JPH05196214A - 複合ガスバーナ構造 - Google Patents
複合ガスバーナ構造Info
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- JPH05196214A JPH05196214A JP760792A JP760792A JPH05196214A JP H05196214 A JPH05196214 A JP H05196214A JP 760792 A JP760792 A JP 760792A JP 760792 A JP760792 A JP 760792A JP H05196214 A JPH05196214 A JP H05196214A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定した燃焼が可能で媒塵などの発生を防止
することができ、燃料コストの低減、燃焼効率の改善及
び環境の改善を図ることができる、複合ガスバーナ構造
を提供する。 【構成】 低カロリーガスバーナ８の外周に高カロリー
ガスバーナ１８を配設し、高カロリーガスバーナ１８の
近傍にガス衝突板２１を設けて、ガスと燃焼用空気との
混合比を改善し、保炎域を広くする。
することができ、燃料コストの低減、燃焼効率の改善及
び環境の改善を図ることができる、複合ガスバーナ構造
を提供する。 【構成】 低カロリーガスバーナ８の外周に高カロリー
ガスバーナ１８を配設し、高カロリーガスバーナ１８の
近傍にガス衝突板２１を設けて、ガスと燃焼用空気との
混合比を改善し、保炎域を広くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼装置に設けられた
複合ガスバーナ構造に係り、特に高炉などから副生する
低カロリーガスと、天然ガスなどの高カロリーガスと
を、同軸上で燃焼させるのに好適な複合ガスバーナ構造
に関する。
複合ガスバーナ構造に係り、特に高炉などから副生する
低カロリーガスと、天然ガスなどの高カロリーガスと
を、同軸上で燃焼させるのに好適な複合ガスバーナ構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油の埋蔵量の将来の枯渇の懸念や、産
地の政情の不安定さ、さらには環境規制の問題などか
ら、従来から製鉄所内などで発生する高炉ガス、転炉ガ
ス及びコークス炉ガスなどの副生ガスを主燃料として、
製鉄所内の自家発電用ボイラを運転していた。また副生
ガスの不足分や、安定用バーナまたは副生ガスがないと
きのバックアップ燃料として、従来使用してきた重油の
代りに、液化天然ガス（ＬＮＧ）を使用するケースが増
加しつつある。
地の政情の不安定さ、さらには環境規制の問題などか
ら、従来から製鉄所内などで発生する高炉ガス、転炉ガ
ス及びコークス炉ガスなどの副生ガスを主燃料として、
製鉄所内の自家発電用ボイラを運転していた。また副生
ガスの不足分や、安定用バーナまたは副生ガスがないと
きのバックアップ燃料として、従来使用してきた重油の
代りに、液化天然ガス（ＬＮＧ）を使用するケースが増
加しつつある。
【０００３】図５〜図７に上述したような副生ガスをボ
イラ燃料として使用する場合の従来のバーナ構造を示
す。副生ガスとして例えば高炉ガス（ＢＦＧ）は、その
成分がＮ2が５２〜５６％、Ｈ2が２．５〜４％、ＣＯが
２１〜２３％、ＣＯ2が１７〜２０％であり、発熱量が
６００〜１１００ＫＣａｌ／ｍ3Ｎと、重油や天然ガス
の発熱量の１／１０またはそれ以下である。このため、
安定用バーナなしでは自燃することが困難であり、低流
速でバーナから噴出させて拡散燃焼させるような設計思
想が採り入れられている。しかも発熱量が少ないため極
めて大量の燃料を供給する必要がある。従って図５〜図
７に示すように、高炉ガスバーナ（低カロリーガスバー
ナ）８は、バーナ中心を軸とした大型円筒形となってお
りＢＦＧは供給口７から１５〜２５ｍ／ｓという低流速
でバーナ内に供給される。さらにＢＦＧは若干の旋回を
与えられながら高炉ガスバーナ８の先端部から火炉１へ
供給され、保炎が維持されるようになっている。
イラ燃料として使用する場合の従来のバーナ構造を示
す。副生ガスとして例えば高炉ガス（ＢＦＧ）は、その
成分がＮ2が５２〜５６％、Ｈ2が２．５〜４％、ＣＯが
２１〜２３％、ＣＯ2が１７〜２０％であり、発熱量が
６００〜１１００ＫＣａｌ／ｍ3Ｎと、重油や天然ガス
の発熱量の１／１０またはそれ以下である。このため、
安定用バーナなしでは自燃することが困難であり、低流
