JP2000249334A - 硫黄含有燃料の燃焼方法 - Google Patents
硫黄含有燃料の燃焼方法Info
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Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス中のＮＯｘ量の低減を図り、しかも炉
壁のＨ2Ｓによる腐食を抑制することができる硫黄含有
燃料の燃焼方法を提供する。 【解決手段】 石油を複数段燃焼させると、還元性ガス
中にＨ2Ｓが発生する。Ｈ2Ｓの濃度を直接測定すること
は困難である。しかし、ＣＯ濃度が２％以下の場合には
Ｈ２Ｓがほとんど発生しない。そこで、この関係を利用
し、左右側壁の中央部のバーナからアフタエアポートに
至る範囲にＣＯセンサを配置する。そして、ＣＯ濃度が
２％を越える場合には、ボイラ排ガス中のＮＯｘを規定
値以内にする範囲で、バーナに供給する燃焼用空気量ま
たは燃料量を制御する。また、バーナの両側にサイドエ
アポートが設けられている場合あるいはアフタエアポー
トの両側にサイドアフタエアポートが設けられている場
合は、それらから供給する燃焼用空気量を制御する。さ
らに、側壁に供給孔を設け、火炉内に燃焼用空気または
ボイラ排ガスのいずれかを供給するようにしてもよい。
壁のＨ2Ｓによる腐食を抑制することができる硫黄含有
燃料の燃焼方法を提供する。 【解決手段】 石油を複数段燃焼させると、還元性ガス
中にＨ2Ｓが発生する。Ｈ2Ｓの濃度を直接測定すること
は困難である。しかし、ＣＯ濃度が２％以下の場合には
Ｈ２Ｓがほとんど発生しない。そこで、この関係を利用
し、左右側壁の中央部のバーナからアフタエアポートに
至る範囲にＣＯセンサを配置する。そして、ＣＯ濃度が
２％を越える場合には、ボイラ排ガス中のＮＯｘを規定
値以内にする範囲で、バーナに供給する燃焼用空気量ま
たは燃料量を制御する。また、バーナの両側にサイドエ
アポートが設けられている場合あるいはアフタエアポー
トの両側にサイドアフタエアポートが設けられている場
合は、それらから供給する燃焼用空気量を制御する。さ
らに、側壁に供給孔を設け、火炉内に燃焼用空気または
ボイラ排ガスのいずれかを供給するようにしてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の窒素酸
化物（以下、「ＮＯｘ」という。）を増加させることな
く、ボイラの火炉壁を構成する水冷壁管（以下、「炉
壁」という。）の腐食を防止する硫黄含有燃料の燃焼方
法に関するものである。
化物（以下、「ＮＯｘ」という。）を増加させることな
く、ボイラの火炉壁を構成する水冷壁管（以下、「炉
壁」という。）の腐食を防止する硫黄含有燃料の燃焼方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】石炭や重油等の化石燃料を燃焼させるボ
イラでは、ＮＯｘが発生することが知られている。発生
するＮＯｘを低減する方法としては、燃焼の際に発生す
るＮＯｘを低減する方法と、発生したＮＯｘを窒素に還
元する方法に大別される。前者は高温かつ酸素濃度の高
い状態で発生するＮＯｘを低減する方法であり、低ＮＯ
ｘバーナによる燃焼法、２段燃焼法が有効とされてい
る。前記方法のいずれも燃料リッチの還元性ガスを発生
させることにより、発生するＮＯｘ量の低減を図ること
ができる。
イラでは、ＮＯｘが発生することが知られている。発生
するＮＯｘを低減する方法としては、燃焼の際に発生す
るＮＯｘを低減する方法と、発生したＮＯｘを窒素に還
元する方法に大別される。前者は高温かつ酸素濃度の高
い状態で発生するＮＯｘを低減する方法であり、低ＮＯ
ｘバーナによる燃焼法、２段燃焼法が有効とされてい
る。前記方法のいずれも燃料リッチの還元性ガスを発生
させることにより、発生するＮＯｘ量の低減を図ること
ができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、化石燃料に
は硫黄（Ｓ）が含まれており、燃料リッチの還元性ガス
を生成させると、生成する還元性ガス中に腐食性の強い
硫化水素（Ｈ2Ｓ）が含まれるようになる。一般にボイ
ラの炉壁は、炭素鋼、低合金鋼（Ｃｒ−Ｍｏ等）が使用
されており、発生したＨ2Ｓにより下記の式に示す反応
が発生する。この結果、特に左右側壁の中央部のバーナ
からアフタエアポート（２段燃焼法の場合の後段の燃焼
用空気供給口）に至る範囲の炉壁が腐食される。なお、
下記の式の反応は、Ｈ2Ｓの濃度が高いほど早くなる。
は硫黄（Ｓ）が含まれており、燃料リッチの還元性ガス
を生成させると、生成する還元性ガス中に腐食性の強い
硫化水素（Ｈ2Ｓ）が含まれるようになる。一般にボイ
ラの炉壁は、炭素鋼、低合金鋼（Ｃｒ−Ｍｏ等）が使用
されており、発生したＨ2Ｓにより下記の式に示す反応
が発生する。この結果、特に左右側壁の中央部のバーナ
からアフタエアポート（２段燃焼法の場合の後段の燃焼
用空気供給口）に至る範囲の炉壁が腐食される。なお、
下記の式の反応は、Ｈ2Ｓの濃度が高いほど早くなる。
【０００４】Ｈ2Ｓ＋Ｆｅ→ＦｅＳ＋Ｈ2 上記した腐食を防止するには、 （１）できるだけバーナ空気比（バーナに供給する燃料
