JP3538207B2 - Combustion gas burner - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、事業用もしくは産業用
のガス燃料を用いた燃焼装置に係り、特に燃料負荷(バ
ーナ負荷)変化の著しい運用をする場合においても、安
定燃焼を確保する燃焼装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion apparatus using a commercial or industrial gas fuel, and particularly to a combustion apparatus which ensures stable combustion even when the fuel load (burner load) is significantly changed. It concerns the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、油燃料の価格の不安定性から、石
炭焚きやガス焚きボイラの需要が急速に増加している。
国内の新設発電用ボイラは、年間の平均出力でみれば、
昭和50年には500MW/缶であったが、平成元年に
は1000MW/缶にもなり年々大型化の傾向にある。2. Description of the Related Art In recent years, demand for coal-fired and gas-fired boilers has rapidly increased due to instability in the price of oil fuel.
In terms of the annual average output of newly installed boilers in Japan,
It was 500 MW / can in 1975, but it increased to 1000 MW / can in 1989, and the size is increasing year by year.
【0003】石炭焚きボイラは燃料中に灰分や硫黄分を
含んでいることからその後処理に大がかりな設備が必要
であり、大都市の周囲にこのような発電設備を建造する
のは環境問題から困難である。Since coal-fired boilers contain ash and sulfur in the fuel, large-scale facilities are required for the subsequent treatment, and it is difficult to construct such a power generation facility around a large city due to environmental problems. It is.
【0004】これに対してガス焚きボイラは、燃料中に
このような不純物が少なく、低公害であることから今後
も都市近郊で順調に伸びていくことが期待される。[0004] On the other hand, gas-fired boilers are expected to grow steadily in the suburbs of cities in the future because they contain such impurities in the fuel and have low pollution.
【0005】さてこのようにクリーンなガス焚きボイラ
であるが、ガス燃焼においては火炉内の圧力脈動(以後
燃焼振動と称す。)を起こしやすく、これが炉内の伝熱
管やTVカメラなどのボイラ火炉に直接付属する構造物
や、機器の破損を招きやすい欠点がある。[0005] Although such a clean gas-fired boiler is used, pressure pulsation (hereinafter referred to as "combustion vibration") in the furnace is apt to occur in gas combustion, and this is caused by boiler furnaces such as heat transfer tubes and TV cameras in the furnace. There is a disadvantage that the structure directly attached to the device or the device is easily damaged.
【0006】燃焼振動現象は、一般には、バーナ部での
火炎が不安定で、絶えず変動している(保炎器に付着し
たり、吹き飛ぶ現象を繰り返す)場合に起こりやすいと
されている。従って、従来の燃焼振動抑制方法としては
ガスバーナの安定な火炎の形成とバーナ出口での局所的
に急速燃焼の発生を抑制すること(緩慢燃焼すなわち長
炎化)が有効であり、一般にバーナの構造を変更して対
応していた。[0006] It is generally considered that the combustion oscillation phenomenon is likely to occur when the flame in the burner is unstable and constantly fluctuates (attaching to the flame stabilizer or repeating the phenomenon of blowing off). Therefore, as a conventional method of suppressing combustion oscillation, it is effective to form a stable flame of a gas burner and to locally suppress the occurrence of rapid combustion at the burner outlet (slow combustion, ie, prolonged flame). Was changed.
【0007】いずれにしろ、燃焼振動はボイラや燃焼装
置が新設、もしくは定期点検後の試運転時に起こりやす
く、営業運転に入るまでの限られた時間内に原因究明す
るとともに抑制対策し且つ通常の燃焼調整を完了しなけ
ればならないために多くの人手が必要な場合がある。In any case, the combustion oscillation is likely to occur when a boiler or a combustion device is newly installed or during a trial operation after a periodic inspection. It may take a lot of manpower to complete the adjustment.
【0008】ボイラ等の大型の燃焼装置における燃焼振
動は、火炉内部の圧力脈動がバーナの燃料や燃焼用空気
の供給量に影響して発熱率の変動を引き起こし、これら
の間で相互干渉が火炉内全体の気柱共鳴現象、すなわち
燃焼振動を引き起こす。[0008] Combustion vibration in a large-sized combustion device such as a boiler causes pressure pulsation inside the furnace to affect the supply amount of burner fuel and combustion air, causing a change in heat generation rate. A column resonance phenomenon, that is, a combustion oscillation, is caused in the entire interior.
