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JP7533754B2 - Combustion equipment and boilers - Google Patents
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Description

本開示は、燃焼装置およびボイラに関する。本出願は2021年2月19日に提出された日本特許出願第2021-025118号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。 The present disclosure relates to a combustion device and a boiler. This application claims the benefit of priority based on Japanese Patent Application No. 2021-025118 filed on February 19, 2021, the contents of which are incorporated herein by reference.

ボイラ等の火炉に設けられるバーナにおいて、アンモニアを燃料として噴射するアンモニア噴射ノズルを有するバーナがある。アンモニアを燃料として用いることによって、二酸化炭素の排出量の削減が図られる。例えば、特許文献1には、微粉炭とアンモニアとを燃料として混焼させるバーナが開示されている。Among the burners installed in furnaces such as boilers, there are burners that have an ammonia injection nozzle that injects ammonia as fuel. By using ammonia as fuel, carbon dioxide emissions can be reduced. For example, Patent Document 1 discloses a burner that mixes pulverized coal and ammonia as fuel.

特開2019-086189号公報JP 2019-086189 A

ところで、アンモニア噴射ノズルを有するバーナでは、アンモニア噴射ノズルの先端部に設けられる噴射口からアンモニアが噴射されることによって、バーナの前方に火炎が形成される。アンモニア噴射ノズルの先端部は、アンモニアが存在し、かつ、高温となる雰囲気に晒された状態となるので、窒化されやすい。そこで、アンモニア噴射ノズルの先端部の窒化に伴う靭性低下を抑制するために、アンモニア噴射ノズルの窒化を抑制することが望ましい。In a burner having an ammonia injection nozzle, a flame is formed in front of the burner by injecting ammonia from an injection port provided at the tip of the ammonia injection nozzle. The tip of the ammonia injection nozzle is exposed to an atmosphere containing ammonia and at high temperatures, and is therefore prone to nitriding. Therefore, in order to suppress the decrease in toughness that accompanies the nitriding of the tip of the ammonia injection nozzle, it is desirable to suppress the nitriding of the ammonia injection nozzle.

本開示の目的は、アンモニア噴射ノズルの窒化を抑制することが可能な燃焼装置およびボイラを提供することである。 The object of the present disclosure is to provide a combustion device and boiler capable of suppressing nitridation of ammonia injection nozzles.

上記課題を解決するために、本開示の燃焼装置は、火炉の内部空間に臨む噴射口が先端部に設けられるアンモニア噴射ノズルを有するバーナと、先端部の温度を調整する調整機構と、先端部の温度が基準温度以下になるように、調整機構の動作を制御する制御装置と、を備え、調整機構は、噴射口の開口面積を調整する機構を含む
上記課題を解決するために、本開示の燃焼装置は、火炉の内部空間に臨む噴射口が先端部に設けられるアンモニア噴射ノズルを有するバーナと、アンモニア噴射ノズルと同軸上に、アンモニア噴射ノズルを囲むように配置される空気管と、先端部の温度を調整する調整機構と、先端部の温度が基準温度以下になるように、調整機構の動作を制御する制御装置と、を備え、調整機構は、空気管における空気の流量を調整する機構を含む。
In order to solve the above problems, the combustion device disclosed herein comprises a burner having an ammonia injection nozzle with an injection port at its tip that faces the internal space of the furnace, an adjustment mechanism that adjusts the temperature of the tip, and a control device that controls the operation of the adjustment mechanism so that the temperature of the tip is below a reference temperature , and the adjustment mechanism includes a mechanism for adjusting the opening area of the injection port .
In order to solve the above problems, the combustion device disclosed herein comprises a burner having an ammonia injection nozzle with an injection port at its tip that faces the internal space of the furnace, an air pipe arranged coaxially with the ammonia injection nozzle and surrounding the ammonia injection nozzle, an adjustment mechanism for adjusting the temperature of the tip, and a control device for controlling the operation of the adjustment mechanism so that the temperature of the tip is equal to or lower than a reference temperature, and the adjustment mechanism includes a mechanism for adjusting the flow rate of air in the air pipe.

調整機構は、アンモニア噴射ノズルにおけるアンモニアの流量を調整する機構を含んでもよい。The adjustment mechanism may include a mechanism for adjusting the flow rate of ammonia in the ammonia injection nozzle.

調整機構は、噴射口と内部空間との離隔距離を調整する機構を含んでもよい。The adjustment mechanism may include a mechanism for adjusting the distance between the nozzle and the interior space.

上記課題を解決するために、本開示のボイラは、上記の燃焼装置を備える。 In order to solve the above problems, the boiler disclosed herein is equipped with the above-mentioned combustion device.

本開示によれば、アンモニア噴射ノズルの窒化を抑制することができる。 According to the present disclosure, nitridation of ammonia injection nozzles can be suppressed.

図1は、本実施形態に係るボイラを示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a boiler according to the present embodiment. 図2は、本実施形態に係る燃焼装置を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the combustion device according to this embodiment. 図3は、本実施形態に係る制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of processing performed by the control device according to the present embodiment. 図4は、第1の変形例に係る燃焼装置を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a combustion apparatus according to a first modified example. 図5は、第1の変形例に係る燃焼装置において、図4の例と比べて先端部温度が高くなった状態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the tip temperature is higher in the combustion device according to the first modified example than in the example of FIG. 図6は、第2の変形例に係る燃焼装置を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a combustion apparatus according to a second modified example. 図7は、第2の変形例に係る燃焼装置において、図6の例と比べて先端部温度が高くなった状態を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the tip temperature is higher in the combustion device according to the second modified example than in the example of FIG. 図8は、第3の変形例に係る燃焼装置を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a combustion apparatus according to a third modified example.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。 Below, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings. The dimensions, materials, and other specific values shown in the embodiments are merely examples for ease of understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. In this specification and drawings, elements having substantially the same functions and configurations are given the same reference numerals to avoid duplicated explanations, and elements not directly related to the present disclosure are not illustrated.

図1は、本実施形態に係るボイラ1を示す模式図である。図1に示すように、ボイラ1は、火炉2と、煙道3と、バーナ4とを備える。 Figure 1 is a schematic diagram showing a boiler 1 according to this embodiment. As shown in Figure 1, the boiler 1 includes a furnace 2, a flue 3, and a burner 4.

火炉2は、燃料を燃焼させて燃焼熱を発生させる炉である。以下では、火炉2において、アンモニアおよび微粉炭が燃料として用いられる例を主に説明する。アンモニアおよび微粉炭が燃料として用いられることによって、二酸化炭素の排出量が削減される。ただし、後述するように、火炉2において用いられる燃料は、この例に限定されない。 The furnace 2 is a furnace that burns fuel to generate combustion heat. Below, an example in which ammonia and pulverized coal are used as fuel in the furnace 2 will be mainly described. By using ammonia and pulverized coal as fuel, carbon dioxide emissions are reduced. However, as described below, the fuel used in the furnace 2 is not limited to this example.

火炉2は、鉛直方向に延在する筒形状(例えば、矩形筒形状)を有する。火炉2では、燃料が燃焼することによって、高温の燃焼ガスが発生する。火炉2の底部には、燃料の燃焼によって発生する灰分を外部に排出する排出口2aが設けられている。The furnace 2 has a cylindrical shape (e.g., a rectangular cylindrical shape) extending vertically. In the furnace 2, high-temperature combustion gas is generated by burning fuel. An exhaust port 2a is provided at the bottom of the furnace 2 to discharge ash generated by the combustion of the fuel to the outside.

煙道3は、火炉2で発生した燃焼ガスを排ガスとして外部に案内する通路である。煙道3は、火炉2の上部と接続される。煙道3は、水平煙道3aと、後部煙道3bとを有する。水平煙道3aは、火炉2の上部から水平方向に延在する。後部煙道3bは、水平煙道3aの端部から下方に延在する。 The flue 3 is a passage that guides the combustion gas generated in the furnace 2 to the outside as exhaust gas. The flue 3 is connected to the upper part of the furnace 2. The flue 3 has a horizontal flue 3a and a rear flue 3b. The horizontal flue 3a extends horizontally from the upper part of the furnace 2. The rear flue 3b extends downward from the end of the horizontal flue 3a.

ボイラ1は、火炉2の上部等に設置される図示しない過熱器を備えている。過熱器では、火炉2で発生した燃焼熱と水との間での熱交換が行われる。それにより、水蒸気が生成される。また、ボイラ1は、図1で図示されていない各種機器(例えば、再熱器、節炭器または空気予熱器等)を備え得る。 The boiler 1 is equipped with a superheater (not shown) that is installed on the top of the furnace 2, etc. In the superheater, heat exchange takes place between the combustion heat generated in the furnace 2 and water, thereby generating steam. The boiler 1 may also be equipped with various devices (e.g., a reheater, a coal economizer, or an air preheater) that are not shown in FIG. 1.

