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JP2534426B2 - Fuel combustion method in exhaust gas boiler - Google Patents
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JP2534426B2 - Fuel combustion method in exhaust gas boiler - Google Patents

Fuel combustion method in exhaust gas boiler

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JP2534426B2
JP2534426B2 JP4222819A JP22281992A JP2534426B2 JP 2534426 B2 JP2534426 B2 JP 2534426B2 JP 4222819 A JP4222819 A JP 4222819A JP 22281992 A JP22281992 A JP 22281992A JP 2534426 B2 JP2534426 B2 JP 2534426B2
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air
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正治 大栗
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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、発電用ディーゼルエン
ジンや発電用ガスタービンの排気のような酸素を含む排
ガスを燃料燃焼用の酸素源として使用する、排ガスボイ
ラにおける燃料燃焼方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel combustion method in an exhaust gas boiler, which uses an exhaust gas containing oxygen such as exhaust gas from a diesel engine for power generation or a gas turbine for power generation as an oxygen source for fuel combustion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の排ガスボイラの一例を図4および
図5に示す。図4は水平断面図(図5のIV−IV断面)、
図5は縦断正面図(図4のV−V断面)である。これら
の図において、水冷壁から成る輻射伝熱面(01)で構成さ
れたボイラ火炉(02)に隣接して、伝熱管群から成る対流
伝熱面(06)がある。同対流伝熱面(06)は蒸気ドラム(0
7)、水ドラム(08)とともにボイラを形成する。
2. Description of the Related Art An example of a conventional exhaust gas boiler is shown in FIGS. FIG. 4 is a horizontal sectional view (IV-IV sectional view of FIG. 5),
FIG. 5 is a vertical sectional front view (VV cross section in FIG. 4). In these figures, a convection heat transfer surface (06) composed of a heat transfer tube group is adjacent to a boiler furnace (02) composed of a radiant heat transfer surface (01) composed of a water cooling wall. The convection heat transfer surface (06) is a steam drum (0
7), Boiler is formed with water drum (08).

【0003】酸素を含む排ガス(09)が、図示されていな
いディーゼルエンジン、ガスタービン等から送り込まれ
て来て、ボイラ火炉(02)入口部に設けられた風箱(03)に
入る。同風箱(03)内にはエアレジスタ(04)が炉内に向っ
て設置されており、同エアレジスタ(04)の中心にはバー
ナガン(05)が装着されている。風箱(03)へ送り込まれて
来た酸素を含む排ガス(09)は、エアレジスタ(04)を通し
て火炉(02)内へ吹き込まれる。
Exhaust gas (09) containing oxygen is sent from a diesel engine, a gas turbine or the like (not shown) and enters a wind box (03) provided at the inlet of the boiler furnace (02). An air register (04) is installed in the air box (03) facing the inside of the furnace, and a burner gun (05) is installed at the center of the air register (04). The oxygen-containing exhaust gas (09) sent to the wind box (03) is blown into the furnace (02) through the air register (04).