速でバーナから噴出させて拡散燃焼させるような設計思
想が採り入れられている。しかも発熱量が少ないため極
めて大量の燃料を供給する必要がある。従って図５〜図
７に示すように、高炉ガスバーナ（低カロリーガスバー
ナ）８は、バーナ中心を軸とした大型円筒形となってお
りＢＦＧは供給口７から１５〜２５ｍ／ｓという低流速
でバーナ内に供給される。さらにＢＦＧは若干の旋回を
与えられながら高炉ガスバーナ８の先端部から火炉１へ
供給され、保炎が維持されるようになっている。
【０００４】図５は高炉ガスバーナ８の中心軸上に重油
バーナ（高カロリーガスバーナ）９が装着されたもので
あり、重油バーナ９の先端にはバーナインペラ１３が設
けられている。また重油バーナ９は抜差装置１６を介し
て高炉ガスバーナ８に着脱可能となっており、重油バー
ナ９の基端から重油１０が供給される。さらに高炉ガス
バーナ８の先端はウィンドボックス３のケーシング６内
に挿入されており、エアレジスタ４を経由して燃焼用空
気５がバーナスロート２に向って供給される。
バーナ（高カロリーガスバーナ）９が装着されたもので
あり、重油バーナ９の先端にはバーナインペラ１３が設
けられている。また重油バーナ９は抜差装置１６を介し
て高炉ガスバーナ８に着脱可能となっており、重油バー
ナ９の基端から重油１０が供給される。さらに高炉ガス
バーナ８の先端はウィンドボックス３のケーシング６内
に挿入されており、エアレジスタ４を経由して燃焼用空
気５がバーナスロート２に向って供給される。
【０００５】図６は重油バーナ９の外周に同心上にコー
クス炉ガスバーナ１２を設けたものであり、コークス炉
ガス（ＣＯＧ）１１はコークス炉ガスバーナ１２の基端
から供給され、先端のＣＯＧ噴出ノズル１９から噴出す
る。ＣＯＧ１１は４５００ＫＣａｌ／ｍ3Ｎ程度の発熱
量を有しており、ＢＦＧ７を消火したときや、ＢＦＧ７
と同時に燃焼させる。ＣＯＧ１１を用いるとカロリーが
高いため燃焼の継続が可能となり、ガスの噴出速度も速
くすることができる。ＣＯＧ噴出ノズル１９を放射状に
設けることにより、ＣＯＧ噴出ノズル１９の下流側にＣ
ＯＧ巻返し流２０を発生させて、保炎が行なえるように
している。
クス炉ガスバーナ１２を設けたものであり、コークス炉
ガス（ＣＯＧ）１１はコークス炉ガスバーナ１２の基端
から供給され、先端のＣＯＧ噴出ノズル１９から噴出す
る。ＣＯＧ１１は４５００ＫＣａｌ／ｍ3Ｎ程度の発熱
量を有しており、ＢＦＧ７を消火したときや、ＢＦＧ７
と同時に燃焼させる。ＣＯＧ１１を用いるとカロリーが
高いため燃焼の継続が可能となり、ガスの噴出速度も速
くすることができる。ＣＯＧ噴出ノズル１９を放射状に
設けることにより、ＣＯＧ噴出ノズル１９の下流側にＣ
ＯＧ巻返し流２０を発生させて、保炎が行なえるように
している。
【０００６】図７は図６に示すコークス炉ガスバーナ１
２と重油バーナ９との間に転炉ガスバーナ１５を同軸上
に設けたものである。
２と重油バーナ９との間に転炉ガスバーナ１５を同軸上
に設けたものである。
【０００７】図８にＬＮＧと重油とを混焼するバーナの
一例の構成を示す。発熱量１００００〜１１０００ＫＣ
ａｌ／ｍ3Ｎを有するＬＮＧは、ガスリング１７からガ
ス供給管２２を経由してＬＮＧバーナ１８から、１５０
〜３００ｍ／ｓの速度で噴出される。噴出したＬＮＧの
一部の１５〜４０％をバーナインペラ１３へ導いて保炎
するとともに、６０〜８５％のＬＮＧを燃焼用空気５と
よく混合させ、煤や一酸化酸素の発生を防止している。
一例の構成を示す。発熱量１００００〜１１０００ＫＣ
ａｌ／ｍ3Ｎを有するＬＮＧは、ガスリング１７からガ
ス供給管２２を経由してＬＮＧバーナ１８から、１５０
〜３００ｍ／ｓの速度で噴出される。噴出したＬＮＧの
一部の１５〜４０％をバーナインペラ１３へ導いて保炎
するとともに、６０〜８５％のＬＮＧを燃焼用空気５と
よく混合させ、煤や一酸化酸素の発生を防止している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うに高炉やコークス炉から派生するＢＦＧやＣＯＧなど
の低カロリー燃料の供給を、各バーナの入口弁を閉じて
止め、ＬＮＧバーナを点火したとすると、バーナ中心部
近傍には燃料ノズルがあり、燃焼用空気を供給してもそ
のほとんどが到達しない。このためＬＮＧは高温で熱分
解し、遊離した炭素によって煤が発生するという問題が
あった。
うに高炉やコークス炉から派生するＢＦＧやＣＯＧなど
の低カロリー燃料の供給を、各バーナの入口弁を閉じて
止め、ＬＮＧバーナを点火したとすると、バーナ中心部
