JPH05507345A - ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気システム関連出願の相互参照 本出願は、本出願と一緒に出願されかつ譲渡されている以下の特許出願と相互参 照する。ヘルウエル　トッド　デーピッド、グラシャ　ジョン及びマツカートニ ー　マイケル　スコツトの名義で出願された「集合同心式ぐう角燃焼システム」 と題する米国特許出願（Ｃ８８０４５０）。

発明の背景 本発明は、ぐう角燃焼式化石燃料燃焼炉に関し、更に詳細には、ぐう角燃焼式の 微粉炭燃焼炉からのＮＯｘ放出を減少するためのオーバファイア空気システムに 関する。

微粉炭は、長い間ぐう角燃焼方法によって炉内で良好に浮遊燃焼されている。こ のぐう角燃焼方法によれば、燃料及び空気は、炉内に炉の４つのコーナ部から、 炉内の中心部の仮想円に対して接線方向に向けられるように、導入される。この タイプの燃焼方法は多くの利益を有し、例えば燃料と空気との混合が良好である こと、火炎状態が安定であること、及び炉内に燃焼ガスが滞溜する時間が長いこ となどの利益がある。

最近は、空気汚染を可能な限り最小にすることがますます重要とされている。こ の目的のために、アメリカ合衆国内の多くの公害防止関係者は、アメリカ合衆国 の議会が１９９０年代の終りまでに包括的な空気放出減少に関する法律を制定す ることを期待している。

そして、このような法律が有することになろう主たる趣旨は、第１に、既存の化 石燃料燃焼装置に関してのＮＯｘ及びＳＯｘ制御の改装を命令することにあろう 。

特にＮＯｘの問題について述べるに、窒素酸化物が化石燃料の燃焼中にサーマル ＮＯｘとフューエルＮ。

Ｘと称されている２つの分離する物質の形で生じる。

サーマルＮＯｘは、燃焼用空気中の分子状の窒素と酸素との熱固定から生じる。

サーマルＮＯｘの生成の割合は、局部火炎温度及び幾分少ないが酸素の局部濃度 に極端に影響される。実際には、すべてのサーマルＮＯｘは高温度である火炎の 区域で生成される。

他方、フューエルＮＯｘは石炭及び重油などの化石燃料中の窒素の有機化学的に 結合した窒素の酸化から生じる。このフューエルＮＯｘの生成の割合は、一般に は燃料と空気流れとの混合の割合によって、特に局部的な酸素濃度によりて、強 く影響される。しかしながら、燃料中の窒素のためによる煙道ガスＮＯｘ濃度は 、典型的に、燃料中のすべての窒素の完全酸化から生成されるレベルの小部分、 例えば２０〜６０％のみである。前述した説明から、総ＮＯｘの生成は、局部的 な酸素濃度及び最大火炎温度の両方の函数であることが容易に明らかになったで あろう。

説明を続けるに、幾つかの改良が標準ぐう角燃焼技術になされている。これらの 改良は、主として、良好なＮＯｘ放出の減少を成し遂げるためになされている。

その１つの改良が、米国特許出願第７８６．４３７号（１９８５年１０月１１日 に出願されると共に本出願と同じ譲受人に譲渡され、かつ“ぐう角燃焼式の微粉 炭燃焼炉を運転するための制御システム及び方法″と題するものであって、現在 では放棄されている）によって提案されている。この米国特許出願の技術によれ ば、微粉炭及び空気は、多数の下方バーナ高さから一方向へ炉内に接線方向に導 入されると共に、多数の上方バーナ高さからも上記一方向とは反対の方向へ炉内 に接線方向に導入される。このような技術を利用する結果として、燃料と空気と の良好な混合が成し遂げられ、これにより通常のぐう角燃焼炉（この分野の当業 者にとってよく知られているように、一般に、２０〜３０％の過剰空気でもって 燃焼させられる）よりもより少ない過剰空気の使用が可能となる。そして、過剰 空気の減少は、前述したように石炭燃焼炉からの主たる空気汚染源であるＮＯｘ の生成を最小にすることに役立つ。また、過剰空気の減少は、石炭燃焼炉の効率 増加も生じる。

前述した米国特許出願によりＮ　Ｏｘを減少するように改良されている燃焼技術 は、しかし、幾つかの欠点を有する。すなわち、炉内において対向し合う方向へ 回転するガスが互いに相殺し合うので、ガスが炉内の上方部分を通して多少真直 ぐに流れ、これにより炉の上方における乱流及び混合が減少して、炉から出る未 燃炭素粒子の量が増大する。また、スラグ及び未燃炭素が炉壁に付着することが 生じる。そして、これらスラグ及び未燃炭素の炉壁への付着によって、炉壁をラ イニングしている水冷管への熱伝達効率が減少し、すす吹きをする必要性が増大 し、水冷管の寿命が短（なる。

次に、ＮＯｘ減少のための他の改良が米国特許第４゜７１５．３０１号（１９８ ７年１２月２９日に特許が付与されていると共に本出願と同じ譲受人に譲渡され 、かつ“低過剰空気のぐう角燃焼システム゛と題する）の明細書に開示されてい る。この米国特許第４，７１５．３０１号の技術によれば、現在放棄されている 前述した米国特許出願の場合と同じように、炉内において微粉炭が空気との良好 な混合でもって浮遊燃焼させられる。また、ぐう角燃焼炉に関連する前述した利 益のすべてが、炉内にうす巻き回転火球を形成することによって、得られる。炉 壁は空気の覆いによって保護され、これにより炉壁へのスラッギングが減少され ている。これは、次の方法によって成し遂げられる。

すなわち、石炭及び１次空気を炉内に第１の高さから導入し、また１次空気の量 の少な（とも２倍の量の補助空気を炉内に前記第１の高さのすぐ上の第２の高さ から１次空気の方向とは対向する方向へ導入し、かつ複数のこれら第１の高さ及 び第２の高さを一方が他方の上になるようにする。多くの量の補助空気を高い速 度で炉内に導入することによって、うず巻きが炉内に補助空気の導入方向に生じ る。このため、炉のうず巻きと反対側の方向へ導入される燃料は、炉内に入った 後、総炉ガスの方向に対して方向を変えるように付勢される。したがって、燃料 と空気とのすさまじい乱流混合がこの方法によって生じる。そして、この混合の 増大により過剰空気も炉内の高い高さから導入する必要性が少なくなる。また、 この混合の増大によって、炭素転換率が高められ、これにより炉の給熱発生率が 改良され、同時に炉上方におけるスラッギング及び膜汚れ（〕７クリング）が減 少される。更に、補助空気は、燃料が接線方向へ導入される仮想円の直径よりも 大きい直径の仮想円に対して接線方向へ導入され、これにより炉壁に隣接する空 気の層が形成される。また、炉へ供給される過剰空気のすべてを実質的に形成す るオーバファイア空気が、１次空気及び補助空気のすべての導入高さよりも相当 の上方の高さから炉内に導入される。この場合、オーバファイア空気は、仮想円 に対して接線方向へ向けられかつ補助空気の方向と対向する方向へ向けられる。

次に、燃料として微粉炭を低ＮＯｘ放出をもって燃焼させるようにした更に他の 改良が、米国特許第４゜６６９．３９８号（１９８７年６月２日に特許が付与さ れ、“微粉燃料燃焼装置”と題する）の明細書に開示されている。この米国特許 第４，６６９，３９８号の教示によれば、微粉燃料燃焼装置は次に述べるような 第１の微粉燃料噴射コンパートメント、第２の微粉燃料噴射コンパートメント及 び補助空気コンパートメントを備えていることを特徴とする。上記の第１の微粉 燃料噴射コンパートメントにおいて、消費される１次空気と２次空気との総合量 は、炉へ１次空気と混合するようにして供給して微粉炭を燃焼させるに必要な理 論空気量よりも少ない。また、第２の微粉燃料噴射コンパートメントにおいては 、１次空気と２次空気との総合量は、１次空気と混合するように供給して微粉炭 を燃焼させるのに必要な理論空気量と実質的に等しいか、又は好適には、前記理 論空気量も多少少ない。更に、補助空気コンパートメントは、補助空気を炉内に 噴射する。そして、これら３つのコンパートメントは互いに密接して配置されて いる。

このような微粉燃料燃焼装置において、その第１及び第２の微粉燃料噴射コンパ ートメントにより噴射された１次空気と燃料とのガス状混合体は、ＮＯｘの生成 を減少するような割合で混合される。更に、第２の微粉燃料噴射コンパートメン トからの１次空気と微粉燃料との混合体（単独では安定して点火するのが難しい ）は、第１の微粉燃料噴射コンパートメントからの点火が容異な混合体の火炎を 共存させて、適当な点火及び燃焼を保証することができる。したがって、この微 粉燃料燃焼装置によれば、安定した点火及び低Ｎ。

Ｘ生成でもって、微粉燃料を燃焼させることができる。

また、上記の米国特許第４．６６９．３９８号の教示にしたがって構成された微 粉燃焼装置は、不活性流体を噴射する追加のコンパートメントが、前述した３つ のコンパートメント間に設けられたスペースに、各コンパートメントに対して１ つ配置されていることを特徴としている。したがって、１次空気と微粉燃料との ガス状混合体は、不活性流体が不活性流体噴射コンパートメントの１つから噴射 されてカーテンを形成することによって、互いに干渉することがな（なり、これ により、第１及び第２の微粉燃料噴射コンパートメントから噴射されるガス状混 合体からのＮＯｘの生成を最小とすることができる。また、第１の微粉燃料噴射 コンパートメントからの１次空気と微粉燃料との混合体及び補助空気コンパート メントからの補助空気は、他の不活性流体噴射コンパートメントからの他の不活 性流体のカーテンによって、互いに干渉することが防止される。これによって、 １次空気と微粉燃料との混合体を、その混合比を変えることなしに燃焼させ、こ れによりＮＯｘ生成の増加を防止することができる。