を完全燃焼させるために必要な空気量に対する実際にバ
ーナに供給する空気量の割合）を高くする。
を完全燃焼させるために必要な空気量に対する実際にバ
ーナに供給する空気量の割合）を高くする。
【０００５】（２）炉壁の表面に高耐食性の材料（例え
ば５０Ｃｒ５０Ｎｉ等）を溶射したり、外管を高Ｃｒ材
とした２重管を使用する。
ば５０Ｃｒ５０Ｎｉ等）を溶射したり、外管を高Ｃｒ材
とした２重管を使用する。
【０００６】（３）腐食が発生する部位に空気を供給し
還元雰囲気にしないようにする。
還元雰囲気にしないようにする。
【０００７】などの方法がある。
【０００８】しかし、上記（２）の方法を採用すると、
ボイラの建設コストが高くならざるを得ない。また、
（１）及び（３）の方法は有効ではあるが、空気供給量
の選定が難しく、適正な供給量に設定しないと逆にＮＯ
xが増加するおそれもある。そこで、排ガス中のＮＯｘ
濃度を規定値以内に維持できるようにバーナ空気比を小
さくすると、炉壁の腐食を抑制することが困難となって
くる。
ボイラの建設コストが高くならざるを得ない。また、
（１）及び（３）の方法は有効ではあるが、空気供給量
の選定が難しく、適正な供給量に設定しないと逆にＮＯ
xが増加するおそれもある。そこで、排ガス中のＮＯｘ
濃度を規定値以内に維持できるようにバーナ空気比を小
さくすると、炉壁の腐食を抑制することが困難となって
くる。
【０００９】本発明は、上記従来技術における問題点に
鑑みてなされたもので、その目的は、排ガス中のＮＯｘ
量の低減を図り、しかも炉壁のＨ2Ｓによる腐食を抑制
することができる硫黄含有燃料の燃焼方法を提供するに
ある。
鑑みてなされたもので、その目的は、排ガス中のＮＯｘ
量の低減を図り、しかも炉壁のＨ2Ｓによる腐食を抑制
することができる硫黄含有燃料の燃焼方法を提供するに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の手段は、水冷壁管で火炉壁を構成するボイラ
における硫黄含有燃料の燃焼方法において、前記水冷壁
管近傍の一酸化炭素濃度とボイラ排ガス中の窒素酸化物
濃度に基づき、前記一酸化炭素濃度が２％以下になるよ
うにバーナに供給する燃焼用空気量および燃料量の少な
くとも一方を制御することを特徴としている。
め、第１の手段は、水冷壁管で火炉壁を構成するボイラ
における硫黄含有燃料の燃焼方法において、前記水冷壁
管近傍の一酸化炭素濃度とボイラ排ガス中の窒素酸化物
濃度に基づき、前記一酸化炭素濃度が２％以下になるよ
うにバーナに供給する燃焼用空気量および燃料量の少な
くとも一方を制御することを特徴としている。
【００１１】第２の手段は、水冷壁管で火炉壁を構成す
るボイラにおける硫黄含有燃料の燃焼方法において、前
記水冷壁管近傍の一酸化炭素濃度とボイラ排ガス中の窒
素酸化物濃度に基づき、前記一酸化炭素濃度が２％以下
になるようにアフタエアポートおよびバーナサイドエア
ポートの少なくとも一方から火炉内に供給する燃焼用空
気量を制御することを特徴とする。
るボイラにおける硫黄含有燃料の燃焼方法において、前
記水冷壁管近傍の一酸化炭素濃度とボイラ排ガス中の窒
素酸化物濃度に基づき、前記一酸化炭素濃度が２％以下
になるようにアフタエアポートおよびバーナサイドエア
ポートの少なくとも一方から火炉内に供給する燃焼用空
気量を制御することを特徴とする。
【００１２】第３の手段は、第１または第２の手段にお
いて、前記一酸化炭素濃度を最下段のバーナとアフタエ
アポート間の炉壁（側壁）で測定することを特徴とす
る。
いて、前記一酸化炭素濃度を最下段のバーナとアフタエ
アポート間の炉壁（側壁）で測定することを特徴とす
る。
【００１３】第４の手段は、第１または第２の手段にお
いて、前記一酸化炭素濃度を最上段のバーナとアフタエ
アポート間の炉壁（側壁）で測定することを特徴とす
る。
いて、前記一酸化炭素濃度を最上段のバーナとアフタエ
アポート間の炉壁（側壁）で測定することを特徴とす
る。
【００１４】第５の手段は、第１ないし第４の手段にお
いて、前記一酸化炭素濃度をバーナが設置された炉壁と
直交する炉壁（側壁の前後方向）の中央部で測定するこ
とを特徴とする。
いて、前記一酸化炭素濃度をバーナが設置された炉壁と
直交する炉壁（側壁の前後方向）の中央部で測定するこ
とを特徴とする。
【００１５】第６の手段は、第１ないし第５の手段にお
いて、バーナとアフタエアポート間の側壁に供給口を設
け、前記供給口から空気またはボイラ排ガスを供給する
ことにより、バーナが設置された炉壁と直交する炉壁
（側壁）を燃焼ガスから遮蔽することを特徴とする。
いて、バーナとアフタエアポート間の側壁に供給口を設
け、前記供給口から空気またはボイラ排ガスを供給する
ことにより、バーナが設置された炉壁と直交する炉壁
（側壁）を燃焼ガスから遮蔽することを特徴とする。
【００１６】このように構成したのは、以下のような理
由による。
由による。
【００１７】すなわち、炉壁の腐食を防止するために
は、Ｈ2Ｓの濃度を連続的に測定し、Ｈ2Ｓの濃度が高く
ならないように制御すれば良い。しかし、燃焼ガス中の
Ｈ2Ｓの濃度は最大で４００ｐｐｍ程度であるため、現