【0009】燃焼振動を抑制するには、この圧力変動、
発熱率変動の相互干渉の抑制が必要である。In order to suppress combustion oscillation, this pressure fluctuation,
It is necessary to suppress mutual interference of heat rate fluctuations.
【0010】図6に、従来型ガスバーナの構造断面図を
示す。燃焼用空気はバーナ中心部から半径方向にそって
1次空気706、2次空気705、3次空気704の3
流路に分割して炉内に供給される。このうち2次空気7
05及び3次空気704には旋回がかけられており、バ
ーナ出口後流の主燃料火炎711を膨らませる効果をも
たらす。しかしながら、この火炎帯の膨らみにより、バ
ーナ中心部の副燃料の保炎火炎712とバーナ周辺部の
主燃料火炎711との距離が生じ、バーナ空気流速など
燃焼条件が変わったときに主燃料火炎711への着火の
不安定を誘発する。FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a conventional gas burner. Combustion air flows along the radial direction from the center of the burner, and is divided into primary air 706, secondary air 705, and tertiary air 704.
It is divided into channels and supplied into the furnace. Of which secondary air 7
The 05 and the tertiary air 704 are swirled, and have the effect of inflating the main fuel flame 711 downstream of the burner outlet. However, the bulging of the flame zone causes a distance between the flame holding flame 712 of the auxiliary fuel at the center of the burner and the main fuel flame 711 at the periphery of the burner, and the main fuel flame 711 changes when combustion conditions such as the burner air flow rate change. Induces instability of ignition.
【0011】なお、図中の701にインペラ、702は
ガス燃料、708は3次レジスタ、709は2次レジス
タ、710は1次レジスタ、713は副燃料、714は
2次ベーンである。In the figure, reference numeral 701 denotes an impeller, 702 denotes gas fuel , 708 denotes a tertiary register, 709 denotes a secondary register, 710 denotes a primary register, 713 denotes an auxiliary fuel, and 714 denotes a secondary vane.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】たとえば、発電容量6
00MWボイラではバーナは24台以上設置されてお
り、各々のバーナの燃焼状態を短時間で調整するのは困
難である。For example, the power generation capacity 6
In a 00MW boiler, 24 or more burners are installed, and it is difficult to adjust the combustion state of each burner in a short time.
【0013】燃焼振動は、火炉との気柱共鳴現象である
ので微小な圧力脈動でもエネルギが蓄積されて大きな火
炉振動に発達する可能性があることから、たとえバーナ
24台中の1台が振動原因だとしても燃焼振動を誘引す
るに十分な起振源になり得る。従って、多少粗雑なバー
ナ調整であっても振動を引き起こさない信頼性の高いバ
ーナ開発が必要である。Since combustion vibration is a column resonance phenomenon with a furnace, even a small pressure pulsation can cause energy to be accumulated and develop into large furnace vibration. Therefore, even if one of the 24 burners causes vibration, Even so, it can be a sufficient vibration source to induce combustion vibration. Therefore, it is necessary to develop a highly reliable burner that does not cause vibration even if the burner adjustment is somewhat rough.
【0014】図3に着火保炎に関するバーナ周りの基本
的な流れを示す。ガス燃料はガスエレメント402から
主燃料403と副燃料404に分割され、その結果主燃
料火炎405が形成される。一方副燃料はインペラ10
1の後流に吹込むために、その再循環領域501が高温
帯の火種となって、さらにその後流の副燃料火炎406
を形成している。主燃料火炎405は副燃料火炎406
からの熱伝達によって着火される。なお、図中の106
は1次空気である。FIG. 3 shows a basic flow around the burner relating to the ignition flame holding. The gaseous fuel is split from the gas element 402 into a main fuel 403 and an auxiliary fuel 404, resulting in a main fuel flame 405. On the other hand, the auxiliary fuel is impeller 10
1, the recirculation region 501 becomes a high-temperature zone type of ignition, and the secondary fuel flame 406
Is formed. The main fuel flame 405 is the auxiliary fuel flame 406
Fired by heat transfer from Note that 106 in FIG.