近傍には燃料ノズルがあり、燃焼用空気を供給してもそ
のほとんどが到達しない。このためＬＮＧは高温で熱分
解し、遊離した炭素によって煤が発生するという問題が
あった。
【０００９】また低カロリーガスの燃焼性を阻害するこ
となくＬＮＧ火炎の保炎を行なうために、高炉ガスバー
ナの内側に保炎板を設置することは困難である。このた
めＬＮＧ火炎が吹き飛び、失火が発生する危険性が大き
いという問題もあった。
となくＬＮＧ火炎の保炎を行なうために、高炉ガスバー
ナの内側に保炎板を設置することは困難である。このた
めＬＮＧ火炎が吹き飛び、失火が発生する危険性が大き
いという問題もあった。
【００１０】本発明は、安定した燃焼が可能で媒塵など
の発生を防止することができ、燃料コストの低減、燃焼
効率の改善及び環境の改善を図ることのできる複合ガス
バーナ構造を提供することを目的とする。
の発生を防止することができ、燃料コストの低減、燃焼
効率の改善及び環境の改善を図ることのできる複合ガス
バーナ構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る複合ガスバーナ構造は、低カロリーガ
スバーナと高カロリーガスバーナとを同軸上に配設した
複合ガスバーナ構造において、低カロリーガスバーナの
外周に複数の高カロリーガスバーナを配設するととも
に、それぞれの高カロリーガスバーナの近傍に、それぞ
れＬ型断面形状を有するガス衝突板を設けた構成とす
る。
め、本発明に係る複合ガスバーナ構造は、低カロリーガ
スバーナと高カロリーガスバーナとを同軸上に配設した
複合ガスバーナ構造において、低カロリーガスバーナの
外周に複数の高カロリーガスバーナを配設するととも
に、それぞれの高カロリーガスバーナの近傍に、それぞ
れＬ型断面形状を有するガス衝突板を設けた構成とす
る。
【００１２】そしてガス衝突板は、高カロリーガスバー
ナから噴出するガスのうち１５〜５０％のガスを衝突さ
せ保炎用ガスを形成させる位置に設けられている構成で
もよい。
ナから噴出するガスのうち１５〜５０％のガスを衝突さ
せ保炎用ガスを形成させる位置に設けられている構成で
もよい。
【００１３】また高カロリーガスバーナは、噴出するガ
スのうち１５〜５０％のガスを保炎用ガスとし、該保炎
ガスの噴出方向を燃焼用空気の旋回流と同一方向そして
／または逆方向の組合せとする構成でもよい。
スのうち１５〜５０％のガスを保炎用ガスとし、該保炎
ガスの噴出方向を燃焼用空気の旋回流と同一方向そして
／または逆方向の組合せとする構成でもよい。
【００１４】
【作用】本発明によれば、Ｌ型断面形状を有するガス衝
突板の底部へ高カロリーガスバーナの先端から噴出した
ガスの約１５〜３０％を衝突させる。そして衝突した高
カロリーガスとガス衝突板の下流に生じる燃焼用空気の
渦流との混合気で保炎域を作る。さらに残りの高カロリ
ーガスは燃焼用空気との混合が達成できるように、バー
ナ軸芯に対して傾斜した角度で火炉へ向って噴出させ
る。このようにして広い保炎域が得られ、しかも燃焼用
空気が十分にノズル先端に到達して、安定した燃焼を行
なうことができる。
突板の底部へ高カロリーガスバーナの先端から噴出した
ガスの約１５〜３０％を衝突させる。そして衝突した高
カロリーガスとガス衝突板の下流に生じる燃焼用空気の
渦流との混合気で保炎域を作る。さらに残りの高カロリ
ーガスは燃焼用空気との混合が達成できるように、バー
ナ軸芯に対して傾斜した角度で火炉へ向って噴出させ
る。このようにして広い保炎域が得られ、しかも燃焼用
空気が十分にノズル先端に到達して、安定した燃焼を行
なうことができる。
【００１５】
【実施例】本発明の複合ガスバーナ構造の一実施例を図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
【００１６】図１〜図４に本発明の一実施例の構成を示
す。これらの図において、図５〜図８に示す従来例の部
分に対応する部分には同一の符号を付して示し、その説
明は適宜省略する。本実施例ではＢＦＧバーナ（高炉ガ
スバーナ）８とＬＮＧバーナ１８とを複合した複合ガス
バーナについて説明する。本実施例の特徴はＢＦＧバー
ナ（低カロリーガスバーナ）８の外周上に複数本、例え
ば６本のＬＮＧバーナ（高カロリーガスバーナ）１８を
同軸上に配設し、ＢＦＧバーナ８の先端部に軸方向に平
行な底板と直角な垂直板とからなるＬ型断面形状を有す
るガス衝突板２１を、ＬＮＧバーナ１８の数にリンクさ
せて取り付けた点にあり、その他の部分の構造は図８に
