JP3706607B2

JP3706607B2 - Load control type liquid fuel burner and load control type liquid fuel combustion method

Info

Publication number: JP3706607B2
Application number: JP2002307838A
Authority: JP
Inventors: 計二武野; 正治大栗
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: JP2004144345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷調節型液体燃料バーナ、及び、負荷調節型液体燃料燃焼方法に関し、特に、液体燃料と噴霧媒体とが同心２重管で供給され混合ノズルで混合される負荷調節型液体燃料バーナ、及び、負荷調節型液体燃料燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラのような火炉の中に、燃焼ガスが供給される。その燃焼ガスの供給のために、バーナが用いられる。バーナとして液体燃料に噴霧媒体が混合される液体燃料焚きバーナが知られている（後掲特許公報参照）。
【０００３】
液体燃料焚きバーナの基本構造は、図７に抽象化されて表され得る。液体燃料焚きバーナは、内側管１０１と外側管１０２とが同軸に二重管化されている。内側管１０１と外側管１０２との間の環状空間は液体燃料供給路１０３として形成され、内側管１０１の内部は噴霧媒体供給路１０４として形成されている。内側管１０１と外側管１０２とは、先頭側で噴霧器１０５に結合している。噴霧器１０５には、液体燃料ノズル１０６と噴霧媒体ノズル１０７と混合ノズル１０８とが形成されている。液体燃料供給路１０３を通される液体燃料は、液体燃料ノズル１０６を介して混合ノズル１０８に導かれる。噴霧媒体供給路１０４を通される噴霧媒体は、噴霧媒体ノズル１０７を介して混合ノズル１０８に導かれる。液体燃料は、混合ノズル１０８で噴霧媒体により噴霧化されて混合ノズル１０８から図示されない火炉内に霧状に噴射される。空気は噴霧器１０５の周囲に配置される空気箱を通されて噴霧化燃料とともに火炉の中に導入される。
【０００４】
このような液体燃料炊きバーナは、二流体噴霧型液体燃料炊きバーナといわれる。二流体噴霧型液体燃料炊きバーナとして、混合ノズルの中で液体燃料と噴霧媒体とを衝突的に混合して噴霧する中間混合型と、噴霧器の混合室の中で液体燃料と噴霧媒体とを混合した後にその噴霧器に穿孔された複数のスプレイノズルから液体燃料と噴霧媒体とを噴霧する内部混合型とが知られている。図８に示される二流体噴霧型液体燃料炊きバーナは、中間混合型として例示されている。
【０００５】
このような二流体噴霧型液体燃料炊きバーナは、燃焼量調節技術の点で、下記の３通りの運転方式が知られている。：
（１）噴霧媒体圧力が一定であり、液体燃料圧力の増減調節により燃焼量を調整する噴霧媒体定圧方式
（２）噴霧媒体圧力と液体燃料圧力の差圧を常態的に一定にすることにより燃焼量を調整する定差圧方式
（３）液体燃料圧力が特定液体燃料圧力より大きい高負荷状態では噴霧液体圧力を一定にすることにより燃焼量を調節する既述の噴霧媒体定圧方式と、液体燃料圧力が特定液体燃料圧力より小さい低負荷状態では、噴霧媒体圧力と液体燃料圧力の差圧を常態的に一定にすることにより燃焼量を調節する既述の定差圧方式の組合せである複合方式
【０００６】
図８は、最大液体燃料圧力を１とする液体燃料圧力比を横軸で示し、最大液体燃料圧力での液体燃料量を１とする液体燃料圧力比に対応する液体燃料流量比を縦軸で示して、流量特性を示している。実線は噴霧媒体定圧方式の流量特性を示し、点線は定差圧方式の流量特性を示している。図９は、液体燃料圧力を横軸で示し、既述の液体燃料流量比を縦軸で示して、複合方式の流量特性を示している。
【０００７】
液体燃料圧力のみの増減により燃焼量を調節する噴霧媒体定圧方式は、その運転が容易である利点を有するが、燃焼量を低減する操作の際に、液体燃料圧力＜噴霧媒体圧力の領域で、噴霧媒体量が急増し、又は、ベーパロックの発生に起因する燃焼が不安定になる懸念があって、安定燃焼が可能である最低液体燃料圧力を高く設定することが強いられ、最低液体燃料圧力を噴霧媒体圧力の６０〜７０％に設定する必要がある。このような設定は、燃焼可能である最大液体量と最小液体量との比で表される負荷（燃焼量）調節範囲（Ｔ．Ｄ．Ｒ：Turn Down Ratio）が狭くなり、そのＴ．Ｄ．Ｒは最大値で約５：１の程度である。低液体燃料圧力領域では、噴霧媒体量が増加して燃焼が不安定（噴霧媒体流量Ｇｓ／液体燃料量Ｇｏ＞＝４０％で失火した実例がある）になり、高液体燃料圧力領域では噴霧媒体量が減少して、燃焼不良になる恐れが強い。
【０００８】
定差圧方式は、最低液体燃料圧力を低く設定することができる利点を有するが、低液体燃料圧力領域で噴霧媒体量の減少に起因する燃焼不良の懸念がある。燃焼量の増加に起因して液体燃料圧力と噴霧媒体圧力とを同時に上昇させる必要があって、最大燃焼量が制限を受け、負荷調節範囲が狭くなり、そのＴ．Ｄ．Ｒは最大値で約５：１の程度に抑えられる。
【０００９】
複合方式は、負荷調節範囲が最も広い利点を有するが、そのＴ．Ｄ．Ｒは最大値で約１０：１の程度であり、低液体燃料圧力領域と高液体燃料圧力領域とで噴霧媒体量の減少に起因する燃焼不良の恐れが強い。
【００１０】
安定燃焼と負荷調節範囲の拡大とを同時に実現する技術の確立が求められる。
【００１１】
【特許文献１】
日本国特許第３２５４１３１号
【特許文献２】
特開平１０−２２０７１３号
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、安定燃焼と負荷調節範囲の拡大とを同時に実現する技術の確立することができる負荷調節型液体燃料バーナ、及び、負荷調節型液体燃料燃焼方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１４】
本発明による負荷調節型液体燃料バーナは、第１バーナ（１）と、第２バーナ（２）とから構成されている。第１バーナ（１）は、第１外管（３）と、第１外管（３）に同心状に配置される第１内管（４）と、第１外管（３）と第１内管（４）との間に配置される仕切管（５）と、第１外管（３）と第１内管（４）の先頭側に配置される第１ノズル（３１）とを形成している。第２バーナ（２）は、第２外管（８）と第２外管（８）に同心状に配置される第２内管（９）と、第２外管（８）と第２内管（９）の先頭側に配置される第２ノズル（４３）とから形成されている。第１外管（３）と第２外管（８）とは概ね同心的に配置されている。第１外管（３）と仕切管（５）と第１内管（４）とは、第１燃料（１４）が導入される第１燃料供給路（６）と第１噴霧媒体（１６）が導入される第１噴霧媒体供給路（７）を形成している。第２外管（８）と第２内管（９）とは、第２燃料（２０）が導入される第２燃料供給路（１１）と第２噴霧媒体（２０’）が導入される第２噴霧媒体供給路（１２）を形成している。第１バーナ（１）の流量特性と第２バーナ（２）の流量特性は独立であり、且つ、第１燃料供給路（６）に供給される燃料の供給量は、第２燃料供給路（１１）に供給される第２燃料の供給量とは個別に調節される。
【００１５】
両流量特性がそれぞれの必要時に活用され得るので、安定燃焼と負荷調節範囲の拡大とが同時に実現される。第１バーナ（１）と第２バーナ（２）の同心構造は、第１ノズルと第２ノズルの近接構造を容易化し、且つ、簡素化することができる。
【００１６】
第１内管（４）と第２外管（８）とは兼用されうる。この場合には、仕切管は他の管に読み直される。このような兼用が行われない場合には、第１内管（４）と第２外管（８）との間の環状空間にはシール空気（２２）が導入される。
【００１７】
