JPH0996402A - ボイラ加熱装置 - Google Patents
ボイラ加熱装置Info
- Publication number
- JPH0996402A JPH0996402A JP7276627A JP27662795A JPH0996402A JP H0996402 A JPH0996402 A JP H0996402A JP 7276627 A JP7276627 A JP 7276627A JP 27662795 A JP27662795 A JP 27662795A JP H0996402 A JPH0996402 A JP H0996402A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- nox reduction
- furnace
- load
- nox
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボイラ加熱装置において、特に高負荷時にお
ける低ＮＯｘ化と燃焼の安定化を図る。 【解決手段】 排気筒１から燃焼用空気供給管２へ排気
の一部を還流させる排気還流管３を設けて、排気を再循
環させるようにしたボイラ加熱装置において、ボイラ４
の火炉５の炉壁よりバーナ６の火炎Ａに添うように、若
しくは火炎Ａの後流に向けて、ＮＯｘ還元用の燃料ガス
若しくは燃料ガスと還流排気との混合気を噴出させる還
元ガスノズル７と、火炉５の出口付近において火炉５か
ら水管群８あるいは煙管群を備えた熱交換部９へ向かう
排ガス流に空気を混合させる二次空気ノズル１０とより
なるＮＯｘ還元装置を設け、ボイラ負荷の高い時には排
気再循環量を減少し、若しくは排気の再循環を停止し
て、代わりにＮＯｘ還元装置を作動させるようにした。
ける低ＮＯｘ化と燃焼の安定化を図る。 【解決手段】 排気筒１から燃焼用空気供給管２へ排気
の一部を還流させる排気還流管３を設けて、排気を再循
環させるようにしたボイラ加熱装置において、ボイラ４
の火炉５の炉壁よりバーナ６の火炎Ａに添うように、若
しくは火炎Ａの後流に向けて、ＮＯｘ還元用の燃料ガス
若しくは燃料ガスと還流排気との混合気を噴出させる還
元ガスノズル７と、火炉５の出口付近において火炉５か
ら水管群８あるいは煙管群を備えた熱交換部９へ向かう
排ガス流に空気を混合させる二次空気ノズル１０とより
なるＮＯｘ還元装置を設け、ボイラ負荷の高い時には排
気再循環量を減少し、若しくは排気の再循環を停止し
て、代わりにＮＯｘ還元装置を作動させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボイラ加熱装置の低ＮＯ
ｘ化に関するものである。
ｘ化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来の低ＮＯｘ型ボイラ加熱装置
の一例を示したもので、排気筒１から燃焼空気供給管２
へ排気の一部を還流させる排気還流管３を設けて、バー
ナ６へ供給される空気の酸素濃度を低くし、燃焼温度を
下げることによってＮＯｘの抑制を図ったものである。
この方式によれば、排気再循環率１０〜１５％でＮＯｘ
発生率を約１／２に低減することが可能であり、最新の
低ＮＯｘバーナと組合わせることにより、酸素０％換算
ＮＯｘ値として低負荷時には約３０ｐｐｍ、高負荷時に
も４０〜６０ｐｐｍを達成することが可能であるが、こ
の高負荷時におけるＮＯｘ値はあまり満足できるもので
はなかった。またボイラ負荷が高くなって燃料ガスの噴
出速度が大きくなると、酸素濃度が低いことも相まって
保炎条件が悪くなり、振動燃焼や不完全燃焼を起こし易
くなるという問題があった。
の一例を示したもので、排気筒１から燃焼空気供給管２
へ排気の一部を還流させる排気還流管３を設けて、バー
ナ６へ供給される空気の酸素濃度を低くし、燃焼温度を
下げることによってＮＯｘの抑制を図ったものである。
この方式によれば、排気再循環率１０〜１５％でＮＯｘ
発生率を約１／２に低減することが可能であり、最新の
低ＮＯｘバーナと組合わせることにより、酸素０％換算
ＮＯｘ値として低負荷時には約３０ｐｐｍ、高負荷時に
も４０〜６０ｐｐｍを達成することが可能であるが、こ
の高負荷時におけるＮＯｘ値はあまり満足できるもので
はなかった。またボイラ負荷が高くなって燃料ガスの噴
出速度が大きくなると、酸素濃度が低いことも相まって
保炎条件が悪くなり、振動燃焼や不完全燃焼を起こし易
くなるという問題があった。
【０００３】一方低ＮＯｘ化の一手法として、工業炉や
大形ボイラ等で用いられるＮＯｘ還元方式がある。これ
は炉壁に設けた還元用燃料ガス噴出ノズルから燃料ガス
の一部を噴出させて、主バーナの火炎内で一旦発生した
ＮＯｘを還元すると共に、炉の出口付近に設けた空気噴