バーナ4は、火炉2の下部の壁部に設けられている。火炉2には、複数のバーナ4が、火炉2の周方向に間隔を空けて設けられている。なお、図1では図示を省略しているが、複数のバーナ4は、火炉2の延在方向(上下方向)にも間隔を空けて設けられている。バーナ4は、アンモニアおよび微粉炭を燃料として火炉2内に噴射する。バーナ4から噴射された燃料が燃焼することにより、火炉2内で火炎Fが形成される。なお、火炉2には、バーナ4から噴射された燃料を着火する図示しない着火装置が設けられている The burners 4 are provided on the wall at the bottom of the furnace 2. A plurality of burners 4 are provided in the furnace 2 at intervals in the circumferential direction of the furnace 2. Although not shown in FIG. 1, the plurality of burners 4 are also provided at intervals in the extension direction (up and down direction) of the furnace 2. The burners 4 inject ammonia and pulverized coal as fuel into the furnace 2. The fuel injected from the burners 4 is combusted to form a flame F in the furnace 2. The furnace 2 is provided with an ignition device (not shown) that ignites the fuel injected from the burners 4.

図2は、本実施形態に係る燃焼装置100を示す模式図である。図2に示すように、燃焼装置100は、バーナ4と、空気供給部5と、アンモニアタンク6と、調整機構7(具体的には、流量調整弁71を含む機構)と、温度センサ8と、制御装置9とを備える。 Figure 2 is a schematic diagram showing the combustion device 100 according to this embodiment. As shown in Figure 2, the combustion device 100 includes a burner 4, an air supply unit 5, an ammonia tank 6, an adjustment mechanism 7 (specifically, a mechanism including a flow rate adjustment valve 71), a temperature sensor 8, and a control device 9.

バーナ4は、火炉2の外部において、火炉2の壁部に取り付けられる。バーナ4は、アンモニア噴射ノズル41と、空気噴射ノズル42と、微粉炭噴射ノズル43とを有する。アンモニア噴射ノズル41は、アンモニアを噴射するノズルである。空気噴射ノズル42は、燃焼用の空気を噴射するノズルである。微粉炭噴射ノズル43は、微粉炭を噴射するノズルである。The burner 4 is attached to the wall of the furnace 2 outside the furnace 2. The burner 4 has an ammonia injection nozzle 41, an air injection nozzle 42, and a pulverized coal injection nozzle 43. The ammonia injection nozzle 41 is a nozzle that injects ammonia. The air injection nozzle 42 is a nozzle that injects air for combustion. The pulverized coal injection nozzle 43 is a nozzle that injects pulverized coal.

アンモニア噴射ノズル41、空気噴射ノズル42および微粉炭噴射ノズル43は、円筒形状を有する。空気噴射ノズル42は、アンモニア噴射ノズル41と同軸上に、アンモニア噴射ノズル41を囲むように配置される。微粉炭噴射ノズル43は、空気噴射ノズル42と同軸上に、空気噴射ノズル42を囲むように配置される。アンモニア噴射ノズル41、空気噴射ノズル42および微粉炭噴射ノズル43によって、三重円筒構造が形成される。アンモニア噴射ノズル41、空気噴射ノズル42および微粉炭噴射ノズル43の中心軸は、火炉2の壁部に対して交差する(具体的には、略直交する)。The ammonia injection nozzle 41, the air injection nozzle 42, and the pulverized coal injection nozzle 43 have a cylindrical shape. The air injection nozzle 42 is arranged coaxially with the ammonia injection nozzle 41 so as to surround the ammonia injection nozzle 41. The pulverized coal injection nozzle 43 is arranged coaxially with the air injection nozzle 42 so as to surround the air injection nozzle 42. A triple cylindrical structure is formed by the ammonia injection nozzle 41, the air injection nozzle 42, and the pulverized coal injection nozzle 43. The central axes of the ammonia injection nozzle 41, the air injection nozzle 42, and the pulverized coal injection nozzle 43 intersect with the wall of the furnace 2 (specifically, are approximately perpendicular).

以下、バーナ4の径方向、バーナ4の軸方向、および、バーナ4の周方向を、単に径方向、軸方向および周方向とも呼ぶ。バーナ4における火炉2側(図2中の右側)を先端側と呼び、バーナ4における火炉2側に対する逆側(図2中の左側)を後端側と呼ぶ。Hereinafter, the radial direction of the burner 4, the axial direction of the burner 4, and the circumferential direction of the burner 4 will also be simply referred to as the radial direction, the axial direction, and the circumferential direction. The furnace 2 side of the burner 4 (the right side in FIG. 2) will be referred to as the leading end side, and the opposite side of the burner 4 to the furnace 2 side (the left side in FIG. 2) will be referred to as the trailing end side.

アンモニア噴射ノズル41は、本体41aと、供給口41bと、噴射口41cとを含む。本体41aは、円筒形状を有する。本体41aは、バーナ4の中心軸上に延在する。本体41aの肉厚、内径および外径は、軸方向位置によらず略一定である。ただし、本体41aの肉厚、内径および外径は、軸方向位置に応じて変化してもよい。本体41aの後端部に、開口である供給口41bが設けられる。供給口41bは、アンモニアタンク6と接続されている。本体41aの先端部に、開口である噴射口41cが設けられる。噴射口41cは、火炉2の内部空間に臨む。つまり、噴射口41cは、火炉2の内部空間を向いている。The ammonia injection nozzle 41 includes a main body 41a, a supply port 41b, and an injection port 41c. The main body 41a has a cylindrical shape. The main body 41a extends on the central axis of the burner 4. The thickness, inner diameter, and outer diameter of the main body 41a are approximately constant regardless of the axial position. However, the thickness, inner diameter, and outer diameter of the main body 41a may change depending on the axial position. A supply port 41b, which is an opening, is provided at the rear end of the main body 41a. The supply port 41b is connected to the ammonia tank 6. A injection port 41c, which is an opening, is provided at the tip of the main body 41a. The injection port 41c faces the internal space of the furnace 2. In other words, the injection port 41c faces the internal space of the furnace 2.

アンモニアは、アンモニアタンク6から供給口41bを介して本体41a内に供給される。矢印A1により示すように、本体41a内に供給されたアンモニアは、本体41a内を流れる。本体41a内を通過したアンモニアは、噴射口41cから火炉2の内部空間に向けて噴射される。このように、アンモニア噴射ノズル41は、火炉2の内部空間に向けて設けられる。Ammonia is supplied from the ammonia tank 6 into the main body 41a through the supply port 41b. As shown by the arrow A1, the ammonia supplied into the main body 41a flows inside the main body 41a. The ammonia that has passed through the main body 41a is injected from the injection port 41c toward the internal space of the furnace 2. In this way, the ammonia injection nozzle 41 is provided toward the internal space of the furnace 2.

空気噴射ノズル42は、本体42aと、噴射口42bとを含む。本体42aは、円筒形状を有する。本体42aは、アンモニア噴射ノズル41の本体41aと同軸上に、本体41aを囲むように配置される。本体42aは、先端側に進むにつれて先細りする形状を有する。本体42aの後部(つまり、後端側の部分)に、図示しない供給口が設けられる。The air injection nozzle 42 includes a main body 42a and an injection port 42b. The main body 42a has a cylindrical shape. The main body 42a is arranged coaxially with the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 so as to surround the main body 41a. The main body 42a has a shape that tapers toward the tip side. A supply port (not shown) is provided at the rear of the main body 42a (i.e., the rear end portion).

空気噴射ノズル42の供給口は、図示しない空気供給源と接続されている。例えば、空気噴射ノズル42の供給口は、空気供給源としての大気に露出している。本体42aの先端部に、開口である噴射口42bが設けられる。本体42aの先端部の径方向内側には、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの先端部が位置している。噴射口42bは、本体42aの先端部と、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの先端部との間の円環形状の開口である。噴射口42bは、火炉2の内部空間に臨む。つまり、噴射口42bは、火炉2の内部空間を向いている。The supply port of the air injection nozzle 42 is connected to an air supply source (not shown). For example, the supply port of the air injection nozzle 42 is exposed to the atmosphere as the air supply source. An opening, injection port 42b, is provided at the tip of the main body 42a. The tip of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 is located radially inside the tip of the main body 42a. The injection port 42b is an annular opening between the tip of the main body 42a and the tip of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41. The injection port 42b faces the internal space of the furnace 2. In other words, the injection port 42b faces the internal space of the furnace 2.

