TWI605225B - boiler - Google Patents

Description

鍋爐

本發明是關於用於產生發電用或工場用等所使用的蒸氣之鍋爐。

以往的燃煤鍋爐，係具有呈中空形狀且沿鉛直方向設置的爐膛，在該爐膛壁沿著周方向配設有複數個燃燒器。此外，燃煤鍋爐，是在爐膛的上方與煙道連結，在該煙道配置用於產生蒸氣之熱交換器。因此，燃燒器藉由對爐膛內噴射燃料和空氣的混合氣而形成火焰，使燃燒氣體產生並流過煙道。而且，利用燃燒所產生的排氣將流經熱交換器的水加熱而產生蒸氣。此外，該煙道與排氣導管連結，在該排氣導管上設有脫硝設備、電集塵機、脫硫裝置等，並在下游端部設置煙囪。

在如此般的燃煤鍋爐，配置於排氣導管的脫硝設備，是將氨等的還原劑供應給煙道，讓被供應還原劑後的排氣通過用於促進氮氧化物和還原劑的反應之觸媒，藉此除去排氣中的氮氧化物。在此情況，為了利用觸媒將排氣中的氮氧化物效率良好地除去，必須將排氣溫度維持 於既定的反應溫度以上。因此，燃煤鍋爐設有繞過熱交換器(節熱器)之旁通流路，在低負載運轉時，利用旁通流路讓高溫的排氣往脫硝觸媒的上游側旁通，藉此將排氣溫度維持於反應溫度以上。

在該燃煤鍋爐的低負載運轉時，若讓高溫的排氣旁通，對於流經煙道的低溫排氣，會有高溫的排氣和其混合。然而，因為低溫排氣和高溫排氣的溫度差很大，在此可能無法完全混合，在低溫排氣中讓酸性硫酸銨析出而造成脫硝觸媒阻塞。

為了解決上述課題，在煙道和旁通流路之合流部設置混合器的技術已被提出，例如下述專利文獻所記載的技術。專利文獻1所記載的氣體混合裝置，是在讓氣體流經的導管內設置讓其他氣體流入的流入部，在該流入部連接複數個吹入流路，將各吹入流路的吹入口配置成沿著導管內的氣流將氣體吹入。此外，專利文獻2所記載的氣體混合裝置，是在第一導管內配設複數個箱型構件，前述第一導管以與各箱型構件的分割入口開口連通的方式將第二導管連接於第一導管。

〔專利文獻1〕日本特開平08-215553號公報

〔專利文獻2〕日本特開平11-114393號公報

在上述各專利文獻，因為是在煙道配置複數個呈流路形狀之箱型構件，其構造變複雜，導致製造成本增加。此外，箱型構件會對流過煙道的流體產生很大的阻力，可能使低溫排氣和高溫排氣無法完全混合而成為層流。

本發明是為了解決上述課題而開發完成的，其目的是為了提供一種鍋爐，可謀求構造簡單化及低成本化，並讓低溫排氣和高溫排氣適切地混合。

為了達成上述目的，本發明的鍋爐的特徵在於，係具備：呈中空形狀且沿鉛直方向設置之爐膛、配置於前述爐膛之燃燒裝置、與前述爐膛之鉛直方向的上部連結且用於讓排氣流過的煙道、配置於前述煙道之熱交換器、配置於前述煙道之比前述熱交換器更靠排氣的流動方向的下游側之還原劑供給裝置、配置於前述煙道之比前述還原劑供給裝置更靠排氣的流動方向的下游側之脫硝觸媒、一端部連接於前述煙道之比前述熱交換器更靠排氣的流動方向之上游側且另一端部連接於前述煙道之前述熱交換器和前述還原劑供給裝置間的旁通流路、設置在前述旁通流路之比前述另一端部與前述煙道連接的下游側連接部更靠排氣的流動方向的上游側且用於將一部分的流路阻塞之第1阻塞裝置、以及設置在前述煙道之比前述下游側連接部更靠上游側且用於將一部分的流路阻塞之第2阻塞裝 置；前述第1阻塞裝置具有複數個第1阻塞構件，該等複數個第1阻塞構件設置成沿著前述煙道之排氣的流動方向且在前述煙道的寬度方向隔著既定間隔；前述第2阻塞裝置具有複數個第2阻塞構件，該等複數個第2阻塞構件設置成沿著鉛直方向且在前述煙道的寬度方向隔著既定間隔；前述複數個第1阻塞構件和前述複數個第2阻塞構件配置成在前述煙道的寬度方向上錯開。