Is the primary air.
【0015】図4に、従来型バーナでの火炎の不安定現
象の模式図を示した。図中のa)は、主燃料403と副
燃料404がガスエレメント402から炉内へ噴出する
状態を示している。保炎器(インペラ)101での保炎
が弱いため、主燃料火炎405と副燃料火炎406はバ
ーナから少し離れた場所に形成され、すなわちリフトし
た状態となっている。この時何らかの圧力脈動が起こる
と、それが燃焼用空気の流速脈動を引き起こす。その流
速の遅くなったとき、リフトした副燃料火炎406がイ
ンペラ101の後方の再循環領域501内部のガスの循
環によって、インペラ101後方に戻され、b)に示す
様に副燃料火炎406が保炎器101に付着し、主燃料
403に影響し、主燃料火炎405もガスエレメント4
02の近傍にもどり、c)の様に主副燃料403ともリ
フトのない状態になる。FIG. 4 is a schematic diagram showing a flame unstable phenomenon in a conventional burner. (A) in the figure shows a state in which the main fuel 403 and the sub-fuel 404 are ejected from the gas element 402 into the furnace. Since the flame holding in the flame stabilizer (impeller) 101 is weak, the main fuel flame 405 and the auxiliary fuel flame 406 are formed at a place slightly away from the burner, that is, in a lifted state. If any pressure pulsation occurs at this time, it causes a flow velocity pulsation of the combustion air. When the flow velocity decreases, the lifted sub-fuel flame 406 is returned to the rear of the impeller 101 by the circulation of the gas inside the recirculation area 501 behind the impeller 101, and the sub-fuel flame 406 is maintained as shown in b). The fuel adheres to the flame device 101 and affects the main fuel 403, and the main fuel flame 405 also has a
02, and the main and sub fuels 403 have no lift as shown in c).
【0016】次に、流速脈動の流速の速いときには、イ
ンペラ101での保炎状態はもとの副燃料火炎406が
リフトした状態にもどる。図d)にこの状態を示した。
この様なインペラ保炎の周期的な変動は、火炎全体の発
熱量に対しても周期的な変動を引き起こし、燃焼振動を
誘発する。Next, when the flow velocity of the flow pulsation is high, the flame holding state of the impeller 101 returns to the state where the auxiliary fuel flame 406 has lifted. FIG. D) shows this state.
Such a periodic variation of the impeller flame holding causes a periodic variation also in the calorific value of the entire flame and induces a combustion oscillation.
【0017】すなわち、インペラ後流の再循環領域での
保炎の不安定性に起因した燃焼振動発生機構を示した
が、安定した保炎が可能であれば、振動には至らない。
その保炎の安定化の手段として、再循環領域を形成する
インペラのガスとの接触周辺長さを大きくし、周囲の予
混合副燃料気との接触を良くし、再循環領域回りでの保
炎の安定化を計る事で改善される。That is, the mechanism of generating combustion vibration due to the instability of flame holding in the recirculation region downstream of the impeller has been described. However, if stable flame holding is possible, vibration does not occur.
As a means of stabilizing the flame holding, the contact peripheral length of the impeller forming the recirculation area with the gas is increased, the contact with the surrounding premixed auxiliary fuel gas is improved, and the maintenance around the recirculation area is performed. It is improved by stabilizing the flame.
【0018】その接触周辺長さを大きくするために、イ
ンペラのサイズを大きくする方法があるが、バーナ出口
開口面積を一定にし、ガス出口流速を一定に保とうとし
た場合、1次流路内径を大きくする必要が生ずる。この
ことはバーナ周辺部の主燃料火炎帯をより円周方向に広
げる要因になり、特に低負荷時でのバーナ中心の保炎部
から周辺の主燃料部への火炎伝播を困難にする結果とな
る。In order to increase the contact peripheral length, there is a method of increasing the size of the impeller. However, if the burner outlet opening area is to be kept constant and the gas outlet flow velocity is to be kept constant, the inner diameter of the primary flow path must be reduced. There is a need to increase it. This causes the main fuel flame zone around the burner to expand more in the circumferential direction, and in particular, makes it difficult to propagate the flame from the flame holding part at the center of the burner to the surrounding main fuel part at low load. Become.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】燃焼振動の原因の一つに
火炎の不安定性があげられる。SUMMARY OF THE INVENTION One of the causes of combustion oscillation is flame instability.