空気は、空気供給源(例えば、大気)から図示しない供給口を介して本体42a内に供給される。矢印A2により示すように、本体42a内に供給された空気は、本体42aの内周部と、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの外周部との間の空間内を流れる。本体42a内を通過した空気は、噴射口42bから火炉2の内部空間に向けて噴射される。このように、空気噴射ノズル42は、火炉2の内部空間に向けて設けられる。Air is supplied from an air supply source (e.g., the atmosphere) into the body 42a through a supply port (not shown). As shown by arrow A2, the air supplied into the body 42a flows through the space between the inner periphery of the body 42a and the outer periphery of the body 41a of the ammonia injection nozzle 41. The air that passes through the body 42a is injected from the injection port 42b toward the internal space of the furnace 2. In this way, the air injection nozzle 42 is provided toward the internal space of the furnace 2.

微粉炭噴射ノズル43は、本体43aと、噴射口43bとを含む。本体43aは、円筒形状を有する。本体43aは、空気噴射ノズル42の本体42aと同軸上に、本体42aを囲むように配置される。本体43aは、先端側に進むにつれて先細りする形状を有する。本体43aの後部(つまり、後端側の部分)に、図示しない供給口が設けられる。The pulverized coal injection nozzle 43 includes a main body 43a and an injection port 43b. The main body 43a has a cylindrical shape. The main body 43a is arranged coaxially with the main body 42a of the air injection nozzle 42 so as to surround the main body 42a. The main body 43a has a shape that tapers toward the tip side. A supply port (not shown) is provided at the rear of the main body 43a (i.e., the rear end portion).

微粉炭噴射ノズル43の供給口は、図示しない微粉炭供給源と接続されている。本体43aの先端部に、開口である噴射口43bが設けられる。本体43aの先端の軸方向位置は、空気噴射ノズル42の本体42aの先端の軸方向位置と略一致する。噴射口43bは、本体43aの先端部と、空気噴射ノズル42の本体42aの先端部との間の円環形状の開口である。噴射口43bは、火炉2の内部空間に臨む。つまり、噴射口43bは、火炉2の内部空間を向いている。The supply port of the pulverized coal injection nozzle 43 is connected to a pulverized coal supply source (not shown). An injection port 43b, which is an opening, is provided at the tip of the main body 43a. The axial position of the tip of the main body 43a approximately coincides with the axial position of the tip of the main body 42a of the air injection nozzle 42. The injection port 43b is an annular opening between the tip of the main body 43a and the tip of the main body 42a of the air injection nozzle 42. The injection port 43b faces the internal space of the furnace 2. In other words, the injection port 43b faces the internal space of the furnace 2.

微粉炭は、微粉炭を搬送するための空気とともに、微粉炭供給源から図示しない供給口を介して本体43a内に供給される。矢印A3により示すように、本体43a内に供給された微粉炭は、本体43aの内周部と、空気噴射ノズル42の本体42aの外周部との間の空間内を空気とともに流れる。本体43a内を通過した微粉炭は、噴射口43bから火炉2の内部空間に向けて噴射される。このように、微粉炭噴射ノズル43は、火炉2の内部空間に向けて設けられる。Pulverized coal is supplied into the main body 43a from a pulverized coal supply source through a supply port (not shown) together with air for transporting the pulverized coal. As shown by arrow A3, the pulverized coal supplied into the main body 43a flows together with the air in the space between the inner periphery of the main body 43a and the outer periphery of the main body 42a of the air injection nozzle 42. The pulverized coal that passes through the main body 43a is injected from the injection port 43b toward the internal space of the furnace 2. In this way, the pulverized coal injection nozzle 43 is provided toward the internal space of the furnace 2.

空気供給部5は、バーナ4により形成される火炎(図1の火炎Fを参照)に対して、径方向外側から燃焼用の空気を供給する。空気供給部5は、バーナ4の先端部と火炉2との間を覆うように配置される。空気供給部5には、空気が流通する流路51が形成されている。流路51は、バーナ4と同軸の円筒形状に形成される。流路51は、図示しない空気供給源と接続されている。流路51のうち火炉2側の端部には、噴射口52が形成されている。The air supply unit 5 supplies combustion air from the radial outside to the flame formed by the burner 4 (see flame F in FIG. 1). The air supply unit 5 is arranged to cover the area between the tip of the burner 4 and the furnace 2. The air supply unit 5 has a flow path 51 through which air flows. The flow path 51 is formed in a cylindrical shape coaxial with the burner 4. The flow path 51 is connected to an air supply source (not shown). An injection port 52 is formed at the end of the flow path 51 on the furnace 2 side.

矢印A4により示すように、空気供給源から空気供給部5に供給された空気は、流路51を通過し、噴射口52から火炉2の内部空間に向けて噴射される。噴射口52は、火炉2の内部空間に臨む。つまり、噴射口52は、火炉2の内部空間を向いている。このように、空気供給部5は、火炉2の内部空間に向けて設けられる。空気供給部5の噴射口52から噴射される空気は、周方向に旋回しながら、火炉2の内部空間に向けて進む。 As shown by arrow A4, air supplied from an air supply source to air supply unit 5 passes through flow path 51 and is sprayed from nozzle 52 toward the internal space of furnace 2. Jet port 52 faces the internal space of furnace 2. In other words, jet port 52 faces toward the internal space of furnace 2. In this way, air supply unit 5 is provided facing the internal space of furnace 2. Air sprayed from nozzle 52 of air supply unit 5 advances toward the internal space of furnace 2 while swirling in the circumferential direction.

調整機構7は、アンモニア噴射ノズル41の先端部の温度(以下、先端部温度とも呼ぶ)を調整するための機構である。アンモニア噴射ノズル41の先端部は、アンモニア噴射ノズル41における噴射口41cの近傍の部分(例えば、噴射口41cから軸方向後方に所定距離以内の部分)である。The adjustment mechanism 7 is a mechanism for adjusting the temperature (hereinafter also referred to as the tip temperature) of the tip of the ammonia injection nozzle 41. The tip of the ammonia injection nozzle 41 is a portion of the ammonia injection nozzle 41 near the injection port 41c (for example, a portion within a predetermined distance axially rearward from the injection port 41c).

本実施形態では、調整機構7は、アンモニア噴射ノズル41におけるアンモニアの流量(以下、アンモニア流量とも呼ぶ)を調整することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整する。調整機構7は、流量調整弁71を有する。In this embodiment, the adjustment mechanism 7 adjusts the flow rate of ammonia in the ammonia injection nozzle 41 (hereinafter also referred to as the ammonia flow rate) to adjust the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41. The adjustment mechanism 7 has a flow rate adjustment valve 71.

流量調整弁71は、アンモニアタンク6からアンモニア噴射ノズル41に供給されるアンモニアの流量を調整する。流量調整弁71は、アンモニアタンク6とアンモニア噴射ノズル41の供給口41bとを接続する流路に設けられる。流量調整弁71の開度が調整されることによって、アンモニアタンク6からアンモニア噴射ノズル41に供給されるアンモニアの流量が調整される。それにより、アンモニア噴射ノズル41におけるアンモニアの流量(つまり、アンモニア流量)が調整される。具体的には、流量調整弁71の開度が大きいほど、アンモニア流量が大きくなる。The flow rate control valve 71 adjusts the flow rate of ammonia supplied from the ammonia tank 6 to the ammonia injection nozzle 41. The flow rate control valve 71 is provided in a flow path connecting the ammonia tank 6 and the supply port 41b of the ammonia injection nozzle 41. The flow rate of ammonia supplied from the ammonia tank 6 to the ammonia injection nozzle 41 is adjusted by adjusting the opening of the flow rate control valve 71. This adjusts the flow rate of ammonia at the ammonia injection nozzle 41 (i.e., the ammonia flow rate). Specifically, the greater the opening of the flow rate control valve 71, the greater the ammonia flow rate.

なお、アンモニアタンク6には、アンモニアが液体の状態で貯蔵されている。アンモニアタンク6に貯蔵されるアンモニアは、気化器によって気化される。気化したアンモニアが流量調整弁71を通ってアンモニア噴射ノズル41に供給されるようになっている。Ammonia is stored in liquid form in the ammonia tank 6. The ammonia stored in the ammonia tank 6 is vaporized by a vaporizer. The vaporized ammonia is supplied to the ammonia injection nozzle 41 through a flow control valve 71.