【0004】一方燃料(10)は、図示されていない燃料供
給装置からバーナガン(05)へ送り込まれ、ボイラ火炉(0
2)内に吹き込まれて、図示されてない着火源により着火
し、別途、ボイラ火炉(02)内へ吹き込まれた上記酸素を
含む排ガス(09)と混合して燃焼する。燃料(10)の燃焼に
よって発生した燃焼ガス(11)は、輻射伝熱面(01)、対流
伝熱面(06)を通り、熱交換後、燃焼ガス出口(12)から排
出される。
On the other hand, the fuel (10) is sent to a burner gun (05) from a fuel supply device (not shown), and the boiler furnace (0
It is blown into the inside of 2), ignited by an ignition source (not shown), and separately mixed and burned with the exhaust gas (09) containing oxygen blown into the boiler furnace (02). The combustion gas (11) generated by the combustion of the fuel (10) passes through the radiant heat transfer surface (01) and the convection heat transfer surface (06), and after heat exchange, is discharged from the combustion gas outlet (12).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のボイ
ラにおける燃料燃焼方法では、一般にコスト低減のため
ボイラ火炉(02)が小さいので、ボイラ火炉(02)内に火炎
が充満することが多く、低温の輻射伝熱面(01)および対
流伝熱面(06)に火炎が衝突して、燃焼が悪化する。ま
た、これを防止するため短炎化するには、エアレジスタ
(04)から吹き込む排ガス(09)の噴出速度を増大するか又
は流量を増加して、空気比を高めてやる必要があるが、
その場合は燃焼性こそ向上するものの、窒素酸化物(以
下NOx という)の発生が増大するという欠点があっ
た。
In such a conventional fuel combustion method for a boiler, since the boiler furnace (02) is generally small for cost reduction, the boiler furnace (02) is often filled with flames, The flame collides with the low temperature radiant heat transfer surface (01) and the convective heat transfer surface (06), and the combustion deteriorates. Also, to prevent this, shorten the flame by using an air register.
It is necessary to increase the ejection speed of the exhaust gas (09) blown from (04) or increase the flow rate to increase the air ratio,
In that case, although the combustibility is improved, there is a drawback that the generation of nitrogen oxides (hereinafter referred to as NO x ) is increased.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の課題
を解決するために、耐火材で覆われ後端が絞り込まれた
予燃焼室と、上記絞り込み部に続く断面一定の喉部およ
び同喉部に続く末広がり部を順次介して上記予燃焼室に
連通する主燃焼室と、上記予燃焼室の前壁に設けられた
バーナガンと、上記バーナガンの周囲に設けられた複数
の1次排ガス噴出孔と、上記予燃焼室の側壁に設けられ
た複数の2次排ガス噴出孔と、上記喉部に設けられた複
数の3次排ガス噴出孔と、上記末広がり部に設けられた
複数の1次空気噴出孔と、上記主燃焼室の前壁または側
壁に設けられた複数の2次空気噴出孔と、上記各排ガス
噴出孔および上記各空気噴出孔へ供給される排ガスまた
は空気の流量をそれぞれ調整する調整手段とを備え、酸
素を含む排ガスを液体燃料燃焼用の酸素源として使用す
る排ガスボイラにおいて、上記バーナガンから上記予燃
焼室内へ吹き込まれる燃料に対し、上記1次排ガス噴出
孔および上記2次排ガス噴出孔へ供給される排ガスの含
有酸素全量を、空気比で0.4ないし0.8相当とする
とともに、上記1次排ガス噴出孔、上記2次排ガス噴出
孔および上記3次排ガス噴出孔へ供給される排ガスの含
有酸素全量を上記燃料の燃焼に必要な理論酸素量以下と
し、かつ上記2次空気噴出孔へ供給される空気中の酸素
により燃焼を完結させることを特徴とする排ガスボイラ
における燃料燃焼方法を提案するものである。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a pre-combustion chamber which is covered with a refractory material and whose rear end is narrowed, a throat portion having a constant cross section and a throat portion which follow the narrowed portion. A main combustion chamber that communicates with the pre-combustion chamber through a divergent portion that continues to the throat, a burner gun provided on the front wall of the pre-combustion chamber, and a plurality of primary exhaust gas jets provided around the burner gun. Holes, a plurality of secondary exhaust gas ejection holes provided in the side wall of the pre-combustion chamber, a plurality of tertiary exhaust gas ejection holes provided in the throat, and a plurality of primary air provided in the divergent portion. The jet holes, a plurality of secondary air jet holes provided on the front wall or the side wall of the main combustion chamber, the exhaust gas jet holes, and the flow rates of the exhaust gas or air supplied to the air jet holes are respectively adjusted. Equipped with adjusting means, exhaust gas containing oxygen In an exhaust gas boiler used as an oxygen source for body fuel combustion, the total amount of oxygen contained in the exhaust gas supplied to the primary exhaust gas ejection hole and the secondary exhaust gas ejection hole for the fuel blown into the pre-combustion chamber from the burner gun. With an air ratio of 0.4 to 0.8, and the total amount of oxygen contained in the exhaust gas supplied to the primary exhaust gas ejection hole, the secondary exhaust gas ejection hole and the tertiary exhaust gas ejection hole is The present invention proposes a fuel combustion method in an exhaust gas boiler, which is characterized in that the combustion is completed by oxygen in the air supplied to the secondary air ejection holes and the theoretical oxygen amount required for combustion or less.

【0007】[0007]

【作用】排ガス中の残存酸素により燃料を燃焼させる前
段においては、燃料に対し酸素が理論量に満たないよう
に排ガスを供給し、還元雰囲気で燃焼させて、燃料の燃
焼によって発生するNOx および排ガスが持込むNOx
の還元に努める。
In the preceding stage where the fuel is burned by the residual oxygen in the exhaust gas, the exhaust gas is supplied to the fuel so that the amount of oxygen is less than the theoretical amount, and the fuel is burned in a reducing atmosphere to generate NO x and NO x brought in by exhaust gas
Endeavor to return.

