JPH0116892Y2 - - Google Patents
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- JPH0116892Y2 JPH0116892Y2 JP1983040577U JP4057783U JPH0116892Y2 JP H0116892 Y2 JPH0116892 Y2 JP H0116892Y2 JP 1983040577 U JP1983040577 U JP 1983040577U JP 4057783 U JP4057783 U JP 4057783U JP H0116892 Y2 JPH0116892 Y2 JP H0116892Y2
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- nozzle
- air
- burner
- fuel nozzle
- fuel
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- Expired
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Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の利用分野〕
本考案は微粉炭の燃焼バーナの改良に係り、特
に微粉炭の燃焼時に発生する窒素酸化物を低減す
るのに好適なバーナに関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an improvement of a pulverized coal combustion burner, and particularly to a burner suitable for reducing nitrogen oxides generated during combustion of pulverized coal.
〔従来技術〕
微粉炭の燃焼時に発生するNOxの大半は、石
炭中に含有される窒素分が酸化されて発生するフ
ユーエルNOxである。フユーエルNOxの発生
は、空気中の窒素が酸化されて発生するサーマル
NOxよりも火炎温度依存性が低い。従つて、従
来低NOx燃焼法として開発されてきた、火炎温
度の低下を目的とする二段燃焼法、排ガス再循環
法等は、微粉炭の低NOx燃焼に対しては効果が
小さい。そこで発明者らは、新底NOx燃焼用バ
ーナとして、微粉炭とこの搬送用空気との混合気
を旋回して噴出させ、更に、この燃料の流れの外
周を微粉炭同様、旋回して噴出させる二次空気に
よつて包囲するバーナを提案した。このバーナに
よるNOx低減の原理は、微粉炭と空気の混合気
流に旋回の運動量を与え、遠心力によつて微粉炭
を分散させることにより、火炎内の微粉炭濃度分
布を不均一にすることにある。これにより、火炎
内に空気比が1以上の完全燃焼領域と空気比が1
以下の不完全燃焼領域が形成され、前者の領域で
はNOxが発生し、後者の領域では、還元性物質
が発生する。火炎後流で、両者の領域からの燃焼
生成物が混合して、NOxが還元性物質によつて
窒素に還元される。このバーナは、微粉炭の火炎
内での分散法が性能に及ぼす影響が大きく、この
ため、一次空気と微粉炭の混合気流に与える旋回
の強度等が運転操作上の重要因子のひとつにな
る。発明者らは、実験検討を重ねた結果、バーナ
基準面からの燃料ノズルの噴出孔の距離によつて
もNOxの発生量を制御できることが明らかにで
きた。この最適位置は石炭の種類、旋回強度等に
よつて異なり、バーナ運転時には石炭種の変化と
共に、随時調整する必要がある。[Prior Art] Most of the NOx generated during the combustion of pulverized coal is fuel NOx generated by oxidation of nitrogen contained in the coal. Fuel NOx is generated due to thermal oxidation of nitrogen in the air.
Lower flame temperature dependence than NOx. Therefore, the two-stage combustion method, exhaust gas recirculation method, etc., which are aimed at lowering the flame temperature and which have been conventionally developed as low NOx combustion methods, have little effect on low NOx combustion of pulverized coal. Therefore, the inventors developed a new-bottom NOx combustion burner that swirls and blows out the mixture of pulverized coal and this conveying air, and then swirls and blows out the outer periphery of this fuel flow in the same manner as the pulverized coal. A burner surrounded by secondary air was proposed. The principle of NOx reduction using this burner is to give swirling momentum to the mixed air flow of pulverized coal and air, and disperse the pulverized coal using centrifugal force, thereby making the pulverized coal concentration distribution within the flame uneven. be. This creates a complete combustion region with an air ratio of 1 or more in the flame and an air ratio of 1 or more.
The following incomplete combustion regions are formed; in the former region, NOx is generated, and in the latter region, reducing substances are generated. In the flame wake, the combustion products from both regions mix and the NOx is reduced to nitrogen by the reducing agent. The performance of this burner is greatly influenced by the method of dispersing the pulverized coal within the flame, and for this reason, the strength of the swirling effect on the mixed airflow of primary air and pulverized coal is one of the important factors in operation. As a result of repeated experimental studies, the inventors have found that the amount of NOx generated can also be controlled by the distance of the fuel nozzle ejection hole from the burner reference plane. This optimum position differs depending on the type of coal, swirling strength, etc., and must be adjusted as necessary as the type of coal changes during burner operation.
