JPS58224205A

JPS58224205A - 火炉出口未燃分低減機構を有する燃焼装置

Info

Publication number: JPS58224205A
Application number: JP57106224A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kiyama; 研滋木山; Osamu Morimoto; 森本　脩; Manabu Orimoto; 折本　学; Toshiaki Nakahara; 中原　俊明
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1982-06-22
Filing date: 1982-06-22
Publication date: 1983-12-26
Also published as: JPH0262763B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、二段燃焼ま−たは炉内脱硝燃焼等におけるＮ
Ｏｘ低減対策を施しだボイラで問題となる、側壁近傍の
高濃度ＣＯを低減ずろ火炉用１」未燃分低減機構を有す
る燃焼装置に関するものである。

二段燃焼寸たは炉内脱硝燃焼等のＮＯｘ低減対策を施し
たボイラにおいては、第１図を参照して、風箱１０を有
する火炉１のバーナ２の領域ろＯにおいて空気不足の燃
焼を起こし、不足空気をＯＡボート６より供給すること
により、ＮＯｘを低減すると共に完全燃焼させる方式を
とっている。しか１〜ながら、ＯＡボートから供給され
る空気量にアンバランスがあったり、寸だ火炉内で空気
と燃焼ガスの混合が十分てないために、バーナ領域で発
生しだ（シ０は十分に燃焼しきれずに、火炉出口で高い
（：０レベルになる傾向にあった。この原因について解
析すると、特に側壁近傍およびコーナ部で（コ（）高と
なっているものである。

以下、従来技術の問題点を、２例の従来のボイラプラン
トについて、具体的に説明する。

第２図および第４図は、それぞれ、従来の第１例および
第２例のボイラプラントにおけるバーナおよびＯＡボー
トの配置を示しだ斜視説明図である。、符号１は火炉、
グはバーナ、６はＯＡポート、弧状の矢印９Ｑよ旋回方
向を示す。図から分るように、共に、ＯＡボートは最上
段バーナと同じ列に設置されている。

第６図に（ａ、ｂ）および第５図（ａ、ｂ）は、それぞ
れ、従来第１例および第２例のプラントの節炭器（以下
、ｖｃｏと略称する）出口（第１図におけろ右方への延
長缶の下方に相当する箇所）のＣｏ濃度の分布を示しだ
分布図である。第６図第５図において、濃密なノ・ソチ
／グを施しだ部分はＣｏ濃度が高い部分、粗なハツチン
グを施した部分は、Ｃｏ濃度が中程度である部分、・ノ
ヂングを施していない部分はＣｏ濃度が低い部分を示す
ものである。いずれにおいても−火炉用（（第１図の左
側缶部の上部）からＥＣＯ出［（第１図の右側缶部の下
部）までの流れは層流と考えられ、火炉出口の００分布
は、はとんどその１Ｌ缶前、缶径が逆転した形でＥＣＯ
出口の００分布となるものと推測されろ。

従来第１例および第２例の両プラントに共通して云える
ことは、側壁近傍およびコーナ部（図中濃密なハツチン
グを施しだ部分）でＣｏ濃度が高いということである。

以下、この原因につき、従来第２例につき、第４〜８図
を参照して説明する。

これらの図面において、符号１は火炉、グはバーナ、６
はＯＡポート、弧状の矢印９は旋回方向、１１は火炎形
状、１２はバーナ、３１．６２は空気不足領域を示す。

・−すにおいては、火炎の安定性、空気と火炎との混合
促進という目的で、ＯＡボートにおいてに、空気と燃焼
ガスとの混合促進という目的で、エアレジスタにより空
気流に旋回が与えられる。これら旋回流は、第８図の模
写図に示すように、上昇カス流にヨッテ、ＫｕＬｔａ−
Ｔｏｕｋｏｓｋｉの法則に従い、水平力を得て、右旋回
流は左方向へ、左旋回流は右方向へ曲る。これは、発明
者等による５次元水流モデルテストで確認済みである。

第４図には、バーナ部およびＯＡポート部の空気流旋回
方向を弧状の矢印９で示しであるが、すべて右旋回であ
る。従−）で、火炎（第６図、符号１１）およびＯＡボ
ート空気流（第７図、符号１２）は左方向に曲ろ。その
結果、ＯＡボート側壁近傍およびコーナ部（第７図、符
号６２°斜線部）に空気供給が十分でない領域が現われ
ろ。そのため、ノ；−す名１５の側壁近傍およびコーナ
部（第６図、符号６１°斜線部）のＣＯは完全には燃焼
しきれず、高い（：０レベルとなっている。

すなわち、ＣＯ低減対策としての従来技術は、上昇ガス
流による旋回空気流の変化寸で考慮に入れた設計あるい
は構造となっていなかった点に問題がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点、す力わち、
ボイラプラントの側壁近傍部およびコーナ部の高レベル
ＣＯ１を低減することのできる、改善されたＯＡポート
機構による、火炉出口未燃分低減機構を有する燃焼装置
を提供することにある。

