TW201307757A - 燃燒器、燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐、鍋爐及鍋爐的運轉方法 - Google Patents

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Abstract

藉由在燃燒器設有:可吹入混合了微碳粉與1次空氣之燃料空氣的燃料噴嘴(51)、即可從該燃料噴嘴(51)的外側吹入2次空氣的2次空氣噴嘴(52),並且在位於燃料噴嘴(51)之前端部的軸中心側設置駐焰器(54),在燃料噴嘴(51)的內壁面與該駐焰器(54)之間設置整流構件(55),可實現混合了固體燃料與空氣之燃料空氣的正確流動。

Description

燃燒器、燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐、鍋爐及鍋爐的運轉方法
本發明是關於:適用於「用來產生發電用或工場用等之蒸氣的鍋爐」的燃燒器,譬如燃燒微碳粉等固體燃料(粉體燃料)的固體燃料燃燒器及固體燃料鍋爐、藉由燃燒固體燃料與空氣而產生蒸氣的鍋爐、及鍋爐的運轉方法。
舉例來說,傳統的燃碳粉鍋爐,具有形成中空形狀且配置成垂直方向的火爐,在該火爐壁沿著周方向配設有複數個燃燒器,且遍及上下方向配置成複數層。該燃燒器,藉由供給「煤炭(coal)經粉碎後的微碳粉(燃料)與1次空氣」的混合氣的同時,給高溫的2次空氣,並將該混合氣與2次空氣吹入火爐內後形成火焰,而在該火爐內形成可燃燒。接著,該火爐,在上部連結著煙道,並在該煙道設有用來回收排放空氣之熱量的過熱器、再熱器、節熱器等,而在利用火爐之燃燒所產生的排放空氣與水之間執行熱交換,可產生蒸氣。
就上述的燃碳粉鍋爐和燃燒器而言,已存在有譬如下述專利文獻所記載的裝置。
〔專利文獻1〕日本特開平08-135919號公報
〔專利文獻2〕日本特開2006-189188號公報
〔專利文獻3〕日本特開平8-296815號公報
〔專利文獻4〕日本特願平9-203505號公報
〔專利文獻5〕日本特開2006-057903號公報
〔專利文獻6〕日本特開2008-145007號公報
在上述的傳統燃燒器中,當微碳粉與空氣的燃料空氣撞擊駐焰器時,在該駐焰器的後端部使流動(指燃料空氣的流動)產生分離,導致駐焰器前端部的駐焰能力難以充分地發揮。此外,在傳統的鍋爐中,由於微碳粉具有水分和揮發部分,因此只能根據鍋爐的運轉輸出來調整運轉參數,很難根據煤炭的性質(狀態)來直接設定運轉參數。
本發明的目的在於提供:可實現「固體燃料與空氣所混合的燃料空氣」之適當流動的燃燒器、燃燒固體燃料的燃燒器以及燃燒固體燃料的鍋爐。
此外,本發明的目的在於提供:可正確地燃燒固體燃料及該固體燃料所含有之揮發部分,而提高運轉效率的鍋爐及鍋爐的運轉方法。
本發明的燃燒器,其特徵為具備:可吹入「混合固體燃料與空氣」之燃料空氣的燃料噴嘴、和可從該燃料噴嘴的外側吹入空氣的2次空氣噴嘴、和設在「位於前述燃料噴嘴前端部之軸心側」的駐焰器、及被設在前述燃料噴嘴 的內壁面與前述駐焰器之間的整流構件。
因此,藉由將整流構件設在燃料噴嘴的內壁面與駐焰器之間,流動於燃料噴嘴內的燃料空氣,其流動可由該整流構件所整流,能抑制在駐焰器後端部之流動的剝離,並使流速形成大致一定而抑制固體燃料堆積於燃料噴嘴的壁面,可實現燃料空氣的正確流動。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述整流構件被配置成與前述駐焰器保持特定的間隙。
因此,藉由在整流構件與駐焰器之間確保特定的間隙,因此流動於整流構件與駐焰器之間的燃料空氣,其流動受到整流,可充分發揮駐焰器的駐焰功能。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述整流構件,其與前述駐焰器之間的距離設成「沿著燃料空氣的流動方向形成大致相同」。
因此,藉由「從整流構件到駐焰器的距離」沿著燃料空氣的流動方向形成大致相同,流動於該整流構件與駐焰器之間的燃料空氣,其流速形成大致一定,可抑制固體燃料對燃料噴嘴的堆積、和固定燃料對駐焰器的附著。此外,由於流路不會極端地變窄,故可防止阻塞。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述駐焰器,在燃料空氣之流動方向的下游側設有增寬部,另外前述整流構件,在燃料空氣之流動方向的下游側設有尖頭部。
因此,藉由將增寬部設在駐焰器的前端部,可實現確實的駐焰,另外,藉由將尖頭部設在整流構件的前端部, 可使駐焰器與整流構件之間的距離,在燃料空氣的流動方向上形成大致一定。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述駐焰器,在燃料空氣之流動方向的下游側設有增寬部,另外前述整流構件,設在未面向前述增寬部的位置。
因此,藉由將整流構件設在未面向駐焰器之增寬部的位置,位於「駐焰器的增寬部與燃料噴嘴間」之燃料空氣的流路不會變窄,燃料空氣的流速可形成大致一定,可抑制固體燃料對燃料噴嘴的堆積、和固體燃料對駐焰器的附著。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述整流構件是沿著前述燃料噴嘴的內壁面所設置。
因此,藉由將整流構件設在燃料噴嘴的內壁面,不需要額外的安裝構件等,可提高組裝性並可降低製造成本。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述駐焰器形成以下的構造:沿著水平方向配置的第1駐焰構件、與沿著垂直方向配置的第2駐焰構件,配置成交叉。
因此,藉由使駐焰器形成「第1駐焰構件與第2駐焰構件交叉」的構造,可確保充分的駐焰功能。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述第1駐焰構件與前述第2駐焰構件,分別是由複數個駐焰構件所形成,前述第1駐焰構件是具有特定間隙而在垂直方向上配置複數個,另外前述第2駐焰構件是具有特定間隙而在水平方向上配置複數個,並形成前述複數個第1駐焰構件與前述複數 個第2駐焰構件配置成交叉的構造。
因此,藉由使駐焰器形成雙重交叉的構造,可確保充分的駐焰功能。
本發明的燃燒器,其特徵為:將前述第1駐焰構件與前述第2駐焰構件之其中任一個的寬度,相對於另一個的寬度設定成更大的寬度。
因此,倘若將沿著水平方向配置之第1駐焰構件的寬度增大,便可由該寬度變大的第1駐焰構件提高水平方向上的駐焰功能。此外,倘若將沿著垂直方向配置之第2駐焰構件的寬度增大,當為了蒸氣溫度控制等而使噴嘴的方向朝上下擺動時,第2駐焰構件不會造成不良影響,可提高駐焰功能。這是由於:當噴嘴朝上下擺動時,駐焰構件對「固體燃料之吹入位置」的位置,相對於第1駐焰構件的大幅改變,第2駐焰構件則幾乎不會改變。
此外,本發明的燃燒器,其特徵為具備:可吹入「混合固體燃料與空氣」之燃料空氣的燃料噴嘴、和可從該燃料噴嘴外側吹入空氣的2次空氣噴嘴、和被設在前述燃料噴嘴之前端部的軸心側的駐焰器、及用來將流動於前述燃料噴嘴內的燃料空氣導往軸心側的導引構件。
因此,藉由設有「用來將流動於燃料噴嘴內的燃料空氣導往軸心側」的導引構件,流動於燃料噴嘴內的燃料空氣,藉由該導引構件而被導向燃料噴嘴的軸心側,可實現燃料空氣的正確流動,如此一來,可提高內部駐焰性能,並可降低NOx發生量。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述導引構件將燃料空氣導向「從由前述2次空氣噴嘴所吹入的2次空氣分離」的方向。
因此,由於利用導引構件將燃料空氣導向「從2次空氣分離」的方向,可抑制燃料空氣與2次空氣間的混合,可使燃燒火焰的外周部維持在低溫的狀態,因此可降低因燃燒空氣與2次空氣間的混合所引發的NOx發生量。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述導引構件是沿著前述燃料噴嘴的內壁面所配置。
因此,藉由將導引構件沿著燃料噴嘴的內壁面配置,能有效地將流動於燃料噴嘴內的燃料空氣導向軸心側,可將該燃料空氣導向從2次空氣分離的方向。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述導引構件,是在前述燃料噴嘴的前端部配置成與前述駐焰器相對向。
因此,藉由將導引構件配置成與駐焰器相對向,可提高內部駐焰性能。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述導引構件被配置在與前述駐焰器之前述燃料噴嘴的內壁面相對向的位置。
因此,沿著駐焰器流動的燃料空氣可藉由導引構件而有效地集中於駐焰器的前端部,可形成駐焰。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述導引構件被配置在較前述駐焰器更位於燃料空氣之流動方向的上游側。
因此,由於導引構件與駐焰器形成分離,故導引構件不會影響駐焰器的駐焰功能。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述駐焰器形成下述的構造:沿著水平方向在垂直方向上保持特定間隙而形成平行的2個第1駐焰構件、及沿著垂直方向在水平方向上保持特定間隙而形成平行的2個第2駐焰構件,被配置成交叉;前述導引構件被配置在:前述第1駐焰構件與前述第2駐焰構件形成交叉之位置的外側。
因此,藉由駐焰器形成雙重交叉的構造,可確保充分的駐焰功能,能有效地藉由導引構件「流動於燃料噴嘴內的燃料空氣」導向軸心側。
本發明的燃燒器,其特徵為:前述駐焰器,在燃料空氣之流動方向的下游側具有增寬部,前述導引構件被配置成面向前述增寬部。
因此,可確保充分的駐焰功能。
本發明的燃燒器,其特徵為具有:沿著水平方向在垂直方向上具有特定間隙而形成平行的2個駐焰構件,且藉由使前述駐焰構件的前端部朝向前述燃料噴嘴的軸心側,而構成前述導引構件。
因此,藉由利用駐焰構件構成導引構件,可使構造精簡化。
此外,本發明之燃燒固體燃料的燃燒器,其特徵為:區分為燃燒器部與追加空氣投入部,且用於執行低NOx燃燒之燃燒固體燃料的鍋爐的前述燃燒器部,朝爐內投入粉體的固體燃料及空氣之燃燒固體燃料的燃燒器具備:朝爐內投入粉體燃料及1次空氣的燃料燃燒器、及從該燃料 燃燒器的外周噴射2次空氣的2次空氣投入埠,在前述燃料燃燒器的流路前方部設有:作為內部駐焰,使複數方向的構件形成交叉之交叉型的分流構件,該分流構件的寬度尺寸形成每個方向不同。
根據上述燃燒固體燃料的燃燒器,由於燃燒固體燃料的燃燒器具備:朝爐內投入粉體燃料及1次空氣的燃料燃燒器、及從該燃料燃燒器的外周噴射2次空氣的2次空氣投入埠,且在燃料燃燒器的流路前方部配設有:作為內部駐焰,使複數方向的構件形成交叉之交叉型的分流構件,且該分流構件的寬度尺寸形成每個方向不同,因此被設置於出口之開口中央附近的分流構件,分割微碳粉及空氣的流路使流動於內部攪亂,在分流構件的前方形成再循環區域,故可作為內部駐焰機構發揮作用。如此一來,可抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域。
在上述的發明中,前述交叉型的分流構件,最好其上下方向呈寬大狀,藉此,即使噴嘴角度朝上下方向產生變化,也不易在與分流器構件之間的位置關係上產生變化。
在上述的發明中,前述交叉型的分流構件,最好其左右方向呈寬大狀,藉此,由於横方向的分流器功能變強,因此可抑制與「從上下方向投入之2次空氣」之間的直接干涉。
在上述的發明中,前述交叉型的分流構件,最好在左右方向及上下方向的至少其中一個方向上配設3個以上,且左右方向及上下方向的至少其中一方向的中央部呈寬大 狀,藉此,既可防止外周點火又能強化內部點火。
此外,本發明之燃燒固體燃料的燃燒器,是下述之燃燒固體燃料的燃燒器:區分為燃燒器部與追加空氣投入部,且用於執行低NOx燃燒之燃燒固體燃料的鍋爐的前述燃燒器部,具備「具有內部駐焰」的燃料燃燒器、及不會駐焰的2次空氣投入埠,朝爐內投入粉體的固體燃料及空氣,其特徵為:前述燃燒固體燃料的燃燒器具備:朝爐內投入粉體燃料及1次空氣的燃料燃燒器、及從該燃料燃燒器的外周噴射2次空氣的2次空氣投入埠,在前述燃料燃燒器的流路前方部配設「使複數方向的構件交叉」之交叉型的分流構件,並在前述分流構件所交叉形成之交叉角部的至少1處,設有用來降低流路剖面積的遮蔽構件。
根據上述燃燒固定燃料的燃燒器,由於燃燒固體燃料的燃燒器具備:朝爐內投入粉體燃料及1次空氣的燃料燃燒器、及從該燃料燃燒器的外周噴射2次空氣的2次空氣投入埠,並在燃料燃燒器的流路前方部配設「使複數方向的構件交叉」之交叉型的分流構件,且在分流構件所交叉形成之交叉角部的至少1處,設有用來降低流路剖面積的遮蔽構件,因此可更進一步強化交叉型分流構件的內部駐焰功能。
在上述的發明中,前述燃燒固體燃料的鍋爐,最好是區分為燃燒器部與追加空氣投入部並執行低NOx燃燒,藉此,可藉由將追加投入空氣予以區分,更進一步使還原增強。
本發明之燃燒固體燃料的鍋爐,其特徵為:朝爐內投入粉體燃料及空氣之燃燒固體燃料的燃燒器,被配置於前述爐內的角落部或壁面部。
根據上述燃燒固體燃料的鍋爐,由於朝爐內投入粉體燃料及空氣之燃燒固體燃料的燃燒器,是被配置在前述爐內的角落部或者壁面部,因此「被配置在燃料燃燒器的出口開口中央附近,可做為內部駐焰機構發揮作用」的分流構件,將粉體燃料及空氣的流路予以分割而使流動紊亂。如此一來,促進空氣的混合及擴散直到火焰的內部,不僅如此,藉由將點火面細分化,可使點火位置靠近火焰的中央而降低燃料的未燃部分。換言之,由於氧氣變得能輕易地進入至火焰的中心部,而形成能有效地執行內部點火,因此,可在火焰內部執行迅速的還原,進而降低NOx的發生量。
本發明之燃燒固體燃料的燃燒器,其特徵為:區分為燃燒器部與追加空氣投入部,且用於執行低NOx燃燒之燃燒固體燃料的鍋爐的前述燃燒器部,朝爐內投入粉體的固體燃料及空氣之燃燒固體燃料的燃燒器,具備朝爐內投入粉體燃料及1次空氣的燃料燃燒器、及從該燃料燃燒器的外周噴射2次空氣的煤2次埠,在前述燃料燃燒器的流路前方部,配設有分流構件作為內部駐焰用構件,在該分流構件的外周側,將鄰接於前述煤2次埠之端部的一部分除去。
根據上述燃燒固體燃料的燃燒器,由於燃燒固體燃料 的燃燒器,具備朝爐內投入粉體燃料及1次空氣的燃料燃燒器、及從該燃料燃燒器的外周噴射2次空氣的煤2次埠,且在前述燃料燃燒器的流路前方部,配設分流構件作為內部駐焰用構件,並在該分流構件的外周側,將鄰接於煤2次埠之端部的一部分除去,因此設置於出口開口中央附近的分流構件,將微碳粉及空氣的流路予以分割而使流動在內部形成紊亂。不僅如此,由於在分流構件的前方形成再循環區域,故該分流構件可作為內部駐焰機構發揮作用。如此一來,可抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域。
特別是在已除去分流構件之端部的區域,形成可抑制「以該分流構件作為點火源」的點火,且可以在成為火焰內部之分流構件的中心部側,有效地活用駐焰功能。
在上述的發明中,前述內部駐焰用構件,最好是使複數方向的構件形成交叉之交叉型的分流構件。
在上述的發明中,前述內部駐焰用構件的分流構件,最好是在至少一個方向上配置複數個。
在上述的發明中,前述交叉型的分流構件,最好是除去複數方向中之至少一個方向的端部,藉此,可減少位於分流構件端部的點火源而促進內部點火。換言之,使上下及左右2個方向交叉之交叉型的分流構件,其上下及左右的端部之中,只要至少除去其中任一個即可。
特別是在迴旋燃燒方式的場合中,最好是形成已除去上下方向之端部的分流構件,藉此,可防止高溫高氧氣區 域形成於容易與2次空氣直接干涉的上下端。
在上述的發明中,前述交叉型的分流構件,最好是在上下及左右方向的至少一個方向配設3個以上,且以留下被配置於上下左右之中央部的至少一個的方式來除去端部,藉此形成:在被認為最靠近外周點火的區域,不存在分流構件的構造。
在上述的發明中,前述燃燒固體燃料的鍋爐,最好是區分成燃燒器部與追加空氣投入部且執行低NOx燃燒,藉此,可藉由將追加投入空氣分離,而更進一步使還原增強。
本發明之燃燒固體燃料的鍋爐,其特徵為:朝爐內投入粉體燃料及空氣之燃燒固體燃料的燃燒器,被配置在前述爐內的角落部或者壁面部。
根據上述燃燒固體燃料的鍋爐,由於朝爐內投入粉體燃料及空氣之燃燒固體燃料的燃燒器,是被配置在前述爐內的角落部或者壁面部,因此「被配置在燃料燃燒器的出口開口中央附近,可做為內部駐焰機構發揮作用」的分流構件,將粉體燃料及空氣的流路予以分割而使流動紊亂。如此一來,促進空氣的混合及擴散直到火焰的內部,不僅如此,藉由將點火面細分化,可使點火位置靠近火焰的中央而降低燃料的未燃部分。換言之,由於氧氣變得能輕易地進入至火焰的中心部,而形成能有效地執行內部點火,因此,可在火焰內部執行迅速的還原,進而降低NOx的發生量。
特別是在已除去分流構件之端部的區域,形成可抑制「以該分流構件作為點火源」的點火,且可以在成為火焰內部之分流構件的中心部側,有效地活用駐焰功能。
本發明的鍋爐,其特徵為具備:燃燒固體燃料與空氣的火爐;和該火爐內執行熱交換而將熱予以回收的熱交換器;和可將混合了固體燃料與1次空氣的燃料空氣吹入前述火爐的燃料噴嘴;及可從該燃料噴嘴的外側將2次空氣吹入前述火爐的2次空氣噴嘴;和可從位於前述火爐的前述燃料噴嘴與前述2次空氣噴嘴,將追加空氣朝上方吹入的追加空氣噴嘴;和可調整朝前述燃料噴嘴、前述2次空氣噴嘴及前述追加空氣噴嘴供給之空氣量的空氣量調整裝置;及對應於固體燃料的揮發部分來控制前述空氣量調整裝置的控制裝置。
因此,藉由「控制裝置,對應於固體燃料的揮發部分而對空氣量調整裝置進行控制,且該空氣量調整裝置,調整對燃料噴嘴、2次空氣噴嘴及追加空氣噴嘴供給的空氣量」,而形成對應於固體燃料的揮發部分來調整1次空氣量、2次空氣量、追加空氣量,可正確地燃燒「固體燃料的揮發部分」,並正確地燃燒固體燃料,可抑制NOx和未燃部分的發生進而達成鍋爐運轉效率的提升。
本發明的鍋爐,其特徵為:前述控制裝置,是對應於固體燃料的揮發部分來控置前述空氣量調整裝置,並調整1次空氣與2次空氣的總和空氣量、與追加空氣的空氣量之間的分配(allocation)。
因此,1次空氣與2次空氣的總和空氣量,是為了使固體燃料的揮發部分燃燒所必須的空氣量,藉由對應於固體燃料的揮發部分來變更1次空氣與2次空氣的總和空氣量,可正確地燃燒固體燃料的揮發部分。
本發明的鍋爐,其特徵為:設置「可從前述2次空氣噴嘴的外側將3次空氣吹入前述火爐」的3次空氣噴嘴,前述控制裝置,是對應於固體燃料的揮發部分來控置前述空氣量調整裝置,並調整「1次空氣與2次空氣的總和空氣量、及3次空氣與追加空氣的總和空氣量之間」的分配。
因此,藉由變更1次空氣與2次空氣的總和空氣量,可正確地燃燒固體燃料的揮發部分。
本發明的鍋爐,其特徵為:前述控制裝置,控置前述空氣量調整裝置,使1次空氣量與追加空氣量形成經預先設定的特定空氣量,並對應於固體燃料的揮發部分,而調整2次空氣與3次空氣的分配。
因此,由於1次空氣是用來搬送固體燃料的搬送用空氣,追加空氣則是促使固體燃料的燃燒結束以抑制NOx發生的空氣,故藉由使上述兩者形成特定的空氣量,並對應於固體燃料的揮發部分來調整2次空氣與3次空氣之間的分配,既可維持特定的空燃比(空氣與燃料的比例),可正確地燃燒固體燃料及其揮發部分。
本發明的鍋爐,其特徵為:一旦固體燃料的揮發部分增加,前述控制裝置便增加2次空氣的分配。
因此,由於2次空氣是「與燃料空氣混合而用來燃燒固體燃料」的燃燒用空氣,故一旦固體燃料的揮發部分增加,可藉由增加2次空氣的分配,正確地燃燒固體燃料及其揮發部分。
此外,本發明之鍋爐的運轉方法,是針對具備下述構件的鍋爐:燃燒固體燃料與空氣的火爐;和「在該火爐內執行熱交換,進而回收熱」的熱交換器;和可將「混合了固體燃料與1次空氣」的燃料空氣吹入前述火爐的燃料噴嘴;和可從該燃料噴嘴的外側將2次空氣吹入前述火爐的2次空氣噴嘴;及可從位於前述火爐的前述燃料噴嘴及前述2次空氣噴嘴,將追加空氣吹入上方的追加空氣噴嘴,其特徵為:對應於固體燃料的揮發部分來調整2次空氣與3次空氣之間的分配。
因此,藉由對應於固體燃料的揮發部分來調整2次空氣與3次空氣之間的分配,可正確地燃燒固體燃料的揮發部分,並正確地燃燒固體燃料,可抑制NOx和未燃部分的發生而達成鍋爐運轉效率的提升。
本發明之鍋爐的運轉方法,其特徵為:一旦固體燃料的揮發部分增加,便增加2次空氣的分配。
因此,由於2次空氣是用來與燃料空氣混合而燃燒固體燃料的燃燒用空氣,故一旦固體燃料的揮發部分增加,可藉由增加2次空氣的分配,而正確地燃燒固體燃料及其揮發部分。