【0008】未燃燃料を含んだその燃焼ガスは、予燃焼
室出口部で、後段の空気噴出孔から供給される燃焼用空
気によって酸化され、燃焼を完結するが、このような酸
素の分割投入により、火炎長の調節とNOx 抑制を行な
う。
The combustion gas containing unburned fuel is oxidized at the outlet of the pre-combustion chamber by the combustion air supplied from the air ejection holes in the latter stage to complete combustion. Thus, the flame length is adjusted and NO x is suppressed.

【0009】[0009]

【実施例】本発明方法の一実施例を図1および図2によ
り説明する。図1は排ガスボイラの水平断面図(図2の
I−I断面)、図2は縦断正面図(図1のII−II断面)
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the method of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a horizontal sectional view of the exhaust gas boiler (II cross section of FIG. 2), and FIG. 2 is a vertical sectional front view (II-II cross section of FIG. 1).
Is.

【0010】これらの図において、(21)は耐火材で覆わ
れ後端が絞り込まれた予燃焼室、(02)は上記絞り込み部
に続く断面一定の喉部および同喉部に続く末広がり部を
順次介して上記予燃焼室(21)と連通する主燃焼室として
のボイラ火炉である。上記予燃焼室(21)の前壁には1次
排ガス風箱(22a) が設けられている。同1次排ガス風箱
(22a) にはその中心部にバーナガン(23)が装着されてい
て、図示されていない燃料供給設備から送り込まれて来
る燃料(24)を、噴霧媒体(25)とともに、バーナガン先端
に取付けられたアトマイザによって予燃焼室(21)内へ噴
霧する。
In these figures, (21) is a pre-combustion chamber which is covered with a refractory material and whose rear end is narrowed, and (02) is a throat portion having a constant cross section following the narrowed portion and a divergent portion continuing to the throat portion. It is a boiler furnace as a main combustion chamber, which communicates with the pre-combustion chamber (21) through the boiler furnace in sequence. A primary exhaust gas wind box (22a) is provided on the front wall of the pre-combustion chamber (21). Same primary exhaust gas box
A burner gun (23) was attached to the center of (22a), and the fuel (24) sent from a fuel supply facility (not shown) was attached to the tip of the burner gun together with the atomizing medium (25). Atomizer sprays into the pre-combustion chamber (21).

【0011】一方図示されていないディーゼルエンジ
ン、ガスタービン等から送り込まれて来る酸素を含む排
ガス(09)は、1次排ガス供給ライン(26a) 、2次排ガス
供給ライン(26b) および3次排ガス供給ライン(26c) に
よって、それぞれ1次排ガス風箱(22a) 、2次排ガス風
箱(22b) 、3次排ガス風箱(22c) へ送り込まれる。
On the other hand, the exhaust gas (09) containing oxygen sent from a diesel engine, a gas turbine or the like (not shown) is a primary exhaust gas supply line (26a), a secondary exhaust gas supply line (26b) and a tertiary exhaust gas supply. It is sent to the primary exhaust gas wind box (22a), the secondary exhaust gas wind box (22b) and the tertiary exhaust gas wind box (22c) by the line (26c).

【0012】1次排ガス風箱(22a) へ送り込まれて来た
1次排ガス(38a) は、バーナガン(23)の周囲の1次排ガ
ス噴出孔(34a) から、保炎器を通して予燃焼室(21)内へ
吹き込まれる。2次排ガス風箱(22b) へ送り込まれて来
た2次排ガス(38b) は、予燃焼室(21)主燃焼部の側壁に
穿孔された複数個の2次排ガス噴出孔(34b) から、予燃
焼室(21)内へ吹き込まれる。
The primary exhaust gas (38a) sent into the primary exhaust gas wind box (22a) is passed through the flame stabilizer to the pre-combustion chamber (38a) from the primary exhaust gas ejection hole (34a) around the burner gun (23). 21) It is blown inside. The secondary exhaust gas (38b) sent into the secondary exhaust gas wind box (22b) is discharged from a plurality of secondary exhaust gas ejection holes (34b) formed in the side wall of the main combustion part of the pre-combustion chamber (21), It is blown into the pre-combustion chamber (21).

【0013】予燃焼室(21)内へ噴霧された前記燃料(24)
は、図示されていない着火源によって着火し、1次排ガ
ス(38a) および2次排ガス(38b) 中の酸素を消費しなが
ら燃焼する。
The fuel (24) sprayed into the pre-combustion chamber (21)
Is ignited by an ignition source (not shown) and burns while consuming oxygen in the primary exhaust gas (38a) and the secondary exhaust gas (38b).

