JPH08200618A - Pulverized coal combustion burner - Google Patents

Pulverized coal combustion burner

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Publication number
JPH08200618A
JPH08200618A JP1126395A JP1126395A JPH08200618A JP H08200618 A JPH08200618 A JP H08200618A JP 1126395 A JP1126395 A JP 1126395A JP 1126395 A JP1126395 A JP 1126395A JP H08200618 A JPH08200618 A JP H08200618A
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JP
Japan
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pulverized coal
coal
nozzle
flow
burner
Prior art date
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Pending
Application number
JP1126395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Kobayashi
啓信 小林
Masayuki Taniguchi
正行 谷口
Takeshi Kono
豪 河野
Hirofumi Okazaki
洋文 岡▲崎▼
Shigeki Morita
茂樹 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08200618A publication Critical patent/JPH08200618A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】低負荷でも安定に燃焼でき、かつNOx濃度を
低減できる微粉炭バーナを提供する。 【構成】微粉炭を一次空気で搬送するノズル102の内
周に、上流から旋回流発生器120と分離強化手段11
9と分離空間127と整流器109を配置する。旋回流
発生器には、複数の投入口から微粉炭を流入させる。 【効果】微粉炭ノズル口縁の微粉炭濃度を高め、しかも
ノズル内の円周方向の微粉炭濃度を一様にできるので、
微粉炭量が少なくても火炎を安定に保つことができ、N
Ox低減も達成できる。
(57) [Summary] [Objective] To provide a pulverized coal burner capable of stable combustion even under a low load and reducing the NOx concentration. [Structure] A swirl flow generator 120 and a separation strengthening means 11 are provided from the upstream side to the inner circumference of a nozzle 102 for conveying pulverized coal by primary air.
9, the separation space 127, and the rectifier 109 are arranged. Pulverized coal is introduced into the swirl flow generator from a plurality of inlets. [Effect] Since the pulverized coal concentration at the edge of the pulverized coal nozzle can be increased and the pulverized coal concentration in the circumferential direction in the nozzle can be made uniform,
Even if the amount of pulverized coal is small, the flame can be kept stable and N
Ox reduction can also be achieved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、石炭焚ボイラや石炭燃
焼炉に使用するのに好適な微粉炭燃焼バーナに係り、特
に負荷低下時の火炎の安定性が優れている微粉炭燃焼バ
ーナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulverized coal combustion burner suitable for use in a coal-fired boiler and a coal combustion furnace, and more particularly to a pulverized coal combustion burner excellent in flame stability at the time of load reduction. .

【0002】[0002]

【従来の技術】石炭焚ボイラや石炭燃焼炉から発生する
NOxを少なくするために、微粉炭燃焼バーナの構造が
いろいろ検討されている。その一つとして、石炭粒子と
搬送用空気との混合物を噴出する微粉炭ノズルを中央に
備え、その外側に燃焼用空気を旋回流にして噴出する少
なくとも一つの空気ノズルを同心状に備えたバーナがあ
る。空気ノズルは、通常、同心状に二つ備えられてい
る。
2. Description of the Related Art Various structures of a pulverized coal combustion burner have been studied in order to reduce NOx generated from a coal-fired boiler and a coal combustion furnace. As one of the burners, a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of coal particles and carrier air is provided in the center, and at the outside thereof, at least one air nozzle for ejecting a combustion air in a swirling flow is concentrically provided. There is. Usually, two air nozzles are concentrically provided.

【0003】この種の微粉炭燃焼バーナでは、微粉炭ノ
ズルの噴出口の近傍に燃料過剰で燃焼する還元炎領域が
形成され、その還元炎を取り囲むように酸素濃度の高い
酸化炎領域が形成されて、火炎内脱硝燃焼が行われる。
還元炎領域では、石炭中の窒素が燃焼初期の熱分解時に
シアン化水素(HCN)やアンモニア(NH3)などの窒
素化合物に分解されて気相中へ放出される。これらの窒
素化合物は酸化されてNOxになる一方で、酸素濃度の
低い条件下ではNOxを還元する効果があり、発生した
NOxを還元する。酸化炎領域では、酸素濃度の高い燃
焼を行って、還元炎領域で燃焼しきれなかった未燃分を
完全に燃焼させる。
In this kind of pulverized coal combustion burner, a reducing flame region that burns due to excess fuel is formed near the ejection port of the pulverized coal nozzle, and an oxidizing flame region having a high oxygen concentration is formed so as to surround the reducing flame. Then, the denitration combustion in the flame is performed.
In the reducing flame region, nitrogen in coal is decomposed into nitrogen compounds such as hydrogen cyanide (HCN) and ammonia (NH 3 ) at the time of thermal decomposition in the early stage of combustion and released into the gas phase. While these nitrogen compounds are oxidized to NOx, they have the effect of reducing NOx under conditions of low oxygen concentration, and reduce the generated NOx. In the oxidizing flame region, combustion with a high oxygen concentration is performed to completely burn unburned components that could not be burned in the reducing flame region.

【0004】他方、原子力発電が電力供給のベースロー
ドとなる今日では、従来、一定負荷で運用されてきた石
炭火力も負荷変動の高い運用を要求されている。石炭焚
ボイラにおいても、石炭燃焼のみで燃焼する負荷を可能
な限り低減しようとする傾向にある。しかし、バーナに
よる石炭粒子の燃焼では、石炭粒子の量を少なくすると
火炎が不安定になる。そこで、石炭粒子の量を少なくし
ても火炎が不安定にならないようにする工夫がされてい
る。このようにしたバーナの一例が、特開平2−259308
号公報及び特開平3−241208 号公報に示されており、石
炭粒子と搬送空気との混合物を旋回させることによっ
て、微粉炭ノズル内の外周側を流れる石炭粒子の濃度を
中央を流れる石炭粒子の濃度よりも高めている。
On the other hand, nowadays when nuclear power generation is the base load for power supply, coal-fired thermal power, which has been conventionally operated with a constant load, is also required to operate with a high load fluctuation. Even in coal-fired boilers, there is a tendency to reduce the load of burning only by burning coal as much as possible. However, in burning coal particles with a burner, the flame becomes unstable when the amount of coal particles is reduced. Therefore, measures are taken to prevent the flame from becoming unstable even if the amount of coal particles is reduced. An example of such a burner is disclosed in JP-A-2-259308.
Japanese Patent Laid-Open Publication No. 3-241208 discloses that the concentration of coal particles flowing on the outer peripheral side in a pulverized coal nozzle is changed by swirling a mixture of coal particles and carrier air. It is higher than the concentration.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】石炭焚ボイラの排出N
Ox濃度を低減するためには、火炎内脱硝方式を用いた
微粉炭バーナにおいて、還元炎領域におけるNOxの還
元反応を促進させることが重要になる。これには、燃焼
用空気の供給方法を改善するばかりでなく、石炭粒子の
供給方法を改善して燃料過剰燃焼を達成させ、還元炎領
域における石炭粒子の熱分解の能力を高めることが有効
になる。
Emissions N of coal-fired boiler
In order to reduce the Ox concentration, it is important to promote the NOx reduction reaction in the reducing flame region in the pulverized coal burner using the in-flame denitration system. To this end, it is effective not only to improve the supply method of combustion air, but also to improve the supply method of coal particles to achieve fuel overcombustion and enhance the ability of thermal decomposition of coal particles in the reducing flame region. Become.

【0006】石炭焚ボイラの運用性を高めるためには、
短い時間で負荷を変動させる必要がある。この観点です
ぐれた方法は、微粉炭バーナの運用下限を低負荷まで拡
げることである。
In order to improve the operability of the coal-fired boiler,
It is necessary to change the load in a short time. A good method from this point of view is to extend the operating limit of pulverized coal burners to low loads.

【0007】しかし、微粉炭バーナにおいては、石炭粒
子をバーナに供給するための搬送管内を流れる石炭粒子
の流速をある一定速度以下には下げることができず、こ
のため搬送管に供給する空気の流量を減らすにも限度が
ある。石炭粒子の流速が遅すぎると搬送管の内部に石炭
粒子が沈降し搬送管を閉塞する原因になり、また、火炉
の火炎が搬送管へ逆流する原因になる。
However, in the pulverized coal burner, the flow velocity of the coal particles flowing in the carrier pipe for supplying the coal particles to the burner cannot be reduced to a certain speed or lower, and therefore the air supplied to the carrier pipe cannot be reduced. There is a limit to reducing the flow rate. If the flow velocity of the coal particles is too slow, the coal particles will settle inside the carrier pipe and block the carrier pipe, and the flame of the furnace will flow back into the carrier pipe.

【0008】このため、微粉炭バーナの運用下限を低負
荷まで拡げる方法では、石炭流量とともに空気流量を減
らす際に、ある程度の負荷まできたら搬送空気の流量を
一定にし石炭の供給量を減少させることで対応しなけれ
ばならない。石炭の供給量のみが減少すると、搬送空気
に含まれる石炭の濃度が低くなり、火炎が微粉炭ノズル
の出口近傍に形成されにくくなり、石炭粒子と燃焼用空
気の混合が進んだのちに石炭粒子が燃焼するようにな
る。この結果、火炎内にNOxの還元領域を形成しにく
くなる。
For this reason, in the method of expanding the operation lower limit of the pulverized coal burner to a low load, the flow rate of the carrier air is made constant and the supply amount of the coal is reduced when the load of the coal is reduced to some extent when the flow rate of the air is reduced together with the flow rate of the coal. Must be dealt with. When only the supply amount of coal decreases, the concentration of coal contained in the carrier air decreases, flames are less likely to be formed near the outlet of the pulverized coal nozzle, and the coal particles are mixed after the mixing of the coal particles and the combustion air progresses. Will start to burn. As a result, it becomes difficult to form a NOx reduction region in the flame.

【0009】このようなことから、従来技術では、石炭
粒子と搬送空気との混合物を旋回させることによって、
微粉炭ノズル内に局部的に石炭粒子の濃度の高い領域を
作り、石炭粒子の量が少ない負荷低下時でも火炎が安定
に形成されるようにしている。
Therefore, in the prior art, by swirling a mixture of coal particles and carrier air,
A region where the concentration of coal particles is high is locally formed in the pulverized coal nozzle so that the flame is stably formed even when the load is low and the amount of coal particles is small.

【0010】しかし、実際問題として、石炭粒子と搬送
空気との混合物を単純に旋回させても、負荷低下時に火
炎を安定に保つことはできず、失火しやすい。
However, as a practical matter, even if the mixture of coal particles and carrier air is simply swirled, the flame cannot be kept stable when the load is reduced, and misfire is likely to occur.

【0011】本発明の目的は、微粉炭ノズルの外周に少
なくとも一つの空気ノズルを同心状に備えるとともに、
微粉炭ノズル内の石炭粒子と搬送空気との混合物を旋回
させてノズル内外周側の石炭粒子濃度を局部的に高くし
たバーナにおいて、負荷低下時の火炎の安定性がすぐ
れ、しかもNOxの還元効果がすぐれた微粉炭燃焼バー
ナを提供することにある。
An object of the present invention is to provide at least one air nozzle concentrically on the outer periphery of a pulverized coal nozzle,
In a burner in which the mixture of coal particles in the pulverized coal nozzle and carrier air is swirled to locally increase the concentration of coal particles on the inner and outer peripheral sides of the nozzle, the flame stability is excellent when the load is reduced, and the NOx reduction effect is also achieved. To provide an excellent pulverized coal combustion burner.

【0012】本発明の他の目的は、低負荷まで石炭のみ
で安定に燃焼させることができるとともに、負荷変化率
を高めることができる微粉炭ボイラ発電システムを提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a pulverized coal boiler power generation system capable of stably burning only coal up to a low load and increasing the load change rate.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記(1)な
いし(18)のバーナによって達成される。
The present invention is achieved by the following burners (1) to (18).

【0014】(1)石炭粒子と搬送用空気との混合物を
直進流で噴出する微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を旋
回流にして噴出する少なくとも一つの空気ノズルを同心
状に備え、前記石炭粒子と搬送用空気との混合物を旋回
させる旋回流発生手段と該旋回流発生手段によって形成
された旋回流を直進流に変える整流手段とを備え、該旋
回流発生手段における石炭粒子と搬送用空気との混合物
の供給口を旋回方向の複数箇所に備えた微粉炭燃焼バー
ナ。
(1) At least one air nozzle, which ejects a combustion air in a swirling flow, is concentrically provided on the outer periphery of a pulverized coal nozzle which ejects a mixture of coal particles and a carrier air in a straight flow. Coal particles and carrier air in the swirl flow generating means are provided with swirl flow generating means for swirling a mixture of particles and transport air, and rectifying means for converting the swirl flow formed by the swirl flow generating means into a straight flow. Pulverized coal combustion burner equipped with multiple mixture supply ports in the swirling direction.

【0015】(2)前記(1)のバーナにおいて、微粉
炭ノズル内に複数の羽根を有する旋回流発生手段を備
え、該旋回流発生手段における石炭粒子と搬送用空気と
の混合物の供給口を羽根と羽根との間に設け且つ複数箇
所に設けた微粉炭燃焼バーナ。
(2) In the burner of the above (1), a pulverized coal nozzle is provided with a swirl flow generating means having a plurality of blades, and a supply port for a mixture of coal particles and carrier air in the swirl flow generating means is provided. Pulverized coal combustion burner provided between the blades and at a plurality of locations.

【0016】(3)前記(1)のバーナにおいて、微粉
炭ノズルの後端側壁面の複数箇所の接線方向に石炭粒子
と搬送用空気との混合物の供給口を備え、該混合物が接
線方向から供給されることによって旋回流が形成される
ようにした微粉炭燃焼バーナ。
(3) In the burner of the above (1), supply ports for a mixture of coal particles and conveying air are provided at a plurality of tangential directions on the rear end side wall surface of the pulverized coal nozzle, and the mixture is provided in a tangential direction. A pulverized coal combustion burner in which a swirl flow is formed by being supplied.

【0017】(4)前記(1)ないし(3)のいずれか
のバーナにおいて、整流手段として、石炭粒子と搬送用
空気との混合物の旋回を妨げる抵抗体を設けた微粉炭燃
焼バーナ。
(4) In the burner according to any one of (1) to (3), a pulverized coal combustion burner is provided with a resistor for preventing swirling of a mixture of coal particles and carrier air as a rectifying means.

【0018】(5)前記(4)のバーナにおける抵抗体
として、微粉炭ノズル内に複数の板状部材を放射状に設
けた微粉炭燃焼バーナ。
(5) A pulverized coal combustion burner in which a plurality of plate-like members are radially provided in a pulverized coal nozzle as a resistor in the burner of (4).

【0019】(6)前記(1)ないし(5)のいずれか
のバーナにおいて、旋回流発生手段と整流手段との間
に、旋回流に含まれる石炭粒子のうちの相対的に小さな
微粒子をノズル内中央部に慣性力によって移動させるの
に充分な空間を設けた微粉炭燃焼バーナ。
(6) In the burner according to any one of (1) to (5), a relatively small particle of the coal particles contained in the swirl flow is nozzled between the swirl flow generating means and the rectifying means. A pulverized coal combustion burner with a space sufficient to move it by inertial force in the inner center.

【0020】(7)石炭粒子と搬送用空気との混合物を
直進流で噴出する微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を旋
回流にして噴出する少なくとも一つの空気ノズルを同心
状に備え、石炭粒子と搬送用空気との混合物を旋回させ
る旋回流発生手段と,該微粉炭ノズル内を出口方向に向
かって流れる該混合物の旋回流の強さを次第に弱める手
段と,該旋回流を直進流に変える整流手段とを備え、該
旋回流発生手段における石炭粒子と搬送用空気との混合
物の供給口を旋回方向の複数箇所に備えた微粉炭燃焼バ
ーナ。
(7) At least one air nozzle, which ejects a combustion air in a swirling flow, is concentrically provided on the outer periphery of a pulverized coal nozzle that ejects a mixture of coal particles and a carrier air in a straight flow. Flow generating means for swirling the mixture of air and carrier air, means for gradually weakening the strength of the swirling flow of the mixture flowing in the pulverized coal nozzle toward the outlet, and changing the swirling flow into a straight flow. A pulverized coal combustion burner provided with a rectifying means and provided with a supply port for a mixture of coal particles and conveying air in the swirling flow generating means at a plurality of positions in the swirling direction.

