JP7767458B2 - Burner, boiler equipped with same, and burner operating method - Google Patents
Burner, boiler equipped with same, and burner operating methodInfo
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Description
本開示は、例えば固体燃料を粉砕した微粉燃料とアンモニア燃料とを燃焼させるバーナ及びこれを備えたボイラ並びにバーナの運転方法に関するものである。 The present disclosure relates to a burner that burns, for example, pulverized solid fuel and ammonia fuel, a boiler equipped with the burner, and a method for operating the burner.
発電用ボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数のバーナが火炉の壁面に配設されている。また、大型のボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、バーナが火炉内に燃料と空気(酸化性ガス)との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。燃焼ガスが流れる領域に熱交換器が設置され、熱交換器を構成する伝熱管内を流れる水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成される。 Large boilers, such as power generation boilers, have a hollow, vertically installed furnace with multiple burners mounted on the furnace wall. Large boilers also have a flue connected vertically above the furnace, with a heat exchanger installed in this flue to generate steam. The burner then injects a mixture of fuel and air (oxidizing gas) into the furnace, creating a flame, generating combustion gases that flow down the flue. A heat exchanger is installed in the area through which the combustion gases flow, and superheated steam is generated by heating the water and steam flowing through the heat transfer tubes that make up the heat exchanger.
ボイラに用いられるバーナとして、微粉炭とアンモニア燃料とを混焼させ、又は、微粉炭の専焼およびアンモニア燃料の専焼を行うことが検討されている(例えば特許文献1)。 Considerations are being made regarding burners used in boilers that combine pulverized coal and ammonia fuel, or that exclusively burn pulverized coal or ammonia fuel (see, for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1では、アンモニア燃料はガスとして供給することを前提としており、液体として用いることは検討されていない。したがって、アンモニア燃料としてガスを用いたとしても、十分な発熱量が確保できずアンモニア専焼としては実用に供することができない。
仮に、液体アンモニア燃料を特許文献1に適用したとしても、気化熱によって火炎温度が下がり保炎性能が低下するという問題がある。
However, in Patent Document 1, it is assumed that the ammonia fuel is supplied as a gas, and the use of ammonia as a liquid is not considered. Therefore, even if ammonia gas is used as ammonia fuel, a sufficient calorific value cannot be ensured and it cannot be put into practical use as ammonia mono-combustion.
Even if liquid ammonia fuel is used as in Patent Document 1, there is a problem in that the flame temperature is lowered due to the heat of vaporization, resulting in a decrease in flame stability.
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、微粉燃料の専焼及びアンモニア燃料の専焼のそれぞれが可能とされたバーナ及びこれを備えたボイラ並びにバーナの運転方法を提供することを目的とする。 This disclosure has been made in light of these circumstances, and aims to provide a burner that is capable of exclusively firing pulverized fuel and ammonia fuel, as well as a boiler equipped with such a burner and a method for operating the burner.
本開示の一態様に係るバーナは、中心軸線に沿って延在し、液体アンモニア燃料または油燃料を火炉内に供給する内筒ノズルと、前記内筒ノズルから供給された前記液体アンモニア燃料または油燃料の火炎を保炎する第1保炎器と、前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズルと、前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する第2保炎器と、を備え、前記内筒ノズルは、前記液体アンモニア燃料が流れるアンモニア流路と、該アンモニア流路とは別系統とされた前記油燃料が流れる油流路とが形成された燃料噴射チップを備えている。 A burner according to one aspect of the present disclosure comprises an inner cylindrical nozzle extending along a central axis and supplying liquid ammonia fuel or oil fuel into a furnace; a first flame stabilizer that stabilizes the flame of the liquid ammonia fuel or oil fuel supplied from the inner cylindrical nozzle; an outer cylindrical nozzle extending along the central axis and covering the inner cylindrical nozzle that supplies pulverized fuel and/or primary air into the furnace; and a second flame stabilizer that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle, and the inner cylindrical nozzle is equipped with a fuel injection tip that is formed with an ammonia flow path through which the liquid ammonia fuel flows and an oil flow path through which the oil fuel flows, which is separate from the ammonia flow path.