根據本發明的燃燒器,由於設有:可吹入混合了固體燃料與空氣之燃料空氣的燃料噴嘴、和可從燃料噴嘴的外側吹入空氣的2次空氣噴嘴、和設在「位於燃料噴嘴之前端部的軸心側」的駐焰器、及被設在燃料噴嘴的內壁面與駐焰器之間的整流構件,因此可實現燃料空氣的正確流動。
此外,根據本發明的燃燒器,由於設有:可吹入混合了固體燃料與空氣之燃料空氣的燃料噴嘴、和可從燃料噴嘴的外側吹入空氣的2次空氣噴嘴、和設在「位於燃料噴嘴之前端部的軸心側」的駐焰器、及「將流動於燃料噴嘴內的燃料空氣導向軸心側」的導引構件,因此可實現燃料空氣的正確流動,如此一來,可提高內部駐焰性能。
此外,根據本發明之燃燒固體燃料的燃燒器、及燃燒固體燃料的鍋爐,由於在燃料燃燒器的出口開口,設有可作為內部駐焰機構發揮作用之複數方向的分流構件,因此可在分流構件形成交叉之燃料燃燒器的出口開口中央附近,將粉體燃料及空氣的流路予以分割而使流動紊亂,不僅如此,分流構件可使點火面形成細分化。因此,由於點火位置靠近火焰的中央,在中央氧氣濃度相對的低,而形成在火焰內部執行迅速的還原,可降低由燃燒固體燃料的鍋爐所最後排出之NOx的發生量。不僅如此,藉由設置複數方向的分流器,可促進內部的空氣擴散,使火焰局部性地形成極端的氧氣不足,可抑制未燃部分的發生。
亦即,變成可抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域,並降低從追加空氣投入部所排出之最終NOx發生量。換言之,藉由抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域,使在「形成趨近於預混合燃燒之燃燒」的火焰內部所發生的NOx,形成有效率地還原,因此藉由「到達追加空氣投入部之NOx量的減少」及「由追加空氣投入所發生之NOx量的減少」,而獲得所謂「最終排出之NOx量減少」的顯著效果。
此外,根據本發明之燃燒固體燃料的燃燒器、及燃燒固體燃料的鍋爐,由於在燃料燃燒器的出口開口,設有可作為內部駐焰機構發揮作用之複數方向的分流構件,因此可在分流構件形成交叉之燃料燃燒器的出口開口中央附近,將粉體燃料及空氣的流路予以分割而使流動紊亂,不僅如此,分流構件可使點火面形成細分化。因此,由於點火位置靠近火焰的中央,在中央氧氣濃度相對的低,而形成在火焰內部執行迅速的還原,可降低由燃燒固體燃料的鍋爐所最後排出之NOx的發生量。不僅如此,藉由設置複數方向的分流器,可促進內部的空氣擴散,使火焰局部性地形成極端的氧氣不足,可抑制未燃部分的發生。
亦即,變成可抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域,並降低從追加空氣投入部所排出之最終NOx發生量。換言之,藉由抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域,使在「形成趨近於預混合燃燒之燃燒」的火焰內部所發生的NOx,形成有效率地還原,因此藉由「到達追加空氣 投入部之NOx量的減少」及「由追加空氣投入所發生之NOx量的減少」,而獲得所謂「最終排出之NOx量減少」的顯著效果。
此外,根據本發明的鍋爐及鍋爐的運轉方法,由於對應於固體燃料的揮發部分來調整2次空氣、3次空氣、追加空氣等的分配,因此能正確地燃燒固體燃料及該固體燃料所含有的揮發部分,而達成運轉效率的提升。
以下,參考附圖的內容,詳細地說明本發明的燃燒器、燃燒固體燃料的燃燒器以及燃燒固體燃料的鍋爐、鍋爐和鍋爐之運轉方法的適當實施例。然而,本發明並不侷限於以下所說明的實施例,此外,在存有複數個實施例的場合中,包含將各實施例予以組合而構成的情形。
〔實施例1〕
就傳統的燃碳粉鍋爐的燃燒器而言,有著如上述專利文獻1所記載的裝置。在該專利文獻1所記載的燃燒裝置中,藉由在微碳粉噴出孔(1次流路)內部的中心與外周部之間設置駐焰器,使微碳粉濃縮流撞擊該駐焰器,在廣大的負荷範圍中形成安定且低NOx燃燒。
但是,在該傳統的燃燒裝置中,當微碳粉與空氣的燃料空氣撞擊駐焰器時,使流動在該駐焰器的後端部剝離,導致難以充分地發揮駐焰器前端部的駐焰能力。此外。在 微碳粉與空氣的燃料空氣所流經的流路,於駐焰器的附近,藉由配置該駐焰器而使流路剖面積變小,相較於其上游側使燃料空氣的流速變快。一旦如此,燃料空氣的流速在駐焰器的上游側變慢,導致該燃料空氣所含有的微碳粉堆積或者附著於流路的下部(底部)。
實施例1,是用來解決該課題的方案,其目的是提供一種:能實現「混合了固體燃料與空氣之燃料空氣的正確流動」的燃燒器。
第1圖是顯示本發明中實施例1之燃燒器的前視圖,第2圖是顯示實施例1之燃燒器的剖面圖,第3圖及第4圖是顯示實施例1的燃燒器之變形例的剖面圖,第5圖是顯示實施例1的燃燒器之變形例的前視圖,第6圖及第7圖是顯示實施例1的燃燒器之變形例的剖面圖,第8圖是顯示實施例1的燃燒器之變形例的前視圖,第9圖是顯示採用實施例1的燃燒器之燃碳粉鍋爐的概略構造圖,第10圖是顯示實施例1的燃碳粉鍋爐之燃燒器的俯視圖。
採用實施例1之燃燒器的燃碳粉鍋爐,採用將煤炭粉碎後的微碳粉作為固體燃料,並利用燃燒器來燃燒該微碳粉,是可回收由該燃燒所發生之熱的鍋爐。
在該實施例1中,如第9圖所示,燃碳粉鍋爐10是一般的鍋爐,具有火爐11與燃燒裝置12。火爐11形成四角筒的中空形狀且沿著垂直方向設置,在構成該火爐11之火爐壁的下部,設有燃燒裝置12。
燃燒裝置12具有被安裝於火爐壁的複數個燃燒器21 、22、23、24、25。在本實施例中,該燃燒器21、22、23、24、25,是沿著周方向並以4個均等的間隔所配設的樣態作為1組,而沿著垂直方向配置5組,也就是配置成5段(層)。
接著,各燃燒器21、22、23、24、25是透過微碳粉供給管26、27、28、29、30而連結於微碳粉機(研磨機)31、32、33、34、35。該微碳粉機31、32、33、34、35雖然在圖面中未顯示,但其構成:在殼體內具有沿著垂直方向的旋轉軸心而將粉碎檯支承成可驅動旋轉,且面向該粉碎檯之上方的複數個粉碎輥子是連動於粉碎檯的旋轉,而被支承成可以旋轉。因此,一旦將煤炭投入複數個粉碎輥子與粉碎檯之間,便可在該處被粉碎成特定的大小(尺寸),並從微碳粉供給管26、27、28、29、30將經搬送空氣(1次空氣)所分級的微碳粉供給至燃燒器21、22、23、24、25。
此外,火爐11在各燃燒器21、22、23、24、25的安裝位置設有風箱36,並在該風箱36連結著空氣導管37的其中一端部,該空氣導管37在另一端部則安裝有送風機38。因此,由送風機38所吹送的燃燒用空氣(2次空氣、3次空氣),可從空氣供給配管37供給至風箱36,再從該風箱36供給至各燃燒器21、22、23、24、25。
因為這個緣故,在燃燒裝置12形成:各燃燒器21、22、23、24、25,可將混合了微碳粉與1次空氣的微粉燃料混合氣(燃料空氣)吹入火爐11內,並可將2次空氣 吹入火爐11內,可藉由以圖面中未顯示的點火噴燈對微粉燃料混合氣進行點火,而形成火焰。
一般來說,在鍋爐啟動時,各燃燒器21、22、23、24、25將油燃料朝火爐11內噴射而形成火焰。
火爐11,在上部連結著煙道40,並在該煙道40設有「用來回收排放空氣之熱」的過熱器(super heater)41、42;和再熱器43、44;及節熱器(economizer)45、46、47作為對流導熱部,而在「因火爐11的燃燒所發生」的排放空氣與水之間執行熱交換。
煙道40,在其下游側連結著「排出已執行了熱交換之排放空氣」的排放空氣管48。在該排放空氣管48與空氣導管37之間設有空氣加熱器49,而在流動於空氣導管37的空氣、和流動於排放空氣管48的排放空氣之間執行熱交換,可使供給至燃燒器21、22、23、24、25的燃燒用空氣升溫。
雖然圖面中未顯示,但排放空氣管48設有脫硝裝置、電氣集塵機、誘引送風機、脫硫裝置,並在下游端部設有煙囪。
因此,一旦驅動微碳粉機31、32、33、34、35,所產生的微碳粉便與搬送用空氣一起通過微碳粉供給管26、27、28、29、30而供給至燃燒器21、22、23、24、25。此外,經加熱的燃燒用空氣則從空氣導管37透過風箱36供給至各燃燒器21、22、23、24、25。一旦如此,燃燒器21、22、23、24、25,將混合了微碳粉與搬送用空氣的微 粉燃料混合氣吹入火爐11,並將燃燒用空氣吹入火爐11,此時可藉由點火而形成火焰。在該火爐11,燃燒微粉燃料混合氣與燃燒用空氣而產生火焰,一旦在該火爐11內的下部產生火焰,燃燒空氣(排放空氣)便在該火爐11內上升,並由煙道40排出。
而在火爐11,藉由將空氣的供給量設定成「相對於微碳粉的供給量,未滿理論空氣量」,可使其內部保持在還原環境下。接著,使因為微碳粉的燃燒所發生的NOx在火爐11內還原,在此之後,藉由追加供給附加空氣而使微碳粉的氧化燃燒結束,降低因微碳粉的燃燒所導致的NOx發生量。
此時,由圖面中未顯示的供水泵所供給的水,在由節熱器45、46、47所預熱後,供給至圖面中未顯示的蒸氣鼓筒(steam drum),並在被供給至火爐壁的各水管(圖面中未顯示)的期間受到加熱而成為飽和蒸氣,並送入圖面中未顯示的蒸氣鼓筒。不僅如此,圖面中未顯示之蒸氣鼓筒的飽和蒸氣被導入過熱器41、42,並藉由燃燒空氣而形成過熱。在過熱器41、42所產生的過熱蒸氣,被供給至圖面中未顯示的發電廠(譬如,渦輪機等)。此外,在渦輪機之膨脹過程的中途所取出的蒸氣,被導入再熱器43、44,並經再度過熱後回到渦輪機。雖然是以筒型(蒸氣鼓筒)來說明火爐11,但火爐11並不侷限於該構造。
在此之後,已通過煙道40之節熱器45、46、47的排放空氣,利用排放空氣管48在圖面中未顯示的脫硝裝置 ,由觸媒去除NOx之類的有害物質,並由電氣集塵機去除粒子狀物質,在由脫硫裝置去除硫黄成分後,從煙囪排出至大氣中。
在此,針對燃燒裝置12進行詳細的說明,由於構成該燃燒裝置12的各燃燒器21、22、23、24、25形成大致相同的構造,因此僅針對位於最上段(層)的燃燒器21進行說明。
如第10圖所示,燃燒器21是由設在火爐11之4個壁面的燃燒器21a、21b、21c、21d所構成。各燃燒器21a、21b、21c、21d,連結著從微碳粉供給管26分歧的各分歧管26a、26b、26c、26d,並連結著從空氣導管37分歧的各分歧管37a、37b、37c、37d。
因此,位於火爐11各壁面的各燃燒器21a、21b、21c、21d,可對火爐11吹入「混合了微碳粉與搬送用空氣」的微粉燃料混合氣,並將燃燒用空氣吹入該微粉燃料混合氣的外側。接著,藉由對來自於各燃燒器21a、21b、21c、21d的微粉燃料混合氣點火,可形成4個火焰F1、F2、F3、F4,該火焰F1、F2、F3、F4從火爐11的上方觀看(第10圖),形成朝逆時針外周方向迴旋的火焰迴旋流。
藉由構成上述說明的燃燒器21(21a、21b、21c、21d),如第1圖及第2圖所示,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器54。燃料噴嘴51,是可吹入混合了微碳粉(固體燃料)與搬送用空氣(1次空氣)之燃料空氣(微粉燃料混合氣)的構 件。2次空氣噴嘴52,是被配置在第1噴嘴51的外側,並可將燃燒用空氣(2次空氣)吹入「由燃料噴嘴51所噴射之燃料空氣外周側」的構件。3次空氣噴嘴53,是被配置在2次空氣噴嘴52的外側,並可將3次空氣吹入「由2次空氣噴嘴52所噴射之2次空氣」的外周側。
此外,駐焰器54位在燃料噴嘴51內,是在燃料空氣之吹入方向的下游側,且藉由配置於軸中心側,發揮作為燃料空氣之點火用及駐焰用功能的構件。該駐焰器54,是將沿著水平方向的第1駐焰構件61、62;及沿著垂直方向(上下方向)的第2駐焰構件63、64配置成十字形狀,也就是所謂形成雙重交叉裂口(split)的構造。接著,各第1駐焰構件61、62具有:其厚度形成一定的平板形狀的平坦部61a、62a;及一體地設於該平坦部61a、62a之前端部(燃料空氣之流動方向的下游端部)的增寬部61b、62b。該增寬部61b、62b,其剖面形成等腰三角形,且朝向燃料空氣之流動方向的下游側增加寬度,而成為其前端直交於該燃料空氣之流動方向的平面。雖然圖面中未顯示,但各第2駐焰構件63、64也形成相同的構造。
因此,由於燃料噴嘴51及2次空氣噴嘴52具有長管狀構造,燃料噴嘴51具有矩形的開口部51a,2次空氣噴嘴52具有矩形環(rectangular ring)狀的開口部52a,故燃料噴嘴51與2次空氣噴嘴52形成雙重管構造。在燃料噴嘴51及2次空氣噴嘴52的外側,將3次空氣噴嘴53配置成雙重管構造,且具有矩形環狀的開口部53a。結果 形成:在燃料噴嘴51之開口部51a的外側配設有2次空氣噴嘴52的開口部52a,並在該2次空氣噴嘴52之開口部52a的外側配設有3次空氣噴嘴53的開口部53a。而3次空氣噴嘴53並未配置成雙重管構造,也可以在2次空氣噴嘴52的外周側另外配置複數個噴嘴來作為3次空氣噴嘴。
上述的噴嘴51、52、53,其開口部51a、52a、53a是被集中配置在同一個面上。此外,駐焰器54是由燃料噴嘴51的內壁面、或者從燃料空氣所流動之流路的上游側,由圖面中未顯示的板材所支承。此外,由於燃料噴嘴51在內部配置著作為該駐焰器54的複數個駐焰構件61、62、63、64,因此可將燃料空氣的流路分割成9個。接著,駐焰器54形成:寬度變大的增寬部61b、62b位於前端部,該增寬部61b、62b的前端面被集中在與開口部51a相同的面上。
此外,實施例1的燃燒器21,在燃料噴嘴51的內壁面與駐焰器54之間設有整流構件55。該整流構件55配置成:與燃料噴嘴51的內壁面保持特定的間隙,並與駐焰器54保持特定的間隙。
亦即,整流構件55是形成下述構造的構件:將沿著水平方向的第1整流構件65、66;及沿著垂直方向(上下方向)的第2整流構件67、68配置成框狀。亦即,第1整流構件65位在燃料噴嘴51的上壁與第1駐焰構件61之間,第1整流構件66位在燃料噴嘴51的下壁與第1駐 焰構件62之間。此外,第2整流構件67位在燃料噴嘴51的側壁(第1圖中的左壁)與第2駐焰構件63之間,第2整流構件68位於燃料噴嘴51的側壁(第1圖中的右壁)與第2駐焰構件64之間。
接著,各第1整流構件65、66具有:其厚度形成一定的平板狀的平坦部65a、66a;及一體地設在該平坦部65a、66a之前端部(燃料空氣之流動方向的下游端部)的尖頭部65b、66b。該尖頭部65b、66b其剖面形成等腰三角形,且朝向燃料空氣之流動方向的下游側變窄,而使前端形成銳角。雖然圖面中未顯示,但各第2整流構件67、68也形成相同的構造。
在該場合中,各駐焰構件61、62、63、64與各整流構件65、66,67、68,其燃料空氣之流動方向的長度大致相同,且被配置成面向「直交於燃料空氣之流動方向」的方向。而各駐焰構件61、62、63、64與各整流構件65、66,67、68,以及增寬部61b、62b與尖頭部65b、66b,其燃料空氣之流動方向的長度大致相同,且被配置成面向「直交於燃料空氣之流動方向」的方向。
由於駐焰器54與整流構件55形成「設有上述的增寬部61b、62b與尖頭部65b、66b」的形狀,駐焰器54與整流構件55直交於「燃料空氣的流動方向」之方向的距離,沿著燃料空氣的流動方向形成大致相同。
因此,該燃燒器21,可從燃料噴嘴51的開口部51a將混合了微碳粉與1次空氣的燃料空氣吹入爐內,並在其 外側將2次空氣從2次空氣噴嘴52的開口部52a吹入爐內,且在其外側將3次空氣從3次空氣噴嘴53的開口部53a吹入爐內。此時,燃料空氣是在燃料噴嘴51的開口部51a,由駐焰器54所分歧並點火燃燒,而成為燃燒空氣。此外,藉由將2次空氣吹入該燃料空氣的外周,促進燃料空氣的燃燒。此外,藉由將3次空氣吹入燃燒火焰的外周,調整2次空氣與3次空氣的比例,可獲得最佳的燃燒。
接著,該燃燒器21,由於駐焰器54形成裂口形狀,因此燃料空氣在燃料噴嘴51的開口部51a由駐焰器54所分歧,此時,駐焰器54被配置在燃料噴嘴51之開口部51a的中央區域,而在該中央區域執行燃料空氣的點火及駐焰。如此一來,實現了燃燒火焰的內部駐焰(位於燃料噴嘴51之開口部51a中央區域的駐焰)。
因為這個緣故,相較於執行燃燒火焰之外部駐焰的構造,燃燒火焰的外周部形成低溫,可藉由2次空氣而降低「處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部」的溫度,降低於燃燒火焰外周部的NOx發生量。
此外,由於燃燒器21採用內部駐焰的構造,因此燃料空氣及燃燒空氣(2次空氣與3次空氣)最好是採直線流動的方式供給。亦即,燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53最好是具有:不會使燃料空氣、2次空氣、3次空氣產生迴旋,以直線流動的方式供給的構造。由於該燃料空氣、2次空氣、3次空氣是以直線流動的方式所噴射而形成燃燒火焰,因此在燃燒火焰形成內部駐焰的 構造中,可抑制燃燒火焰內的空氣循環。藉此可使燃燒火焰的外周部維持低溫的狀態,降低因為與2次空氣的混合所衍生的NOx發生量。
不僅如此,燃燒器21在燃料噴嘴51與駐焰器54之間,分別保持特定的間隙地設有整流構件55。因此,特別是藉由對流動於駐焰器54與整流構件55之間的燃料空氣進行整流,由於可消除燃料空氣在駐焰器54後端部的剝離,並形成朝向前端部之燃料空氣的流動,因此該駐焰器54可在前端部確保充分的駐焰力。
此外,由於在駐焰器54的前端部設有增寬部61b、62b,且在整流構件55的前端部設有尖頭部65b、66b,因此形成於駐焰器54與整流構件55之間的流路,在其長度方向上形成大致相同的通路剖面積,使流動於該處之燃料空氣的流速呈現均一化,由於燃料空氣的流速整體降低,因此該駐焰器54,可在前端部確保充份的駐焰力。此外,燃碳粉鍋爐有必要調整蒸氣溫度和排放空氣特性,即使在上述調整時,也能藉由整流構件55而確保內部駐焰。
而在燃燒器21中,駐焰器54及整流構件55的構造並不侷限於上述的實施例。
舉例來說,如第3圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器71。該駐焰器71,是位在燃料噴嘴51內,於燃料空氣之吹入方向的下游側,且藉由配置於軸中心側,而可發揮燃料空氣之點火用及駐焰用之功能的構件。該駐 焰器71,是將沿著水平方向的第1駐焰構件71、73;及沿著垂直方向的第2駐焰構件(圖示省略)配置成十字形狀,也就是所謂形成雙重交叉裂口(split)的構造。接著,第1駐焰構件72、73,其剖面形成等腰三角形,且形成朝向燃料空氣之流動方向的下游側增加寬度的增寬形狀,前端形成直交於燃料空氣之流動方向的平面。雖然圖面中未顯示,但各第2駐焰構件也形成相同的構造。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51的開口部51a由駐焰器71所分歧,而轉入前端面側使燃燒火焰可形成內部駐焰,藉由2次空氣使處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度變低,並降低位於燃燒火焰之外周部的NOx發生量。此外,此時藉由利用整流構件55對流動於整流構件55與駐焰器71之間的燃料空氣進行整流,可消除燃料空氣的剝離,此外,由於使流動於此之燃料空氣的流速形成均一化而降低流速,因此該駐焰器71,在前端部可確保充份的駐焰力。
此外,如第4圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器54。接著,在燃料噴嘴51的內壁面與駐焰器54之間設有整流構件75。該整流構件75配置成:與燃料噴嘴51的內壁面保持特定的間隙,並與駐焰器54保持特定的間隙。亦即,整流構件75是形成下述的構件:將沿著水平方向的第1整流構件76、77;及沿著垂直方向(上下方向)的第2整流構件(圖示省略)配置成框形狀的構造。 接著,各第1整流構件76、77形成:其厚度呈一定的平板形狀。而各第2整流構件也形成相同的構造。
在該場合中,各整流構件76、77,其燃料空氣之流動方向的長度略短於各駐焰構件61、62,且配置成面向「直交於燃料空氣之流動方向」的方向。亦即,各駐焰構件61、62的平坦部61a、62a與各整流構件76、77,其燃料空氣之流動方向的長度形成大致相同。