【0021】(8)前記(7)のバーナにおいて、石炭
粒子と搬送用空気との混合物の旋回流の強さを弱める手
段として、微粉炭ノズルの流路断面積を下流側に向かっ
て拡大する手段を備えた微粉炭燃焼バーナ。
(8) In the burner of the above (7), as a means for weakening the strength of the swirling flow of the mixture of coal particles and carrier air, the flow passage cross-sectional area of the pulverized coal nozzle is enlarged toward the downstream side. Pulverized coal combustion burner with means.

【0022】(9)前記(8)のバーナにおいて、流路
断面積拡大手段として、微粉炭ノズルの軸中心部に円錐
状をなし円錐の頂部が下流側を向けた部材を配置した微
粉炭燃焼バーナ。
(9) In the burner of the above (8), as a flow passage cross-sectional area enlarging means, a pulverized coal combustion in which a member having a conical shape at the axial center of the pulverized coal nozzle and the top of the cone is directed to the downstream side is arranged Burner.

【0023】(10)石炭粒子と搬送用空気との混合物
を直進流で噴出する微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を
旋回流にして噴出する少なくとも一つの空気ノズルを同
心状に備え、石炭粒子と搬送用空気との混合物を旋回さ
せる旋回流発生手段と,該微粉炭ノズル内を出口方向に
向かって流れる該混合物の旋回流を複数個の環状の流れ
に分割する分配手段と,該分配手段によって複数の流れ
に分割された旋回流を直進流へ変換する整流手段とを備
え、該旋回流発生手段における石炭粒子と搬送用空気と
の混合物の供給口を旋回方向の複数箇所に備えた微粉炭
燃焼バーナ。
(10) At least one air nozzle for ejecting a combustion air in a swirl flow is concentrically provided on the outer periphery of a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of coal particles and a carrier air in a straight flow, and coal particles are provided. Flow generating means for swirling a mixture of air and carrier air, distributing means for dividing the swirling flow of the mixture flowing in the pulverized coal nozzle toward the outlet direction into a plurality of annular flows, and the distributing means A fine powder provided with a rectifying means for converting a swirl flow divided into a plurality of flows into a straight flow, and supply ports for a mixture of coal particles and carrier air in the swirl flow generating means at a plurality of positions in the swirl direction. Charcoal burning burner.

【0024】(11)石炭粒子と搬送用空気との混合物
を直進流で噴出する微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を
旋回流にして噴出する少なくとも一つの空気ノズルを同
心状に備え、前記石炭粒子と搬送用空気との混合物を旋
回させる旋回流発生手段と,該微粉炭ノズル内を出口方
向に向かって流れる該混合物の旋回流の強さを次第に弱
める手段と,前記微粉炭ノズルの噴出口近傍にて該旋回
流を複数個の環状の流れに分割する分配手段と,該旋回
流を直進流に変える整流手段とを備え、該旋回流発生手
段における石炭粒子と搬送用空気との混合物の供給口を
旋回方向の複数箇所に備えた微粉炭燃焼バーナ。
(11) At least one air nozzle for ejecting a combustion air in a swirling flow is concentrically provided on the outer periphery of a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of coal particles and a carrier air in a straight flow, A swirl flow generating means for swirling a mixture of particles and carrier air, a means for gradually weakening the strength of the swirl flow of the mixture flowing in the pulverized coal nozzle toward the outlet, and an outlet of the pulverized coal nozzle A distribution means for dividing the swirling flow into a plurality of annular flows in the vicinity and a rectifying means for converting the swirling flow into a straight flow are provided, and a mixture of coal particles and carrier air in the swirling flow generating means is provided. Pulverized coal combustion burner with supply ports at multiple points in the turning direction.

【0025】(12)前記(10)又は(11)のバー
ナにおける前記分配手段として、微粉炭ノズル内に該ノ
ズルと軸心を同じにする少なくとも一つの筒状部材を設
けた微粉炭燃焼バーナ。
(12) A pulverized coal combustion burner in which at least one cylindrical member having the same axis as the nozzle is provided in the pulverized coal nozzle as the distributing means in the burner of (10) or (11).

【0026】(13)前記(12)のバーナにおいて、
筒状部材の筒の内径及び外径をほぼ一定にし、微粉炭ノ
ズルの上流側に位置する該筒状部材の外面に傾斜を設け
た微粉炭燃焼バーナ。
(13) In the burner of (12) above,
A pulverized coal combustion burner in which an inner diameter and an outer diameter of a cylinder of a tubular member are made substantially constant, and an inclination is provided on an outer surface of the tubular member located upstream of a pulverized coal nozzle.

【0027】(14)前記(12)のバーナにおいて、
筒状部材の筒の内径及び外径を上流側で大きくし下流側
で小さくすることによって該筒状部材の下端における微
粉炭と搬送空気との混合物の流速を筒の内外でほぼ等し
くした微粉炭燃焼バーナ。 (15)前記(1)ないし(14)のいずれかのバーナ
において、旋回流発生手段で発生させる旋回流の強さを
変える手段を備えた微粉炭燃焼バーナ。
(14) In the burner of (12) above,
Pulverized coal in which the flow velocity of the mixture of pulverized coal and carrier air at the lower end of the tubular member is made substantially equal inside and outside the tubular member by increasing the inner diameter and outer diameter of the tubular member on the upstream side and decreasing it on the downstream side. Combustion burner. (15) A pulverized coal combustion burner according to any one of the above (1) to (14), which is provided with a means for changing the strength of the swirl flow generated by the swirl flow generating means.

【0028】(16)前記(15)のバーナにおいて、
微粉炭ノズル内に複数の羽根を有する旋回流発生手段を
備え、該羽根の傾きを変えることによって旋回流の強さ
が変えられるようにした微粉炭燃焼バーナ。
(16) In the burner of (15) above,
A pulverized coal combustion burner comprising a swirl flow generating means having a plurality of blades in a pulverized coal nozzle, and changing the inclination of the blades to change the strength of the swirl flow.

【0029】(17)前記(15)又は(16)のバー
ナにおける旋回流発生手段で発生させる旋回流の強さ
を、低負荷時に大きくなり、高負荷時に小さくなるよう
に変える手段を備えた微粉炭燃焼バーナ。
(17) A fine powder provided with means for changing the strength of the swirl flow generated by the swirl flow generating means in the burner of (15) or (16) so that it becomes large at low load and becomes small at high load. Charcoal burning burner.

【0030】(18)前記(1)ないし(17)のいず
れかのバーナにおいて、微粉炭ノズル内にオイルバーナ
を備えた微粉炭燃焼バーナ。
(18) In the burner according to any one of (1) to (17) above, a pulverized coal combustion burner having an oil burner in the pulverized coal nozzle.

【0031】本発明のバーナにおいて、石炭粒子と搬送
空気(以下、一次空気ともいう)との混合物の旋回流を
直進流に変換する整流手段として、板状部材を微粉炭ノ
ズル中心部から放射状に複数枚取り付けた場合には、こ
の板状部材を微粉炭ノズルの流路幅全体に渡って取り付
けるようにすることが望ましく、これにより、旋回流を
間断なく直進流に変換することができる。
In the burner of the present invention, the plate member is radially arranged from the central portion of the pulverized coal nozzle as a rectifying means for converting a swirling flow of a mixture of coal particles and carrier air (hereinafter also referred to as primary air) into a straight flow. When a plurality of plate-like members are attached, it is desirable that the plate-like member is attached over the entire flow passage width of the pulverized coal nozzle, whereby the swirling flow can be converted into a straight flow without interruption.

【0032】微粉炭ノズル内の旋回流発生手段の下流に
は、旋回に伴う遠心力によって外周側に相対的に粒径の
大きい粗粒を集め、中心側に相対的に粒径の小さい微粒
を集めるために必要な分離空間を設けることが望まし
い。分離空間を設けることにより、石炭粒子の粒子径に
よる分別効果が高まる。また、この分離空間に微粉炭ノ
ズルの流路段面積を下流に向けて次第に大きくする手段
を設けることにより、ノズルの外周側の石炭粒子の平均
径を大きくし、中心側の平均径を小さくする効果がより
高まる。
Downstream of the swirling flow generating means in the pulverized coal nozzle, coarse particles having a relatively large particle size are collected on the outer peripheral side by the centrifugal force associated with the swirling, and fine particles having a relatively small particle size are disposed on the central side. It is desirable to provide the necessary separation space for collecting. By providing the separation space, the sorting effect based on the particle size of the coal particles is enhanced. Further, by providing means for gradually increasing the flow path step area of the pulverized coal nozzle in the separation space toward the downstream, the effect of increasing the average diameter of the coal particles on the outer peripheral side of the nozzle and decreasing the average diameter of the center side Will be higher.

【0033】旋回流発生器は、その軸芯に一体的に取り
付けた支持棒を介して駆動機に接続させることが望まし
い。旋回流発生器を駆動機によって調節可能にすれば、
微粉炭ノズルを流れる搬送空気の旋回強度の調節が可能
になる。旋回強度を調節することにより、ノズルの中心
部を流れる石炭粒子のうち相対的に大きな粒子がノズル
内外周側に移動する割合を調節することができ、ノズル
内外周部の石炭濃度を中心部の石炭濃度よりも相対的に
高くすることができる。
The swirl flow generator is preferably connected to the driving machine via a support rod integrally attached to the axis of the swirl flow generator. If the swirl generator can be adjusted by the drive,
The swirling strength of the carrier air flowing through the pulverized coal nozzle can be adjusted. By adjusting the swirl strength, it is possible to adjust the proportion of relatively large particles moving to the inner and outer peripheral sides of the nozzle among the coal particles flowing in the central part of the nozzle, and the coal concentration in the inner and outer peripheral parts of the nozzle It can be relatively higher than the coal concentration.

【0034】また、本発明においては、負荷指令に応じ
て旋回流発生器の旋回強度及び搬送気体の流量調節弁の
開度を制御するようにした制御手段を設けることが望ま
しく、これにより石炭粒子の低負荷時には、旋回流発生
器の旋回強度を高めて微粉炭ノズル口縁の石炭濃度を高
めることができる。
Further, in the present invention, it is desirable to provide a control means for controlling the swirl strength of the swirl flow generator and the opening of the flow rate control valve of the carrier gas according to the load command, whereby the coal particles are When the load is low, the swirl strength of the swirl flow generator can be increased to increase the coal concentration at the edge of the pulverized coal nozzle.

【0035】本発明においては、微粉炭ノズルを少なく
とも二つの同心状の流路に分割できる分配器を前記分離
空間の下流側に配置することができる。この分配器は整
流手段の上流側に配置することが望ましい。分配器とし
ては、筒状の部材を用いることができる。そして、筒状
部材を用いる場合には、筒状部材の半径方向の径を石炭
粒子の流れ方向の上流側と下流側とで変化させ、下流側
に向かうにつれて径が小さくなるようにすることが望ま
しい。また、半径方向の径が縮小した部分の下流に径が
一定の部分を設けることが更に望ましい。
In the present invention, a distributor capable of dividing the pulverized coal nozzle into at least two concentric flow paths can be arranged downstream of the separation space. This distributor is preferably arranged upstream of the rectifying means. A tubular member can be used as the distributor. When using a tubular member, the diameter of the tubular member in the radial direction may be changed between the upstream side and the downstream side in the flow direction of the coal particles so that the diameter becomes smaller toward the downstream side. desirable. Further, it is more desirable to provide a portion having a constant diameter downstream of the portion having a reduced radial diameter.

【0036】石炭粒子と搬送空気との混合物の旋回流を
直進流の変える整流器は、分配器の下流側に設けるのが
良く、分配器の下流側の一部に整流器を取り付けても良
い。例えば、分配器の半径方向の径が縮小したのち一定
の径になったところに整流器を配置するのが良い。
The rectifier that changes the swirling flow of the mixture of coal particles and the carrier air into a straight flow is preferably provided on the downstream side of the distributor, and the rectifier may be attached to a part of the downstream side of the distributor. For example, it is preferable to arrange the rectifier at a position where the diameter of the distributor in the radial direction is reduced and then becomes constant.

【0037】旋回流発生器には、石炭粒子と搬送空気と
の混合物が複数の箇所から供給できるようにする。これ
により、該混合物の旋回方向における石炭粒子の濃度の
バラツキをなくし、円周方向の濃度を一様に保つことが
できる。石炭粒子と搬送空気との混合物の供給口の数
は、多ければ多いに越したことはない。
The swirl generator can be supplied with a mixture of coal particles and carrier air from a plurality of locations. As a result, it is possible to eliminate variations in the concentration of coal particles in the swirling direction of the mixture and to keep the concentration in the circumferential direction uniform. The number of supply ports for the mixture of coal particles and carrier air is as high as possible.

【0038】本発明の燃焼方法は、石炭流量の少ない低
負荷において石炭搬送空気を定流量で供給し、かつ石炭
供給量が少なくなるにつれて旋回強度を高めることにあ
る。石炭専焼が困難な更に低負荷時には、微粉炭ノズル
の内部に助燃用のノズル例えばオイルバーナを設けて、
油燃焼を行うことが望ましい。
The combustion method of the present invention is to supply the coal carrier air at a constant flow rate under a low load with a small coal flow rate, and increase the swirling strength as the coal supply rate decreases. When the load is low and it is difficult to burn coal exclusively, an auxiliary combustion nozzle such as an oil burner is provided inside the pulverized coal nozzle.
It is desirable to carry out oil combustion.

【0039】本発明の微粉炭ボイラ発電システムは、石
炭を燃焼するボイラ火炉の壁面の高さ方向複数箇所に微
粉炭燃焼バーナを設け、該バーナよりも上段にアフタエ
アポートを設け、該火炉内に石炭の燃焼によって発生し
た熱を吸収して蒸気を発生させる伝熱管を設け、該伝熱
管で得られた蒸気によって発電する蒸気タービンと発電
機を設け、更に発電負荷が小さいときには前記微粉炭燃
焼バーナのうち上段バーナのみを運用し発電負荷が大き
くなるにつれて中断及び下段バーナへと運用を拡げてい
くバーナ制御装置を設け、前記微粉炭燃焼バーナとし
て、石炭粒子と搬送用空気との混合物を直進流で噴出す
る微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を旋回流にして噴出
する少なくとも一つの空気ノズルを有し、該石炭粒子と
搬送用空気との混合物を旋回させる旋回流発生手段と該
旋回流発生手段によって形成された旋回流を直進流に変
える整流手段と、該旋回流発生手段における石炭粒子と
搬送用空気との混合物の供給口を旋回方向の複数箇所に
備えた微粉炭燃焼バーナを具備することによって構築さ
れる。
In the pulverized coal boiler power generation system of the present invention, pulverized coal combustion burners are provided at a plurality of positions in the height direction of the wall of the boiler furnace for burning coal, and after air ports are provided above the burners, and after furnaces are provided in the furnace. A heat transfer tube that absorbs heat generated by the combustion of coal to generate steam is provided, and a steam turbine and a generator that generate electricity by the steam obtained by the heat transfer tube are provided. Further, when the power generation load is small, the pulverized coal combustion burner is used. Among them, a burner control device that operates only the upper burner and interrupts it as the power generation load increases and expands the operation to the lower burner is provided, and as the pulverized coal combustion burner, a mixture of coal particles and carrier air flows straight. The pulverized coal nozzle ejected by the above has at least one air nozzle which ejects the combustion air in a swirling flow around the outer periphery, and the coal particles and the carrier air are mixed. A swirling flow generating means for swirling, a rectifying means for converting the swirling flow formed by the swirling flow generating means into a straight flow, and a supply port for a mixture of coal particles and carrier air in the swirling flow generating means It is constructed by including pulverized coal combustion burners provided at multiple locations.