在市販されている装置では連続的に精度良く測定するこ
とができない。ところで、本発明者らは、実機での測定
に基づいて、バーナ空気比と、バーナとアフタエアポー
トの間における燃焼ガス中のＨ2ＳおよびＣＯとの間に
図１および図２に示す関係があることを見い出した。図
１はバーナ空気比を変化させたときのＨ2Ｓ濃度および
ＣＯ濃度の関係を示す図であり、図２はＨ2Ｓ濃度とＣ
Ｏ濃度の関係を示す図である。図１に示すように、バー
ナ空気比を小さくすると、Ｈ2Ｓ濃度およびＣＯ濃度は
増加する。また、図２示すように、ＣＯ濃度が２％以下
の場合、Ｈ2Ｓはほとんど発生していない。したがっ
て、ＣＯ濃度を２％以下に保つようにすれば、Ｈ2Ｓの
発生を予防できる。そして、現在市販されている装置で
あれば、１％を越えるＣＯ濃度は容易に測定することが
できる。そこで、Ｈ2Ｓ濃度を測定することに代えてＣ
Ｏ濃度を測定し、水冷壁管近傍のＣＯ濃度を２％以下に
保つように燃焼制御を行えばよい。
は、Ｈ2Ｓの濃度を連続的に測定し、Ｈ2Ｓの濃度が高く
ならないように制御すれば良い。しかし、燃焼ガス中の
Ｈ2Ｓの濃度は最大で４００ｐｐｍ程度であるため、現
在市販されている装置では連続的に精度良く測定するこ
とができない。ところで、本発明者らは、実機での測定
に基づいて、バーナ空気比と、バーナとアフタエアポー
トの間における燃焼ガス中のＨ2ＳおよびＣＯとの間に
図１および図２に示す関係があることを見い出した。図
１はバーナ空気比を変化させたときのＨ2Ｓ濃度および
ＣＯ濃度の関係を示す図であり、図２はＨ2Ｓ濃度とＣ
Ｏ濃度の関係を示す図である。図１に示すように、バー
ナ空気比を小さくすると、Ｈ2Ｓ濃度およびＣＯ濃度は
増加する。また、図２示すように、ＣＯ濃度が２％以下
の場合、Ｈ2Ｓはほとんど発生していない。したがっ
て、ＣＯ濃度を２％以下に保つようにすれば、Ｈ2Ｓの
発生を予防できる。そして、現在市販されている装置で
あれば、１％を越えるＣＯ濃度は容易に測定することが
できる。そこで、Ｈ2Ｓ濃度を測定することに代えてＣ
Ｏ濃度を測定し、水冷壁管近傍のＣＯ濃度を２％以下に
保つように燃焼制御を行えばよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。図３は本発明を実施するた
めの第１のボイラ構成を示す側面断面図、図４は図３の
Ａ−Ａ断面図、図５は図４のＢ部拡大図である。
施の形態について説明する。図３は本発明を実施するた
めの第１のボイラ構成を示す側面断面図、図４は図３の
Ａ−Ａ断面図、図５は図４のＢ部拡大図である。
【００１９】図３において、ボイラ１には炉壁３に囲ま
れて火炉２が設けられている。火炉２は、図４に示すよ
うに、断面が方形であり、図示左側の炉壁３と右側の炉
壁３にバーナ４が配置されている。なお、ここでは右側
の炉壁に設けたバーナは図示を省略している。ここで、
バーナ４が配置された図示左側の炉壁３を前壁３Ａ、前
壁３Ａと前後方向に対向する炉壁３を後壁３Ｂ、前壁３
Ａと後壁３Ｂを接続する左右（図示上下）の炉壁３を側
壁３Ｃと称する。炉壁３は図５に示すように水冷壁管３
ａとメンブレン３ｂとによって構成されている。バーナ
４は上下方向に複数段（図３では２段）、左右方向に複
数列（図４では４ａ〜４ｄの４列）が配置されている。
なお、総括的には、バーナ４ａ〜４ｄをまとめてバーナ
４と称す。バーナ４には空気配管８が接続され、この空
気配管８からバーナ４に至る経路にダンパ５が配設され
ている。ダンパ５の開度はコントローラ６により制御さ
れ、バーナ４に供給する燃焼用空気の量を増減する。７
はアフタエアポートで、バーナ４と平行に左右方向に複
数列が配置され、それぞれ空気配管８に接続されてい
る。９は一酸化炭素（ＣＯ）センサで、上段のバーナ４
とアフタエアポート７との間の側壁３Ｃの前後方向の中
央部に配置されている。ＣＯセンサ９で測定した結果は
コントローラ６に出力される。１０は燃焼ガスサンプリ
ングノズルである。１１はボイラ排ガス出口で、ＮＯｘ
分析計１２が配置されている。ＮＯｘ分析計１２で測定
した結果はコントローラ６に出力される。
れて火炉２が設けられている。火炉２は、図４に示すよ
うに、断面が方形であり、図示左側の炉壁３と右側の炉
壁３にバーナ４が配置されている。なお、ここでは右側
の炉壁に設けたバーナは図示を省略している。ここで、
バーナ４が配置された図示左側の炉壁３を前壁３Ａ、前
壁３Ａと前後方向に対向する炉壁３を後壁３Ｂ、前壁３
Ａと後壁３Ｂを接続する左右（図示上下）の炉壁３を側
壁３Ｃと称する。炉壁３は図５に示すように水冷壁管３
ａとメンブレン３ｂとによって構成されている。バーナ
４は上下方向に複数段（図３では２段）、左右方向に複
数列（図４では４ａ〜４ｄの４列）が配置されている。
なお、総括的には、バーナ４ａ〜４ｄをまとめてバーナ
４と称す。バーナ４には空気配管８が接続され、この空
気配管８からバーナ４に至る経路にダンパ５が配設され
ている。ダンパ５の開度はコントローラ６により制御さ
れ、バーナ４に供給する燃焼用空気の量を増減する。７
はアフタエアポートで、バーナ４と平行に左右方向に複
数列が配置され、それぞれ空気配管８に接続されてい
る。９は一酸化炭素（ＣＯ）センサで、上段のバーナ４