駐焰器54與整流構件75,由於形成設有上述增寬部61b、62b的形狀,駐焰器54與整流構件75直交於「燃料空氣的流動方向」之方向的距離,沿著燃料空氣的流動方向形成大致相同。接著,該駐焰器54,在燃料空氣之流動方向的下游側設有增寬部61b、62b,另外整流構件75是設在未面向該增寬部61b、62b的位置。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51的開口部由駐焰器54所分歧,可轉入前端面側可形成燃燒火焰的內部駐焰,藉由2次空氣使處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度變低,並降低燃燒火焰之外周部的NOx發生量。此外,此時由於利用整流構件75對流動於駐焰器54之間的燃料空氣進行整流,故可消除燃料空氣的剝離,此外,由於在此流動之燃料空氣的流速呈均一化而降低流速,因此該駐焰器54,可在前端部確保充份的駐焰力。
此外,如第5圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器81。接著,在燃料噴嘴51的內壁面與駐焰器81之 間設有整流構件55。該駐焰器81,是位在燃料噴嘴51內,於燃料空氣之吹入方向的下游側,且藉由配置於軸中心側,而可發揮燃料空氣之點火用及駐焰用功能的構件。該駐焰器81是形成下述的構件:將沿著水平方向的第1駐焰構件82、83;與沿著垂直方向的第2駐焰構件84、85配置成十字形狀,也就是形成所謂的雙重交叉裂口構造。接著,第1駐焰構件82、83被設定成:較第2駐焰構件84、85更大的寬度。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51的開口部51a由駐焰器81所分歧,轉入前端面側而可形成燃燒火焰的內部駐焰,並藉由2次空氣使處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度變低,而降低燃燒火焰之外周部的NOx發生量。在該場合中,由於第1駐焰構件82、83較第2駐焰構件84、85更加寬幅,因此第1駐焰構件82、83具有:較第2駐焰構件84、85更高的駐焰能力。本實施例的燃燒器21為迴旋燃燒方式,由於可從燃料空氣的上下供給空氣,且由於內部駐焰的緣故,可在水平方向上確保更高的駐焰能力。
在此,藉由將沿著水平方向的第1駐焰構件82、83設定成較沿著垂直方向的第2駐焰構件84、85更大的寬度,可藉由該寬度更大的第1駐焰構件82、83提高水平方向的駐焰功能。另外,也可以構成:將沿著垂直方向的第2駐焰構件84、85設定成較沿著水平方向的第1駐焰構件82、83更大的寬度。在該場合中,當為了蒸氣溫度 控制等而使燃料噴嘴51的方向朝上下擺動時,第2駐焰構件84、85並不會造成不良的影響,可提高駐焰功能。這是由於:當燃料噴嘴51上下擺動時,駐焰構件相對於燃料空氣之吹入位置的位置,第1駐焰構件82、83等會產生大幅的變化,而第2駐焰構件84、85則幾乎不變。
此外,如第6圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器91。該駐焰器91,是位在燃料噴嘴51內,於燃料空氣之吹入方向的下游側,且藉由配置於軸中心側,可發揮燃料空氣之點火用及駐焰用功能的構件。該駐焰器91是形成下述的構件:將沿著水平方向的第1駐焰構件92、93;與沿著垂直方向的第2駐焰構件(圖示省略)配置成十字形狀,也就是形成所謂的雙重交叉裂口構造。接著,第1駐焰構件92、93具有平坦部92a、93a;增寬部92b、93b及尖頭部92c、93c,尖頭部92c、93c被設在後端部,且寬度朝向燃料空氣之流動方向的上游側變窄。而各第2駐焰構件形成相同的構造。
接著,在燃料噴嘴51的內壁面與駐焰器91之間設有整流構件95。該整流構件95被配置成:與燃料噴嘴51的內壁面保持特定的間隙,並與駐焰器91保持特定的間隙。亦即,整流構件95是形成下述構造的構件:將沿著水平方向的第1整流構件96、97;與沿著垂直方向(上下方向)的第2整流構件(圖示省略)配置成框狀。接著,各第1整流構件96、97具有平坦部96a、97a;尖頭部96b 、97b及尖頭部96c、97c,尖頭部96c、97c被設在後端部,且其寬度朝向燃料空氣之流動方向的上游側變窄。而各第2整流構件皆形成相同的構造。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51的開口部51a由駐焰器91所分歧,可轉入前端面側而形成燃燒火焰的內部駐焰,藉由2次空氣使處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度變低,並降低燃燒火焰之外周部的NOx發生量。此外,此時藉由整流構件95對流動於駐焰器91之間的燃料空氣進行整流,可消除燃料空氣的剝離,此外,由於流動於此之燃料空氣的流速呈均一化且流速降低,因此駐焰器91,在前端部可確保充分的駐焰力。此外,駐焰器91及整流構件95,藉由設有尖頭部92c、93c、96c、97c,可使燃料空氣沿著駐焰器91和整流構件95順利地流動,可抑制剝離。
此外,如第7圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器54。接著,在燃料噴嘴51的內壁面與駐焰器54之間設有整流構件101。該整流構件101被配置成:與燃料噴嘴51的內壁面保持特定的間隙,並與駐焰器54保持特定的間隙。亦即,整流構件101是形成下述構造的構件:將沿著水平方向的第1整流構件102、103;與沿著垂直方向(上下方向)的第2整流構件(圖示省略)配置成框狀。接著,各第1整流構件102、103具有:其厚度形成一定的平板狀的平坦部102a、103a;及一體地設在該前端部 (燃料空氣之流動方向的下游端部)的增寬部102b、103b。而各第2整流構件皆形成相同的構造。
在該場合中,各整流構件102、103,其燃料空氣之流動方向的長度略短於各駐焰構件61、62,且配置成面向「直交於燃料空氣之流動方向」的方向。亦即,各駐焰構件61、62的平坦部61a、62a與各整流構件102、103,其燃料空氣之流動方向的長度變得大致相同。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51的開口部由駐焰器54所分歧,可轉入前端面側而形成燃燒火焰的內部駐焰,藉由2次空氣降低處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度,並降低燃燒火焰之外周部的NOx發生量。此外,此時藉由利用整流構件101對流動於整流構件101與駐焰器54之間的燃料空氣進行整流,消除燃料空氣的剝離,此外,由於流動於此之燃料空氣的流速呈均一化而降低流速,因此該駐焰器54,在前端部可確保充分的駐焰力。不僅如此,由於整流構件101較駐焰器54更短,因此即使在前端部設置增寬部102b、103b而賦予駐焰功能,也不會使燃料噴嘴51的通路面積變成極端的狹小,可提高駐焰力,即使是難燃性的燃料也能使其穩定燃燒。
此外,如第8圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴111、2次空氣噴嘴112、3次空氣噴嘴113,並設有駐焰器114。接著,在燃料噴嘴111的內壁面與駐焰器114之間設有整流構件115。在該場合中,燃料噴嘴111具有圓形的開口部,2次空氣噴嘴112與3次空氣噴 嘴113也同樣形成圓筒狀。這樣的構造,特別適用於:配置成面向燃燒器21的構造。
駐焰器114,是位在燃料噴嘴111內,於燃料空氣之吹入方向的下游側,且藉由配置於軸中心側,而發揮燃料空氣之點火用及駐焰用功能的構件。該駐焰器114配置成:沿著水平方向的2個駐焰構件與沿著垂直方向的2個駐焰構件交叉。此外,整流構件115被配置成:與燃料噴嘴111的內壁面保持特定的間隙,並與駐焰器114保持特定的間隙。亦即,整流構件115是形成下述構造的構件:將沿著水平方向的2個整流構件與沿著垂直方向的2個整流構件配置成框狀。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴111的開口部由駐焰器114所分歧,可轉入前端面側而形成燃燒火焰的內部駐焰,利用2次空氣降低處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度,而降低燃燒火焰之外周部的NOx發生量。此外,此時藉由利用整流構件115對流動於整流構件115與駐焰器114之間的燃料空氣進行整流,消除燃料空氣的剝離,此外,由於流動於此之燃料空氣的流速呈均一化而降低流速,因此該駐焰器114,在前端部可確保充分的駐焰力。
在上述實施例1的燃燒器中,設有:可吹入「混合了微碳粉與1次空氣」之燃料空氣的燃料噴嘴51、及可從該燃料噴嘴51的外側吹入2次空氣的2次空氣噴嘴52,並在位於燃料噴嘴51之前端部的軸中心側設置駐焰器54, 在燃料噴嘴51的內壁面與該駐焰器54之間設有整流構件55。
因此,藉由將整流構件55設在燃料噴嘴51的內壁面與駐焰器54之間,在燃料噴嘴51內流動的燃料空氣,其流動受到該整流構件55的整流,可抑制在駐焰器54的後端部,燃料空氣之流動的剝離,並且使流速形成大致一定而抑制微碳粉燃料堆積(或者附著)於燃料噴嘴51的內壁面,可實現燃料空氣的正確流動。
此外,在實施例1的燃燒器中,整流構件55是配置成與駐焰器54保持特定的間隙。因此,藉由在整流構件55與駐焰器54之間確保特定的間隙,流動於整流構件55與駐焰器54之間的燃料空氣,其流動受到整流而被正確地導入駐焰器54,可充分地發揮駐焰器54的駐焰功能。
此外,在實施例1的燃燒器,藉由整流構件55,將駐焰器54與整流構件55之間的距離,沿著燃料空氣的流動方向設定成大致相同。因此,藉由整流構件55,使整流構件55與駐焰器54之間的距離沿著燃料空氣的流動方向形成大致相同,流動於該整流構件55與駐焰器54之間的燃料空氣,其流速形成大致一定,可抑制微碳粉燃料朝燃料噴嘴51的堆積、和為碳粉燃料朝駐焰器54的附著。
此外,在實施例1的燃燒器中,駐焰器54在燃料空氣之流動方向的下游側設有增寬部61b、62b,另外整流構件55在燃料空氣之流動方向的下游側設有尖頭部65b、66b。因此,藉由在駐焰器54的前端部設置增寬部61b、 62b,可實現確實的駐焰,另外藉由在整流構件55的前端部設置尖頭部65b、66b,可使駐焰器54與整流構件55之間的距離,在燃料空氣的流動方向上形成大致一定。
此外,在實施例1的燃燒器中,駐焰器54形成以下的構造:將「沿著水平方向,在垂直方向上保持特定間隙而形成平行」的2個第1駐焰構件61、62;及「沿著垂直方向,在水平方向上保持特定間隙而形成平行」的2個第2駐焰構件63、64配置成交叉。因此,藉由使駐焰器54形成雙重交叉構造,可確保充分的駐焰功能。
此外,在實施例1的燃燒器中,駐焰器54在燃料空氣之流動方向的下游側設有增寬部61b、62b,另外將整流構件75設在「不會面向該增寬部61b、62b」的位置。因此,藉由將整流構件75設在「不會面向駐焰器54之增寬部61b、62b」的位置,燃料空氣在駐焰器54的增寬部61b、62b與燃料噴嘴51之間的流路不會變窄,燃料空氣的流速形成大致一定,並可抑制微碳粉燃料朝燃料噴嘴51的堆積、和微碳粉燃料朝駐焰器54的附著。
〔實施例2〕
第11圖,是顯示本發明中實施例2之燃燒器的剖面圖。對於具有與上述實施例相同功能的構件,標示相同的圖號並省略其詳細的說明。
在實施例2的燃燒器中,如第11圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次 空氣噴嘴53,並設有駐焰器121。接著,在燃料噴嘴51的內壁面與駐焰器121之間設有整流構件122。
駐焰器121,是沿著水平方向而配置於燃料噴嘴51的軸中心部,其構造形成:與實施例1中所說明之第1駐焰構件61、62大致相同的構造。亦即,駐焰器121,具有「寬度朝向燃料空氣之流動方向的下游側變寬大」的增寬部,且前端形成「直交於燃料空氣之流動方向」的平面。
整流構件122,藉由沿著燃料噴嘴51的內壁面固定,而配置成與駐焰器121保持特定的間隙。亦即,整流構件122具有沿著水平方向的第1整流構件123、124,且在燃料空氣之流動方向的下游端部,設有從上下方向面對駐焰器121之增寬部的傾斜部123a、124a。在該場合中,雖然第1整流構件123、124是直接固定於燃料噴嘴51的內壁面,但亦可從燃料噴嘴51的上游部延伸設置支承構件來支承第1整流構件123、124。
因為這個緣故,駐焰器121與整流構件122形成「上述增寬部與傾斜部123a、124a相對設置」的形狀,駐焰器121與整流構件122在「直交於燃料空氣的流動方向」之方向上的距離,沿著燃料空氣的流動方向形成大致相同。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51的開口部51a由駐焰器121所分歧,可轉入前端面側而形成燃燒火焰的內部駐焰,利用2次空氣使處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度變低,而降低燃燒火焰之外周部的NOx發 生量。此外,此時藉由利用整流構件122對流動於整流構件122與駐焰器121之間的燃料空氣進行整流,消除燃料空氣的剝離,此外,由於流動於此之燃料空氣的流速呈均一化而降低流速,因此該駐焰器121,在前端部可確保充分的駐焰力。
在上述實施例2的燃燒器中,將整流構件122設在燃料噴嘴51的內壁面。因此,藉由將整流構件122設在燃料噴嘴51的內壁面,不需要額外的安裝構件等,能簡單地支承整流構件122,可提高整流構件122的組裝性,並可降低製造成本。此外,可延緩2次空氣的混合,而更進一步減少外周的高溫高氧氣區域。
〔實施例3〕
第12圖,是顯示本發明中實施例3之燃燒器的剖面圖。對於具有與上述實施例相同功能的構件,標示相同的圖號並省略詳細的說明。
在實施例3的燃燒器中,如第12圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器131。接著,在該駐焰器131的內側設有整流構件135。
駐焰器131,是沿著水平方向而配置於燃料噴嘴51的軸中心部,且將沿著水平方向的2個駐焰構件、與沿著垂直方向的2個駐焰構件配置成交叉。此外此外,整流構件135具有:在駐焰器131上位於各駐焰構件之間,對水平 方向與垂直方向形成交叉而呈現十字狀的第1整流構件136;及位在較駐焰器131及整流構件136更上游側,被固定於燃料噴嘴51之內壁面的第2整流構件137、138。
第1整流構件136,藉由被固定於燃料噴嘴51的內壁面,而配置成與駐焰器131保持特定的間隙。此外,第2整流構件137、138,在較駐焰器131之燃料空氣的更上游側,被固定於燃料噴嘴51的內壁面,可將流動於燃料噴嘴51內的燃料空氣導引至其中心部側。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51由駐焰器132、133所分歧,可轉入前端面側而形成燃燒火焰的內部駐焰,利用2次空氣使處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度變低,降低燃燒火焰之外周部的NOx發生量。此外,此時藉由利用第2整流構件137、138將燃料空氣導引至燃料噴嘴51的中心部側,再由第1整流構件136對流動於第1整流構件136與駐焰器132之間的燃料空氣進行整流,消除燃料空氣的剝離,此外,由於流動於此之燃料空氣的流速呈均一化而降低流速,因此該駐焰器132,在前端部可確保充分的駐焰力。
在上述實施例3的燃燒器中,設置了以下的構件來作為整流構件135:位於駐焰器131的內側且形成十字狀的第1整流構件136;及位在較駐焰器131更上游側的第2整流構件137、138。因此,動於燃料噴嘴51內的燃料空氣,可由該第2整流構件137、138導向燃料噴嘴51的中心部側,再由第1整流構件136對其流動進行整流,可實 現燃料空氣的正確流動。
〔實施例4〕
第13圖,是顯示本發明中實施例4之燃燒器的剖面圖。對於具有與上述實施例相同功能的構件,標示相同的圖號並省略詳細的說明。
在實施例4的燃燒器中,如第13圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器54。接著,在該駐焰器54的內側設有整流構件141。駐焰器131,沿著水平方向配置於燃料噴嘴51的軸中心部。整流構件141在駐焰器54的內側,於水平方向與垂直方向上形成交叉而呈十字狀。在該場合中,整流構件141,其前端部位在較駐焰器54更上游側。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51由駐焰器54所分歧,可轉入前端面側而形成燃燒火焰的內部駐焰,利用2次空氣使處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度變低,降低燃燒火焰之外周部的NOx發生量。此外,此時藉由利用整流構件141對流動於整流構件141與駐焰器54之間的燃料空氣進行整流,消除燃料空氣的剝離,此外,由於流動於此之燃料空氣的流速呈均一化而降低流速,因此該駐焰器54,在前端部可確保充分的駐焰力。
在上述實施例4的燃燒器中,在駐焰器54的內側將整流構件141設成固定於燃料噴嘴51的內壁面。因此, 流動於燃料噴嘴51內的燃料空氣,形成由整流構件141對其流動進行整流,可實現燃料空氣的正確流動。
〔實施例5〕
第14圖,是顯示本發明中實施例5之燃燒器的剖面圖。對於具有與上述實施例相同功能的構件,標示相同的圖號並省略詳細的說明。
在實施例5的燃燒器中,如第14圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器121。接著,在燃料噴嘴51的內壁面與駐焰器121之間設有整流構件151。
駐焰器121,是沿著水平方向而配置於燃料噴嘴51的軸中心部,其構造形成:與實施例1中所說明的第1駐焰構件61、62大致相同的構造。整流構件151被配置成:與燃料噴嘴51的內壁面保持特定的間隙,並與駐焰器121保持特定的間隙。亦即,整流構件151是具有下述構造的構件:將沿著水平方向的第1整流構件152、153;與沿著垂直方向(上下方向)的第2整流構件(圖示省略)配置成框狀。接著,各第1整流構件152、153被傾斜配置成:其前端部接近駐焰器121,而後端部從駐焰器121分離。而各第2整流構件皆形成相同的構造。
在該場合中,各整流構件152、153,由於其前端部接近駐焰器121,因此整流構件152、153與駐焰器121之間的間隙形成:越往下游側就越窄。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51的開口部由駐焰器121所分歧,可轉入前端面側而形成燃燒火焰的內部駐焰,利用2次空氣使處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度變低,降低燃燒火焰之外周部的NOx發生量。此外,此時藉由利用整流構件151對流動於整流構件151與駐焰器121之間的燃料空氣進行整流,消除燃料空氣的剝離,此外,由於流動於此之燃料空氣的流速呈均一化而降低流速,因此該駐焰器121,在前端部可確保充分的駐焰力。
在上述實施例5的燃燒器中,在駐焰器121的外側將整流構件151設成固定於燃料噴嘴51的內壁面,且使前端部朝駐焰器121側接近而形成傾斜。因此,流動於燃料噴嘴51內的燃料空氣,其流動受到整流構件151的整流,可實現正確之燃料空氣的流動。
〔實施例6〕
第15圖,是顯示本發明中實施例6之燃燒器的剖面圖。對於具有與上述實施例相同功能的構件,標示相同的圖號並省略詳細的說明。
在實施例6的燃燒器中,如第15圖所示,在燃燒器21,從中心側起設有燃料噴嘴51、2次空氣噴嘴52、3次空氣噴嘴53,並設有駐焰器161。該駐焰器161是形成下述的構件:將沿著水平方向的第1駐焰構件162、163;與沿著垂直方向的第2駐焰構件(圖示省略)配置成十字狀 ,也就是形成所謂的雙重交叉裂口構造。接著,第1駐焰構件162、163形成特定厚度的板狀。而各第2駐焰構件皆形成相同的構造。
本實施例中,該駐焰器161之各駐焰構件162、163的外表面可作為整流構件發揮作用。
因此,燃料空氣藉由在燃料噴嘴51的開口部51a由駐焰器161所分歧,可轉入前端面側而形成燃燒火焰的內部駐焰,利用2次空氣使處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部的溫度變低,降低燃燒火焰之外周部的NOx發生量。此外,此時藉由利用駐焰器161的外表面對流動於燃料噴嘴51與駐焰器161之間的燃料空氣進行整流,消除燃料空氣的剝離,此外,由於流動於此之燃料空氣的流速呈均一化而降低流速,因此該駐焰器161,在前端部可確保充分的駐焰力。
