JPS608604A - 燃焼装置運転方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はボイラ等の燃焼装置の運転方法に係り、特に
装置起動時の窒素酸化物濃度を低減し得る運転方法に関
する。

各種燃焼装置から排出される窒素酸化物、（以下「ＮＯ
ｘ」と略称する）は大気汚染物質の一つであってその排
出量の減少が社会的に望まれており、これを受けて、排
ガス中の含有ＮＯｘ量についての法的規制も行われてい
る。このため、ＮＯｘ値を低減する各手段がとられてい
る。以下に示すものはその代表的な方法であって、（１
）　’　ＮＨ，等還元剤を使用する脱硝装置の触媒によ
りＮＨ３の存在下でＮＯｘを除去する手段、（２）火焔
温度を下げて所謂サーマルノックスの発生を低減する手
段、具体的には （イ）バーナ自体の構造についての工夫、（ロ）再循環
ガスの利用、 （３）バーナ単体において還元剤として機能するプロン
プト成分（ＯＮ、ＯＨ）を生ぜしめる還元バーナと燃料
の大部分を効率良く燃焼する主バーナとの火炉内の配置
についての工夫、等がある。

第１図は以上の手段を供給して用いた従来装置の系統図
である。符号１で示すボイラから排出される排ガスは主
管路２から触媒を内蔵する脱硝装置３．電気集塵機等の
集塵装置４．脱硫装置５．煙突６を経由し大気中に放出
される。

符号７は排ガスの主管路２から分岐しボイラの各バーナ
や炉底部に接続する再循環排ガス管路（以下屯に管路７
と称す）でありこの管路にダンパ８と再循環送風機９が
設けられている。燃焼用空気は押込み送風機１０より空
気予熱器１０ａを経由し各風箱１２に送られ、バーナ１
１のノズルからする燃料噴霧等と共に炉内に送出される
。

再循環排ガスは風箱１２又は各バーナ周りより同様にし
て炉内に供給される。　（燃料ポンプ又はミル等その他
の燃料供給系統の図示は省略する。）符号１３はアフタ
エア７アンで炉内脱硝等の際の未燃成分の燃焼のために
使用される空気を供給する。符号１４はボイラ起動に使
用される小容殴バーナー５への燃料（例えば軽油）供給
用ポンプである。

ここで、法規制については次の様な０２基準ＮＯｘ値算
出が規定されている。

即ち総理府令に基（「ＮＯｘ排出基準」についでは対象
となる基準値は下式で計算される。

ここにＣ二ＮＯｘの換算後の濃度（ｐｐｍ　）〇−燃料
種別（ガス、固体、液体）ご とのＯ８換算値。

Ｏ＝排ガス中の酸素濃度（鉤 Ｏ＝　ＮＯｘの実測値（ｐｐｍ）　（新Ｊ工５ＫＯ１０
４による）（生ＮＯｘとも称す）ＯＮ：ガス＝５　石炭
＝６　泊＝４ （なお、現在上記のＣ値は火力発電所においでは起動時
−よりｌｏｐｐｍ以下にすることが要求されている。

以上の式から明らかなように排ガス中の０Ｘ（ＯＳ）が
増大すると実際計測されたＮＯｘ値（０８）値について
規制値たる（１）式のＣ値はＯが大になるほど大となる
。

通常、油について良好な燃焼を行っている場合には第１
図の装置における排ガス中００□値は約３〜４％となっ
て前述の式（１）における０♂０８ＮＯｘ値は直ちにＣ
値となり、低ＮＯｘ制御は比較的容易である。

しかし、ボイラ起動時及び低負荷時には次の理由によっ
てＮＯｘの低減は非常に困離となる。

すなわち、起動時を例に説明すると、起動バーナに点火
後、起動バーナとして主バーナの点火を行っている段階
においては、停止中のバーナの焼損を防止するため風箱
１１ａから常時冷却用の気体（空気等）が火炉内に漏れ
るような構成となっている。従って生バーナを起動バー
ナとして使用するときはその燃焼に必要とする空気量（
０２量）以上の０２が風箱より洩れ込み、結果的に供給
されたことになり、排ガス中の０２濃度Ｏは上昇し、Ｎ
Ｏｘ値としてのＣ値は上昇する。

発明者等は以上の問題点に鑑み、ボイラ起動時において
は起動時排ガス中には０□量が多く燃焼用気体として使
用できること、並びにＮＯｘの排出を全くなくすため排
ガス全量を循環させることにより起動バーナの運転を行
い、必要に応じ新たに燃焼用空気を補充するよう構成し
た装置を提供した。

この発明は上述した発明の改良に係るものであり、ボイ
ラ等燃焼装置起動時に更に安全上規定される最大燃焼負
荷時（ＭＯＲと称す）の２５％の気体量を確保する方法
を提供することにある。

要するにこの発明は、バーナ点大前に再循環ファンを起
動しておき、バーナ点人後この点火中のバーナに供給さ
れる気体の０２濃度を計測し運転開始初期には排ガス中
の０２量は約１７％になることに着目し前記（１）式の
Ｃ値を低下させるべく排ガス中及び風箱内の気体中のへ
濃度の計測結果に基づいて再循環排ガス量と燃焼用空気
供給量を調節する方法であることを特徴とする。

以下図面によりこの発明の詳細な説明する。

第２図において、符号２０は記憶と指令信号を発する制
御箱であり、以下に示す制御はこの制御箱２０を介して
行う。先ずボイラ１の起動に先立ってボイラ火炉内に残
留する可燃性ガス等をパージすべく再循環送風機９を起
動する。また要すれば燃焼空気供給用の押込み送風機１
０も起動する。通常は再循環送風機９のみの起動とし燃
焼空気供給管路のダンパ２３は全閉としておく。