とアフタエアポート７との間の側壁３Ｃの前後方向の中
央部に配置されている。ＣＯセンサ９で測定した結果は
コントローラ６に出力される。１０は燃焼ガスサンプリ
ングノズルである。１１はボイラ排ガス出口で、ＮＯｘ
分析計１２が配置されている。ＮＯｘ分析計１２で測定
した結果はコントローラ６に出力される。
【００２０】次に、第１のボイラ構成における燃焼制御
方法について説明する。
方法について説明する。
【００２１】通常は、総てのバーナ４のバーナ空気比を
０．８程度として、バーナ４からアフタエアポート７に
かけての燃焼火炎を酸素不足の不完全燃焼状態、すなわ
ち還元炎とする。そして、未燃焼分をアフタエアポート
７から供給する燃焼用空気により燃焼させる。コントロ
ーラ６はＣＯセンサ９の出力信号を常時監視し、ＣＯ濃
度が２％を越える場合には、側壁３Ｃに近い両端のバー
ナ４、すなわちバーナ４ａとバーナ４ｄに燃焼用空気を
供給するダンパ５の開度を大きくして、バーナ空気比を
大きくする。バーナ空気比を増加させると、燃焼ガスの
温度が上昇し、これに伴って排ガス中のＮＯｘ濃度が増
加する。そこで、ＮＯｘ分析計１２の出力信号を監視
し、ＮＯｘが許容値に近づくような場合には、バーナ４
ｂとバーナ４ｃに供給するダンパ５の開度を小さくして
バーナ空気比を小さくする。
０．８程度として、バーナ４からアフタエアポート７に
かけての燃焼火炎を酸素不足の不完全燃焼状態、すなわ
ち還元炎とする。そして、未燃焼分をアフタエアポート
７から供給する燃焼用空気により燃焼させる。コントロ
ーラ６はＣＯセンサ９の出力信号を常時監視し、ＣＯ濃
度が２％を越える場合には、側壁３Ｃに近い両端のバー
ナ４、すなわちバーナ４ａとバーナ４ｄに燃焼用空気を
供給するダンパ５の開度を大きくして、バーナ空気比を
大きくする。バーナ空気比を増加させると、燃焼ガスの
温度が上昇し、これに伴って排ガス中のＮＯｘ濃度が増
加する。そこで、ＮＯｘ分析計１２の出力信号を監視
し、ＮＯｘが許容値に近づくような場合には、バーナ４
ｂとバーナ４ｃに供給するダンパ５の開度を小さくして
バーナ空気比を小さくする。
【００２２】なお、バーナ４が５列以上の場合も、側壁
３Ｃに近い両端の２個のバーナ４に燃焼用空気を供給す
るダンパ５の開度を大きくすればよい。
３Ｃに近い両端の２個のバーナ４に燃焼用空気を供給す
るダンパ５の開度を大きくすればよい。
【００２３】図６は本発明を実施するための第２のボイ
ラ構成を示すバーナ４設置位置の火炉２断面図（上記図
４に対応）、図７は図６のＣ−Ｃ断面図であり、図３〜
図５と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付し
て説明を省略する。
ラ構成を示すバーナ４設置位置の火炉２断面図（上記図
４に対応）、図７は図６のＣ−Ｃ断面図であり、図３〜
図５と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付し
て説明を省略する。
【００２４】２０はウィンドボックスで、空気配管８に
接続されている。２１はそれぞれのバーナ４に配置され
たエアレジスタで、バーナ４に供給する燃焼用空気の旋
回力を調整する。エアレジスタ２１はそれぞれレジスタ
ドライブ２２により開度を調節される。この第２のボイ
ラの構成の場合、バーナ４は火炉２の前壁３Ａと後壁３
Ｂ各々６列（４ａ〜４ｆ）設置されており、側壁３Ｃの
下側のバーナ４からアフタエアポート７の上方にかけ
て、所定の間隔を空けて複数個配置のＣＯセンサ９が配
置してある。
接続されている。２１はそれぞれのバーナ４に配置され
たエアレジスタで、バーナ４に供給する燃焼用空気の旋
回力を調整する。エアレジスタ２１はそれぞれレジスタ
ドライブ２２により開度を調節される。この第２のボイ
ラの構成の場合、バーナ４は火炉２の前壁３Ａと後壁３
Ｂ各々６列（４ａ〜４ｆ）設置されており、側壁３Ｃの
下側のバーナ４からアフタエアポート７の上方にかけ
て、所定の間隔を空けて複数個配置のＣＯセンサ９が配
置してある。
【００２５】次に、第２のボイラ構成における燃焼制御
方法について説明する。
方法について説明する。
【００２６】コントローラ６はＣＯセンサ９の出力信号
を常時監視し、ＣＯセンサ９のいずれかのＣＯ濃度が２
％を越える場合には、側壁３Ｃに近い両端のバーナ４、
すなわちバーナ４ａとバーナ４ｆのレジスタドライブ２
２を動作させ、エアレジスタ２１の開度を大きくする。
すると、燃焼用空気の旋回力は低下するが、貫通力が増
加する。また、エアレジスタ２１内での圧力損失が小さ
くなるため、エアレジスタ２１を通過する燃焼用空気量
が増加して一層貫通力が大きくなる結果、燃焼用空気が
火炉２の奥（中央部）まで届くようになり、側壁３Ｃ近
傍のＣＯ濃度を低下させる。そして、ＮＯｘ分析計１２
の出力信号を監視し、ＮＯｘが許容値に近づくような場
合には、例えばバーナ４ｂ〜バーナ４ｄに供給するエア
レジスタ２１の開度を小さくしてバーナ空気比を小さく
する。
を常時監視し、ＣＯセンサ９のいずれかのＣＯ濃度が２
％を越える場合には、側壁３Ｃに近い両端のバーナ４、
すなわちバーナ４ａとバーナ４ｆのレジスタドライブ２
２を動作させ、エアレジスタ２１の開度を大きくする。