本開示の一態様に係るバーナは、中心軸線に沿って延在し、油燃料を火炉内に供給する内筒ノズルと、前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズルと、前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する保炎器と、液体アンモニア燃料を前記火炉内に供給する液体アンモニアノズルと、を備え、前記液体アンモニアノズルは、前記液体アンモニア燃料を噴射する液体アンモニア噴射チップを備えている。 A burner according to one aspect of the present disclosure comprises an inner cylindrical nozzle extending along a central axis and supplying oil fuel into a furnace; an outer cylindrical nozzle extending along the central axis and covering the inner cylindrical nozzle and supplying pulverized fuel and/or primary air into the furnace; a flame stabilizer that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle; and a liquid ammonia nozzle that supplies liquid ammonia fuel into the furnace, the liquid ammonia nozzle having a liquid ammonia injection tip that injects the liquid ammonia fuel.
本開示の一態様に係るバーナの運転方法は、中心軸線に沿って延在し、液体アンモニア燃料または油燃料を火炉内に供給する内筒ノズルと、前記内筒ノズルから供給された前記液体アンモニア燃料または油燃料の火炎を保炎する第1保炎器と、前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズルと、前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する第2保炎器と、を備え、前記内筒ノズルは、前記液体アンモニア燃料が流れるアンモニア流路と、該アンモニア流路とは別系統とされた前記油燃料が流れる油流路とが形成された燃料噴射チップを備えているバーナの運転方法であって、前記燃料噴射チップの前記油流路に油燃料を供給してバーナの起動を行う起動工程と、前記外筒ノズルに前記微粉燃料を供給せずに、前記燃料噴射チップの前記アンモニア流路に液体アンモニア燃料を供給してアンモニア専焼を行うアンモニア専焼工程と、前記燃料噴射チップの前記アンモニア流路に液体アンモニア燃料を供給せずに、前記外筒ノズルに前記微粉燃料及び前記一次空気を供給して微粉燃料専焼を行う微粉燃料専焼工程と、を有している。 A method for operating a burner according to one aspect of the present disclosure includes an inner cylindrical nozzle extending along a central axis and supplying liquid ammonia fuel or oil fuel into a furnace, a first flame stabilizer that stabilizes the flame of the liquid ammonia fuel or oil fuel supplied from the inner cylindrical nozzle, an outer cylindrical nozzle extending along the central axis and arranged to cover the inner cylindrical nozzle and supplying pulverized fuel and/or primary air into the furnace, and a second flame stabilizer that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle, wherein the inner cylindrical nozzle has an ammonia flow path through which the liquid ammonia fuel flows and an ammonia flow path separate from the ammonia flow path. The method for operating a burner is provided with a fuel injection tip having an oil flow path formed therein through which the oil fuel flows, the method comprising: a start-up step of starting the burner by supplying oil fuel to the oil flow path of the fuel injection tip; an ammonia mono-combustion step of performing ammonia mono-combustion by supplying liquid ammonia fuel to the ammonia flow path of the fuel injection tip without supplying the pulverized fuel to the outer cylindrical nozzle; and a pulverized fuel mono-combustion step of performing pulverized fuel mono-combustion by supplying the pulverized fuel and the primary air to the outer cylindrical nozzle without supplying liquid ammonia fuel to the ammonia flow path of the fuel injection tip.