ここで、アンモニア噴射ノズル41の先端部は、アンモニア噴射ノズル41内を流れるアンモニアによって冷却される。アンモニア流量が大きいほど、アンモニア噴射ノズル41内を流れるアンモニアによる冷却能力(つまり、アンモニア噴射ノズル41の先端部を冷却する能力)が高くなる。ゆえに、調整機構7は、アンモニア流量を調整することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整することができる。Here, the tip of the ammonia injection nozzle 41 is cooled by the ammonia flowing through the ammonia injection nozzle 41. The greater the ammonia flow rate, the greater the cooling capacity of the ammonia flowing through the ammonia injection nozzle 41 (i.e., the capacity to cool the tip of the ammonia injection nozzle 41). Therefore, the adjustment mechanism 7 can adjust the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 by adjusting the ammonia flow rate.

温度センサ8は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を検出する。温度センサ8は、アンモニア噴射ノズル41の先端部に設けられ、設置位置における温度を検出する。なお、温度センサ8は、アンモニア噴射ノズル41の先端部の外周側に設けられてもよく、内周側に設けられてもよい。温度センサ8としては、高温環境下で使用できる種々のタイプのセンサが利用され得る。温度センサ8による検出結果は、制御装置9に出力される。The temperature sensor 8 detects the temperature of the tip of the ammonia injection nozzle 41. The temperature sensor 8 is provided at the tip of the ammonia injection nozzle 41 and detects the temperature at the installation position. The temperature sensor 8 may be provided on the outer periphery or inner periphery of the tip of the ammonia injection nozzle 41. Various types of sensors that can be used in high temperature environments can be used as the temperature sensor 8. The detection result by the temperature sensor 8 is output to the control device 9.

制御装置9は、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含み、燃焼装置100全体を制御する。特に、制御装置9は、調整機構7の動作を制御する。具体的には、制御装置9は、調整機構7の流量調整弁71の開度を制御することによって、アンモニア流量を調整し、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整することができる。The control device 9 includes a central processing unit (CPU), a ROM in which programs and the like are stored, a RAM as a work area, and the like, and controls the entire combustion device 100. In particular, the control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7. Specifically, the control device 9 can adjust the ammonia flow rate and adjust the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 by controlling the opening degree of the flow rate adjustment valve 71 of the adjustment mechanism 7.

図3は、本実施形態に係る制御装置9が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。図3に示す処理フローは、例えば、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を精度良く制御するために常時(つまり、繰り返し)実行される。 Figure 3 is a flowchart showing an example of the flow of processing performed by the control device 9 according to this embodiment. The processing flow shown in Figure 3 is executed continuously (i.e. repeatedly) to precisely control the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41, for example.

図3に示す処理フローが開始すると、ステップS101において、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を取得する。例えば、制御装置9は、温度センサ8からアンモニア噴射ノズル41の先端部温度を取得する。3 starts, in step S101, the control device 9 acquires the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41. For example, the control device 9 acquires the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 from the temperature sensor 8.

温度センサ8の検出結果をアンモニア噴射ノズル41の先端部温度として取得することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を精度良く取得することができる。ただし、制御装置9は、温度センサ8の検出結果以外の情報(例えば、アンモニア噴射ノズル41の先端部周辺の雰囲気の温度)をアンモニア噴射ノズル41の先端部温度を推定する情報として取得してもよい。By acquiring the detection result of the temperature sensor 8 as the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41, the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 can be acquired with high accuracy. However, the control device 9 may acquire information other than the detection result of the temperature sensor 8 (for example, the temperature of the atmosphere around the tip of the ammonia injection nozzle 41) as information for estimating the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41.

ステップS101の次に、ステップS102において、制御装置9は、流量調整弁71の目標開度を、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が基準温度以下になるような開度に設定する。後述するように、流量調整弁71の開度は目標開度に制御される。After step S101, in step S102, the control device 9 sets the target opening degree of the flow control valve 71 to an opening degree such that the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is equal to or lower than a reference temperature. As described later, the opening degree of the flow control valve 71 is controlled to the target opening degree.

ここで、アンモニア噴射ノズル41の先端部は、アンモニアが存在し、かつ、高温となる雰囲気に晒された状態となるので、窒化されやすい。アンモニア噴射ノズル41の先端部は、火炎Fが形成される火炉2の内部空間からの輻射熱によって加熱される。アンモニア噴射ノズル41の先端部の窒化は、先端部温度が高くなるほど生じやすくなる。基準温度は、アンモニア噴射ノズル41の先端部の窒化が生じやすい温度域である窒化温度域の下限値以下の温度である。つまり、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が基準温度以下になると、アンモニア噴射ノズル41の先端部の窒化が抑制される。Here, the tip of the ammonia injection nozzle 41 is exposed to an atmosphere in which ammonia is present and at high temperatures, and is therefore susceptible to nitridation. The tip of the ammonia injection nozzle 41 is heated by radiant heat from the internal space of the furnace 2 in which the flame F is formed. Nitridation of the tip of the ammonia injection nozzle 41 is more likely to occur as the tip temperature increases. The reference temperature is a temperature below the lower limit of the nitriding temperature range, which is a temperature range in which nitridation of the tip of the ammonia injection nozzle 41 is likely to occur. In other words, when the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 becomes below the reference temperature, nitridation of the tip of the ammonia injection nozzle 41 is suppressed.

ステップS102では、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度に基づいて、流量調整弁71の目標開度を設定する。制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、大きな開度を目標開度として設定する。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、アンモニア流量が大きくなり、アンモニア噴射ノズル41内を流れるアンモニアによる冷却能力が高くなる。ゆえに、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を基準温度以下にすることが適切に実現される。In step S102, the control device 9 sets a target opening degree of the flow control valve 71 based on the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41. The higher the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41, the larger the opening degree set by the control device 9 as the target opening degree. As a result, the higher the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41, the larger the ammonia flow rate, and the higher the cooling capacity of the ammonia flowing through the ammonia injection nozzle 41. Therefore, the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is appropriately kept below the reference temperature.

ステップS102の次に、ステップS103において、制御装置9は、流量調整弁71の開度が目標開度となるように、流量調整弁71を制御し、図3に示す処理フローは終了する。 After step S102, in step S103, the control device 9 controls the flow rate control valve 71 so that the opening degree of the flow rate control valve 71 becomes the target opening degree, and the processing flow shown in Figure 3 ends.

上記のように、本実施形態に係る燃焼装置100では、調整機構7は、アンモニア流量を調整する。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度の調整が適切に実現される。制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が基準温度以下になるように、調整機構7の動作を制御する。それにより、窒化が生じやすい窒化温度域までアンモニア噴射ノズル41の先端部温度が上昇することを抑制することができる。ゆえに、アンモニア噴射ノズル41の窒化が抑制される。よって、アンモニア噴射ノズル41の窒化に伴う靭性低下が抑制される。それにより、例えば、アンモニア噴射ノズル41の先端部の減肉による燃焼の安定性の低下を抑制できる。また、例えば、アンモニア噴射ノズル41の補修頻度を低減できる。As described above, in the combustion device 100 according to this embodiment, the adjustment mechanism 7 adjusts the ammonia flow rate. This appropriately adjusts the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41. The control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7 so that the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is equal to or lower than the reference temperature. This makes it possible to suppress the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 from rising to the nitriding temperature range where nitriding is likely to occur. Therefore, nitriding of the ammonia injection nozzle 41 is suppressed. Therefore, the decrease in toughness associated with nitriding of the ammonia injection nozzle 41 is suppressed. This makes it possible to suppress, for example, the decrease in combustion stability due to thinning of the tip of the ammonia injection nozzle 41. In addition, for example, the frequency of repairs of the ammonia injection nozzle 41 can be reduced.

特に、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、アンモニア流量が大きくなるように(つまり、アンモニア噴射ノズル41の先端部が冷却されやすくなるように)、調整機構7の動作を制御する。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を基準温度以下にすることが適切に実現される。In particular, the control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7 so that the higher the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41, the larger the ammonia flow rate (i.e., so that the tip of the ammonia injection nozzle 41 is more easily cooled). This allows the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 to be appropriately kept below the reference temperature.

なお、アンモニア噴射ノズル41から噴射されるアンモニアの主目的は、バーナ4の燃料として用いられることなので、アンモニア流量は、あくまでも燃料として必要な流量が確保されることを優先して制御される。例えば、アンモニア噴射ノズル41内を流れるアンモニアによる冷却能力を確保するために必要なアンモニア流量(つまり、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を基準温度以下にするために必要なアンモニア流量)が、燃料として必要な流量より小さい場合、制御装置9は、アンモニア流量が燃料として必要な流量となるように、調整機構7の動作を制御する。Since the main purpose of the ammonia injected from the ammonia injection nozzle 41 is to be used as fuel for the burner 4, the ammonia flow rate is controlled with a priority on ensuring the flow rate required for fuel. For example, if the ammonia flow rate required to ensure the cooling capacity of the ammonia flowing through the ammonia injection nozzle 41 (i.e., the ammonia flow rate required to keep the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 at or below the reference temperature) is smaller than the flow rate required for fuel, the control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7 so that the ammonia flow rate becomes the flow rate required for fuel.