すると、燃焼用空気の旋回力は低下するが、貫通力が増
加する。また、エアレジスタ２１内での圧力損失が小さ
くなるため、エアレジスタ２１を通過する燃焼用空気量
が増加して一層貫通力が大きくなる結果、燃焼用空気が
火炉２の奥（中央部）まで届くようになり、側壁３Ｃ近
傍のＣＯ濃度を低下させる。そして、ＮＯｘ分析計１２
の出力信号を監視し、ＮＯｘが許容値に近づくような場
合には、例えばバーナ４ｂ〜バーナ４ｄに供給するエア
レジスタ２１の開度を小さくしてバーナ空気比を小さく
する。
【００２７】図８は本発明を実施するための第３のボイ
ラ構成を示すバーナ４設置位置の火炉２断面図（上記図
６に対応）、図９は図８のＤ矢視図であり、図３〜図７
と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付して説
明を省略する。
ラ構成を示すバーナ４設置位置の火炉２断面図（上記図
６に対応）、図９は図８のＤ矢視図であり、図３〜図７
と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付して説
明を省略する。
【００２８】２５はバーナサイドエアポートで、側壁３
Ｃとバーナ４ａおよび側壁３Ｃとバーナ４ｄとの間に配
置されている。２６はサイドエアポート入口ダンパで、
ダンパドライブ２７により燃焼用空気量を増減する。ダ
ンパドライブ２７はコントローラ６により制御される。
２８はサイドアフタエアポートで、アフタエアポート７
と同一の高さで、水平方向がバーナサイドエアポート２
５と略同一の位置に配置されている。サイドアフタエア
ポート２５は、図示を省略するダンパを介して空気配管
８に接続されている。
Ｃとバーナ４ａおよび側壁３Ｃとバーナ４ｄとの間に配
置されている。２６はサイドエアポート入口ダンパで、
ダンパドライブ２７により燃焼用空気量を増減する。ダ
ンパドライブ２７はコントローラ６により制御される。
２８はサイドアフタエアポートで、アフタエアポート７
と同一の高さで、水平方向がバーナサイドエアポート２
５と略同一の位置に配置されている。サイドアフタエア
ポート２５は、図示を省略するダンパを介して空気配管
８に接続されている。
【００２９】次に、第３のボイラ構成における燃焼制御
方法について説明する。
方法について説明する。
【００３０】コントローラ６はＣＯセンサ９の出力信号
を常時監視し、ＣＯ濃度が２％を越える場合には、サイ
ドエアポート入口ダンパ２６および図示を省略したサイ
ドアフタエアポートのダンパの開度を大きくする。する
と、火炉２に供給される燃焼用空気が増加して側壁３Ｃ
を燃焼ガスから遮蔽すると共に、バーナ空気比を大きく
した場合と同様に、ＣＯ濃度を低下させることができ
る。
を常時監視し、ＣＯ濃度が２％を越える場合には、サイ
ドエアポート入口ダンパ２６および図示を省略したサイ
ドアフタエアポートのダンパの開度を大きくする。する
と、火炉２に供給される燃焼用空気が増加して側壁３Ｃ
を燃焼ガスから遮蔽すると共に、バーナ空気比を大きく
した場合と同様に、ＣＯ濃度を低下させることができ
る。
【００３１】なお、ＣＯ濃度が２％を越える場合、バー
ナサイドエアポート２５およびサイドアフタエアポート
２８の両者から燃焼用空気を同時に供給してもよいし、
ＣＯセンサ９の出力が２％に近い側だけ燃焼用空気を供
給するようにしてもよい。
ナサイドエアポート２５およびサイドアフタエアポート
２８の両者から燃焼用空気を同時に供給してもよいし、
ＣＯセンサ９の出力が２％に近い側だけ燃焼用空気を供
給するようにしてもよい。
【００３２】図１０は本発明を実施するための第４のボ
イラ構成を示す側面断面図、図１１は図１０のＥ−Ｅ断
面図であり、図３〜図９と同じものまたは同一機能のも
のは同一符号を付して説明を省略する。
イラ構成を示す側面断面図、図１１は図１０のＥ−Ｅ断
面図であり、図３〜図９と同じものまたは同一機能のも
のは同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】３０は側壁に火炉２に燃焼用空気を供給す
るノズルで、側壁３Ｃに設置されている。ノズル３０
は、先端が側壁３Ｃから火炉２の内部に突き出すように
配置され、先端部には複数の孔３１が設けてある。ノズ
ル３０は、ダンパ３２を介して空気配管８に接続されて
いる。ダンパ３２はコントローラ６により開度を制御さ
れる。
るノズルで、側壁３Ｃに設置されている。ノズル３０
は、先端が側壁３Ｃから火炉２の内部に突き出すように
配置され、先端部には複数の孔３１が設けてある。ノズ
ル３０は、ダンパ３２を介して空気配管８に接続されて
いる。ダンパ３２はコントローラ６により開度を制御さ
れる。
【００３４】次に、第４のボイラ構成における燃焼制御
方法について説明する。
方法について説明する。
【００３５】コントローラ６はＣＯセンサ９の出力信号
を常時監視し、ＣＯ濃度が２％を越える場合には、側壁
３Ｃに近い両端のバーナ４、すなわちバーナ４ａとバー
ナ４ｄ（または４ｆ）に燃焼用空気を供給するダンパ５
の開度を大きくして、バーナ空気比を大きくする。そし
て、ＣＯ濃度が低下しない場合には、Ｈ２Ｓが発生する
可能性があるため、ダンパ３２を開き、ノズル３０から