【0014】予燃焼室(21)は主燃焼部と出口部からな
り、主燃焼部は、噴霧された燃料(24)が1次排ガス(38
a) および2次排ガス(38b) 中の酸素によって燃焼し、
発生した燃焼ガス(11)が、燃料(24)の燃焼によって発生
するNOx と1次排ガス(38a) および2次排ガス(38b)
が持込むNOx の合計を充分に還元できるだけの滞留時
間が得られる容積とする。
The pre-combustion chamber (21) comprises a main combustion section and an outlet section. In the main combustion section, the atomized fuel (24) is the primary exhaust gas (38).
a) and secondary exhaust gas (38b) burned by oxygen,
The generated combustion gas (11) is NO x generated by the combustion of the fuel (24) and the primary exhaust gas (38a) and secondary exhaust gas (38b).
The total amount of NO x carried in is set to a volume that allows a sufficient retention time to be reduced.

【0015】予燃焼室(21)内へ吹き込まれる1次排ガス
(38a) および2次排ガス(38b) によって供給される酸素
量は、別途予燃焼室(21)内へ噴霧された燃料(24)の燃焼
に必要な理論酸素量の0.4ないし0.8倍とする。し
たがって、予燃焼室(21)の主燃焼部は、完全に還元雰囲
気である。また予燃焼室(21)内の温度は、還元率を高め
るためにできるだけ高温度(例えば1300℃以上)に
維持する。ここで空気比を0.4ないし0.8とする理
由は、これが0.4未満だと安定燃焼ができないし、逆
に0.8を越えると還元燃焼の効果が薄いからである。
Primary exhaust gas blown into the pre-combustion chamber (21)
The amount of oxygen supplied by (38a) and the secondary exhaust gas (38b) is 0.4 to 0.8 of the theoretical amount of oxygen required for combustion of the fuel (24) sprayed into the pre-combustion chamber (21) separately. Double. Therefore, the main combustion part of the pre-combustion chamber (21) is completely in a reducing atmosphere. Further, the temperature in the pre-combustion chamber (21) is maintained as high as possible (for example, 1300 ° C. or higher) in order to increase the reduction rate. The reason why the air ratio is 0.4 to 0.8 is that stable combustion cannot be achieved if the ratio is less than 0.4, and conversely, if it exceeds 0.8, the effect of reducing combustion is small.

【0016】図6は、本発明の発明者らが実施した燃焼
テストにおいて、予燃焼室内の最高ガス温度とボイラ火
炉出口のNOx 濃度との関係を求めた結果を示す図、ま
た図7は、上記燃焼テストにおいて、予燃焼室内の空気
比と温度との関係を示す図である。我が国のNOx 排出
基準においては、石油焚き事業用ボイラの場合、排ガス
中のNOx 濃度は150ppm以下に規制されている
が、この規制値を達成するためには、予燃焼室内の温度
を1300℃以上とする必要があることを、図6は示し
ている。また、空気比を0.4ないし0.8とすること
によって、予燃焼室内の温度が1300℃以上に保持さ
れることが、図7から判る。
FIG. 6 is a diagram showing the results of the relationship between the maximum gas temperature in the pre-combustion chamber and the NO x concentration at the boiler furnace outlet in the combustion test conducted by the inventors of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an air ratio and a temperature in a pre-combustion chamber in the combustion test. In Japan of the NO x emission standards, if the oil-fired utility boiler, but the concentration of NO x in the exhaust gas is regulated to 150ppm or less, in order to achieve this regulation value, the temperature of the pre-combustion chamber 1300 FIG. 6 shows that the temperature needs to be higher than or equal to ° C. Further, it can be seen from FIG. 7 that the temperature in the pre-combustion chamber is maintained at 1300 ° C. or higher by setting the air ratio to 0.4 to 0.8.

【0017】予燃焼室(21)の主燃焼部で発生した燃焼ガ
ス(11)は、酸素不足燃焼のため未燃燃料を含有した状態
で、予燃焼室(21)の出口部へ送り込まれる。
The combustion gas (11) generated in the main combustion part of the pre-combustion chamber (21) is sent to the outlet part of the pre-combustion chamber (21) in a state containing unburned fuel due to insufficient oxygen combustion.