本考案の目的は、石炭種等の燃焼条件に応じて
NOx発生量を抑制できる微粉炭燃焼用バーナ構
造を提供するにある。
The purpose of this invention is to
An object of the present invention is to provide a burner structure for burning pulverized coal that can suppress the amount of NOx generated.
本考案の要点は、バーナの中心に配置した微粉
状の燃料石状とこれを搬送するための一次空気と
の混合気を噴出する燃料ノズルに、混合気を旋回
させる手段を設置し、燃料ノズルの外周に二次空
気を旋回流として噴出させる二次ノズルを配置し
たバーナにおいて、燃料ノズルの軸方向位置を調
整可能とし、混合気を二次空気と混合する前に広
がるように燃料ノズル先端部にラツパ状ノズルが
設けられ、混合気を着火する着火分バーナが燃料
ノズルに同心円になるように燃料ノズルの軸中心
に設けられている微粉炭燃焼用バーナにある。
The key point of the present invention is that a means for swirling the mixture is installed in the fuel nozzle that spouts a mixture of finely powdered fuel stones placed at the center of the burner and primary air for transporting it. In a burner, the axial position of the fuel nozzle is adjustable, and the tip of the fuel nozzle is arranged so that the air-fuel mixture spreads before being mixed with the secondary air. The pulverized coal combustion burner is provided with a lapper-shaped nozzle, and an ignition burner for igniting the air-fuel mixture is provided at the axial center of the fuel nozzle so as to be concentric with the fuel nozzle.
本考案によるバーナ構造の一例を第1図に示
す。本実施例のバーナは、プロパン用ノズル1
1、燃料ノズル12、二次空気ノズル13から構
成される。プロパンノズル11はバーナ中心に設
置され、燃焼炉の予熱及び微粉炭の着火時に使用
される。微粉炭とこれの搬送用一次空気を噴出す
る燃料ノズル12は、プロパンノズル11の外周
に同心円となるよう設置され、ノズル内には、旋
回羽根17が配置される。二次空気ノズル13は
燃料ノズル12の外周に設置され、微粉炭と一次
空気を包囲する旋回流として、二次空気が噴出さ
れるよう、燃料ノズル12の同心円の接線方向に
ノズル噴出孔が向けられる。
An example of a burner structure according to the present invention is shown in FIG. The burner of this embodiment has a propane nozzle 1
1, a fuel nozzle 12, and a secondary air nozzle 13. The propane nozzle 11 is installed at the center of the burner and is used for preheating the combustion furnace and igniting pulverized coal. A fuel nozzle 12 for ejecting pulverized coal and primary air for transporting the pulverized coal is installed concentrically around the outer periphery of the propane nozzle 11, and a swirling vane 17 is arranged inside the nozzle. The secondary air nozzle 13 is installed on the outer periphery of the fuel nozzle 12, and the nozzle ejection hole is oriented in the tangential direction of the concentric circle of the fuel nozzle 12 so that the secondary air is ejected as a swirling flow surrounding the pulverized coal and the primary air. It will be done.
燃料ノズル12は、ノズル設置用管14内に配
置され、ノズル固定用フランジ15で固定され
る。燃料ノズル12は、フランジ15をゆるめる
ことにより、ノズル設置用管14内を移動可能で
あり、燃焼条件に応じて随時位置が調整される。
燃料ノズル12のバーナ基準面からの位置は、締
め付け金具16によつて調整される。 The fuel nozzle 12 is arranged within the nozzle installation pipe 14 and fixed with a nozzle fixing flange 15. The fuel nozzle 12 is movable within the nozzle installation pipe 14 by loosening the flange 15, and its position is adjusted at any time depending on combustion conditions.
The position of the fuel nozzle 12 from the burner reference plane is adjusted by a tightening fitting 16.