本発明の火炉出口未燃分低減機構を有した燃焼装置の特
徴とするところは、二段燃焼まだは炉内脱硝燃焼を行う
燃焼装置にしてＯＡボートを有するものにおいて、完全
燃焼を行わせるＯＡボートの機能を、より十分に発揮さ
せるように、最端部のバーナ列よりも側壁寄りに小型の
補助ＯＡボートを配設して、側壁近傍への空気の供給を
改善する燃焼機構を備え、該燃焼機構におけるＯＡボー
トを旋回可能のザーキーラ型となして、それによる空気
流の方向を調節可能となしてなることにあろ。この場合
、前記の小型の補助ＯＡボートの面積はバーナ直上に取
り伺けられたＯＡボートと同−一〜１／４の面積を有す
るものであることが好捷しい。

すなわち、本発明は、ボイラプラントにおけるＯＡから
の空気量が不足する側の側壁と、これに最も近いバーナ
列との間に、ザーキーラ型の小型ＯＡボートを設け、他
のＯＡポートとは逆の旋回方向を与えろことにより、コ
ーナ部および側壁部への空気の供給と混合を促進し、Ｃ
Ｏレベルの低減を図るようにしてなるものである。

以下に、本発明を実施例につき、第９．１０．１１．１
２図を参照して、さらに詳細に説明する。

第９〜１１図は、本発明の基本的考え方に基づき、ＯＡ
　ンｊ＃　−１−の配置・旋回方向および炉内の火炎と
空気流の形状を示しだものであり、第１２図は、ＯＡボ
ート供給ノズルの詳細を示したものである第９〜１２図
において、符号１は火炉、５は水冷壁、６はエアレジス
タ、７はプラグ、８はスロート部、９は旋回方向、１０
は風箱、２１は空気流、２２はバーナ火炎およびその流
れ、２６はＯＡボートおよびその流れ、２４は補助ＯＡ
ボートおよびその流れを示す。

本実施例においては、第９図の缶部全体の斜視説明図、
第９図の視線Ｃ−Ｃによる視図にして、特にバーナ火炎
の状態を示す第１０図、第９図の視線Ｄ−１）による視
図にして、特にＯＡボートおよび小型の補助ＯＡボート
における状態を示す第１１図に示され−ているように、
バーナについては、第１０図、Ｃ−Ｃ視図に明示されて
いるように、バーナ２２を缶前部、缶後部にそれぞれ５
列に配置し、かつ、缶前部と缶後部のバーナの炎芯軸が
同一軸線上にないようにし、炎芯を互にずれさせたもの
であり、ＯＡポート関係については、第１１図、Ｉ）−
１）視図に明示されているように、火炉側壁近傍の２コ
ーナに、それぞれ他の６Ａボート２３におけるものとは
旋回方向を異にする小型の補助ＯＡポート２４を併設し
たものである。すなわち、バーナ部（３次）空気流（第
１０図、符号２２で示されている部分の矢印参照）およ
び従来のＯＡボート空気流（第１１図、符号２６で示さ
れている部分の矢印参照）には右旋回を与えて左方に曲
げろようにし、一方、補助ＯＡボート空気流には左旋回
を与えて右方向に曲げる（第１１図、符号２４で示され
ている部分の矢印参照）ようにしだものである。これに
より、従来技術で問題であった、ＣＯ高レベルの側壁近
傍部およびコーナ部（前記の第７図：斜線部参照）への
空気の供給を促進して、ＣＯを低減することを可能とし
たものである。

なお、上記に説明した実施例においては、第１１図に示
すように、ＯＡポートの列の片側の壁寄りにのみ小型の
補助ＯＡボート２４を設けだが、このような小型の補助
ＯＡポートはＯＡポートの列の両側の壁寄りに設けて、
例えば第１１図では小型の補助ＯＡポート２４は２個で
あったものを４個として、それぞれの小型の補助ＯＡポ
ートを調節すれば、各動片側１個の場合よりも、全域に
亘って相互の互換性により−・層効果を向上させること
ができろものであり、このように小型の補助ＯＡポート
を増設したものも本発明の権利範囲内のものであること
は言うまでもないことである。

再び本実施例の説明に戻り、本実施例においては第１２
図に示すように、風箱１０の空気は、エアレジスタ乙に
よって旋回を与えられ、スロート部８を通って火炉１に
供給される。・エアレジスタ乙による旋回強度を調節す
ることにより、空気流の湾曲度（方向）を調節すること
ができる。才だ、プラグ７は、その位置を前後に変位し
て、空気のスロート部８の通過断面積を調節することに
より、空気の貫通力を変動させることができるものであ
る。すなわち、プラグ７を火炉側へ押し出すとスロート
部が狭く彦り、空気流速が増加して、火炉内到達距離が
長くなる。逆に引き戻すと、スロート部８が広くなり、
空気流速が減少して到達距離は短くなる。すべてのＯＡ
ボートに第１２図に示すようなプラグ付き供給ノズルを
用いて、空気流の方向はエアレジスタ６で旋回強度を変
えることにより、貫通力はプラグ７の位置を変位するこ
とにより調節すれば、さらに適正な空気の供給と混合を
可能とし、より犬なるＣＯ低減を達成できるものである
。