【0018】予燃焼室(21)の出口部は、燃焼ガス(11)の
整流作用を考慮して、主燃焼部末端から絞り込まれ、一
定のストレート部(上記喉部)が設けられたあと、末広
形状となってボイラ火炉(02)前壁に接続されている。
The outlet of the pre-combustion chamber (21) is narrowed down from the end of the main combustion section in consideration of the rectification effect of the combustion gas (11), and after a certain straight section (the throat section) is provided, It has a divergent shape and is connected to the front wall of the boiler furnace (02).

【0019】予燃焼室(21)の出口ストレート部には、そ
の側壁に複数の3次排ガス噴出孔(34c) が穿孔されてお
り、3次排ガス供給ライン(26c) を通して3次排ガス風
箱(22c) に送り込まれて来た3次排ガス(38c) が、火炎
の短炎化のために、燃焼ガス(11)中へ吹き込まれる。
The outlet straight portion of the pre-combustion chamber (21) is provided with a plurality of tertiary exhaust gas ejection holes (34c) on its side wall, and a tertiary exhaust gas wind box (34c) is provided through the tertiary exhaust gas supply line (26c). The third exhaust gas (38c) sent to 22c) is blown into the combustion gas (11) to shorten the flame.

【0020】予燃焼室(21)出口ストレート部で燃焼ガス
(11)中へ吹き込まれる3次排ガス(38c) の量は、1次排
ガス(38a) 、2次排ガス(38b) および3次排ガス(38c)
から供給される全酸素量が、別途予燃焼室(21)内へ噴霧
された燃料(24)の燃焼に必要な理論酸素量以下となるよ
う供給される。そのため、予燃焼室(21)内での燃焼反応
は還元反応であり、燃料(24)の燃焼によって発生したN
x および1次排ガス(38a) 、2次排ガス(38b) 、3次
排ガス(38c) が持込むNOx を還元する。
Combustion gas at the straight part of the outlet of the pre-combustion chamber (21)
(11) The amount of the tertiary exhaust gas (38c) blown into the primary exhaust gas (38a), the secondary exhaust gas (38b) and the tertiary exhaust gas (38c)
The total amount of oxygen supplied from the device is supplied so as to be equal to or less than the theoretical amount of oxygen required for combustion of the fuel (24) separately sprayed into the pre-combustion chamber (21). Therefore, the combustion reaction in the pre-combustion chamber (21) is a reduction reaction, and the N generated by the combustion of the fuel (24)
Ox and the primary exhaust gas (38a), the secondary exhaust gas (38b), and the NO x carried in the tertiary exhaust gas (38c) are reduced.

【0021】3次排ガス(38c) の吹き込みによって未燃
燃料の一部を燃焼した燃焼ガス(11)は、酸素不足燃焼に
より依然として未燃燃料を含有した状態で、予燃焼室(2
1)出口末広部を経てボイラ火炉(02)内へ吹き込まれる。
この末広部には、ボイラ火炉(02)内へ吹き込まれる燃焼
ガス(11)に対して、1次アディショナルエア(41a) を吹
き込むための1次アディショナルエア噴出孔(36a) が、
複数個穿孔されている。またボイラ火炉(02)前壁には、
ボイラ火炉(02)内へ吹き込まれた燃焼排ガス(11)に対し
て、2次アディショナルエア(41b) を吹き込むための2
次アディショナルエア噴出孔(36b) が、複数個穿孔され
ている。(29)はアディショナルエア供給ライン、(32a)
は1次アディショナルエア風箱、(32b) は2次アディシ
ョナルエア風箱である。
The combustion gas (11), which has burned a part of the unburned fuel by blowing in the tertiary exhaust gas (38c), still contains unburned fuel due to oxygen-deficient combustion, and remains in the pre-combustion chamber (2
1) It is blown into the boiler furnace (02) through the outlet divergent section.
In this divergent part, there is a primary additional air ejection hole (36a) for blowing the primary additional air (41a) to the combustion gas (11) blown into the boiler furnace (02).
There are multiple perforations. Also, on the front wall of the boiler furnace (02),
2 for blowing secondary additional air (41b) to the combustion exhaust gas (11) blown into the boiler furnace (02)
A plurality of the additional air ejection holes (36b) are formed. (29) is an additional air supply line, (32a)
Is a primary additional air air box, and (32b) is a secondary additional air air box.

【0022】予燃焼室(21)からボイラ火炉(02)内へ吹き
込まれた未燃燃料含有の燃焼ガス(11)は、1次アディシ
ョナルエア(41a) および2次アディショナルエア(41b)
を吹き込まれて、その燃焼を完了する。
Combustion gas (11) containing unburned fuel blown into the boiler furnace (02) from the pre-combustion chamber (21) is a primary additional air (41a) and a secondary additional air (41b).
Is blown in to complete its combustion.