上記では、調整機構7が、アンモニア流量を調整することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整する例を説明した。ただし、調整機構7は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整する機能を有していればよく、上記の例に限定されない。以下、燃焼装置100の調整機構7と異なる調整機構7A、7B、7Cが用いられる変形例について説明する。In the above, an example has been described in which the adjustment mechanism 7 adjusts the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 by adjusting the ammonia flow rate. However, the adjustment mechanism 7 is not limited to the above example as long as it has the function of adjusting the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41. Below, a modified example is described in which adjustment mechanisms 7A, 7B, and 7C different from the adjustment mechanism 7 of the combustion device 100 are used.

図4は、第1の変形例に係る燃焼装置100Aを示す模式図である。図4に示すように、燃焼装置100Aは、上述した燃焼装置100に対して調整機構7を調整機構7Aに置き換えた例である。 Figure 4 is a schematic diagram showing a combustion device 100A according to a first modified example. As shown in Figure 4, the combustion device 100A is an example in which the adjustment mechanism 7 in the above-mentioned combustion device 100 is replaced with an adjustment mechanism 7A.

調整機構7Aは、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cと火炉2の内部空間との離隔距離を調整することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整する。調整機構7Aは、駆動装置71Aを有する。The adjustment mechanism 7A adjusts the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 by adjusting the distance between the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 and the internal space of the furnace 2. The adjustment mechanism 7A has a drive device 71A.

駆動装置71Aは、アンモニア噴射ノズル41の本体41aを軸方向に移動させる。例えば、駆動装置71Aは、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの軸方向への移動を案内する機構と、動力を発生させる装置(例えば、モータ等)とを含む。そして、駆動装置71Aは、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの後部に動力を伝達することによって、本体41aを軸方向に移動させることができる。The driving device 71A moves the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 in the axial direction. For example, the driving device 71A includes a mechanism for guiding the axial movement of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 and a device for generating power (for example, a motor, etc.). The driving device 71A can move the main body 41a in the axial direction by transmitting power to the rear part of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41.

調整機構7Aは、駆動装置71Aによりアンモニア噴射ノズル41の本体41aを軸方向に移動させることによって、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cと火炉2の内部空間との離隔距離を調整することができる。The adjustment mechanism 7A can adjust the separation distance between the nozzle 41c of the ammonia injection nozzle 41 and the internal space of the furnace 2 by axially moving the body 41a of the ammonia injection nozzle 41 using the drive device 71A.

上述したように、アンモニア噴射ノズル41の先端部は、火炎Fが形成される火炉2の内部空間からの輻射熱によって加熱される。アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cと火炉2の内部空間との離隔距離が長いほど(つまり、噴射口41cが火炉2の内部空間から離れるほど)、アンモニア噴射ノズル41の先端部は、火炉2の内部空間からの輻射熱によって加熱されにくくなる。ゆえに、調整機構7Aは、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cと火炉2の内部空間との離隔距離を調整することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整することができる。As described above, the tip of the ammonia injection nozzle 41 is heated by radiant heat from the internal space of the furnace 2 where the flame F is formed. The longer the separation distance between the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 and the internal space of the furnace 2 (i.e., the farther the injection port 41c is from the internal space of the furnace 2), the less likely the tip of the ammonia injection nozzle 41 is to be heated by radiant heat from the internal space of the furnace 2. Therefore, the adjustment mechanism 7A can adjust the separation distance between the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 and the internal space of the furnace 2 to adjust the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41.

制御装置9は、上述した燃焼装置100と同様に、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が基準温度以下になるように、調整機構7Aの動作を制御する。具体的には、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、アンモニア噴射ノズル41の本体41aが火炉2の外側に向かう方向に移動するように、駆動装置71Aの動作を制御する。それにより、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cが火炉2の外側に向かう方向に移動するように、調整機構7Aの動作を制御することができる。換言すると、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、噴射口41cと火炉2の内部空間との離隔距離が長くなるように、調整機構7Aの動作を制御することができる。ゆえに、アンモニア噴射ノズル41の先端部が火炉2からの輻射熱により加熱される程度が低くなるので、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を基準温度以下にすることが適切に実現される。 The control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7A so that the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is equal to or lower than the reference temperature, as in the combustion device 100 described above. Specifically, the control device 9 controls the operation of the drive device 71A so that the body 41a of the ammonia injection nozzle 41 moves in a direction toward the outside of the furnace 2 as the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 increases. As a result, the control device 9 can control the operation of the adjustment mechanism 7A so that the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 moves in a direction toward the outside of the furnace 2 as the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 increases. In other words, the control device 9 can control the operation of the adjustment mechanism 7A so that the separation distance between the injection port 41c and the internal space of the furnace 2 increases as the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 increases. Therefore, the degree to which the tip of the ammonia injection nozzle 41 is heated by radiant heat from the furnace 2 decreases, and the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is appropriately kept equal to or lower than the reference temperature.

図5は、第1の変形例に係る燃焼装置100Aにおいて、図4の例と比べて先端部温度が高くなった状態を示す模式図である。図5の例では、図4の例と比べて、先端部温度が高くなっている。よって、アンモニア噴射ノズル41の本体41aが、図4の例と比べて、火炉2の外側に向かう方向に移動している。それにより、噴射口41cが、図4の例と比べて、火炉2の外側に向かう方向に移動している。具体的には、噴射口41cの軸方向位置が、図4の例では、噴射口42bおよび噴射口43bの軸方向位置よりも火炉2に近くなっている一方で、図5の例では、噴射口42bおよび噴射口43bの軸方向位置と略一致している。ゆえに、アンモニア噴射ノズル41の先端部が火炉2からの輻射熱により加熱される程度が低くなる。 Figure 5 is a schematic diagram showing a state in which the tip temperature is higher than that in the example of Figure 4 in the combustion device 100A according to the first modified example. In the example of Figure 5, the tip temperature is higher than that in the example of Figure 4. Therefore, the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 moves in a direction toward the outside of the furnace 2 compared to the example of Figure 4. As a result, the injection port 41c moves in a direction toward the outside of the furnace 2 compared to the example of Figure 4. Specifically, the axial position of the injection port 41c is closer to the furnace 2 than the axial positions of the injection ports 42b and 43b in the example of Figure 4, while in the example of Figure 5, it is approximately the same as the axial positions of the injection ports 42b and 43b. Therefore, the degree to which the tip of the ammonia injection nozzle 41 is heated by radiant heat from the furnace 2 is reduced.

上記のように、第1の変形例に係る燃焼装置100Aでは、調整機構7Aは、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cと火炉2の内部空間との離隔距離を調整する。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度の調整が適切に実現される。制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が基準温度以下になるように、調整機構7Aの動作を制御する。それにより、上述した燃焼装置100と同様に、アンモニア噴射ノズル41の窒化が抑制される。As described above, in the combustion device 100A according to the first modified example, the adjustment mechanism 7A adjusts the separation distance between the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 and the internal space of the furnace 2. This allows the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 to be appropriately adjusted. The control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7A so that the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is equal to or lower than the reference temperature. This suppresses nitridation of the ammonia injection nozzle 41, as in the combustion device 100 described above.

特に、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cが火炉2の外側に向かう方向に移動するように(つまり、アンモニア噴射ノズル41の先端部が加熱されにくくなるように)、調整機構7Aの動作を制御する。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を基準温度以下にすることが適切に実現される。In particular, the control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7A so that the higher the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41, the more the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 moves in a direction toward the outside of the furnace 2 (i.e., so that the tip of the ammonia injection nozzle 41 becomes less likely to be heated). This appropriately achieves the temperature of the tip of the ammonia injection nozzle 41 being kept below the reference temperature.