第１外管（３）と第１内管（４）との先頭側に配置され第１外管（３）と第１内管（４）とを同心的に結合する第１ノズル形成体（２６）と、第２外管（８）と第２内管（９）との先頭側に配置され第２外管（８）と第２内管（９）とを同心的に結合する第２ノズル形成体（３５）とが追加される。第１ノズル形成体（２６）と第２ノズル形成体（３５）とは、既述の同心構造を強化し、且つ、第１ノズル（３１）と第２ノズル４３とを形成することができ、第１ノズル形成体（２６）は、第１燃料（１４）と第１噴霧媒体（１６）を混合して噴射させる第１混合ノズル（３１）を構成し、第２ノズル形成体（３５）は、第２燃料（２０）と第２噴霧媒体（２０’）を混合して噴射させる第２混合ノズル（４３）を構成する。
【００１８】
第１内管（４）と第２外管（８）との間の環状空間（２１）にはシール空気が導入される場合には、第２バーナ（２）は第１バーナ（１）に対して軸方向に進退自在であり、第２バーナ（２）の前進位置で環状空間（２１）は第１燃料供給路（６）と第２燃料供給路（１１）に対して遮断され、混合防止構造が簡素に構成され得る。
【００１９】
本発明による負荷調節型液体燃料燃焼方法は、既述の負荷調節型液体燃料バーナを用いて火炉の負荷に対して負荷調節を実行する負荷調節型液体燃料燃焼方法であり、第１バーナ（１）に点火するステップと、その点火に時間遅れで第２バーナ（２）の運転を開始するステップと、燃料油圧力比を設定するステップとから構成されている。第２バーナ（２）の運転は燃料油圧力比より低い圧力比領域の特定圧力比点で開始され又は停止される（図６）。燃料圧力比より高い圧力比領域では、第１バーナ（１）の流量特性は定差圧方式で運転される。第２バーナ（２）の流量特性は、燃料圧力の全領域で定差圧方式で運転される。多様な運転方式の利点を組み合わせて活用することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の形態は、主バーナ１が従バーナ２とともに同心に設けられて構成されている。主バーナ１は、主バーナ外管３と主バーナ内管４と主バーナ流路仕切管５とから形成されている。主バーナ外管３と主バーナ内管４と主バーナ流路仕切管５は、互いに同心に配置され共通の軸心線を共有している。主バーナ流路仕切管５は、主バーナ外管３と主バーナ内管４との間に配置されている。主バーナ外管３と主バーナ流路仕切管５との間の環状空間は、燃料油（液体燃料）の軸流を形成する主バーナ燃料油流路６を形成している。主バーナ内管４と主バーナ流路仕切管５との間の環状空間は、噴霧媒体（蒸気）の軸流を形成する主バーナ噴霧媒体流路７を形成している。
【００２１】
従バーナ２は、従バーナ外管８と従バーナ内管９とから形成されている。従バーナ外管８と従バーナ内管９は、互いに同心に配置され共通の軸心線を共有している。従バーナ内管９の内部空間は、燃料油の軸流を形成する従バーナ燃料油流路１１を形成している。従バーナ外管８と従バーナ内管９との間の環状空間は、噴霧媒体の軸流を形成する従バーナ噴霧媒体流路１２を形成している。
【００２２】
主バーナ外管３と主バーナ流路仕切管５と主バーナ内管４と従バーナ外管８と従バーナ内管９とは、導入側端部で第１多管末端部位結合金物１３で結合されそれらの同心構造が形成されている。第１多管末端部位結合金物１３には、主バーナ燃料油流路６に主バーナ用燃料油１４を供給する主バーナ用燃料油入口孔１５と、主バーナ噴霧媒体流路７に主バーナ用噴霧媒体１６を供給する主バーナ用噴霧媒体入口孔１７とが形成されている。従バーナ内管９の導入側端部には、従バーナ燃料油流路１１に従バーナ用燃料油２０を供給する従バーナ用燃料油入口孔１８が形成されている。従バーナ外管８の導入側端部には、従バーナ噴霧媒体流路１２に従バーナ用噴霧媒体２０’を供給する従バーナ用噴霧媒体入口孔１９とが形成されている。主バーナ内管４と従バーナ外管８との間の環状空間は、シール用空気を通すシール用空気流路２１を形成している。第１多管末端部位結合金物１３には、シール用空気流路２１にそのシール用空気２２を供給するシール用空気入口孔２３が形成されている。
【００２３】
主バーナ外管３と主バーナ流路仕切管５と主バーナ内管４とは、ノズル側端部で第２多管末端部位結合金物２４で結合されそれらの同心構造が形成されている。第２多管末端部位結合金物２４は、主バーナ噴霧器締付け金物２５で締め付けられている。第２多管末端部位結合金物２４の先頭側部位は、主バーナノズル本体（噴霧器）２６として形成されている。第２多管末端部位結合金物２４の中には、主バーナ燃料油流路６に先頭側に接続して連続する主バーナ燃料油接続流路２７と、主バーナ噴霧媒体流路７に先頭側に接続して連続する主バーナ噴霧媒体接続流路２８とが形成されている。主バーナ噴霧媒体接続流路２８の先頭側は、主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９として形成されている。主バーナ用混合気ノズル３１は、主バーナノズル本体２６の先頭面である前端面で開放されている。主バーナ用混合気ノズル３１と主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９との間に、噴霧媒体ノズル３２が形成されている。主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９は、噴霧媒体ノズル３２と主バーナ用混合気ノズル３１とを介して後述される火炉の内部に接続している。主バーナ燃料油接続流路２７の先頭側は、主バーナ噴霧器燃料油室３３として形成されている。主バーナ用燃料油ノズル３４は、主バーナ噴霧器燃料油室３３の先頭面と主バーナ用混合気ノズル３１のノズル内面とを接続し、主バーナ用混合気ノズル３１のノズル内面で開放されている。主バーナ噴霧器燃料油室３３は、主バーナ用燃料油ノズル３４と主バーナ用混合気ノズル３１とを介して火炉の内部に接続している。
【００２４】
従バーナ外管８と従バーナ内管９とは、ノズル側端部で第３多管末端部位結合金物３５で結合されそれらの同心構造が形成されている。第３多管末端部位結合金物３５は、従バーナ噴霧器締付け金物３６で締め付けられている。第３多管末端部位結合金物３５の先頭側部位は、従バーナノズル本体３７として形成されている。第３多管末端部位結合金物３５の中には、従バーナ燃料油流路１１に先頭側に接続して連続する従バーナ燃料油接続流路３９と、従バーナ噴霧媒体流路１２に先頭側に接続して連続する従バーナ噴霧媒体接続流路３８とが形成されている。従バーナ燃料油接続流路３９の先頭側は、従バーナ噴霧器混合室４１として形成されている。従バーナ噴霧媒体接続流路３８は、従バーナノズル本体３７に開けられている混合用通路孔４２を介して従バーナ噴霧器混合室４１に通じている。従バーナノズル本体３７には、スプレイノズル４３が開けられている。スプレイノズル４３は、共通軸心線の周りの同一円周上に配置される複数のノズル孔で構成されている。従バーナ噴霧器混合室４１は、スプレイノズル４３を介して従バーナノズル本体３７の外側に通じ、複数のスプレイノズル４３は、従バーナノズル本体３７の前端面で開放されていて、火炉の内部に接続している。
【００２５】
図１は、従バーナ２が主バーナ１ともに運転されている使用状態を示している。この使用状態では、従バーナ噴霧器締付け金物３６の先頭面が主バーナノズル本体２６の内面を形成する軸直角面に密着的に突きあたっていて、従バーナ噴霧媒体流路１２は火炉に対しては封止されている。従バーナ２は、軸方向に主バーナ１に対して摺動的に移動することができる。図２は、従バーナ２が後方側に後退して従バーナ２の運転が止められていて使用されていない不使用状態を示している。その不使用使用状態では、第２多管末端部位結合金物２４の内側円筒面で囲まれる空間の前方部位（先頭部位）が大きく開放されて開放空間４４が形成されている。開放空間４４に流れ込むシール用空気２２は、主バーナ用混合気ノズル３１の前端部位の大きい開口４５から火炉の内部に導入される。
【００２６】
図３は、実施の既述の形態である液体燃料バーナ１０が装備されている火炉５１と燃料油・噴霧媒体を供給する供給設備とから構成されている燃焼制御系を示している。その燃焼制御系は、燃料油貯槽５２と、噴霧媒体発生器５３と、送風機５４とから構成されている。液体燃料バーナ１０は、その先頭部位を形成する主バーナ用混合気ノズル３１と従バーナ燃料油接続流路３９とが火炉の炉壁であるボイラ本体５５を貫通している。１つの液体燃料バーナ１０の軸心線を囲む１つのバーナ風箱５６は、その液体燃料バーナ１０に位置対応して配置されボイラ本体５５に取り付けられている。