【0020】火炎の不安定現象は、低負荷時のバーナ中
心部の保炎器(インペラ後流)での保炎状態が弱いと
き、また通常燃焼時の安定火炎が形成されていても何等
かの外乱、たとえば燃焼用空気流量の変化等によってバ
ーナ近傍の発熱率が変化した場合に起こる。この後者の
場合でも、結局保炎部での保炎の状態が弱い事が主原因
である。従って、燃焼用空気流量などに乱れが生じても
保炎部での安定な火炎を確保し、しかも主燃料が出来る
だけ予混合バーナに近い状態で燃焼する燃料噴射構造で
あれば火炎帯全体の発熱強度が強くなり、多少の変動に
対しても動じない安定な火炎帯が形成され、燃焼振動に
発展しない。The flame instability phenomenon is caused by a weak flame holding state in a flame stabilizer (a downstream side of an impeller) in the center of the burner at a low load, or even if a stable flame is formed during normal combustion. Occurs when the heat generation rate near the burner changes due to external disturbance, for example, a change in the flow rate of combustion air. Even in this latter case, the main cause is that the state of flame holding in the flame holding part is weak. Therefore, even if the combustion air flow rate is disturbed, a stable flame in the flame holding section is secured, and if the fuel injection structure burns the main fuel as close to the premix burner as possible, the entire flame zone The heat generation intensity is increased, and a stable flame zone is formed that does not move even with some fluctuation, and does not develop into combustion oscillation.
【0021】そこで、出口周辺部に保炎器を設けた燃焼
用空気流路と、その空気流路内に配置された複数の燃料
ノズルとを備え、その複数の燃料ノズルは、前記空気流
路の内壁近傍に配置されて、前記保炎器の前流でガス燃
料を前記空気流路内壁方向に噴射して予混合気を作る副
燃料ノズルと、前記空気流路内で前記副燃料ノズルより
内側に設置され、バーナ軸と平行もしくは周方向に角度
をもたせてガス燃料を噴射する第1の主燃料ノズルと、
前記空気流路内で前記副燃料ノズルより内側に設置さ
れ、前記空気流路内の一次空気流れに向けて噴射して予
混合火炎を形成する第2の主燃料ノズルとで構成されて
いることを特徴とする。Therefore, a combustion stabilizing device is provided around the outlet.
Air flow path and a plurality of fuels arranged in the air flow path
A plurality of fuel nozzles, wherein the plurality of fuel nozzles
It is located near the inner wall of the road and is gaseous upstream of the flame stabilizer.
A sub-mixture for injecting a mixture toward the inner wall of the air flow path to form a premixed air-fuel mixture
A fuel nozzle and the auxiliary fuel nozzle in the air flow path
Installed inside, parallel or circumferential to burner axis
A first main fuel nozzle for injecting gaseous fuel with
Installed inside the sub-fuel nozzle in the air flow path;
Is injected toward the primary air flow in the air flow path and
And a second main fuel nozzle forming a mixed flame
And said that you are.
【0022】[0022]
【作用】本発明は、このインペラに相当する保炎部を1
次燃焼用空気流路周辺部に設置し、副燃料は周辺部に噴
出し、一方、主燃料をバーナ軸近傍に吹き出すことで、
バーナサイズを大きくしなくても保炎部の拡大を計れる
事が特徴である。すなわち、保炎部において、同じ接触
周辺長さを得るにもバーナ円筒中心部より内壁近傍の方
が、バーナ内径に与える影響は小さい、しかも、主燃料
をバーナ中央部に向けたことで予混合火炎に近い燃焼が
可能になり、保炎の安定化とともに外乱の圧力脈動にも
動じない。従って、燃焼振動を起こさないガスバーナと
なる。According to the present invention, a flame holding portion corresponding to the impeller is provided with one.