、次に、燃料として微粉炭を、ＮＯｘ及びＳＯｘ放出の減少を同時に行わせるよ うにして、燃焼させるようにした更に他の改良が、米国特許第４，４２６．９３ ９号（１９８４年１月２４日に特許が付与されていると共に本出願と同じ譲受人 に譲渡され、かつ“ＮＯｘ及びＳＯｘ放出を減少する方法”と題する）の明細書 に開示されている。この米国特許第４．４２６，９３９号の教示によれば、微粉 炭は炉内で炉内の最高温度を減少しかつ良好な火炎安定性及び燃料の完全な燃焼 を維持するような方法で、燃焼させられる。このような方法は、次のようにして 成し遂げられる。

すなわち、微粉炭は炉に向って空気流れによって搬送される。この搬送の間に、 流れは２つの部分に分離され、その一方の部分は燃料が豊富な部分（富燃料部分 ）であり、また他方の部分は燃料が少ない部分（貧燃料部分）である。そして、 富燃料部分は炉内の第１の区域に導入される。空気が、また、この第１の区域に 、富燃料部分中の燃料のすべての完全燃焼を支持するには不十分な量で導入され る。他方、貧燃料部分は、炉内の第２の区域に導入される。また、空気が、この 第２の区域に、過剰空気が炉内で燃料のすべてを燃焼させるのに必要とされる量 以上となるような量でもって、導入される。最後に、石炭が燃料と同時に炉内へ 導入され、これにより炉内の最高温度が最小にされ、また燃焼ガス中のＮＯｘ及 びＳＯｘの生成が最小にされる。　以上述べた、現在すでに放棄された１つの米 国特許出願及び特許が付与された３つの米国特許にしたがって構成された燃焼シ ステムは、それぞれの目的のために設計されて作用することが実証されているけ れども、それにもかかわらず、従来、これらの燃焼システムを改良する必要性が あることが明白になりでいる。特に、従来、高性能オーバファイア空気システム が組み込まれることが利益ある特徴である新規で改良された燃焼システムを提供 する必要性が明白になっている。オーバファイア空気を用いる基本的な理由は、 ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉においてＮＯｘを制御するための一層有効な方法 を提供することにある。オーバファイア空気は、オーバファイア空気ポートと称 されている複数の追加の空気コンパートメントを通して炉内に接線方向に導入さ れる。これら追加の空気コンパートメントは、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉の 各コーナ部に備えられている風箱の垂直延長部として設計されている。

オーバファイア空気によりＮＯｘ放出を減少できる理論は、次のとおりである。

オーバファイア空気を用いることにより、大気中窒素の固定（サーマルＮ０ｘ） 及び燃料中窒素の酸化（フューエルＮ０ｘ）の両方によるＮＯｘの生成が抑制さ れる。オーバファイア空気の使用は、１次火炎領域で得られる総酸素を減少させ る。そして、総酸素が減少する結果として、燃料中窒素は、この第１次火炎領域 における酸素が不十分であること及び有効酸素についての炭素系物質と激しく競 合することによって、窒素酸化物よりもむしろ分子状の窒素（Ｎ２）を形成する ような再結合反応を受ける。

その結果として、燃料中窒素転化を通してのＮＯｘの生成は大きく減少される。

同様に、オーバファイア空気の作用によって、ツエルドピッチ機構に依存する温 度を通してのサーマルＮＯｘの減少を生じる。１次火炎領域の初期段階の燃焼中 の熱発生は、オーバファイア空気ポートの付近において理想的に完成される燃焼 でもって、酸素が減少した環境のために、多少減少されかつ遅延される。炉の容 積を大きくして該炉を通じての熱発生を広げることにより、最高燃焼温度の低下 を生じさせ、これによりサーマルＮＯｘの生成を減少することができる。

オーバファイア空気は、典型的な適用によれば、密結合オーバファイア空気と称 され風箱の頂部の単−固定高さの、又は分離オーバファイア空気と称されてより 高い高さの１つ又は２つの密接に集合したポートを通して導入される。実験的な テストによれば、オーバファイア空気の一部分を密結合オーバファイア空気ポー トを通して導入すると共にオーバファイア空気の他の部分を分離オーバファイア 空気ポートを通して導入することによって、化石燃料の燃焼によるＮＯｘを相当 減少できることが示されている。更に、実験的なテストによれば、密結合オーバ ファイア空気ポートと分酸オーバファイア空気ポートとの間には、オーバファイ ア空気の最良の分配が存在することが示されている。

例えば歴青炭の場合には、その最良の分配は１／３のオーバファイア空気が密結 合オーバファイア空気ボートを通して流れ、２／３のオーバファイア空気が分離 オーバファイア空気ポートを通して流れることにより、得られる。

前述したことに加え、オーバファイア空気を十分制御した方法で炉ガスと混合す るように炉内へ導入する方法が、また、オーバファイア空気効率を最大にするた めに、重要である。テストのデータによれば、ＮＯｘ放出の改良は次のような方 法によって達成されることが示されている。すなわち、オーバファイア空気を炉 の各コーナ部から２つ、３つ又はそれ以上のコンパートメントを通して噴射し、 この場合各コンパートメントはそれぞれ異なる燃焼角度で総オーバファイア空気 流れの一部分を、炉の平面区域上に空気の水平な“スプレィ状”又は“扇状”の 分配を行うように導入することにより、オーバファイア空気を炉内に他のパター ンで噴射させる場合と比較して、ＮＯｘ放出を改良することができる。

また、このようなオーバファイア空気の噴射パターンを用いることによって、よ り一層均−な火炎パターンが炉の垂直出口面に作られるので、炉出口の状態が改 良される。すなわち、すべてのぐう角燃焼式化石燃料燃焼炉は、接線方向の低い 炉流れパターンのために、対流通路において不均一な流れパターンを有するもの である。そして、この不均一な流れパターンによって、一方の側部の流れが他方 の側部の流れよりも多くなり、蒸気温度の不均衡が生じる。これに対し、前述し たように、炉の平面区域上にオーバファイア空気の水平な“スプレィ状”又は“ 扇状”の分配を行うような噴射パターンとなるように、オーバファイア空気を炉 内に導入することによって、前述した蒸気温度の不均衡は減少される。

最後に、オーバファイア空気を炉ガスと混合する改良として、オーバファイア空 気を高いモーメントで導入することがある。この高いオーバファイア空気モーメ ントを達成するために、オーバファイア空気は、従来の燃焼システムで典型的に 用いられている速度よりも十分高い速度で、例えば３０〜４５ｍ／５ｅｃ（１０ ０〜１５０　ｆ　ｔ　／　ｓ　ｅ　ｃ　）に対して６０〜９０ｍ／ｓｅＣ（２０ ０〜３００ｆ　ｔ／５ｅｅ）の速度で導入される。そして、このようなオーバフ ァイア空気の高い速度を得るためには、ブーストファンの使用が必要とされる。

以上述べたことを要約すると、特にぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に関連して使 用されるのに適当である高性能オーバファイア空気システムを組み込む新規で改 良された燃焼装置についての従来技術において、高性能オーバファイア空気シス テムを化石燃料燃焼炉で用いる時には、該オーバファイア空気システムの使用に よってＮＯｘ放出のレベルを、アメリカ合衆国の法律で規定されている標準とし て現在決められているレベルよりも良くないとしても、少なくとも該レベルと等 しいレベルまで減少することを達成できることを可能とする必要性があるもので ある。また、この場合、燃焼システムの運転のためにいかなる追加の装置、触媒 を設けることなしに、又は燃料コストを増大させることなしに、高性能オーバフ ァイア空気システムを燃焼システムに組み込むことができるようにすることが好 ましい。更に、この場合、ＮＯｘを更に減少するために用いられる他のＮＯｘ放 出減少型式のシステム、例えば石灰石注入システム、再燃焼システム及び選択接 触還元（ＳＣＲ）システムと完全に適合できるようにして、高性能オーバファイ ア空気システムを燃焼システムに組み込むことができるようにすることが好まし い。更に、新規の燃焼システムへの適用であっても、又は既存の燃焼システムへ の適用であっても、等しく適合できるようにして、高性能オーバファイア空気シ ステムを燃焼システムに組み込むことができるようにすることが好ましい。

したがって、本発明の目的は、化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼システム において使用されるように設計された、Ｎ　Ｏｘ制御用の新規で改良された高性 能オーバファイア空気システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼シ ステムにおいて使用されるように設計された、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファ イア空気システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉で用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用され、ＮＯｘの放出が、アメリカ合衆国の法律で規定さ れている基準として現在決められているレベルよりも良くないとしても、少なく とも該レベルと等しいレベルにまで低減することができる、ＮｏＸ制御用の高性 能オーバファイア空気システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用され、密結合オーバファイア空気コンパートメントと分 離オーバファイア空気コンパートメントとから成る多段高さのオーバファイア空 気コンパートメントの使用が組込まれている、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファ イア空気システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用されるように設計され、密結合オーバファイア空気コン パートメントと分離オーバファイア空気コンパートメントとの間に、オーバファ イア空気の予め決められた最良の分配が行われることを特徴とする、Ｎ　Ｏｘ制 御用の高性能オーバファイア空気システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用されるように設計され、多角度のオーバファイア空気導 入パターンの使用が組込まれている、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気 システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用されるように設計され、多角度のオーバファイア空気導 入パターンにしたがって、オーバファイア空気の総流れの一部が異なる角度で導 入され、炉の平面区域上にオーバファイア空気の水平な“スプレィ状”又は“扇 状”の分配が行われることを特徴とする、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア 空気システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用されるように設計され、オーバファイア空気を炉に従来 の燃焼システムで用いられている速度よりも十分高い速度で導入する、ＮＯｘ制 御用の高性能オーバファイア空気システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用されるように設計され、運転のために追加の装置、触媒 を設けたり、又は燃料コストが増大することが必要とされない、ＮＯｘ制御用の 高性能オーバファイア空気システムを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用されるように設計され、ＮＯｘ放出を更に減少するため に用いられる他のＮＯｘ放出減少型式のシステム、例えば石灰石注入システム、 再燃焼システム、及び選択接触還元（ＳＣＲ）システムと完全に適合できること を特徴とする、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気システムを提供するこ とにある。