旋回羽根17より出た混合気は旋回流となり更
に燃料ノズル先端に設けられたラツパ状ノズルに
よつて二次空気と混合される前に放射状に広が
る。旋回流として噴出されると粒径により広がり
方が異なり、大粒子は外周へ、小粒子は内周部に
集まる。従つて、燃焼性の低い大粒子は高空気比
となり、燃焼性の高い小粒子は低空気比となり、
これらの燃焼火炎の混合によつてNOxの低減が
図れる。更に燃焼性の低い大粒子を高空気比で燃
焼させることができるとともに二次空気流との混
合が良く行なわれるため燃焼率の向上が図れる。 The air-fuel mixture coming out of the swirling vane 17 becomes a swirling flow and further spreads radially before being mixed with secondary air by a flap-like nozzle provided at the tip of the fuel nozzle. When ejected as a swirling flow, the way it spreads varies depending on the particle size, with large particles gathering on the outer periphery and small particles gathering on the inner periphery. Therefore, large particles with low flammability will have a high air ratio, and small particles with high flammability will have a low air ratio.
By mixing these combustion flames, NOx can be reduced. Furthermore, large particles with low combustibility can be combusted at a high air ratio, and the combustion rate can be improved because they are well mixed with the secondary air flow.
第3図は、第1図に示すバーナを用いて微粉炭
を燃焼した時の実験結果を示す。燃焼した石炭
は、太平洋炭を200メツシユのふるいを80wt%以
上通過するように粉砕したものである。燃焼炉は
炉内断面が600mm×600mmの角型、長さは2mであ
る。燃焼炉への石炭の供給量は20Kg/hである。
燃料ノズルに設置した旋回羽根の角度は、流れ方
向に対して45゜である。微粉炭を搬送する一次空
気の流量は、1時間当り40m3であり、この一次空
気と微粉炭との混合気流が旋回して噴出する。 FIG. 3 shows experimental results when pulverized coal was burned using the burner shown in FIG. The burned coal is Pacific coal that has been crushed so that more than 80wt% passes through a 200-mesh sieve. The combustion furnace is rectangular with an internal cross section of 600 mm x 600 mm and a length of 2 m. The amount of coal supplied to the combustion furnace is 20 kg/h.
The angle of the swirl vanes installed in the fuel nozzle is 45° with respect to the flow direction. The flow rate of the primary air that conveys the pulverized coal is 40 m 3 per hour, and the mixed air flow of the primary air and the pulverized coal swirls and blows out.
この実験条件下で、燃料ノズルの位置を変化さ
せて実験した結果が第3図である。第1図に示す
バーナ基準面と燃料ノズル間の距離lを、0mm、
即ち、バーナ基準面と燃料ノズルの噴出孔の位置
を合わせた時の結果が第3図の白丸、10mmとした
時の結果が黒丸である。第3図の横軸は空気比
(供給空気流量と理論空気流量との比)であり、
縦軸は、燃焼炉出口で測定した燃料ガス中の
NOx濃度を6%O2換算した値である。第3図よ
り、燃料ノズルの位置によつて、発生するNOx
が異なり、NOx低減のためには、燃料ノズルの
位置調整が必要なことがわかる。これは、燃料ノ
ズルの位置によつて、微粉炭の火炎内の分散状況
が変化するためである。微粉炭の分散は、粒子に
与えられる遠心力と粒子の重量によつて変化す
る。従つて、粉砕性の異なる石炭を燃焼する場合
には、当然、石炭の種類によつて粒径分布が異な
るため、最適なノズル位置は異なり、また、同一
種類の石炭であつても、粉砕状況によつて粒径分
布が異なるため、ノズルの最適位置は変化する。
バーナの実用面を考える場合、燃焼する石炭の種
類、粉砕状況の変化に応じて、バーナを交換する
のは困難であり、本考案のように、燃料ノズルの
位置を可動にすることは、工業上有益である。 FIG. 3 shows the results of an experiment conducted under these experimental conditions while changing the position of the fuel nozzle. The distance l between the burner reference plane and the fuel nozzle shown in Fig. 1 is 0 mm,
That is, the white circle in Fig. 3 is the result when the burner reference plane and the position of the fuel nozzle ejection hole are aligned, and the black circle is the result when the burner reference plane is aligned with the position of the fuel nozzle jet hole, and the result when the position is set to 10 mm is the black circle. The horizontal axis in Figure 3 is the air ratio (ratio between the supply air flow rate and the theoretical air flow rate),
The vertical axis is the amount of fuel gas measured at the combustion furnace outlet.