【0023】さて予燃焼室(21)の主燃焼部では、1次排
ガス(38a) および2次排ガス(38b)の吹き込みモーメン
タムを大きくして、燃料(24)噴霧と1次排ガス(38a) お
よび2次排ガス(38b) との拡散混合を促進させ、かつ予
燃焼室(21)内温度をできるだけ高く維持することによっ
て、NOx の還元率を高め、火炎を短炎化する。
Now, in the main combustion section of the pre-combustion chamber (21), the blow-in momentum of the primary exhaust gas (38a) and the secondary exhaust gas (38b) is increased so that the fuel (24) spray and the primary exhaust gas (38a) and By promoting diffusive mixing with the secondary exhaust gas (38b) and maintaining the temperature in the pre-combustion chamber (21) as high as possible, the NO x reduction rate is increased and the flame is shortened.

【0024】予燃焼室(21)出口ストレート部の側壁から
高温高速の燃焼ガス(11)中に吹き込まれる3次排ガス(3
8c) は、主燃焼部での酸素不足燃焼により未燃燃料を含
有した燃焼排ガス(11)の酸化に用いられる。3次排ガス
(38c) の吹き込み速度および吹き込み量を大きくすると
NOx が増大するので、少量を緩やかに吹き込む必要が
ある。しかし、3次排ガス(38c) の吹き込みは、燃焼性
向上および短炎化に対しては極めて効果的であるので、
不可欠である。
The tertiary exhaust gas (3) blown into the high-temperature high-speed combustion gas (11) from the side wall of the straight part of the outlet of the pre-combustion chamber (21)
8c) is used to oxidize flue gas (11) containing unburned fuel due to oxygen deficiency combustion in the main combustion part. Third exhaust gas
Since the NO x increases when the blowing speed and the blowing amount of (38c) are increased, it is necessary to gently blow a small amount. However, since the injection of the third exhaust gas (38c) is extremely effective for improving the combustibility and shortening the flame,
It is essential.

【0025】1次アディショナルエア(41a) は、予燃焼
室(21)の出口末広部の側壁に穿孔された複数個の1次ア
ディショナルエア噴出孔(36a) から吹き込まれるが、燃
焼ガス(11)への混入をできるだけ後流部で行なうよう設
定することにより、短炎化に対する効果は薄まるが、N
x 発生量を抑制しつつ燃焼性を向上させることができ
る。2次アディショナルエア(41b) は、ボイラ火炉(02)
前壁に穿孔した複数個の2次アディショナルエア噴出孔
(36b) から、1次アディショナルエア(41a) よりも更に
後流の燃焼ガス(11)中に吹き込まれ、緩やかに拡散混合
して、いわゆるオーバーファイヤリングエアと同様の効
果を果たす。
The primary additional air (41a) is blown from a plurality of primary additional air ejection holes (36a) drilled in the side wall of the outlet divergent portion of the pre-combustion chamber (21), but the combustion gas (11) The effect of shortening the flame is diminished by setting the mixing into the downstream portion as much as possible, but N
Combustibility can be improved while suppressing the amount of O x generated. Secondary additional air (41b) is used for boiler furnace (02)
Multiple secondary additional air ejection holes on the front wall
From (36b), it is blown into the combustion gas (11) further downstream than the primary additional air (41a), is gently diffused and mixed, and has the same effect as so-called overfiring air.

【0026】このように、1次、2次、3次排ガス(38
a) 、(38b) 、(38c) および1次、2次アディショナル
エア(41a) 、(41b) の吹き込み量を適度に調節すること
により、良好な燃焼と短炎化が実現され、かつNOx
低く抑制できる。そのために本実施例では、排ガスおよ
び空気の流量をそれぞれ調整する図示しない調整手段が
設けられている。
Thus, the primary, secondary and tertiary exhaust gas (38
a), (38b), (38c) and the primary and secondary additional air (41a), (41b) are properly adjusted to achieve good combustion and short flame, and NO x. Can be suppressed to a low level. Therefore, in this embodiment, adjustment means (not shown) for adjusting the flow rates of exhaust gas and air are provided.