示す従来例とほぼ同様である。
す。これらの図において、図５〜図８に示す従来例の部
分に対応する部分には同一の符号を付して示し、その説
明は適宜省略する。本実施例ではＢＦＧバーナ（高炉ガ
スバーナ）８とＬＮＧバーナ１８とを複合した複合ガス
バーナについて説明する。本実施例の特徴はＢＦＧバー
ナ（低カロリーガスバーナ）８の外周上に複数本、例え
ば６本のＬＮＧバーナ（高カロリーガスバーナ）１８を
同軸上に配設し、ＢＦＧバーナ８の先端部に軸方向に平
行な底板と直角な垂直板とからなるＬ型断面形状を有す
るガス衝突板２１を、ＬＮＧバーナ１８の数にリンクさ
せて取り付けた点にあり、その他の部分の構造は図８に
示す従来例とほぼ同様である。
【００１７】次に図１〜図４を参照して本実施例の作用
を説明する。ＬＮＧ燃焼時にはＢＦＧバーナ８内に燃焼
用空気が少なく、煙を出すおそれがあるため、燃料噴出
ノズルから燃焼用空気流路であるスロート２に向う噴出
角度が決められる。すなわち図４に示すように、ＬＮＧ
バーナ１８から噴出するＬＮＧの約７０〜８５％を負荷
用ガス２４とし、ＬＮＧバーナ１８の軸芯に対する角度
α1〜α2を３０〜５０度として、火炉１の方向へ向って
噴出させる。この結果燃料と空気との混合比が改善で
き、ＬＮＧが高温で輝炎化することを防止し、熱分解に
よって炭素が遊離してすすが発生することを防止でき
る。
を説明する。ＬＮＧ燃焼時にはＢＦＧバーナ８内に燃焼
用空気が少なく、煙を出すおそれがあるため、燃料噴出
ノズルから燃焼用空気流路であるスロート２に向う噴出
角度が決められる。すなわち図４に示すように、ＬＮＧ
バーナ１８から噴出するＬＮＧの約７０〜８５％を負荷
用ガス２４とし、ＬＮＧバーナ１８の軸芯に対する角度
α1〜α2を３０〜５０度として、火炉１の方向へ向って
噴出させる。この結果燃料と空気との混合比が改善で
き、ＬＮＧが高温で輝炎化することを防止し、熱分解に
よって炭素が遊離してすすが発生することを防止でき
る。
【００１８】またＬＮＧバーナ１８のノズルから噴出す
る残りの約１５〜３０％を保炎用ガス２３とし、ガス衝
突板２１の底板部へ衝突させる。衝突した保炎用ガス２
３と燃焼用空気５とは、ガス衝突板２１の垂直板の下流
で混合されて渦流となり、ＬＮＧ保炎域を形成する。こ
のとき保炎域を広く確保するため、保炎用ガス２３の噴
出方向を燃焼用空気の噴出方向に対し、同一方向旋回と
するか、同一方向及び逆方向の両方の組合せとする。
る残りの約１５〜３０％を保炎用ガス２３とし、ガス衝
突板２１の底板部へ衝突させる。衝突した保炎用ガス２
３と燃焼用空気５とは、ガス衝突板２１の垂直板の下流
で混合されて渦流となり、ＬＮＧ保炎域を形成する。こ
のとき保炎域を広く確保するため、保炎用ガス２３の噴
出方向を燃焼用空気の噴出方向に対し、同一方向旋回と
するか、同一方向及び逆方向の両方の組合せとする。
【００１９】上記実施例出はＢＦＧバーナ８とＬＮＧバ
ーナ１８とを複合した複合ガスバーナについて説明した
が、他の高カロリーガスバーナと低カロリーガスバーナ
とを複合した複合ガスバーナについても応用することが
できる。
ーナ１８とを複合した複合ガスバーナについて説明した
が、他の高カロリーガスバーナと低カロリーガスバーナ
とを複合した複合ガスバーナについても応用することが
できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明の複合ガスバーナ構造によれば、
低カロリーガスバーナの外周に高カロリーガスバーナを
配設し、高カロリーガスバーナのガス噴出口の近傍にガ
ス衝突板を設けたため、燃料と空気の混合比が改善さ
れ、炭素が遊離してすすが発生することなどを防止で
き、環境の改善を図ることができる。また、高カロリー
ガスバーナから噴出するガスの一部をガス衝突板に衝突
させるようにしたため、保炎域を広く形成することがで
きて安定した燃焼を図ることができ、燃焼コストの低減
と燃焼効率の向上とが達成できる。
低カロリーガスバーナの外周に高カロリーガスバーナを
配設し、高カロリーガスバーナのガス噴出口の近傍にガ
ス衝突板を設けたため、燃料と空気の混合比が改善さ
れ、炭素が遊離してすすが発生することなどを防止で
き、環境の改善を図ることができる。また、高カロリー
ガスバーナから噴出するガスの一部をガス衝突板に衝突
させるようにしたため、保炎域を広く形成することがで
きて安定した燃焼を図ることができ、燃焼コストの低減