雖然在上述的各實施例中,列舉了各種例子來說明各駐焰器的構造,但是本發明並不侷限於上述的說明。亦即,本發明的燃燒器,是可實現內部駐焰的發明,只要將駐焰器設在燃料噴嘴的軸心側即可,並非燃料噴嘴的內壁面,駐焰構件的數量和位置等可適當地設定,且即使駐焰構件從燃料噴嘴的內壁面分離亦無妨。此外,雖然也列舉了各種整流構件的構造進行說明,但本發明並不侷限於上述的說明。亦即,整流構件只要位在燃料噴嘴的內壁面與駐焰器之間即可,在駐焰器為複數個的場合中,也包含整流構件被配置於駐焰器之間的樣態。
此外,雖然在上述的各實施例中,是將設置於火爐11之壁面的4組的各燃燒器21、22、23、24、25,沿著垂直方向形成5段(層)配置,而作為燃燒裝置12,但是本發明並不侷限於此。亦即,燃燒器亦可不配置在壁面而是配置於角落。此外,燃燒裝置不侷限於迴旋燃燒方式,也可以是將燃燒器配置於一個壁面的前燃燒(front firing)方式、或將燃燒器對向配置於二個壁面的對向燃燒方式。
此外,雖然本發明的駐焰器,設有三角形剖面的增寬部,但並不侷限於該形狀,也可以是四角形,也可以將增寬部省略。
〔實施例7〕
就傳統燃碳粉鍋爐的燃燒器而言,譬如存在有上述專利文獻1所記載的裝置。專利文獻1所記載的燃燒裝置,是藉由將駐焰器設在微碳粉噴出孔(1次流路)內部的中心與外周部之間,並使微碳粉濃縮流撞擊該駐焰器,而可在廣大的負荷範圍中形成穩定的低NOx燃燒。
但是,該傳統的燃燒裝置中,當微碳粉與空氣所形成的燃燒空氣撞擊駐焰器時,將在該駐焰器的後端部使其流動產生剝離,導致難以充分發揮駐焰器前端部的駐焰能力。一旦如此將具有以下的問題:將在駐焰器的外側產生點火,而導致NOx發生。
本發明正是用來解決上述課題的發明,本發明的目的是提供一種:可實現混合了固體燃料與空氣之燃料空氣的 正確流動,並可降低NOx發生量的燃燒器。
第16圖是顯示本發明中實施例7之燃燒器的前視圖,第17圖是顯示實施例7之燃燒器的剖面圖,第18圖是顯示採用實施例7之燃燒器的燃碳粉鍋爐的概略構造圖,第19圖是顯示實施例7之燃碳粉鍋爐的燃燒器的俯視圖。
採用實施例7之燃燒器的燃碳粉鍋爐,採用將煤炭粉碎後的微碳粉作為固體燃料,並利用燃燒器來燃燒該微碳粉,是可回收由該燃燒所發生之熱的鍋爐。
在該實施例7中,如第18圖所示,燃碳粉鍋爐210是一般的鍋爐,具有火爐211與燃燒裝置212。火爐211形成四角筒的中空形狀且沿著垂直方向設置,在構成該火爐211之火爐壁的下部,設有燃燒裝置212。
燃燒裝置212具有被安裝於火爐壁的複數個燃燒器221、222、223、224、225。在本實施例中,該燃燒器221、222、223、224、225,是沿著周方向並以4個均等的間隔所配設的樣態作為1組,而沿著垂直方向配置5組,也就是配置成5段(層)。
接著,各燃燒器221、222、223、224、225是透過微碳粉供給管226、227、228、229、230而連結於微碳粉機(研磨機)231、232、233、234、235。該微碳粉機231、232、233、234、235雖然在圖面中未顯示,但其構成:在殼體內具有沿著垂直方向的旋轉軸心而將粉碎檯支承成可驅動旋轉,且面向該粉碎檯之上方的複數個粉碎輥子是連 動於粉碎檯的旋轉,而被支承成可以旋轉。因此,一旦將煤炭投入複數個粉碎輥子與粉碎檯之間,便可在該處被粉碎成特定的大小(尺寸),並從微碳粉供給管226、227、228、229、230將經搬送空氣(1次空氣)所分級的微碳粉供給至燃燒器221、222、223、224、225。
此外,火爐211在各燃燒器221、222、223、224、225的安裝位置設有風箱236,並在該風箱236連結著空氣導管237的其中一端部,該空氣導管237在另一端部則安裝有送風機238。因此,由送風機238所吹送的燃燒用空氣(2次空氣、3次空氣),可從空氣供給配管237供給至風箱236,再從該風箱236供給至各燃燒器221、222、223、224、225。
因為這個緣故,在燃燒裝置212形成:各燃燒器221、222、223、224、225,可將混合了微碳粉與1次空氣的微粉燃料混合氣(燃料空氣)吹入火爐211內,並可將2次空氣吹入火爐211內,可藉由以圖面中未顯示的點火噴燈對微粉燃料混合氣進行點火,而形成火焰。
一般來說,在鍋爐啟動時,各燃燒器221、222、223、224、225將油燃料朝火爐211內噴射而形成火焰。
火爐211,在上部連結著煙道240,並在該煙道240設有「用來回收排放空氣之熱」的過熱器(super heater)241、242;和再熱器243、244;及節熱器(economizer)245、246、247作為對流導熱部,而在「因火爐211的燃燒所發生」的排放空氣與水之間執行熱交換。
煙道240,在其下游側連結著「排出已執行了熱交換之排放空氣」的排放空氣管248。在該排放空氣管248與空氣導管237之間設有空氣加熱器249,而在流動於空氣導管237的空氣、和流動於排放空氣管248的排放空氣之間執行熱交換,可使供給至燃燒器221、222、223、224、225的燃燒用空氣升溫。
雖然圖面中未顯示,但排放空氣管248設有脫硝裝置、電氣集塵機、誘引送風機、脫硫裝置,並在下游端部設有煙囪。
因此,一旦驅動微碳粉機231、232、233、234、235,所產生的微碳粉便與搬送用空氣一起通過微碳粉供給管226、227、228、229、230而供給至燃燒器221、222、223、224、225。此外,經加熱的燃燒用空氣則從空氣導管237透過風箱236供給至各燃燒器221、222、223、224、225。一旦如此,燃燒器221、222、223、224、225,將混合了微碳粉與搬送用空氣的微粉燃料混合氣吹入火爐211,並將燃燒用空氣吹入火爐211,此時可藉由點火而形成火焰。在該火爐211,燃燒微粉燃料混合氣與燃燒用空氣而產生火焰,一旦在該火爐211內的下部產生火焰,燃燒空氣(排放空氣)便在該火爐211內上升,並由煙道240排出。
而在火爐211,藉由將空氣的供給量設定成「相對於微碳粉的供給量,未滿理論空氣量」,可使其內部保持在還原環境下。接著,使因為微碳粉的燃燒所發生的NOx 在火爐211內還原,在此之後,藉由追加供給附加空氣而使微碳粉的氧化燃燒結束,降低因微碳粉的燃燒所導致的NOx發生量。
此時,由圖面中未顯示的供水泵所供給的水,在由節熱器245、246、247所預熱後,供給至圖面中未顯示的蒸氣鼓筒,並在被供給至火爐壁的各水管(圖面中未顯示)的期間受到加熱而成為飽和蒸氣,並送入圖面中未顯示的蒸氣鼓筒。不僅如此,圖面中未顯示之蒸氣鼓筒的飽和蒸氣被導入過熱器241、242,並藉由燃燒空氣而形成過熱。在過熱器241、242所產生的過熱蒸氣,被供給至圖面中未顯示的發電廠(譬如,渦輪機等)。此外,在渦輪機之膨脹過程的中途所取出的蒸氣,被導入再熱器243、244,並經再度過熱後回到渦輪機。雖然是以筒型(蒸氣鼓筒)來說明火爐11,但火爐11並不侷限於該構造。
在此之後,已通過煙道240之節熱器245、246、247的排放空氣,利用排放空氣管248在圖面中未顯示的脫硝裝置,由觸媒去除NOx之類的有害物質,並由電氣集塵機去除粒子狀物質,在由脫硫裝置去除硫黄成分後,從煙囪排出至大氣中。
在此,針對燃燒裝置212進行詳細的說明,由於構成該燃燒裝置212的各燃燒器221、222、223、224、225形成大致相同的構造,因此僅針對位於最上段(層)的燃燒器221進行說明。
如第19圖所示,燃燒器221是由設在火爐211之4 個壁面的燃燒器221a、221b、221c、221d所構成。各燃燒器221a、221b、221c、221d,連結著從微碳粉供給管226分歧的各分歧管226a、226b、226c、226d,並連結著從空氣導管237分歧的各分歧管237a、237b、237c、237d。
因此,位於火爐211各壁面的各燃燒器221a、221b、221c、221d,可對火爐211吹入「混合了微碳粉與搬送用空氣」的微粉燃料混合氣,並將燃燒用空氣吹入該微粉燃料混合氣的外側。接著,藉由對來自於各燃燒器221a、221b、221c、221d的微粉燃料混合氣點火,可形成4個火焰F1、F2、F3、F4,該火焰F1、F2、F3、F4從火爐211的上方觀看(第19圖),形成朝逆時針外周方向迴旋的火焰迴旋流。
藉由構成上述說明的燃燒器221(221a、221b、221c、221d),如第16圖及第17圖所示,從中心側起設有燃料噴嘴251、2次空氣噴嘴252、3次空氣噴嘴253,並設有駐焰器254。燃料噴嘴251,是可吹入混合了微碳粉(固體燃料)與搬送用空氣(1次空氣)之燃料空氣(微粉燃料混合氣)的構件。2次空氣噴嘴252,是被配置在燃料噴嘴251的外側,並可將燃燒用空氣(2次空氣)吹入「由燃料噴嘴251所噴射之燃料空氣外周側」的構件。3次空氣噴嘴253,是被配置在2次空氣噴嘴252的外側,並可將3次空氣吹入「由2次空氣噴嘴252所噴射之2次空氣」的外周側。
此外,駐焰器254位在燃料噴嘴251內,是在燃料空氣之吹入方向的下游側,且藉由配置於軸中心側,發揮作為燃料空氣之點火用及駐焰用功能的構件。該駐焰器254,是將沿著水平方向的第1駐焰構件261、262;及沿著垂直方向(上下方向)的第2駐焰構件263、264配置成十字狀,也就是所謂形成雙重交叉裂口(split)的構造。接著,各第1駐焰構件261、262具有:其厚度形成一定的平板狀的平坦部261a、262a;及一體地設於該平坦部261a、262a之前端部(燃料空氣之流動方向的下游端部)的增寬部261b、262b。該增寬部261b、262b,其剖面形成等腰三角形,且朝向燃料空氣之流動方向的下游側增加寬度,而成為其前端直交於該燃料空氣之流動方向的平面。雖然圖面中未顯示,但各第2駐焰構件263、264也形成相同的構造。
因此,由於燃料噴嘴251及2次空氣噴嘴252具有長管狀構造,燃料噴嘴251具有矩形的開口部251a,2次空氣噴嘴252具有矩形環狀的開口部252a,故燃料噴嘴251與2次空氣噴嘴252形成雙重管構造。在燃料噴嘴251及2次空氣噴嘴252的外側,將3次空氣噴嘴253配置成雙重管構造,且具有矩形環狀的開口部253a。結果形成:在燃料噴嘴251之開口部251a的外側配設有2次空氣噴嘴252的開口部252a,並在該2次空氣噴嘴252之開口部252a的外側配設有3次空氣噴嘴253的開口部253a。而3次空氣噴嘴253並未配置成雙重管構造,也可以在2次空 氣噴嘴252的外周側另外配置複數個噴嘴來作為3次空氣噴嘴。
上述的噴嘴251、252、253,其開口部251a、252a、253a是被集中配置在同一個面上。此外,駐焰器254是由燃料噴嘴251的內壁面、或者從燃料空氣所流動之流路的上游側,由圖面中未顯示的板材所支承。此外,由於燃料噴嘴251在內部配置著作為該駐焰器254的複數個駐焰構件261、262、263、264,因此可將燃料空氣的流路分割成9個。接著,駐焰器254形成:寬度變大的增寬部261b、262b位於前端部,該增寬部261b、262b的前端面被集中在與開口部251a相同的面上。
此外,實施例7的燃燒器221,設有將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側的整流構件255。該整流構件255,是用來將燃料空氣導向從「由2次空氣噴嘴252所吹入的2次空氣」分離之分向的構件。
該導引構件255,是在燃料噴嘴251的前端部沿著周方向配置於其內壁面。亦即,導引構件255具有:沿著燃料噴嘴251的上壁面所配置的上導引構件265;及沿著燃料噴嘴251的下壁面所配置的下導引構件266;及沿著燃料噴嘴251的左右壁面所配置的左右導引構件267、268。接著,該導引構件255,在燃料噴嘴251的前端部配置成面向駐焰器254的增寬部261b、262b。接著,導引構件255形成有:剖面形成三角形,且寬度朝向燃料空氣之流動方向的下游側變寬的傾斜面269,其前端形成「直交於 該燃料空氣之流動方向」的平面,且與開口部251a、252a集中於同一個面上。而該導引構件55,其與各駐焰構件261、262、263、264交叉的位置形成缺口。
因此,該燃燒器221,可將混合了微碳粉與1次空氣的燃料空氣從燃料噴嘴251的開口部251a吹入爐內,並可在其外側將2次空氣從2次空氣噴嘴252的開口部252a吹入爐內,並且在其外側將3次空氣從3次空氣噴嘴253的開口部253a吹入爐內。此時,燃料空氣在燃料噴嘴251的開口部251a由駐焰器254所分歧,並點火燃燒而形成燃燒空氣。此外,藉由將2次空氣吹入該燃料空氣的外周,可促進燃料空氣的燃燒。此外,藉由將3次空氣吹入燃燒火焰的外周,調整2次空氣與3次空氣的比例,可獲得最佳的燃燒。
接著,該燃燒器221,由於駐焰器254形成裂口形狀,因此燃料空氣在燃料噴嘴251的開口部251a由駐焰器254所分歧,此時,駐焰器254被配置在燃料噴嘴251之開口部251a的中央區域,而在該中央區域執行燃料空氣的點火及駐焰。如此一來,實現了燃燒火焰的內部駐焰(位於燃料噴嘴251之開口部251a中央區域的駐焰)。
因為這個緣故,相較於執行燃燒火焰之外部駐焰的構造,燃燒火焰的外周部形成低溫,可藉由2次空氣而降低「處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部」的溫度,降低於燃燒火焰外周部的NOx發生量。
此外,由於燃燒器221採用內部駐焰的構造,因此燃 料空氣及燃燒空氣(2次空氣與3次空氣)最好是採直線流動的方式供給。亦即,燃料噴嘴251、2次空氣噴嘴252、3次空氣噴嘴253最好是具有:不會使燃料空氣、2次空氣、3次空氣產生迴旋,以直線流動的方式供給的構造。由於該燃料空氣、2次空氣、3次空氣是以直線流動的方式所噴射而形成燃燒火焰,因此在燃燒火焰形成內部駐焰的構造中,可抑制燃燒火焰內的空氣循環。藉此可使燃燒火焰的外周部維持低溫的狀態,降低因為與2次空氣的混合所衍生的NOx發生量。
不僅如此,在燃燒器221中,由於在燃料噴嘴251的前端部遍及全周地配置有導引構件255,因此流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,被該導引構件255的傾斜面269導向軸心側,也就是指駐焰器254側。一旦如此,由燃料噴嘴251吹入爐內的燃料空氣,被導向從「由2次空氣噴嘴252所吹入的2次空氣」分離的方向。因為這個緣故,燃料空氣,藉由從速度比該燃料空氣更快的2次空氣分離,可正確地執行駐焰器254的內部駐焰。此外,燃料空氣,藉由該燃料空氣從2次空氣分離,可降低因為與2次空氣的混合所衍生的NOx發生量。不僅如此,可正確地朝駐焰器254供給微碳粉。
在上述實施例7的燃燒器中設有:可吹入混合了微碳粉與1次空氣之燃料空氣的燃料噴嘴251、及可從該燃料噴嘴251的外側吹入2次空氣的2次空氣噴嘴252,並在位於燃料噴嘴251之前端部的軸中心側設置駐焰器254, 且設有將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側的導引構件255。
因此,流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,被該導引構件255導向燃料噴嘴251的軸心側,也就是指駐焰器254側,可在燃料噴嘴251內實現燃料空氣的正確流動,如此一來,可提高駐焰器254的內部駐焰性能。
此外,在實施例7的燃燒器中,導引構件255將燃料空氣導向:從由2次空氣噴嘴252吹入的2次空氣分離的方向。因此,形成由導引構件255,將燃料空氣導向從2次空氣分離的方向,抑制燃料空氣與2次空氣的混合,可提高駐焰器254的內部駐焰性能,且由於可使燃燒火焰的外周部維持低溫的狀態,因此可降低因燃燒空氣與2次空氣的混合所衍生的NOx發生量。
此外,在實施例7的燃燒器中,是將導引構件255沿著燃料噴嘴251的內壁面配置。因此,可遍及燃料噴嘴251的整個區域而有效地將「流動於該燃料噴嘴251內的燃料空氣」導向駐焰器254側,並可將該燃料空氣導向從2次空氣分離的方向,可提高駐焰器254的內部駐焰性能。
此外,在實施例7的燃燒器中,是將導引構件255在燃料噴嘴251的前端部配置成與駐焰器254相對向。在該場合中,導引構件255是配置成面向位於駐焰器254的增寬部261b、262b。因此,藉由利用導引構件255將燃料空氣導向位於駐焰器254的增寬部261b、262b,可確保充分 的駐焰功能而提高內部駐焰性能。
〔實施例8〕
第20圖,是顯示本發明中實施例8之燃燒器的剖面圖。對於具有與上述實施例相同功能的構件,標示相同的圖號並省略詳細的說明。
在實施例8中燃燒器中,如第20圖所示,在燃燒器221,從中心側起設有燃料噴嘴251、2次空氣噴嘴252、3次空氣噴嘴253,並設有駐焰器254。接著,設有導引構件271,該導引構件271可藉由將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側,而將燃料空氣導向從「由2次空氣噴嘴252所吹入的2次空氣」分離的方向。
該導引構件271,是在「不會面向被配置於燃料噴嘴251內的駐焰器254」的位置,也就是指較該駐焰器254更朝燃料空氣之流動方向的上游側,沿著周方向配置於燃料噴嘴251的內壁面。該導引構件271形成「從燃料噴嘴251的內壁面突出於駐焰器254側」的環狀,並形成有「將燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側」的導引面(傾斜面或者彎曲面)272。
因此,在燃燒器221,由於在燃料噴嘴251的前端部將導引構件271配置成位於全周,因此流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,被該導引構件271的導引面272導向軸心側,也就是指駐焰器254側。一旦如此,由燃料噴嘴251吹入爐內的燃料空氣,被導向從「由2次空氣噴嘴 252所吹入的2次空氣」分離的方向。因為這個緣故,燃料空氣,藉由從速度較該燃料空氣更快的2次空氣分離,可正確地執行駐焰器254的內部駐焰。此外,燃料空氣,藉由該燃料空氣從2次空氣分離,可降低因為與2次空氣的混合所衍生的NOx發生量。
在上述實施例8的燃燒器中設有:可吹入混合了微碳粉與1次空氣之燃料空氣的燃料噴嘴251、及可從該燃料噴嘴251的外側吹入2次空氣的2次空氣噴嘴252,並在位於燃料噴嘴251之前端部的軸中心側設置駐焰器254,且將「把流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側」的導引構件271,設在較駐焰器254更朝燃料空氣之流動方向的上游側。
因此,流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,被該導引構件271導向燃料噴嘴251的軸心側,也就是指駐焰器254側,可在燃料噴嘴251內實現燃料空氣的正確流動,結果可提高駐焰器254的內部駐焰性能。此外,藉由將導引構件271設在較駐焰器254更上游側,能有效地將燃料空氣導向駐焰器254,可提高駐焰器254的內部駐焰性能。此外,由於導引構件271被設在燃料噴嘴251內的前端部側,因此導引構件271本身不會作為駐焰器發揮作用。
〔實施例9〕
第21圖,是顯示本發明中實施例9之燃燒器的前視圖。對於具有與上述實施例相同功能的構件,標示相同的 圖號並省略詳細的說明。
實施例9的燃燒器,如第21圖所示,在燃燒器221,從中心側起設有燃料噴嘴251、2次空氣噴嘴252、3次空氣噴嘴253,並設有駐焰器254。接著,設有導引構件,該導引構件藉由將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側,而將燃料空氣導向從「由2次空氣噴嘴252所吹入的2次空氣」分離的方向。
該導引構件,在駐焰器254的增寬部261b、262b,配設在與燃料噴嘴251的內壁面相對向的位置。亦即,駐焰器254是將沿著水平方向的第1駐焰構件261、262;及沿著垂直方向的第2駐焰構件263、264配置成交叉,導引構件是作為缺口面261c、262c、263c、264c所構成,該缺口面261c、262c、263c、264c形成於該各駐焰構件261、262、263、264之增寬部261b、262b的端部。該各缺口面261c、262c、263c、264c,在從正面觀看各駐焰構件261、262、263、264時,是藉由在端部的兩側形成傾斜面,而形成前端尖細的形狀。