因此，在高負載運轉時，爐膛所產生的排氣，流經煙道而藉由熱交換器將排熱予以回收後，被從還原劑供給裝置供給還原劑，利用脫硝觸媒將所含的氮氧化物予以除去。煙道之一部分的流路被第2阻塞裝置所阻塞，因此流經煙道的排氣產生壓力損失而被實施整流，使流速分布均一化。另一方面，在低負載運轉時，爐膛所產生的排氣，流經煙道而藉由熱交換器將排熱予以回收，且一部分是藉由旁通流路繞過熱交換器而返回煙道並合流後，被從還原劑供給裝置供給還原劑，利用脫硝觸媒將所含的氮氧化物予以除去。旁通流路之一部分的流路被第1阻塞裝置所阻塞，因此從旁通流路往煙道流動的排氣，流速增加而維持貫通力，可使鉛直方向的溫度分布均一化。這時，因為複數個第1阻塞構件和複數個第2阻塞構件在煙道的寬度方向上是錯開的，藉由第2阻塞裝置使流速增加而被整流後的低溫排氣，不致阻害通過第1阻塞裝置而從旁通流路往煙道流動之高溫排氣的貫通力，利用亂流能使低溫排氣和高溫排氣效率良好地混合。結果，可謀求構 造簡單化及低成本化，而讓低溫排氣和高溫排氣適切地混合。

在本發明的鍋爐中，前述煙道具有煙道直線部，前述第2阻塞裝置和前述還原劑供給裝置是配置於前述煙道直線部。

因此，因為將第2阻塞裝置和還原劑供給裝置配置於煙道直線部，對於藉由第2阻塞裝置而使流速分布均一化後的排氣、或是藉由第1、第2阻塞裝置而使溫度分布均一化後的排氣供給還原劑，對於排氣之還原劑的不均一減少而可將還原劑均一地供給，可將利用脫硝觸媒之氮氧化物的除去效率提高。

在本發明的鍋爐中，前述煙道直線部是在比前述第2阻塞裝置更上游側配置流量調整用擋板。

因此，藉由在流量調整用擋板和旁通流路的下游側連接部間配置第2阻塞裝置，流速分布、溫度分布被均一化後的排氣可維持其狀態而流過還原劑供給裝置，可將利用脫硝觸媒之氮氧化物的除去效率提高。

在本發明的鍋爐中，在前述煙道之比前述第1阻塞裝置更下游側且與前述下游側連接部相對向的位置設置混合空間部。

因此，藉由在第1阻塞裝置和第2阻塞裝置的下游側設置混合空間部，通過第1阻塞裝置而從旁通流路往煙道流動之高溫排氣、和通過第2阻塞裝置之低溫排氣可在該混合空間部效率良好地混合，利用簡單的構造就 能輕易地使排氣的溫度分布均一化。

在本發明的鍋爐中，前述第1阻塞裝置和前述第2阻塞裝置是配置成面對前述混合空間部。

因此，高溫排氣和低溫排氣能以流速增加的狀態藉由混合空間部進行混合，可輕易地使排氣的溫度分布均一化。

在本發明的鍋爐中，前述第2阻塞構件，是沿著與前述煙道之排氣的流動方向正交的方向之阻塞板，且沿著鉛直方向設定成相同寬度。

因此，排氣會碰到阻塞板並在該阻塞板的端部繞流時產生渦流，利用所產生的渦流能將高溫排氣和低溫排氣效率良好地混合。

在本發明的鍋爐中，在前述阻塞板固定著朝向排氣的流動方向的下游側延伸之補強板。

因此，藉由補強板將阻塞板予以補強而使剛性提高，可提昇耐久性。

依據本發明的鍋爐，在旁通流路設置具有複數個第1阻塞構件之第1阻塞裝置，在煙道設置具有複數個第2阻塞構件之第2阻塞裝置，並將第1阻塞構件和第2阻塞構件配置成在煙道的寬度方向上錯開，因此可謀求構造的簡單化及低成本化，並能讓低溫排氣和高溫排氣適切地混合。

10‧‧‧燃煤鍋爐(鍋爐)

11‧‧‧爐膛

12‧‧‧燃燒裝置

13‧‧‧煙道

21,22,23,24,25‧‧‧燃燒器

41,42,43‧‧‧過熱器(熱交換器)

44,45‧‧‧再熱器(熱交換器)

46,47‧‧‧節熱器(熱交換器)