By installing it around the air passage for the next combustion, the auxiliary fuel blows out to the surroundings, while the main fuel blows out near the burner shaft,
The feature is that the flame holding part can be expanded without increasing the burner size. In other words, in order to obtain the same contact peripheral length in the flame holding part, the effect on the inner diameter of the burner is smaller near the inner wall than the central part of the burner cylinder, and premixing is performed by directing the main fuel to the central part of the burner. Combustion similar to a flame is enabled, and the flame stabilization is not affected by disturbance pressure pulsation. Accordingly, the gas burner does not cause combustion oscillation.
【0023】[0023]
【実施例】図5にガス燃焼ボイラの燃料及び空気供給系
統図を示す。主燃料であるLNGはLNG貯蔵タンク6
01からパイプラインで火力発電所まで送られる。発電
所内で気化器602によりガス化して、流量調整弁60
3で圧力調整した後バーナ部へ供給される。バーナ入口
のガス圧は通常1atgから3atgの範囲で設定され
るがこれといった規制値はなく、燃焼振動抑制の面から
は、ボイラ火炉605内の圧力脈動の燃料系へのフィー
ドバックを抑えるためにはガス圧が高い方が望ましい。
少なくとも、1atg以上であれば、ガス噴出の流速は
音速に達しておりボイラ火炉605の圧力脈動のフィー
ドバックは小さく、燃焼振動への影響は小さいものと考
えられている。FIG. 5 shows a fuel and air supply system diagram of a gas fired boiler. LNG, the main fuel, is stored in the LNG storage tank 6
From 01 is sent to the thermal power plant by pipeline. It is gasified by the vaporizer 602 in the power plant,
After the pressure is adjusted in step 3, the pressure is supplied to the burner. The gas pressure at the burner inlet is usually set in the range of 1 atg to 3 atg, but there is no such regulation value. From the viewpoint of suppressing combustion oscillation, in order to suppress feedback of pressure pulsation in the boiler furnace 605 to the fuel system, Higher gas pressure is desirable.
At least when the pressure is 1 atg or more, the flow velocity of the gas ejection reaches the sonic speed, the feedback of the pressure pulsation of the boiler furnace 605 is small, and it is considered that the influence on the combustion vibration is small.
【0024】一方、燃焼用空気はFDF(押し込み通風
器)で加圧した後、空気予熱器で約300℃まで昇温
し、ボイラ火炉605の各段に設けた風箱604に供給
される。空気量の調整は風箱604の入り口のダンパで
行い、バーナ部内では1次、2次、3次の3流路に分割
され、2次、3次は旋回がかけられボイラ火炉605内
に送られる。ただしこの風箱内604の空気圧について
は、バーナ部での圧力損失が小さいため、ボイラ火炉内
605の圧力脈動のフィードバックをうけやすい。従っ
て、バーナ出口での保炎が弱いとフィードバックを受け
た燃焼用空気の脈動が発熱率変動につながり、燃焼振動
に発展する可能性は十分考えられる。On the other hand, after the combustion air is pressurized by an FDF (indentation ventilator), the temperature is raised to about 300 ° C. by an air preheater and supplied to wind boxes 604 provided at each stage of the boiler furnace 605. The air volume is adjusted by a damper at the entrance of the wind box 604, divided into three primary, secondary and tertiary flow paths inside the burner, and the secondary and tertiary are turned and sent to the boiler furnace 605. Can be However, regarding the air pressure in the wind box 604, feedback of pressure pulsation in the boiler furnace 605 is likely to occur because the pressure loss in the burner is small. Therefore, if the flame holding at the burner outlet is weak, the pulsation of the combustion air that has received the feedback leads to a change in the heat generation rate, and the possibility of developing the combustion oscillation is sufficiently considered.