出ノズルで空気を補給することによって、排ガス中の未
燃ガスを煙道内で完全燃焼させるものであるが、中小型
ボイラのようにボイラ負荷が変動し易いもの、あるいは
絞り比の大きいものでは、低負荷時に火炉内の温度が低
下して還元効率が悪くなる上に、煙道内での未燃ガスの
燃焼も不完全となるために、従来は中小型のボイラ加熱
装置には使用されていなかった。
大形ボイラ等で用いられるＮＯｘ還元方式がある。これ
は炉壁に設けた還元用燃料ガス噴出ノズルから燃料ガス
の一部を噴出させて、主バーナの火炎内で一旦発生した
ＮＯｘを還元すると共に、炉の出口付近に設けた空気噴
出ノズルで空気を補給することによって、排ガス中の未
燃ガスを煙道内で完全燃焼させるものであるが、中小型
ボイラのようにボイラ負荷が変動し易いもの、あるいは
絞り比の大きいものでは、低負荷時に火炉内の温度が低
下して還元効率が悪くなる上に、煙道内での未燃ガスの
燃焼も不完全となるために、従来は中小型のボイラ加熱
装置には使用されていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにボイラ加
熱装置における排気再循環方式は、高負荷時には燃焼が
不安定となって振動燃焼等を起こし易い上に、ＮＯｘ低
減率としても必ずしも満足できるものではないという問
題があり、一方ＮＯｘ還元方式は炉温の高い高負荷燃焼
には適しているが、低負荷時のボイラ加熱には適してい
ないという問題がある。そこで本発明は両方式の特質を
勘案し、ボイラ負荷が高い時にはＮＯｘ還元方式を、低
負荷時には排気再循環方式をそれぞれ採用することによ
り、負荷の変動に拘らず燃焼が安定し、しかも高いＮＯ
ｘ低減率を達成し得るボイラ加熱装置を提供することを
目的とするものである。
熱装置における排気再循環方式は、高負荷時には燃焼が
不安定となって振動燃焼等を起こし易い上に、ＮＯｘ低
減率としても必ずしも満足できるものではないという問
題があり、一方ＮＯｘ還元方式は炉温の高い高負荷燃焼
には適しているが、低負荷時のボイラ加熱には適してい
ないという問題がある。そこで本発明は両方式の特質を
勘案し、ボイラ負荷が高い時にはＮＯｘ還元方式を、低
負荷時には排気再循環方式をそれぞれ採用することによ
り、負荷の変動に拘らず燃焼が安定し、しかも高いＮＯ
ｘ低減率を達成し得るボイラ加熱装置を提供することを
目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるボイラ加熱
装置は、図２に示すように、排気筒１から燃焼用空気供
給管２へ排気の一部を還流させる排気還流管３を設け
て、排気を再循環させるようにしたボイラ加熱装置にお
いて、ボイラ４の火炉５の炉壁よりバーナ６の火炎Ａに
添うように、若しくは火炎Ａの後流に向けて、ＮＯｘ還
元用の燃料ガス若しくは燃料ガスと還流排気との混合気
を噴出させる還元ガスノズル７と、火炉５の出口付近に
おいて火炉５から水管群８あるいは煙管群を備えた熱交
換部９へ向かう排ガス流に空気を混合させる二次空気ノ
ズル１０とよりなるＮＯｘ還元装置を設け、ボイラ負荷
の高い時には排気再循環量を減少し、若しくは排気の再
循環を停止して、代わりにＮＯｘ還元装置を作動させる
ようにしたものである。
装置は、図２に示すように、排気筒１から燃焼用空気供
給管２へ排気の一部を還流させる排気還流管３を設け
て、排気を再循環させるようにしたボイラ加熱装置にお
いて、ボイラ４の火炉５の炉壁よりバーナ６の火炎Ａに
添うように、若しくは火炎Ａの後流に向けて、ＮＯｘ還
元用の燃料ガス若しくは燃料ガスと還流排気との混合気
を噴出させる還元ガスノズル７と、火炉５の出口付近に
おいて火炉５から水管群８あるいは煙管群を備えた熱交
換部９へ向かう排ガス流に空気を混合させる二次空気ノ
ズル１０とよりなるＮＯｘ還元装置を設け、ボイラ負荷
の高い時には排気再循環量を減少し、若しくは排気の再
循環を停止して、代わりにＮＯｘ還元装置を作動させる
ようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の態様】図２は本発明を水管式ボイラに実
施した一例を示したもので、ボイラ４の火炉５に設けら
れたバーナ６には、燃料供給管１１から燃料ガスが、燃
焼空気供給管２から燃焼空気がそれぞれ供給され、また
この燃焼空気供給管２の給気用ファン１２の上流側に
は、排気筒１から排気の一部を還流させる排気還流管３
が接続されて、ボイラ４の高温の排気が排気還流量制御
弁１３を介して燃焼空気に混入（燃焼空気の１０〜１５
％程度）されるようになっている。バーナ６の周囲の炉
壁には環状に複数の還元ガスノズル７が設けられてお
り、これらの還元ガスノズル７からバーナ６の火炎Ａに
添うように、若しくは火炎Ａの後流に向けて、ＮＯｘ還