【００２７】
燃料油貯槽５２と液体燃料バーナ１０とを接続する燃料油供給管５６には、燃料油圧調弁５７が介設されている。燃料油供給管５６を構成する燃料油供給分岐管５８には、液体燃料バーナ１０と燃料油圧調弁５７との間で、主バーナ燃料油圧調弁５９と主バーナ入口燃料油弁６１とが介設されている。主バーナ入口燃料油弁６１は、主バーナ用燃料油入口孔１５に接続している。燃料油供給分岐管５８には、液体燃料バーナ１０と燃料油圧調弁５７との間で、主バーナ燃料油圧調弁５９と主バーナ入口燃料油弁６１の直列接続に対して並列に従バーナ燃料油圧調弁６２と従バーナ入口燃料油弁６３とが直列に介設されている。従バーナ入口燃料油弁６３は、従バーナ用燃料油入口孔１８に接続している。
【００２８】
噴霧媒体発生器５３と液体燃料バーナ１０とを接続する噴霧媒体供給管６４には、噴霧媒体圧調弁６５が介設されている。噴霧媒体供給管６４を構成する噴霧媒体供給分岐管６６には、液体燃料バーナ１０と噴霧媒体圧調弁６５との間で、主バーナ噴霧媒体圧調弁６７と主バーナ入口噴霧媒体弁６８とが介設されている。主バーナ入口噴霧媒体弁６８は、主バーナ用噴霧媒体入口孔１７に接続している。噴霧媒体供給分岐管６６には、液体燃料バーナ１０と燃料油圧調弁５７との間で、主バーナ噴霧媒体圧調弁６７と主バーナ入口噴霧媒体弁６８の直列接続に対して並列に従バーナ噴霧媒体圧調弁６９と従バーナ噴霧媒体弁７１とが直列に介設されている。従バーナ噴霧媒体弁７１は、従バーナ用噴霧媒体入口孔１９に接続している。
【００２９】
主バーナ入口燃料油弁６１と主バーナ入口噴霧媒体弁６８のそれぞれの下流側には、第１バーナ燃料油ラインパージ用元弁７２が介設されている。従バーナ入口燃料油弁６３と従バーナ噴霧媒体弁７１のそれぞれの下流側には、第２バーナ燃料油ラインパージ用元弁７３が介設されている。
【００３０】
運転方法：
ステップ１：
燃料油圧調弁５７が開かれ燃料油貯槽５２から燃料油供給管５６を介して供給される燃料油は、主バーナ燃料油圧調弁５９と主バーナ入口燃料油弁６１とから構成される主バーナ側燃料油供給量調整弁を介して、主バーナ用燃料油入口孔１５に供給される。主バーナ用燃料油入口孔１５に供給される主バーナ側燃料油１４は、主バーナ燃料油流路６を介して主バーナ噴霧器燃料油室３３に送り込まれる。主バーナ噴霧器燃料油室３３に送り込まれた主バーナ側燃料油１４は、主バーナ用燃料油ノズル３４と主バーナ用混合気ノズル３１とを介して火炉内に導入される。
【００３１】
ステップ２：
噴霧媒体圧調弁６５が開かれ噴霧媒体発生器５３から噴霧媒体供給管６４を介して供給される噴霧媒体（蒸気）は、主バーナ噴霧媒体圧調弁６７と主バーナ入口噴霧媒体弁６８とから構成される主バーナ側噴霧媒体供給量調整弁を介して、主バーナ用噴霧媒体入口１７に供給される。主バーナ用噴霧媒体入口１７に供給される主バーナ用噴霧媒体１６は、主バーナ噴霧媒体流路７を介して主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９に送り込まれる。主バーナ噴霧器噴霧媒体室２９に送り込まれた主バーナ用噴霧媒体１６は、主バーナ用混合気ノズル３１を介して火炉内に導入される。火炉内に導入された主バーナ用燃料油１４は主バーナ用混合気ノズル３１から噴霧される主バーナ用噴霧媒体１６により火炉内で有効に霧化される。
【００３２】
ステップ３：
空気は、バーナ風箱５６から火炉内に供給される。点火装置（図示されず）により、霧化された燃料油に点火される。火炉内で燃料油は、噴霧媒体の膨張力により微粒化され、着火後にはその燃焼は継続される。
【００３３】
ステップ４：
主バーナ点火に続いて、燃料油貯槽５２から供給される燃料油は、従バーナ燃料油圧調弁６２と従バーナ入口燃料油弁６３とから構成される従バーナ側燃料油供給量調整弁を介して、従バーナ用燃料油入口孔１８に供給される。従バーナ用燃料油入口孔１８に供給される主バーナ側燃料油２０は、従バーナ燃料油流路１１を介して従バーナ燃料油接続流路３９に送り込まれる。従バーナ燃料油接続流路３９に送り込まれた主バーナ側燃料油２０は、スプレイノズル４３を介して火炉内に導入される。
【００３４】
ステップ５：
噴霧媒体発生器５３から供給される噴霧媒体（蒸気）は、従バーナ噴霧媒体圧調弁６９と従バーナ入口噴霧媒体弁７１とから構成される従バーナ側噴霧媒体供給量調整弁を介して、従バーナ用噴霧媒体入口孔１９に供給される。従バーナ用噴霧媒体入口孔１９に供給される従バーナ用噴霧媒体２０’は、従バーナ噴霧媒体流路１２を介して従バーナ噴霧媒体接続流路３８に送り込まれる。従バーナ噴霧媒体接続流路３８に送り込まれた従バーナ用噴霧媒体２０’は、スプレイノズル４３を介して火炉内に導入される。火炉内に導入された従バーナ用燃料油２０はスプレイノズル４３から噴霧される従バーナ用噴霧媒体２０’により火炉内で有効に霧化される。従バーナ用燃料油２０は、主バーナ１の燃焼流体により点火される。
【００３５】
ステップ６：
既述のステップ１〜５に併行して、シール用空気２２がシール用空気入口孔２３を介してシール用空気流路２１に導入される。主バーナ１と従バーナ２との間は、シール用空気により満たされていて、主バーナ用燃料油１４と従バーナ用燃料油２０が混合することはなく、且つ、主バーナ用噴霧媒体１６と従バーナ用噴霧媒体２０’とが混合することはない。
【００３６】
主バーナ１と従バーナ２は、独立運転が可能である。主バーナ１の単独運転と、従バーナ２の単独運転と、主バーナ１と従バーナ２の同時的運転の３つのモードの運転が可能であり、その特性に応じて、公知の噴霧媒体定圧方式と公知の定差圧方式と公知の複合方式のそれぞれの利点の活用を促進し、且つ、それらの方式の欠点の増大を抑制することができる。運転モードの切替は、主バーナ１と従バーナ２とで独立に噴霧媒体と燃料との供給の割合を調整する図３の２系統２流体独立供給系の弁開閉度制御により円滑に実行される。２つの単独運転の間の切替と同時に両単独運転の容量のそれぞれの可変性が保証されている。従バーナ２の運転の停止は主バーナ１の燃焼中に任意であり、バーナ内と主バーナ燃料油流路６のパージが可能である。シール用空気流路２１の存在は、主バーナ１と従バーナ２との間で液体燃料噴霧粒子群の相互的混入を有効に防止し、両バーナ１，２のそれぞれの固有の性能の独立性を確保することができる。
【００３７】
第３多管末端部位結合金物５は、従バーナ側噴霧媒体が主バーナ側に漏れることを防止することを保証している。主バーナ内管４と従バーナ外管８とは省略され得る。この場合には、従バーナ２は二重管として形成されず単管として形成され、主バーナ噴霧媒体流路７と従バーナ噴霧媒体流路１２とは同一共通の噴霧媒体流路として形成され得る。主バーナ１と従バーナ２とがともに二重管で形成される場合には、シール空気の供給通路２１が同軸的に簡素に形成され得る。
【００３８】
ボイラ起動時には、主バーナ１が先に着火され、燃焼量を徐々に増加して負荷上昇を行い、燃焼量が主バーナ１の定格又は所定の量に到達した後に従バーナ２を着火して合計燃焼量を増加させて行く運転制御が合理的であり、このような理想的運転が実現される。逆に、ボイラ負荷低下時には、先に従バーナ２の燃焼量を徐々に減少させ次に主バーナ１の燃焼量を徐々に減少させることが理想的である。
【００３９】
バーナには中間混合型と内部混合型とが知られている。実施の図１の形態では、主バーナ１には中間混合型が採用され、従バーナ２には内部混合型が採用されているが、その型は自由に採択され得る。
【００４０】
図６は、試験機による実証試験の結果を示している。図６で、横軸は燃料油圧力比を示し、縦軸は燃料油流量比を示している。複合方式の主バーナ流量特性は、縦線を境界としてその境界より低圧側では差圧方式が採用されている。従バーナの負荷低下時の点火点は、その低圧側領域にある。本発明による負荷調節型液体燃料バーナの運用時の流量特性は、太線の折線曲線で示されている。定差圧方式の従バーナ流量特性と主バーナの流量特性の単純合計により運転されるのではなく、従バーナの消火点より低圧力比側では主バーナの単独運転が実施される。本発明の運用時の流量特性は、消火点の主バーナ流量特性値と、主バーナと従バーナの特性値の合計値との間の特性曲線、特には、直線で表されている。