【0040】[0040]

【作用】石炭焚ボイラにおいて、NOx濃度を低くする
には、火炎の外周部に酸素濃度の高い雰囲気で燃焼する
酸化炎領域を形成し、酸化炎領域の内部に燃料過剰で燃
焼する還元炎領域を形成するのが有効である。これに
は、微粉炭バーナにおいて、相対的に還元炎領域へ供給
される確率が高いバーナの中央部に、石炭粒子と搬送空
気との混合物を噴出する微粉炭ノズルを設けると効果が
ある。
In the coal-fired boiler, in order to reduce the NOx concentration, an oxidizing flame region that burns in an atmosphere with a high oxygen concentration is formed on the outer periphery of the flame, and a reducing flame region that burns with excess fuel inside the oxidizing flame region. Is effective. To this end, in the pulverized coal burner, it is effective to provide a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of coal particles and carrier air in the central portion of the burner which is relatively likely to be supplied to the reducing flame region.

【0041】微粉炭バーナをこのように構成し、更に微
粉炭ノズル内を流れる石炭粒子の濃度を外周側或いは中
心部側の一方で局部的に高くすることにより、石炭料の
少ない低負荷時であっても石炭を安定して燃焼させるこ
とができ、しかも火炎内脱硝燃焼を達成して排出NOx
濃度を低減することができる。
By constructing the pulverized coal burner in this way and further increasing the concentration of the coal particles flowing in the pulverized coal nozzle locally on either the outer peripheral side or the central side, a low coal load and a low load can be achieved. Even if there is, the coal can be burned stably, and NOx emission is achieved by achieving denitration combustion in the flame.
The concentration can be reduced.

【0042】このためには、石炭粒子を気流搬送する微
粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を供給する少なくとも一
つの空気ノズルを同心状に設け、微粉炭ノズル内を流れ
る石炭粒子及び搬送空気を旋回させ、旋回させるにあた
り石炭粒子と搬送空気の混合物を複数箇所から旋回器へ
供給するようにし、かつ微粉炭ノズル内に旋回流を直進
流に変える整流手段を設けることが必要になる。このよ
うにすることによって、旋回流における石炭粒子の濃度
を円周方向で一様にすることができ、低負荷時でも石炭
を安定に燃焼できる。なお、整流手段を設けない場合に
は、石炭粒子と燃焼空気との混合物が旋回流のままで微
粉炭ノズルから噴出され、ノズルから噴出後、放射状に
拡がってしまい、還元炎領域に石炭粒子の量を充分に供
給できない。
For this purpose, at least one air nozzle for supplying combustion air is concentrically provided on the outer periphery of the pulverized coal nozzle for carrying the coal particles by air flow, and the coal particles and the carrier air flowing in the pulverized coal nozzle are swirled. When swirling, it is necessary to supply a mixture of coal particles and carrier air to the swirler from a plurality of locations and to provide a rectifying means for converting the swirling flow into a straight flow in the pulverized coal nozzle. By doing so, the concentration of coal particles in the swirling flow can be made uniform in the circumferential direction, and the coal can be stably burned even under a low load. In the case where the rectifying means is not provided, the mixture of coal particles and combustion air is jetted from the pulverized coal nozzle in a swirling flow, and after being jetted from the nozzle, it spreads radially, and the coal particles in the reducing flame region Insufficient supply.

【0043】本発明のバーナによれば、従来技術の特開
平3−241208 号公報に記載された発明のように、微粉炭
ノズルの後端に接線方向に向けて1ヶ所の微粉炭流入口
を持つバーナにありがちな、微粉炭燃料と搬送気体の噴
流が筋状に流れることによるノズル出口の微粉炭濃度の
不均一さを生ずることがなく、これによる火炎の不安定
性もなくなる。
According to the burner of the present invention, one pulverized coal inflow port is provided tangentially to the rear end of the pulverized coal nozzle as in the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-241208. The pulverized coal fuel and carrier gas jets, which tend to occur in a burner, do not cause non-uniformity in the pulverized coal concentration at the nozzle outlet, and the instability of the flame is eliminated.

【0044】旋回流発生器の下流側に位置した分離空間
では、上流で発生した旋回流による遠心力を粒子径の大
きな粒子ほど強く働かせるので、微粉炭ノズルの中心部
を流れる比較的粒径の大きな石炭粒子をノズルの外周部
へ移動させることができる。この結果、微粉炭ノズル中
心部の流路を流れる石炭粒子の粒径は相対的に小さくな
る。火炎中心部の還元炎領域へ石炭粒子が供給される確
率は、微粉炭ノズルの中心部から石炭粒子を供給するほ
ど高くなる。微粒子は石炭重量に対する表面積の割合が
粗粒子よりも高いので、反応性が高く、微粒子をノズル
中心部に集めるようにようにすれば、還元炎領域におけ
る二酸化炭素や水による石炭の熱分解反応を促進するこ
とができる。これによって、還元炎領域における石炭粒
子から得られるNOx前駆物質の発生量が増加するの
で、酸化炎領域で発生したNOxを還元する能力が高ま
り、微粉炭バーナによる石炭の燃焼で発生するNOx濃
度を低減することができる。
In the separation space located on the downstream side of the swirling flow generator, the centrifugal force generated by the swirling flow generated upstream acts more strongly on particles having a larger particle size, so that a relatively small particle size flowing through the center of the pulverized coal nozzle is obtained. Large coal particles can be moved to the outer periphery of the nozzle. As a result, the particle size of the coal particles flowing through the flow path at the center of the pulverized coal nozzle becomes relatively small. The probability that coal particles will be supplied to the reducing flame region in the center of the flame becomes higher as the coal particles are supplied from the center of the pulverized coal nozzle. The fine particles have a higher surface area ratio to the weight of the coal than the coarse particles, so they are highly reactive, and if the fine particles are collected in the center of the nozzle, the thermal decomposition reaction of the coal with carbon dioxide or water in the reducing flame region will occur. Can be promoted. As a result, the amount of NOx precursors obtained from the coal particles in the reducing flame region is increased, so the ability to reduce NOx generated in the oxidizing flame region is increased, and the NOx concentration generated by the combustion of coal by the pulverized coal burner is increased. It can be reduced.

【0045】微粉炭ノズル内に旋回流発生器を設ける場
合に好ましい態様としては、ノズル内に流路断面積を縮
小する部材を設け、ノズル噴出方向に向かって一旦、流
路断面積を縮小したのち拡大するようにし、流路断面積
が最小になった位置に旋回羽根を設けることである。こ
れによって、次の三つの作用,効果が生じる。第一の作
用は、流路断面積縮小部材により、微粉炭ノズル内の流
路が縮小することによる作用である。石炭粒子が外周方
向へ移動するときに生ずる慣性力によって、粒子は搬送
気体よりも外周方向に移動するので、石炭粒子はノズル
の外周壁の近傍に多く集まり、外周の石炭粒子の濃度を
高めることができる。第二の作用は、ノズル内の流路が
最も小さい位置に旋回羽根を取り付けることによる作用
である。旋回羽根を外周方向に離すほど旋回流の発生効
率は高まるので、旋回流発生器の圧力損失を高めること
なく、強い旋回流を発生させることができる。第三の作
用は、旋回羽根の下流側でノズル内の流路を狭めること
による作用である。これによって、搬送気体がノズル内
の中央に移動し、追随して慣性の小さい微粒子が中心部
側へ移動する。慣性の大きい粗粒子は気体ほどに追随せ
ずに直進するので、ノズル内の外周側を流れる石炭粒子
の量の方が多くなる。これら三点の作用によって、石炭
粒子がノズル内の外周壁に多く集まるので、着火保炎性
能を高めることができる。
In a preferred embodiment when the swirl flow generator is provided in the pulverized coal nozzle, a member for reducing the flow passage cross-sectional area is provided in the nozzle, and the flow passage cross-sectional area is once reduced in the nozzle ejection direction. After that, the swirl vanes are provided at a position where the flow passage cross-sectional area is minimized. This produces the following three actions and effects. The first effect is that the flow passage in the pulverized coal nozzle is reduced by the flow passage cross-sectional area reducing member. Due to the inertial force generated when the coal particles move in the outer peripheral direction, the particles move in the outer peripheral direction rather than the carrier gas, so that many coal particles gather near the outer peripheral wall of the nozzle and increase the concentration of the outer peripheral coal particles. You can The second effect is that the swirl vanes are attached to the position where the flow path in the nozzle is the smallest. Since the swirl flow generation efficiency increases as the swirl vanes are separated in the outer peripheral direction, a strong swirl flow can be generated without increasing the pressure loss of the swirl flow generator. The third effect is the effect of narrowing the flow path in the nozzle on the downstream side of the swirl vane. As a result, the carrier gas moves to the center of the nozzle, and the fine particles having small inertia follow and move to the center side. Since the coarse particles having large inertia go straight without following the gas, the amount of coal particles flowing on the outer peripheral side in the nozzle is larger. Due to the action of these three points, a large amount of coal particles are collected on the outer peripheral wall in the nozzle, so that the ignition flame holding performance can be enhanced.

【0046】旋回流発生器及びその後に続く分離空間の
作用により微粉炭ノズルの外周部へ多く集められた粗粒
子は、該ノズルの外周部を流れていた微粉炭とも一体的
に混合してノズルの口縁部から火炉へ供給される。この
ノズル口縁部から供給される石炭粒子の濃度は石炭と空
気の供給量で定まる濃度よりも相対的に高くなるから、
前記口縁部から形成される石炭によって形成される火炎
を安定化させることができる。これによって、微粉炭ノ
ズルに近い領域において燃焼する石炭粒子の量を増やす
ことができるので、火炎の温度を高めることができる。
高温の火炎は還元炎領域の温度も同時に高めるので、還
元炎領域における石炭の熱分解能力も同時に高くなる。
これによって、還元炎領域におけるNOxの還元反応が
促進され、微粉炭バーナによる石炭の燃焼で発生するN
Ox濃度を低減することができる。
The coarse particles collected in large quantity in the outer peripheral portion of the pulverized coal nozzle by the action of the swirling flow generator and the subsequent separation space are integrally mixed with the pulverized coal flowing in the outer peripheral portion of the nozzle. Is supplied to the furnace from the edge of the. Since the concentration of coal particles supplied from the nozzle edge is relatively higher than the concentration determined by the supply amount of coal and air,
The flame formed by the coal formed from the rim can be stabilized. As a result, the amount of coal particles that burn in the region near the pulverized coal nozzle can be increased, and the flame temperature can be increased.
Since the high temperature flame also raises the temperature of the reducing flame region at the same time, the thermal decomposition capability of the coal in the reducing flame region also increases at the same time.
As a result, the NOx reduction reaction in the reducing flame region is promoted, and N generated by the combustion of coal by the pulverized coal burner is promoted.
The Ox concentration can be reduced.

【0047】整流器は、分離空間を旋回して流れる搬送
空気の抵抗体となることによって、搬送空気を直進する
流れに変換して石炭粒子を微粉炭ノズルから炉内へ噴出
することができる。これによって、旋回流で噴出される
ことによって起こりがちな石炭粒子の径方向の分散を抑
制することができる。
The rectifier serves as a resistance element for the carrier air flowing swirling in the separation space, so that the carrier air can be converted into a straight flow and the coal particles can be ejected from the pulverized coal nozzle into the furnace. As a result, it is possible to suppress the radial dispersion of the coal particles, which tends to occur due to the jetting in the swirling flow.

【0048】旋回流発生器の下流側には、分離空間にお
ける粒子径による選択的な分離供給能力を増強するため
の分離強化手段を設けることができる。分離強化手段は
流れ方向における旋回の速度成分を減衰させる機能を有
するので、旋回流による遠心力と粒子の慣性力を大きな
粒子ほど強く働かせる。これにより、より小さな粒子径
の石炭粒子をも旋回流で燃料ノズル外周の壁面へ移動す
ることができる。
On the downstream side of the swirl flow generator, there can be provided a separation enhancing means for enhancing the selective separation and supply ability depending on the particle size in the separation space. Since the separation enhancing means has a function of attenuating the velocity component of the swirling in the flow direction, the centrifugal force due to the swirling flow and the inertial force of the particles act more strongly on the larger particles. Accordingly, coal particles having a smaller particle size can be moved to the wall surface of the outer periphery of the fuel nozzle in a swirling flow.

【0049】分離強化手段による粒径分離能力を高める
のに最も好ましい例は、旋回流発生器の下流側の微粉炭
ノズルの流路断面積が下流側に向かって次第に大きくな
ることを特徴とする形状である。このようにすると、流
路断面積の比較的小さな部分は旋回方向の速度成分の大
きな旋回流を発生することができるので、この旋回流で
石炭粒子も旋回方向の速度成分を高めて微粉炭ノズルの
内部を供給することができる。旋回流で粒子に作用する
遠心力は相対的に大きな粒子ほど強く作用するので、こ
のような粒子は微粉炭ノズルの外周側の壁面に近い領域
に集められる。更に、石炭粒子に働く慣性力は比較的大
きな粒子ほど大きいから、気体の旋回方向の速度成分が
下流に向けて小さくなる領域で、比較的大きな粒子と気
体の速度差は大きくなる。この速度差によって、より多
くの粒子を微粉炭ノズルの外周壁面に近い領域に集める
ことができる。
The most preferable example for enhancing the particle size separation ability by the separation enhancing means is characterized in that the flow path cross-sectional area of the pulverized coal nozzle on the downstream side of the swirl flow generator gradually increases toward the downstream side. The shape. By doing so, a swirl flow having a large velocity component in the swirling direction can be generated in a portion having a relatively small flow passage cross-sectional area. Can be supplied inside. Since the centrifugal force acting on the particles in the swirling flow is stronger for the larger particles, such particles are collected in a region near the wall surface on the outer peripheral side of the pulverized coal nozzle. Furthermore, since the inertial force acting on the coal particles is larger for the larger particles, the velocity difference between the relatively large particles and the gas is large in the region where the velocity component in the swirling direction of the gas decreases toward the downstream side. Due to this speed difference, more particles can be collected in a region near the outer peripheral wall surface of the pulverized coal nozzle.

【0050】旋回流発生手段は旋回流の強度を変化させ
る旋回強度調整手段を有することができる。これには旋
回羽根の付いた旋回流発生器を支持棒に取り付け、支持
棒をノズルの外部に取り付けた駆動装置に接続して回転
させることが望ましい。別の旋回強度調整手段では、旋
回羽根の角度を変えることによっても達成できる。
The swirl flow generating means may have swirl strength adjusting means for changing the strength of the swirl flow. For this purpose, it is desirable that a swirl flow generator with swirl vanes is attached to a support rod, and the support rod is connected to a driving device attached to the outside of the nozzle for rotation. Another swirl strength adjusting means can be achieved by changing the angle of the swirl vanes.

【0051】旋回強度調整手段によって微粉炭ノズルに
配した旋回流発生器の強度を変える好ましい例は、該ノ
ズルを流れる石炭粒子の流量をもとに旋回流の強度を調
整することである。例えば、石炭流量が設定値よりも少
なくなると、石炭流量の減少と共に旋回流発生器の旋回
強度を高めることができる。これによって、石炭粒子の
供給量が少なくなっても、ノズル口縁部の石炭濃度を高
めることができるので、低負荷でもノズル口縁に近い領
域に安定に火炎を形成することができる。火炎がノズル
口縁に保たれれば、石炭粒子と燃焼用空気の混合が進む
前に石炭粒子を燃焼させることができるので、低負荷の
時でも火炎の中に還元炎領域を形成できる。これによっ
て、NOxは還元炎領域で窒素に還元できるから、低負
荷時のNOx濃度を低減できる。
A preferred example of changing the strength of the swirl flow generator arranged in the pulverized coal nozzle by the swirl strength adjusting means is to adjust the strength of the swirl flow based on the flow rate of the coal particles flowing through the nozzle. For example, when the coal flow rate becomes smaller than the set value, the swirl strength of the swirl flow generator can be increased together with the decrease in the coal flow rate. As a result, even if the amount of coal particles supplied is reduced, the coal concentration at the nozzle rim can be increased, so that a flame can be stably formed in a region near the nozzle rim even under a low load. If the flame is maintained at the nozzle rim, the coal particles can be burned before the mixing of the coal particles and the combustion air proceeds, so that a reducing flame region can be formed in the flame even when the load is low. As a result, NOx can be reduced to nitrogen in the reducing flame region, so the NOx concentration at low load can be reduced.