元用の燃料ガスが噴出（主燃料ガスの１０〜２０％程
度）されている。還元ガスとしては１３Ａ，メタン，エ
タン，プロパン，ブタン，ＬＰＧ等、炭化水素系のもの
が適しており、通常はバーナ６に供給されている燃料ガ
スが使用される。また火炉５内で発生した高温排ガス
は、次に水管群８（炉筒煙管ボイラの場合は煙管群）を
備えた熱交換部９へ送られるが、この排ガス中には還元
ガスとして噴射された未燃ガスが多量に含まれており、
これがそのまま排気筒１から排出されるのを防ぐため
に、火炉５の出口付近に還元ガスを完全燃焼させるため
の二次空気ノズル１０が設けられており、この二次空気
ノズル１０によって火炉５から水管群８を備えた熱交換
部９へ向かう排ガス流に燃焼用空気（主燃焼空気の１０
〜２０％すなわち還元ガスの燃焼に必要な量）の補給を
行うようになっている。
施した一例を示したもので、ボイラ４の火炉５に設けら
れたバーナ６には、燃料供給管１１から燃料ガスが、燃
焼空気供給管２から燃焼空気がそれぞれ供給され、また
この燃焼空気供給管２の給気用ファン１２の上流側に
は、排気筒１から排気の一部を還流させる排気還流管３
が接続されて、ボイラ４の高温の排気が排気還流量制御
弁１３を介して燃焼空気に混入（燃焼空気の１０〜１５
％程度）されるようになっている。バーナ６の周囲の炉
壁には環状に複数の還元ガスノズル７が設けられてお
り、これらの還元ガスノズル７からバーナ６の火炎Ａに
添うように、若しくは火炎Ａの後流に向けて、ＮＯｘ還
元用の燃料ガスが噴出（主燃料ガスの１０〜２０％程
度）されている。還元ガスとしては１３Ａ，メタン，エ
タン，プロパン，ブタン，ＬＰＧ等、炭化水素系のもの
が適しており、通常はバーナ６に供給されている燃料ガ
スが使用される。また火炉５内で発生した高温排ガス
は、次に水管群８（炉筒煙管ボイラの場合は煙管群）を
備えた熱交換部９へ送られるが、この排ガス中には還元
ガスとして噴射された未燃ガスが多量に含まれており、
これがそのまま排気筒１から排出されるのを防ぐため
に、火炉５の出口付近に還元ガスを完全燃焼させるため
の二次空気ノズル１０が設けられており、この二次空気
ノズル１０によって火炉５から水管群８を備えた熱交換
部９へ向かう排ガス流に燃焼用空気（主燃焼空気の１０
〜２０％すなわち還元ガスの燃焼に必要な量）の補給を
行うようになっている。
【０００６】いま図２において、ボイラ負荷が低く（約
１／３以下）、火炉５内が比較的低温（約８００℃以
下）の時には、ＮＯｘ還元装置は作動させず、排気還流
量制御弁１３を全開にして排気再循環量を多く（燃焼空
気の１０〜１５％）する。この場合のＮＯｘ値は３０ｐ
ｐｍ程度である。次にボイラ負荷が高くなり（約１／３
以上）、炉内が高温になると、排気還流量制御弁１３が
絞られ（例えば全開時の１／２）ると共に、ＮＯｘ還元
装置が作動し、還元ガスノズル７から還元用燃料ガスが
噴射される。このとき主燃料ガスの１０〜２０％の還元
ガスで、火炎Ａ内で一旦発生したＮＯｘを約５０〜７０
％還元することができるので、排気再循環を完全に停止
した場合でも３０〜４０ｐｐｍに、また上述のように排
気再循環量を例えば１／２に絞って併用した場合には２
０ｐｐｍ以下という極めて低い値にＮＯｘを抑制するこ
とが可能である。
１／３以下）、火炉５内が比較的低温（約８００℃以
下）の時には、ＮＯｘ還元装置は作動させず、排気還流
量制御弁１３を全開にして排気再循環量を多く（燃焼空
気の１０〜１５％）する。この場合のＮＯｘ値は３０ｐ
ｐｍ程度である。次にボイラ負荷が高くなり（約１／３
以上）、炉内が高温になると、排気還流量制御弁１３が
絞られ（例えば全開時の１／２）ると共に、ＮＯｘ還元
装置が作動し、還元ガスノズル７から還元用燃料ガスが
噴射される。このとき主燃料ガスの１０〜２０％の還元
ガスで、火炎Ａ内で一旦発生したＮＯｘを約５０〜７０
％還元することができるので、排気再循環を完全に停止
した場合でも３０〜４０ｐｐｍに、また上述のように排
気再循環量を例えば１／２に絞って併用した場合には２
０ｐｐｍ以下という極めて低い値にＮＯｘを抑制するこ
とが可能である。
【０００７】図３は本発明の他の実施例を示したもの
で、還元ガスノズル７から噴出させる還元ガスが火炎Ａ
とよく混合されるように、還元用燃料ガスに還流排ガス
（例えば燃料ガスの約３倍程度）を混入して、還元ガス
の運動量を大きくするようにしたものである。排気吸引
用ファン１４及びエゼクタ１５はそのために設けられた
ものである。
で、還元ガスノズル７から噴出させる還元ガスが火炎Ａ
とよく混合されるように、還元用燃料ガスに還流排ガス
（例えば燃料ガスの約３倍程度）を混入して、還元ガス
の運動量を大きくするようにしたものである。排気吸引
用ファン１４及びエゼクタ１５はそのために設けられた