因此,由於燃燒器221,在駐焰器254的各駐焰構件261、262、263、264的端部,形成作為導引構件的缺口面261c、262c、263c、264c,因此流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,被該各缺口面261c、262c、263c、264c導向軸心側,也就是指各駐焰構件261、262、263、264之長度方向的內側。換言之,當燃料空氣通過各駐焰構件261、262、263、264的缺口面261c、262c、263c、264c附近 時,各駐焰構件261、262、263、264的前面側形成負壓,藉由燃料空氣被吸入該負壓區域,而產生第21圖中以箭號表示的流動。
一旦如此,由燃料噴嘴251吹入爐內的燃料空氣,被導向從「由2次空氣噴嘴252所吹入的2次空氣」分離的方向。因此,燃料空氣,藉由從速度較該燃料空氣更高的2次空氣分離,而正確地執行駐焰器254的內部駐焰。此外,燃料空氣,藉由該燃料空氣從2次空氣分離,可降低因為與2次空氣的混合所衍生的NOx發生量。
在上述實施例9的燃燒器中設有:可吹入混合了微碳粉與1次空氣之燃料空氣的燃料噴嘴251、及可從該燃料噴嘴251的外側吹入2次空氣的2次空氣噴嘴252,並在位於燃料噴嘴251之前端部的軸中心側設置駐焰器254,且在駐焰器254之各駐焰構件261、262、263、264的端部形成缺口面261c、262c、263c、264c,以作為將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側的導引構件。
因此,流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,被該缺口面261c、262c、263c、264c導向燃料噴嘴251的軸心側,也就是指駐焰器254的中心側,可在燃料噴嘴251內實現燃料空氣的正確流動,其結果可提高駐焰器254的內部駐焰性能。此外,藉由在駐焰器254的端部形成缺口面261c、262c、263c、264c而構成導引構件,故可使裝置精簡化。
而在該實施例9中,雖然導引構件是由以下所形成: 形成於駐焰構件261、262、263、264之長度方向的端部,且形成前端尖細的尖頭狀缺口面261c、262c、263c、264c,但本發明並不侷限於該形狀。舉例來說,也可以對駐焰構件261、262、263、264之長度方向的端部僅切削其單邊側而形成缺口面,或藉由在直交於「駐焰構件261、262、263、264之長度方向」的方向上切斷,而形成從燃料噴嘴251之內壁面分離的缺口部。此外,各缺口面261c、262c、263c、264c,亦可與增寬部261b、262b相同,形成燃料空氣之流動方向的下游側擴大的形狀。
〔實施例10〕
第22圖,是顯示本發明中實施例10之燃燒器的前視圖。對於具有與上述實施例相同功能的構件,標示相同的圖號並省略詳細的說明。
實施例10的燃燒器,如第22圖所示,在燃燒器221,從中心側起設有燃料噴嘴251、2次空氣噴嘴252、3次空氣噴嘴253,並設有駐焰器254。接著,設有導引構件,該導引構件藉由將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側,而將燃料空氣導向從「由2次空氣噴嘴252所吹入的2次空氣」分離的方向。
該導引構件,是藉由在第1駐焰構件261、262與第2駐焰構件263、264形成交叉之位置的外側,設置三角板281、282、283、284所構成。具體地說,是配置在第1駐焰構件261、262的增寬部261b、262b與第2駐焰構件 263、264的增寬部(圖示省略)形成交叉之位置的外側,也就是指燃料噴嘴251之軸中心的相反側。該各三角板281、282、283、284,從正面觀看各駐焰構件261、262、263、264時,在交叉之角部的外側形成傾斜面而形成三角狀。
因此,在燃燒器221,由於在駐焰器54之各駐焰構件261、262、263、264形成交叉的外側配置有三角板281、282、283、284,因此流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,被該各三角板281、282、283、284導向軸心側,也就是指各駐焰構件261、262、263、264的中央部。換言之,當燃料空氣通過各三角板281、282、283、284的附近時,各三角板281、282、283、284的前面側形成負壓,燃料空氣藉由被吸入該負壓區域,而產生第22圖中以箭號標示的流動。
一旦如此,由燃料噴嘴251吹入爐內的燃料空氣,被導向從「由2次空氣噴嘴252所吹入之2次空氣」分離的方向。因此,燃料空氣,藉由從速度較該燃料空氣更快的2次空氣分離,而正確地執行駐焰器254的內部駐焰。此外,燃料空氣,藉由該燃料空氣從2次空氣分離,降低因與2次空氣的混合所衍生的NOx發生量。
在上述實施例10的燃燒器中設有:可吹入混合了微碳粉與1次空氣之燃料空氣的燃料噴嘴251、及可從該燃料噴嘴251的外側吹入2次空氣的2次空氣噴嘴252,並在位於燃料噴嘴251之前端部的軸中心側設置駐焰器254 ,且在駐焰器254之各駐焰構件261、262、263、264形成交叉之位置的外側,配置三角板281、282、283、284,以作為將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側的導引構件。
因此,流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,被該三角板281、282、283、284導向燃料噴嘴251的軸心側,也就是指駐焰器254的中心側,可在燃料噴嘴251內實現燃料空氣的正確流動,其結果可提高駐焰器254的內部駐焰性能。此外,駐焰器254形成以下的構造:將沿著水平方向,並在垂直方向上保持特定間隙而形成平行的2個第1駐焰構件261、262;及沿著垂直方向,並在水平方向上保持特定間隙而形成平行的2個第2駐焰構件263、264配置成交叉。因此,藉由使駐焰器254形成雙重交叉構造,可確保充分的駐焰功能。不僅如此,藉由使導引構件形成三角板281、282、283、284,能有效地將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側。
在該實施例10中,雖然導引構件是由三角板281、282、283、284所形成,但本發明並不侷限於該形狀。舉例來說,各三角板281、282、283、284亦可與增寬部261b、262b相同,形成燃料空氣之流動方向的下游側擴大的形狀。
〔實施例11〕
第23圖,是顯示本發明中實施例11之燃燒器的剖面 圖,第24圖,是顯示實施例11中燃燒器之變形例的剖面圖。對於具有與上述實施例相同功能的構件,標示相同的圖號並省略詳細的說明。
在實施例11的燃燒器中,如第23圖所示,在燃燒器221,從中心側起設有燃料噴嘴251、2次空氣噴嘴252、3次空氣噴嘴253,並設有駐焰器291。接著設有導引構件,該導引構件藉由將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側,而將燃料空氣導向從「由2次空氣噴嘴252所吹入的2次空氣」分離的方向。
亦即,駐焰器291具有沿著水平方向的駐焰構件292、293,該駐焰構件292、293具有:其厚度形成一定的平板狀的平坦部292a、293a;及一體設於該平坦部292a、293a之前端部(燃料空氣之流動方向的下游端部)的增寬部292b、293b。該增寬部292b、293b,其剖面形成等腰三角形,且寬度朝向燃料空氣之流動方向的下游側變寬,前端形成直交於該燃料空氣之流動方向的平面。
接著,該駐焰構件292、293,藉由前端部朝向燃料噴嘴251的軸心側而構成導引構件。換言之,駐焰構件292、293,藉由將形成於前端部的增寬部292b、293b間,配置成較平坦部292a、293a的後端部更為靠近,而對燃料噴嘴251的軸中心形成傾斜。
因此,在燃燒器221中,由於在燃料噴嘴251內的駐焰器291,將駐焰構件292、293的前端部配置成接近,因此流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,由該駐焰構件292 、293導向軸心側。換言之,由於駐焰構件292、293的前端部形成彼此接近,因使燃料空氣,在駐焰構件292、293間形成高速,且在燃料噴嘴251與駐焰構件292、293之間形成低速,使全體被導向燃料噴嘴251的軸中心側。
一旦如此,被燃料噴嘴251吹入爐內的燃料空氣,被導向從「由2次空氣噴嘴252所吹入之2次空氣」分離的方向。因此,燃料空氣,藉由從速度較該燃料空氣更高的2次空氣分離,而正確地執行駐焰器291的內部駐焰。此外,燃料空氣,藉由該燃料空氣從2次空氣分離,可降低因為與2次空氣的混合所衍生的NOx發生量。
在該場合中,也可以調整「構成駐焰器291之駐焰構件292、293」的傾斜角度。亦即,如第24圖所示,駐焰構件292、293,可朝上下自由轉動地由沿著「直交於燃料噴嘴251之燃料空氣的流動方向」之水平方向的支承軸295、296所支承,而可藉由驅動裝置297而轉動。亦即,駐焰構件292、293,可藉由驅動裝置297而個別調整其傾斜角度。
因此,舉例來說,根據燃料空氣的性質或速度、2次空氣的速度、或者火爐211內的燃燒狀態,藉由驅動裝置297個別地調整駐焰構件292、293的角度,可維持燃料空氣的最佳吹入狀態。
在上述實施例11的燃燒器中設有:可吹入混合了微碳粉與1次空氣之燃料空氣的燃料噴嘴251;及可從該燃料噴嘴251的外側吹入2次空氣的2次空氣噴嘴252,並 在位於燃料噴嘴251之前端部的軸中心側設置駐焰器291,作為將流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣導向軸心側的導引構件,且將位於駐焰器291的駐焰構件292、293配置成:前端部朝向燃料噴嘴251的軸心側。
因此,流動於燃料噴嘴251內的燃料空氣,由傾斜的駐焰構件292、293導向燃料噴嘴251的軸心側,也就是指駐焰器291的中央部側,可在燃料噴嘴251內實現燃料空氣的正確流動,其結果可提高駐焰器291的內部駐焰性能。此外,藉由配置駐焰器291的駐焰構件292、293來構成導引構件,可使構造精簡化。
此外,在實施例11的燃燒器中,可利用驅動裝置297而個別地調整駐焰構件292、293的傾斜角度。因此,舉例來說,藉由根據燃料空氣的性質或速度、2次空氣的速度、或者火爐211內的燃燒狀態,變更駐焰構件292、293的角度,可維持燃料空氣的最佳吹入狀態。
雖然在上述的各實施例中,列舉了各種例子來說明各駐焰器254、291的構造,但是本發明並不侷限於上述的說明。亦即,本發明的燃燒器,是可實現內部駐焰的發明,只要將駐焰器設在燃料噴嘴251的軸心側即可,並非燃料噴嘴251的內壁面,駐焰構件的數量和位置等可適當地設定,且即使駐焰構件從燃料噴嘴251的內壁面分離亦無妨。此外,雖然也列舉了各種整流構件的構造進行說明,但本發明並不侷限於上述的說明。亦即,只要是可藉由導引構件將燃料噴嘴內的燃料空氣導向軸心側的構造即可。
此外,雖然本發明的駐焰器,設有三角形剖面的增寬部,但並不侷限於該形狀,也可以是四角形,也可以將增寬部省略。
此外,雖然在上述的各實施例中,是構成將本發明的導引設在燃料噴嘴的內壁面或駐焰器,但亦可構成在燃料噴嘴的內壁面與駐焰器之間設置其他的構件。舉例來說,亦可藉由在燃料噴嘴的內壁面與駐焰器之間,沿著與駐焰器平行或者交叉的方向設置導引構件,使該導引構件形成四角狀或菱形的框形。
此外,雖然在上述的各實施例中,是將設置於火爐211之壁面的4組的各燃燒器221、222、223、224、225,沿著垂直方向形成5段(層)配置,而作為燃燒裝置212,但是本發明並不侷限於此。亦即,燃燒器亦可不配置在壁面而是配置於角落。此外,燃燒裝置不侷限於迴旋燃燒方式,也可以是將燃燒器配置於一個壁面的前燃燒(front firing)方式、或將燃燒器對向配置於二個壁面的對向燃燒方式。
〔實施例12〕
傳統上,在燃燒固體燃料的鍋爐中,譬如存有將微碳粉(煤炭)作為固體燃料而進行燃燒的燃碳粉鍋爐。在這樣的燃碳粉鍋爐中,已知有所謂迴旋燃燒鍋爐及對向燃燒鍋爐的二種燃燒方式。
其中,在燃燒微碳粉的迴旋燃燒鍋爐中,是在「與作 為燃料的微碳粉一起由燃燒煤炭的燃燒器(燃燒固體燃料的燃燒器)所投入之1次空氣」的上下,設置2次空氣投入用的2次空氣投入埠,並針對燃燒煤炭的燃燒器周圍的2次空氣執行流量調整。上述的1次空氣,由於是搬送作為燃料的微碳粉時所必需的空氣量,因此被規定成「將煤炭粉碎以作為微碳粉的輥子研磨裝置中的空氣量」。接著,由於上述的2次空氣,是在迴旋燃燒鍋爐內中,用來形成火焰全體所吹入空氣量,因此迴旋燃燒鍋爐的2次空氣量大約形成:從燃燒微碳粉所必須的總全空氣量減去1次空氣量後的量。此外,在迴旋燃燒鍋爐的燃燒器中,是將微碳粉在外周形成濃淡分離,並更進一步執行用來強化火焰外周之點火的外部駐焰。
相對於此,在對向燃燒鍋爐的燃燒器中,舉例來說,如上述專利文獻2所揭示,對1次空氣(供給微碳粉)的外周側投入2次空氣及3次空氣並執行空氣導入量的微調整。亦即,在從火爐內觀看時形成圓形的燃燒器外周,設置駐焰機構(前端角度的調整、迴旋等),並靠近燃燒器外周將2次空氣和3次空氣的投入口設置成同心圓狀,這種外部駐焰構造的燃燒器是一般所常見者。
此外,在傳統燃燒微碳粉的燃燒器中,舉例來說,如上述專利文獻3所揭示,將微碳粉在外周形成濃淡分離,更進一步執行用來強化火焰外周之點火的措施。此外,在上述專利文獻4中也揭示了由外周駐焰器及裂口所構成的駐焰器。在該場合中,是以外周駐焰器為主,裂口為補助 性的構件。
然而,在上述的傳統迴旋燃燒鍋爐中,分別被設在燃燒煤炭的燃燒器上下之2次空氣投入用的2次空氣投入埠各為1個,且形成無法對2次空氣投入埠所投入之2次空氣量進行微調整的構造。因此,在火焰的外周形成高溫氧氣殘留區域,特別是由於在2次空氣集中的區域,高溫氧氣殘留區域變得更為明顯而成為促進NOx發生量增加的要因,因此並不受到期待。
此外,傳統燃燒煤炭的燃燒器,通常是在燃燒器外周設置駐焰機構(前端角度的調整、迴旋),且直接靠近外周地設置2次空氣(或者3次空氣)的投入埠。因此,在火焰的外周引發點火,在火焰的外周使大量的空氣混合。結果形成:火焰外周的燃燒,是在火焰外周的高溫氧氣殘留區域中,於高氧氣濃度的高溫狀態下進行,因此,在火焰外周發生NOx。如此一來,在火焰外周的高溫氧氣殘留區域所發生的NOx,由於通過火焰的外周,相較於火焰內部,還原變的遲緩,而這點便成為燃燒煤炭的鍋爐促使NOx發生的要因。
另在,在對向燃燒鍋爐中,也由於迴旋而在火焰外周形成點火,而成為在火焰的外周發生NOx的要因。
根據以上的背景,如同上述傳統燃燒煤炭的燃燒器及燃燒煤炭的鍋爐,在燃燒粉狀的固體燃料之燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐中,也期待能抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域,並降低由追加空氣投入部 所排出的最終NOx發生量。
本發明,是有鑑於上述的問題所研發而成的發明,其目的在於提供:可藉由抑制(降低)形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域,而降低由追加空氣投入部所排出之最終NOx發生量之燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐。
以下,根據圖面來說明本發明之燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐的一種實施例。而在本實施例中,就燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐的一例而言,雖然是針對具備「將微碳粉(粉狀固體燃料的煤炭)作為燃料之燃燒固體燃料的燃燒器」的迴旋燃燒鍋爐進行說明,但是本發明並不侷限於此。
第27~29圖所示的迴旋燃燒鍋爐310,藉由以多段(層)的方式朝火爐311內投入空氣,使「從燃燒器部312到追加空氣投入部(以下,稱為「AA部」)314為止的區域」形成還原環境,以圖謀燃燒排放空氣的低NOx化。
圖中的圖號320是用來投入微碳粉(粉狀的固體燃料)及空氣之燃燒固體燃料的燃燒器,315是用來投入追加空氣的追加空氣投入噴嘴。如第27圖所示,在燃燒固體燃料的燃燒器320,譬如連接有:利用1次空氣搬送微碳粉的微碳粉混合氣輸送管316、及供給2次空氣的送氣導管317,在追加空氣投入噴嘴315則連接有供給2次空氣的送氣導管317。
如上所述,上述的迴旋燃燒鍋爐310是採用:將粉體燃料的微碳粉(煤炭)及空氣朝火爐311內投入的燃燒固體燃料的燃燒器320,作為被配置在各段(層)之各角落部的迴旋燃燒方式的燃燒器部312,而在各段(層)分別形成1個或複數個迴旋火焰的迴旋燃燒方式。
第25圖所示之燃燒固體燃料的燃燒器320具備:用來投入微碳粉及空氣的微碳粉燃燒器(燃料燃燒器)321、及分別被配置於微碳粉燃燒器321上下的2次空氣投入埠330。
2次空氣投入埠330,為了能調整每個埠的空氣流量,而如第26圖所示,譬如在從送氣導管317分歧的每一條2次空氣的供給線,具備可調整開度的擋板340作為流量調整手段。
上述的微碳粉燃燒器321具備:用來投入由1次空氣所搬送的微碳粉之矩形的煤1次埠322;及設成圍繞於煤1次埠322的周圍,用來投入2次空氣之一部分的煤2次埠323。而就煤2次埠323而言,如第26圖所示,具備可調整開度的擋板340作為流量調整手段。而煤1次埠322也可以是圓形或橢圓。
在微碳粉燃燒器321的流路前方部,亦即,在煤1次埠322的流路前方部配設有複數方向的分流構件324,並固定於圖示省略的支承構件等。該分流構件324,舉例來說,如第25圖(a)所示,在煤1次埠322的出口開口部,於上下方向及左右方向各具有1條,而配設成使合計2 條保持特定間隔的格子狀。
亦即,2條的分流構件324,藉由形成「朝向上下方向及左右方向之不同的2方向配設成格子狀」的交叉型,而將位於微碳粉燃燒器321之煤1次埠322的出口開口部予以細分化(分割成4部分),而就分流構件324的數量而言,也可以在上下方向及左右方向上各設置複數條。
此外,在被分流構件324所包挾的部分,其壓力損失較大,而使噴出口處的流速下降,可促進在更內部的點火。
上述構造的分流構件324,可抑制形成於火焰F外周的高溫氧氣殘留區域H,且有效地降低從AA部314所排出的最終NOx發生量。
上述的分流構件324,舉例來說,可藉由採用第30圖(a)~第30圖(d)所示的剖面形狀,而平順地使微碳粉及空氣的流動分離而形成紊亂。
第30圖(a)所示的分流構件324,具有三角形的剖面形狀。圖示的三角形為正三角形或者等腰三角形,且配置成:朝向火爐311內之出口側的那一邊,與微碳粉及空氣的流動方向略呈直交。換言之,是採用以下的配置:形成三角形剖面,並使其中一個角部朝向微碳粉及空氣的流動方向。
第30圖(b)所示的分流構件324A,具有略呈T字型的剖面形狀,且在朝向火爐311內的出口側,配置有與微碳粉及空氣之流動方向略呈直交的面。亦可藉由改變該 略T字型的剖面形狀,而形成譬如第30圖(c)所示,具有梯形的剖面形狀的分流構件324A'
此外,第30圖(d)所示的分流構件324B,具有略呈L字型的剖面形狀。亦即,是將上述略T字型的局部予以切除的剖面形狀,特別是在配置於左右(水平)方向的場合中,只要切除上方的凸部形成略L字型,便可防止微碳粉堆積於分流構件324B。可藉由使已去除上方凸部的量、和下方的凸部變大,使分流構件324B確保必要的分離性能。
但是,就上述分流構件324等的剖面形狀而言,譬如也可以是略呈Y字型的形狀等,本發明並不侷限於上述圖示的例子。
在構成上述說明之燃燒固體燃料的燃燒器320中,配置於微碳粉燃燒器321之出口開口中央附近的分流構件324,將微碳粉及空氣的流路予以分割而使流動在內部形成紊亂,並在分流構件324的前方(下游側)形成再循環區域,因此可作為內部駐焰機構發揮作用。
一般而言,傳統燃燒固體燃料的燃燒器320,是在火焰外周承受輻射而對燃料的微碳粉形成點火。一旦在火焰外周對微碳粉點火,NOx將在殘留有高溫氧氣之火焰外周的高溫氧氣殘留區域H(請參考第25圖(b))發生,而在無法被充分還原的狀態下殘留,導致NOx排出量增加。
但是,藉由設置「可作為內部駐焰機構發揮功能」的 分流構件324,可使微碳粉形成在火焰內部點火。因為這個緣故,NOx發生於火焰內部,發生於火焰內部的NOx由於大量含有「具有還原作用的碳氫化合物類物質」,故可在呈現空氣不足狀態的火焰內被迅速地還原。因此,捨棄將駐焰器設置於火焰外周的駐焰,也就是形成「在燃燒器外周不設置駐焰機構之構造」的燃燒固體燃料的燃燒器320,可抑制火焰外周的NOx發生。