本開示の一態様に係るバーナの運転方法は、中心軸線に沿って延在し、油燃料を火炉内に供給する内筒ノズルと、前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズルと、前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する保炎器と、液体アンモニア燃料を前記火炉内に供給する液体アンモニアノズルと、を備え、前記液体アンモニアノズルは、前記液体アンモニア燃料を噴射する液体アンモニア噴射チップを備えているバーナの運転方法であって、前記内筒ノズルに油燃料を供給してバーナの起動を行う起動工程と、前記外筒ノズルに前記微粉燃料を供給せずに、前記液体アンモニアノズルの前記液体アンモニア噴射チップに液体アンモニア燃料を供給してアンモニア専焼を行うアンモニア専焼工程と、前記液体アンモニア噴射チップに液体アンモニア燃料を供給せずに、前記外筒ノズルに前記微粉燃料及び前記一次空気を供給して微粉燃料専焼を行う微粉燃料専焼工程と、を有している。 A method for operating a burner according to one aspect of the present disclosure includes an inner cylindrical nozzle extending along a central axis and supplying oil fuel into a furnace; an outer cylindrical nozzle extending along the central axis and covering the inner cylindrical nozzle and supplying pulverized fuel and/or primary air into the furnace; a flame stabilizer that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle; and a liquid ammonia nozzle that supplies liquid ammonia fuel into the furnace, the liquid ammonia nozzle having a liquid ammonia injection tip that injects the liquid ammonia fuel. The method includes a startup step of supplying oil fuel to the inner cylindrical nozzle to start the burner; an ammonia mono-combustion step of supplying liquid ammonia fuel to the liquid ammonia injection tip of the liquid ammonia nozzle without supplying the pulverized fuel to the outer cylindrical nozzle to perform ammonia mono-combustion; and a pulverized fuel mono-combustion step of supplying the pulverized fuel and the primary air to the outer cylindrical nozzle to perform pulverized fuel mono-combustion without supplying liquid ammonia fuel to the liquid ammonia injection tip.
本開示のバーナによれば、微粉燃料の専焼及びアンモニア燃料の専焼のそれぞれが可能となる。 The burner disclosed herein makes it possible to exclusively burn pulverized fuel and ammonia fuel.
以下に、本開示に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含むものである。 One embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment, and when there are multiple embodiments, it also includes configurations that combine the embodiments. In the following description, "up" and "upper" refer to the upper side in the vertical direction, and "lower" and "lower" refer to the lower side in the vertical direction, but the vertical direction is not precise and may include errors.
[第1実施形態]
図1には、本実施形態の微粉燃料及び/又はアンモニア(NH3)燃料を主燃料とするボイラ10が示されている。
本実施形態のボイラ10は、固体燃料を粉砕した微粉燃料および液体アンモニア燃料をバーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能なボイラである。固体燃料としては、バイオマス燃料や石炭などが使用される。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a boiler 10 of this embodiment that uses pulverized fuel and/or ammonia (NH 3 ) as its main fuel.
The boiler 10 of this embodiment is a boiler that can generate superheated steam by burning pulverized fuel made from pulverized solid fuel and liquid ammonia fuel using a burner and exchanging the heat generated by this combustion with feedwater or steam. Biomass fuel, coal, etc. are used as solid fuel.
ボイラ10は、火炉11と燃焼装置20と燃焼ガス通路12を有している。火炉11は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉11の内壁面を構成する火炉壁101は、複数の伝熱管と、伝熱管同士を接続するフィンとで構成され、微粉燃料の燃焼により発生した熱を、伝熱管の内部を流通する水や蒸気と熱交換して回収すると共に、火炉壁101の温度上昇を抑制している。 The boiler 10 has a furnace 11, a combustion device 20, and a combustion gas passage 12. The furnace 11 is a hollow rectangular cylinder installed vertically. The furnace wall 101, which forms the inner wall surface of the furnace 11, is composed of multiple heat transfer tubes and fins connecting the heat transfer tubes. The heat generated by the combustion of pulverized fuel is recovered by heat exchange with water and steam circulating inside the heat transfer tubes, while also suppressing the temperature rise of the furnace wall 101.