【００４１】
バーナには、固有に流量特性がある、２つのバーナの同心的組合せは、従バーナの着火点と消火点を適正に選択することにより、２つの流量特性に基づいて単独バーナでは得られない流量特性を与えることができ、方式に拘束されずに、安定燃焼と負荷調節範囲の拡大とを同時に実現することができる。
【００４２】
図４は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の他の形態を示している。実施の本形態では、従バーナ２の２流体混合方式の点で実施の既述の形態と異なっている。従バーナノズル本体３７に、複数のスプレイノズル４３が開けられている点は、実施の既述の形態に同じである。実施の本形態では、従バーナ燃料油流路１１の先頭領域はノズルを介してそのようなスプレイノズル４３に接続している。従バーナ噴霧媒体流路１２の先頭領域には、噴霧媒体均圧室７５が設けられている。噴霧媒体均圧室７５は、ノズル７４を介してスプレイノズル４３に接続している。実施の本形態では燃料と噴霧媒体とは、スプレイノズル４３の中で初めて混合される。
【００４３】
図５は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の他の形態を示している。実施の本形態では、従バーナ２の２流体混合方式の点で実施の図１の形態と異なっている。従バーナノズル本体３７の前端中心に単孔型混合スプレイノズル４３’が設けられている。従バーナ内管９の先頭端に、燃料油用ノズル本体７７が従バーナノズル本体３７とは別体に形成されている。燃料油用ノズル本体７７の前端中心に単孔型燃料専用ノズル７６が設けられている。従バーナ２の運転時には、単孔型燃料専用ノズル７６は単孔型混合スプレイノズル４３’に概ね同じ位置に位置し、単孔型燃料専用ノズル７６は単孔型混合スプレイノズル４３’に重合的に軸方向に接近している。燃料と噴霧媒体は、１点領域で同時的に拡散的に噴出され、燃料は単孔型混合スプレイノズル４３’から噴出する時点で噴霧媒体により有効に霧化されて火炉に導入される。着火点又は消火点の運転切替が瞬時的に行われ得る。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による負荷調節型液体燃料バーナ、及び、負荷調節型液体燃料燃焼方法は、安定燃焼と負荷調節範囲の拡大を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の形態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の一部の位置変更を示す断面図である。
【図３】図３は、配管系統を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の他の形態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明による負荷調節型液体燃料バーナの実施の更に他の形態を示す断面図である。
【図６】図６は、流量特性比較を示すグラフである。
【図７】図７は、公知のバーナを示す断面図である。
【図８】図８は、公知の流量特性を示すグラフである。
【図９】図９は、公知の他の流量特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１…第１バーナ
２…第２バーナ
３…第１外管
４…第１内管
５…仕切管
６…第１燃料供給路
７…第１噴霧媒体供給路
８…第２外管
９…第２内管
１１…第２燃料供給路
１２…第２噴霧媒体供給路
１４…第１燃料
１６…第１噴霧媒体
２０…第２燃料
２０’…第２噴霧媒体
２２…シール空気
２６…第１ノズル形成体
３１…第１ノズル（第１混合ノズル）
３５…第２ノズル形成体
４３…第２混合ノズル（第２ノズル）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a load control type liquid fuel burner and a load control type liquid fuel combustion method, and more particularly, a load control type liquid fuel burner in which liquid fuel and a spray medium are supplied by a concentric double tube and mixed by a mixing nozzle. And a load control type liquid fuel combustion method.
[0002]
[Prior art]
Combustion gas is supplied into a furnace such as a boiler. A burner is used for supplying the combustion gas. As a burner, there is known a liquid fuel-burning burner in which a spray medium is mixed with liquid fuel (see the following patent publication).
[0003]
The basic structure of the liquid fuel burner can be represented abstractly in FIG. In the liquid fuel burning burner, the inner tube 101 and the outer tube 102 are coaxially formed into a double tube. An annular space between the inner pipe 101 and the outer pipe 102 is formed as a liquid fuel supply path 103, and the inside of the inner pipe 101 is formed as a spray medium supply path 104. The inner tube 101 and the outer tube 102 are coupled to the sprayer 105 on the leading side. In the sprayer 105, a liquid fuel nozzle 106, a spray medium nozzle 107, and a mixing nozzle 108 are formed. The liquid fuel passed through the liquid fuel supply path 103 is guided to the mixing nozzle 108 via the liquid fuel nozzle 106. The spray medium passed through the spray medium supply path 104 is guided to the mixing nozzle 108 via the spray medium nozzle 107. The liquid fuel is atomized by the atomizing medium at the mixing nozzle 108 and injected in a mist form from the mixing nozzle 108 into a furnace (not shown). Air is passed through an air box disposed around the nebulizer 105 and introduced into the furnace along with the atomized fuel.