【0052】分配器は分離空間でノズル径方向に類別さ
れた石炭粒子の粒径分布を保存する機能を有する。分配
器は、例えば、微粉炭ノズルと同心状に配置された筒状
の流路でその機能を達成することができる。これによっ
て、径方向に類別された石炭粒子がノズル内の乱流の作
用によって該ノズルの径方向に再び均質化されるの防止
することができる。微粉炭ノズルの口縁の石炭濃度が高
まれば、火炎をより安定に形成することができ、火炎内
の還元炎領域におけるNOxの還元能力を高めてバーナ
のNOx濃度を低減することができる。
The distributor has a function of preserving the particle size distribution of coal particles classified in the nozzle radial direction in the separation space. The distributor can achieve its function by, for example, a tubular flow path that is arranged concentrically with the pulverized coal nozzle. This can prevent the coal particles classified in the radial direction from being homogenized again in the radial direction of the nozzle due to the action of the turbulent flow in the nozzle. If the coal concentration at the rim of the pulverized coal nozzle is increased, the flame can be formed more stably, the NOx reducing ability in the reducing flame region in the flame can be enhanced, and the NOx concentration of the burner can be reduced.

【0053】整流器は、分配器の下流側に設けると、石
炭粒子の分離性能を高めることができる。整流器は、流
れを阻止することによって旋回成分をなくして直進流に
変える。このとき、微粉炭ノズルの外周部に集めた石炭
粒子も気体の流れが乱されることによって再び散らば
る。従って、整流器を分配器の上流側に設ける構造の場
合、石炭粒子の再飛散が生ずるので、粒子は径方向に混
合し、旋回流による分離効果が減少する。
When the rectifier is provided on the downstream side of the distributor, the separation performance of coal particles can be enhanced. The rectifier eliminates the swirling component by blocking the flow and converts it into a straight flow. At this time, the coal particles collected on the outer periphery of the pulverized coal nozzle are also scattered again because the gas flow is disturbed. Therefore, in the case of the structure in which the rectifier is provided on the upstream side of the distributor, the coal particles are re-scattered, so that the particles are mixed in the radial direction and the separation effect due to the swirling flow is reduced.

【0054】旋回流発生器は、旋回流で発生させた遠心
力を粒子に与える。遠心力は、例えば特開平4−214102
号公報に記載されたような流れ方向を変えることによっ
て発生させる慣性力よりも大きな力を粒子へ作用させる
ことができる。このため、慣性による分離方法よりも、
分離できる粒子の径いわゆる分離限界粒子径を小さくす
ることができる。即ち、石炭粒子を旋回流で供給する方
法を採用することによって、分離限界粒子径を小さくで
き、より小さな粒子までもノズル口縁へ供給することが
できる。これによって、まず、還元炎領域へ供給される
石炭粒子は小さくなるので、この領域における石炭粒子
はより反応しやすくなる。反応性が高まれば、NOx還
元能力は向上し、低NOx燃焼を達成できる。次に、ノ
ズル口縁における石炭粒子の濃度をより高めることがで
きるので、石炭の着火能力を高めることができる。これ
によって、石炭濃度の希薄な操作条件においても、石炭
粒子の濃度を高くできるので、火炎を安定に保つことが
できる。
The swirling flow generator applies the centrifugal force generated by the swirling flow to the particles. Centrifugal force is, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
A force larger than the inertial force generated by changing the flow direction as described in the publication can be applied to the particles. Therefore, rather than the separation method by inertia,
The diameter of particles that can be separated, that is, the so-called separation limit particle diameter can be reduced. That is, by adopting a method of supplying coal particles in a swirling flow, the separation limit particle diameter can be made small, and even smaller particles can be supplied to the nozzle edge. As a result, first, the coal particles supplied to the reducing flame region become smaller, so that the coal particles in this region are more likely to react. The higher the reactivity, the higher the NOx reduction capacity and the lower NOx combustion can be achieved. Next, since the concentration of coal particles at the nozzle rim can be further increased, the ignition performance of coal can be increased. As a result, even under operating conditions where the coal concentration is low, the concentration of coal particles can be increased, so that the flame can be kept stable.

【0055】筒状の分配器の含軸断面の形状を変えるこ
とによって、分配器出口における気体の速度を変えるこ
とができる。例えば、分配器の筒の径をノズルの上流側
で大きくし、下流側で小さくすることによって、流路断
面積を変化させると、分配器の外周側の流路は気体の速
度を低減し、分配器の内周側の流路は気体の速度を増加
する。これによって、微粉炭ノズルの出口における気体
の噴出速度が径方向に一様にすることができる。同心状
の二つの噴流の速度差が小さければ、両者の噴流は互い
に混合し難くなるので、石炭粒子の径方向の分散状態
を、ノズルから離れてもノズル出口における分散状態と
同様に保持し続けることができる。これによって、還元
炎領域に供給される石炭の粒子径を小さくすることがで
きるので、還元炎領域におけるNOxの還元反応は促進
され、NOx濃度を低減できる。
The velocity of the gas at the outlet of the distributor can be changed by changing the shape of the axial section of the cylindrical distributor. For example, when the flow passage cross-sectional area is changed by increasing the diameter of the distributor cylinder on the upstream side of the nozzle and decreasing it on the downstream side, the flow path on the outer peripheral side of the distributor reduces the gas velocity, The flow path on the inner peripheral side of the distributor increases the velocity of gas. As a result, the gas ejection speed at the outlet of the pulverized coal nozzle can be made uniform in the radial direction. If the velocity difference between the two concentric jets is small, it becomes difficult for the two jets to mix with each other.Therefore, the dispersed state of the coal particles in the radial direction is kept the same as the dispersed state at the nozzle outlet even if it is separated from the nozzle. be able to. As a result, the particle size of coal supplied to the reducing flame region can be reduced, so that the NOx reduction reaction in the reducing flame region is promoted and the NOx concentration can be reduced.

【0056】[0056]

【実施例】以下、本発明の微粉炭バーナの実施例につい
て説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定される
ものではない。
EXAMPLES Examples of the pulverized coal burner of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to this embodiment.

【0057】〔実施例1〕 (i)バーナの構造 図1と図2に示した微粉炭バーナについて説明する。図
1は微粉炭バーナの中心軸を含む断面図である。図2は
図1に示した微粉炭バーナを火炉100側から見た側面
図である。本実施例の微粉炭バーナは、バーナ中心部に
取り付けられた微粉炭ノズル102と,微粉炭ノズル1
02と同心円状に配置された二次空気106を供給する
二次空気ノズル103と,二次空気ノズル103の外周
に取り付けられた三次空気107を供給する三次空気ノ
ズル104とから構成される。微粉炭ノズル102は一
次空気(搬送空気)と石炭粒子との混合気105を供給
する。二次空気ノズル103と三次空気ノズル104
は、ウィンドボックス101へ供給された燃焼用空気を火
炉100へ供給する流路である。
Example 1 (i) Structure of Burner The pulverized coal burner shown in FIGS. 1 and 2 will be described. FIG. 1 is a sectional view including a central axis of a pulverized coal burner. FIG. 2 is a side view of the pulverized coal burner shown in FIG. 1 viewed from the furnace 100 side. The pulverized coal burner of this embodiment includes a pulverized coal nozzle 102 attached to the center of the burner and a pulverized coal nozzle 1.
The secondary air nozzle 103, which is arranged concentrically with the secondary air nozzle 02, supplies the secondary air 106, and the tertiary air nozzle 104, which is mounted on the outer circumference of the secondary air nozzle 103, supplies the tertiary air 107. The pulverized coal nozzle 102 supplies a mixture 105 of primary air (conveying air) and coal particles. Secondary air nozzle 103 and tertiary air nozzle 104
Is a flow path for supplying the combustion air supplied to the wind box 101 to the furnace 100.

【0058】微粉炭ノズル102は、一次スロート11
1を外壁とする管状の流路である。本実施例の微粉炭バ
ーナの場合、火炉100の内壁に取り付けられた水管
(図示せず)を予熱するための助燃用のオイルガン10
8が微粉炭ノズル102の中心部に取り付けられてい
る。微粉炭ノズル102は、火炉100から上流側に向
かうにつれて保炎器110と整流器109と分離空間1
27と分離強化手段119と旋回流発生器120を有す
る。
The pulverized coal nozzle 102 has the primary throat 11
1 is a tubular flow path having 1 as an outer wall. In the case of the pulverized coal burner of the present embodiment, an oil gun 10 for auxiliary combustion for preheating a water pipe (not shown) attached to the inner wall of the furnace 100.
8 is attached to the center of the pulverized coal nozzle 102. The pulverized coal nozzle 102 is provided with the flame stabilizer 110, the rectifier 109, the separation space 1 as it goes from the furnace 100 toward the upstream side.
27, a separation enhancing means 119, and a swirl flow generator 120.

【0059】保炎器110は、二次空気ノズル103側
へ一部を突き出した円盤状の部材と、前記円盤状の部材
の外周端に接続されて火炉側に向かうにつれて径の大き
くなるコーン部材と、前記円盤状の部材の内周端に接続
されるとともに円周方向に配置された矩形をなす複数枚
の突起126から構成される。
The flame stabilizer 110 is a disk-shaped member partially protruding toward the secondary air nozzle 103, and a cone member connected to the outer peripheral end of the disk-shaped member and having a diameter increasing toward the furnace side. And a plurality of rectangular projections 126 connected to the inner peripheral end of the disc-shaped member and arranged in the circumferential direction.

【0060】整流器109は、オイルガン108を中心
に放射状に配置された、石炭粒子の流れ方向に幅を有す
る複数枚の板状部材で構成される。図2に示した例で
は、板状部材と突起126とが同一で投影する位置関係
に配置されている。
The rectifier 109 is composed of a plurality of plate-shaped members radially arranged around the oil gun 108 and having a width in the flow direction of coal particles. In the example shown in FIG. 2, the plate-shaped member and the protrusion 126 are arranged in the same projecting positional relationship.

【0061】分離空間127は、オイルガン108を内
周壁とし一次スロート111を外周壁とする円環状の流
路である。
The separation space 127 is an annular passage having the oil gun 108 as an inner peripheral wall and the primary throat 111 as an outer peripheral wall.

【0062】分離強化手段119は、流速の旋回成分が
下流に向かって変化する手段を有する。図1に示した微
粉炭バーナの分離強化手段119の一例は、ベンチュリ
の形状をなし、流路が下流に向かうにつれて減少する縮
流部と、流路が一定となる環状部と、流路が下流に向か
うにつれて増加する拡大部とから構成される。
The separation enhancing means 119 has means for changing the swirling component of the flow velocity toward the downstream. An example of the separation enhancing means 119 for a pulverized coal burner shown in FIG. 1 has a venturi shape, and has a constricted portion where the flow passage decreases toward the downstream side, an annular portion where the flow passage is constant, and a flow passage It is composed of an enlarged portion that increases toward the downstream side.

【0063】旋回流発生器120は、少なくとも二つの
流入口より石炭粒子を流入させて旋回流121を発生す
る手段を有する。このためには、石炭粒子を一次スロー
ト111の接線方向から旋回流発生器120に流入さ
せ、しかも複数箇所から流入させるようにするのがよ
い。このようにした場合、接線方向へ石炭粒子を供給す
るノズルの本数が多く、該ノズル口径を一次スロート1
11の半径方向へ投影した長さが一次スロート半径の1
/2より小さい条件で、一次スロート口縁における石炭
濃度分布の周方向偏差を小さくできた。一方、接線方向
へ石炭粒子を供給するノズルを狭くすると、石炭粒子を
供給するための圧力損失が増大する。これより、(該ノ
ズル口径を一次スロート半径方向へ投影した長さ)×
(該ノズルの本数)が一次スロートの半径よりも大きく
なるようにするのが望ましい。
The swirl flow generator 120 has means for injecting coal particles from at least two inlets to generate a swirl flow 121. For this purpose, it is preferable that the coal particles are made to flow into the swirl flow generator 120 from the tangential direction of the primary throat 111, and further at a plurality of points. In this case, the number of nozzles for supplying coal particles in the tangential direction is large, and the nozzle diameter is set to the primary throat 1
The length projected in the radial direction of 11 is 1 of the primary throat radius.
Under the condition of smaller than / 2, the circumferential deviation of the coal concentration distribution at the throat of the primary throat could be reduced. On the other hand, if the nozzle that supplies the coal particles in the tangential direction is narrowed, the pressure loss for supplying the coal particles increases. From this, (the length of the nozzle aperture projected in the radial direction of the primary throat) ×
It is desirable that (the number of the nozzles) be larger than the radius of the primary throat.

【0064】更に望ましい旋回流発生器120の一例
は、図1に示した軸流型の旋回流発生器である。この旋
回流発生器120は微粉炭ノズル102の周方向に配置
した複数枚の扇型の羽根を有しており、これらの羽根が
流路中心部の断面縮小部材(分離強化手段119)に固
定されている。断面縮小部材はオイルガン108に固定
されている。
An example of a more desirable swirl flow generator 120 is the axial flow swirl flow generator shown in FIG. The swirl flow generator 120 has a plurality of fan-shaped blades arranged in the circumferential direction of the pulverized coal nozzle 102, and these blades are fixed to the cross-sectional reduction member (separation strengthening means 119) at the center of the flow path. Has been done. The cross-sectional reduction member is fixed to the oil gun 108.

【0065】二次空気ノズル103は、一次スロート1
11を内周壁とし二次スロート112を外周壁とする円環
状の流路である。二次空気ノズル103はレジスタベー
ン116を介してウィンドボックス101へ接続されて
いる。
The secondary air nozzle 103 has the primary throat 1
It is an annular flow path having 11 as an inner peripheral wall and a secondary throat 112 as an outer peripheral wall. The secondary air nozzle 103 is connected to the wind box 101 via a register vane 116.

【0066】レジスタベーン116は、二次空気106
を旋回流で供給する。このレジスタベーンは半径流型の
レジスタベーンであり、流路の周方向に配した複数の板
状の羽根と、この羽根と一体的に取り付けられた支持棒
から構成される。レジスタベーン116の旋回流の強度
は、図に示されていない駆動装置によって羽根の角度を
変えて調整される。
The register vane 116 is connected to the secondary air 106.
Is supplied in a swirling flow. The register vane is a radial flow type register vane, and is composed of a plurality of plate-shaped blades arranged in the circumferential direction of the flow path, and a support rod integrally attached to the blades. The intensity of the swirling flow of the register vanes 116 is adjusted by changing the angle of the vanes by a driving device (not shown).

【0067】三次空気ノズル104は、二次スロート1
12を内周壁とし、三次スロート113を外周壁とする
円環状の流路である。三次空気ノズル104は、レジス
タベーン114を介してウィンドボックス101へ接続
されている。
The tertiary air nozzle 104 is connected to the secondary throat 1
12 is an annular flow path having an inner peripheral wall and a tertiary throat 113 as an outer peripheral wall. The tertiary air nozzle 104 is connected to the wind box 101 via a register vane 114.