特別是藉由使「配設於複數方向的分流構件324」形成交叉型,可輕易地將「使不同方向的分流構件324形成交叉」的交叉部設在微碳粉燃燒器321的出口開口中央附近。一旦上述的交叉部存在微碳粉燃燒器321的出口開口中央附近,便可在微碳粉燃燒器321的出口開口,於中央附近將微碳粉及空氣的流路分割成複數個,因此於分流成複數個時使流動變得紊亂。
亦即,在分流構件324為左右一方向的場合中,將使在中央部的空氣擴散和點火變得遲緩而局部性地存在空氣極端不足的區域,成為未燃部分增加的原因,但「將分流構件324配設於複數方向而形成交叉部」的交叉型,由於可促進火焰內部之空氣的混合並將點火面予以細分化,因此就結果而言可降低未燃部分。
換言之,倘若以形成交叉部的方式配設分流構件324,可在火焰的內部促進空氣的混合、擴散,並且使點火面被細分化,而使點火位置靠近火焰的中央部(軸中心部)並減少微碳粉的未燃部分。亦即,由於氧氣變得容易進入 到火焰的中心部,故能有效地執行內部點火,因此,可在火焰內部執行迅速的還原而降低NOx的發生量。
其結果,使「捨棄利用設置於火焰外周之駐焰器的駐焰,採用在火焰外周不具駐焰器之燃燒固體燃料的燃燒器320來抑制火焰外周的NOx發生」的這件事變得更容易。
這種複數方向的分流構件324,在本實施例中,當於「從爐內側觀看分流構件324時的構件寬度尺寸」作為分流器寬度W的場合中,是配設成每個方向的分流器寬度W不同的交叉型。
舉例來說,在第25圖(a)所示的交叉型構造例中,在煤1次埠322的出口開口部,分別各配置有1條上下方向的分流構件(以下,稱為「縱分流器」)324V、及左右方向的分流構件(以下,稱為「横分流器」)324H。
接著,雖然縱分流器324V的分流器寬度Wv形成較横分流器324H的分流器寬度Wh更粗的寬大程度(Wv>Wh),但亦可形成相反的構造。
亦即,圖示的分流構件324的構造為:為了藉由強化縱方向的分流器功能,而使横方向的分流器功能相對地降低,而將縱分流器324V的分流器寬度Wv設定成大於横分流器324H的分流器寬度Wh。
這樣的構造,是對應於可調整角度的燃料燃燒器321的角度變化的構造。
舉例來說,如第25圖(b)所示,為了將迴旋燃燒鍋爐310所產生的蒸氣溫度調整成所期望的值,燃料燃燒器 321可使燃燒器角度(噴嘴角度)α朝上下方向適當地變化。
然而,即使燃燒器角度α有所變化,被固定支承於適當位置的分流構件324,並不會與燃料燃燒器321一體地形成角度變化。因為這個緣故,燃料燃燒器321與分流構件324之間的位置關係,對應於燃燒器角度α的變化而形成變動。
一旦使上述的燃燒器角度α朝上下變化,當投入微碳粉及1次空氣時,微碳粉流與横分流器324H之間的位置關係將產生變動。這種位置關係的變動,由於横分流器324H的分流器寬度Wh越是寬大便將受到越大的影響,因此最終使燃燒器性能也受到影響,而難以保持一定的性能。因此期待:即使燃料燃燒器321的燃燒器角度α有所變化,也不會使燃燒器性能受到影響。
有鑑於此,在本實施例中,使縱分流器324V的分流器寬度Wv形成相對地寬,而強化縱方向之分流器功能的分流構件324,是將横分流器324H的分流器寬度Wh縮小至必要的最小限度,而將因為燃燒器角度α的變化所導致之位置關係的變動抑制成最小限度。
因此,由於分流構件324形成:殘存著分流器寬度W小的横分流器324H,而在上下及左右的兩個方向存在分流器的交叉型,故可促進空氣的混合促進及維持點火面的細分化。因為這個緣故,分流構件324,可使空氣輕易地進入至火焰的中心部,就結果而言,可維持所謂「可藉由 促進中央部的點火而降低未燃部分」之交叉型的優點,並將「因燃燒器角度α的變化所導致之位置關係的變動」抑制成最小限度,可使燃燒器性能保持大致一定。
此外,在將2次空氣投入埠330配置於微碳粉燃燒器321之上下方向的迴旋燃燒方式的場合中,横分流器324H的分流器寬度Wh形成較縱分流器324V的分流器寬度Wv更粗的寬大程度(Wh>Wv)。
這是由於:一旦縱分流器324V的分流器寬度Wv大於必要的尺寸,將強化分流器功能而容易形成微碳粉的點火源之故。
而且,在縱分流器324V之上下兩端部附近的點火,由於點火源位在接近2次空氣投入埠330的位置,因此存有:在火焰外周的點火容易直接與2次空氣產生干涉的狀況。該結果造成:在「將縱分流器324V作為點火源而在火焰外周形成點火」的微碳粉中,混合了大量的空氣,因此,在殘留著高溫氧氣之火焰外周的高溫氧氣殘留區域H,產生了NOx。該NOx在無法被充分還原的狀態下形成殘留,而成為最終NOx排出量增加的原因。
但是,一旦使横分流器324H的分流器寬度Wh形成寬大,而強化横分流器324H的分流器功能,在「存在於微碳粉燃燒器321上下之2次空氣投入埠330」附近,將使點火源被縮小。亦即,由於在形成寬大的横分流器324H的下游側,形成了「成為大型再循環區域」的負壓區域,而發揮強大的分流器功能,因此使微碳粉及1次空 氣的流動容易集中於上下方向的中心部。
結果在縱分流器324V的兩端部附近形成點火源,而在火焰外周形成點火,並使混合了大量空氣的微碳粉量大幅地減少。另外,即使在火焰的內部,也在促進微碳粉及1次空氣的混合、擴散,而使空氣(氧氣)容易進入火焰的中心部。如此一來,由於內部點火被有效地執行,而在火焰內部執行迅速的還原並降低NOx的發生量。
在該場合中,藉由殘留縱分流器324V,亦即,藉由形成「設有分流器寬度Wv小的縱分流器324V,且在上下及左右存在有交叉型」的分流構件324,而形成促進空氣的混合及點火面的細分化。因此,具備交叉型分流構件324之燃燒固體燃料的燃燒器320,變得容易使空氣進入至火焰的中心部,結果可藉由促進中央部的點火而降低未燃部分。
〔實施例13〕
接下來,說明本發明中實施例13之燃燒固體燃料的燃燒器。
在該實施例中形成:被設於燃燒固體燃料的燃燒器320的分流構件324,是由分流器寬度W不同且被配置於複數方向的分流構件324所構成,並且將「在相同方向上配置3條以上」之中央部的分流器寬度W設成寬大的寬度,使周邊部形成相對性窄小的構造。
構成上述構造的分流構件324,由於在燃燒固體燃料 的燃燒器320的中央部配置有呈寬大狀的分流器,而形成可強化中央部之分流器功能的構造,既能防止外部點火又能強化內部點火。
亦即,本實施例的燃燒固體燃料的燃燒器320,由於具備形成寬大中央部的交叉型分流構件324,因此可藉由將「在微碳粉燃燒器321的外周部成為點火源」的分流器的存在抑制成最小限度,來防止或者抑制外部點火,不僅如此,可藉由強化中央部的分流器功能,使空氣容易進入至火焰的中心部,結果可藉由促進中央部的點火而降低未燃部分。
此外,雖然在上述的構造例中,分別在上下及左右各配設3條分流器,且僅使配置於上下及左右之中央的1條形成較大的寬度,但無論是分流器的數量、形成較大寬度之分流器的數量或是位置等,本發明皆不侷限於上述的說明。
舉例來說,亦可在上下及左右配設4條分流器,並使成為上下及左右中央部的各2條形成較大的寬度。此外,被配置於中央部的分流器,並不必使上下及左右雙方形成寬大的寬度,舉例來說,也可以僅使配置於中央部的上下、或者左右的分流器形成寬大的寬度。因此,有包含以下的構造:僅在複數方向的其中一方配置3條以上的分流器並使中央部形成寬大的寬度,而其他的方向則形成1條寬度寬大或者窄小的構成、或者形成1條窄小的構造等。
〔實施例14〕
接著,根據第31圖說明本發明中實施例14之燃燒固體燃料的燃燒器。對於與上述實施例相同的部分,標示相同的圖號並省略詳細的說明。在該實施例中,為了將微碳粉及1次空氣的流動導向火焰內部的中央部(軸中心側),被設燃燒固體燃料的燃燒器320A的分流構件324,具備被安裝於「配置於複數方向的分流器彼此之間」的交叉角部的遮蔽構件。亦即,為了達成所謂「使分流構件324的功能更進一步提升,以圖謀增加火焰內部的點火面和強化內部駐焰」的目的,而在分流構件324所交叉形成之交叉角部的至少1處,設置用來降低流路剖面積的遮蔽構件,作為分流構件324的功能補強構件。
上述的遮蔽構件,舉例來說,以封閉交叉角部之交叉中心部側的方式安裝於分流構件324的三角板350相當合適,從爐內側所見之煤1次埠322的開口面積,也就是指微碳粉及1次空氣的流路剖面積,僅減少相當於三角板350之面積的量。該三角板350,不僅能降低微碳粉及1次空氣的流路剖面積,還能增加火焰內部的點火面,並具有將微碳粉及1次空氣的流動導向中央部的功能。
換言之,三角板350是形成於分流構件324的下游側,並設置成用來促使「成為再循環區域」之負壓區域增大的遮蔽構件,可強化分流構件324的駐焰效果。
因此,形成於「在上下及左右形成交叉之分流器324H、324V的交叉部」之4個交叉角部中,只要至少設 在其中1處即可。
此外,上述的遮蔽構件,並不限定於第32圖(a)所示的三角板(三角形的板狀構件)350,舉例來說,也可以是形成1/4圓形或橢圓形之形狀的板材。不僅如此,舉例來說,也可以如第32圖(b)所示的三角錐350A,具備「將流動暫時朝外側導引而形成再循環區域」的傾斜面。
如上所述,倘若在分流器324H、324V的交叉部,設置如同上述三角板350或三角錐350A的遮蔽構件時,可更進一步提高分流構件324的功能,並增加火焰內部的點火面和達成內部駐焰強化。
根據上述本實施例之燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐,可藉由抑制形成於火焰F外周的高溫氧氣殘留區域H,而降低從AA部314所排出的最終NOx發生量。
然而,本發明並不侷限於上述的實施例,譬如,粉狀的固體燃料並不侷限於微碳粉等,可在不脫離本發明要旨的範圍內作適當的變更。
〔實施例15〕
傳統燃燒煤炭的燃燒器,通常是在燃燒器外周設置駐焰機構(前端角度的調整、迴旋),且直接靠近外周地設置2次空氣(或者3次空氣)的投入埠。因此,在火焰的外周引發點火,在火焰的外周使大量的空氣混合。結果形 成:火焰外周的燃燒,是在火焰外周的高溫氧氣殘留區域中,於高氧氣濃度的高溫狀態下進行,因此,在火焰外周發生NOx。如此一來,在火焰外周的高溫氧氣殘留區域所發生的NOx,由於通過火焰的外周,相較於火焰內部,還原變的遲緩,而這點便成為燃燒煤炭的鍋爐促使NOx發生的要因。
另在,在對向燃燒鍋爐中,也由於迴旋而在火焰外周形成點火,而成為在火焰的外周發生NOx的要因。
根據以上的背景,如同上述傳統燃燒煤炭的燃燒器及燃燒煤炭的鍋爐,在燃燒粉狀的固體燃料之燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐中,也期待能抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域,並降低由追加空氣投入部所排出的最終NOx發生量。
本發明,是有鑑於上述的問題所研發而成的發明,其目的在於提供:可藉由抑制(降低)形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域,而降低由追加空氣投入部所排出之最終NOx發生量之燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐。
以下,根據圖面來說明本發明之燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐的一種實施例。而在本實施例中,就燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐的一例而言,雖然是針對具備「將微碳粉(粉狀固體燃料的煤炭)作為燃料之燃燒固體燃料的燃燒器」的迴旋燃燒鍋爐進行說明,但是本發明並不侷限於此。
第35~37圖所示的迴旋燃燒鍋爐410,藉由以多段(層)的方式朝火爐411內投入空氣,使「從燃燒器部412到追加空氣投入部(以下,稱為「AA部」)414為止的區域」形成還原環境,以圖謀燃燒排放空氣的低NOx化。
圖中的圖號420是用來投入微碳粉(粉狀的固體燃料)及空氣之燃燒固體燃料的燃燒器,415是用來投入追加空氣的追加空氣投入噴嘴。如第35圖所示,在燃燒固體燃料的燃燒器420,譬如連接有:利用1次空氣搬送微碳粉的微碳粉混合氣輸送管416、及供給2次空氣的送氣導管417,在追加空氣投入噴嘴415則連接有供給2次空氣的送氣導管417。
如上所述,上述的迴旋燃燒鍋爐410採用:將粉體燃料的微碳粉(煤炭)及空氣朝火爐411內投入的燃燒固體燃料的燃燒器420,作為被配置在各段(層)之各角落部的迴旋燃燒方式的燃燒器部412,而在各段(層)分別形成1個或複數個迴旋火焰的迴旋燃燒方式。
第33圖所示之燃燒固體燃料的燃燒器420具備:用來投入微碳粉及空氣的微碳粉燃燒器(燃料燃燒器)421、及從微碳粉燃燒器421的外周噴射2次空氣的煤2次埠。在本實施例中,從微碳粉燃燒器421的外周噴射2次空氣的2次空氣埠,是由分別被配置於微碳粉燃燒器421上下的2次空氣投入埠430、及後述的煤2次埠423所構成。
2次空氣投入埠430,為了能調整每個埠的空氣流量,而如第34圖所示,譬如在從送氣導管417分歧的每一條2次空氣的供給線,具備可調整開度的擋板440作為流量調整手段。
上述的微碳粉燃燒器421具備:用來投入由1次空氣所搬送的微碳粉之矩形的煤1次埠422;及設成圍繞於煤1次埠422的周圍,用來投入2次空氣之一部分的煤2次埠423。而就煤2次埠423而言,如第34圖所示,具備可調整開度的擋板440作為流量調整手段。而煤1次埠422也可以是圓形或橢圓。
在微碳粉燃燒器421的流路前方部,亦即,在煤1次埠422的流路前方部配設有分流構件424,並固定於圖示省略的支承構件等。該分流構件424,舉例來說,如第33圖(a)所示,在煤1次埠422的出口開口部,於上下方向的略中心位置,在水平方向上配設1條,而形成「將水平方向的兩端予以部分去除」的去除部424a。在第33圖(a)中,除去部424a是以虛線表示。
在該場合中,如第33圖所示,已去除了「從分流構件424鄰接於煤2次埠423之端部的一部分」之分流構件424的長度(從軸中心起的長度)L2,在將微碳粉燃燒器421的流路寬度,也就是指將煤1次埠422的流路寬度(從軸中心起的流路寬度)設定為L1的場合中,是將尺寸比L2/L1設定成:L2/L1>0.2。此外,該尺寸比L2/L1,更合適的值為L2/L1>0.6。亦即,針對已從分流構 件424去除了部分端部的除去部424a,其上述的尺寸比最好是設成符合L2/L1>0.2的,其中又以符合L2/L1>0.6的條件更佳。
上述的分流構件424,舉例來說,可藉由採用第38圖(a)~第38圖(d)所示的剖面形狀,而平順地使微碳粉及空氣的流動分離而形成紊亂。
第38圖(a)所示的分流構件424,具有三角形的剖面形狀。圖示的三角形為正三角形或者等腰三角形,且配置成:朝向火爐411內之出口側的那一邊,與微碳粉及空氣的流動方向略呈直交。換言之,是採用以下的配置:形成三角形剖面,並使其中一個角部朝向微碳粉及空氣的流動方向。
第38圖(b)所示的分流構件424A,具有略呈T字型的剖面形狀,且在朝向火爐411內的出口側,配置有與微碳粉及空氣之流動方向略呈直交的面。亦可藉由改變該略T字型的剖面形狀,而形成譬如第38圖(c)所示,具有梯形的剖面形狀的分流構件324A'
第38圖(d)所示的分流構件424B,具有略呈L字型的剖面形狀。亦即,是將上述略T字型的局部予以切除的剖面形狀,特別是在配置於左右(水平)方向的場合中,只要切除上方的凸部形成略L字型,便可防止微碳粉堆積於分流構件424B。可藉由使已去除上方凸部的量、和下方的凸部變大,使分流構件424B確保必要的分離性能。
但是,就上述分流構件424等的剖面形狀而言,譬如也可以是略呈Y字型的形狀等,本發明並不侷限於上述圖示的例子。
然而,本實施例的分流構件424並不侷限於上述的說明,因此,上述的分流構件424,譬如亦可形成:分別在上下方向及左右方向各設置2條共計4條,並將其配設成具有特定間隔的格子狀。在該場合中,針對上下方向的2條,將其靠近2次空氣投入埠430的上下兩端部予以去除,針對左右方向的2條,設置在煤1次埠422的左右兩端部等,可選擇各種的態樣。
亦即,4條的分流構件324,藉由形成「朝向上下方向及左右方向之不同的2方向配設成格子狀」的交叉型,而將位於微碳粉燃燒器421之煤1次埠422的出口開口部予以細分化(分割成9部分)。此外,在被分流構件424所包挾的部分,其壓力損失較大,而使噴出口處的流速下降,可促進在更內部的點火。
而欲去除的部分(除去部424a),舉例來說,對上下方向的分流構件424而言,只要配合上述左右方向之分流構件424的位置即可。此外,由於分流構件424的端部,可藉由在整個方向上予以去除,而完全抑制在外周部的點火,因此最好是形成在外周未設置駐焰器的構造。
此外,上述的除去部424a,亦可設在使2次空氣量大幅增加的方向,亦即,在煤2次埠423的外周(上下)鄰接設有2次空氣投入埠430的方向。
在構成上述說明之燃燒固體燃料的燃燒器420中,配置於微碳粉燃燒器421之出口開口中央附近的分流構件424,將微碳粉及空氣的流路予以分割而使流動在內部形成紊亂,並在分流構件424的前方(下游側)形成再循環區域,因此可作為內部駐焰機構發揮作用。
一般而言,傳統燃燒固體燃料的燃燒器420,是在火焰外周承受輻射而對燃料的微碳粉形成點火。一旦在火焰外周對微碳粉點火,NOx將在殘留有高溫氧氣之火焰外周的高溫氧氣殘留區域H(請參考第33圖(b))發生,而在無法被充分還原的狀態下殘留,導致NOx排出量增加。
但是,藉由設置「可作為內部駐焰機構發揮功能」的分流構件424,可使微碳粉形成在火焰內部點火。因為這個緣故,NOx發生於火焰內部,發生於火焰內部的NOx由於大量含有「具有還原作用的碳氫化合物類物質」,故可在呈現空氣不足狀態的火焰內被迅速地還原。因此,捨棄將駐焰器設置於火焰外周的駐焰,也就是形成「在燃燒器外周不設置駐焰機構之構造」的燃燒固體燃料的燃燒器420,可抑制火焰外周的NOx發生。
特別是藉由使「配設於複數方向的分流構件424」形成交叉型,可輕易地將「使不同方向的分流構件424形成交叉」的交叉部設在微碳粉燃燒器421的出口開口中央附近。一旦上述的交叉部存在微碳粉燃燒器421的出口開口中央附近,便可在微碳粉燃燒器421的出口開口,於中央 附近將微碳粉及空氣的流路分割成複數個,因此於分流成複數個時使流動變得紊亂。
亦即,在分流構件424為左右一方向的場合中,將使在中央部的空氣擴散和點火變得遲緩而局部性地存在空氣極端不足的區域,而成為未燃部分增加的原因,但「將分流構件424配設於複數方向而形成交叉部」的交叉型,由於可促進火焰內部之空氣的混合並將點火面予以細分化,因此就結果而言可降低未燃部分。
換言之,倘若以形成交叉部的方式配設分流構件424,可在火焰的內部促進空氣的混合、擴散,並且使點火面被細分化,而使點火位置靠近火焰的中央部(軸中心部)並減少微碳粉的未燃部分。亦即,由於氧氣變得容易進入到火焰的中心部,故能有效地執行內部點火,因此,可在火焰內部執行迅速的還原而降低NOx的發生量。
其結果,使「捨棄利用設置於火焰外周之駐焰器的駐焰,採用在火焰外周不具駐焰器之燃燒固體燃料的燃燒器320來抑制火焰外周的NOx發生」的這件事變得更容易。
這種複數方向的分流構件424,在本實施例中,只要將「位於分流構件424的外周側,且鄰接於煤2次埠423之複數個位置」的端部,也就是指左右端部的至少一部分予以去除即可。
第33圖(a)所示之構造例的第1變形例,如上所述,從成為外周側之上下方向的分流構件424去除上下兩端部。亦即,在已去除了分流構件424之上下兩端部的外周 側區域中,不存在分流構件424,並且使「從分流構件424到煤2次埠423及2次空氣投入埠430的距離」增加。雖然交叉型的分流構件424,也可以在横方向的左右端部產生外周點火,但在迴旋燃燒中,由於限制了從左右方向吹入火焰周圍的2次空氣量,因此在本實施例中留下左右兩端部以確保點火面。
結果,使「將分流構件424作為點火源」的點火,於不存在分流構件424之上下兩端的外周側區域中消失,另外,在成為火焰內部之分流構件424的中心部側,可有效地活用駐焰功能。因此,由於接近2次空氣投入量大的2次空氣投入埠430,因此在容易與2次空氣直接干涉的上下兩端部側的區域,可藉由使點火不易產生,而防止或者抑制在火焰外周形成高溫高氧氣區域。亦即,已去除了「鄰接於煤2次埠423及2次空氣投入埠430之上下兩端部」的分流構件424,可在微碳粉燃燒器420的內部強化點火,並防止形成火焰外周的高溫氧氣區域,特別是火焰上下端的高溫氧氣區域。
然而,上述分流構件424之端部的除去,並不侷限於第1變形例。