[0004]
Such a liquid fuel cooking burner is called a two-fluid spray type liquid fuel cooking burner. As a two-fluid spray type liquid fuel cooking burner, the liquid fuel and the spray medium are mixed in the mixing chamber of the sprayer, and the intermediate mixing type that mixes and sprays the liquid fuel and the spray medium in a mixing nozzle. Then, an internal mixing type in which liquid fuel and a spray medium are sprayed from a plurality of spray nozzles perforated in the sprayer is known. The two-fluid spray type liquid fuel cooking burner shown in FIG. 8 is exemplified as an intermediate mixing type.
[0005]
Such a two-fluid spray type liquid fuel cooking burner is known for the following three operation methods in terms of combustion amount adjustment technology. :
(1) A spray medium constant pressure system in which the spray medium pressure is constant and the amount of combustion is adjusted by increasing or decreasing the liquid fuel pressure.
(2) Constant differential pressure system that adjusts the amount of combustion by making the differential pressure between the spray medium pressure and the liquid fuel pressure constant.
(3) In the high load state where the liquid fuel pressure is larger than the specific liquid fuel pressure, the above-described spray medium constant pressure method for adjusting the combustion amount by making the spray liquid pressure constant, and the liquid fuel pressure is smaller than the specific liquid fuel pressure In low load conditions, a composite system that is a combination of the above-mentioned constant differential pressure system that adjusts the combustion amount by making the differential pressure between the spray medium pressure and liquid fuel pressure normally constant
[0006]
FIG. 8 shows the liquid fuel pressure ratio with the maximum liquid fuel pressure being 1 on the horizontal axis, and the liquid fuel flow ratio corresponding to the liquid fuel pressure ratio with the liquid fuel amount at the maximum liquid fuel pressure being 1 on the vertical axis. The flow characteristics are shown. The solid line shows the flow characteristics of the spray medium constant pressure method, and the dotted line shows the flow characteristics of the constant differential pressure method. FIG. 9 shows the flow rate characteristics of the composite system by indicating the liquid fuel pressure on the horizontal axis and the liquid fuel flow rate ratio described above on the vertical axis.
[0007]
The spray medium constant pressure system that adjusts the combustion amount only by increasing / decreasing the liquid fuel pressure has an advantage that its operation is easy, but in the operation of reducing the combustion amount, in the region of liquid fuel pressure <spray medium pressure, There is a concern that the amount of spray medium increases rapidly or the combustion due to the occurrence of vapor lock becomes unstable, and it is forced to set the minimum liquid fuel pressure that allows stable combustion to a high value. It is necessary to set it to 60 to 70% of the spray medium pressure. In such a setting, the load (combustion amount) adjustment range (TDR: Turn Down Ratio) expressed by the ratio between the maximum liquid amount and the minimum liquid amount that can be combusted becomes narrower. D. R has a maximum value of about 5: 1. In the low liquid fuel pressure region, the amount of the spray medium increases and the combustion becomes unstable (there is an example of misfiring with the spray medium flow rate Gs / liquid fuel amount Go> = 40%). In the high liquid fuel pressure region, the spray medium There is a strong risk that the amount will decrease, resulting in poor combustion.
[0008]
The constant differential pressure method has an advantage that the minimum liquid fuel pressure can be set low, but there is a concern of poor combustion due to a decrease in the amount of spray medium in the low liquid fuel pressure region. Due to the increase in the combustion amount, it is necessary to increase the liquid fuel pressure and the spray medium pressure at the same time, the maximum combustion amount is limited, the load adjustment range is narrowed, and the T.V. D. R is suppressed to a maximum value of about 5: 1.
[0009]
The combined method has the advantage of the widest load adjustment range. D. The maximum value of R is about 10: 1, and there is a strong risk of poor combustion due to a decrease in the amount of spray medium in the low liquid fuel pressure region and the high liquid fuel pressure region.
[0010]
The establishment of technology that simultaneously realizes stable combustion and expansion of the load adjustment range is required.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3254131
[Patent Document 2]
JP-A-10-220713
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a load control type liquid fuel burner and a load control type liquid fuel combustion method capable of establishing a technique for simultaneously realizing stable combustion and expansion of a load control range.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem is expressed as follows. Technical matters appearing in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses. The numbers, symbols, and the like are technical matters constituting at least one embodiment or a plurality of embodiments of the present invention or a plurality of embodiments, in particular, the embodiments or examples. This corresponds to the reference numbers, reference symbols, and the like attached to the technical matters expressed in the drawings corresponding to. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence or bridging does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or examples.
[0014]
The load control type liquid fuel burner according to the present invention includes a first burner (1) and a second burner (2). The first burner (1) includes a first outer tube (3), a first inner tube (4) disposed concentrically with the first outer tube (3), a first outer tube (3), and a first A partition pipe (5) arranged between the inner pipe (4), a first outer pipe (3), and a first nozzle (31) arranged on the leading side of the first inner pipe (4) are formed. are doing. The second burner (2) includes a second outer tube (8), a second inner tube (9) disposed concentrically with the second outer tube (8), a second outer tube (8), and a second inner tube. It is formed from a second nozzle (43) disposed on the leading side of the tube (9). The first outer tube (3) and the second outer tube (8) are arranged substantially concentrically. The first outer pipe (3), the partition pipe (5), and the first inner pipe (4) are a first fuel supply path (6) into which the first fuel (14) is introduced and a first spray medium (16). The first spray medium supply passage (7) is formed. The second outer pipe (8) and the second inner pipe (9) are a second fuel supply path (11) into which the second fuel (20) is introduced and a second fuel supply path (11) into which the second spray medium (20 ') is introduced. Two spray medium supply paths (12) are formed. The flow rate characteristic of the first burner (1) and the flow rate characteristic of the second burner (2) are independent, and the amount of fuel supplied to the first fuel supply path (6) is the second fuel supply path ( The supply amount of the second fuel supplied to 11) is adjusted individually.
[0015]
Since both flow characteristics can be utilized at the time of each need, stable combustion and expansion of the load adjustment range are realized simultaneously. The concentric structure of the first burner (1) and the second burner (2) can facilitate and simplify the proximity structure of the first nozzle and the second nozzle.
[0016]
The first inner pipe (4) and the second outer pipe (8) can be used together. In this case, the partition pipe is reread as another pipe. When such a combination is not performed, sealing air (22) is introduced into the annular space between the first inner pipe (4) and the second outer pipe (8).
[0017]
A first nozzle forming body (concentrically connecting the first outer pipe (3) and the first inner pipe (4) disposed on the leading side of the first outer pipe (3) and the first inner pipe (4). 26) and a second outer tube (8) and a second inner tube (9) concentrically coupled to each other, arranged on the leading side of the second outer tube (8) and the second inner tube (9). A nozzle forming body (35) is added. The first nozzle forming body (26) and the second nozzle forming body (35) can reinforce the concentric structure described above, and can form the first nozzle (31) and the second nozzle 43, The first nozzle forming body (26) constitutes a first mixing nozzle (31) for mixing and injecting the first fuel (14) and the first spray medium (16), and the second nozzle forming body (35) is And a second mixing nozzle (43) for mixing and injecting the second fuel (20) and the second spray medium (20 ′).
[0018]
When sealing air is introduced into the annular space (21) between the first inner pipe (4) and the second outer pipe (8), the second burner (2) is connected to the first burner (1). On the other hand, the annular space (21) is cut off from the first fuel supply path (6) and the second fuel supply path (11) at the forward position of the second burner (2). The prevention structure can be configured simply.