パージは排ガス管路２のダンパ２１．空気供給管路２２
のダンパ２３を各々開として火炉内に送風機９．１０に
より空気Ａ及び管路２よりの空気を供給し、パージ気体
を排ガス管路２を介して外部に排出することにより行う
。

パージが完了したならば次にバーナの点火を行うが、こ
の場合ボイラ１に対してはバーナ１１は水平（横方向）
に複数基配置したバーナ詳が複数段（、図示のものは４
段）配置しであるが、このうち符号１１ａで示す最下段
の主バーナを起動バーナとする。最下段のバーナを起動
バーナとすれば高温排ガス通路長さを充分にとることが
でき、火炉全体の昇温を短時間で行うことができボイラ
全体の起動時間を短縮し得るからである。起動バーナｌ
ｌａの点火に先立って、ダンパ２１，２３を全閉とし、
がっ排ガス再循環管路２４のダンパ２４ａ、２５を開と
する。これに対応して起動バーナｌｌａに対して再循環
ガスを供給する管路のダンパ２６も開とする。なおこの
場合点火されていない主バーナに対して排ガスを供給す
る管路のダンパ２７，２８，２９も僅かに開としておき
再循環ガスを漏出させ、起動バーナ１１ａの熱によるｍ
損を防止する。またこの起動時においてはＮＦＰＦ米国
規定を準用する国内規定によりボイラに対しては最大負
荷時（ＭＣＲ）の気体流量の２５％の流量の気体を流す
ことが要求されている。これは、気体流量が少量である
と起動バーナからの未燃の油滴等がボイラの一部に滞留
し、流速が増加した場合に炉内爆発などを生じ非常に危
険なため設けられた規定である。

しかし、ボイラの起動時においては、通常燃料供給はＭ
ＯＨの約１０％で、従って空気流量もＭＯＨの約１０％
で充分であり、従来方法は法令に規定する流量を満足さ
せることができない。この発明においては再循環ガス管
路、燃焼用空気供給管路に設けた流量計３０ａ、３０ｂ
によってボイラ内の気体流量を推定計測し、法令で定め
た原級となるよう制御する。つまり起動バーナｌｌａに
対する循環気体に含有する０２濃度は時間の経過と共に
変化するので燃焼用空気供給管路のダンパ２３．３２の
開度を調節することにより循環気体の流量とともに火炎
の保持をする。この間、ｏ２計３１により起動バーナｌ
ｌａに供給する気体の風箱内０２濃度を計測し、ｏ２濃
度が設定値以−トに低トするときは前記ダンパ３２の開
度を調節することにより循環ガスに対して必要とする空
気Ａを供給し、起動バーナの燃焼を確保する。これと同
時ニダンハ２１を開として排ガスの一部を系外に排出す
るが、再循環管路２４において再循環排ガスの取り出し
口に設けた別の。２計３３（または３３ａ）により排ガ
ス中の０４度を８］測し、外部に排出されるべき排ガス
中の０２濃度を検知すると共にこの計測結果を起動バー
ナｌｌａの風箱内の気体の０２濃度制御の補正値として
利用する。なおこの場合、流量計３４により起動バーナ
ｌｌａに対する気体の流量、温度計３５によりこの気体
の温度を計測しておけば制御をより精密に行うことがで
きる。

次に、起動バーナとして利用し得るものは最下段バーナ
に限るものではなく、他のバーナであってももとよりか
まわない。このため他のバーナも起動バーナとして利用
し得るようにするため、他の段のバーナの風箱に対して
は０２計。

流量計、場合によっては温度計を設けておく。

この発明を実施することにより燃焼装置の起動時からＮ
Ｏｘの排出量を減少させることができ低公害性を十分に
発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排ガス再循環型の低ＮＯｘ燃焼装置の系
統図、第２図はこの発明に係る方法を実施するためのボ
イラ装置の制御系統図である。 ２・・・・・・排ガス管路 ２０・・・・・・制御箱 ２１、２３．２６．２’７．２８．２９．３２・・・ダ
ンパ３１．３３・・・・・・０２計

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　燃焼装置の排ガスをノく−ナに再循環供給する方
   法において、起動バーナ点大前に再循環送風機を起動し
   ておき、該起動ノく−ナＧこ供給すべき気体を循環流動
   させておき、該起動ノく−す点火後風箱内気体の含有酸
   素量に対応して風箱内に順次空気を混入し、以後この風
   箱内気体中の酸素含有量に対応して循環排ガスと空気と
   の混合比率を制御することを特徴とする燃焼装置運転方
   法。 ２・　起動に際して火炉内へ供給する気体量は、その燃
   焼装置の最大燃焼負荷時の排ガス量の２５％を確保する
   ようその気体供給流量を制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の燃焼装置運転方法。 ３、再循環させる排ガスの取り出し口における排ガス中
   のＯ１含有量の数値を信号とし、記憶と指令信号を出す
   制御箱に風箱内０２値の補正値として入力することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃焼装置運転方法
   。 ４・　複数個のバーナが横一列に位置するバーナ群の複
   数段でバーナ装置を構成し、最下段のバーナを起動用バ
   ーナとして使用することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の燃焼装置運転方法。 ５・　各段のバーナ群に再循環排ガスを供給する管路を
   接続し、かつ夫々の風箱に０８１を接続し、任意のバー
   ナ段を起動バーナとして使用することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の燃焼装置運転方法。 ６・　起動バーナ用膜以外の段のバーナについては夫々
   の風箱に接続する再循環排ガス供給用管路のダンパを小
   角度間にし最大撚ＩＪｔ、　Ｃ’を荷時の排ガス量の約
   ２５％がボイラの火炉出口排ガス通路を流れるように気
   体量を流計制御することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の燃焼装置運転方法。