所顯示的第2變形例中,分流構件424是分別在上下左右各配設2條。在該場合中,與上述的實施例相同,對上下方向的分流構件424,將其靠近煤2次埠423及2次空氣投入埠430之上下兩端部予以全部去除。該分流構件424可以是1條,也可以是3條以上。
在第3變形例中,分流構件424是分別在上下左右各配設3條。該變形例中位於上下方向的分流構件424,僅對配置於中央的那一條去除其靠近煤2次埠423及2次空氣投入埠430的上下兩端部。針對上下方向的分流構件424,特別是指未去除上下兩端部之上下方向的分流構件424,最好是使其更上下端部、或者是整體的分流器寬度W變窄以降低點火面積。
如上所述,在鄰接於微碳粉燃燒器421的上下配設有煤2次埠423及2次空氣投入埠430之迴旋燃燒鍋爐用的燃燒固體燃料的燃燒器420中,藉由設置已去除上下兩端部之至少一部份的交叉型分流構件424,可特別防止或者抑制在容易與2次空氣直接干涉的上下端形成高溫高氧氣區域。
如此一來,一旦抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域,便能有效地還原在「形成趨近於予混合燃燒之燃燒」的火焰內部所發生的NOx。因此,藉由減少到達AA部414的NOx量、和減少因追加空氣投入所發生的NOx量,而減少從AA部414所排出的最終NOx量。
此外,在第4變形例中,交叉型的分流構件424,是在上下及左右方向的至少其中一方配設3條以上,且留下被配置於上下左右之中央部的至少其中一方,而將端部去除。
亦即,第4變形例,其分流構件424分別在上下左右各配設3條的構造與第2變形例及第3變形例相同。但是 ,在該變形例中,被配設於上下及左右之中央的1條分流構件424,是被設成到達端部為止,被配設於其兩端的分流構件424,上下左右的端部被完全去除。
如此一來,根據第4變形例的分流構件424,形成「除了上下左右的中央部,在外周部不存在分流構件424」的構造,在被認為有助於最外周點火的區域內,不存在分流構件424。因此,如第4變形例所揭示之構造例的分流構件424,成為能有效防止「將分流構件424作為點火源的外周點火」的對策。
此外,本實施例的分流構件424,舉例來說,亦可如第5變形例所示,視需要而將可成為外周點火源之左右端部的至少一部份去除。
亦即,在可作為駐焰器發揮功能的交叉型分流構件424中,有時即使是横方向的左右兩端部也會產生外周點火,因此為了全面性地防止外部點火,將上下及左右端部完全去除的構造是有效的作法。特別是在微碳粉燃燒器421的左右設置2次空氣投入埠的場合中,基於與上述上下的2次空氣投入埠430相同的理由,也期待能將左右的端部予以削除而減少點火源。
〔實施例16〕
接下來,說明本發明之實施例16的對向燃燒鍋爐所採用的燃燒固體燃料的燃燒器。
在本實施例之燃燒固體燃料的燃燒器中,於形成圓形 剖面的煤1次埠的外周,設有複數個形成同心圓狀的2次空氣投入埠。該2次空氣投入埠,譬如能以「內部2次空氣投入埠、及外部2次空氣投入埠」的2段(層)所構成,但本發明並不侷限於此。
此外,在煤1次埠的出口中心部,不同的2個方向的分流構件,以複數條(譬如,縱方向及横方向合計4條)配設成格子狀。對該場合的分流構件而言,雖然可採用實施例15所說明的數量、配置及剖面形狀等,但由於是圓形的形狀,因此最好遍及全周地去除端部。或亦可構成:設置圓形分流構件並在圓形內部配設複數條放射狀分流構件,而將圓形的周方向分割成複數個。在該場合中,就圓形分流構件而言,亦可形成複數個同心圓。
根據上述本實施例之燃燒固體燃料的燃燒器及燃燒固體燃料的鍋爐,可藉由抑制形成於火焰外周的高溫氧氣殘留區域H,而降低從AA部414所排出的最終NOx發生量。
然而,本發明並不侷限於上述的實施例,舉例來說,粉狀的固體燃料並不限定於微碳粉等,在不脫離本發明要旨的範圍內能有適當的變更。
〔實施例17〕
在燃碳粉鍋爐中,使用微碳粉(煤炭)作為固體燃料。在該場合中,煤炭含有水分和揮發部分(揮發成分),且含水的份量因煤炭的種類而不儘相同。因此,必須對應 於煤炭所含有的水分和揮發部分來控制鍋爐的運轉控制。
就考慮了煤炭的揮發成分而控制鍋爐運轉的技術而言,譬如已存在有上述專利文獻所記載的技術。專利文獻5所記載的微碳粉燃燒器及採用該裝置的鍋爐,是設有下述構件的裝置:用來噴出「微碳粉與搬送空氣之微碳粉混合氣」的微碳粉混合氣通路、及用來噴出「有助於微碳粉之揮發成分釋放的高溫,且呈現低氧氣濃度」之高溫空氣的高溫空氣供給通路。此外,專利文獻6所記載之燃燒煤炭的鍋爐裝置,是設有下述構件的裝置:用來偵測將微碳粉供給至燃燒煤炭的鍋爐之1次空氣的溫度的溫度偵測器;和用來調整1次空氣之溫度的1次空氣溫度調整手段;及根據溫度偵測器的偵測結果,控制1次空氣溫度調整手段使1次空氣形成特定溫度的控制裝置。
在上述的傳統鍋爐中,無論是哪一種皆是藉由加熱微碳粉來調整水分和揮發部分(成分)後,在火爐內使其燃燒。在該場合中,只能依據鍋爐的運轉輸出來調整運轉參數,很難根據煤炭性質來直接設定運轉參數。
本發明,是有鑑於上述的課題所研發而成的發明,本發明的目的是提供一種:可正確地燃燒固體燃料及該固體燃料所含有的揮發部分(成分)以圖謀運轉效率提高的鍋爐及鍋爐的運轉方法。
第39圖是顯示作為本發明中實施例17之鍋爐的燃碳粉鍋爐的概略構造圖,第40圖是顯示實施例17之燃碳粉鍋爐中的燃燒器的俯視圖,第41圖是顯示實施例17之燃 燒器的前視圖,第42圖是顯示實施例17之燃燒器的剖面圖,第43圖是顯示相對於1次空氣及2次空氣之NOx發生量及未燃部分發生量的圖表。
採用實施例17之燃燒器的燃碳粉鍋爐,採用將煤炭粉碎後的微碳粉作為固體燃料,並利用燃燒器來燃燒該微碳粉,是可回收由該燃燒所發生之熱的鍋爐。
在該實施例1中,如第39圖所示,燃碳粉鍋爐510是一般的鍋爐,具有火爐511與燃燒裝置512。火爐511形成四角筒的中空形狀且沿著垂直方向設置,在構成該火爐511之火爐壁的下部,設有燃燒裝置512。
燃燒裝置512具有被安裝於火爐壁的複數個燃燒器521、522、523、524、525。在本實施例中,該燃燒器521、522、523、524、525,是沿著周方向並以4個均等的間隔所配設的樣態作為1組,而沿著垂直方向配置5組,也就是配置成5段(層)。
接著,各燃燒器521、522、523、524、525是透過微碳粉供給管526、527、528、529、530而連結於微碳粉機(研磨機)531、532、533、534、535。該微碳粉機531、532、533、534、535雖然在圖面中未顯示,但其構成:在殼體內具有沿著垂直方向的旋轉軸心而將粉碎檯支承成可驅動旋轉,且面向該粉碎檯之上方的複數個粉碎輥子是連動於粉碎檯的旋轉,而被支承成可以旋轉。因此,一旦將煤炭投入複數個粉碎輥子與粉碎檯之間,便可在該處被粉碎成特定的大小(尺寸),並從微碳粉供給管526、527、 528、529、530將經搬送空氣(1次空氣)所分級的微碳粉供給至燃燒器521、522、523、524、525。
此外,火爐511在各燃燒器521、522、523、524、525的安裝位置設有風箱536,並在該風箱536連結著空氣導管537的其中一端部,該空氣導管537在另一端部則安裝有送風機538。此外,火爐511在較各燃燒器521、522、523、524、525之安裝位置的更上方,設有附加空氣噴嘴539,並在該附加空氣噴嘴539連結著:從空氣導管537所分歧之分歧空氣導管540的端部。因此,由送風機538所吹送的燃燒用空氣(2次空氣、3次空氣),可從空氣供給配管537供給至風箱536,再從該風箱536供給至各燃燒器21、22、23、24、25,並從分歧空氣導管540供給至附加空氣噴嘴539。
因為這個緣故,在燃燒裝置512形成:各燃燒器521、522、523、524、525,可將混合了微碳粉與1次空氣的微粉燃料混合氣(燃料空氣)吹入火爐511內,並可將2次空氣及3次空氣吹入火爐511內,可藉由以圖面中未顯示的點火噴燈對微粉燃料混合氣進行點火,而形成火焰。
此外,微碳粉供給管526、527、528、529、530設有可調整微粉燃料混合氣量的流量調整閥541、542、543、544、545,空氣導管537設有可調整燃燒用空氣(2次空氣、3次空氣)量的流量調整閥546,分歧空氣導管540設有可調整追加空氣量的流量調整閥547。接著,控制裝置548可調整各流量調整閥541、542、543、544、545、 546、547的開度。在該場合中,亦可不在微碳粉供給管526、527、528、529、530設置流量調整閥541、542、543、544、545。
一般來說,在鍋爐啟動時,各燃燒器521、522、523、524、525將油燃料朝火爐511內噴射而形成火焰。
火爐511,在上部連結著煙道550,並在該煙道550設有「用來回收排放空氣之熱」的過熱器(super heater)551、552;和再熱器553、554;及節熱器(economizer)555、556、557作為對流導熱部,而在「因火爐511的燃燒所發生」的排放空氣與水之間執行熱交換。
煙道550,在其下游側連結著「排出已執行了熱交換之排放空氣」的排放空氣管558。在該排放空氣管558與空氣導管537之間設有空氣加熱器559,而在流動於空氣導管537的空氣、和流動於排放空氣管558的排放空氣之間執行熱交換,可使供給至燃燒器521、522、523、524、525的燃燒用空氣升溫。
雖然圖面中未顯示,但排放空氣管558設有脫硝裝置、電氣集塵機、誘引送風機、脫硫裝置,並在下游端部設有煙囪。
因此,一旦驅動微碳粉機531、532、533、534、535,所產生的微碳粉便與搬送用空氣一起通過微碳粉供給管526、527、528、529、530而供給至燃燒器521、522、523、524、525。此外,經加熱的燃燒用空氣則從空氣導管537透過風箱536供給至各燃燒器521、522、523、524 、525。一旦如此,燃燒器521、522、523、524、525,將混合了微碳粉與搬送用空氣的微粉燃料混合氣吹入火爐511,並將燃燒用空氣吹入火爐511,此時可藉由點火而形成火焰。此外,附加空氣噴嘴539可將追加空氣吹入火爐511,而執行燃燒控制。在該火爐511,燃燒微粉燃料混合氣與燃燒用空氣而產生火焰,一旦在該火爐511內的下部產生火焰,燃燒空氣(排放空氣)便在該火爐511內上升,並由煙道550排出。
而在火爐511,藉由將空氣的供給量設定成「相對於微碳粉的供給量,未滿理論空氣量」,可使其內部保持在還原環境下。接著,使因為微碳粉的燃燒所發生的NOx在火爐511內還原,在此之後,藉由追加供給空氣(附加空氣)而使微碳粉的氧化燃燒結束,降低因微碳粉的燃燒所導致的NOx發生量。
此時,由圖面中未顯示的供水泵所供給的水,在由節熱器555、556、557所預熱後,供給至圖面中未顯示的蒸氣鼓筒(steam drum),並在被供給至火爐壁的各水管(圖面中未顯示)的期間受到加熱而成為飽和蒸氣,並送入圖面中未顯示的蒸氣鼓筒。不僅如此,圖面中未顯示之蒸氣鼓筒的飽和蒸氣被導入過熱器551、552,並藉由燃燒空氣而形成過熱。在過熱器551、552所產生的過熱蒸氣,被供給至圖面中未顯示的發電廠(譬如,渦輪機等)。此外,在渦輪機之膨脹過程的中途所取出的蒸氣,被導入再熱器553、554,並經再度過熱後回到渦輪機。雖然是以筒 型(蒸氣鼓筒)來說明火爐511,但火爐511並不侷限於該構造。
在此之後,已通過煙道550之節熱器555、556、557的排放空氣,利用排放空氣管558在圖面中未顯示的脫硝裝置,由觸媒去除NOx之類的有害物質,並由電氣集塵機去除粒子狀物質,在由脫硫裝置去除硫黄成分後,從煙囪排出至大氣中。
在此,針對燃燒裝置512進行詳細的說明,由於構成該燃燒裝置512的各燃燒器521、522、523、524、525形成大致相同的構造,因此僅針對位於最上段(層)的燃燒器521進行說明。
如第40圖所示,燃燒器521是由設在火爐511之4個壁面的燃燒器521a、521b、521c、521d所構成。各燃燒器521a、521b、521c、521d,連結著從微碳粉供給管526分歧的各分歧管526a、526b、526c、526d,並連結著從空氣導管537分歧的各分歧管537a、537b、537c、537d。
因此,位於火爐511各壁面的各燃燒器521a、521b、521c、521d,可對火爐511吹入「混合了微碳粉與搬送用空氣」的微粉燃料混合氣,並將燃燒用空氣吹入該微粉燃料混合氣的外側。接著,藉由對來自於各燃燒器521a、521b、521c、521d的微粉燃料混合氣點火,可形成4個火焰F1、F2、F3、F4,該火焰F1、F2、F3、F4從火爐511的上方觀看(第40圖),形成朝逆時針外周方向迴旋的 火焰迴旋流。
藉由構成上述說明的燃燒器521(521a、521b、521c、521d),如第41圖及第42圖所示,從中心側起設有燃料噴嘴561、2次空氣噴嘴562、3次空氣噴嘴563,並設有駐焰器564。燃料噴嘴561,是可吹入混合了微碳粉(固體燃料)與搬送用空氣(1次空氣)之燃料空氣(微粉燃料混合氣)的構件。2次空氣噴嘴562,是被配置在第1噴嘴561的外側,並可將燃燒用空氣(2次空氣)吹入「由燃料噴嘴561所噴射之燃料空氣外周側」的構件。3次空氣噴嘴563,是被配置在2次空氣噴嘴562的外側,並可將3次空氣吹入「由2次空氣噴嘴562所噴射之2次空氣」的外周側。
此外,駐焰器564位在燃料噴嘴561內,是在燃料空氣之吹入方向的下游側,且藉由配置於軸中心側,發揮作為燃料空氣之點火用及駐焰用功能的構件。該駐焰器564,是將沿著水平方向的2個駐焰構件、及沿著垂直方向(上下方向)的2個駐焰構件配置成十字形狀,也就是形成所謂雙重交叉裂口(split)的構造。接著,駐焰器564,在各駐焰構件的前端部(燃料空氣之流動方向的下游端部)形成有增寬部。
因此,由於燃料噴嘴561及2次空氣噴嘴562具有長管狀構造,燃料噴嘴561具有矩形的開口部561a,2次空氣噴嘴562具有矩形環狀的開口部562a,故燃料噴嘴561與2次空氣噴嘴562形成雙重管構造。在燃料噴嘴561及 2次空氣噴嘴562的外側,將3次空氣噴嘴563配置成雙重管構造,且具有矩形環狀的開口部563a。結果形成:在燃料噴嘴561之開口部561a的外側配設有2次空氣噴嘴562的開口部562a,並在該2次空氣噴嘴562之開口部562a的外側配設有3次空氣噴嘴563的開口部563a。
上述的噴嘴561、562、563,其開口部561a、562a、563a是被集中配置在同一個面上。此外,駐焰器564是由燃料噴嘴561的內壁面、或者從燃料空氣所流動之流路的上游側,由圖面中未顯示的板材所支承。此外,由於燃料噴嘴561在內部配置著作為該駐焰器564的複數個駐焰構件,因此可將燃料空氣的流路分割成9個。接著,駐焰器564形成:寬度變大的增寬部位於前端部,該增寬部的前端面被集中在與開口部561a相同的面上。
此外,在燃燒器521,燃料噴嘴561連接著來自於微碳粉機531的微碳粉供給管526。2次空氣噴嘴562連接著「來自於送風機538的空氣導管537經分歧後」的其中一個連結導管566,3次空氣噴嘴563連接著「該空氣導管537經分歧後」的另一個連結導管567,在空氣導管537與各連結導管566、567之間的分歧部,安裝有流量調整閥(三通閥或者擋板)568。接著,控制裝置548(請參考第39圖),可調整該流量調整閥568的開度,並可可調整朝向各連結導管566,567的空氣分配。
因此,該燃燒器521,可將混合了微碳粉與1次空氣的燃料空氣從燃料噴嘴561的開口部561a吹入爐內,並 可在其外側將2次空氣從2次空氣噴嘴562的開口部562a吹入爐內,並且在其外側將3次空氣從3次空氣噴嘴563的開口部563a吹入爐內。此時,燃料空氣在燃料噴嘴561的開口部561a由駐焰器564所分歧,並點火燃燒而形成燃燒空氣。此外,藉由將2次空氣吹入該燃料空氣的外周,可促進燃料空氣的燃燒。此外,藉由將3次空氣吹入燃燒火焰的外周,可冷卻燃燒火焰的外周部。
接著,該燃燒器521,由於駐焰器564形成裂口形狀,因此燃料空氣在燃料噴嘴561的開口部561a由駐焰器564所分歧,此時,駐焰器564被配置在燃料噴嘴561之開口部561a的中央區域,而在該中央區域執行燃料空氣的點火及駐焰。如此一來,實現了燃燒火焰的內部駐焰(位於燃料噴嘴561之開口部561a中央區域的駐焰)。
因為這個緣故,相較於執行燃燒火焰之外部駐焰的構造,燃燒火焰的外周部形成低溫,可藉由2次空氣而降低「處於高氧氣環境下的燃燒火焰之外周部」的溫度,降低於燃燒火焰外周部的NOx發生量。
此外,由於燃燒器521採用內部駐焰的構造,因此燃料空氣及燃燒空氣(2次空氣與3次空氣)最好是採直線流動的方式供給。亦即,燃料噴嘴561、2次空氣噴嘴562、3次空氣噴嘴563最好是具有:不會使燃料空氣、2次空氣、3次空氣產生迴旋,以直線流動的方式供給的構造。由於該燃料空氣、2次空氣、3次空氣是以直線流動的方式所噴射而形成燃燒火焰,因此在燃燒火焰形成內部駐 焰的構造中,可抑制燃燒火焰內的空氣循環。藉此可使燃燒火焰的外周部維持低溫的狀態,降低因為與2次空氣的混合所衍生的NOx發生量。
然而,本實施例的燃碳粉鍋爐510,是使用微碳粉(煤炭)作為固體燃料,該微碳粉由於含有揮發部分,導致燃燒形成因該揮發部分而有所不同。
有鑑於此,在本實施例的燃碳粉鍋爐510中,如第39圖及第42圖所示,控制裝置548藉由變更各流量調整閥541、542、543、544、545、546、547、568的開度,而可調整燃料空氣量、2次空氣量、3次空氣量、追加空氣量,因此可對應於微碳粉的揮發部分,而調整該燃料空氣量、2次空氣量、3次空氣量、追加空氣量。
在該場合中,控制裝置548最好是對應於微碳粉的揮發部分,來調整1次空氣與2次空氣的總和空氣量、與追加空氣的空氣量之間的分配,具體地說,是調整1次空氣與2次空氣的總和空氣量、和3次空氣與追加空氣的總和空氣量之間的分配。
在本實施例中,由於1次空氣量與追加空氣量是經預先設定的特定空氣量,因此控制裝置548對應於微碳粉的揮發部分,調整2次空氣與3次空氣之間的分配。接著,控制裝置548形成:一旦微碳粉的揮發部分增加,便增加2次空氣的分配。
亦即,由於燃料噴嘴561是用來將混合了微碳粉與1次空氣的燃料空氣吹入火爐511內的構件,而1次空氣是 微碳粉的搬送用空氣,以致該燃料空氣中微碳粉與1次空氣的分配,也就是指1次空氣量是由微碳粉機531、532、533、534、535所決定。此外,附加空氣噴嘴539,面對由燃燒器521、522、523、524、525所引起的燃燒,藉由投入燃燒用空氣而執行氧化燃燒,並促使燃燒結束。在此,來自於附加空氣噴嘴539的追加空氣,是用來增強主燃燒區域的還原環境而減少NOx排出量,以致是由各鍋爐來決定其追加空氣量。
另外,2次空氣噴嘴562,是將「從空氣導管537通過連結導管566所供給」的空氣作為2次空氣,而吹入火爐511內的構件,主要是用來形成:與由燃料噴嘴561所吹入的燃料空氣混合而形成燃燒的燃燒用空氣。3次空氣噴嘴563,是將「從空氣導管537通過連結導管566所供給」的空氣作為3次空氣,而吹入火爐511內的構件,與附加空氣噴嘴539相同,主要是用來形成:對燃燒火焰追加的空氣。
因此,控制裝置548,藉由變更流量調整閥568的開度,調整1次空氣與2次空氣的總和空氣量、和3次空氣與追加空氣的總和空氣量,也就是指調整2次空氣與3次空氣之空氣量的分配,並藉此對應於微碳粉的揮發部分之量的變動。在此,一旦微碳粉的揮發部分的量增加,控制裝置548便減少3次空氣量,並增加2次空氣量,進而變更2次空氣與3次空氣的分配。
在此,如第43圖所示,一旦1次空氣與2次空氣的 總和空氣量增加,將使NOx的發生量增加,並使未燃部分的發生量減少。亦即,燃燒器521、522、523、524、525在點火部(燃料噴嘴551的開口部551a附近)主要以微碳粉的揮發部進行燃燒,一旦該處的空氣量變得過剩,將使NOx的發生量增加,一旦該處的空氣量不足,便無法順利地進行微碳粉的燃燒而使未燃部分的發生量增加。因此,該燃燒器521、522、523、524、525,必須考慮在點火部處微碳粉的揮發部分,而將空氣量設定成可將「NOx的發生量與未燃部分的發生量」壓低的量。
而微碳粉的揮發部分,是在將煤炭投入各微碳粉機531、532、533、534、535之前預先計測,並作為該揮發部分量的資料預先輸入控制裝置548。此外,相對於微碳粉之揮發部分的「2次空氣與3次空氣的分配比率」,由於因鍋爐的形態;和燃燒器521、522、523、524、525的燃燒形態等而有所不同,因此利用預先進行的實驗來設定,譬如,製作成圖像(map)預先記憶於控制裝置548。