本発明の更に他の目的は、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用されるように設計され、新規の燃焼システムへの適用で あっても又は既存の燃焼システムへの適用であっても非常に等しく適合できるこ とを特徴とする、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気システムを提供する ことにある。

発明の概要 本発明の１つの態様によれば、バーナ区域が設けられている化石燃料燃焼炉で使 用するのに特に適当とされている型式の燃焼システムにおいて使用されるように 設計されている、ＮＯｘ制御用の高性能オーツくファイア空気システムが提供さ れる。そして、この高性能オーバファイア空気システムは、多段高さのオーツく ファイア空気コンパートメントを包含する。これら多段高さのオーバファイア空 気コンパートメントは、複数の密結合オーバファイア空気コンパートメントと、 複数の分離オーバファイア空気コンパートメントとから成る。複数の密結合オー バファイア空気コンノクートメントは、炉のバーナ区域の第１高さに取付けられ ている。また、複数の密結合オーバファイア空気ノズルが、複数の密結合オーバ ファイア空気コンノ々−トメントの各々に取付けられている。

他方、複数の分離オーバファイア空気コンノく一トメントは、前記複数の密結合 オーバファイア空気コンノく一トメントから間隔を置いてかつこれら密結合オー ツくファイア空気コンパートメントと１列に並ぶように、前記炉のバーナ区域の 第１高さに取付けられている。

また、複数の分離オーバファイア空気ノズルが互いに異なる燃焼角度で延び、こ れによりこれら分離オーツくファイア空気ノズルから放出されるオーツくファイ ア空気が、炉のバーナ区域の平面区域上に水平な“スプレィ状“又は“扇状”の 分配を確立するように、前記複数の分離オーバファイア空気ノズルが前記複数の 分離オーバファイア空気コンパートメントに取付けられている。

また、オーバファイア空気供給装置が、前記複数の密結合オーバファイア空気ノ ズルと前記複数の分離オーバファイア空気ノズルとの両方に接続され、これらの 両ノズル間に予め決められたオーバファイア空気の最良の分配にしたがってオー バファイア空気をこれらの両ノズルに供給する。このオーバファイア空気供給装 置は、また、オーバファイア空気を、炉のバーナ区域に、前記複数の分離オーバ ファイア空気ノズルを通して、以前にオーバファイア空気を炉に導入するのに用 いられている速度よりも十分高い速度で供給する。

次に、本発明の他の態様によれば、バーナ区域が設けられている化石燃料燃焼炉 で使用するのに特に適当とされている型式の燃焼システムにおいて使用されるよ うに設計されている、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気システムを運転 する方法が提供される。

そして、このＮＯｘ制御用の高性能オーバファイご空気システムの運転する方法 は、密結合オーバファイア空気を炉のバーナ区域に炉の第１高さから導入する段 階と、分離オーバファイア空気を炉のバーナ区域に炉の第２高さから導入する段 階とを包含する。この場合、前記第１の高さからの密結合オーバファイア空気の 導入と、前記第２の高さからの分離オーバファイア空気の導入とは、それらの間 に予め決められたオーバファイア空気の最良な分配にしたがって、行われる。ま た、前記炉の第２高さから炉のバーナ区域に導入されるオーバファイア空気は、 炉のバーナ区域の平面区域上にオーバファイア空気の水平な“スプレィ状”又は “扇状”の分配を確立するように、導入される。更に、前記炉の第２高さから炉 のバーナ区域に導入されるオーバフッイア空気は、以前にオーバファイア空気を 炉に導入するのに用いられている速度よりも十分高い速度で、炉のバーナ区域に 導入される。

図面の簡単な説明 図１は、本発明にしたがって構成したＮＯｘ＠御用の高性能オーバファイア空気 システムを具備する化石燃料燃焼炉を概略的に示す垂直断面図である。

図２は、本発明にしたがって構成したＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気 システムの一興体例を示す、ぐう角燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の 燃焼システムの正面図である。

図３は、本発明にしたがって構成したＮＯｘ制御用。

の高性能オーバファイア空気システムを、その密結合オーバファイア空気と分離 オーバファイア空気との間の分配を予め決めて、使用した時におけるＮＯｘにつ いての効果を示すグラフである。

図４は、本発明にしたがって構成した高性能オーバファイア空気システムを用い て、オーバファイア空気の水平な“スプレィ状”又は“扇状２の分配パターンを 示す平面図である。

図５は、本発明にしたがって構成した高性能オーバファイア空気システムを、オ ーバファイア空気が図４に示した水平な“スプレィ状”又は“扇状”の分配パタ ーンにしたがって分配されるようにして、使用した時におけるＮＯｘについての 効果を示すグラフである。

５ｉｉ１１６は、本発明にしたがって構成した高性能オーバファイア空気システ ムを、オーバファイア空気が高速度で炉に導入されるようにして、使用した時に おけるＮＯｘについての効果を示すグラフである。

好適な実施例の説明 図面、特にその図１を参照し、図工には参照符号ｌＯによって総括的に示された 化石燃料燃焼炉が描かれている。化石燃料燃焼炉それ自体の構造及び運転モード はこの分野の当業者にとってよ（知られているところであるので、図１に例示し た化石燃料燃焼炉１０についての詳細な説明をここで述べることは必要ないと考 える。むしろ、図面の図１に参照符号１４によって総括的に示され、本発明にし たがって構成された高性能のオーバファイア空気システムを具備する、図１に参 照符号１２によって総括的に示された燃焼システムと関連することができる化石 燃料燃焼炉１０の理解を得る目的のために、前述した燃焼システム１２及び高性 能オーバファイア空気システム１４（この高性能オーバファイア空気システム１ ４は、本発明によれば、燃焼システム１２の一部分として炉１０に設置すること ができ、燃焼システム１２に設置されたときには、化石燃料燃焼炉１０からのＮ Ｏｘ放出を減少する働きをする）と協同する化石燃料燃焼炉１０の幾つかの構成 要素についての説明をここで単に述べることで十分と思われる。ここで説明され ていない化石燃料燃焼炉１０の構成要素の構造及び運転モードについての詳細な 説明については、従来技術、例えばエフ・ジェー・ペルティ氏に対して１９８８ 年１月１２日に特許が付与されかつ本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第 ４，７１９．５８７号の明細書を参照することができる。

図面の図１を更に参照し、図１に例示された化石燃料燃焼炉１０は、参照符号１ ６によって総括的に示されたバーナ区域を包含する。燃焼システム１２及び高性 能オーバファイア空気システム１４の構造及び運転モードの説明と関連して以下 に一層詳細に述べられるように、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域］６内では、 この分野の当業者によってよく知られている方法によって、化石燃料と空気との 燃焼が開始される。この化石燃料と空気との燃焼から生じた熱ガスは、化石燃料 燃焼炉１０内を上向きに流れる。熱ガスが化石燃料燃焼炉１０内を上向きに流れ る間に、この分野の当業者にとってよく知られている方法により、熱ガスは管（ 図面での説明を明瞭にするために図示されていない）を通して流れる流体に熱を 与える。前述した管は、従来の方法によれば、化石燃料燃焼炉１０の４つの壁の すべてに配置されている。熱ガスは、それから、化石燃料燃焼炉１０の、参照符 号１８によって総括的に示されている水平通路を通して流れ、続いて化石燃料燃 焼炉１０の、参照符号２０によって総括的に示されている背部ガス通路へ進んで 、化石燃料燃焼炉ｌＯを出る。水平通路１８及び背部ガス通路２０の両方は、一 般に、この分野の当業者にとってよく知られている方法により、蒸気を発生して 過熱するための他の熱交換表面（図示せず）を収容する。その後、蒸気は、一般 に、タービン／発電機（図示せず）の１つの構成要素を構成するタービン（図示 せず）に流れるようにされ、これによって蒸気は上記タービン及びこのタービン と公知の方法により関連する発電機（図示せず）を駆動する原動力を提供し、こ れによって上記発電機から電気が発生させられる。

燃焼システム１２及び高性能オーバファイア空気システム１４（このオーバファ イア空気システムは、本発明によれば、燃焼システム例えば上記の燃焼システム １２の一部分として使用できるように設計され、燃焼システム例えば上記の燃焼 システム１２と一緒に、図面の図１に示されている化石燃料燃焼炉１０の形に構 成されている炉と関連するように設計されている）を詳細に説明する目的のため に、図面の特に図１及び図２が次に参照される。特に、高性能オーバファイア空 気システム１４は、燃焼システム例えば上記の燃焼システム１２に使用されるよ うに設計されている。そして、この燃焼システム１２が炉例えば図面の図１の化 石燃料燃焼炉１０に使用された時に、高性能オーバファイア空気システム１４は 化石燃料燃焼炉１０からのＮＯｘ放出を減少させるように作動する。

最初に燃焼システム１２について説明するに、この燃焼システム１２は、図面の 図１、図２を参照することにより最も良（理解できるように、ハウジング、好適 には図面の図１、図２に参照符号２２によって示されている風箱の形のハウジン グを包含する。この風箱２２は、この分野の当業者にとってよく知られている方 法によって、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に従来公知の適当な取付は手 段（図示せず）により取付けられ、風箱２２の長手方向軸線が化石燃料燃焼炉１ ０の長手方向軸線に対して実質的に平行な関係で延びている。