【0025】図1に本発明の実施例に係るガス燃料燃焼
装置の側面図を示す。FIG. 1 shows a side view of a gas fuel combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
【0026】1次燃焼用空気流路となる円筒管10の出
口部において、内壁周辺部に保炎用の保炎突起1が流れ
に直角方向に設置されていて、この後流に再循環領域を
形成する。この再循環領域内の高温ガス及び熱の2次燃
焼用空気側への放出を防ぎ、且つ2次旋回流の円周方向
への拡散のガイドの目的で、円周状に保炎ガード2が設
置されている。At the outlet of the cylindrical tube 10 serving as a primary combustion air flow path, a flame holding projection 1 for flame holding is installed in the peripheral portion of the inner wall in a direction perpendicular to the flow. To form In order to prevent the release of the high-temperature gas and heat in the recirculation area to the secondary combustion air side and to guide the secondary swirl flow in the circumferential direction, the flame holding guard 2 is circumferentially provided. is set up.
【0027】ガス燃料はガス燃料供給ヘッダ3から主燃
料12と副燃料11に分割供給される。このうち、副燃
料11はバーナ1次空気流路の内壁近傍で、副燃料ノズ
ル20から内壁円周方向に向けて噴射し保炎部前流で予
混合気を作り、保炎部後流で火炎を形成する。ここで、
内壁側に設置した保炎突起1は従来型バーナの中心部に
あるインペラと比較しても、それが内壁周辺部にある限
り、1次空気用円筒管10の内径に与える影響は少な
く、より大きな保炎器接触周辺長さの確保が可能で、十
分な空気−副燃料混合気との接触がたもてるため、その
混合気の着火を容易にするとともに、保炎突起1の後流
の再循環領域への燃料の流入を促進し、高温帯を形成す
る。The gas fuel is divided and supplied from the gas fuel supply header 3 into the main fuel 12 and the auxiliary fuel 11. Of these, the auxiliary fuel 11 is injected in the circumferential direction of the inner wall from the auxiliary fuel nozzle 20 near the inner wall of the burner primary air flow path to form a premixed gas upstream of the flame holding section, Forms a flame. here,
The flame holding projection 1 installed on the inner wall side has less influence on the inner diameter of the primary air cylindrical tube 10 as long as it is located on the inner wall peripheral portion, as compared with the impeller at the center of the conventional burner. A large flame stabilizer contact peripheral length can be ensured, and a sufficient air-auxiliary fuel mixture can be established to facilitate the ignition of the air-fuel mixture. It promotes the flow of fuel into the recirculation zone and creates a hot zone.
【0028】一方、主燃料12についても、1次空気流
路内で副燃料ガスエレメント13より内側に設置されて
いて、より容易に予混合火炎の形成がしやすい構造にな
っている。具体的には、複数本の主燃料ガスエレメント
のうち、一部14は多孔ノズル21から1次空気流れと
直角方向に噴射する事で1次空気6との混合を促進し予
混合火炎にする。残りの主燃料ガスエレメント15で
は、燃料を主燃料ノズル22からバーナ軸と平行もしく
は外周方向に角度をもたせて噴射し拡散火炎にしている
ため、負荷が低くても、局所的に高燃料濃度領域が確保
され、広い範囲での負荷における運用が可能になる。On the other hand, the main fuel 12 is also installed inside the sub-fuel gas element 13 in the primary air flow path, and has a structure in which a premixed flame can be more easily formed. Specifically, of the plurality of main fuel gas elements, a part 14 is injected from the multi-hole nozzle 21 in a direction perpendicular to the primary air flow to promote mixing with the primary air 6 to form a premixed flame. . In the remaining main fuel gas element 15, the fuel is injected from the main fuel nozzle 22 at an angle parallel to the burner axis or at an angle in the outer circumferential direction to form a diffusion flame. And operation in a wide range of loads becomes possible.
【0029】図には示さないが、1次燃焼用空気流路円
筒管の内壁周辺部に保炎用の突起を設置しているガスバ
ーナで、主燃料配管全部がその燃料噴出を1次空気流れ
と直角に行い、予混合火炎にしたり、逆に流れと同じか
いくらか角度をもたしてはいるが主燃料配管全部が拡散
火炎を形成する場合、また主燃料、副燃料の区別がな
く、すべての燃料配管の多孔ノズルからの燃料噴出が流
れと直角方向で予混合を形成することもできる。Although not shown in the figure, the primary combustion air flow path is a gas burner having a flame stabilizing protrusion installed around the inner wall of the cylindrical pipe. And at a right angle to the premixed flame, or conversely, if it has the same or some angle as the flow but the main fuel pipe forms a diffusion flame, there is no distinction between the main fuel and the auxiliary fuel, The fuel jets from the perforated nozzles of all fuel pipes can also form a premix in a direction perpendicular to the flow.