上記では、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cと火炉2の内部空間との離隔距離を調整する調整機構7Aとして、駆動装置71Aを有し、駆動装置71Aによりアンモニア噴射ノズル41の本体41aを軸方向に移動させる例を説明した。ただし、調整機構7Aは、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cと火炉2の内部空間との離隔距離を調整する機能を有していればよく、上記の例に限定されない。例えば、アンモニア噴射ノズル41の本体41aが軸方向に伸縮可能となっており、調整機構7Aは、駆動装置71Aにより本体41aを軸方向に伸縮させることによって、噴射口41cと火炉2の内部空間との離隔距離を調整してもよい。In the above, an example has been described in which the adjustment mechanism 7A for adjusting the separation distance between the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 and the internal space of the furnace 2 has a drive device 71A and moves the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 in the axial direction by the drive device 71A. However, the adjustment mechanism 7A is not limited to the above example as long as it has the function of adjusting the separation distance between the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 and the internal space of the furnace 2. For example, the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 can be extended and retracted in the axial direction, and the adjustment mechanism 7A may adjust the separation distance between the injection port 41c and the internal space of the furnace 2 by extending and retracting the main body 41a in the axial direction by the drive device 71A.

図6は、第2の変形例に係る燃焼装置100Bを示す模式図である。図6に示すように、燃焼装置100Bは、上述した燃焼装置100に対して調整機構7を調整機構7Bに置き換えた例である。 Figure 6 is a schematic diagram showing a combustion device 100B according to a second modified example. As shown in Figure 6, the combustion device 100B is an example in which the adjustment mechanism 7 in the above-mentioned combustion device 100 is replaced with an adjustment mechanism 7B.

調整機構7Bは、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積を調整することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整する。調整機構7Bは、駆動装置71Bを有する。The adjustment mechanism 7B adjusts the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 by adjusting the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41. The adjustment mechanism 7B has a drive device 71B.

第2の変形例に係る燃焼装置100Bでは、アンモニア噴射ノズル41の先端部には、可変部41dが設けられる。可変部41dは、変形することによって、噴射口41cの開口面積を調整することができる。例えば、可変部41dは、周方向に離隔した複数の部材を含み、各部材の先端が後端よりも径方向内側に位置する傾斜姿勢となるように変形できる。このような可変部41dとしては、例えば、コンバージェンス・ダイバージェンス・ノズルと同様の構造が採用され得る。In the combustion device 100B according to the second modified example, a variable portion 41d is provided at the tip of the ammonia injection nozzle 41. The variable portion 41d can adjust the opening area of the injection port 41c by deforming. For example, the variable portion 41d includes multiple members spaced apart in the circumferential direction, and can be deformed to assume an inclined position in which the tip of each member is located radially inward from the rear end. For example, a structure similar to that of a convergence-divergence nozzle can be adopted as such a variable portion 41d.

駆動装置71Bは、アンモニア噴射ノズル41の可変部41dを変形させる。例えば、駆動装置71Bは、可変部41dの後端に設けられ、動力を発生させる装置(例えば、モータ等)を含む。そして、駆動装置71Bは、可変部41dの後端を中心として可変部41dを回動させることによって、可変部41dの姿勢を変化させることができる。The driving device 71B deforms the variable portion 41d of the ammonia injection nozzle 41. For example, the driving device 71B is provided at the rear end of the variable portion 41d and includes a device that generates power (for example, a motor, etc.). The driving device 71B can change the attitude of the variable portion 41d by rotating the variable portion 41d around the rear end of the variable portion 41d.

調整機構7Bは、駆動装置71Bによりアンモニア噴射ノズル41の可変部41dを変形させることによって、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積を調整することができる。The adjustment mechanism 7B can adjust the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 by deforming the variable portion 41d of the ammonia injection nozzle 41 using the drive device 71B.

上述したように、アンモニア噴射ノズル41の先端部は、アンモニア噴射ノズル41内を流れるアンモニアによって冷却される。アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積が小さいほど、アンモニア噴射ノズル41から噴射されるアンモニアの噴射速度が高くなる。ゆえに、アンモニア噴射ノズル41の先端部の近傍を流れるアンモニアによる冷却能力(つまり、アンモニア噴射ノズル41の先端部を冷却する能力)が高くなる。よって、調整機構7Bは、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積を調整することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整することができる。As described above, the tip of the ammonia injection nozzle 41 is cooled by the ammonia flowing through the ammonia injection nozzle 41. The smaller the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41, the higher the injection speed of the ammonia injected from the ammonia injection nozzle 41. Therefore, the cooling capacity of the ammonia flowing near the tip of the ammonia injection nozzle 41 (i.e., the capacity to cool the tip of the ammonia injection nozzle 41) is increased. Therefore, the adjustment mechanism 7B can adjust the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 by adjusting the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41.

制御装置9は、上述した燃焼装置100と同様に、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が基準温度以下になるように、調整機構7Bの動作を制御する。具体的には、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、可変部41dの先端の径方向位置が径方向内側に移動するように、駆動装置71Bの動作を制御する。それにより、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積が小さくなるように、調整機構7Bの動作を制御することができる。ゆえに、アンモニア噴射ノズル41から噴射されるアンモニアの噴射速度が高くなり、アンモニア噴射ノズル41の先端部の近傍を流れるアンモニアによる冷却能力が高くなるので、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を基準温度以下にすることが適切に実現される。 The control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7B so that the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is equal to or lower than the reference temperature, as in the combustion device 100 described above. Specifically, the control device 9 controls the operation of the drive device 71B so that the radial position of the tip of the variable part 41d moves radially inward as the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 increases. As a result, the control device 9 can control the operation of the adjustment mechanism 7B so that the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 decreases as the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 increases. Therefore, the injection speed of the ammonia injected from the ammonia injection nozzle 41 increases, and the cooling capacity of the ammonia flowing near the tip of the ammonia injection nozzle 41 increases, so that the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is appropriately kept equal to or lower than the reference temperature.

図7は、第2の変形例に係る燃焼装置100Bにおいて、図6の例と比べて先端部温度が高くなった状態を示す模式図である。図6の例では、アンモニア噴射ノズル41の可変部41dは、バーナ4の軸方向に延在する円筒形状を有している。図7の例では、図6の例と比べて、先端部温度が高くなっている。よって、可変部41dの先端の径方向位置が径方向内側に移動するように、可変部41dが変形している。それにより、可変部41dの形状は、先端側に進むにつれて先細りする形状(図7の例では、円錐台形状)となっている。ゆえに、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積が小さくなり、アンモニアの噴射速度が高くなる。 Figure 7 is a schematic diagram showing a state in which the tip temperature is higher in the combustion device 100B according to the second modified example compared to the example of Figure 6. In the example of Figure 6, the variable part 41d of the ammonia injection nozzle 41 has a cylindrical shape extending in the axial direction of the burner 4. In the example of Figure 7, the tip temperature is higher compared to the example of Figure 6. Therefore, the variable part 41d is deformed so that the radial position of the tip of the variable part 41d moves radially inward. As a result, the shape of the variable part 41d becomes tapered toward the tip side (in the example of Figure 7, a truncated cone shape). Therefore, the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 becomes smaller, and the injection speed of ammonia becomes higher.

上記のように、第2の変形例に係る燃焼装置100Bでは、調整機構7Bは、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積を調整する。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度の調整が適切に実現される。制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が基準温度以下になるように、調整機構7Bの動作を制御する。それにより、上述した燃焼装置100と同様に、アンモニア噴射ノズル41の窒化が抑制される。As described above, in the combustion device 100B according to the second modified example, the adjustment mechanism 7B adjusts the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41. This allows the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 to be appropriately adjusted. The control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7B so that the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is equal to or lower than the reference temperature. This suppresses nitridation of the ammonia injection nozzle 41, as in the combustion device 100 described above.

特に、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積が小さくなるように(つまり、アンモニア噴射ノズル41の先端部が冷却されやすくなるように)、調整機構7Bの動作を制御する。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を基準温度以下にすることが適切に実現される。In particular, the control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7B so that the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 becomes smaller (i.e., so that the tip of the ammonia injection nozzle 41 becomes easier to cool) as the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 becomes higher. This appropriately achieves the temperature of the tip of the ammonia injection nozzle 41 being kept below the reference temperature.

上記では、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積を調整する調整機構7Bとして、駆動装置71Bを有し、アンモニア噴射ノズル41の先端部の可変部41dを変形させる例を説明した。ただし、調整機構7Bは、アンモニア噴射ノズル41の噴射口41cの開口面積を調整する機能を有していればよく、上記の例に限定されない。例えば、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの先端部の内周部から径方向内側に移動または伸長可能な部材が設けられる場合、当該部材と、当該部材を駆動する駆動装置とを有する機構が調整機構7Bに該当し得る。また、例えば、先端側に進むにつれて先細りする形状を有する弁体がアンモニア噴射ノズル41の先端部の内部に設けられる場合、当該弁体と、当該弁体を軸方向に移動させる駆動装置とを有する機構が調整機構7Bに該当し得る。In the above, an example was described in which the adjustment mechanism 7B for adjusting the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41 has a drive device 71B and deforms the variable part 41d at the tip of the ammonia injection nozzle 41. However, the adjustment mechanism 7B is not limited to the above example as long as it has the function of adjusting the opening area of the injection port 41c of the ammonia injection nozzle 41. For example, when a member that can move or extend radially inward from the inner periphery of the tip of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 is provided, a mechanism having the member and a drive device that drives the member may correspond to the adjustment mechanism 7B. Also, for example, when a valve body having a shape that tapers toward the tip side is provided inside the tip of the ammonia injection nozzle 41, a mechanism having the valve body and a drive device that moves the valve body in the axial direction may correspond to the adjustment mechanism 7B.