【0027】次に図3は本発明の第2の実施例が適用さ
れる排ガスボイラを示す水平断面図である。本実施例で
は、複数個の2次アディショナルエア噴出孔(36b′)
が、ボイラ火炉(02)の前壁でなく側壁に設けられた点
が、前記第1の実施例と相違するだけで、その他の構成
および作用・効果は、第1の実施例と同じである。な
お、この2次アディショナルエア噴出孔(36b′)は、図
3に示される位置よりもバーナガン中心側に設け、噴出
方向の傾斜角を小さく(ボイラ火炉出口側に向くよう
に)してもよい。
Next, FIG. 3 is a horizontal sectional view showing an exhaust gas boiler to which the second embodiment of the present invention is applied. In this embodiment, a plurality of secondary additional air ejection holes (36b ')
However, it is different from the first embodiment in that it is provided not on the front wall but on the side wall of the boiler furnace (02), and the other configurations, functions and effects are the same as those of the first embodiment. . The secondary additional air ejection hole (36b ') may be provided closer to the center of the burner gun than the position shown in FIG. 3, and the inclination angle in the ejection direction may be made small (to face the boiler furnace outlet side). .

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の排ガスボイラにおける燃料燃焼
方法によれば、良好な燃焼と短炎化が実現され、かつN
x の発生を低く抑制することができる。
According to the fuel combustion method for an exhaust gas boiler of the present invention, good combustion and shortening of flame are realized, and N
Generation of O x can be suppressed low.

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

【図1】図1は本発明方法の一実施例が適用される排ガ
スボイラを示す水平断面図(図2のI−I断面)であ
る。
FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view (cross-section I-I in FIG. 2) showing an exhaust gas boiler to which an embodiment of the method of the present invention is applied.

【図2】図2は図1のII−II縦断正面図である。FIG. 2 is a vertical sectional front view taken along line II-II of FIG.

【図3】図3は本発明方法の他の実施例が適用される排
ガスボイラを示す水平断面図である。
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing an exhaust gas boiler to which another embodiment of the method of the present invention is applied.

【図4】図4は従来の排ガスボイラの一例を示す水平断
面図(図5のIV−IV断面)である。
FIG. 4 is a horizontal sectional view (IV-IV section in FIG. 5) showing an example of a conventional exhaust gas boiler.

【図5】図5は図4のV−V縦断正面図である。5 is a vertical cross-sectional front view taken along line VV of FIG.

【図6】図6は予燃焼室内の最高ガス温度とボイラ火炉
出口のNOx 濃度との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the maximum gas temperature in the pre-combustion chamber and the NO x concentration at the boiler furnace outlet.

【図7】図7は予燃焼室内の空気比と温度との関係を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the air ratio and the temperature in the pre-combustion chamber.

【符号の説明】 (01) 輻射伝熱面(水冷壁) (02) ボイラ火炉(主燃焼室) (03) 風箱 (04) エアレジスタ (05) バーナガン (06) 対流伝熱面 (07) 蒸気ドラム (08) 水ドラム (09) 酸素を含む排ガス (10) 燃料 (11) 燃焼ガス (12) 燃焼ガス出口 (21) 予燃焼室 (22a) 1次排ガス風箱 (22b) 2次排ガス風箱 (22c) 3次排ガス風箱 (23) バーナガン (24) 燃料 (25) 噴霧媒体 (26a) 1次排ガス供給ライン (26b) 2次排ガス供給ライン (26c) 3次排ガス供給ライン (29) アディショナルエア供給ライン (32a) 1次アディショナルエア風箱 (32b) 2次アディショナルエア風箱 (34a) 1次排ガス噴出孔 (34b) 2次排ガス噴出孔 (34c) 3次排ガス噴出孔 (36a) 1次アディショナルエア噴出孔 (36b),(36b′) 2次アディショナルエア噴出孔 (38a) 1次排ガス (38b) 2次排ガス (38c) 3次排ガス (41a) 1次アディショナルエア (41b) 2次アディショナルエア[Explanation of symbols] (01) Radiant heat transfer surface (water cooling wall) (02) Boiler furnace (main combustion chamber) (03) Wind box (04) Air register (05) Burner gun (06) Convection heat transfer surface (07) Steam drum (08) Water drum (09) Exhaust gas containing oxygen (10) Fuel (11) Combustion gas (12) Combustion gas outlet (21) Pre-combustion chamber (22a) Primary exhaust gas wind box (22b) Secondary exhaust gas wind Box (22c) Third exhaust gas wind box (23) Burner gun (24) Fuel (25) Spray medium (26a) Primary exhaust gas supply line (26b) Secondary exhaust gas supply line (26c) Third exhaust gas supply line (29) Additional Air supply line (32a) Primary additional air box (32b) Secondary additional air box (34a) Primary exhaust gas ejection hole (34b) Secondary exhaust gas ejection hole (34c) Third exhaust gas ejection hole (36a) Primary Additional air outlets (36b), (36b ') Secondary additional air outlets (38a) Primary exhaust gas (38b) Secondary exhaust gas (38c) Tertiary exhaust gas (41a) Primary adder Air (41b) 2-order Adi relational air