【0030】さらに、排気再燃ガス焚きボイラに代表さ
れる様な燃焼技術において燃焼用空気に燃焼排ガスを混
合し、14%から18%と酸素分圧の低いガスが1次流
路に送風させることも可能である。Further, in a combustion technique typified by an exhaust gas reburning gas-fired boiler, a combustion exhaust gas is mixed with combustion air, and a gas having a low oxygen partial pressure of 14% to 18% is blown to the primary flow path. Is also possible.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明は、前述のように燃焼振動を抑制
するガスバーナの基本構造に関するものである。燃焼振
動はバーナの燃焼性のみではなく火炉内の圧力脈動さら
には振動特性との相互作用の結果起こる現象であり、バ
ーナ構造のみの改良では完全に断ち切れるものではな
い。しかしながら、火炉内の気柱共鳴に発展するには非
常に大きいエネルギーを必要とし、ガス燃料の発熱量変
動がそのエネルギー源になっていることには疑いの余地
はない。The present invention relates to the basic structure of a gas burner which suppresses combustion oscillation as described above. Combustion oscillation is a phenomenon that occurs as a result of interaction not only with the burnability of the burner but also with pressure pulsation in the furnace and oscillation characteristics, and improvement with only the burner structure is not completely cut off. However, development of gas column resonance in a furnace requires a very large amount of energy, and there is no doubt that the calorific value fluctuation of the gas fuel is the energy source.
【0032】そこで、本発明による、空気流速、空気比
などバーナ操作条件の広い範囲において、安定な保炎、
火炎の確保を可能にしたバーナ構造は、その広範囲な操
作条件領域での発熱量の変動を抑制し燃焼振動を引き起
こさないものであり、ガス焚きボイラの燃焼調整の短縮
化、さらには広範囲の負荷変動等を可能にする点におい
て効果をもたらす。Therefore, according to the present invention, stable flame holding in a wide range of burner operating conditions such as air flow rate and air ratio,
The burner structure that enables the securing of the flame suppresses fluctuations in the amount of heat generated in a wide range of operating conditions and does not cause combustion oscillation, shortening the combustion adjustment of a gas-fired boiler, and furthermore, over a wide range of loads. An effect is brought about in that variation and the like are enabled.
【0033】また、排気再燃ガスボイラ技術において、
特に燃焼用空気に混合し、酸素分圧の低い雰囲気下で
は、当然着火性が低下し、保炎の不安定を引き起こし安
い。そのような場合においても本発明によるバーナ構造
は効果的である。In the exhaust gas reburning gas boiler technology,
In particular, in an atmosphere mixed with combustion air and having a low oxygen partial pressure, the ignitability naturally deteriorates, and the flame holding becomes unstable, resulting in low cost. Even in such a case, the burner structure according to the present invention is effective.
【図1】本発明による燃焼ガスバーナの側断面図であ
る。FIG. 1 is a side sectional view of a combustion gas burner according to the present invention.
【図2】そのガスバーナの正面図である。FIG. 2 is a front view of the gas burner.
【図3】従来型ガスバーナの燃料噴射及び火炎構造を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing a fuel injection and flame structure of a conventional gas burner.
【図4】周期的な火炎不安定現象の機構を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a mechanism of a periodic flame instability phenomenon.
【図5】ガス焚きボイラの燃焼系統図を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a combustion system diagram of a gas-fired boiler.
【図6】従来型ガスバーナの断面構造を示す図である。FIG. 6 is a view showing a cross-sectional structure of a conventional gas burner.