50‧‧‧選擇還原型觸媒(脫硝觸媒)

51‧‧‧還原劑供給裝置

52‧‧‧旁通流路

53,54‧‧‧流量調整用擋板

61‧‧‧第1阻塞裝置

62‧‧‧第2阻塞裝置

63‧‧‧混合空間部

64‧‧‧第1阻塞構件

65,71,72‧‧‧第2阻塞構件

圖1係顯示本實施形態的燃煤鍋爐之概略構造圖。

圖2係顯示燃煤鍋爐的煙道之側視圖。

圖3係顯示燃煤鍋爐的煙道之俯視圖。

圖4係顯示燃煤鍋爐的煙道之立體圖。

圖5係顯示第2阻塞構件的變形例1之立體圖。

圖6係顯示第2阻塞構件的變形例1的配置之俯視圖。

圖7係顯示第2阻塞構件的變形例2之立體圖。

圖8係顯示第2阻塞構件的變形例2的配置之俯視圖。

以下參照所附圖式，針對本發明的鍋爐之較佳實施形態詳細地說明。但並不是藉由該實施形態來限定本發明，此外，當實施形態有複數個的情況，也包含將各實施形態組合而構成者。

圖1係顯示本實施形態的燃煤鍋爐之概略構造圖。

本實施形態的鍋爐是一種燃粉煤鍋爐，其使用將煤炭粉碎而成的粉煤作為微粉燃料(固體燃料)，將該粉煤藉由燃燒器燃燒，而可將藉由該燃燒所產生的熱予 以回收。

在本實施形態，如圖1所示般，燃煤鍋爐10屬於傳統型鍋爐，係具有爐膛11、燃燒裝置12及煙道13。爐膛11是呈四方筒的中空形狀且設置成沿鉛直方向，構成該爐膛11之爐膛壁是由傳熱管所構成。

燃燒裝置12係設置於構成該爐膛11之爐膛壁(傳熱管)的下部。該燃燒裝置12係具有：裝設於爐膛壁之複數個燃燒器21,22,23,24,25。在本實施形態，該燃燒器21,22,23,24,25分別是沿著周方向將4個等間隔地配設而成為1組，沿鉛直方向配置有5組、亦即5段。但爐膛的形狀、每一段之燃燒器數量、段數並不限定於本實施形態。

各燃燒器21,22,23,24,25，係透過粉煤供給管26,27,28,29,30來連結於粉煤機(粉碎機，mill)31,32,33,34,35。粉煤機31,32,33,34,35，雖未圖示，是在殼體內藉由沿著鉛直方向的旋轉軸心將粉碎台支承成可驅動旋轉，在該粉碎台的上方將複數個粉碎輥子支承成可與粉碎台的旋轉連動而進行旋轉。因此，若煤炭被投入複數個粉碎輥子和粉碎台之間，會被粉碎成既定大小，藉由搬送用空氣(1次空氣)分級後的粉煤可從粉煤供給管26,27,28,29,30供應給燃燒器21,22,23,24,25。

此外，爐膛11，係在各燃燒器21,22,23,24,25的裝設位置設置風箱36，在該風箱36連結空氣導管37的一端部，在該空氣導管37的另一端部裝設送風機38。 再者，爐膛11，在比各燃燒器21,22,23,24,25的裝設位置更上方設有追加空氣噴嘴39，在該追加空氣噴嘴39連結著從空氣導管37分支出的分支空氣導管40之端部。因此，可將從送風機38送來的燃燒用空氣(燃料氣體燃燒用空氣，即2次空氣)從空氣導管37供應給風箱36，從該風箱36供應給各燃燒器21,22,23,24,25，並能將從送風機38送來的燃燒用空氣(追加空氣)從分支空氣導管40供應給追加空氣噴嘴39。

煙道13是連結於爐膛11的上部。在該煙道13設置過熱器(superheater)41,42,43、再熱器(reheater)44,45、節熱器(economizer)46,47來作為用於回收排氣的熱之熱交換器，藉此在爐膛11之燃燒所產生的排氣和水之間進行熱交換。

在煙道13的下游側連結著讓進行熱交換後的排氣排出之氣體導管48。在該氣體導管48和空氣導管37之間設置空氣加熱器49，藉此在流經空氣導管37的空氣和流經氣體導管48的排氣之間進行熱交換，可將供應給燃燒器21,22,23,24,25之燃燒用空氣予以昇溫。