燃焼用空気を供給し、側壁３Ｃ近傍のＣＯ濃度を低下さ
せる。
を常時監視し、ＣＯ濃度が２％を越える場合には、側壁
３Ｃに近い両端のバーナ４、すなわちバーナ４ａとバー
ナ４ｄ（または４ｆ）に燃焼用空気を供給するダンパ５
の開度を大きくして、バーナ空気比を大きくする。そし
て、ＣＯ濃度が低下しない場合には、Ｈ２Ｓが発生する
可能性があるため、ダンパ３２を開き、ノズル３０から
燃焼用空気を供給し、側壁３Ｃ近傍のＣＯ濃度を低下さ
せる。
【００３６】なお、図１０ではノズル３０を１個とした
が、設置位置や個数はボイラの大きさやバーナ容量等に
よって、適宜選定すればよい。
が、設置位置や個数はボイラの大きさやバーナ容量等に
よって、適宜選定すればよい。
【００３７】このような構成にすると、バーナ４ａとバ
ーナ４ｄのダンパ５を制御しただけではＣＯ濃度が低下
しない場合に有効である。
ーナ４ｄのダンパ５を制御しただけではＣＯ濃度が低下
しない場合に有効である。
【００３８】図１２は本発明を実施するための第５のボ
イラ構成を示す側面断面図であり、図３〜図１１と同じ
ものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省
略する。この第５のボイラ構成は、上記第４のボイラ構
成と同様に、側壁３Ｃにノズル３０が配置されている。
ノズル３０はダンパ３３および図示しない送風機を介し
てボイラ排ガス出口１１に接続されている。
イラ構成を示す側面断面図であり、図３〜図１１と同じ
ものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省
略する。この第５のボイラ構成は、上記第４のボイラ構
成と同様に、側壁３Ｃにノズル３０が配置されている。
ノズル３０はダンパ３３および図示しない送風機を介し
てボイラ排ガス出口１１に接続されている。
【００３９】第５のボイラ構成における燃焼制御方法
は、上記第４のボイラ構成における燃焼制御方法と実質
的に同じであるから、詳細な説明を省略する。
は、上記第４のボイラ構成における燃焼制御方法と実質
的に同じであるから、詳細な説明を省略する。
【００４０】このように、空気に代えてボイラ排ガスを
ノズル３０に供給すると、運転費用が安価になり、経済
的である。
ノズル３０に供給すると、運転費用が安価になり、経済
的である。
【００４１】図１３は本発明を実施するための第６のボ
イラ構成を示す側面断面図であり、図３〜図１２と同じ
ものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省
略する。図で、４０はダンパで、バーナ４ａとバーナ４
ｄに燃料を供給する配管４１に配置されている。ダンパ
４０はコントローラ６により開度を調節される。
イラ構成を示す側面断面図であり、図３〜図１２と同じ
ものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省
略する。図で、４０はダンパで、バーナ４ａとバーナ４
ｄに燃料を供給する配管４１に配置されている。ダンパ
４０はコントローラ６により開度を調節される。
【００４２】次に、第６のボイラ構成における燃焼制御
方法について説明する。コントローラ６はＣＯセンサ９
の出力信号を常時監視し、ＣＯ濃度が２％を越える場合
には、ダンパ４０の開度を小さくして、バーナ空気比を
大きくする。この場合、バーナ空気比を増加させると、
燃焼ガスの温度が上昇し、排ガス中のＮＯｘ濃度が増加
する。そこで、ＮＯｘ分析計１２の出力信号を監視し、
ＮＯｘが許容値に近づくような場合には、例えばバーナ
４ｂとバーナ４ｃに供給するダンパ５の開度を小さくし
てバーナ空気比を小さくする。
方法について説明する。コントローラ６はＣＯセンサ９
の出力信号を常時監視し、ＣＯ濃度が２％を越える場合
には、ダンパ４０の開度を小さくして、バーナ空気比を
大きくする。この場合、バーナ空気比を増加させると、
燃焼ガスの温度が上昇し、排ガス中のＮＯｘ濃度が増加
する。そこで、ＮＯｘ分析計１２の出力信号を監視し、
ＮＯｘが許容値に近づくような場合には、例えばバーナ
４ｂとバーナ４ｃに供給するダンパ５の開度を小さくし
てバーナ空気比を小さくする。
【００４３】なお、上記第１〜第６のボイラ構成の各構
成要素を任意に組合わせて採用できることはいうまでも
ない。
成要素を任意に組合わせて採用できることはいうまでも
ない。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、冷壁
管近傍の一酸化炭素濃度とボイラ排ガス中の窒素酸化物
濃度に基づき、前記一酸化炭素濃度が２％以下になるよ
うにバーナに供給する燃焼用空気量および燃料量の少な
くとも一方を制御するので、硫黄含有燃料を燃焼させて
も、Ｈ2Ｓの発生を予防することができ、炉壁の硫化腐
食を防止することができる。
管近傍の一酸化炭素濃度とボイラ排ガス中の窒素酸化物
濃度に基づき、前記一酸化炭素濃度が２％以下になるよ
うにバーナに供給する燃焼用空気量および燃料量の少な
くとも一方を制御するので、硫黄含有燃料を燃焼させて
も、Ｈ2Ｓの発生を予防することができ、炉壁の硫化腐
食を防止することができる。