上記の本発明の実施例に対し、公知のものとして、サイ
ドＯＡボートと称する補助ＯＡポートを設けて側壁近傍
のＣＯの低減を図っているものがあるが、このものにお
いては、ＯＡボートには旋回を与えることなく平行流と
しており、従って流れの湾曲ｄ、なく、１だ側壁サイド
の空気流はバーナ真」二に取りイけたものと同一サイズ
で、本願実施例におけるような小型の補助ＯＡボートで
はないものであり、その構造、作用を異にし、本実施例
におけるような効果は与えることのできないものである
。

上記に説明したように、本発明装置は著しい効果を及ぼ
すものにして、本発明の効果を要約すれば、下記の通り
である。

１）火炉コーナ部および側壁近傍部の高レベル／ｌＣＯ
の低減に大きな効果がある。

１１）旋回による混合強さを変えずに、コーナ部および
側壁近傍部への空気の供給を行うので、混合によるＣＯ
低減効果は維持される。

ｌ１１）補助ＯＡポートを設け、旋回に工夫を施すだけ
の、比較的簡単な変更のみで大きなＣＯ低減効果を奏・
する。

１ｖ）流速調整プラグと組合せることにより、さらに大
きなＣＯ低減効果を奏する。

■）上記のＣＯ低減効果により、低公害・省エネルギー
に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図はボイラ側面説明図にして、バーナおよびＯＡポ
ートを示したものである。第２図は従来の一例（第１例）のボイラにおけるバーナ
、ＯＡポートの配置と旋回方向を示す斜視説明図にして
、第６図ａ、ｂは、それぞれ第２図のものにおける節炭
器（ＥＣＯ）出口の缶左、缶石のＣＯ濃度分布図である
。第４図は従来の他の例（第２例）のボイラにおけるバー
ナ、ＯＡポートの配置と旋回方向を示す斜視説明図にし
て、第５図ａ、ｂは、それぞれ第４図のものにおける節
炭器（ＥＣＯ）出口の缶左、缶石のＣＯ濃度分布図であ
り、第６図、第７図は、それぞれ第４図のものにおける
火炎形状（Ａ−Ａ親図）、空気流形状（１３−１３視図
）を示したものであり、第８図は」二昇ガス流中の旋回
流の挙動についての模写説明図である。第９図は本発明の実施例のボイラにおけるノクーナ、Ｏ
Ａボート、補助ＯＡボートの配置と旋回方向を示す斜視
説明図にして、第１０図は第９図の線（ニーＣによるＣ
−Ｃ親図であり、第１１図は第９図の線１）　−１）に
よるＩ）　−１）親図であり、第１２図に１本発明の実
施例におけるＯＡポート供給ノズルの構造を示す側断面
図である。１・・火炉　　　　　　　２．２′・・・バーナろ、、
、ＯＡボート　　　　　５・・・水冷壁６・・エアレジ
スタ　　　７・・・プラグ８・・・スロート部　　　　
９・・・旋回方向１０・・・風箱　　　　　　１１・・
・火炎形状１２・・オーバーエア形状２１　空気流２２・・バーナおよびその流れ２３・・・ＯＡポートおよびその流れ２４・・・補助ＯＡボートおよびその流れ６０・・・バ
ーナ領域６１．６２・・・空気不足領域代理人弁理士　中利純之助 ′Ｉｖ２図、１３図 ″？４図／復１Ｆ６図　　ＩＰ７図ＩＰ８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）二段燃焼または炉内脱硝燃焼を行う燃焼装置にし
てＯＡボートを有するものにおいて、完全燃焼を行わせ
ろＯＡポートの機能を、より十分に発揮させろように、
最端部のバーナ列よりも側壁寄りに小型の補助ＯＡボー
トを配設して、側壁近傍への空気の供給を改善する燃焼
機構を備え、該燃焼機構におけるＯＡボートを旋回可能
のザーキ・、う型となして、それによる空気流の方向を
調節ｂ」能となしてなることを特徴とする火炉出口未燃
分低減機構を有する燃焼装置。
（２）前記のＯＡボートは旋回可能で空気流方向可変で
かつ空気通過断面積可変のプラグを配置したものである
特許請求の範囲第１項記載の火炉出口未燃分低減機構を
有する燃焼装置。
（３）前記の小型の補助ＯＡボートの空気流の方向は、
他のＯＡポートの空気流の逆方向にするものである特許
請求の範囲第２項記載の火炉用１］未燃分低減機構を有
する燃焼装置。
（４）前記の小型の補助ＯＡボートの面積はバーナ直上
に取り伺けられたＯＡボートと同一ないし１／４の面積
を有するものである特許請求の範囲第１項ないし第６項
のいずれにか記載の火炉出口未燃分低減機構を有する燃
焼装置。