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 信明 長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工業株 式会社長崎研究所内 (72)発明者 小林 恒夫 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式 会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭58−96905(JP,A) 特開 昭51−82434(JP,A) 実開 昭60−43832(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Nobuaki Murakami Inventor No. 1-1 Atsunoura-machi, Nagasaki City Nagasaki Research Institute, Mitsubishi Heavy Industries Ltd. (72) Tsuneo Kobayashi 12 Nishiki-cho, Naka-ku, Yokohama Mitsubishi Heavy Industries Ltd. (56) References JP-A-58-96905 (JP, A) JP-A-51-82434 (JP, A) Actual development Sho-60-43832 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 耐火材で覆われ後端が絞り込まれた予燃
焼室と、上記絞り込み部に続く断面一定の喉部および同
喉部に続く末広がり部を順次介して上記予燃焼室に連通
する主燃焼室と、上記予燃焼室の前壁に設けられたバー
ナガンと、上記バーナガンの周囲に設けられた複数の1
次排ガス噴出孔と、上記予燃焼室の側壁に設けられた複
数の2次排ガス噴出孔と、上記喉部に設けられた複数の
3次排ガス噴出孔と、上記末広がり部に設けられた複数
の1次空気噴出孔と、上記主燃焼室の前壁または側壁に
設けられた複数の2次空気噴出孔と、上記各排ガス噴出
孔および上記各空気噴出孔へ供給される排ガスまたは空
気の流量をそれぞれ調整する調整手段とを備え、酸素を
含む排ガスを液体燃料燃焼用の酸素源として使用する排
ガスボイラにおいて、上記バーナガンから上記予燃焼室
内へ吹き込まれる燃料に対し、上記1次排ガス噴出孔お
よび上記2次排ガス噴出孔へ供給される排ガスの含有酸
素全量を、空気比で0.4ないし0.8相当とするとと
もに、上記1次排ガス噴出孔、上記2次排ガス噴出孔お
よび上記3次排ガス噴出孔へ供給される排ガスの含有酸
素全量を上記燃料の燃焼に必要な理論酸素量以下とし、
かつ上記2次空気噴出孔へ供給される空気中の酸素によ
り燃焼を完結させることを特徴とする排ガスボイラにお
ける燃料燃焼方法。
1. A pre-combustion chamber which is covered with a refractory material and whose rear end is narrowed, and a pre-combustion chamber which is connected to the pre-combustion chamber through a throat portion having a constant cross-section following the narrowed portion and a diverging portion continuing to the throat portion in order. A main combustion chamber, a burner gun provided on the front wall of the pre-combustion chamber, and a plurality of 1s provided around the burner gun.
A secondary exhaust gas ejection hole, a plurality of secondary exhaust gas ejection holes provided in the side wall of the pre-combustion chamber, a plurality of tertiary exhaust gas ejection holes provided in the throat, and a plurality of secondary exhaust gas ejection holes provided in the divergent portion. The primary air ejection holes, a plurality of secondary air ejection holes provided on the front wall or the side wall of the main combustion chamber, the exhaust gas ejection holes and the flow rate of the exhaust gas or air supplied to the air ejection holes are In the exhaust gas boiler, which comprises adjusting means for adjusting each, and uses the exhaust gas containing oxygen as an oxygen source for liquid fuel combustion, for the fuel blown into the pre-combustion chamber from the burner gun, the primary exhaust gas ejection hole and the above The total amount of oxygen contained in the exhaust gas supplied to the secondary exhaust gas ejection holes is set to an air ratio of 0.4 to 0.8, and the primary exhaust gas ejection holes, the secondary exhaust gas ejection holes and the tertiary exhaust gas are exhausted. The oxygen content total amount of exhaust gas supplied to the injection holes and less theoretical amount of oxygen required for combustion of the fuel,
A method of burning fuel in an exhaust gas boiler, characterized in that combustion is completed by oxygen in the air supplied to the secondary air ejection holes.
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JPS6043832U (en) * 1983-09-05 1985-03-28 バブコツク日立株式会社 Waste heat recovery equipment

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