[0019]
The load adjustment type liquid fuel combustion method according to the present invention is a load adjustment type liquid fuel combustion method for performing load adjustment on the load of a furnace using the load adjustment type liquid fuel burner described above. ), A step of starting the operation of the second burner (2) with a time delay after the ignition, and a step of setting the fuel oil pressure ratio. The operation of the second burner (2) is started or stopped at a specific pressure ratio point in a pressure ratio region lower than the fuel oil pressure ratio (FIG. 6). In a pressure ratio region higher than the fuel pressure ratio, the flow rate characteristic of the first burner (1) is operated by a constant differential pressure method. The flow rate characteristic of the second burner (2) is operated by a constant differential pressure method in the entire range of fuel pressure. The advantages of various driving methods can be used in combination.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Corresponding to the figure, the embodiment of the load adjusting type liquid fuel burner according to the present invention is configured such that the main burner 1 and the sub burner 2 are provided concentrically. The main burner 1 is formed of a main burner outer tube 3, a main burner inner tube 4, and a main burner channel partition tube 5. The main burner outer pipe 3, the main burner inner pipe 4, and the main burner flow path partition pipe 5 are arranged concentrically with each other and share a common axial center line. The main burner channel partition pipe 5 is disposed between the main burner outer pipe 3 and the main burner inner pipe 4. An annular space between the main burner outer pipe 3 and the main burner flow path partition pipe 5 forms a main burner fuel oil flow path 6 that forms an axial flow of fuel oil (liquid fuel). An annular space between the main burner inner pipe 4 and the main burner flow path partition pipe 5 forms a main burner spray medium flow path 7 that forms an axial flow of the spray medium (steam).
[0021]
The sub burner 2 is formed of a sub burner outer tube 8 and a sub burner inner tube 9. The sub burner outer tube 8 and the sub burner inner tube 9 are arranged concentrically with each other and share a common axis. The internal space of the sub burner inner tube 9 forms a sub burner fuel oil flow path 11 that forms an axial flow of the fuel oil. An annular space between the secondary burner outer pipe 8 and the secondary burner inner pipe 9 forms a secondary burner spray medium flow path 12 that forms an axial flow of the spray medium.
[0022]
The main burner outer pipe 3, the main burner channel partition pipe 5, the main burner inner pipe 4, the secondary burner outer pipe 8, and the secondary burner inner pipe 9 are joined by the first multi-tube end portion coupling hardware 13 at the introduction side end. These concentric structures are formed. The first multi-pipe end site coupling hardware 13 includes a main burner fuel oil inlet hole 15 for supplying the main burner fuel oil 14 to the main burner fuel oil flow path 6 and a main burner spray medium flow path 7 for the main burner. A main burner spray medium inlet hole 17 for supplying the spray medium 16 is formed. A secondary burner fuel oil inlet hole 18 for supplying the secondary burner fuel oil 20 to the secondary burner fuel oil passage 11 is formed at the introduction side end of the secondary burner inner pipe 9. A sub burner spray medium inlet hole 19 for supplying the sub burner spray medium flow path 12 to the sub burner spray medium flow path 12 is formed at the introduction side end of the sub burner outer pipe 8. An annular space between the main burner inner tube 4 and the sub burner outer tube 8 forms a sealing air flow path 21 through which sealing air is passed. A sealing air inlet hole 23 for supplying the sealing air 22 to the sealing air flow path 21 is formed in the first multi-tube end portion coupling hardware 13.
[0023]
The main burner outer pipe 3, the main burner channel partition pipe 5, and the main burner inner pipe 4 are joined by a second multi-tube end portion coupling hardware 24 at the nozzle side end portion to form a concentric structure thereof. The second multi-tube end-site coupling hardware 24 is clamped with a main burner sprayer clamping hardware 25. The front side portion of the second multi-tube end portion-coupled hardware 24 is formed as a main burner nozzle body (a sprayer) 26. In the second multi-tube end part coupling hardware 24, the main burner fuel oil connection channel 27 connected to the main burner fuel oil channel 6 on the leading side and the main burner spray medium channel 7 is connected to the leading side. And a continuous main burner spray medium connection flow path 28 is formed. The top side of the main burner spray medium connection flow path 28 is formed as a main burner sprayer spray medium chamber 29. The main burner air-fuel mixture nozzle 31 is opened at the front end surface, which is the leading surface of the main burner nozzle body 26. A spray medium nozzle 32 is formed between the main burner air-fuel mixture nozzle 31 and the main burner sprayer spray medium chamber 29. The main burner sprayer spray medium chamber 29 is connected to the interior of the furnace described later via a spray medium nozzle 32 and a main burner mixture nozzle 31. A leading side of the main burner fuel oil connection passage 27 is formed as a main burner sprayer fuel oil chamber 33. The main burner fuel oil nozzle 34 connects the leading surface of the main burner sprayer fuel oil chamber 33 and the inner surface of the main burner air-fuel mixture nozzle 31 and is open at the inner surface of the main burner air-fuel mixture nozzle 31. . The main burner sprayer fuel oil chamber 33 is connected to the inside of the furnace via a main burner fuel oil nozzle 34 and a main burner mixture nozzle 31.
[0024]
The sub-burner outer pipe 8 and the sub-burner inner pipe 9 are coupled by a third multi-tube end portion coupling metal 35 at the nozzle side end portion to form a concentric structure thereof. The third multi-tube end portion coupling hardware 35 is clamped by a secondary burner sprayer clamping hardware 36. A leading side portion of the third multi-tubular end portion joint metal fitting 35 is formed as a secondary burner nozzle body 37. In the third multi-tube end portion coupling metal fitting 35, there is a secondary burner fuel oil connection channel 39 that is connected to the secondary burner fuel oil flow channel 11 on the leading side, and a secondary side burner spray medium flow channel 12 on the leading side. And a continuous burner spray medium connection flow path 38 which is connected to the nozzle. The leading side of the secondary burner fuel oil connection channel 39 is formed as a secondary burner sprayer mixing chamber 41. The secondary burner spray medium connection flow path 38 communicates with the secondary burner sprayer mixing chamber 41 through a mixing passage hole 42 formed in the secondary burner nozzle body 37. A spray nozzle 43 is opened in the sub burner nozzle body 37. The spray nozzle 43 is composed of a plurality of nozzle holes arranged on the same circumference around the common axis. The sub-burner sprayer mixing chamber 41 communicates with the outside of the sub-burner nozzle body 37 via the spray nozzle 43, and the plurality of spray nozzles 43 are opened at the front end surface of the sub-burner nozzle body 37 and connected to the inside of the furnace. Yes.
[0025]
FIG. 1 shows a use state in which the sub burner 2 is operated together with the main burner 1. In this state of use, the front surface of the sub burner sprayer clamp 36 is in close contact with the axis perpendicular to the inner surface of the main burner nozzle body 26, and the sub burner spray medium flow path 12 is sealed against the furnace. It has been stopped. The sub burner 2 can move slidably with respect to the main burner 1 in the axial direction. FIG. 2 shows a non-use state in which the sub burner 2 is moved backward and the operation of the sub burner 2 is stopped and not used. In the non-use state, the front part (leading part) of the space surrounded by the inner cylindrical surface of the second multi-tube end part coupling hardware 24 is largely opened to form an open space 44. The sealing air 22 flowing into the open space 44 is introduced into the furnace through a large opening 45 at the front end portion of the main burner mixture nozzle 31.
[0026]
FIG. 3 shows a combustion control system including a furnace 51 equipped with the liquid fuel burner 10 according to the embodiment described above and a supply facility for supplying fuel oil / spray medium. The combustion control system includes a fuel oil storage tank 52, a spray medium generator 53, and a blower 54. In the liquid fuel burner 10, a main burner air-fuel mixture nozzle 31 and a sub burner fuel oil connection flow path 39 that form the leading portion of the liquid fuel burner 10 pass through a boiler body 55 that is a furnace wall of a furnace. One burner wind box 56 surrounding the axial center line of one liquid fuel burner 10 is disposed corresponding to the position of the liquid fuel burner 10 and attached to the boiler body 55.