図8は、第3の変形例に係る燃焼装置100Cを示す模式図である。図8に示すように、燃焼装置100Cは、上述した燃焼装置100に対して調整機構7を調整機構7Cに置き換えた例である。 Figure 8 is a schematic diagram showing a combustion device 100C according to a third modified example. As shown in Figure 8, the combustion device 100C is an example in which the adjustment mechanism 7 in the above-mentioned combustion device 100 is replaced with an adjustment mechanism 7C.

調整機構7Cは、空気管71Cと、空気供給源72Cと、流量調整弁73Cとを有する。空気管71Cは、アンモニア噴射ノズル41と同軸上に、アンモニア噴射ノズル41を囲むように配置される。空気管71C内(具体的には、空気管71Cとアンモニア噴射ノズル41との間の空間内)には、空気が供給される。調整機構7Cは、空気管71Cにおける空気の流量(以下、空気流量とも呼ぶ)を調整することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整する。The adjustment mechanism 7C has an air pipe 71C, an air supply source 72C, and a flow rate adjustment valve 73C. The air pipe 71C is arranged coaxially with the ammonia injection nozzle 41 and surrounding the ammonia injection nozzle 41. Air is supplied into the air pipe 71C (specifically, into the space between the air pipe 71C and the ammonia injection nozzle 41). The adjustment mechanism 7C adjusts the flow rate of air in the air pipe 71C (hereinafter also referred to as the air flow rate) to adjust the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41.

空気管71Cは、本体71Caと、供給口71Cbと、噴射口71Ccとを含む。本体71Caは、円筒形状を有する。本体71Caは、アンモニア噴射ノズル41の本体41aと同軸上に、本体41aを囲むように配置される。ただし、本体71Caの中心軸とアンモニア噴射ノズル41の本体41aの中心軸とは、厳密に一致しなくてもよく、所定範囲内にあればよい。本体71Caの肉厚、内径および外径は、軸方向位置によらず略一定である。ただし、本体71Caの肉厚、内径および外径は、軸方向位置に応じて変化してもよい。The air pipe 71C includes a main body 71Ca, a supply port 71Cb, and an injection port 71Cc. The main body 71Ca has a cylindrical shape. The main body 71Ca is arranged coaxially with the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 so as to surround the main body 41a. However, the central axis of the main body 71Ca and the central axis of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41 do not have to exactly coincide, but may be within a predetermined range. The thickness, inner diameter, and outer diameter of the main body 71Ca are approximately constant regardless of the axial position. However, the thickness, inner diameter, and outer diameter of the main body 71Ca may change depending on the axial position.

本体71Caの先端の軸方向位置は、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの先端の軸方向位置と略一致する。ただし、本体71Caの先端の軸方向位置は、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの先端よりも前側(つまり、火炉2側)であってもよく、後側であってもよい。本体71Caの後端の軸方向位置は、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの後端の軸方向位置と略一致する。ただし、本体71Caの後端の軸方向位置は、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの後端よりも前側(つまり、火炉2側)であってもよく、後側であってもよい。The axial position of the tip of the main body 71Ca is approximately the same as the axial position of the tip of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41. However, the axial position of the tip of the main body 71Ca may be forward (i.e., furnace 2 side) or rearward of the tip of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41. The axial position of the rear end of the main body 71Ca is approximately the same as the axial position of the rear end of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41. However, the axial position of the rear end of the main body 71Ca may be forward (i.e., furnace 2 side) or rearward of the rear end of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41.

供給口71Cbは、本体71Caの後端とアンモニア噴射ノズル41の本体41aの後端との間に形成される円環形状の開口である。供給口71Cbは、空気供給源72Cと接続されている。噴射口71Ccは、本体71Caの先端とアンモニア噴射ノズル41の本体41aの先端との間に形成される円環形状の開口である。噴射口71Ccは、火炉2の内部空間に臨む。The supply port 71Cb is an annular opening formed between the rear end of the main body 71Ca and the rear end of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41. The supply port 71Cb is connected to the air supply source 72C. The injection port 71Cc is an annular opening formed between the tip of the main body 71Ca and the tip of the main body 41a of the ammonia injection nozzle 41. The injection port 71Cc faces the internal space of the furnace 2.

空気は、空気供給源72Cから供給口71Cbを介して本体71Ca内に供給される。本体71Ca内に供給された空気は、本体71Caの内周部と、アンモニア噴射ノズル41の本体41aの外周部との間の空間内を流れる。本体71Ca内を通過した空気は、噴射口71Ccから火炉2の内部空間に向けて噴射される。噴射口71Ccから噴射された空気は、火炉2内での燃焼に用いられる。Air is supplied from air supply source 72C through supply port 71Cb into main body 71Ca. The air supplied into main body 71Ca flows through the space between the inner periphery of main body 71Ca and the outer periphery of main body 41a of ammonia injection nozzle 41. The air that passes through main body 71Ca is injected from injection port 71Cc toward the internal space of furnace 2. The air injected from injection port 71Cc is used for combustion in furnace 2.

流量調整弁73Cは、空気供給源72Cから空気管71Cに供給される空気の流量を調整する。流量調整弁73Cは、空気供給源72Cと空気管71Cの供給口71Cbとを接続する流路に設けられる。流量調整弁73Cの開度が調整されることによって、空気供給源72Cから空気管71Cに供給されるアンモニアの流量が調整される。それにより、空気管71Cにおける空気の流量(つまり、空気流量)が調整される。具体的には、流量調整弁73Cの開度が大きいほど、空気流量が大きくなる。The flow rate control valve 73C adjusts the flow rate of air supplied from the air supply source 72C to the air pipe 71C. The flow rate control valve 73C is provided in a flow path connecting the air supply source 72C and the supply port 71Cb of the air pipe 71C. The flow rate of ammonia supplied from the air supply source 72C to the air pipe 71C is adjusted by adjusting the opening of the flow rate control valve 73C. This adjusts the flow rate of air in the air pipe 71C (i.e., the air flow rate). Specifically, the greater the opening of the flow rate control valve 73C, the greater the air flow rate.

ここで、アンモニア噴射ノズル41の先端部は、空気管71C内を流れる空気によって冷却される。空気流量が大きいほど、空気管71C内を流れる空気による冷却能力(つまり、アンモニア噴射ノズル41の先端部を冷却する能力)が高くなる。ゆえに、調整機構7Cは、空気流量を調整することによって、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を調整することができる。Here, the tip of the ammonia injection nozzle 41 is cooled by the air flowing through the air pipe 71C. The greater the air flow rate, the greater the cooling capacity (i.e., the capacity to cool the tip of the ammonia injection nozzle 41) of the air flowing through the air pipe 71C. Therefore, the adjustment mechanism 7C can adjust the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 by adjusting the air flow rate.

制御装置9は、上述した燃焼装置100と同様に、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が基準温度以下になるように、調整機構7Cの動作を制御する。具体的には、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、流量調整弁73Cの開度を大きくする。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、空気流量が大きくなり、空気管71C内を流れる空気による冷却能力が高くなる。ゆえに、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を基準温度以下にすることが適切に実現される。 As with the combustion device 100 described above, the control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7C so that the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is equal to or lower than the reference temperature. Specifically, the higher the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41, the greater the opening of the flow rate control valve 73C. As a result, the higher the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41, the greater the air flow rate, and the higher the cooling capacity of the air flowing through the air pipe 71C. Therefore, the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is appropriately kept equal to or lower than the reference temperature.

上記のように、第3の変形例に係る燃焼装置100Cでは、調整機構7Cは、空気管71Cにおける空気の流量(つまり、空気流量)を調整する。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度の調整が適切に実現される。制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が基準温度以下になるように、調整機構7Cの動作を制御する。それにより、上述した燃焼装置100と同様に、アンモニア噴射ノズル41の窒化が抑制される。As described above, in the combustion device 100C according to the third modified example, the adjustment mechanism 7C adjusts the flow rate of air in the air pipe 71C (i.e., the air flow rate). This allows the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 to be appropriately adjusted. The control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7C so that the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 is equal to or lower than the reference temperature. This suppresses nitridation of the ammonia injection nozzle 41, as in the combustion device 100 described above.