燃焼システム１２についての説明を続けるに、図面の図１、図２に例示されてい る構成によれば、図面の図２に参照符号２４によって示されている第１の空気コ ンパートメントが、風箱２２の下方端に設けられている。そして、参照符号２６ によって示されている空気ノズルが、この空気コンパートメント２４内に、従来 公知の適当な取付は手段（図示せず）によって取付けられている。図面の図１に 図式的に描かれて参照符号２８によって総括的に示されている空気供給装置は、 空気ノズル２６に後で詳細に説明するような方法で接続されている。これにより 、空気供給装置２８は、空気を空気ノズル２６に供給し、それからこの空気ノズ ル２６を通して化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に空気を供給する。この目 的のために、空気供給装置２８は、図面の図１に参照符号３０によって示されて いるファンと参照符号３２によって示されている空気ダクトとを包含する。これ ら空気ダクト３２は、一方においてはファン３０に、また他方においては図面の 図１に参照符号３４によって図式的に示されるように空気ノズル２６（図２参照 ）に、別々の弁及び制御器（図示せず）を通して、流体流れ関係で接続されてい る。

風箱２２を更に参照するに、ここに例示した燃焼システム１２の構成によれば、 図面の図２に参照符号３６によって総括的に示されている第１の燃料コンパート メントが、風箱２２の下方部分に前述した空気コンパートメント２４と実質的に 並んだ関係で位置するようにして設けられている。図面の図２に参照符号３８に よって示されている第１の燃料ノズルは、燃料コンパートメント３６に、従来公 知の適当な取付は手段（図示せず）によって取付けられている。図面の図１に図 式的に描かれて参照符号４０によって総括的に示されている燃料供給装置は、燃 料ノズル３８に後で詳細に説明するような方法で接続されている。これにより、 燃料供給装置４０は燃料を燃料ノズル３８に供給し、それからこの燃料ノズル３ ８を通して化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に燃料を供給する。すなわち、 燃料供給装置４０は、図面の図１に参照符号４２によって示されている粉砕機と 、参照符号４４によって示されている燃料ダクトとを包含する。粉砕機４２では 、化石燃料燃焼炉１０内で燃焼させようとする化石燃料が、この分野の当業者に とってよく知られている方法で粉砕される。また、燃料ダクト４４は、一方にお いては粉砕機４２に、また他方においては図面の図１に参照符号４６によって図 式的に示されるように燃料ノズル３８（図２参照）に、別々の弁及び制御器（図 示せず）を通して、流体流れ関係で接続されている。図面の図１を参照して見る ことができるように、粉砕機４２はファン３０に接続されて、空気がファン３０ からまた粉砕機４２に供給され、これにより粉砕機４２から燃料ノズル３８へ供 給された燃料が、この分野の当業者にとってよく知られている方法によって、空 気流れにより燃料ダクト４４を通して輸送される。

以上述べた空気コンパートメント２４及び燃料コンパートメント３６に加え、風 箱２２には、また、図面の図２に参照符号４８によって総括的に示されている第 ２の空気コンパートメントが設けられている。この空気コンパートメント４８は 、図面の図２を参照して最も良く理解できるように、風箱２２内に、燃料コンパ ートメント３６と実質的に並んだ関係で位置するように設けられている。図面の 図２に参照符号５０によって示されている空気ノズルは、空気コンパートメント ４８内に、従来公知の適当な取付は手段（図示せず）によって取付けられている 。この空気ノズル５０は、前述した空気供給装置２８に空気ダクト３２を通して 接続されている。図面の図１を参照して最も良く理解できるように、空気ダクト ３２は、一方においてファン３０に、また他方において図面の図１に参照符号５ ２によって図式的に示されているように空気ノズル５０（図２参照）に、別々の 弁及び制御器（図示せず）を通して流体流れ関係で接続されている。これにより 、空気供給装置２８は、空気ノズル２６に関連して前述した同様な方法によって 、空気を空気ノズル５０に供給し、それからこの空気ノズル５０を通して化石燃 料燃焼炉１０のバーナ区域１６に空気を供給する。

燃焼システム１２についての説明を更に続けるに、ここに例示した実施例によれ ば、図面の図２に参照符号５４によって総括的に示されている第２の燃料コンパ ートメントが、風箱２２内に、例えば空気コンパートメント４８と実質的に並ん だ関係で位置するように設けられている。図面の図２に参照符号５６によって総 括的に示されている第２の燃料ノズルは、燃料コンパートメント５４内に、従来 公知の適当な取付は手段（図示せず）によって取付けられている。この燃料ノズ ル５６は、前述した燃料供給装置４０に空気ダクト４４を通して接続されている 。図面の図１を参照して最も良く理解できるように、燃料ダクト４４は、一方に おいて粉砕機４２（この粉砕機にて、化石燃料燃焼炉１０内で燃焼させようとす る化石燃料がこの分野の当業者にとってよく知られている方法によって粉砕され ている）に、また他方において図面の図１に参照符号５８によって図式的に示さ れているように燃料ノズル５６（図２参照）に、別々の弁及び制御器（図示せず ）を通して、流体流れ関係で接続されている。これにより、燃料供給装置４０は 、燃料ノズル３８に関連して前述したと同様な方法によって、燃料を燃料ノズル ５６に供給し、それからこの燃料ノズル５６を通して化石燃料燃焼炉１０のバー ナ区域１６に燃料を供給する。前述したと同じ説明がまたここで再び繰り返され るけれども、図面の図１を参照して見ることができるように、粉砕機４２はファ ン３０に接続されて、空気がファン３０からまた粉砕機４２に供給され、これに より粉砕機４２から燃料コンパートメント５４に供給された燃料が、この分野の 当業者にとってよく知られている方法によって、空気流れにより燃料ダクト４４ を通して輸送される。

風Ｉａｉ’２２を更に参照するに、ここに例示した実施例によれば、風箱２２に は、また、図面の図２に参照符号６０によって総括的に示されている第３の空気 コンパートメントが設けられている。この空気コンパートメント６０は、図面の 図２を参照して最も良（理解できるように、風箱２２内に燃料コンパートメント ５４と実質的に並んだ関係で位置するように設けられている。図面の図２に参照 符号６２によって示されている空気ノズルは、空気コンパートメント６０内に、 従来公知の適当な取付は手段（図示せず）によって取付けられている。この空気 ノズル６２は、前述した空気供給装置２８に空気ダクト３２を通して接続されて いる。

図面の図１を参照して最も良く理解できるように、空気ダクト３２は一方におい てファン３０に、また他方において図面の図１に参照符号５２によって図式的に 示されているように空気ノズル６２（図２参照）に、別々の弁及び制御器（図示 せず）を通して流体流れ関係で接続されている。これにより、空気供給装置２８ は、空気ノズル２６及び５０に関連して前述したと同様な方法によって、空気を 空気ノズル６２に供給し、それからこの空気ノズル６２を通して化石燃料燃焼炉 １０のバーナ区域１６に空気を供給する。

前述した構成に加え、燃焼システム１２は、図面の図１、図２に例示した実施例 によれば、更に、図面の図２に参照符号６６によって総括的に示されている第３ の燃料コンパートメントを包含する。この燃料コンパートメント６６は、風箱２ ２内に、空気コンパートメント６０と実質的に並んだ関係で位置するように設け られている。そして、図面の図２に参照符号６８によって示されている第３の燃 料ノズルが、燃料コンパートメント６６内に、従来公知の適当な取付は手段（図 示せず）によって取付けられている。この燃料ノズル６８は、前述した燃料供給 装置４０に燃料ダクト４４を通して接続されている。図面の図１を参照して最も 良く理解できるように、燃料ダクト４４は、一方において粉砕機４２（この粉砕 機にて、化石燃料燃焼炉１０内で燃焼させようとする化石燃料がこの分野の当業 者にとってよく知られている方法によって粉砕されている）に、また他方におい て図面の図１に参照符号７０によって図式的に示されているように燃料ノズル６ ８（図２参照）に、別々の弁及び制御器（図示せず）を通して、流体流れ関係で 接続されている。これにより、燃料供給装置４０は、燃料ノズル３８及び５６に 関連して前述したと同様な方法によって、燃料を燃料ノズル６８に供給し、それ からこの燃料ノズル６８を通して化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に燃料を 供給する。前述したように、また図面の図１を参照して最も良く見ることができ るように、粉砕機４２はファン３０に接続されて、空気がファン３０からまた粉 砕機４２に供給され、これにより粉砕機４２から燃料コンパートメント６６に供 給された燃料が、この分野の当業者にとってよく知られている方法によって、空 気流れにより燃料ダクト４４を通して輸送される。

燃焼システム１２についての説明を更に続けるに、図面の図１、図２に例示した 実施例によれば、風箱２２内には、図面の図２に参照符号７２によって総括的に 示されている第４の空気コンパートメントが設けられている。この第４の空気コ ンパートメント７２は、風箱２２内に、燃料コンパートメント６６と実質的に並 んだ関係で位置するように設けられている。そして、図面の図２に参照符号７４ によって示されている第４の空気ノズルが、空気コンパートメント７２内に従来 公知の適当な取付は手段（図示せず）によって取付けられている。この空気ノズ ル７４は、前述した空気供給装置２８に空気ダクト３２を通して接続されている 。

図面の図１を参照して最も良く理解できるように、空気ダクト３２は、一方にお いてファン３０に、また他方において図面の図１に参照符号７６によって図式的 に示されているように空気ノズル７４（図２参照）に、別々の弁及び制御器（図 示せず）を通して、流体流れ関係で接続されている。これにより、空気供給装置 ２８は、空気ノズル２６．５０及び６２に関連して前述したと同様な方法によっ て、空気を空気ノズル７４に供給し、それからこの空気ノズル７４を通して化石 燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に空気を供給する。

また、燃焼システム１２のここに例示した実施例によれば、図面の図２に参照符 号７８によって総括的に示されている第４の燃料コンパートメントが、風箱２２ 内に、空気コンパートメント７２と実質的に並んだ関係で位置するように設けら れている。そして、図面の図２に参照符号８０によって示されている第４の燃料 ノズルが、燃料コンパートメント７８内に、従来公知の適当な取付は手段（図示 せず）によって取付けられている。この燃料ノズル８０は、前述した燃料供給装 置４０に燃料ダクト４４を通して接続されている。