此外，在煙道13之比空氣加熱器49更上游側的位置設置選擇還原型觸媒(脫硝觸媒)50。選擇還原型觸媒50，是將氨、尿素水溶液等的具有將氮氧化物還原的作用之還原劑供應給煙道13內，被供應還原劑後的排氣可促進氮氧化物和還原劑的反應，藉此除去或減少排氣中的氮氧化物。因此，在煙道13之比選擇還原型觸媒 50更上游側設置還原劑供給裝置51。該還原劑供給裝置51，係對煙道13內之流路全面朝向下游側供給還原劑，藉此可讓該還原劑在排氣所流經的流路內擴散。作為還原劑可使用氨水、氣體氨、尿素水溶液等。

該選擇還原型觸媒50，為了利用觸媒將排氣中的氮氧化物予以效率良好地除去，必須將排氣溫度維持在既定的反應溫度以上。因此，在煙道13設置：用於繞過一部分的熱交換器、即節熱器46,47之旁通流路52。該旁通流路52，一端部連結於煙道13之再熱器45和節熱器46間，另一端部連結於煙道13之還原劑供給裝置51的上游。而且，在煙道13之節熱器47的下游側設置流量調整用擋板53，在旁通流路52設置流量調整用擋板54。

在該燃煤鍋爐10的低負載運轉時，將流量調整用擋板53的開度縮小，並將流量調整用擋板54打開，讓流經煙道13之高溫排氣的一部分流到旁通流路52而繞過節熱器46,47。如此，流經煙道13的排氣，雖藉由節熱器46,47實施熱回收而使其溫度降低，但會與通過旁通流路52後的高溫排氣進行混合，因此可將排氣溫度維持於選擇還原型觸媒50的反應溫度以上。

連結於煙道13之氣體導管48，是在比空氣加熱器49更下游側的位置設置煤塵處理裝置(電集塵機、脫硫裝置)55、引風機56，並在下游端部設置煙囪57。

因此，若粉煤機31,32,33,34,35被驅動，所產生的粉煤會和搬送用空氣一起通過粉煤供給管 26,27,28,29,30供應給燃燒器21,22,23,24,25。此外，被加熱的燃燒用空氣會從空氣導管37透過風箱36供應給各燃燒器21,22,23,24,25。如此，燃燒器21,22,23,24,25，會將由粉煤和搬送用空氣所混合成之微粉燃料混合氣吹入爐膛11，並將燃燒用空氣吹入爐膛11，這時進行點火可形成火焰。在該爐膛11，微粉燃料混合氣和燃燒用空氣進行燃燒而產生火焰，若在該爐膛11內的下部產生火焰，燃燒氣體(排氣)會在該爐膛11內上昇而往煙道13排出。

爐膛11是相對於粉煤供給量將空氣供給量設定成未達理論空氣量，藉此使內部保持還原氛圍。而且，藉由粉煤的燃燒所產生之NOx在爐膛11被還原，然後從追加空氣噴嘴39將追加空氣予以追加供給，藉此使粉煤的氧化燃燒完全結束，而使粉煤燃燒所造成之NOx發生量減低。

這時，從未圖示的供水泵所供給的水，藉由節熱器46,47予以預熱後，供應給未圖示的汽鼓，在供應給爐膛壁之各水管(未圖示)的期間被加熱而成為飽和蒸氣，送入未圖示的汽鼓。再者，未圖示的汽鼓之飽和蒸氣被導入過熱器41,42,43，藉由燃燒氣體使其過熱。在過熱器41,42,43所產生的過熱蒸氣供應給未圖示的發電廠(例如，渦輪機等)。此外，在渦輪機之膨脹過程的中途所取出之蒸氣，被導入再熱器44,45，再度使其過熱後送回渦輪機。爐膛11雖是以鼓型(汽鼓)的形式做說明，但其構造並不限定於此。

然後，通過煙道13之節熱器46,47後的排氣、和通過旁通流路52之煙道13的排氣進行合流後的排氣，被從還原劑供給裝置51供應還原劑，在流經煙道13的期間使還原劑擴散。而且，煙道13的排氣，藉由選擇還原型觸媒50將氮氧化物予以還原除去，藉由煤塵處理裝置55將粒子狀物質除去並將硫除去後，從煙囪57往大氣中排出。