【0068】レジスタベーン114は、三次空気107
を旋回流で供給する。このレジスタベーンは半径流型の
レジスタベーンであり、流路の周方向に配した複数の板
状の羽根と、この羽根と一体的に取り付けられた支持棒
から構成される。レジスタベーン114の旋回流の強度
は、図に示されていない駆動装置によって羽根の角度を
変えて調整される。なお、符号の115及び117はい
ずれも支持板を示し、118は側壁を示している。
The register vane 114 is connected to the tertiary air 107.
Is supplied in a swirling flow. The register vane is a radial flow type register vane, and is composed of a plurality of plate-shaped blades arranged in the circumferential direction of the flow path, and a support rod integrally attached to the blades. The intensity of the swirling flow of the register vanes 114 is adjusted by changing the angle of the vanes by a driving device (not shown). Note that reference numerals 115 and 117 both indicate a support plate, and 118 indicates a side wall.

【0069】(ii)作用 旋回流発生器120は、少なくとも二つの流入口を有し
ているので、旋回流が微粉炭ノズル内の周方向に一様に
形成される。石炭粒子はこの旋回流によって運ばれるか
ら、石炭粒子と搬送空気は微粉炭ノズル102の周方向
に一様に分散することができる。
(Ii) Action Since the swirl flow generator 120 has at least two inlets, the swirl flow is uniformly formed in the circumferential direction in the pulverized coal nozzle. Since the coal particles are carried by this swirling flow, the coal particles and the carrier air can be uniformly dispersed in the circumferential direction of the pulverized coal nozzle 102.

【0070】旋回流発生器は、旋回流で発生させた遠心
力を粒子に与えることができる。遠心力は、流れの変化
で発生する慣性力よりも大きいので、分離限界粒子径を
小さくすることができる。本実施例の旋回流発生器を採
用した場合には、50μm以上の粒径の石炭粒子を一次
スロートの口縁部へ供給することができた。これは、主
流の方向を単に変化させる慣性による分離方法に較べて
分離限界粒子径を40%低減したことになった。
The swirl flow generator can apply the centrifugal force generated by the swirl flow to the particles. Since the centrifugal force is larger than the inertial force generated by the change in the flow, the separation limit particle size can be reduced. When the swirl generator of this example was adopted, coal particles having a particle size of 50 μm or more could be supplied to the rim of the primary throat. This means that the separation limit particle size was reduced by 40% as compared with the separation method by inertia which simply changes the direction of the main flow.

【0071】このように、石炭粒子を旋回流で供給する
方法を採用することによって、還元炎領域へ供給される
石炭粒子は従来よりも小さくなるので、石炭粒子はより
反応しやすくなり、低NOx燃焼を達成できる。更に、
一次スロート口縁の石炭濃度もより高くなるので、石炭
の着火能力が高くなり、燃料希薄な操作条件においても
安定な火炎を形成できる。
As described above, by adopting the method of supplying the coal particles in the swirling flow, the coal particles supplied to the reducing flame region become smaller than the conventional one, so that the coal particles are more easily reacted and the low NOx is reduced. Can achieve combustion. Furthermore,
Since the coal concentration at the throat edge of the primary throat also becomes higher, the ignition ability of the coal becomes higher, and a stable flame can be formed even under the fuel-lean operating condition.

【0072】分離強化手段119は、流速の旋回成分を
下流に向かって減衰させる手段を有するので、大きな粒
子ほど旋回流による遠心力と粒子の慣性力を強く作用さ
せることができる。第1の実施例による分離強化手段1
19は旋回流発生器120の下流側の微粉炭ノズルの流
路断面積が下流側に向かって次第に大きくする形状であ
る。このようにすると、流路断面積の比較的小さな部分
は旋回方向の速度成分の大きな流れを発生することがで
きるので、石炭粒子は旋回方向の速度成分を高めて微粉
炭ノズルの内部に供給される。旋回流による遠心力は相
対的に大きな粒子ほど強く作用するので、このような粒
子は微粉炭ノズルの外周側の壁面に近い領域に集められ
る。更に、石炭粒子に働く慣性力は比較的大きな粒子ほ
ど大きいから、気体の旋回方向の速度成分が下流に向け
て小さくなる領域で、比較的大きな粒子と気体の速度差
は大きくなる。この速度差によって、より多くの粒子が
微粉炭ノズルの外周壁面に近い領域に集まることができ
る。
Since the separation enhancing means 119 has means for attenuating the swirling component of the flow velocity toward the downstream side, the centrifugal force and the inertial force of the particles due to the swirling flow can be more strongly applied to larger particles. Separation enhancing means 1 according to the first embodiment
Reference numeral 19 is a shape in which the flow path cross-sectional area of the pulverized coal nozzle on the downstream side of the swirl flow generator 120 gradually increases toward the downstream side. In this way, since a portion having a relatively small flow passage cross-sectional area can generate a flow having a large velocity component in the swirling direction, the coal particles are supplied to the inside of the pulverized coal nozzle by increasing the velocity component in the swirling direction. It Since the centrifugal force due to the swirling flow is stronger for larger particles, such particles are collected in a region near the outer wall surface of the pulverized coal nozzle. Furthermore, since the inertial force acting on the coal particles is larger for the larger particles, the velocity difference between the relatively large particles and the gas is large in the region where the velocity component in the swirling direction of the gas decreases toward the downstream side. Due to this speed difference, more particles can be collected in a region close to the outer peripheral wall surface of the pulverized coal nozzle.

【0073】分離空間127は、粒子が旋回流で流れる
滞留時間を調整することができる。これによって、微粉
炭ノズル102の中心部を流れる粒子122において相
対的に大きな粒子を微粉炭ノズル102の外周に近い領
域を流れる粒子123と一体的に供給することができ
る。これによって、微粉炭ノズル102の下端における
石炭粒子の粒径は、微粉炭ノズル102の中心部におい
て相対的に粒子径の小さい微粒125となり、内周壁近
傍において相対的に大きな粗粒124となる。第一の実
施例の場合、中心部の粒子122から外周部の粒子12
3へ移動する粒子は60μm以上の粒子であった。
The separation space 127 can adjust the residence time in which particles flow in a swirling flow. As a result, relatively large particles 122 in the particles 122 flowing in the central portion of the pulverized coal nozzle 102 can be supplied integrally with the particles 123 flowing in the region near the outer periphery of the pulverized coal nozzle 102. As a result, the particle size of the coal particles at the lower end of the pulverized coal nozzle 102 becomes a fine particle 125 having a relatively small particle diameter in the central portion of the pulverized coal nozzle 102 and a relatively large coarse particle 124 near the inner peripheral wall. In the case of the first embodiment, the particles 122 in the central part to the particles 12 in the outer peripheral part are
The particles that moved to 3 were particles of 60 μm or more.

【0074】整流器109は、分離空間127における
流速の旋回成分の抵抗体として作用して旋回方向の速度
成分を減衰させて直進流に変換させるので、石炭粒子を
火炉へ直進流で供給することができる。これによって、
火炉へ供給された石炭粒子が径方向へ拡散することによ
って生ずる燃焼用空気と石炭粒子の混合を抑制すること
ができるので、還元炎領域が火炎の内部に良好に形成で
きる。
The rectifier 109 acts as a resistor for the swirling component of the flow velocity in the separation space 127, attenuates the velocity component in the swirling direction and converts it into a straight flow, so that coal particles can be supplied to the furnace in a straight flow. it can. by this,
Since it is possible to suppress the mixing of the combustion air and the coal particles, which occurs when the coal particles supplied to the furnace are diffused in the radial direction, the reducing flame region can be favorably formed inside the flame.

【0075】第一の実施例における微粉炭ノズル102
の口縁における石炭濃度と速度の径方向の分布を図3に
示す。濃度と速度は流路全体の平均値で規格化してお
り、この規格化した値が1になることは微粉炭ノズル1
02が石炭粒子を流路全体に渡って一様に供給している
ことを示している。また、半径方向の距離は微粉炭ノズ
ル102の半径で規格化した。第一の実施例の微粉炭バ
ーナによれば、規格化した径方向の距離が0.6 よりも
大きな領域で相対的に高濃度の石炭粒子を相対的に速い
速度で供給することができる。
Pulverized coal nozzle 102 in the first embodiment
Fig. 3 shows the radial distribution of coal concentration and velocity at the rim of. The concentration and speed are standardized by the average value of the entire flow path, and the standardized value of 1 means that the pulverized coal nozzle 1
02 indicates that the coal particles are uniformly supplied over the entire flow path. The radial distance is standardized by the radius of the pulverized coal nozzle 102. According to the pulverized coal burner of the first embodiment, coal particles having a relatively high concentration can be supplied at a relatively high speed in a region where the standardized radial distance is larger than 0.6.

【0076】保炎器は、高濃度で供給される石炭粒子を
巻き込んで着火させるので、微粉炭バーナ近傍における
石炭粒子の燃焼を高めることができる。
Since the flame stabilizer entrains and ignites the coal particles supplied at a high concentration, it is possible to enhance the combustion of the coal particles in the vicinity of the pulverized coal burner.

【0077】(iii)効果 図4及び図5に微粉炭ノズルの出口における石炭の濃度
分布を示す。石炭粒子には、75μm以下の粒子の重量
が80%の粒径分布を有するものを用い、少なくとも二
つの流入口を旋回流発生器に持つ本実施例の濃度分布
(図4)と、特開平3−241208 号公報に記載された一つ
の流入口を持ついわゆるサイクロンによって旋回流を発
生させた場合の濃度分布(図5)とを比較した。石炭濃
度は、平均濃度を1とし、この濃度との相対値として示
した。例えば、濃度1.2 とは、平均濃度よりも20%
高い濃度の石炭が流れていることを示す。本実施例の微
粉炭ノズルの場合、等濃度曲線は同心円状をなしてお
り、石炭濃度は周方向に偏差を持たずに供給されてい
る。これに対し、サイクロンによる方法の場合には、等
濃度曲線は同心円状に形成されておらず、ノズルの一部
で濃度が高くなっている。例えば、ノズルの外周壁の近
くの濃度は1.8と1.0に較べて80%の差が認められ
る。
(Iii) Effect FIGS. 4 and 5 show the coal concentration distribution at the outlet of the pulverized coal nozzle. Coal particles having a particle size distribution in which the weight of particles of 75 μm or less is 80% are used, and the concentration distribution of this embodiment having at least two inlets in a swirl flow generator (FIG. 4), The concentration distribution (Fig. 5) when a swirling flow was generated by a so-called cyclone having one inlet described in JP-A-3-241208 was compared. The coal concentration was shown as a relative value with the average concentration set to 1. For example, a density of 1.2 means 20% more than the average density.
It shows that a high concentration of coal is flowing. In the case of the pulverized coal nozzle of this example, the isoconcentration curves are concentric, and the coal concentration is supplied without deviation in the circumferential direction. On the other hand, in the case of the cyclone method, the isoconcentration curves are not formed concentrically, and the concentration is high in a part of the nozzle. For example, the density near the outer peripheral wall of the nozzle shows a difference of 80% compared with 1.8 and 1.0.

【0078】両者の差は、旋回流の発生のさせ方によ
る。即ち、旋回流発生器には少なくとも二つの流入口か
ら石炭を投入し、これによって旋回流を発生させること
により、石炭粒子はノズル内で一様に分散するようにな
る。一つの流入口を持つサイクロンによって旋回流を発
生させる場合には、石炭粒子と空気の噴流はサイクロン
の内壁を一本の筋状に流れる。この筋が石炭濃度の高い
位置に相当するため、微粉炭ノズル口縁における石炭濃
度の周方向の不均一さが生ずる。低負荷でバーナを運用
する場合、石炭濃度は希薄になるが、微粉炭ノズル口縁
で最も希薄な処から火炎が失火する。従って、周方向に
濃度の偏差が少ない本実施例の方が、より低負荷まで火
炎を保炎器に保持できる。
The difference between the two depends on how the swirling flow is generated. That is, coal is injected into the swirl flow generator from at least two inlets, and a swirl flow is generated thereby, so that the coal particles are uniformly dispersed in the nozzle. When a swirl flow is generated by a cyclone having one inlet, the jet of coal particles and air flows in a single line on the inner wall of the cyclone. Since this streak corresponds to a position where the coal concentration is high, non-uniformity of the coal concentration in the circumferential direction occurs at the edge of the pulverized coal nozzle. When the burner is operated with a low load, the coal concentration becomes lean, but the flame is extinguished from the leanest point at the pulverized coal nozzle rim. Therefore, in the present embodiment, the concentration deviation in the circumferential direction is small, the flame can be retained in the flame stabilizer up to a lower load.

【0079】分離強化手段119を旋回流発生器120
の下流に設けることによって、粒子を燃料ノズル102
の内壁に近い領域へ集める能力を高めることができる。
The separation enhancing means 119 is connected to the swirling flow generator 120.
By providing the particles downstream of the fuel nozzle 102.
The ability to collect in an area close to the inner wall of the can be enhanced.

【0080】分離空間127は、微粉炭ノズル102の
中心部を流れる相対的に大きな粒子を該ノズルの内壁に
近い領域へ移動させることができるので、石炭粒子の平
均粒径はノズルの内壁ほど大きくなる。
Since the separation space 127 can move relatively large particles flowing through the center of the pulverized coal nozzle 102 to a region near the inner wall of the nozzle, the average particle size of the coal particles is larger as the inner wall of the nozzle is larger. Become.

【0081】整流器109は、分離空間127における
流速の旋回成分の抵抗体として作用して旋回流の速度成
分を減衰して直進流に変換するので、石炭粒子を火炉1
00へ直進流で供給することができる。これによって、
微粉炭の径方向への拡散は抑制され、還元炎領域が火炎
の内部に良好に形成できるので、石炭の燃焼で生ずるN
Ox濃度を低減することができる。
The rectifier 109 acts as a resistor for the swirling component of the flow velocity in the separation space 127 and attenuates the velocity component of the swirling flow to convert it into a straight flow, so that the coal particles are converted into a straight flow.
00 can be supplied in a straight flow. by this,
Diffusion of pulverized coal in the radial direction is suppressed, and the reducing flame region can be well formed inside the flame.
The Ox concentration can be reduced.

【0082】第一の実施例の微粉炭バーナにおいて、整
流器109の有無によるNOx濃度を測定した。石炭粒
子が旋回流で火炉100へ供給される場合、理論空気量
の10%多い空気を供給する空気過剰率の条件における
NOx濃度は、整流器無しの場合には450ppm である
のに対し、整流器109を取り付けた場合のNOx濃度
は同じ空気過剰率で300ppm の性能を示した。
In the pulverized coal burner of the first embodiment, the NOx concentration was measured with and without the rectifier 109. When coal particles are supplied to the furnace 100 in a swirling flow, the NOx concentration under the condition of the excess air ratio that supplies air 10% larger than the theoretical air amount is 450 ppm without the rectifier, whereas the rectifier 109 The NOx concentration in the case of installing the same showed a performance of 300 ppm at the same excess air ratio.

【0083】更に整流器109は噴流を直進流に変換し
て供給するので、微粉炭ノズル102の下端における流速
分布に火炉100から微粉炭ノズルに向かう逆向きの流
れを作ることもなく、かつ、微粉炭の火炎が伝播する速
度よりも低い流速の領域を作ることもない。これによっ
て、火炉100の火炎が微粉炭ノズル102の内部へ伝
播するために生ずるバーナの焼損を回避できる。
Further, since the rectifier 109 converts the jet flow into a straight flow and supplies it, the flow velocity distribution at the lower end of the pulverized coal nozzle 102 does not create a reverse flow from the furnace 100 toward the pulverized coal nozzle, and It also does not create a region of flow velocity below the velocity at which the charcoal flame propagates. As a result, burning of the burner caused by the flame of the furnace 100 propagating inside the pulverized coal nozzle 102 can be avoided.