ものである。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、従来高負
荷時における燃焼安定性とＮＯｘ発生率に問題があった
ボイラ加熱装置において、ＮＯｘ還元方式と排気再循環
方式との各長所を生かし、ボイラ負荷が高い時にはＮＯ
ｘ還元方式を、低負荷時には排気再循環方式をそれぞれ
採用することにより、負荷の変動に拘らず燃焼が安定し
て、高負荷時に振動燃焼等を起こすおそれがなく、しか
も高いＮＯｘ低減率を達成することができるという利点
がある。
荷時における燃焼安定性とＮＯｘ発生率に問題があった
ボイラ加熱装置において、ＮＯｘ還元方式と排気再循環
方式との各長所を生かし、ボイラ負荷が高い時にはＮＯ
ｘ還元方式を、低負荷時には排気再循環方式をそれぞれ
採用することにより、負荷の変動に拘らず燃焼が安定し
て、高負荷時に振動燃焼等を起こすおそれがなく、しか
も高いＮＯｘ低減率を達成することができるという利点
がある。
【図１】 従来例の概略系統図。
【図２】 本発明の一実施例の概略系統図。
【図３】 同上の他の実施例の概略系統図。
１ 排気筒 ２ 燃焼用空気供給管 ３ 排気還流管 ４ ボイラ ５ 火炉 ６ バーナ ７ 還元ガスノズル ８ 水管 ９ 熱交換部 １０ 二次空気ノズル １１ 燃料供給管 １２ 給気ファン １３ 排気還流量制御弁 １４ 排気吸引用ファン １５ エゼクタ
Claims (1)
- 【請求項１】 排気筒から燃焼用空気供給管へ排気の一
部を還流させる排気還流管を設けて、排気を再循環させ
るようにしたボイラ加熱装置において、ボイラの火炉の
炉壁よりバーナの火炎に添うように、若しくは火炎の後
流に向けて、ＮＯｘ還元用の燃料ガス若しくは燃料ガス
と還流排気との混合気を噴出させる還元ガスノズルと、
火炉の出口付近において火炉から水管群あるいは煙管群
を備えた熱交換部へ向かう排ガス流に空気を混合させる
二次空気ノズルとよりなるＮＯｘ還元装置を設け、ボイ
ラ負荷の高い時には排気再循環量を減少し、若しくは排
気の再循環を停止して、代わりにＮＯｘ還元装置を作動
させるようにしたことを特徴とするボイラ加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276627A JPH0996402A (ja) | 1995-09-30 | 1995-09-30 | ボイラ加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276627A JPH0996402A (ja) | 1995-09-30 | 1995-09-30 | ボイラ加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996402A true JPH0996402A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17572083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7276627A Pending JPH0996402A (ja) | 1995-09-30 | 1995-09-30 | ボイラ加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0996402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289326A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Tokyo Gas Co Ltd | ボイラー廃ガスの脱硝処理方法 |
| JP2016173218A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 強制通風式ボイラへの燃焼用空気供給方法および装置 |
-
1995
- 1995-09-30 JP JP7276627A patent/JPH0996402A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289326A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Tokyo Gas Co Ltd | ボイラー廃ガスの脱硝処理方法 |
| JP2016173218A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 強制通風式ボイラへの燃焼用空気供給方法および装置 |
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