と燃焼効率の向上とが達成できる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す側面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の要部を示す拡大図である。
【図４】図１のガス衝突板の作用を説明する部分拡大断
面図である。
面図である。
【図５】従来の重油バーナとＢＦＧバーナとの複合ガス
バーナの一例を示す縦断面図である。
バーナの一例を示す縦断面図である。
【図６】従来の重油バーナ、ＢＦＧバーナ及びＣＯＧバ
ーナの複合ガスバーナの一例を示す縦断面図である。
ーナの複合ガスバーナの一例を示す縦断面図である。
【図７】従来の重油バーナ、ＢＦＧバーナ、ＬＮＧバー
ナ及びＣＯＧバーナの複合ガスバーナの一例を示す縦断
面図である。
ナ及びＣＯＧバーナの複合ガスバーナの一例を示す縦断
面図である。
【図８】従来の重油バーナとＬＮＧバーナとの複合ガス
バーナの一例を示す縦断面図である。
バーナの一例を示す縦断面図である。
５ 燃焼用空気 ８ 高炉ガスバーナ（低カロリーガスバーナ） １８ ＬＮＧバーナ（高カロリーガスバーナ） ２１ ガス衝突板
Claims (3)
- 【請求項１】 低カロリーガスバーナと高カロリーガス
バーナとを同軸上に配設した複合ガスバーナ構造におい
て、前記低カロリーガスバーナの外周に複数の前記高カ
ロリーガスバーナを配設するとともに、それぞれの高カ
ロリーガスバーナの近傍に、それぞれＬ型断面形状を有
するガス衝突板を設けたことを特徴とする複合ガスバー
ナ構造。 - 【請求項２】 ガス衝突板は、高カロリーガスバーナか
ら噴出するガスのうち１５〜５０％のガスを衝突させ保
炎用ガスを形成させる位置に設けられていることを特徴
とする請求項１記載の複合ガスバーナ構造。 - 【請求項３】 高カロリーガスバーナは、噴出するガス
のうち１５〜５０％のガスを保炎用ガスとし、該保炎用
ガスの噴射方向を燃焼用空気の旋回流と同一方向そして
／または逆方向の組合せとすることを特徴とする請求項
１記載の複合ガスバーナ構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP760792A JPH05196214A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 複合ガスバーナ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP760792A JPH05196214A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 複合ガスバーナ構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196214A true JPH05196214A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=11670495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP760792A Pending JPH05196214A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 複合ガスバーナ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196214A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100445236B1 (ko) * | 1996-04-23 | 2004-11-12 | 보루카노 가부시키가이샤 | 저칼로리가스의연소방법및연소장치 |
| JP2011112346A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Ihi Corp | 多燃料用バーナ装置 |
| CN108548179A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-18 | 东北大学 | 一种自预热燃烧式定向辐射管加热装置 |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP760792A patent/JPH05196214A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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