図面の図１を参照して最も良く理解できるように、燃料ダクト４４は、一方にお いて粉砕機４４（この粉砕機にて、化石燃料燃焼炉１０内で燃焼させようとする 化石燃料がこの分野の当業者にとってよく知られている方法によって粉砕されて いる）に、また他方において図面の図１に参照符号８２によって図式的に示され ているように燃料ノズル８０（図２参照）に、別々の弁及び制御器（図示せず） を通して、流体流れ関係で接続されている。これにより、燃料供給装置４０は、 燃料ノズル３８．５６及び６８に関連して前述したと同様な方法によって、燃料 を燃料ノズル８８に供給し、それからこの燃料ノズル８８を通して化石燃料燃焼 炉１０のバーナ区域１６に燃料を供給する。前述したように、また図面の図１を 参照して最も良（見ることができるように、粉砕機４２はファン３０に接続され て、空気がファン３０からまた粉砕機４２に供給され、これにより粉砕機４２か ら燃料コンパートメント７８に供給された燃料が、この分野の当業者にとってよ く知られている方法によって、空気流れにより燃料ダクト４４を通して輸送され る。

次に、本発明による高性能オーバファイア空気システム１４の構成、及びこの本 発明による高性能オーバファイア空気システム１４が燃焼システム例えば上記し た燃焼システム１２の一部を構成するようにした方法について、説明する。

この説明をするために、図面の特に図１、図２がｐ照される。したがって、図１ 、図２を参照して最も良く理解できるように、本発明の最良の実施例による高性 能オーバファイア空気システム１４は、図面の図２にそれぞれ参照符号８４及び ８６によって総括的に示されている一対の密結合オーバファイア空気コンパート メントを包含する。これら密結合オーバファイア空気コンパートメント８４及び ８６は、本発明の最良の実施例によれば、燃焼システム１２の風箱２２の上方部 分に、前述した空気コンパートメント７８と実質的に並んだ関係で位置するよう に設けられている。そして、図面の図２にそれぞれ参照符号８８及び９０によっ て示されている一対の密結合オーバファイア空気ノズルが、一対の密結合オーバ ファイア空気コンパートメント８４及び８６内に、オーバファイア空気ノズル８ ８がオーバファイア空気コンパートメント８４内に取付けられまたオーバファイ ア空気ノズル９０がオーバファイア空気コンパートメント８６内に取付けられる ようにして、従来公知の適当な取付は手段（図示せず）によって取付けられてい る。密結合オーバファイア空気ノズル８８及び９０は、夫々、前述した空気供給 装置２８に空気ダクト３２を通して接続されている。

図面の図１を参照して最も良く理解できるように、空気ダクト３２は、一方にお いてファン３０に、また他方において図面の図１に参照符号９２によって図式的 に示されているように密結合オーバファイア空気ノズル８８及び９０に、別々の 弁及び制御器（図示せず）を通して接続されている。これにより、空気供給装置 ２８は、空気を密結合オーバファイア空気ノズル８８及び９０の各々に供給し、 それからこれらオーバファイア空気ノズル８８及び９０を通して化石燃料燃焼炉 １０のバーナ区域１６に空気を供給する。

高性能オーバファイア空気システム１４についての説明を続けるに、本発明の最 良の実施例によれば、高性能オーバファイア空気システム１４は、更に、複数の 分離オーバファイア空気コンパートメントを包含する。複数の分離オーバファイ ア空気コンパートメントは、一対の密結合オーバファイア空気コンパートメント ８４及び８６から間隔を置いてかつ風箱２２の長手方向軸線と実質的に整列する ように、従来公知の適当な取付は手段（図示せず）によって取付けられている。

また、前述した複数の分離オーバファイア空気コンパートメントは、本発明の好 適な実施例によれば、図面の図２にそれぞれ参照符号９４．９６及び９８によつ て総括的に示されている３つのコンパートメントを包含する。そして、図面の図 ２にそれぞれ参照符号１００．１０２及び１０４によって示されている複数の分 離オーバファイア空気ノズルが、複数の分離オーバファイア空気コンパートメン ト９４．９６及び９８内に、オーバファイア、空気ノズル１００がオーバファイ ア空気コンパートメント９４内で垂直（傾斜）及び水平（片揺れ）の両動きがで きるように取付けられるように、またオーバファイア空気ノズル１０２がオーバ ファイア空気コンパートメント９６内で垂直（傾斜）及び水平（片揺れ）の両動 きができるように取付けられるように、更にオーバファイア空気ノズル１０４が オーバファイア空気コンパートメント９８内で垂直（傾斜）及び水平（片揺れ） の両動きができるように取付けられるように、従来公知の適当な取付は手段（図 示せず）によって取付けられている。複数の分離オーバファイア空気ノズル１０ ０．１０２及び１０４の各々は、前述した空気供給装置２８に空気ダクト３２を 通して接続されている。図面の図１を参照して最も良く理解できるように、空気 ダクト３２は、一方においてファン３０に、また他方において図面の図１に参照 符号１０６によって図式的に示されているように分離オーバファイア空気ノズル １００，１０２及び１０４（図２参照）の各々に、別々の弁及び制御器（図示せ ず）を通して接続されている。これにより、空気供給装置２８は、空気を分離オ ーバファイア空気ノズル１００．１０２及び１０４の各々に供給し、それからこ れらオーバファイア空気ノズルを通して化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に 空気を供給する。

次に、本発明にしたがって構成された上記の高性能オーバファイア空気システム １４と、炉例えば上記の化石燃料燃焼炉１０からのＮＯｘ放出の減少を成し遂げ る目的のために高性能オーバファイア空気システム１４が使用されるように設計 されている燃焼システム１２との運転モードについて簡単に説明する。なお、上 記の化石燃料燃焼炉１０に、燃焼システム１２及びこの燃焼システム１２と関連 する高性能オーバファイア空気システム１４の両方が設置されている。

図面の図１及び図２に例示した実施例にしたがって構成されている燃焼システム １２の運転モードについて説明すると、空気及び化石燃料が、風箱２２に設けら れて、上下に交互に位置する空気コンパートメント及び燃料コンパートメントを 通して、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に導入される。すなわち、ここに 例示した燃焼システム１２の実施例によれば、空気は空気コンパートメント２４ ，４８．６０及び７２を通して化石燃料燃焼炉１０のバーナ区≠１６に導入され 、また化石燃料は化石燃料コンパートメント３６゜５４．６６及び７８を通して 化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に導入される。そして、この分野の当業者 にとってよ（知られている方法によって、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６ で、このバーナ区域１６に化石燃料コンパートメント３６．５４．６６及び７８ を通して導入された化石燃料と、このバーナ区域１６に空気コンパートメント２ ４，４８．６０及び７２を通して導入された空気との燃焼が開始される。この化 石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６での化石燃料と空気との燃焼から発生した熱 ガスは、化石燃料燃焼炉１０内を公知の方法によって上向きに流れる。この熱ガ スが化石燃料燃焼炉１０内を上向きに流れる間に、熱ガスは、この分野の当業者 にとってよ（知られている方法によって、管（図示せず）を通して流れる流体に 熱を与える。上記管は、公知の方法によれば、化石燃料燃焼炉１０の４つの壁の すべてに配置されている。

熱ガスは、それから、化石燃料燃焼炉１０の水平通路１８を通して流れ、続いて 化石燃料燃焼炉１０の背部ガス通路２０へ進んで、化石燃料燃焼炉１０を出る。

水平通路１８及び背部ガス通路２０の各々は、一般に、この分野の当業者にとっ てよく知られている方法により、蒸気を発生して過熱するための他の熱交換表面 （図示せず）を収容する。その後、蒸気は、一般に、タービン／発電機（図示せ ず）の１つの構成要素を構成するタービン（図示せず）に流れるようにされ、こ れによって蒸気は上記タービン及びこのタービンと公知の方法により関連する発 電機（図示せず）を駆動する原動力を提供し、これによって上記発電機から電気 が発生させられる。

次に、高性能オーバファイア空気システム１４の運転モードについて説明する。

この高性能オーバファイア空気システム１４の使用によって達成して得ようとす る目的は、大気中窒素固定（サーマルＮｏ）と燃料中窒素（フューエルＮＯ，ｘ ）との両方によるＮＯｘ生成の割合を抑制することにある。これは、１次火炎領 域で得ることができる総酸素を減少することによって達成される。この目的のた めに、高性能オーバファイア空気システム１４の運転モードによれば、オーバフ ァイア空気が、風箱２２の頂部における化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６の 単一の固定高さ位置の１つの又は２つの接近して集合したコンパートメントを通 して、及びより高い位置に配置されている１つ又はそれ以上の追加のコンパート メントを通して、導入される。一般にこの分野において密結合オーバファイア空 気コンパートメントと称されている、上記の接近して集合したコンパートメント は、図面の図２に参照符号８４及び８６によって示されている。また、一般にこ の７分野において分離オーバファイア空気コンパートメントと称されている、上 記のより高い位置に配置さえれているコンパートメントは、図面の図２に参照符 号９４．９６及び９８によって示されている。

本発明にしたがって高性能オーバファイア空気システム１４が持つ１つの特徴は 、次の点にある。すなわち、オーバファイア空気の一部分が密結合オーバファイ ア空気コンパートメント８４及び８６を通して、またオーバファイア空気の他の 一部分が分離オーバファイア空気コンパートメント９４．９６及び９８を通して 化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に導入され、これにより密結合オーバファ イア空気と分離オーバファイア空気との間に、オーバファイア空気の予め決めら れた最良の分配を行うことができる。このオーバファイア空気の最良の分配の利 用から生じる利益は、図面の図３を参照して最も良く理解できるであろう。