This is the value obtained by converting the NOx concentration into 6% O 2 . From Figure 3, NOx generated depending on the position of the fuel nozzle
It can be seen that the position of the fuel nozzle needs to be adjusted in order to reduce NOx. This is because the state of dispersion of pulverized coal within the flame changes depending on the position of the fuel nozzle. The dispersion of pulverized coal varies depending on the centrifugal force applied to the particles and the weight of the particles. Therefore, when burning coals with different crushability, the optimum nozzle position will naturally differ depending on the type of coal because the particle size distribution will differ depending on the type of coal, and even if the coal is of the same type, the crushing conditions will vary. The optimum position of the nozzle changes because the particle size distribution differs depending on the material.
When considering the practical aspects of burners, it is difficult to replace the burners depending on the type of coal being burned and the pulverization conditions. It is very beneficial.
本考案によれば、燃料ノズルの位置調整が容易
であり、微粉炭を旋回させて噴出させるバーナの
NOx低減効果を最大限に発揮させることができ
る。
According to the present invention, it is easy to adjust the position of the fuel nozzle, and the burner that swirls and blows out the pulverized coal.
The NOx reduction effect can be maximized.
第1図は本考案の一実施例のバーナの断面図、
第2図は第1図のバーナの−矢視図、第3図
は第1図のバーナの燃焼実験結果を示すグラフで
ある。
11……プロパン用ノズル、12……燃料ノズ
ル、13……二次空気ノズル、14……ノズル設
置用管、15……ノズル固定用フランジ、16…
…締め付け金具、17……旋回羽根。
FIG. 1 is a sectional view of a burner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view of the burner shown in FIG. 1 in the - arrow direction, and FIG. 3 is a graph showing the results of a combustion experiment of the burner shown in FIG. 11... Propane nozzle, 12... Fuel nozzle, 13... Secondary air nozzle, 14... Nozzle installation pipe, 15... Nozzle fixing flange, 16...
...Tightening metal fitting, 17...Swivel vane.
Claims (1)
ズルに、前記混合気を旋回させる手段を設け、前
記燃料ノズルの外周に二次空気を旋回流として噴
出させる二次空気を配置したバーナにおいて、前
記混合気を旋回させる手段を前記燃料ノズルの軸
方向位置に調整可能とし、前記混合気を前記二次
空気と混合する前に広がるように前記燃料ノズル
先端部にラツパ状ノズルが設けられ、前記混合気
を着火する着火用バーナが前記燃料ノズルに同心
円になるように燃料ノズルの軸中心に設けられて
いることを特徴とする微粉炭燃焼用バーナ。 A burner in which a fuel nozzle for ejecting a mixture of pulverized coal and primary air is provided with means for swirling the mixture, and secondary air for ejecting secondary air as a swirling flow is arranged around the outer periphery of the fuel nozzle, The means for swirling the air-fuel mixture can be adjusted in the axial direction of the fuel nozzle, and a flange-like nozzle is provided at the tip of the fuel nozzle so that the air-fuel mixture spreads before being mixed with the secondary air, A pulverized coal combustion burner, characterized in that an ignition burner for igniting an air-fuel mixture is provided at the axial center of the fuel nozzle so as to be concentric with the fuel nozzle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057783U JPS59148920U (en) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | Burner for pulverized coal combustion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057783U JPS59148920U (en) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | Burner for pulverized coal combustion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59148920U JPS59148920U (en) | 1984-10-04 |
| JPH0116892Y2 true JPH0116892Y2 (en) | 1989-05-17 |
Family
ID=30171195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4057783U Granted JPS59148920U (en) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | Burner for pulverized coal combustion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59148920U (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4150631A (en) * | 1977-12-27 | 1979-04-24 | Combustion Engineering, Inc. | Coal fired furance |
-
1983
- 1983-03-23 JP JP4057783U patent/JPS59148920U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59148920U (en) | 1984-10-04 |
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