【００４５】また、前記一酸化炭素濃度が２％以下にな
るようにアフタエアポートおよびバーナサイドエアポー
トの少なくとも一方から火炉内に供給する燃焼用空気量
を制御するので、硫黄含有燃料を燃焼させても、Ｈ2Ｓ
の発生を予防することができ、炉壁の硫化腐食を防止す
ることができる。
るようにアフタエアポートおよびバーナサイドエアポー
トの少なくとも一方から火炉内に供給する燃焼用空気量
を制御するので、硫黄含有燃料を燃焼させても、Ｈ2Ｓ
の発生を予防することができ、炉壁の硫化腐食を防止す
ることができる。
【図１】バーナ空気比を変化させたときのＨ2Ｓ濃度お
よびＣＯ濃度の関係を示す図である。
よびＣＯ濃度の関係を示す図である。
【図２】Ｈ2Ｓ濃度とＣＯ濃度の関係を示す図である。
【図３】本発明を実施するための第１のボイラ構成を示
す側面断面図である。
す側面断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図４のＢ部拡大図である。
【図６】本発明を実施するための第２のボイラ構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】本発明を実施するための第３のボイラ構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図９】図８のＤ視図である。
【図１０】本発明を実施するための第４のボイラ構成を
示す側面断面図である。
示す側面断面図である。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ断面図である。
【図１２】本発明を実施するための第５のボイラ構成を
示す側面断面図である。
示す側面断面図である。
【図１３】本発明を実施するための第６のボイラ構成を
示す側面断面図である。
示す側面断面図である。
１ ボイラ ２ 火炉 ３ 炉壁 ３Ａ 前壁 ３Ｂ 後壁 ３Ｃ 側壁 ４ バーナ ５ ダンパ ６ コントローラ ７ アフタエアポート ８ 空気配管 ９ ＣＯセンサ １０ 燃焼ガスサンプリングノズル １１ ボイラ排ガス出口 １２ ＮＯｘ分析計 ２５ バーナサイドエアポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 和人 広島県呉市宝町６番９号 バブコツク日立 株式会社呉工場内 Ｆターム(参考） 3K003 EA07 FA05 FA07 FB04 FB05 GA04 GA05
Claims (6)
- 【請求項１】 水冷壁管で火炉壁を構成するボイラにお
ける硫黄含有燃料の燃焼方法において、 前記水冷壁管近傍の一酸化炭素濃度とボイラ排ガス中の
窒素酸化物濃度に基づき、前記一酸化炭素濃度が２％以
下になるようにバーナに供給する燃焼用空気量および燃
料量の少なくとも一方を制御することを特徴とする硫黄
含有燃料の燃焼方法。 - 【請求項２】 水冷壁管で火炉壁を構成するボイラにお
ける硫黄含有燃料の燃焼方法において、 前記水冷壁管近傍の一酸化炭素濃度とボイラ排ガス中の
窒素酸化物濃度に基づき、前記一酸化炭素濃度が２％以
下になるようにアフタエアポートおよびバーナサイドエ
アポートの少なくとも一方から火炉内に供給する燃焼用
空気量を制御することを特徴とする硫黄含有燃料の燃焼
方法。 - 【請求項３】 前記一酸化炭素濃度を最下段のバーナと
アフタエアポート間の炉壁で測定することを特徴とする
請求項１または２に記載の硫黄含有燃料の燃焼方法。 - 【請求項４】 前記一酸化炭素濃度を最上段のバーナと
アフタエアポート間の炉壁で測定することを特徴とする
請求項１または２に記載の硫黄含有燃料の燃焼方法。 - 【請求項５】 前記一酸化炭素濃度をバーナが設置され
た炉壁と直交する炉壁の中央部で測定することを特徴と
する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の硫黄含有
燃料の燃焼方法。 - 【請求項６】 バーナとアフタエアポート間の側壁に供
給口を設け、前記供給口から空気またはボイラ排ガスを
供給することにより、バーナが設置された炉壁と直交す
る炉壁を燃焼ガスから遮蔽することを特徴とする請求項
１ないし５のいずれか１項に記載の硫黄含有燃料の燃焼
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11051629A JP2000249334A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 硫黄含有燃料の燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11051629A JP2000249334A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 硫黄含有燃料の燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249334A true JP2000249334A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=12892153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11051629A Pending JP2000249334A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 硫黄含有燃料の燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000249334A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100805041B1 (ko) | 2006-12-19 | 2008-02-20 | 주식회사 포스코 | 다중 연소기의 자동 공기 공급장치 |