特に、制御装置9は、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度が高いほど、空気流量が大きくなるように(つまり、アンモニア噴射ノズル41の先端部が冷却されやすくなるように)、調整機構7Cの動作を制御する。それにより、アンモニア噴射ノズル41の先端部温度を基準温度以下にすることが適切に実現される。In particular, the control device 9 controls the operation of the adjustment mechanism 7C so that the higher the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41, the larger the air flow rate (i.e., so that the tip of the ammonia injection nozzle 41 is more easily cooled). This allows the tip temperature of the ammonia injection nozzle 41 to be appropriately kept below the reference temperature.

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。Although the embodiments of the present disclosure have been described above with reference to the attached drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to such embodiments. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modified or revised examples within the scope of the claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present disclosure.

上記では、燃焼装置100、100A、100B、100Cの各燃焼装置において、互いに異なる調整機構(つまり、調整機構7、7A、7B、7Cのうちのいずれか1つ)が設けられる例を説明した。ただし、燃焼装置において、調整機構7、7A、7B、7Cのうちの2つ以上の調整機構が併用されてもよい。In the above, an example was described in which a different adjustment mechanism (i.e., any one of adjustment mechanisms 7, 7A, 7B, and 7C) is provided in each of the combustion devices 100, 100A, 100B, and 100C. However, two or more adjustment mechanisms of adjustment mechanisms 7, 7A, 7B, and 7C may be used in combination in a combustion device.

上記では、バーナ4において、空気噴射ノズル42がアンモニア噴射ノズル41の径方向外側に配置され、微粉炭噴射ノズル43が空気噴射ノズル42の径方向外側に配置され、アンモニア噴射ノズル41、空気噴射ノズル42および微粉炭噴射ノズル43によって三重円筒構造が形成される例を説明した。ただし、バーナ4の構成は、上記の例に限定されない。例えば、微粉炭噴射ノズル43の位置とアンモニア噴射ノズル41の位置とが置き換えられてもよい。また、例えば、バーナ4の構成から空気噴射ノズル42が省略されてもよい。この場合、例えば、バーナ4は二重円筒構造を有し、二重円筒構造により区画される空間のうち中心側の空間がアンモニアの流路となり、アンモニアの流路に対して径方向外側に隣り合う空間が微粉炭の流路となっていてもよい。In the above, an example has been described in which the air injection nozzle 42 is arranged radially outside the ammonia injection nozzle 41, the pulverized coal injection nozzle 43 is arranged radially outside the air injection nozzle 42, and a triple cylinder structure is formed by the ammonia injection nozzle 41, the air injection nozzle 42, and the pulverized coal injection nozzle 43. However, the configuration of the burner 4 is not limited to the above example. For example, the position of the pulverized coal injection nozzle 43 and the position of the ammonia injection nozzle 41 may be interchanged. Also, for example, the air injection nozzle 42 may be omitted from the configuration of the burner 4. In this case, for example, the burner 4 has a double cylindrical structure, and the space on the center side of the space partitioned by the double cylindrical structure becomes the ammonia flow path, and the space adjacent to the ammonia flow path on the radial outside may become the pulverized coal flow path.

上記では、火炉2において、アンモニアおよび微粉炭が燃料として用いられる例を説明した。ただし、火炉2において用いられる燃料は、少なくともアンモニアを含んでいればよく、上記の例に限定されない。例えば、火炉2においてアンモニアとともに用いられる燃料は、微粉炭以外の燃料(例えば、天然ガスまたはバイオマス等)であってもよい。また、例えば、火炉2において用いられる燃料は、アンモニアのみであってもよい。 In the above, an example has been described in which ammonia and pulverized coal are used as fuel in the furnace 2. However, the fuel used in the furnace 2 is not limited to the above example as long as it contains at least ammonia. For example, the fuel used together with ammonia in the furnace 2 may be a fuel other than pulverized coal (e.g., natural gas or biomass, etc.). Also, for example, the fuel used in the furnace 2 may be only ammonia.

上記では、燃焼装置100、100A、100B、100Cが、ボイラの火炉2に設けられる例を説明した。ただし、燃焼装置100、100A、100B、100Cが用いられる火炉は、燃料を燃焼させて燃焼熱を発生させる炉であればよい。燃焼装置100、100A、100B、100Cは、ボイラ以外の設備の様々な火炉に用いられ得る。In the above, an example has been described in which the combustion devices 100, 100A, 100B, and 100C are installed in the furnace 2 of a boiler. However, the furnace in which the combustion devices 100, 100A, 100B, and 100C are used may be any furnace that burns fuel to generate combustion heat. The combustion devices 100, 100A, 100B, and 100C may be used in various furnaces in facilities other than boilers.

本開示は、ボイラ等に用いられる燃焼装置による燃焼の安定化、および、燃焼装置の補修頻度の低減に資するので、例えば、持続可能な開発目標(SDGs)の目標7「手ごろで信頼でき、持続可能かつ近代的なエネルギーへのアクセスを確保する」および目標13「気候変動とその影響に立ち向かうため、緊急対策を取る」に貢献することができる。This disclosure will help stabilize combustion in combustion equipment used in boilers and the like, and reduce the frequency of repairs to combustion equipment, thereby contributing, for example, to Sustainable Development Goal (SDG) Goal 7 "Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy" and Goal 13 "Take urgent action to combat climate change and its impacts."

1:ボイラ 2:火炉 4:バーナ 7:調整機構 7A:調整機構 7B:調整機構 7C:調整機構 9:制御装置 41:アンモニア噴射ノズル 41c:噴射口 71C:空気管 100:燃焼装置 100A:燃焼装置 100B:燃焼装置 100C:燃焼装置 1: Boiler 2: Furnace 4: Burner 7: Adjustment mechanism 7A: Adjustment mechanism 7B: Adjustment mechanism 7C: Adjustment mechanism 9: Control device 41: Ammonia injection nozzle 41c: Injection port 71C: Air pipe 100: Combustion device 100A: Combustion device 100B: Combustion device 100C: Combustion device

Claims (5)

火炉の内部空間に臨む噴射口が先端部に設けられるアンモニア噴射ノズルを有するバーナと、
前記先端部の温度を調整する調整機構と、
前記先端部の温度が基準温度以下になるように、前記調整機構の動作を制御する制御装置と、
を備え
前記調整機構は、前記噴射口の開口面積を調整する機構を含む、
燃焼装置。
a burner having an ammonia injection nozzle at a tip of which an injection port facing an internal space of the furnace is provided;
an adjustment mechanism for adjusting the temperature of the tip portion;
a control device that controls the operation of the adjustment mechanism so that the temperature of the tip portion is equal to or lower than a reference temperature;
Equipped with
The adjustment mechanism includes a mechanism for adjusting an opening area of the injection port.
Combustion device.
火炉の内部空間に臨む噴射口が先端部に設けられるアンモニア噴射ノズルを有するバーナと、
前記アンモニア噴射ノズルと同軸上に、前記アンモニア噴射ノズルを囲むように配置される空気管と、
前記先端部の温度を調整する調整機構と、
前記先端部の温度が基準温度以下になるように、前記調整機構の動作を制御する制御装置と、
を備え
前記調整機構は、前記空気管における空気の流量を調整する機構を含む、
燃焼装置。
a burner having an ammonia injection nozzle at a tip of which an injection port facing an internal space of the furnace is provided;
an air pipe arranged coaxially with the ammonia injection nozzle so as to surround the ammonia injection nozzle;
an adjustment mechanism for adjusting the temperature of the tip portion;
a control device that controls the operation of the adjustment mechanism so that the temperature of the tip portion is equal to or lower than a reference temperature;
Equipped with
The adjustment mechanism includes a mechanism for adjusting the flow rate of air in the air pipe.
Combustion device.
前記調整機構は、前記アンモニア噴射ノズルにおけるアンモニアの流量を調整する機構を含む、
請求項1または2に記載の燃焼装置。
The adjustment mechanism includes a mechanism for adjusting a flow rate of ammonia in the ammonia injection nozzle.
A combustion device according to claim 1 or 2 .
前記調整機構は、前記噴射口と前記内部空間との離隔距離を調整する機構を含む、
請求項1から3のいずれか一項に記載の燃焼装置。
The adjustment mechanism includes a mechanism for adjusting a separation distance between the injection port and the internal space.
Combustion device according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1からのいずれか一項に記載の燃焼装置を備えるボイラ。 A boiler comprising the combustion device according to any one of claims 1 to 4 .
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