在如此般構成的燃煤鍋爐10，當高負載運轉時，全量的高溫排氣會流經煙道13，因為在該煙道13具有彎曲部，在彎曲部之內側和外側流速不同，若對像這樣流速不同的區域之排氣從還原劑供給裝置51供給還原劑，在排氣的低速區域和高速區域會產生還原劑的濃度不均一。此外，當低負載運轉時，若一部分的高溫排氣藉由旁通流路52進行旁通，對於流經煙道13之低溫排氣會有來自旁通流路52的高溫排氣投入，因為排氣的流量差、溫度差頗大，而造成混合不完全。如此，在燃煤鍋爐10之高負載運轉時、低負載運轉時，利用選擇還原型觸媒50之氮氧化物的還原效率降低。

圖2顯示燃煤鍋爐的煙道之側視圖，圖3顯示燃煤鍋爐的煙道之俯視圖，圖4顯示燃煤鍋爐的煙道之立體圖。

在本實施形態，在旁通流路52之比其與煙道13的下游側連接部更上游側設有：用於將一部分的流路阻塞之第1阻塞裝置61；且在煙道13之比下游側連接部 更上游側設有：用於將一部分的流路阻塞之第2阻塞裝置62。而且，在煙道13之比第1阻塞裝置61更下游側，且在與第2阻塞裝置62相對向的位置設有排氣之混合空間部63。在此，第1阻塞裝置61和第2阻塞裝置62之阻塞率兩者都是，基於壓力損失、磨耗等的觀點宜為50%以下。

亦即，煙道13係將第1水平煙道部13a、第1鉛直煙道部13b、第2水平煙道部(煙道直線部)13c、第2鉛直煙道部13d、第3水平煙道部13e、第3鉛直煙道部13f連續設置而構成。而且，煙道13係在第1水平煙道部13a及第1鉛直煙道部13b配置有過熱器41,42,43、再熱器44,45、節熱器46,47。此外，煙道13係在第2水平煙道部13c配置流量調整用擋板53、還原劑供給裝置51，在第3鉛直煙道部13f配置選擇還原型觸媒50。也能在第2鉛直煙道部13d配置還原劑供給裝置51。

旁通流路52之一端側的上游側連接部52a連接在第1鉛直煙道部13b之再熱器45和節熱器46間，另一端側的下游側連接部52b連接在第2水平煙道部13c之流量調整用擋板53和還原劑供給裝置51間。而且，第1阻塞裝置61，是在旁通流路52之下游側連接部52b，配置成面對煙道13的混合空間部63；第2阻塞裝置62，是在第2水平煙道部13c之混合空間部63的緊鄰上游側，配置成對面該混合空間部63。

如圖2~圖4所示般，第1阻塞裝置61具有複數個第1阻塞構件64，該等第1阻塞構件64是沿著煙道13之排氣的流動方向且在煙道13的寬度方向隔著既定間隔設置。第2阻塞裝置62具有複數個第2阻塞構件65，該等第2阻塞構件65是沿著鉛直方向且在煙道13的寬度方向隔著既定間隔設置。而且，複數個第1阻塞構件64和複數個第2阻塞構件65是配置成在煙道13的寬度方向上錯開。

煙道13(第2水平煙道部13c)，係水平方向的寬度尺寸比鉛直方向的高度尺寸大之呈矩形剖面形狀的流路；旁通流路52，係相對於沿煙道13之排氣流的水平方向之縱寬尺寸，與煙道13之排氣的流動方向正交的方向之橫寬尺寸較大之呈矩形剖面形狀的流路，煙道13和旁通流路52具有相同的寬度尺寸。亦即，旁通流路52是以從上方大致正交的方式連接於第2水平煙道部13c。旁通流路52對於第2水平煙道部13c之連接角度並不限於90度，也能朝向煙道13之排氣流的下游側或上游側傾斜。

複數個第1阻塞構件64配置成，沿著旁通流路52之下游側連接部52b的縱寬方向，且在橫寬方向隔著既定間隙。在此情況，各第1阻塞構件64是呈板狀，其長度方向的各端部固定於旁通流路52的內壁面，其下游側的平面是與煙道13之內壁面形成無高低差地連續。此外，複數個第2阻塞構件65配置成，沿著煙道13之旁 通流路52的下游側連接部52b之緊鄰上游部的高度方向，且在寬度方向隔著既定間隙。在此情況，各第2阻塞構件65是呈板狀，其長度方向的各端部固定於煙道13的內壁面，其下游側的平面是與旁通流路52的內壁面形成無高低差地連續。

而且，各第1阻塞構件64和各第2阻塞構件65是配置成，為了避免煙道13之排氣的流動方向互相對向而在煙道13的寬度方向上錯開。亦即構成為，使從旁通流路52通過各第1阻塞構件64的間隙而流而混合空間部63的排氣、和從煙道13通過各第2阻塞構件65的間隙流到混合空間部63的排氣不致直接碰撞。