| JP2009162405A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ボイラの腐食低減構造 |
| WO2011040053A1 (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 三菱重工業株式会社 | 燃焼制御装置 |
| CN103225805A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-31 | 广东电网公司电力科学研究院 | 防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置和方法 |
| JP2014044038A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-13 | Kobe Steel Ltd | ボイラ炉壁管の硫化腐食予測方法 |
| CN104061588A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-09-24 | 烟台龙源电力技术股份有限公司 | 基于二次风门调风控制的低氮燃烧控制方法和系统 |
| JP2016176640A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ボイラ及びボイラの燃焼制御方法 |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP11051629A patent/JP2000249334A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100805041B1 (ko) | 2006-12-19 | 2008-02-20 | 주식회사 포스코 | 다중 연소기의 자동 공기 공급장치 |
| JP2009162405A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ボイラの腐食低減構造 |
| WO2011040053A1 (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 三菱重工業株式会社 | 燃焼制御装置 |
| JP2011075157A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼制御装置 |
| CN102449401A (zh) * | 2009-09-29 | 2012-05-09 | 三菱重工业株式会社 | 燃烧控制装置 |
| CN102449401B (zh) * | 2009-09-29 | 2015-01-07 | 三菱重工业株式会社 | 燃烧控制装置 |
| US8967996B2 (en) | 2009-09-29 | 2015-03-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combustion controller |
| JP2014044038A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-13 | Kobe Steel Ltd | ボイラ炉壁管の硫化腐食予測方法 |
| CN103225805A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-31 | 广东电网公司电力科学研究院 | 防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置和方法 |
| CN103225805B (zh) * | 2013-04-24 | 2015-03-18 | 广东电网公司电力科学研究院 | 防止水冷壁高温腐蚀的锅炉装置和方法 |
| CN104061588A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-09-24 | 烟台龙源电力技术股份有限公司 | 基于二次风门调风控制的低氮燃烧控制方法和系统 |
| JP2016176640A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ボイラ及びボイラの燃焼制御方法 |
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