図３は、本発明にしたがって構成され、密結合オーバファイア空気と分離オーバ ファイア空気との間にオーバファイア空気の予め決められた分配が行われている 高性能オーバファイア空気システムを使用した時におけるＮＯｘに関しての効果 を表すグラフである。そして、図３に参照符号１０８によって示されている線は 、炉例えば上記した化石燃料燃焼炉１０を燃焼システム例えば上記した燃焼シス テム１２と一緒に運転した時に、該炉からのＮＯｘ　ｐｐｍレベルのベースライ ンプロットを表す。また、図３に参照符号１１０によって示されている線は、炉 例えば上記した化石燃料燃焼炉１０を燃焼システム例えば上記した燃焼システム １４と一緒に０％のオーバファイア空気でもって運転した時に、該炉から放出さ れるＮＯｘ　ｐｐｍレベルのプロットを表す。更に、図３に参照符号１１２によ って示される線は、炉例えば上記した化石燃料燃焼炉１０を、２０％のオーバフ ァイア空気でもってかっこの２０％のオーバファイア空気のすべてを密結合オー バファイア空気として炉に導入するように運転した時に、該炉から放出されるＮ Ｏｘ　ｐｐｍレベルのプロットを表す。更にまた、図３に参照符号１１４によっ て示されている線は、炉例えば上記した化石燃料燃焼炉１０を、２０％のオーバ ファイア空気でもってかつこの２０％のオーバファイア空気のすべてを分離オー バファイア空気として炉に導入するように運転した時に、該炉から放出されるＮ Ｏｘ　ｐｐｍレベルのプロットを表す。

図３を更に参照するに、参照符号１１６によって示されている点は、炉例えば上 記化石燃料燃焼炉１０を、本発明にしたがって構成した高性能オーバファイア空 気システム１４を関連する燃焼システム１２と一緒に２０％のオーバファイア空 気でもって運転させ、この２０％のオーバファイア空気は最良の分配にしたがっ て、その９％のオーバファイア空気が密結合オーバファイア空気としてまた１１ ％のオーバファイア空気が分離オーバファイア空気としてそれぞれ導入される時 に、上記炉から放出されるＮＯｘ　ｐｐｍレベルのプロットを表す。したがって 、図３を参照して前述した説明から、次のことが容易に分かるであろう。

１）　オーバファイア空気の使用により、オーバファイア空気を使用しない時と 比較して、ＮＯｘ　ｐｐｍレベルの減少が生じる。

２）　オーバファイア空気を使用し、かつそのすべてのオーバファイア空気を分 離オーバファイア空気として導入することにより、同じ量のオーバファイア空気 を使用し、かつそのすべてのオーバファイア空気を密結合オーバファイア空気と して導入する時と比較して、ＮＯｘ　ｐｐｍレベルのより一層の減少が生じる。

３）　同じ量のオーバファイア空気を使用するが、しかし、このオーバファイア 空気を最良の分配にしたが　゛って密結合オーバファイア空気及び分離オーバフ ァイア空気として炉に導入することにより、例えば図３に例示したように、２０ ％のオーバファイア空気を炉に導入し、その９％を密結合オーバファイア空気及 びその１１％を分離オーバファイア空気として最良に分配することにより、ＮＯ ｘ　ｐｐｍレベルのさらにより一層の減少が生じる。

そして、この密結合オーバファイア空気と分離オーバファイア空気との間のオー バファイア空気の最良の分配比は、石炭の種類に応じて変えられるであろう。

例えば、歴青炭の場合には、実験によれば、オーバファイア空気の１７３を密結 合オーバファイア空気としてまた２／３を分離オーバファイア空気として分配す ることが、最良の分配比であることがわかった。

次に、本発明にしたがって高性能オーバファイア空気システム１４が持つ第２の 特徴は、分離オーバファイア空気が化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に、該 炉の４つのコーナ部の各々から複数、例えば２．３又はそれ以上のコンパートメ ントを通して導入され、この場合各コンパートメントは分離オーバファイア空気 の縮流れの一部分を異なる燃焼角度で導入し、該角度は、空気ノズル９４．９６ 及び９８を垂直に動かしく傾斜）及び／又は水平に動かす（片揺れ）ことによっ て、炉の平面区域上に分離オーバファイア空気の水平な“スプレィ状”又は“扇 状”の分配を成し遂げるように定められていることである。この化石燃料燃焼炉 １０のバーナ区域１６の平面区域上における分離オーバファイア空気の水平な“ スプレィ状”又は“扇状”の分配の明確な状態が、図面の図４に描かれている。

この図４を参照して最も良く見られるように、分離オーバファイア空気は、本発 明にしたがって、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に、該炉の４つのコーナ 部、すなわち図４に参照符号１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄによってそれぞ れ示されている各コーナ部から導入される。本発明の最良の実施例によれば、こ の分離オーバファイア空気の導入は、図２中に示した前述の分離オーバファイア 空気コンパートメント９４゜９６及び９８を通して、行われる。

図２には示されていないけれども、化石燃料燃焼炉１０の４つのコーナ部１０ａ 、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄは、各々、分離オーバファイア空気コンパートメン ト９４．９６及び９８を具備している。更に、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域 １６に、該炉の４つのコーナ部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄの各々から、 これらの部分に、設けられた分離オーバファイア空気コンパートメント９４．９ ６及び９８を通して導入される分離オーバファイア空気は、図４に参照符号１１ ８゜１２０及び１２２によってそれぞれ示されている異なる燃焼角度で、導入さ れる。なお、参照を容易にするために、図４において、化石燃料燃焼炉１０の４ つのコーナ部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄの各々に関連して同一の符号、 すなわち１１８，１２０及び１２２が用いられている。

更に、図面の図４を参照して最も良く理解できるように、図４に参照符号１１８ ．１２０及び１２２によって示されている異なる燃焼角度での化石燃料燃焼炉１ ０のバーナ区域１６への分離オーバファイア空気の導入は、炉の平面区域上に分 離オーバファイア空気の水平な“スプレィ状“又は“扇状“の分配が生じるよう に行われる。すなわち、図４に示されるように、異なる燃焼角度１１８，１２０ 及び１２２の各々で化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に導入される分離オー バファイア空気は、それぞれ、参照符号１２４．’１２６及び１２８によって示 されている通路を流れる。

そして、これらの通路１２４．１２６及び１２８は、集中して、図４を参照して 最も良く見ることができるように水平な“スプレィ状”又は“扇状”の分配パタ ーンの形の分配パターンを作る。また、図４から見られるように、化石燃料燃焼 炉１０の各コーナ部１０ａ。

１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄから導入された分離オーバファイア空気の分配パター ンは、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６の中央部で互いに実質的にオーバラ ップする。

化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に、分離オーバファイア空気コンパートメ ント９４．９６及び９８からの分離オーバファイア空気を導入するのに異なる燃 焼角度で行うことにより得られる利益は、図面の図５を参照して最も良く理解さ れる。図５は、本発明にしたがって構成され、オーバファイア空気が図４に示し た水平な“スプレィ状”又は“扇状“の分配パターンにしたがりて分配される高 性能オーバファイア空気システムを使用した時におけるＮＯｘに関しての効果を 示すグラフである。

そして、この図５において、参照符号１３０によって示されている点は、炉例え ば上記の化石燃料燃焼炉１０を燃焼システム例えば上記の燃焼システム１２と一 緒に運転し、分離オーバファイア空気コンパートメントを通して導入される分離 オーバファイア空気のすべてを、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に同じ燃 焼角度、すなわち＋１５″の角度で導入し、これにより分離オーバファイア空気 を、燃料コンパートメント３８．５４，６６．７８及び空気コンパートメント２ ４．４８．６０．７２を通してそれぞれ化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に 導入される燃料及び空気に関して、同一回転するように導入した時における、上 記炉からのＮＯｘ　ｐｐｍレベルのプロットを表す。

また、図５に参照符号１３２によって示されている点は、炉例えば上記の化石燃 料燃焼炉１０を燃焼システム例えば上記の燃焼システム１２と一緒に運転し、分 離オーバファイア空気コンパートメントを通して導入される分離オーバファイア 空気のすべてを、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に同じ燃焼角度、すなわ ち−１５°の角度で導入し、これにより分離オーバファイア空気を、燃料コンパ ートメント３８．５４゜６６．７８及び空気コンパートメント２４．４８．６０ ．７２を通してそれぞれ化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に導入される燃料 及び空気に関して、逆回転するように導入した時における、上記炉からのＮ。

ｘ　ｐｐｍレベルのプロットを表す。

図５を更に参照し、図５に参照符号１３４によって示されている点は、炉例えば 上記化石燃料燃焼炉１０を本発明にしたがって構成した高性能オーバファイア空 気システム１４と関連する燃焼システム１４と一緒に運転し、分離オーバファイ ア空気のすべてを異なる燃焼角度で、分離オーバファイア空気コンパートメント ９４．９６及び９８の各々を通して導入し、これにより図面の図４に示した分離 オーバファイア空気の水平な“スプレィ状”又は“扇状“の分配を炉の平面区域 上に行うようにした時における、上記炉からのＮＯｘ　ｐｐｍレベルのプロット を表す。本発明の最良の実施例によれば、分離オーバファイア空気コンパートメ ント９４．９６及び９８に対して前述の目的のために実施された異なる燃焼角度 は、＋１５’、０°及び、−１５°である。したがって、図５を参照して前述し た説明から、次のことが容易にわかるであろう。

１）　分離オーバファイア空気のすべてを一１５°の同一燃焼角度で分離オーバ ファイア空気コンパートメントを通して導入し、分離オーバファイア空気を、燃 料コンパートメント３８．５４．６６．７８及び空気コンパートメント２４，４ ８，６０．７２を通してそれぞれ化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に導入さ れる燃料及び空気に関して、逆回転するように導入することは、分離オーバファ イア空気のすべてを＋１５゜の同一角度で、分離オーバファイア空気コンパ−ト メントを通して導入し、分離オーバファイア空気のすべてを、燃料コンパートメ ント３８，５４，６６．７８及び空気コンパートメント２４．４８．６０及び７ ２を通してそれぞれ化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に導入される燃料及び 空気に関して、同一回転するように導入する場合に比較して、ＮＯｘ　ｐｐｍレ ベルの一層大きな減少が生じる。