在此，各第1阻塞構件64，是沿著與旁通流路52之排氣的流動方向正交的方向之阻塞板，且沿著縱寬方向設定成相同寬度。此外，各第2阻塞構件65，是沿著與煙道13之排氣的流動方向正交的方向之阻塞板，且沿著高度方向設定成相同寬度。

在上述說明中，第1阻塞構件64及第2阻塞構件65雖是沿著與排氣的流動方向正交的方向之阻塞板，但並不限定於此構造。圖5顯示第2阻塞構件的變形例1之立體圖，圖6顯示第2阻塞構件的變形例1的配置之俯視圖，圖7顯示第2阻塞構件的變形例2之立體圖，圖8顯示第2阻塞構件的變形例2的配置之俯視圖。

在第2阻塞構件的變形例1，如圖5及圖6所示般，第2阻塞構件71是由阻塞板71a和補強板71b所 構成。阻塞板71a是沿著鉛直方向且沿著與排氣的流動方向正交的方向之板材；補強板71b是沿著鉛直方向且沿著與排氣的流動方向平行的方向之板材，且被固定成從阻塞板71a朝向排氣的流動方向之下游側延伸。該第2阻塞構件71中，阻塞板71a是位於比旁通流路52之下游側連接部52b更上游側，補強板71b是朝向該下游側連接部52b側延伸。

在第2阻塞構件的變形例2，如圖7及圖8所示般，第2阻塞構件72是由阻塞板72a,72b所構成。阻塞板72a,72b是沿著鉛直方向且連結成V字剖面形狀之板材，其朝向排氣的流動方向之下游側變寬。該第2阻塞構件72位於比旁通流路52的下游側連接部52b更上游側。

在此雖是說明第2阻塞構件的變形例，也能採用第2阻塞構件71,72作為第1阻塞構件。此外，第1阻塞構件及第2阻塞構件並不限定於上述構造。例如亦可為形成I字剖面形狀者、形成圓柱或角柱形狀者等。

在此，針對本實施形態的燃煤鍋爐10的煙道13之排氣流做說明。

如圖1~圖3所示般，在燃煤鍋爐10的高負載運轉時，將流量調整用擋板53完全打開，並將流量調整用擋板54關閉。如此，流經煙道13的高溫排氣，以全量通過節熱器46,47而被實施熱回收，並朝向第2水平煙道部13c流動。而且，因為第2水平煙道部13c之一部分的流路是被複數個第2阻塞構件65所阻塞，流經第2水平 煙道部13c的排氣，藉由通過各第2阻塞構件65的間隙產生壓力損失而被實施整流，且在各第2阻塞構件65繞流而產生渦流(卡門渦流)。因此，流經第2水平煙道部13c的排氣，當通過各第2阻塞構件65的間隙時被攪拌，使得高度方向、寬度方向之流速分布均一化。

然後，對於藉由第2阻塞裝置62而使高度方向的流速分布均一化後的排氣，從還原劑供給裝置51供給還原劑，因此在第2水平煙道部13c之還原劑的濃度不均變小，可將排氣所含的氮氧化物利用選擇還原型觸媒50予以效率良好地還原除去。

另一方面，在燃煤鍋爐10的低負載運轉時，將流量調整用擋板53的開度調整成縮小，並將流量調整用擋板54的開度調整成放大。如此，流經煙道13的高溫排氣，藉由通過節熱器46,47而被實施熱回收，成為低溫排氣而朝向第2水平煙道部13c流動。此外，流經煙道13之高溫排氣的一部分，朝向旁通流路52流動而繞過節熱器46,47，保持高溫狀態朝向第2水平煙道部13c流動而與低溫排氣進行合流。

這時，因為各第1阻塞構件64和各第2阻塞構件65在煙道13的寬度方向上錯開，從旁通流路52導入第2水平煙道部13c之高溫排氣，藉由通過各第1阻塞構件64的間隙產生壓力損失而使流速上昇，朝向各第2阻塞構件65的下游側流動而到達混合空間部63。此外，流經第2水平煙道部13c的低溫排氣，藉由通過各第2阻 塞構件65的間隙產生壓力損失而使流速上昇，朝向各第1阻塞構件64的下游側流動而到達混合空間部63。亦即，通過各第2阻塞構件65的間隙後之低溫排氣，不致阻害通過各第1阻塞構件64的間隙後之高溫排氣的貫通力，在混合空間部63，高溫部和低溫部在寬度方向交互地抵消。而且，流經第2水平煙道部13c的排氣，因為在通過各第2阻塞構件65的間隙產生渦流(卡門渦流)，在混合空間部63，來自旁通流路52之高溫排氣和流經第2水平煙道部13c的低溫排氣可效率良好地攪拌混合，而使高度方向的溫度分布均一化。