【0084】図6に、バーナ負荷と火炎輝度の関係を示
す。バーナ負荷とは、定格の燃料供給量に対する燃料
(石炭)の供給割合を示しており、火炎輝度はバーナ負
荷100%時の火炎輝度を100とした相対値で示してい
る。慣性を利用して一次スロート口縁へ石炭を供給した
従来例の場合には、石炭の供給量を少なくしてバーナ負
荷を低減したときに不安定な火炎になるために火炎の輝
度は低下し、バーナ負荷が35%の条件で失火の状態に
なる。これに対し、本実施例の場合には、バーナ負荷1
5%まで安定な火炎を形成することができる。
FIG. 6 shows the relationship between burner load and flame brightness. The burner load indicates the supply ratio of fuel (coal) to the rated fuel supply amount, and the flame brightness is shown as a relative value with the flame brightness at 100% burner load being 100. In the case of the conventional example in which inertia is used to supply coal to the throat rim of the primary throat, the brightness of the flame decreases because the flame becomes unstable when the burner load is reduced by reducing the coal supply amount. , A misfire occurs when the burner load is 35%. On the other hand, in the case of this embodiment, the burner load 1
A flame that is stable up to 5% can be formed.

【0085】第一の実施例における微粉炭バーナは図3
に示した濃度と速度で微粉炭を供給することができるの
で、保炎器110近傍を流れる微粉炭の濃度は高くな
り、バーナ近傍における微粉炭の燃焼量を高めることが
できる。この領域を高温化することによって同時に還元
炎領域の温度も高まるので、還元炎領域における熱分解
反応の促進によってNOxの還元が促進される。
The pulverized coal burner in the first embodiment is shown in FIG.
Since the pulverized coal can be supplied at the concentration and speed shown in (1), the concentration of the pulverized coal flowing in the vicinity of the flame stabilizer 110 becomes high, and the combustion amount of the pulverized coal in the vicinity of the burner can be increased. By raising the temperature of this region, the temperature of the reducing flame region also rises at the same time, so the reduction of NOx is promoted by the promotion of the thermal decomposition reaction in the reducing flame region.

【0086】〔実施例2〕 (iv)バーナの構造 第二の実施例について説明する。図7は、第二の実施例
の微粉炭バーナの断面図である。
[Second Embodiment] (iv) Structure of Burner A second embodiment will be described. FIG. 7 is a sectional view of the pulverized coal burner of the second embodiment.

【0087】第二の実施例のバーナは、微粉炭ノズル1
02の整流器の位置に、微粉炭ノズル102と同心状に
分配器130を取り付けている。この分配器130は、
微粉炭ノズル102を分配器130の内部を流れる内管
131と外部を流れる外管132に分割する。
The burner of the second embodiment is the pulverized coal nozzle 1
A distributor 130 is concentrically attached to the pulverized coal nozzle 102 at the position of the rectifier 02. This distributor 130
The pulverized coal nozzle 102 is divided into an inner pipe 131 flowing inside the distributor 130 and an outer pipe 132 flowing outside.

【0088】整流器は、分配器130によって径方向に
分割されるので、内管131に位置した整流器109a
と、外管132に位置した整流器109bとに分割され
る。分離空間における粒径操作を効果的に達成するに
は、分配器130で微粉炭ノズル102を同心状に分割
した後に、整流器109を配置するのがよい。
Since the rectifier is divided in the radial direction by the distributor 130, the rectifier 109a located on the inner pipe 131 is divided.
And the rectifier 109b located in the outer tube 132. In order to effectively achieve the particle size control in the separation space, it is preferable to arrange the rectifier 109 after the pulverized coal nozzle 102 is concentrically divided by the distributor 130.

【0089】(v)作用 分配器130は、分離空間127で微粉炭ノズル102
の内壁側を流れる粗粒124と中心部を流れる微粒12
5へ分離した微粉炭の流れを該ノズルの下端まで保持す
る。
(V) Action The distributor 130 operates in the separation space 127 in the pulverized coal nozzle 102.
Coarse particles 124 flowing on the inner wall side and fine particles 12 flowing in the center
The flow of the pulverized coal separated into 5 is maintained up to the lower end of the nozzle.

【0090】整流器109aは、分配器130の内管1
31へ供給される一次空気と石炭粒子の混合気の噴流の
旋回流を直進流へ変換する。
The rectifier 109a is the inner tube 1 of the distributor 130.
The swirling flow of the jet of the mixture of primary air and coal particles supplied to 31 is converted into a straight flow.

【0091】整流器109bは、分配器130の外管1
32へ供給される一次空気と石炭粒子の混合気の噴流の
旋回流を直進流へ変換する。
The rectifier 109b is the outer tube 1 of the distributor 130.
The swirling flow of the jet of the mixture of primary air and coal particles supplied to 32 is converted into a straight flow.

【0092】(vi)効果 分配器130は、粗粒124と微粒125に分離した粉
体が乱流の作用によって次第に混合することを抑制する
ので、微粉炭ノズル102の下端における外管132に
おける石炭濃度を第一の実施例よりも高くすることがで
き、内管131における石炭濃度を第一の実施例よりも
低くすることができる。図9に分配器による効果を示
す。
(Vi) Effect The distributor 130 prevents the powder separated into the coarse particles 124 and the fine particles 125 from being gradually mixed by the action of the turbulent flow. Therefore, the coal in the outer pipe 132 at the lower end of the pulverized coal nozzle 102 is prevented. The concentration can be made higher than that in the first embodiment, and the coal concentration in the inner pipe 131 can be made lower than that in the first embodiment. FIG. 9 shows the effect of the distributor.

【0093】第二の実施例を用いて石炭を燃焼したとき
のNOx濃度について説明する。図10は内管131か
ら微粉125を供給し、外管132から粗粉124を供
給した時のNOx濃度を、内管131と外管132の空
気比を変えて測定した結果を示す。ここで、空気比とは
石炭粒子を完全に燃焼するのに要する空気流量に対する
一次空気流量の割合を示す。図10で燃焼した時の微粉
125は53μm以下の粒径分布の石炭粒子であり、粗
粉124は100μm以下の粒径分布の石炭粒子であ
る。図11に示す100μm以下の粒径分布を持つ石炭
粒子を内管131と外管132から供給した時のNOx
濃度と比較すると、内管131から微粉125を供給す
ることによってNOx濃度は約20%低減すると共に、
NOxを低減できる内管131と外管132の空気比の
条件を広くできる。これは、内管131から供給される
微粉125が主として還元炎領域へ供給されるためであ
る。即ち、微粉125は粗粉124に比べて反応性に富
み、酸素を消費した還元炎領域においても二酸化炭素や
水によって熱分解される固体成分の量が微粉125ほど
多いため、酸化炎領域から混合する気体による還元炎雰
囲気の形成を抑制する現象を緩和できるので、還元炎領
域におけるNOxの還元反応を促進できるからである。
The NOx concentration when coal is burned will be described using the second embodiment. FIG. 10 shows the NOx concentration when fine powder 125 was supplied from the inner pipe 131 and coarse powder 124 was supplied from the outer pipe 132, and the results were measured by changing the air ratio of the inner pipe 131 and the outer pipe 132. Here, the air ratio indicates the ratio of the primary air flow rate to the air flow rate required to completely burn the coal particles. The fine powder 125 when burned in FIG. 10 is a coal particle having a particle size distribution of 53 μm or less, and the coarse powder 124 is a coal particle having a particle size distribution of 100 μm or less. NOx when coal particles having a particle size distribution of 100 μm or less shown in FIG. 11 are supplied from the inner pipe 131 and the outer pipe 132.
Compared with the concentration, the NOx concentration is reduced by about 20% by supplying the fine powder 125 from the inner pipe 131, and
The condition of the air ratio of the inner pipe 131 and the outer pipe 132 capable of reducing NOx can be widened. This is because the fine powder 125 supplied from the inner pipe 131 is mainly supplied to the reducing flame region. That is, the fine powder 125 is more reactive than the coarse powder 124, and even in the reducing flame region where oxygen is consumed, the amount of the solid component thermally decomposed by carbon dioxide or water is larger than that of the fine powder 125. This is because the phenomenon of suppressing the formation of the reducing flame atmosphere due to the reducing gas can be alleviated, so that the NOx reduction reaction in the reducing flame region can be promoted.

【0094】第二の実施例の微粉炭バーナにおける旋回
流発生器120を図8に示す。この旋回流発生器120
は、円錐の形状をなすコーン140と,コーン140の
下流側に位置し下流に向けて流路面積の拡大するディフ
ューザの間に位置した半径流型の旋回流発生器である。
旋回流発生器120は、流路の周方向に配した複数の板
状の羽根と、この羽根と一体的に取り付けられた支持棒
から構成される。支持棒はコーン140とディフューザ
によって支持されており、図示されていない駆動装置に
よって羽根の角度を変えることができる。
A swirl flow generator 120 in the pulverized coal burner of the second embodiment is shown in FIG. This swirl flow generator 120
Is a radial flow type swirl flow generator located between a cone 140 in the shape of a cone and a diffuser located on the downstream side of the cone 140 and having a flow passage area expanding toward the downstream side.
The swirl flow generator 120 is composed of a plurality of plate-shaped blades arranged in the circumferential direction of the flow path, and a support rod integrally attached to the blades. The support rod is supported by the cone 140 and the diffuser, and the angle of the blade can be changed by a driving device (not shown).

【0095】第二の実施例の旋回流発生器120は、石
炭粒子を一次スロート111の内周面に供給した後に、
石炭粒子と一次空気に旋回流を与えることができるの
で、分離空間127の一次スロート内周面へ供給される
石炭濃度を高めることができる。これによって、外管1
32から供給される石炭濃度は図7に示す構造の旋回流
発生器120よりも高くなるので、保炎器110におい
て燃焼する石炭の割合が増えて還元炎領域の温度を高め
るので、NOxの還元反応を促進して低NOx燃焼を達
成できる。
In the swirl flow generator 120 of the second embodiment, after supplying coal particles to the inner peripheral surface of the primary throat 111,
Since the swirling flow can be applied to the coal particles and the primary air, the concentration of coal supplied to the inner peripheral surface of the primary throat of the separation space 127 can be increased. As a result, the outer tube 1
Since the coal concentration supplied from 32 is higher than that of the swirl flow generator 120 having the structure shown in FIG. 7, the proportion of coal burning in the flame stabilizer 110 is increased and the temperature of the reducing flame region is increased. Low NOx combustion can be achieved by promoting the reaction.

【0096】〔実施例3〕 (vii)バーナの構造 第三の実施例について説明する。図12は第三の実施例
の微粉炭バーナの微粉炭ノズルのみを示した断面図であ
り、図13は第三の実施例の旋回流発生器120の鳥瞰図
である。
[Third Embodiment] (vii) Structure of Burner A third embodiment will be described. FIG. 12 is a sectional view showing only the pulverized coal nozzle of the pulverized coal burner of the third embodiment, and FIG. 13 is a bird's-eye view of the swirl flow generator 120 of the third embodiment.

【0097】第三の実施例のバーナは、旋回流発生器1
20の旋回強度を変える手段と,石炭粉砕器154の粉
砕量を変える手段と,粉砕された石炭粒子を搬送する空
気の流量を変える手段を有し、石炭の供給量の指令に基
づいて旋回強度を変える手段と粉砕量を変える手段と空
気流量を変える手段を制御する手段を有する。
The burner of the third embodiment is the swirl flow generator 1
20 has a means for changing the turning strength, a means for changing the crushing amount of the coal crusher 154, and a means for changing the flow rate of the air carrying the crushed coal particles, and the turning strength is based on the command of the coal supply amount. And a means for controlling the pulverization amount and the air flow rate.

【0098】旋回強度を変える手段の一例は、旋回流発
生器120の上流側に旋回流発生器120と一体的に取
り付けられた支持棒151と,支持棒151を支えるサ
ポート150と、支持棒151を駆動する駆動機152
から構成される。支持棒151は制御機153の指令を受
けて駆動機152によって支持棒151の軸芯を中心に
回転する。サポート150は、支持棒151の回転を支
えると共に、支持棒151の外周面を経て燃料ノズル1
02の系外へ微粉炭が流出するのを防止する。
An example of means for changing the swirl strength is a support rod 151 integrally mounted on the swirl flow generator 120 upstream of the swirl flow generator 120, a support 150 for supporting the support rod 151, and a support rod 151. Drive machine 152 for driving
Consists of In response to a command from the controller 153, the supporting rod 151 is rotated about the axis of the supporting rod 151 by the driving device 152. The support 150 supports the rotation of the support rod 151, and passes through the outer peripheral surface of the support rod 151, and the fuel nozzle 1
Prevents pulverized coal from flowing out of the system of No. 02.

【0099】粉砕量を変える手段は制御機153の負荷
指令を受けて粉砕機154へ供給する石炭量を変える。
The means for changing the amount of crushing receives the load command from the controller 153 and changes the amount of coal supplied to the crusher 154.

【0100】空気流量を変える手段は、粉砕機154へ
供給する一次空気の配管に設けた流量調節弁155の開
度によって一次空気流量を調節する。
The means for changing the air flow rate adjusts the primary air flow rate by the opening degree of the flow rate control valve 155 provided in the pipe of the primary air supplied to the crusher 154.

【0101】制御機153は、旋回流発生器120の回
転数と、粉砕機154の石炭粉砕量と、流量調節弁15
5の開度を調節する。
The controller 153 controls the number of revolutions of the swirling flow generator 120, the amount of coal crushed by the crusher 154, and the flow rate control valve 15.
Adjust the opening of 5.

【0102】(viii)作用と効果 第三の実施例の微粉炭バーナの動作を図14を用いて説
明する。図14はバーナ負荷に対する旋回流発生器12
0の旋回羽根の回転数と粉砕機154の粉砕量と流量調
節弁155の操作量の関係を示す。前記操作量は操作量
の最大値を100%とした開度で示す。
(Viii) Action and Effect The operation of the pulverized coal burner of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows a swirl flow generator 12 for a burner load.
The relationship between the rotation speed of the swirl vane of 0, the crushing amount of the crusher 154, and the operation amount of the flow rate control valve 155 is shown. The manipulated variable is indicated by the opening with the maximum value of the manipulated variable being 100%.

【0103】第三の実施例の微粉炭バーナの負荷が10
0%から50%の領域では、旋回羽根の回転数の開度を
一定にし、粉砕量と流量調節弁の開度は負荷と共に減少
させる。即ち、旋回流発生器120の旋回強度を保った
まま、石炭の流量と一次空気の流量との比率を一定にし
て運転する。
The load of the pulverized coal burner of the third embodiment is 10
In the range of 0% to 50%, the rotational speed of the swirl vane is kept constant, and the crushing amount and the flow control valve are decreased with the load. That is, while maintaining the swirl strength of the swirl flow generator 120, the operation is performed with the ratio between the flow rate of coal and the flow rate of primary air being constant.

【0104】微粉炭バーナの負荷が50%以下の領域で
は、一次空気の配管内における粒子の沈降を防ぐ最低流
速の制約により、流量調節弁の開度は一定に保たれ、一
次空気流量はバーナ負荷によらず一定量流れる。粉砕量
の開度はバーナ負荷と共に減少する。一方、旋回羽根の
回転数の開度はバーナ負荷を減少させると共に高くな
り、微粉炭ノズル102の内部における旋回強度を強く
する。
In the region where the load of the pulverized coal burner is 50% or less, the opening of the flow rate control valve is kept constant due to the restriction of the minimum flow velocity that prevents the sedimentation of particles in the primary air pipe, and the primary air flow rate is maintained by the burner. It flows a certain amount regardless of the load. The opening of the crushing amount decreases with the burner load. On the other hand, the opening degree of the number of revolutions of the swirl blade increases as the burner load is reduced, and the swirl strength inside the pulverized coal nozzle 102 is strengthened.