２）　分離オーバファイア空気のすべてを＋１５°。

０°及び−１５°の異なる燃焼角度で、分離オーバファイア空気コンパートメン ト９４．９６及び９８を通して導入し、図面の図４に示した分離オーバファイア 空気の水平な“スプレィ状“又は“扇状”の分配を炉の平面区域上に行うように することは、分離オーバファイア空気のすべてを一１５″の同一燃焼角度で、分 離オーバファイア空気コンパートメントを通して導入し、分離オーバファイア空 気を、燃料コンパートメント３８．４４，６６．７８及び空気コンパートメント ２４．４８．６０．７２を通してそれぞれ化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６ に導入される燃料及び空気に関して、逆回転するように導入する場合に比較して 、ＮＯＸ　ｐＩ）ｍレベルの一層大きな減少が生じる。

次に、本発明にしたがって高性能オーバファイア空気システム１４が持つ第３の 特徴は、分離オーバファイア空気が化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に、従 来の燃焼システムで用いられていた速度よりも十分高い速度で、例えば従来の速 度３０〜４５ｍ／５ｅｃ（１００〜１５０　ｆ　ｔ　／　ｓ　ｅ　ｃ　）に対し て６０〜９０ｍ／ｓｅｃ　（２００〜３００ｆ　ｔ／５ｅｃ）の速度で導入され ることにある。分離オーバファイア空気をこのように高い速度で導入することに より得られる利益は、図面の図６を参照して最も良（理解される。この図６は、 本発明にしたがって構成され、オーバファイア空気を炉に高速度で導入する高性 能オーバファイア空気システムを使用した時のＮＯｘについての効果を示すグラ フである。

そして、図６に参照符号１３６によって示されている線は、炉例えば上記化石燃 料燃焼炉１０を燃焼システム例えば上記燃焼システム１２と一緒に運転し、オー バファイア空気を低速度、すなわち従来の燃焼システムで一般的に用いられてい る速度で導入した時における、上記炉からのＮＯｘ　ｐｐｍレベルのプロットを 表す。また、図６に参照符号１３８によって示されている線は、炉例えば上記化 石燃料燃焼炉１０を、本発明にしたがって構成した高性能オーバファイア空気シ ステム１４と関連する燃焼システム１４と一緒に運転し、分離オーバファイア空 気コンパートメント９４゜９６及び９８を通して化石燃料燃焼炉１０のバーナ区 域１６に導入される分離オーバファイア空気を、従来の燃焼システムで用いられ ている速度よりも十分高い速度で、例えば従来の速度３０〜４５ｍ／５ｅｅ（１ ００〜１５０ｆｔ／５ｅｃ）に対して６０〜９０ｍ／ｓ　ｅ　ｃ　（２００〜３ ００　ｆ　ｔ　／　ｓ　ｅ　ｃ　）で導入した時における、上記炉からのＮＯｘ 　ｐｐｍレベルのプロットを表す。

したがって、図６を参照して前述した説明から次のことが容易にわかるであろう 。すなわち、分離オーバファイア空気のすべてを、従来の燃焼システムで用いら れていた速度よりも十分高い速度で、化石燃料燃焼炉１０のバーナ区域１６に分 離オーバファイア空気コンパートメント９４．９６及び９８を通して導入するこ とは、オーバファイア空気のすべてを低速度で、すなわち従来の燃焼システムで 用いられている速度で導入した場合と比較して、ＮＯｘ　ｐｐｍレベルの一層大 きな減少が生じる。

以上述べたように、本発明によれば、化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼シ ステムにおいて使用されるように設計された、ＮＯｘ制御用の新規で改良された 高性能オーバファイア空気システムが提供される。

その上、本発明によれば、ぐう可燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用されるように設計された、ＮＯｘ制御用の高性能オーバ ファイア空気システムが提供される。更に、本発明によれば、ぐう可燃焼式の化 石燃料燃焼炉で用いられる　。

型式の燃焼システムにおいて使用され、ＮＯｘの放出がアメリカ合衆国の法律で 限定されている基準として現在決められているレベルよりも良くないとしても、 少なくとも該レベルと等しいレベルにまで低減することができる、ＮＯｘ制御用 の高性能オーバファイア空気システムが提供される。

また、本発明によれば、ぐう可燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼 システムにおいて使用され、密結合オーバファイア空気コンパートメントと分離 オーバファイア空気コンパートメントとから成る多段高さのオーバファイア空気 コンパートメントの使用が組込まれているＮＯｘ制御用の高性能オーバフッイア 空気システムが提供される。更に、本発明によれば、ぐう可燃焼式の化石燃料燃 焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用されるように設計され、密結 合オーバファイア空気コンパートメントと分離オーバファイア空気コンパートメ ントとの間に、オーバファイア空気の予め決められた最良の分配が行われること を特徴とする、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気システムが提供される 。その上、本発明によれば、ぐう可燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の 燃焼システムにおいて使用されるように設計され、多角度のオーバファイア空気 導入パターンの使用が組込まれている、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空 気システムが提供される。加えるに、本発明によれば、ぐう可燃焼式の化石燃料 燃焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使用されるように設計され、多 角度のオーバファイア空気導入パターンにしたがりて、オーバファイア空気の縮 流れの一部が異なる角度で導入され、炉の平面区域上にオーバファイア空気の水 平な“スプレィ状”又は“扇状”の分配が行われることを特徴とする、ＮＯｘ制 御用の高性能オーバファイア空気システムが提供される。

更に、本発明によれば、ぐう可燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼 システムにおいて使用されるように設計され、オーバファイア空気を炉に従来の 燃焼システムで用いられている速度よりも十分高い速度で導入する５、ＮＯｘ制 御用の高性能オーバファイア空気システムが提供される。その上、本発明によれ ば、ぐう可燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼システムにおいて使 用されるように設計され、運転のために追加の装置、触媒を設けたり、又は燃料 コストが増大することが必要とされない、Ｎ　Ｏｘ制御用の高性能オーバファイ ア空気システムが提供される。

また、本発明によれば、ぐう可燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃焼 システムにおいて使用されるように設計され、ＮＯｘ放出を更に減少するために 用いられる他のＮＯｘ放出減少型式のシステム、例えば石灰石注入システム、再 燃焼システム、及び選択接触還元（ＳＣＲ）システムと完全に適合できることを 特徴とする、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気システムが提供される。

最後に、本発明によれば、ぐう可燃焼式の化石燃料燃焼炉に用いられる型式の燃 焼システムにおいて使用されるように設計され、新規の燃焼システムへの適用で あっても又は既存の燃焼システムへの適用であっても非常に等しく適合できるこ とを特徴とする、ＮＯｘ制御用の高性能オーバファイア空気システムが提供され る。

以上本発明の幾つかの実施例を詳述してきたけれども、その変形（その幾つかは すでに説明されている）がこの分野の当業者にとって容易になし得ることを理解 すべきである。したがって、ここに添付した請求の範囲は、前述した変形例に加 え、本発明の精神及び範囲内の他のすべての変形例を含むものとされている。

（ｎ ■ 要　約 特に化石燃料燃焼炉に使用するのに適当とされる型式の燃焼システムに使用され るように設計された高性能のＮＯｘ制御用オーバファイア空気システム、及び例 えば高性能オーバファイア空気システムを具備する炉を運転する方庄。高性能の ＮＯｘ制御用オーバファイア空気システムは、複数の密結合オーバファイア空気 コンパートメント（８４，８６）と複数の分離オーバファイア空気コンパートメ ント（９４，９６，９８）とから成る多段高さのオーバファイア空気コンパート メントを包含する。密結合オーバファイア空気コンパートメント（８４，８６） は、炉（１０）の第１高さに取付けられている。分離オーバファイア空気コンパ ートメント（９４，９６，９８）は、密結合オーバファイア空気コンパートメン ト（８４，８６）から間隔を置かれているが、これらコンパートメント（８４゜ ８６）と−列に並べられるように、炉（１０）の第２高さに取付けられている。