因此,在燃燒器521、522、523、524、525,由燃料噴嘴561對火爐511吹入燃料空氣,並由2次空氣噴嘴562吹入2次空氣,由3次空氣噴嘴563吹入3次空氣。此時,燃料空氣在駐焰器564處被點火而燃燒,並更進一步混合2次空氣而燃燒,此時,在火爐511內形成主燃燒區域。接著,藉由利用3次空氣噴嘴563對該主燃燒區域的外側吹入3次空氣,可冷卻燃燒火焰的外周部並促進燃燒。接下來,附加空氣噴嘴539對火爐511吹入追加空氣 ,並執行燃燒控制。
換言之,在火爐511,「燃燒來自於燃燒器521、522、523、524、525之燃料噴嘴561的燃料空氣;與來自於2次空氣噴嘴562的2次空氣」的燃燒空氣,形成未滿理論空氣量,而使內部保持成還原環境。接著,藉由微碳粉的燃燒所發生的NOx,由3次空氣所還原,在此之後,由追加空氣使微碳粉的氧化燃燒結束,而降低因微碳粉的燃燒所衍生之NOx的發生量。
此時,控制裝置548依據「事前所計測之微碳粉的揮發部分的量」、與預先記憶的「相對於微碳粉的揮發部分量,2次空氣與3次空氣之分配比率圖表」,由於在燃燒器521、522、523、524、525之2次空氣與3次空氣的分配比率,並設定流量調整閥568的開度。接著,控制裝置548根據該所設定的開度,調整流量調整閥568的開度。一旦如此,在燃燒器521、522、523、524、525,來自於2次空氣噴嘴562的2次空氣量、與來自於3次空氣噴嘴563的3次空氣量,相對於微碳粉的揮發部分量形成最適當的量,而微碳粉以及揮發部分正確的燃燒。
在上述實施例17的鍋爐中設有:燃燒微碳粉與空氣的火爐511;和在該火爐511內執行熱交換並回收熱的過熱器551、552;和可對火爐511吹入混合了微碳粉與1次空氣之燃料空氣的燃料噴嘴561;和可對火爐511吹入2次空氣的2次空氣噴嘴562;和可對火爐511吹入3次空氣的3次空氣噴嘴563;和可朝火爐511之燃料噴嘴561 及2次空氣噴嘴562更上方處吹入追加空氣的附加空氣噴嘴539;和執行2次空氣量與3次空氣量間之分配的流量調整閥568;及對應於微碳粉的揮發部分而控制流量調整閥568之開度的控制裝置548。
因此,控制裝置548,藉由對應於微碳粉的揮發部分調整流量調整閥568的開度,並調整「朝2次空氣噴嘴562的空氣量、與朝3次空氣噴嘴563的空氣量」的分配,而形成對應於微碳粉的揮發部分來調整2次空氣量與3次空氣量,可正確地燃燒微碳粉的揮發部分,並可正確地燃燒微碳粉,而抑制NOx和未燃部分的發生並提高鍋爐運轉效率。此外,既可維持特定的空燃比,又能正確地燃燒微碳粉及其揮發部分。
此外,在實施例17的鍋爐中,控制裝置548形成:一旦微碳粉的揮發部分增加,便增加2次空氣的分配。由於2次空氣是與燃料空氣混合而促使微碳粉燃燒的燃燒用空氣,因此當微碳粉的揮發部分增加時,可藉由增加2次空氣的分配,而正確地燃燒微碳粉及其揮發部分。
此外,在實施例17之鍋爐的運轉方法中,在燃碳粉鍋爐510形成:對應於微碳粉的揮發部分,調整2次空氣與3次空氣之間的分配。因此,可正確地燃燒微碳粉的揮發部分,並正確地燃燒微碳粉,且抑制NOx和未燃部分的發生而提高鍋爐運轉效率。
雖然在上述的實施例中形成:藉由調整2次空氣量與3次空氣量之間的分配,當微碳粉的揮發部分增加時,便 增加2次空氣的分配,但是本發明並不侷限於以上的說明。舉例來說,亦可增減微碳粉機531、532、533、534、535中的空氣量(搬送用空氣量)增減,或亦可增減追加空氣量。
此外,本發明的鍋爐,並不侷限於燃碳粉鍋爐510的構造;或燃燒器521、522、523、524、525的構造和數量等。
此外,雖然在上述的實施例中,燃燒裝置512是構成:使設於火爐511之壁面的4組各燃燒器521、522、523、524、525沿著垂直方向形成5段(層)配置,但本發明並不侷限於此。亦即,也可以不將燃燒器配置於壁面而配置於角落。此外,燃燒裝置也不侷限於迴旋燃燒方式,也可以是將燃燒器配置於一個壁面的前燃燒(front firing)方式、或將燃燒器對向配置於二個壁面的對向燃燒方式。
10‧‧‧燃碳粉鍋爐(pulverized coal-fired boiler)
11‧‧‧火爐
21、22、23、24、25‧‧‧燃燒器
51、111‧‧‧燃料噴嘴
52、112‧‧‧2次空氣噴嘴
53、113‧‧‧3次空氣噴嘴
54、71、81、91、114、121、131、161‧‧‧駐焰器(flame stabilize)
55、75、95、101、115、135、141、151‧‧‧整流構件
210‧‧‧燃碳粉鍋爐
211‧‧‧火爐
221、222、223、224、225‧‧‧燃燒器
251‧‧‧燃料噴嘴
252‧‧‧2次空氣噴嘴
253‧‧‧3次空氣噴嘴
254、291‧‧‧駐焰器
255、271‧‧‧導引構件
261、262、263、264‧‧‧駐焰構件
261c、262c、263c、264c‧‧‧缺口面(導引構件)
281、282、283、284‧‧‧三角板(導引構件)
297‧‧‧驅動裝置
310‧‧‧迴旋燃燒鍋爐
311‧‧‧火爐
312‧‧‧燃燒器部
314‧‧‧追加空氣投入部(AA部)
320、320A‧‧‧燃燒固體燃料的燃燒器
321‧‧‧微碳粉燃燒器(燃料燃燒器)
322‧‧‧煤1次埠
323‧‧‧煤2次埠
324‧‧‧分流構件(split member)
324V‧‧‧縱分流器
324H‧‧‧横分流器
330‧‧‧2次空氣投入埠
340‧‧‧擋板
350‧‧‧三角板(遮蔽構件)
350A‧‧‧三角錐(遮蔽構件)
410‧‧‧迴旋燃燒鍋爐
411‧‧‧火爐
412‧‧‧燃燒器部
414‧‧‧追加空氣投入部(AA部)
420‧‧‧燃燒固體燃料的燃燒器
421‧‧‧微碳粉燃燒器(燃料燃燒器)
422‧‧‧煤1次埠
423‧‧‧煤2次埠
424‧‧‧分流構件
424a‧‧‧除去部
430‧‧‧2次空氣投入埠
440‧‧‧擋板
510‧‧‧燃碳粉鍋爐
511‧‧‧火爐
521、522、523、524、525‧‧‧燃燒器
537‧‧‧空氣導管
539‧‧‧附加空氣噴嘴(追加空氣噴嘴)
540‧‧‧分歧空氣導管
541、542、543、544、545、546、547、568‧‧‧流量調整閥(空氣量調整裝置)
548‧‧‧控制裝置
551、552‧‧‧過熱器(熱交換器)
553、554‧‧‧再熱器(熱交換器)
555、556、557‧‧‧節熱器(熱交換器)
561‧‧‧燃料噴嘴
562‧‧‧2次空氣噴嘴
563‧‧‧3次空氣噴嘴
第1圖:是顯示本發明中實施例1之燃燒器的前視圖。
第2圖:是顯示實施例1之燃燒器的剖面圖。
第3圖:是顯示實施例1之燃燒器變形例的剖面圖。
第4圖:是顯示實施例1之燃燒器變形例的剖面圖。
第5圖:是顯示實施例1之燃燒器變形例的前視圖。
第6圖:是顯示實施例1之燃燒器變形例的剖面圖。
第7圖:是顯示實施例1之燃燒器變形例的剖面圖。
第8圖:是顯示實施例1之燃燒器變形例的前視圖。
第9圖:是顯示採用實施例1之燃燒器的燃碳粉鍋爐的概略構造圖。
第10圖:是顯示實施例1之燃碳粉鍋爐的燃燒器的俯視圖。
第11圖:是顯示本發明實施例2之燃燒器的剖面圖。
第12圖:是顯示本發明實施例3之燃燒器的剖面圖。
第13圖:是顯示本發明實施例4之燃燒器的剖面圖。
第14圖:是顯示本發明實施例5之燃燒器的剖面圖。
第15圖:是顯示本發明實施例6之燃燒器的剖面圖。
第16圖:是顯示本發明實施例7之燃燒器的前視圖。
第17圖:是顯示實施例7之燃燒器的剖面圖。
第18圖:是顯示採用實施例7之燃燒器的燃碳粉鍋爐的概略構造圖。
第19圖:是顯示實施例7之燃碳粉鍋爐的燃燒器的俯視圖。
第20圖:是顯示本發明實施例8之燃燒器的剖面圖。
第21圖:是顯示本發明實施例9之燃燒器的剖面圖。
第22圖:是顯示本發明實施例10之燃燒器的前視圖。
第23圖:是顯示本發明實施例11之燃燒器的剖面圖。
第24圖:是顯示實施例11之燃燒器變形例的剖面圖。
第25圖:是針對本發明之燃燒固體燃料(燃燒煤炭燃料)的燃燒器,顯示實施例12的圖,(a)是從火爐內所見之燃燒固體燃料的燃燒器的前視圖,(b)是(a)中所示之燃燒固體燃料的燃燒器的A-A剖面圖(燃燒固體燃料的燃燒器的縱剖面圖)。
第26圖:是顯示對第25圖之燃燒固體燃料的燃燒器供給空氣的空氣供給系統的圖。
第27圖:是顯示本發明之燃燒固體燃料(燃燒煤炭)鍋爐的構造例的縱剖面圖。
第28圖:為第24圖的横(水平)剖面圖。
第29圖:是顯示「具備追加空氣投入部,且多段(層)投入空氣」之燃燒固體燃料的鍋爐的概要的說明圖。
第30圖:針對第25圖所示之燃燒固體燃料的燃燒器的分流構件,(a)微顯示剖面形狀之其中一例的圖,(b)為顯示剖面形狀之第1變形例的圖,(c)為顯示剖面形狀之第2變形例的圖,(d)為顯示剖面形狀之第3變 形例的圖。
第31圖:是針對本發明之燃燒固體燃料(燃燒煤炭燃料)的燃燒器,顯示實施例14的圖,(a)是從火爐內所見之燃燒固體燃料的燃燒器的前視圖,(b)是(a)中所示之燃燒固體燃料的燃燒器的B-B剖面圖(燃燒固體燃料的燃燒器的縱剖面圖)。
第32圖:(a)是顯示遮蔽構件其中一種形狀例之第31圖(a)中的C-C剖面圖,(b)是(a)中所示之遮蔽構件的另一種形狀例的剖面圖。
第33圖:是針對本發明之迴旋燃燒鍋爐用之燃燒固體燃料(燃燒煤炭燃料)的燃燒器,顯示實施例15的圖,(a)是從火爐內所見之燃燒固體燃料的燃燒器的前視圖,(b)是(a)中所示之燃燒固體燃料的燃燒器的A-A剖面圖(燃燒固體燃料的燃燒器的縱剖面圖)。
第34圖:是顯示對第33圖之燃燒固體燃料的燃燒器供給空氣的空氣供給系統的圖。
第35圖:是顯示本發明之燃燒固體燃料的鍋爐(燃燒煤炭的鍋爐)的構造例的縱剖面圖。
第36圖:為第35圖的横(水平)剖面圖。
第37圖:是顯示「具備追加空氣投入部,且多段(層)投入空氣」之燃燒固體燃料的鍋爐的概要的說明圖。
第38圖:針對第33圖所示之燃燒固體燃料的燃燒器的分流構件,(a)微顯示剖面形狀之其中一例的圖,(b)為顯示剖面形狀之第1變形例的圖,(c)為顯示剖面 形狀之第2變形例的圖,(d)為顯示剖面形狀之第3變形例的圖。
第39圖:是顯示作為本發明實施例17之鍋爐的燃碳粉鍋爐的概略構造圖。
第40圖:是顯示實施例17之燃碳粉鍋爐的燃燒器的俯視圖。
第41圖:是顯示實施例17之燃燒器的前視圖。
第42圖:是顯示實施例17之燃燒器的剖面圖。
第43圖:是顯示相對於1次空氣及2次空氣之NOx發生量及未燃部分發生量的圖表。
21‧‧‧燃燒器
51‧‧‧燃料噴嘴
52‧‧‧2次空氣噴嘴
53‧‧‧3次空氣噴嘴
54‧‧‧駐焰器(flame stabilize)
55‧‧‧整流構件
61、62‧‧‧第1駐焰構件
63、64‧‧‧第2駐焰構件
65、66‧‧‧第1整流構件
67、68‧‧‧第2整流構件

Claims (39)

  1. 一種燃燒器,其特徵為;具備:可吹入混合了固體燃料與空氣之燃料空氣的燃料噴嘴、和可從該燃料噴嘴的外側吹入空氣的2次空氣噴嘴、和被設在位於前述燃料噴嘴之前端部的軸心側的駐焰器、及被設在前述燃料噴嘴的內壁面與前述駐焰器之間的整流構件。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的燃燒器,其中前述整流構件,是與前述駐焰器保持特定的間隙所配置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的燃燒器,其中前述整流構件被設成:與前述駐焰器之間的距離,沿著燃料空氣的流動方向形成大致相同。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載的燃燒器,其中前述駐焰器,在位於燃料空氣之流動方向的下游側設有增寬部,另外,前述整流構件,在位於燃料空氣之流動方向的下游側設有尖頭部。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載的燃燒器,其中前述駐焰器,在位於燃料空氣之流動方向的下游側設有增寬部,另外,前述整流構件被設在不會面向前述增寬部的位置。
  6. 如申請專利範圍第2項所記載的燃燒器,其中前述 整流構件,是沿著前述燃料噴嘴的內壁面所設置。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載的燃燒器,其中前述駐焰器形成以下的構造:將沿著水平方向配置的第1駐焰構件、與沿著垂直方向配置的第2駐焰構件,配置成交叉。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載的燃燒器,其中前述第1駐焰構件與前述第2駐焰構件,分別是由複數個駐焰構件所形成,前述第1駐焰構件是保持特定間隙而被配置於複數垂直方向,另外,前述第2駐焰構件是保持特定間隙而被配置於複數水平方向,而形成將前述複數個第1駐焰構件與前述複數個第2駐焰構件配置成交叉的構造。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所記載的燃燒器,其中是將前述第1駐焰構件與前述第2駐焰構件之其中任一個的寬度,設定成大於另一個的寬度。
  10. 一種燃燒器,其特徵為:具備:可吹入混合了固體燃料與空氣之燃料空氣的燃料噴嘴、和可從該燃料噴嘴的外側吹入空氣的2次空氣噴嘴、和被設在位於前述燃料噴嘴之前端部的軸心側的駐焰器、及可將流動於前述燃料噴嘴內的燃料空氣導向軸心側的導引構件。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載的燃燒器,其中前 述導引構件,將燃料空氣導向:從由前述2次空氣噴嘴所吹入的2次空氣分離的方向。
  12. 如申請專利範圍第10或11項所記載的燃燒器,其中前述導引構件,是沿著前述燃料噴嘴的內壁面所配置。
  13. 如申請專利範圍第10項所記載的燃燒器,其中前述導引構件,是在前述燃料噴嘴的前端部,配置成與前述駐焰器相對向。
  14. 如申請專利範圍第10或11項所記載的燃燒器,其中前述導引構件被配置在:與位於前述駐焰器之前述燃料噴嘴的內壁面相對向的位置。
  15. 如申請專利範圍第10或11項所記載的燃燒器,其中前述導引構件被配置在:較前述駐焰器更朝向燃料空氣之流動方向的上游側。
  16. 如申請專利範圍第10或11項所記載的燃燒器,其中前述駐焰器形成下述構造:將沿著水平方向且在垂直方向上保持特定間隙而形成平行的2個第1駐焰構件、及沿著垂直方向且在水平方向上保持特定間隙而形成平行的2個第2駐焰構件,配置成交叉,前述導引構件被配置在:前述第1駐焰構件與前述第2駐焰構件形成交叉之位置的外側。
  17. 如申請專利範圍第10項所記載的燃燒器,其中前述駐焰器,在位於燃料空氣之流動方向的下游側具有增寬部,前述導引構件被配置成面向前述增寬部。
  18. 如申請專利範圍第10或11項所記載的燃燒器,其中具有沿著水平方向且在垂直方向上保持特定間隙而形成平行的2個駐焰構件,藉由使前述駐焰構件的前端部朝向前述燃料噴嘴的軸心側,而構成前述導引構件。
  19. 一種燃燒固體燃料的燃燒器,其特徵為:用於燃燒固體燃料的鍋爐的前述燃燒器部,且將粉狀的固體燃料及空氣朝爐內投入之燃燒固體燃料的燃燒器,具備:將粉體燃料及1次空氣朝爐內投入的燃料燃燒器、及從該燃料燃燒器的外周噴射2次空氣的2次空氣投入埠,在前述燃料燃燒器的流路前方部,配設使複數方向的構件形成交叉的交叉型分流構件作為內部駐焰,且使該分流構件的寬度尺寸形成每個方向不同。
  20. 如申請專利範圍第19項所記載之燃燒固體燃料的燃燒器,其中前述交叉型的分流構件,其上下方向呈現寬大的寬度。
  21. 如申請專利範圍第19項所記載之燃燒固體燃料的燃燒器,其中前述交叉型的分流構件,其左右方向呈現寬大的寬度。
  22. 如申請專利範圍第19項所記載之燃燒固體燃料的燃燒器,其中前述交叉型的分流構件,至少在左右方向及上下方向的至少一個方向上配設3條以上,且至少左右方向及上下方向的至少其中一個方向的中央部呈現寬大的寬度。
  23. 一種燃燒固體燃料的燃燒器,是用於燃燒固體燃料的鍋爐的前述燃燒器部,且具備:具有內部駐焰的燃料燃燒器、及不會駐焰的2次空氣投入埠,並將粉狀的固體燃料及空氣朝爐內投入之燃燒固體燃料的燃燒器,其特徵為:前述燃燒固體燃料的燃燒器具備:將粉體燃料及1次空氣朝爐內投入的燃料燃燒器、及從該燃料燃燒器的外周噴射2次空氣的2次空氣投入埠,在前述燃料燃燒器的流路前方部,配設使複數方向的構件形成交叉的交叉型分流構件,且在前述分流構件所交叉形成之交叉角部的至少其中一處,設有用來降低流路剖面積的遮蔽構件。
  24. 如申請專利範圍第19或23項所記載之燃燒固體燃料的燃燒器,其中前述燃燒固體燃料的鍋爐,區分為燃燒器部與追加空氣投入部,且執行低NOx燃燒。
  25. 一種燃燒固體燃料的鍋爐,其特徵為:將申請專利範圍的19或23項所記載之將粉體燃料及空氣朝爐內投入的燃燒固體燃料的燃燒器,配置在前述爐內的角落部或者壁面部。
  26. 一種燃燒固體燃料的燃燒器,其特徵為:用於燃燒固體燃料的鍋爐的前述燃燒器部,且將粉狀的固體燃料及空氣朝爐內投入之燃燒固體燃料的燃燒器,具備:將粉體燃料及1次空氣朝爐內投入的燃料燃燒器、及從該燃料燃燒器的外周噴射2次空氣的煤2次埠, 在前述燃料燃燒器的流路前方部,配設分流構件作為內部駐焰用構件,並將在該分流構件的外周側鄰接於前述煤2次埠之端部的一部分予以去除。
  27. 如申請專利範圍第26項所記載之燃燒固體燃料的燃燒器,其中前述內部駐焰用構件,是使複數方向的構件交叉的交叉型分流構件。
  28. 如申請專利範圍第26或27項所記載之燃燒固體燃料的燃燒器,其中前述內部駐焰用構件的分流構件,至少在其中一個方向配設有複數條。
  29. 如申請專利範圍第27項所記載之燃燒固體燃料的燃燒器,其中前述交叉型的分流構件,將複數方向中的至少一個方向的端部予以去除。
  30. 如申請專利範圍第28項所記載之燃燒固體燃料的燃燒器,其中前述交叉型的分流構件,在上下及左右方向的至少其中一的方向配設3條以上,且留下被配置於上下左右之中央部的至少其中一個,而將端部予以去除。
  31. 如申請專利範圍第26項所記載之燃燒固體燃料的燃燒器,其中前述燃燒固體燃料的鍋爐,區分為燃燒器部與追加空氣投入部,並執行低NOx燃燒。
  32. 一種燃燒固體燃料的鍋爐,其特徵為:將申請專利範圍第26項所記載之將粉體燃料及空氣朝爐內投入的燃燒固體燃料的燃燒器,配置在前述爐內的角落部或者壁面部。
  33. 一種鍋爐,其特徵為: 具備:燃燒固體燃料與空氣的火爐;和在該火爐內執行熱交換而回收熱的熱交換器;和可對前述火爐吹入混合了固體燃料與1次空氣之燃料空氣的燃料噴嘴;和可從該燃料噴嘴的外側將2次空氣吹入前述火爐的2次空氣噴嘴:和可將追加空氣,朝向較位於前述火爐的前述燃料噴嘴及前述2次空氣噴嘴更上方吹入的追加空氣噴嘴;和可調整朝前述燃料噴嘴、前述2次空氣噴嘴、前述追加空氣噴嘴供給之空氣量的空氣量調整裝置;及對應於固體燃料的揮發部分,控制前述空氣量調整裝置的控制裝置。
  34. 如申請專利範圍第33項所記載的鍋爐,其中前述控制裝置,對應於固體燃料的揮發部分來控制前述空氣量調整裝置,並調整1次空氣與2次空氣的總和空氣量、與追加空氣之空氣量的分配。
  35. 如申請專利範圍第33或34項所記載的鍋爐,其中在前述火爐設有可從前述2次空氣噴嘴的外側吹入3次空氣的3次空氣噴嘴,前述控制裝置,對應於固體燃料的揮發部分來控制前述空氣量調整裝置,並調整1次空氣與2次空氣的總和空氣量、和3次空氣與追加空氣之總和空氣量的分配。
  36. 如申請專利範圍第35項所記載的鍋爐,其中前述 控制裝置,控制前述空氣量調整裝置,使1次空氣量與追加空氣量形成經預先設定的特定空氣量,並對應於固體燃料的揮發部分來調整2次空氣與3次空氣之間的分配。
  37. 如申請專利範圍第33項所記載的鍋爐,其中前述控制裝置,一旦固體燃料的揮發部分增加,便增加2次空氣的分配。
  38. 一種鍋爐的運轉方法,其特徵為:在具有下述構件的鍋爐中,對應於固體燃料的揮發部分來調整2次空氣與3次空氣之間的分配:燃燒固體燃料與空氣的火爐;和在該火爐內執行熱交換並回收熱的熱交換器;和可對前述火爐吹入混合了固體燃料與1次空氣之燃料空氣的燃料噴嘴;和可從該燃料噴嘴的外側將2次空氣吹入前述火爐的2次空氣噴嘴:及可將追加空氣,朝向較位於前述火爐的前述燃料噴嘴及前述2次空氣噴嘴更上方吹入的追加空氣噴嘴。
  39. 如申請專利範圍第38項所記載之鍋爐的運轉方法,其中一旦固體燃料的揮發部分增加,便增加2次空氣的分配。
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