[0027]
A fuel oil pressure regulator 57 is interposed in the fuel oil supply pipe 56 that connects the fuel oil storage tank 52 and the liquid fuel burner 10. A fuel oil supply branch pipe 58 constituting the fuel oil supply pipe 56 is provided with a main burner fuel hydraulic pressure regulator 59 and a main burner inlet fuel oil valve 61 between the liquid fuel burner 10 and the fuel hydraulic pressure regulator 57. It is installed. The main burner inlet fuel oil valve 61 is connected to the main burner fuel oil inlet hole 15. In the fuel oil supply branch pipe 58, the burner fuel is connected in parallel with the serial connection of the main burner fuel hydraulic pressure regulator 59 and the main burner inlet fuel oil valve 61 between the liquid fuel burner 10 and the fuel hydraulic pressure regulator 57. A hydraulic pressure regulator 62 and a secondary burner inlet fuel oil valve 63 are interposed in series. The secondary burner inlet fuel oil valve 63 is connected to the secondary burner fuel oil inlet hole 18.
[0028]
A spray medium pressure regulating valve 65 is interposed in the spray medium supply pipe 64 that connects the spray medium generator 53 and the liquid fuel burner 10. The spray medium supply branch pipe 66 constituting the spray medium supply pipe 64 includes a main burner spray medium pressure adjusting valve 67 and a main burner inlet spray medium valve 68 between the liquid fuel burner 10 and the spray medium pressure adjusting valve 65. Is installed. The main burner inlet spray medium valve 68 is connected to the main burner spray medium inlet hole 17. The spray medium supply branch pipe 66 has a parallel burner between the liquid fuel burner 10 and the fuel hydraulic pressure regulator 57 in parallel with the series connection of the main burner spray medium pressure regulator 67 and the main burner inlet spray medium valve 68. A spray medium pressure adjusting valve 69 and a sub burner spray medium valve 71 are interposed in series. The sub burner spray medium valve 71 is connected to the sub burner spray medium inlet hole 19.
[0029]
On the downstream side of the main burner inlet fuel oil valve 61 and the main burner inlet spray medium valve 68, a first burner fuel oil line purge main valve 72 is interposed. A second burner fuel oil line purge main valve 73 is interposed on the downstream side of each of the secondary burner inlet fuel oil valve 63 and the secondary burner spray medium valve 71.
[0030]
how to drive:
Step 1:
The fuel oil that is supplied from the fuel oil storage tank 52 via the fuel oil supply pipe 56 when the fuel oil pressure adjusting valve 57 is opened is a main burner configured by a main burner fuel oil pressure adjusting valve 59 and a main burner inlet fuel oil valve 61. The fuel oil is supplied to the main burner fuel oil inlet hole 15 through the side fuel oil supply amount adjusting valve. The main burner side fuel oil 14 supplied to the main burner fuel oil inlet hole 15 is fed into the main burner sprayer fuel oil chamber 33 via the main burner fuel oil passage 6. The main burner side fuel oil 14 fed into the main burner sprayer fuel oil chamber 33 is introduced into the furnace through the main burner fuel oil nozzle 34 and the main burner mixture nozzle 31.
[0031]
Step 2:
The spray medium (steam) supplied from the spray medium generator 53 via the spray medium supply pipe 64 when the spray medium pressure adjusting valve 65 is opened is a main burner spray medium pressure adjusting valve 67 and a main burner inlet spray medium valve 68. Is supplied to the main burner spray medium inlet 17 via the main burner side spray medium supply amount adjusting valve. The main burner spray medium 16 supplied to the main burner spray medium inlet 17 is fed into the main burner sprayer spray medium chamber 29 via the main burner spray medium flow path 7. The main burner spray medium 16 fed into the main burner sprayer spray medium chamber 29 is introduced into the furnace through the main burner mixture nozzle 31. The main burner fuel oil 14 introduced into the furnace is effectively atomized in the furnace by the main burner spray medium 16 sprayed from the main burner mixture nozzle 31.
[0032]
Step 3:
Air is supplied from the burner wind box 56 into the furnace. The atomized fuel oil is ignited by an ignition device (not shown). In the furnace, the fuel oil is atomized by the expansion force of the spray medium, and the combustion is continued after ignition.
[0033]
Step 4:
Subsequent to the ignition of the main burner, the fuel oil supplied from the fuel oil storage tank 52 passes through a sub burner side fuel oil supply amount adjusting valve including a sub burner fuel hydraulic pressure regulating valve 62 and a sub burner inlet fuel oil valve 63. Then, it is supplied to the fuel oil inlet hole 18 for the secondary burner. The main burner side fuel oil 20 supplied to the sub burner fuel oil inlet hole 18 is sent to the sub burner fuel oil connection channel 39 through the sub burner fuel oil channel 11. The main burner side fuel oil 20 fed into the sub burner fuel oil connection passage 39 is introduced into the furnace through the spray nozzle 43.
[0034]
Step 5:
The spray medium (steam) supplied from the spray medium generator 53 passes through a sub burner side spray medium supply amount adjusting valve composed of a sub burner spray medium pressure adjusting valve 69 and a sub burner inlet spray medium valve 71. It is supplied to the spray medium inlet hole 19 for the secondary burner. The secondary burner spray medium 20 ′ supplied to the secondary burner spray medium inlet hole 19 is sent to the secondary burner spray medium connection flow path 38 via the secondary burner spray medium flow path 12. The secondary burner spray medium 20 ′ fed into the secondary burner spray medium connection flow path 38 is introduced into the furnace through the spray nozzle 43. The secondary burner fuel oil 20 introduced into the furnace is effectively atomized in the furnace by the secondary burner spray medium 20 ′ sprayed from the spray nozzle 43. The secondary burner fuel oil 20 is ignited by the combustion fluid of the main burner 1.
[0035]
Step 6:
In parallel with Steps 1 to 5 described above, the sealing air 22 is introduced into the sealing air flow path 21 through the sealing air inlet hole 23. The space between the main burner 1 and the sub burner 2 is filled with sealing air, the main burner fuel oil 14 and the sub burner fuel oil 20 are not mixed, and the main burner spray medium 16 and There is no mixing with the secondary burner spray medium 20 '.
[0036]
The main burner 1 and the sub burner 2 can be operated independently. Three modes of operation are possible: single operation of the main burner 1, single operation of the sub burner 2, and simultaneous operation of the main burner 1 and the sub burner 2. According to the characteristics, a known spray medium constant pressure system is used. In addition, it is possible to promote the utilization of the advantages of each of the known constant differential pressure method and the known composite method, and to suppress an increase in defects of these methods. Switching of the operation mode is smoothly executed by valve opening / closing degree control of the two-system two-fluid independent supply system of FIG. 3 in which the ratio of the supply of the spray medium and the fuel is adjusted independently by the main burner 1 and the sub burner 2. . At the same time as switching between the two independent operations, the respective variability of the capacity of both independent operations is guaranteed. The operation of the secondary burner 2 is arbitrarily stopped during the combustion of the main burner 1, and the inside of the burner and the main burner fuel oil passage 6 can be purged. The presence of the sealing air flow path 21 effectively prevents mutual mixing of the liquid fuel spray particles between the main burner 1 and the sub burner 2, and the independence of the inherent performances of both burners 1, 2. Can be secured.
[0037]
The third multi-tube end-site binding hardware 5 ensures that the secondary burner side spray medium is prevented from leaking to the main burner side. The main burner inner pipe 4 and the secondary burner outer pipe 8 may be omitted. In this case, the secondary burner 2 is not formed as a double pipe but as a single pipe, and the main burner spray medium flow path 7 and the secondary burner spray medium flow path 12 can be formed as the same common spray medium flow path. . When both the main burner 1 and the sub burner 2 are formed by a double pipe, the sealing air supply passage 21 can be simply formed coaxially.