1 保炎突起 2 保炎ガード 4 3次空気 5 2次空気 6 1次空気 10 1次燃焼空気流路円筒管 11 副燃料 12 主燃料 13 副燃料ガスエレメント 14,15 主燃料ガスエレメント 20 副燃料ノズル 21,22 主燃料ノズル 1 flame holding protrusion 2 Flame guard 4 Tertiary air 5 Secondary air 6 Primary air 10 Cylindrical tube for primary combustion air flow path 11 Secondary fuel 12 Main fuel 13 Auxiliary fuel gas element 14,15 Main fuel gas element 20 Auxiliary fuel nozzle 21,22 Main fuel nozzle
フロントページの続き (72)発明者 池田 浩美 広島県呉市宝町3番36号 バブコツク日 立株式会社 呉研究所内 (72)発明者 沖浦 邦夫 広島県呉市宝町3番36号 バブコツク日 立株式会社 呉研究所内 (72)発明者 森田 茂樹 広島県呉市宝町6番9号 バブコツク日 立株式会社 呉工場内 (56)参考文献 特開 昭60−213719(JP,A) 特開 平2−50011(JP,A) 実開 昭61−63521(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 14/22 - 14/24 F23D 14/74 - 14/76 Continuing from the front page (72) Inventor Hiromi Ikeda 3-36 Takara-cho, Kure-shi, Hiroshima Prefecture Bab Kotsuk Hitachi Ltd. Inside the Kure Research Laboratory (72) Kunio Okiura 3-36 Takara-cho Kure-shi, Hiroshima Prefecture Babkotsuk Kure Corporation In the laboratory (72) Inventor Shigeki Morita 6-9 Takara-cho, Kure City, Hiroshima Prefecture Inside the Kure Factory, Babkotsuk Hitachi Ltd. (56) References JP-A-60-213719 (JP, A) JP-A-2-50011 (JP) , A) Real opening 61-63521 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F23D 14/22-14/24 F23D 14/74-14/76
Claims (2)
流路と、その空気流路内に配置された複数の燃料ノズル
とを備え、 その複数の燃料ノズルは、 前記空気流路の内壁近傍に配置されて、前記保炎器の前
流でガス燃料を前記空気流路内壁方向に噴射して予混合
気を作る副燃料ノズルと、 前記空気流路内で前記副燃料ノズルより内側に設置さ
れ、バーナ軸と平行もしくは周方向に角度をもたせてガ
ス燃料を噴射する第1の主燃料ノズルと、 前記空気流路内で前記副燃料ノズルより内側に設置さ
れ、前記空気流路内の一次空気流れに向けて噴射して予
混合火炎を形成する第2の主燃料ノズルとで構成されて
いることを特徴とする燃焼ガスバーナ。 (1) Combustion air with a flame stabilizer around the outlet
A flow path and a plurality of fuel nozzles arranged in the air flow path
With the door, the plurality of fuel nozzles is arranged near the inner wall of the air passage, before the flameholder
Premixing by injecting gas fuel in the direction of the inner wall of the air flow path
A sub-fuel nozzle for producing air, and
And parallel to the burner axis or at an angle in the circumferential direction.
A first main fuel nozzle for injecting fuel gas, and a first fuel nozzle installed inside the air flow path from the sub fuel nozzle.
Is injected toward the primary air flow in the air flow path and
And a second main fuel nozzle forming a mixed flame
A combustion gas burner.
路と、その空気流路内に配置された燃料ノズルとを備And a fuel nozzle disposed in the air flow path.
え、e, その燃料ノズルは、The fuel nozzle is 前記空気流路の内壁近傍に配置されて、前記保炎器の前It is arranged near the inner wall of the air flow path and in front of the flame stabilizer.
流でガス燃料を前記空気流路内壁方向に噴射して予混合Premixing by injecting gas fuel in the direction of the inner wall of the air flow path
気を作る燃料ノズルであることを特徴とする燃焼ガスバA combustion gas bar characterized by being a fuel nozzle for producing air
ーナ。Huh.
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|---|---|---|---|
| JP04539593A JP3538207B2 (en) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Combustion gas burner |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP04539593A JP3538207B2 (en) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Combustion gas burner |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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1993
- 1993-03-05 JP JP04539593A patent/JP3538207B2/en not_active Expired - Fee Related
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