서,

   상기 버너에서 연료를 연소함으로써 생성된 연소가스와 상기 에어포트로부터 분출된 연소용 공기로 형성되는 양자의 혼합영역 또는 그 혼합영역의 근방에, 질소 산화물의 생성을 억제하는 질소산화물 생성 억제 기체를 공급하는 억제 기체 공급수단을 설치한 것을 특징으로 하는 연소장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 에어포트 내가 상기 연소용 공기를 분출하는 유로와, 상기 질소산화물 생성 억제 기체를 분출하는 유로로 구분되어 있는 것을 특징으로 하는 연소장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 질소산화물 생성 억제 기체가, 연소 배기가스, 연소 배기가스와 공기의 혼합기체, 공기의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 기체인 것을 특징으로 하는 연소장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 에어포트의 공기분출구의 바깥 둘레부측으로부터 상기 억제 기체가 화로 내로 분출되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 에어포트의 공기분출구를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 고리형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연소장치.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 에어포트의 공기분출구를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 복수개둘레방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연소장치.
7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 에어포트의 공기분출구의 일부를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 대략 원호형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연소장치.
8. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 에어포트의 공기분출구의 바깥 둘레부의 일부에 상기 억제 기체 분출구가 복수개 집중하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연소장치.
9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,

   상기 에어포트의 공기분출구의 버너측에 상기 억제 기체 분출구가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연소장치.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 화로 내에 재순환하는 배기가스의 일부를 분기하여 질소산화물 억제 기체로서 공급하는 계통을 설치한 것을 특징으로 하는 연소장치.
11. 제 10항에 있어서,

    억제 기체 공급계통에 억제 기체 전용의 송풍기를 설치한 것을 특징으로 하는 연소장치.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 억제 기체가 열교환기에 의하여 온도를 내린 후의 배기가스인 것을 특징으로 하는 연소장치.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 화로의 폭 방향을 따라 복수의 에어포트가 설치되고, 각 에어포트에 상기 억제 기체 공급수단과 그 억제 기체의 유량을 조정하는 유량 조정수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연소장치.
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 화로의 폭 방향을 따라 복수의 에어포트가 설치되고, 각 에어포트에 상기 억제 기체 공급수단이 설치되고, 상기 복수의 에어포트 중 화로 측벽에 가까운 에어포트보다도 화로 중앙부에 가까운 에어포트의 쪽이 억제 기체가 다량으로 공급되는 것을 특징으로 하는 연소장치.
15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,

    상기 복수의 에어포트에 공급되는 억제 기체의 합계 공급유량이 상기 연소장치의 부하에 따라 가변인 것을 특징으로 하는 연소장치.
16. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,

    상기 복수의 에어포트에 공급되는 억제 기체의 합계 공급유량이 상기 연소장치의 질소산화물 배출농도에 따라 가변인 것을 특징으로 하는 연소장치.
17. 버너의 후류측에 배치되어 버너에서의 부족분의 연소용 공기를 화로 내에 공급하는 에어포트를 가지는 윈드박스에 있어서,

    상기 에어포트용 윈드박스 내에, 상기 버너에서 연료를 연소함으로써 생성된 연소가스와 상기 에어포트로부터 분출된 연소용 공기로 형성되는 양자의 혼합영역 또는 그 혼합영역의 근방에, 질소산화물의 생성을 억제하는 억제 기체를 공급하기 위한 억제 기체용 윈드박스를 설치한 것을 특징으로 하는 윈드박스.
18. 제 17항에 있어서,

    복수의 상기 에어포트에 대하여 공통의 에어포트용 윈드박스가 설치되고, 상기 에어포트용 윈드박스 내에 상기 복수의 상기 에어포트에 대하여 공통의 억제 기체용 윈드박스가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 윈드박스.
19. 제 17항에 있어서,

    복수의 상기 에어포트에 대하여 공통의 에어포트용 윈드박스가 설치되고, 상기 에어포트용 윈드박스 내에 상기 복수의 에어포트에 대하여 개별의 억제 기체용 윈드박스가 개별로 설치되는 것을 특징으로 하는 윈드박스.
20. 제 17항에 있어서,

    상기 에어포트의 공기분출구의 바깥 둘레부측에 상기 억제 기체용 윈드박스의 억제 기체 분출구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 윈드박스.
21. 제 20항에 있어서,

    상기 에어포트의 공기 분출구를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 고리형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 윈드박스.
22. 제 20항에 있어서,

    상기 에어포트의 공기분출구를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 복수개둘레방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 윈드박스.
23. 제 20항에 있어서,

    상기 에어포트의 공기분출구의 일부를 둘러 싸도록 상기 억제 기체 분출구가 대략 원호형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 윈드박스.
24. 제 20항에 있어서,

    상기 에어포트의 공기분출구의 바깥 둘레부의 일부에 상기 억제 기체 분출구가 복수개 집중하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 윈드박스.
25. 제 23항 또는 제 24항에 있어서,

    상기 에어포트의 공기분출구의 버너측에 상기 억제 기체 분출구가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 윈드박스.