然後，對於藉由各阻塞裝置61,62使高度方向的溫度分布均一化後的排氣，從還原劑供給裝置51供給還原劑，因此在第2水平煙道部13c之還原劑的濃度不均變小，可將排氣所含的氮氧化物利用選擇還原型觸媒50予以效率良好地還原除去。此外，在流經第2水平煙道部13c的低溫排氣，讓來自旁通流路52的高溫排氣進行混合，藉此使其溫度均一化的排氣，其溫度維持於選擇還原型觸媒50的反應溫度以上，可避免在排氣中讓酸性硫酸銨析出而造成選擇還原型觸媒50阻塞。

本實施形態的鍋爐，是在煙道13設置還原劑供給裝置51及選擇還原型觸媒50，並設置用於繞過節熱器46,47的旁通流路52，此外設置有：用於阻塞旁通流路52之一部分的流路之第1阻塞裝置61、用於阻塞煙道13之一部分的流路之第2阻塞裝置62，作為第1阻塞裝置 61係設置複數個第1阻塞構件64，複數個第1阻塞構件64是沿著煙道13之排氣的流動方向且在煙道13的寬度方向隔著既定間隔；作為第2阻塞裝置62係設置複數個第2阻塞構件65，複數個第2阻塞構件65是沿著鉛直方向且在煙道13的寬度方向隔著既定間隔，將各第1阻塞構件64和各第2阻塞構件65配置成在煙道13的寬度方向上錯開。

因此，在高負載運轉時，流經煙道13的排氣產生壓力損失而被實施整流，使流速分布均一化。另一方面，在低負載運轉時，從旁通流路52朝向煙道13流動的排氣，藉由第1阻塞裝置61使流速上昇而維持貫通力，可避免其貫通力受第2阻塞裝置62的阻害，利用通過第2阻塞裝置62之排氣的亂流將低溫排氣和高溫排氣予以效率良好地混合。結果，可謀求構造的簡單化及低成本化，並能讓低溫排氣和高溫排氣適切地混合。

在本實施形態的鍋爐，在煙道13設置呈直線狀的第2水平煙道部13c，並將第2阻塞裝置62和還原劑供給裝置51配置於第2水平煙道部13c。因此，對於藉由第2阻塞裝置62實施整流而使流速分布均一化後的排氣、或是對於藉由各阻塞裝置61,62實施整流而使溫度分布均一化後的排氣，進行還原劑的供給，因此對於排氣之還原劑的不均變小而能將還原劑均一地供給，可將利用選擇還原型觸媒50之氮氧化物的除去效率提昇。

在本實施形態的鍋爐，在第2水平煙道部13c 之比第2阻塞裝置62更上游側配置流量調整用擋板53。因此，藉由在流量調整用擋板53和旁通流路52的下游側連接部52b間配置第2阻塞裝置62，使流速分布、溫度分布均一化後的排氣維持其狀態而朝向還原劑供給裝置51流動，可將利用選擇還原型觸媒50之氮氧化物的除去效率提昇。

在本實施形態的鍋爐，在煙道13之比第1阻塞裝置61更下游側，且在與下游側連接部52b相對向的位置設置混合空間部63。因此，藉由在第1阻塞裝置61和第2阻塞裝置62的下游側設置混合空間部63，通過第1阻塞裝置61而從旁通流路52朝向煙道13流動之高溫排氣、和通過第2阻塞裝置62之低溫排氣可在該混合空間部63效率良好地混合，可利用簡單的構造就能輕易地使排氣的溫度分布均一化。

在本實施形態的鍋爐，第1阻塞裝置61和第2阻塞裝置62配置成面對混合空間部63。因此，高溫排氣和低溫排氣能以流速增加的狀態藉由混合空間部63進行混合，可輕易地使排氣的溫度分布均一化。

在本實施形態的鍋爐，第2阻塞構件71是沿著與煙道13之排氣的流動方向正交的方向之阻塞板71a，且沿著鉛直方向設定成相同寬度。因此，排氣會碰到阻塞板71a並在該阻塞板71a的端部繞流時產生渦流，利用所產生的渦流能將高溫排氣和低溫排氣效率良好地混合。