【0105】旋回流発生器120の旋回羽根の回転数の
開度が増加すると、分離空間127における一次空気の
旋回強度が増加する。一次空気の旋回強度が増加すれ
ば、石炭粒子も旋回流で供給されるので、分離空間12
7における中心部の粒子122の中で相対的に大きな粒
子が外周部の粒子123と一体的に一次スロート111
の内周壁の近傍から粗粒124として供給される。一
方、中心部の粒子122から供給された微粒125は一
次スロート111の中心部から供給される。
When the rotational speed of the swirl vanes of the swirl flow generator 120 increases, the swirl strength of the primary air in the separation space 127 increases. If the swirling strength of the primary air increases, coal particles are also supplied in a swirling flow, so that the separation space 12
7, the relatively large particles among the central particles 122 are integrated with the outer peripheral particles 123 in the primary throat 111.
The coarse particles 124 are supplied from the vicinity of the inner peripheral wall of the. On the other hand, the fine particles 125 supplied from the particles 122 in the central portion are supplied from the central portion of the primary throat 111.

【0106】中心部の粒子122から粗粒125へ供給
される粒子の量は旋回羽根の回転数の開度を高めるにつ
れて多くなる。これによって、バーナ負荷が50%以下
で一次空気に占める石炭流量の少ない条件においても、
粗粒124の石炭濃度を60%以上のバーナ負荷の条件
における石炭濃度に近くすることができる。このため、
油などの助燃用の燃料を必要としたバーナの負荷を従来
よりも低負荷側へ移動することができ、石炭専焼するバ
ーナ負荷の帯域が広がるので、助燃用の油の使用量を少
なくすることができる。
The amount of particles supplied from the central particles 122 to the coarse particles 125 increases as the opening degree of the rotational speed of the swirling blade increases. As a result, even under the condition that the burner load is 50% or less and the coal flow rate in the primary air is small,
The coal concentration of the coarse particles 124 can be made close to the coal concentration under the condition of a burner load of 60% or more. For this reason,
Since the load of the burner that requires fuel such as oil for supporting combustion can be moved to a lower load side than before, the range of burner load for burning coal exclusively can be widened, so the amount of oil for supporting combustion should be reduced. You can

【0107】〔実施例4〕第四の実施例について説明す
る。図15は第四の実施例の微粉炭バーナの分配器の断
面図であり、これ以外の微粉炭バーナの構造は第一から
第三の実施例に示したバーナの構造と同じである。
[Fourth Embodiment] A fourth embodiment will be described. FIG. 15 is a sectional view of the distributor of the pulverized coal burner of the fourth embodiment, and the structure of the pulverized coal burner other than this is the same as the structure of the burner shown in the first to third embodiments.

【0108】第四の実施例の微粉炭バーナは、一次スロ
ート111の内部に配した分配器130に微粉炭ノズル
102の下端における速度分布を調整する機能を設けた
点にある。第四の実施例の一例では、図15に示すよう
に分配器130を流路方向に位置した速度調節部160
と軸流部161の二つの領域に分割している。
The pulverized coal burner of the fourth embodiment is characterized in that the distributor 130 arranged inside the primary throat 111 is provided with a function of adjusting the velocity distribution at the lower end of the pulverized coal nozzle 102. In an example of the fourth embodiment, as shown in FIG. 15, the speed adjusting unit 160 in which the distributor 130 is located in the flow path direction is arranged.
And the axial flow portion 161 is divided into two regions.

【0109】図15の場合には、分配器130の上流側
における一次空気の速度が一次スロート111の内周壁
へ近付くにつれて高くなる分布を示し、この速度分布を
分配器130の下流側で均一にする目的で分配器130
の形状を決定した。
In the case of FIG. 15, there is shown a distribution in which the velocity of the primary air on the upstream side of the distributor 130 increases as it approaches the inner peripheral wall of the primary throat 111, and this velocity distribution is made uniform on the downstream side of the distributor 130. For the purpose of
The shape of

【0110】即ち、速度調節部160は円錐状の形状を
なし、円錐状の速度調節部160によって作られる内管
131の流路断面積が小さくなるように設定されてい
る。
That is, the speed adjusting section 160 has a conical shape, and is set so that the flow passage cross-sectional area of the inner pipe 131 formed by the conical speed adjusting section 160 is small.

【0111】軸流部161は円筒状の形状をなし、この
円筒が一次スロート111と同心状に位置する。円筒に
よって作られる内管131の流路断面積は流路方向によ
らず一定である。
The axial flow portion 161 has a cylindrical shape, and this cylinder is positioned concentrically with the primary throat 111. The flow passage cross-sectional area of the inner pipe 131 made of a cylinder is constant regardless of the flow passage direction.

【0112】一次スロート111の下端における石炭濃
度と速度の半径方向の分布を図16に示す。速度調節部
160の外周側の流路の断面積は下流に向けて大きくな
るので、この流路を流れる一次空気の流速を下げること
ができる。速度調節部160の内周側の断面積は下流に
向けて小さくなるので、この流路を流れる一次空気の速
度を高めることができる。これによって、一次空気の噴
出速度は一次スロート111の下端の径方向で一様な値
にすることができる。一方、石炭濃度は分配器130へ
流入する石炭粒子と一次空気流量の割合で決定するの
で、分離空間127によって形成された粗粒124が流入
する外管132の石炭濃度は内管131よりも高くする
することができる。
FIG. 16 shows the radial distribution of coal concentration and velocity at the lower end of the primary throat 111. Since the cross-sectional area of the flow passage on the outer peripheral side of the speed control unit 160 increases toward the downstream side, the flow velocity of the primary air flowing through this flow passage can be reduced. Since the cross-sectional area on the inner peripheral side of the speed adjusting section 160 becomes smaller toward the downstream side, the speed of the primary air flowing through this flow path can be increased. Thereby, the ejection speed of the primary air can be made a uniform value in the radial direction of the lower end of the primary throat 111. On the other hand, since the coal concentration is determined by the ratio of the coal particles flowing into the distributor 130 and the primary air flow rate, the coal concentration of the outer pipe 132 into which the coarse particles 124 formed by the separation space 127 flow is higher than that of the inner pipe 131. You can

【0113】第四の実施例における分配器130は分配
器130の含軸断面の形状を変えることによって石炭濃
度と速度を独立に変えることができる。本実施例で示し
たような外管132と内管131から供給される二つの
噴流の速度差を小さくする場合、両者の噴流の混合は最
も抑制されるので、内管131から供給される微粒12
5をより保存して還元炎の領域へ供給することができ
る。微粉125は体積当りの表面積が大きいために、還
元炎領域においても二酸化炭素や水と反応し易く、NO
xを還元する前駆物質を発生させるので、低NOx燃焼
を達成できる。 (実施例5)第五の実施例の微粉炭ボイラ発電システム
について図17を用いて説明する。この実施例の発電シ
ステムは、石炭を燃焼する火炉200と,火炉に取り付
けた本発明の微粉炭バーナ201と,アフタエアポート
202と,微粉炭バーナとアフタエアポートへ空気を供
給する空気供給系統209と,石炭粉砕器203と,石
炭の火炎で発生した熱を吸収する伝熱管206と,伝熱
管で発生した蒸気によって発電するための蒸気タービン
207と発電機208とから構成されている。
The distributor 130 in the fourth embodiment can independently change the coal concentration and speed by changing the shape of the axial section of the distributor 130. When the velocity difference between the two jets supplied from the outer pipe 132 and the inner pipe 131 as shown in this embodiment is made small, the mixing of the two jets is most suppressed, so the fine particles supplied from the inner pipe 131 are suppressed. 12
5 can be better preserved and supplied to the area of reducing flame. Since the fine powder 125 has a large surface area per volume, it easily reacts with carbon dioxide and water even in a reducing flame region, and NO
Low NOx combustion can be achieved because it produces precursors that reduce x. (Fifth Embodiment) A pulverized coal boiler power generation system according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. The power generation system of this embodiment includes a furnace 200 for burning coal, a pulverized coal burner 201 of the present invention attached to the furnace, an after air port 202, and an air supply system 209 for supplying air to the pulverized coal burner and the after air port. A coal crusher 203, a heat transfer tube 206 for absorbing heat generated by the flame of coal, a steam turbine 207 for generating electric power by steam generated in the heat transfer tube, and a generator 208.

【0114】単位時間に5000MWの発電を行う能力
を持つ微粉炭ボイラ発電システムの場合、火炉200の
両側に取り付けられた微粉炭バーナは、火炉の高さ方向
に3段,火炉の奥行き方向に4列、配置されている。ま
た、アフタエアポートは、最上段の微粉炭バーナよりも
更に上段に取り付けられている。石炭粉砕器203によ
って、石炭は75μm以下の粒径を持つ微粉炭の重量割
合が60%から90%の間になるように粉砕され、搬送
空気によって微粉炭バーナへと搬送される。
In the case of the pulverized coal boiler power generation system capable of generating power of 5000 MW per unit time, the pulverized coal burners installed on both sides of the furnace 200 have three stages in the height direction of the furnace and four in the depth direction of the furnace. The columns are arranged. Further, the after-air port is installed further above the uppermost pulverized coal burner. The coal pulverizer 203 pulverizes the coal so that the weight ratio of the pulverized coal having a particle size of 75 μm or less is between 60% and 90%, and the coal is conveyed to the pulverized coal burner by the conveying air.

【0115】石炭の燃焼に用いられる空気は、空気供給
系統209から供給され、空気流量調節弁204,20
5によってその流量を調節される。
The air used for combustion of coal is supplied from the air supply system 209, and the air flow control valves 204, 20 are supplied.
The flow rate is adjusted by 5.

【0116】蒸気211は、火炉の内壁を構成する伝熱
管で加熱された後、火炉の流路内部に取り付けられた複
数の伝熱管206によって加圧蒸気に変換される。蒸気
タービン207は、前記の加圧蒸気によって発電機20
8を駆動して発電する。
The steam 211 is heated by the heat transfer tubes forming the inner wall of the furnace and then converted into pressurized steam by the plurality of heat transfer tubes 206 attached inside the flow path of the furnace. The steam turbine 207 uses the pressurized steam to generate the power generator 20.
8 is driven to generate electricity.

【0117】本実施例の運転方法の一例を図18に示
す。図18は、微粉炭ボイラ発電システムの発電負荷を
17%から100%へ変化させる場合の各微粉炭バーナ
の負荷特性を経時変化で示す。図18の(イ)は従来の
バーナを使用した例を示し、(ロ)は本発明のバーナを
使用した実施例を示す。従来例の場合、微粉炭バーナ2
01aと201dを50%の負荷で運用し、負荷を10
0%へ上昇させ、順次、微粉炭バーナ201bと201
e,微粉炭バーナ201cと201fを起動する手順を
踏む。
FIG. 18 shows an example of the operating method of this embodiment. FIG. 18 shows the load characteristics of each pulverized coal burner with time when the power generation load of the pulverized coal boiler power generation system is changed from 17% to 100%. 18A shows an example using a conventional burner, and FIG. 18B shows an example using the burner of the present invention. In the case of the conventional example, pulverized coal burner 2
Operate 01a and 201d with 50% load, load 10
It is increased to 0%, and pulverized coal burners 201b and 201 are sequentially added.
e, follow the procedure for starting the pulverized coal burners 201c and 201f.

【0118】これに対し、本発明の微粉炭バーナを使用
した場合には、従来よりも低負荷でも石炭だけで燃焼さ
せることができるため、発電負荷17%の状態で、微粉
炭バーナ201aと201dと201bと201eを2
5%の負荷で運用することができる。従って、微粉炭ボ
イラ発電システムの発電負荷を100%へ向上させるに
は、微粉炭バーナ201cと201fを起動させればよ
いことになる。
On the other hand, when the pulverized coal burner of the present invention is used, it can be burned only with coal even under a lower load than in the conventional case, so that the pulverized coal burners 201a and 201d can be burned with a power generation load of 17%. And 201b and 201e 2
It can be operated with a load of 5%. Therefore, in order to improve the power generation load of the pulverized coal boiler power generation system to 100%, it is sufficient to activate the pulverized coal burners 201c and 201f.

【0119】このため、石炭粉砕器203の負荷変化率
を同じ条件で比較すると、本実施例で負荷100%まで
要する時間は、従来の2/3ですむことになる。即ち、
微粉炭ボイラ発電システムの負荷変化率を従来の1.5
倍に高めることができる。
Therefore, if the load change rates of the coal crushers 203 are compared under the same conditions, the time required to reach a load of 100% in this embodiment is 2/3 of the conventional case. That is,
Pulverized coal boiler power generation system load change rate of 1.5
Can be doubled.

【0120】更に、微粉炭バーナを起動停止する場合、
石炭粉砕器203の起動停止を伴う空気や石炭の投入が
生じ、一酸化炭素や窒素酸化物の排出量が一時的に変化
しやすくなる。しかし、本実施例を適用すると、石炭粉
砕器203の起動停止の回数を減らすことができるの
で、一酸化炭素や窒素酸化物の排出量を安定に制御する
ことができるようになる。
Further, when starting and stopping the pulverized coal burner,
The introduction of air or coal accompanied by the start and stop of the coal crusher 203 causes a temporary change in the emissions of carbon monoxide and nitrogen oxides. However, when the present embodiment is applied, the number of times of starting and stopping the coal crusher 203 can be reduced, so that the emission amounts of carbon monoxide and nitrogen oxides can be stably controlled.

【0121】[0121]

【発明の効果】本発明によれば、NOx濃度を低減でき
る微粉炭バーナを提供することができる。また、微粉炭
のみで燃焼できるバーナの負荷を広くすることによって
油などの助燃材の使用量を少なくできる。
According to the present invention, it is possible to provide a pulverized coal burner capable of reducing the NOx concentration. In addition, by increasing the load of the burner that can burn with only pulverized coal, the amount of auxiliary combustion material such as oil used can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による微粉炭バーナの一実施例を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a pulverized coal burner according to the present invention.

【図2】図1のバーナを火炉側から見た側面図である。FIG. 2 is a side view of the burner shown in FIG. 1 viewed from the furnace side.

【図3】本発明の実施例によるバーナの微粉炭ノズルの
口縁における石炭濃度と速度の径方向の分布を示す線図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a radial distribution of coal concentration and velocity at the rim of a pulverized coal nozzle of a burner according to an example of the present invention.

【図4】本実施例によるバーナの微粉炭ノズルの出口に
おける石炭濃度分布を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a coal concentration distribution at an outlet of a pulverized coal nozzle of a burner according to this example.

【図5】従来のバーナの微粉炭ノズルの出口における石
炭濃度分布を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a coal concentration distribution at an outlet of a pulverized coal nozzle of a conventional burner.

【図6】バーナ負荷と火炎輝度との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between burner load and flame brightness.

【図7】第二の実施例による微粉炭バーナの断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view of a pulverized coal burner according to a second embodiment.

【図8】第二の実施例における旋回流発生器の側面図で
ある。
FIG. 8 is a side view of a swirl flow generator according to a second embodiment.

【図9】分配器の石炭濃度の及ぼす効果を示すグラフで
ある。
FIG. 9 is a graph showing the effect of coal concentration of the distributor.

【図10】微粉炭ノズル内を二つの流路に分割し内管に
微粉を供給し、外管に粗粉を供給した時のNOx濃度を
空気比を変えて示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing the NOx concentration when the pulverized coal nozzle is divided into two flow passages, the fine powder is supplied to the inner pipe, and the coarse powder is supplied to the outer pipe by changing the air ratio.

【図11】微粉炭ノズル内の内管と外管に同じ粒径の石
炭粒子を供給したときのNOx濃度を空気比を変えて示
した図である。
FIG. 11 is a diagram showing the NOx concentration when the coal particles having the same particle diameter are supplied to the inner pipe and the outer pipe in the pulverized coal nozzle, while changing the air ratio.

【図12】第三の実施例の微粉炭バーナにおける微粉炭
ノズル部分の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a pulverized coal nozzle portion in a pulverized coal burner of a third embodiment.

【図13】第三の実施例の旋回流発生器を示す鳥瞰図で
ある。
FIG. 13 is a bird's-eye view showing a swirl flow generator according to a third embodiment.

【図14】バーナ負荷に対する旋回流発生器の旋回羽根
の回転数と石炭粉砕機の粉砕量と流量調節弁の操作量の
関係を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the swirl vanes of the swirl flow generator, the crushing amount of the coal crusher, and the operation amount of the flow rate control valve with respect to the burner load.