オーバファイア空気（９２゜１０６）は、密結合オーバファイア空気コンパート メント（８４，８６）と分離オーバファイア空気コンパートメント（９４，９６ ，９８）との両方に次のような方法で供給される。すなわち、第１に、これらオ ーバファイア空気コンパートメント（８４，８６）と（９４，９６，９８）との 間のオーバファイア空気の分配は、予め決められた最良の分配で行われる。第２ は、分離オーバファイア空気コンパートメント（９４゜９６．９８）から出るオ ーバファイア空気（１０６）は、炉の平面区域上にオーバファイア空気の水平な “スプレィ状”又は“扇状”の分配（１２４，１２６゜１２８）を確立する。第 ３に、オーバファイア空気（１０６）は、以前用いられた速度よりも十分に高い 速度で、分離オーバファイア空気コンパートメント（９４，９６，９８）から出 る。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成５年４月路日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　複数の壁を有し、これら壁にバーナ区域が設けられてイる化石燃料燃焼炉の ための高性能オーバファイア空気システムにおいて、 ａ．化石燃料燃焼炉のバーナ区域に第１の高さで取付けられた複数の密結合オー バファイア空気コンパートメント； ｂ．前記複数の密結合オーバファイア空気コンパートメントの各々に取付けられ た複数の密結合オーバファイア空気ノズル； ｃ．化石燃料燃焼炉のバーナ区域に、第２の高さで、前記複数の密結合オーバフ ァイア空気コンパートメントから間隔を置くと共に前記複数の密結合オーバファ イア空気コンパートメントと実質的に一列に並ぶようにして取付けられた複数の 分離オーバファイア空気コンパートメント； ｄ．前記複数の分離オーバファイア空気コンパートメントの各々に取付けられた 複数の分離オーバファイア空気ノズル；及び ｅ．前記密結合オーバファイア空気ノズルと前記分離オーバファイア空気ノズル とに接続され、前記密結合オーバファイア空気ノズルと前記分離オーバファイア 空気ノズルとの両方に、それらの間のオーバファイア空気の予め決められた最良 の分配にしたがってオーバファイア空気を供給し、それからオーバファイア空気 をこれら密結合及び分離オーバファイア空気ノズルを通して化石燃料燃焼炉のバ ーナ区域に供給する空気供給装置； を包含する、高性能のオーバファイア空気システム。 ２　請求項１記載の高性能オーバファイア室気システムにおいて、前記複数の分 離オーバファイア空気ノズルが互いに異なる燃焼角度で延びて、各分離オーバフ ァイア空気ノズルから放出されるオーバファイア空気が化石燃料燃焼炉のバーナ 区域の平面区域上にオーバファイア空気の水平な“スプレイ状”文は“扇状”の 分散を確立する、高性能オーバファイア空気システム。 ３　請求項１記載の高性能オーバファイア空気システムにおいて、前記空気供給 装置は、更に、オーバファイア空気を、化石燃料燃焼炉のコーナ区域に、前記分 離オーバファイア空気ノズルを通して、以前にオーバファイア空気を炉に導入す るのに用いられていた速度よりも十分高い速度で供給する、高性能オーバファイ ア空気システム。 ４　複数の壁を有し、これら壁にバーナ区域が設けられてイる化石燃料燃焼炉の ための高性能オーバファイア空気システムにおいて、 ａ．化石燃料燃焼炉のバーナ区域に第１の高さで取付けられた複数の密結合オー バファイア空気コンパートメント； ｂ．前記複数の密結合オーバファイア空気コンパートメントの各々に取付けられ た複数の密結合オーバファイア空気ノズル； ｃ．化石燃料燃焼炉のバーナ区域に、第２の高さで、前記複数の密結合オーバフ ァイア空気コンパートメントから間隔を置くと共に前記複数の密結合オーバファ イア空気コンパートメントと実質的に一列に並ぶようにして取付けられた複数の 分離オーバファイア空気コンパートメント； ｄ．前記複数の分離オーバファイア空気コンパートメントの各々に取付けられ、 かつ夫々が互いに異なる燃焼角度で延びている複数の分離オーバファイア空気ノ ズル：及び ｅ．前記密結合オーバファイア空気ノズルと前記分離オーバファイア空気ノズル とに接続され、前記密結合オーバファイア空気ノズルと前記分離オーバファイア 空気ノズルとの両方に、オーバファイア空気を供給し、それから各分離オーバフ ァイア空気ノズルから放出されるオーバファイア空気が化石燃料燃焼炉の平面区 域上にオーバファイア空気の水平な“スプレイ状”又は“扇状”の分配を確立す るように、オーバファイア空気をこれら密結合及び分離オーバファイア空気ノズ ルを通して化石燃料燃焼炉のバーナ区域に供給する空気供給装置； を包含する、高性能オーバファイア空気システム。 ５　請求項４記載の高性能オーバファイア空気システムにおいて、前記空気供給 装置は、更に、オーバファイア空気を、化石燃料燃焼炉のコーナ区域に、前記分 離オーバファイア空気ノズルを通して、以前にオーバファイア空気を炉に導入す るのに用いられていた速度よりも十分高い速度で供給する、高性能オーバファイ ア空知システム。 ６　複数の壁を有し、これら壁にバーナ区域が設けられている化石燃料燃焼炉の ための高性能オーバファイア空気システムにおいて、 ａ．化石燃料燃焼炉のバーナ区域に第１の高さで取付けられた複数の密結合オー バファイア空気コンパートメント； ｂ．前記複数の密結合オーバファイア空気コンパートメントの各々に取付けられ た複数の密結合オーバファイア空気ノズル； ｃ．化石燃料燃焼炉のバーナ区域に、第２の高さで、前記複数の密結合オーバフ ァイア空気コンパートメントから間隔を置くと共に前記複数の密結合オーバファ イア空気コンパートメントと実質的に一列に並ぶようにして取付けられた複数の 分離オーバファイア空気コンパートメント； ｄ．前記複数の分離オーバファイア空気コンパートメントの各々に取付けられた 複数の分離オーバファイア空気ノズル；及び ｅ．前記密結合オーバファイア空気ノズルと前記分離オーバファイア空気ノズル に接続され、前記密結合オーバファイア空気ノズルと前記分離オーバファイア空 気ノズル合オーバファイア空気ノズルと前記分離オーバファイア空気ノズルとの 両方に、オーバファイア空気を供給し、それから前記分離オーバファイア空気ノ ズルを通して化石燃料燃焼炉のバーナ区域に供給されたオーバファイア空気が、 以前にオーバファイア空気を炉に導入するのに用いられていた速度よりも十分高 い速度で供給されるように、オーバファイア空気をこれら密結合及び分離オーバ ファイア空気ノズルを通して化石燃料燃焼炉のバーナ区域に供給する空気供給装 置； を包含する、高性能オーバファイア空気システム。 ７　請求項６記載の高性能オーバファイア空気システムにおいて、前記空気供給 装置は、更に、密結合オーバファイア空気ノズルと前記分離オーバファイア空気 ノズルとの両方に、それらの間のオーバファイア空気の予め決められた最良の分 配にしたがってオーバファイア空気を供給する、高性能オーバファイア空気シス テム。 ８　複数の壁を有する化石燃料燃焼炉であって、上記壁にバーナ区域を設け、こ のバーナ区域には複数の密結合オーバファイア空気ノズルと複数の分離オーバフ ァイア空気ノズルとを有する高性能オーバファイア空気システムを設け、この高 性能オーバファイア空気システムは、上記密結合オーバファイア空気ノズルと上 記分離オーバファイア空気ノズルとの間に予め決められた最良の分配にしたがっ て、密結合オーバファイア空気を上記複数の密結合オーバファイア空気ノズル及 びそれからこれら密結合オーバファイア空気ノズルを通して化石燃料燃焼炉のバ ーナ区域に供給し、また分離オーバファイア空気を上記複数の分離オーバファイ ア空気ノズル及びそれからこれら分離オーバファイア空気ノズルを通して化石燃 料燃焼炉のバーナ区域に供給する段階を包含する、化石燃料燃焼炉のＮＯｘ制御 運転方法。 ９　請求項８記載の方法において、更に、前記分離オーバファイア空気を前記複 数の分離オーバファイア空気ノズルを通して互いに異なる燃焼角度で導入し、前 記分離オーバファイア空気ノズルから放出される分離オーバファイア空気が化石 燃料燃焼炉のバーナ区域の平面区域上にオーバファイア空気の水平な“スプレイ 状２又は“扇状”の分配を確立する段階を包含する、化石燃料燃焼炉のＮＯｘ制 御運転方法。 １０　請求項９記載の方法において、更に、前記分離オーバファイア空気を、化 石燃料燃焼炉のバーナ区域に、分離オーバファイア空気ノズルを通して、以前に オーバファイア空気を炉に導入するのに用いられていた速度よりも十分高い速度 で供給する段階を包含する、化石燃料燃焼炉のＮＯｘ制御運転方法。 １１　複数の壁を有する化石燃料燃焼炉であって、上記壁にバーナ区域を設け、 このバーナ区域には複数の密結合オーバファイア空気ノズルと複数の分離オーバ ファイア空気ノズルとを有する高性能オーバファイア空気システムを設け、この 高性能オーバファイア空気システムは、密結合オーバファイア空気を上記複数の 密結合オーバファイア空気ノズル及びそれからこれら密結合オーバファイア空気 ノズルを通して化石燃料燃焼炉のバーナ区域に供給する段階と、分離オーバファ イア空気を上記複数の分離オーバファイア空気ノズル及びそれからこれら分離オ ーバファイア空気ノズルを通して互いに異なる燃焼角度で化石燃料燃焼炉のバー ナ区域に供給し、これにより前記分離オーバファイア空気ノズルから放出される 分離オーバファイア空気が化石燃料燃焼炉のバーナ区域の平面区域上にオーバフ ァイア空気の水平な“スプレイ状”又は“扇状”の分配を確立する段階を包含す る、化石燃料燃焼炉のＮＯｘ制御運転方法。 １２　請求項１１記載の方法において、更に、前記分離オーバファイア空気を、 化石燃料燃焼炉のバーナ区域に、分離オーバファイア空気ノズルを通して、以前 にオーバファイア空気を炉に導入するのに用いられていた速度よりも十分高い速 度で供給する段階を包含する、化石燃料燃焼炉のＮＯｘ制御運転方法。 １３　複数の壁を有する化石燃料燃焼炉であって、上記壁にバーナ区域を設け、 このバーナ区域には複数の密結合オーバファイア空気ノズルと複数の分離オーバ ファイア空気ノズルとを有する高性能オーバファイア空気システムを設け、この 高性能オーバファイア空気システムは、密結合オーバファイア空気を上記複数の 密結合オーバファイア空気ノズル及びそれからこれら密結合オーバファイア空気 ノズルを通して化石燃料燃焼炉のバーナ区域に供給する段階と、分離オーバファ イア空気を上記複数の分離オーバファイア空気ノズル及びそれからこれら分離オ ーバファイア空気ノズルを通して化石燃料燃焼炉のバーナ区域に供給し、前記分 離オーバファイア空気を、化石燃料燃焼炉のバーナ区域に、分離オーバファイア 空気ノズルを通して、以前にオーバファイア空気を炉に導入するのに用いられて いた速度よりも十分高い速度で供給する段階を包含する、化石燃料燃焼炉のＮＯ ｘ制御運転方法。 １４　請求項１３記載の方法において、更に、前記分離オーバファイア空気を前 記複数の分離オーバファイア空気ノズルを通して互いに異なる燃焼角度で化石燃 料燃焼炉のバーナ区域に導入し、前記複数の分離オーバファイア空気ノズルから 放出される分離オーバファイア空気が化石燃料燃焼炉のバーナ区域の平面区域上 にオーバファイア空気の水平な“スプレイ状”文は“扇状”の分配を確立する段 階を包含する、化石燃料燃焼炉のＮＯｘ制御運転方法。