在本實施形態的鍋爐，在阻塞板71a固定著朝向排氣的流動方向之下游側延伸之補強板71b。因此，藉由補強板71b將阻塞板71a予以補強而使剛性提高，可提昇耐久性。

在上述實施形態，本發明的鍋爐雖是說明燃煤鍋爐，但也可以是使用生質、石油焦、石油殘渣等作為固體燃料之鍋爐。此外，作為燃料並不限定於固體燃料，也適用於重質油等的燃油鍋爐，再者，作為燃料也能使用氣體(副產氣體)。而且，也適用於這些燃料的混燃。

10‧‧‧燃煤鍋爐(鍋爐)

11‧‧‧爐膛

12‧‧‧燃燒裝置

13‧‧‧煙道

13a‧‧‧第1水平煙道部

13b‧‧‧第1鉛直煙道部

13c‧‧‧第2水平煙道部

13d‧‧‧第2鉛直煙道部

13e‧‧‧第3水平煙道部

13f‧‧‧第3鉛直煙道部

21,22,23,24,25‧‧‧燃燒器

26,27,28,29,30‧‧‧粉煤供給管

31,32,33,34,35‧‧‧粉煤機

36‧‧‧風箱

37‧‧‧空氣導管

38‧‧‧送風機

39‧‧‧追加空氣噴嘴

40‧‧‧分支空氣噴嘴

41,42,43‧‧‧過熱器(熱交換器)

44,45‧‧‧再熱器(熱交換器)

46,47‧‧‧節熱器(熱交換器)

48‧‧‧氣體導管

49‧‧‧空氣加熱器

50‧‧‧選擇還原型觸媒(脫硝觸媒)

51‧‧‧還原劑供給裝置

52‧‧‧旁通流路

53,54‧‧‧流量調整用擋板

55‧‧‧煤塵處理裝置

56‧‧‧引風機

57‧‧‧煙囪

61‧‧‧第1阻塞裝置

62‧‧‧第2阻塞裝置

Claims (7)

1. 一種鍋爐，其特徵在於，係具備：呈中空形狀且沿鉛直方向設置之爐膛、配置於前述爐膛之燃燒裝置、與前述爐膛之鉛直方向的上部連結且用於讓排氣流過的煙道、配置於前述煙道之熱交換器、配置於前述煙道之比前述熱交換器更靠排氣的流動方向的下游側之還原劑供給裝置、配置於前述煙道之比前述還原劑供給裝置更靠排氣的流動方向的下游側之脫硝觸媒、一端部連接於前述煙道之比前述熱交換器更靠排氣的流動方向之上游側且另一端部連接於前述煙道之前述熱交換器和前述還原劑供給裝置間的旁通流路、設置在前述旁通流路之比前述另一端部與前述煙道連接的下游側連接部更靠排氣的流動方向的上游側且用於將一部分的流路阻塞之第1阻塞裝置、以及設置在前述煙道之比前述下游側連接部更靠上游側且用於將一部分的流路阻塞之第2阻塞裝置；前述第1阻塞裝置具有複數個第1阻塞構件，該等複數個第1阻塞構件設置成沿著前述煙道之排氣的流動方向且在前述煙道的寬度方向隔著既定間隔；前述第2阻塞裝置具有複數個第2阻塞構件，該等複數個第2阻塞構件設置成沿著鉛直方向且在前述煙道的寬 度方向隔著既定間隔；前述複數個第1阻塞構件和前述複數個第2阻塞構件配置成在前述煙道的寬度方向上錯開。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鍋爐，其中，前述煙道具有煙道直線部，前述第2阻塞裝置和前述還原劑供給裝置是配置於前述煙道直線部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鍋爐，其中，前述煙道直線部，係在比前述第2阻塞裝置更上游側配置流量調整用擋板。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之鍋爐，其中，在前述煙道之比前述第1阻塞裝置更下游側且與前述下游側連接部相對向的位置設置混合空間部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之鍋爐，其中，前述第1阻塞裝置和前述第2阻塞裝置是配置成面對前述混合空間部。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鍋爐，其中，前述第2阻塞構件，是沿著與前述煙道之排氣的流動方向正交的方向之阻塞板，且沿著鉛直方向設定成相同寬度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之鍋爐，其中，在前述阻塞板固定著朝排氣的流動方向之下游側延伸之補強板。