[0038]
When the boiler is started, the main burner 1 is ignited first, the combustion amount is gradually increased, the load is increased, and after the combustion amount reaches the rated value of the main burner 1 or a predetermined amount, the sub burner 2 is ignited and totaled Operation control that increases the amount of combustion is rational, and such ideal operation is realized. Conversely, when the boiler load is reduced, it is ideal to gradually decrease the combustion amount of the follower burner 2 and then gradually decrease the combustion amount of the main burner 1.
[0039]
As the burner, an intermediate mixing type and an internal mixing type are known. In the embodiment of FIG. 1, an intermediate mixing type is adopted for the main burner 1 and an internal mixing type is adopted for the secondary burner 2, but the type can be freely adopted.
[0040]
FIG. 6 shows the result of the verification test by the testing machine. In FIG. 6, the horizontal axis represents the fuel oil pressure ratio, and the vertical axis represents the fuel oil flow ratio. For the main burner flow rate characteristics of the composite system, a differential pressure system is adopted on the low pressure side with respect to the vertical line as a boundary. The ignition point at the time of load reduction of the sub-burner is in the low pressure side region. The flow characteristic during operation of the load control type liquid fuel burner according to the present invention is shown by a thick broken line curve. The main burner is operated independently on the low pressure ratio side from the fire extinguishing point of the sub burner, not by the simple sum of the sub burner flow characteristics of the constant differential pressure method and the flow characteristics of the main burner. The flow characteristic during operation of the present invention is represented by a characteristic curve between the main burner flow characteristic value at the extinguishing point and the total value of the characteristic values of the main burner and the sub burner, in particular, a straight line.
[0041]
The burner has a unique flow rate characteristic. The concentric combination of two burners is a flow characteristic that cannot be obtained with a single burner based on the two flow characteristics by properly selecting the ignition and extinguishing points of the secondary burner. Stable combustion and expansion of the load adjustment range can be realized simultaneously without being restricted by the method.
[0042]
FIG. 4 shows another embodiment of the load control type liquid fuel burner according to the present invention. This embodiment is different from the above-described embodiment in the point of the two-fluid mixing system of the sub burner 2. The point that a plurality of spray nozzles 43 are opened in the sub burner nozzle main body 37 is the same as the embodiment described above. In the present embodiment, the leading region of the secondary burner fuel oil passage 11 is connected to such a spray nozzle 43 via a nozzle. A spray medium pressure equalizing chamber 75 is provided in the head region of the sub burner spray medium flow path 12. The spray medium pressure equalizing chamber 75 is connected to the spray nozzle 43 via the nozzle 74. In the present embodiment, the fuel and the spray medium are mixed for the first time in the spray nozzle 43.
[0043]
FIG. 5 shows another embodiment of the load control type liquid fuel burner according to the present invention. The embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in the point of the two-fluid mixing system of the sub burner 2. A single hole type mixed spray nozzle 43 ′ is provided at the center of the front end of the sub burner nozzle body 37. A fuel oil nozzle body 77 is formed separately from the slave burner nozzle body 37 at the leading end of the slave burner inner pipe 9. A single hole type fuel dedicated nozzle 76 is provided at the center of the front end of the fuel oil nozzle body 77. During the operation of the sub-burner 2, the single hole type fuel dedicated nozzle 76 is positioned at substantially the same position as the single hole type mixed spray nozzle 43 ', and the single hole type fuel dedicated nozzle 76 is polymerized to the single hole type mixed spray nozzle 43'. Is approaching in the axial direction. The fuel and the spray medium are ejected diffusively simultaneously in one point region, and the fuel is effectively atomized by the spray medium and introduced into the furnace when ejected from the single hole type mixed spray nozzle 43 ′. Operation switching of the ignition point or the fire extinguishing point can be performed instantaneously.
[0044]
【The invention's effect】
The load control type liquid fuel burner and the load control type liquid fuel combustion method according to the present invention can simultaneously realize stable combustion and expansion of the load control range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a load control type liquid fuel burner according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a partial position change of FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a piping system.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the load control type liquid fuel burner according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the load control type liquid fuel burner according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a comparison of flow characteristics.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a known burner.
FIG. 8 is a graph showing a known flow rate characteristic.
FIG. 9 is a graph showing another known flow rate characteristic;
[Explanation of symbols]
1 ... 1st burner
2 ... Second burner
3 ... 1st outer pipe
4 ... 1st inner pipe
5 ... Partition tube
6 ... 1st fuel supply path
7: First spray medium supply path
8 ... Second outer pipe
9 ... Second inner pipe
11 ... Second fuel supply path
12 ... Second spray medium supply path
14 ... 1st fuel
16: First spray medium
20 ... second fuel
20 '... second spray medium
22 ... Sealing air
26: first nozzle forming body
31 ... 1st nozzle (1st mixing nozzle)
35 ... second nozzle forming body
43 ... Second mixing nozzle (second nozzle)

Claims

The first burner,
With the second burner,
The first burner is
A first outer tube;
A first inner tube disposed concentrically with the first outer tube;
A partition pipe disposed between the first outer pipe and the first inner pipe;
Forming the first outer tube and a first nozzle disposed on the leading side of the first inner tube;
The second burner is
A second outer tube;
Forming a second inner tube concentrically disposed on the second outer tube;
Forming the second outer tube and a second nozzle disposed on the leading side of the second inner tube;
The first outer tube and the second outer tube are arranged substantially concentrically,
The first outer pipe, the partition pipe, and the first inner pipe form a first fuel supply path into which the first fuel is introduced and a first spray medium supply path into which the first spray medium is introduced,
The second outer pipe and the second inner pipe form a second fuel supply path into which the second fuel is introduced and a second spray medium supply path into which the second spray medium is introduced,
The flow rate characteristic of the first burner and the flow rate characteristic of the second burner are independent, and the supply amount of the first fuel supplied to the first fuel supply path is supplied to the second fuel supply path. A load adjustment type liquid fuel burner that is adjusted separately from the supply amount of the second fuel.

2. The load adjustment type liquid fuel burner according to claim 1, wherein the first inner pipe and the second outer pipe are used in common.

The load adjustment type liquid fuel burner according to claim 1, wherein sealing air is introduced into an annular space between the first inner pipe and the second outer pipe.

A first nozzle forming body that is disposed on a leading side of the first outer tube and the first inner tube and concentrically couples the first outer tube and the first inner tube;
2. The second nozzle forming body which is disposed on a leading side of the second outer pipe and the second inner pipe and further concentrically couples the second outer pipe and the second inner pipe. Load control type liquid fuel burner.

The first nozzle forming body constitutes a first mixing nozzle for mixing and injecting the first fuel and the first spray medium,
5. The load adjusting liquid fuel burner according to claim 4, wherein the second nozzle forming body constitutes a second mixing nozzle for mixing and injecting the second fuel and the second spray medium.

Seal air is introduced into the annular space between the first inner pipe and the second outer pipe,
The second burner is movable in the axial direction relative to the first burner;
2. The load adjusting type liquid fuel burner according to claim 1, wherein the annular space is cut off from the first fuel supply path and the second fuel supply path at a forward position of the second burner.

A load control type liquid fuel combustion method for performing load control on the load of a furnace using the load control type liquid fuel burner according to claim 1,
Igniting the first burner;
Starting the operation of the second burner with a time delay with respect to the ignition;
Configuring the fuel oil pressure ratio,
6. The load control type liquid fuel combustion method according to claim 5, wherein the operation of the second burner is started or stopped at a specific pressure ratio point in a pressure ratio region lower than the fuel oil pressure ratio.

The load control type liquid fuel combustion method according to claim 7, wherein the flow rate characteristic of the first burner is operated by a constant differential pressure method in a pressure ratio region higher than the fuel pressure ratio.

The load control type liquid fuel combustion method according to claim 1, wherein the flow rate characteristic of the second burner is operated by a constant differential pressure method in the entire region of the fuel pressure.