【図15】第四の実施例の微粉炭バーナにおける分配器
の断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a distributor in a pulverized coal burner of a fourth embodiment.

【図16】第四の実施例のバーナを用いたときの石炭濃
度と石炭と搬送空気の混合気噴流の速度の関係を示す線
図である。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the coal concentration and the velocity of the mixture jet of coal and carrier air when the burner of the fourth embodiment is used.

【図17】本発明のバーナを具備するボイラ発電システ
ムの概略構成図である。
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a boiler power generation system including the burner of the present invention.

【図18】(イ)及び(ロ)ともに、ボイラ発電システ
ムにおける各微粉炭バーナの負荷特性を経時変化で示し
たグラフである。
18 (a) and 18 (b) are graphs showing the load characteristics of each pulverized coal burner in the boiler power generation system over time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

102…微粉炭ノズル、103…二次空気ノズル、10
4…三次空気ノズル、105…一次空気と微粉炭の混合
気、106…二次空気、107…三次空気、108…オ
イルガン、109…整流器、110…保炎器、119…
分離強化手段、120…旋回流発生器、121…旋回
流、127…分離空間、130…分配器、131…内
管、132…外管、151…支持棒、152…駆動機、
153…制御機、154…粉砕機、155…流量調節
弁、160…速度調節部。
102 ... Pulverized coal nozzle, 103 ... Secondary air nozzle, 10
4 ... Tertiary air nozzle, 105 ... Mixture of primary air and pulverized coal, 106 ... Secondary air, 107 ... Tertiary air, 108 ... Oil gun, 109 ... Rectifier, 110 ... Flame stabilizer, 119 ...
Separation strengthening means, 120 ... Swirl flow generator, 121 ... Swirl flow, 127 ... Separation space, 130 ... Distributor, 131 ... Inner tube, 132 ... Outer tube, 151 ... Support rod, 152 ... Drive unit,
153 ... Controller, 154 ... Crusher, 155 ... Flow control valve, 160 ... Speed control unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 豪 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 岡▲崎▼ 洋文 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 森田 茂樹 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Go Kono 7-1, 1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Oka ▲ saki ▼ Omika-machi, Hitachi-shi, Ibaraki 7-1, 1-1 Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shigeki Morita 6-9 Takaracho, Kure City, Hiroshima Prefecture Babcock Hitachi Kure Factory

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】石炭粒子と搬送用空気との混合物を直進流
で噴出する微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を旋回流に
して噴出する少なくとも一つの空気ノズルを同心状に備
えた微粉炭燃焼バーナにおいて、前記石炭粒子と搬送用
空気との混合物を旋回させる旋回流発生手段と該旋回流
発生手段によって形成された旋回流を直進流に変える整
流手段とを備え、該旋回流発生手段における石炭粒子と
搬送用空気との混合物の供給口を旋回方向の複数箇所に
備えたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
1. A pulverized coal combustion system having at least one air nozzle concentrically provided around a pulverized coal nozzle for jetting a mixture of coal particles and a carrier air in a straight flow to jet a combustion air in a swirling flow. The burner includes swirl flow generating means for swirling a mixture of the coal particles and conveying air, and rectifying means for converting the swirl flow formed by the swirl flow generating means into a straight flow, the coal in the swirl flow generating means A pulverized coal combustion burner characterized in that a supply port for a mixture of particles and a carrier air is provided at a plurality of positions in the swirling direction.
【請求項2】請求項1において、前記微粉炭ノズル内に
複数の羽根を有する旋回流発生手段を備え、該旋回流発
生手段における石炭粒子と搬送用空気との混合物の供給
口を羽根と羽根との間に設け且つ複数箇所に設けたこと
を特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
2. The swirling flow generating means having a plurality of blades in the pulverized coal nozzle according to claim 1, wherein the swirling flow generating means is provided with a blade and a blade for supplying a mixture of coal particles and carrier air. A pulverized coal combustion burner characterized by being provided between and at a plurality of locations.
【請求項3】請求項1において、前記微粉炭ノズルの後
端側壁面の複数箇所の接線方向に石炭粒子と搬送用空気
との混合物の供給口を備え、該混合物が接線方向から供
給されることによって旋回流が形成されるようにしたこ
とを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
3. A supply port for a mixture of coal particles and carrier air is provided at a plurality of tangential directions on a rear end side wall surface of the pulverized coal nozzle according to claim 1, and the mixture is supplied from the tangential direction. A pulverized coal combustion burner characterized in that a swirl flow is formed by the above.
【請求項4】請求項1ないし3のいずれか一つにおい
て、前記整流手段として、石炭粒子と搬送用空気との混
合物の旋回を妨げる抵抗体を設けたことを特徴とする微
粉炭燃焼バーナ。
4. A pulverized coal combustion burner according to any one of claims 1 to 3, wherein the rectifying means is provided with a resistor for preventing swirling of a mixture of coal particles and carrier air.
【請求項5】請求項4において、前記抵抗体として、前
記微粉炭ノズル内に複数の板状部材を放射状に設けたこ
とを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
5. The pulverized coal combustion burner according to claim 4, wherein a plurality of plate-shaped members are radially provided in the pulverized coal nozzle as the resistor.
【請求項6】請求項1ないし5のいずれか一つにおい
て、前記旋回流発生手段と前記整流手段との間に、旋回
流に含まれる石炭粒子のうちの相対的に小さな微粒子を
ノズル内中央部に慣性力によって移動させるのに充分な
空間を設けたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
6. The nozzle according to claim 1, wherein relatively small particles of coal particles contained in the swirling flow are provided in the center of the nozzle between the swirling flow generating means and the rectifying means. A pulverized coal combustion burner characterized in that a space sufficient to move it by inertial force is provided in the section.
【請求項7】石炭粒子と搬送用空気との混合物を直進流
で噴出する微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を旋回流に
して噴出する少なくとも一つの空気ノズルを同心状に備
えた微粉炭燃焼バーナにおいて、前記石炭粒子と搬送用
空気との混合物を旋回させる旋回流発生手段と,該微粉
炭ノズル内を出口方向に向かって流れる該混合物の旋回
流の強さを次第に弱める手段と,該旋回流を直進流に変
える整流手段とを備え、該旋回流発生手段における石炭
粒子と搬送用空気との混合物の供給口を旋回方向の複数
箇所に備えたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
7. Combustion of pulverized coal provided concentrically with at least one air nozzle that ejects combustion air in a swirling flow around the outer periphery of a pulverized coal nozzle that ejects a mixture of coal particles and carrier air in a straight flow. In the burner, a swirl flow generating means for swirling the mixture of the coal particles and the carrier air, a means for gradually weakening the strength of the swirl flow of the mixture flowing in the pulverized coal nozzle toward the outlet, and the swirling A pulverized coal combustion burner, comprising: a straightening means for changing the flow into a straight flow, and supply ports for a mixture of coal particles and conveying air in the swirling flow generating means are provided at a plurality of positions in the swirling direction.
【請求項8】請求項7において、前記石炭粒子と搬送用
空気との混合物の旋回流の強さを弱める手段として、前
記微粉炭ノズルの流路断面積を下流側に向かって拡大す
る手段を備えたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
8. A means for expanding the flow passage cross-sectional area of the pulverized coal nozzle toward the downstream side as means for weakening the strength of the swirling flow of the mixture of the coal particles and the carrier air according to claim 7. A pulverized coal combustion burner characterized by being equipped.
【請求項9】請求項8において、前記流路断面積拡大手
段として、前記微粉炭ノズルの軸中心部に円錐状をなし
円錐の頂部が下流側を向けた部材を配置したことを特徴
とする微粉炭燃焼バーナ。
9. The member according to claim 8, wherein, as the means for enlarging the flow passage cross-sectional area, a member having a conical shape at the axial center of the pulverized coal nozzle, and the apex of the cone is directed to the downstream side is arranged. Pulverized coal combustion burner.
【請求項10】石炭粒子と搬送用空気との混合物を直進
流で噴出する微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を旋回流
にして噴出する少なくとも一つの空気ノズルを同心状に
備えた微粉炭燃焼バーナにおいて、前記石炭粒子と搬送
用空気との混合物を旋回させる旋回流発生手段と,該微
粉炭ノズル内を出口方向に向かって流れる該混合物の旋
回流を複数個の環状の流れに分割する分配手段と,該分
配手段によって複数の流れに分割された旋回流を直進流
へ変換する整流手段とを備え、該旋回流発生手段におけ
る石炭粒子と搬送用空気との混合物の供給口を旋回方向
の複数箇所に備えたことを特徴とする微粉炭燃焼バー
ナ。
10. Pulverized coal combustion provided concentrically with at least one air nozzle for ejecting a combustion air in a swirling flow around the outer periphery of a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of coal particles and a carrier air in a straight flow. In the burner, a swirl flow generating means for swirling the mixture of the coal particles and the carrier air, and a distribution for dividing the swirl flow of the mixture flowing in the pulverized coal nozzle toward the outlet into a plurality of annular flows Means and a rectifying means for converting a swirling flow divided into a plurality of flows by the distributing means into a straight flow, and a feed port for a mixture of coal particles and carrier air in the swirling flow generating means is provided in a swirling direction. A pulverized coal combustion burner characterized by being installed in multiple locations.
【請求項11】石炭粒子と搬送用空気との混合物を直進
流で噴出する微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を旋回流
にして噴出する少なくとも一つの空気ノズルを同心状に
備えた微粉炭燃焼バーナにおいて、前記石炭粒子と搬送
用空気との混合物を旋回させる旋回流発生手段と,該微
粉炭ノズル内を出口方向に向かって流れる該混合物の旋
回流の強さを次第に弱める手段と,前記微粉炭ノズルの
噴出口近傍にて該旋回流を複数個の環状の流れに分割す
る分配手段と,該旋回流を直進流に変える整流手段とを
備え、該旋回流発生手段における石炭粒子と搬送用空気
との混合物の供給口を旋回方向の複数箇所に備えたこと
を特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
11. Pulverized coal combustion in which at least one air nozzle for concentrically ejecting a combustion air in a swirling flow is concentrically provided on the outer periphery of a pulverized coal nozzle for ejecting a mixture of coal particles and a carrier air in a straight flow. In the burner, a swirl flow generating means for swirling the mixture of the coal particles and the carrier air, a means for gradually weakening the strength of the swirl flow of the mixture flowing in the pulverized coal nozzle toward the outlet, and the fine powder. A distribution means for dividing the swirling flow into a plurality of annular flows in the vicinity of the jet port of the charcoal nozzle, and a rectifying means for converting the swirling flow into a straight flow, for transporting the coal particles and the coal particles in the swirling flow generating means. A pulverized coal combustion burner, characterized in that supply ports for a mixture with air are provided at a plurality of positions in the swirling direction.
【請求項12】請求項10又は11において、該分配手
段として、該微粉炭ノズル内に該ノズルと軸心を同じに
する少なくとも一つの筒状部材を設けたことを特徴とす
る微粉炭燃焼バーナ。
12. The pulverized coal combustion burner according to claim 10 or 11, wherein at least one tubular member having the same axis as the nozzle is provided in the pulverized coal nozzle as the distributing means. .
【請求項13】請求項12において、前記筒状部材の筒
の内径及び外径をほぼ一定にし、微粉炭ノズルの上流側
に位置する該筒状部材の外面に傾斜を設けたことを特徴
とする微粉炭燃焼バーナ。
13. The cylindrical member according to claim 12, wherein the inner diameter and the outer diameter of the cylinder of the cylindrical member are substantially constant, and the outer surface of the cylindrical member located upstream of the pulverized coal nozzle is provided with an inclination. Pulverized coal burning burner.
【請求項14】請求項12において、前記筒状部材の筒
の内径及び外径を上流側で大きくし下流側で小さくする
ことによって該筒状部材の下端における微粉炭と搬送空
気との混合物の流速を筒の内外でほぼ等しくしたことを
特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
14. The mixture of pulverized coal and carrier air at the lower end of the tubular member according to claim 12, wherein the inner diameter and the outer diameter of the tubular member are increased on the upstream side and decreased on the downstream side. A pulverized coal combustion burner characterized in that the flow velocities are almost the same inside and outside the cylinder.
【請求項15】請求項1ないし14のいずれかにおい
て、前記旋回流発生手段で発生させる旋回流の強さを変
える手段を備えたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
15. A pulverized coal combustion burner according to claim 1, further comprising means for changing the strength of the swirl flow generated by said swirl flow generation means.
【請求項16】請求項15において、前記微粉炭ノズル
内に複数の羽根を有する旋回流発生手段を備え、該羽根
の傾きを変えることによって旋回流の強さが変えられる
ようにしたことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
16. The swirling flow generating means having a plurality of blades in the pulverized coal nozzle according to claim 15, wherein the strength of the swirling flow can be changed by changing the inclination of the blades. Pulverized coal combustion burner.
【請求項17】請求項15又は16において、前記旋回
流発生手段で発生させる旋回流の強さを低負荷時に大き
くなり、高負荷時に小さくなるように変える手段を備え
たことを特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
17. The fine powder according to claim 15 or 16, further comprising means for changing the strength of the swirl flow generated by the swirl flow generating means so as to increase at low load and decrease at high load. Charcoal burning burner.
【請求項18】請求項1ないし17のいずれかにおい
て、前記微粉炭ノズル内にオイルバーナを備えたことを
特徴とする微粉炭燃焼バーナ。
18. A pulverized coal combustion burner according to claim 1, further comprising an oil burner in the pulverized coal nozzle.
【請求項19】石炭を燃焼するボイラ火炉の壁面の高さ
方向複数箇所に微粉炭燃焼バーナを設け、該バーナより
も上段にアフタエアポートを設け、該火炉内に石炭の燃
焼によって発生した熱を吸収して蒸気を発生させる伝熱
管を設け、該伝熱管で得られた蒸気によって発電する蒸
気タービンと発電機を設け、更に発電負荷が小さいとき
には前記微粉炭燃焼バーナのうち上段バーナのみを運用
し発電負荷が大きくなるにつれて中断及び下段バーナへ
と運用を拡げていくバーナ制御装置を設け、前記微粉炭
燃焼バーナとして、石炭粒子と搬送用空気との混合物を
直進流で噴出する微粉炭ノズルの外周に燃焼用空気を旋
回流にして噴出する少なくとも一つの空気ノズルを有
し、該石炭粒子と搬送用空気との混合物を旋回させる旋
回流発生手段と該旋回流発生手段によって形成された旋
回流を直進流に変える整流手段と,該旋回流発生手段に
おける石炭粒子と搬送用空気との混合物の供給口を旋回
方向の複数箇所に備えた微粉炭燃焼バーナを具備し、こ
れによって微粉炭ボイラ発電システムを構築したことを
特徴とする微粉炭ボイラ発電システム。
19. A pulverized coal combustion burner is provided at a plurality of positions in a height direction of a wall surface of a boiler furnace for burning coal, and an after-air port is provided above the burner so that heat generated by the combustion of the coal is generated in the furnace. A heat transfer tube for absorbing and generating steam is provided, and a steam turbine and a generator for generating power by the steam obtained by the heat transfer tube are provided, and when the power generation load is small, only the upper burner of the pulverized coal combustion burner is operated. A burner control device is installed to interrupt and expand the operation to the lower burner as the power generation load increases, and as the pulverized coal combustion burner, the outer periphery of the pulverized coal nozzle that ejects a mixture of coal particles and carrier air in a straight flow. Has at least one air nozzle for jetting combustion air into a swirling flow, and swirling flow generating means for swirling a mixture of the coal particles and conveying air and the swirling flow A pulverized coal combustion burner provided with rectifying means for converting a swirl flow formed by the flow generating means into a straight flow, and supply ports for a mixture of coal particles and carrier air in the swirl flow generating means at a plurality of positions in the swirling direction. A pulverized coal boiler power generation system comprising: a pulverized coal boiler power generation system.
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