燃焼装置20は、火炉11の下部領域に設置されている。本実施形態では、燃焼装置20は、火炉壁101に装着された複数のバーナ21A、21B、21C、21D、21E、21F(以下、これらバーナを区別しない場合には単に「バーナ21」と表記する。)を有している。バーナ21は、火炉壁101に沿って炉幅方向に均等間隔で配設されたもの(例えば、対向燃焼となるように、対向する火炉壁101にそれぞれ対向するように炉幅方向に配置されたもの)を、鉛直方向に沿って複数段配置されている。火炉の形状やバーナの段数、一つの段におけるバーナの数、バーナの配置などは、この実施形態に限定されるものではない。 The combustion device 20 is installed in the lower region of the furnace 11. In this embodiment, the combustion device 20 has multiple burners 21A, 21B, 21C, 21D, 21E, and 21F (hereinafter, when these burners are not distinguished, they will be simply referred to as "burners 21") attached to the furnace wall 101. The burners 21 are arranged in multiple vertical rows at equal intervals along the furnace wall 101 in the furnace width direction (for example, arranged in the furnace width direction so as to face each of the opposing furnace walls 101 for opposed combustion). The shape of the furnace, the number of burner rows, the number of burners per row, the arrangement of the burners, etc. are not limited to this embodiment.
バーナ21A、21B、21C、21D、21E、21Fは、それぞれ、複数の微粉燃料供給管22A、22B、22C、22D、22E、22F(以下、これら微粉燃料供給管を区別しない場合には単に「微粉燃料供給管22」と表記する。)を介して、複数のミル(粉砕機)31A、31B、31C、31D、31E、31F(以下、これらミルを区別しない場合には単に「ミル31」と表記する。)に連結されている。ミル31は、例えば、内部に粉砕テーブル(図示省略)が駆動回転可能に支持されていて、粉砕テーブルの上方に複数の粉砕ローラ(図示省略)が粉砕テーブルの回転に連動回転可能に支持されて構成されている竪型ローラミルである。粉砕ローラと粉砕テーブルが協働して粉砕された固体燃料は、ミル31に供給される一次空気(搬送用ガス、酸化性ガス)により、ミル31が備える分級機(図示省略)に搬送される。分級機では、バーナ21での燃焼に適した粒径以下の微粉燃料と、該粒径より大きな粗粉燃料とに分級される。微粉燃料は、分級機を通過して、一次空気と共に微粉燃料供給管22を介してバーナ21に供給される。分級機を通過しなかった粗粉燃料は、ミル31の内部で、自重により粉砕テーブル上に落下し、再粉砕される。Burners 21A, 21B, 21C, 21D, 21E, and 21F are connected to multiple mills (pulverizers) 31A, 31B, 31C, 31D, 31E, and 31F (hereinafter, simply referred to as "mills 31") via multiple pulverized fuel supply pipes 22A, 22B, 22C, 22D, 22E, and 22F (hereinafter, simply referred to as "pulverized fuel supply pipes 22" when not distinguishing between them). Mill 31 is, for example, a vertical roller mill configured with a rotatable grinding table (not shown) supported internally and multiple grinding rollers (not shown) supported above the grinding table for rotation in conjunction with the grinding table's rotation. The solid fuel pulverized by the cooperation of the grinding rollers and grinding table is transported to a classifier (not shown) provided in mill 31 by primary air (carrier gas, oxidizing gas) supplied to mill 31. The classifier separates the pulverized fuel into pulverized fuel having a particle size smaller than that suitable for combustion in the burner 21 and coarse pulverized fuel having a particle size larger than that. The pulverized fuel passes through the classifier and is supplied to the burner 21 together with primary air via the pulverized fuel supply pipe 22. The coarse pulverized fuel that does not pass through the classifier falls onto the grinding table inside the mill 31 under its own weight and is re-ground.
バーナ21の装着位置における火炉11の炉外側には、風箱(エアレジスタ)23が設けられており、この風箱23には風道(空気ダクト)24の一端部が連結されている。風道24の他端部には、押込通風機(FDF:Forced Draft Fan)32が連結されている。押込通風機32から供給された空気は、風道24に設置された空気予熱器42で加熱され、風箱23を介してバーナ21に二次空気(燃焼用空気、酸化性ガス)として供給され、火炉11の内部に投入される。An air register 23 is provided outside the furnace 11 at the installation position of the burner 21, and one end of an air duct 24 is connected to this air register 23. The other end of the air duct 24 is connected to a forced draft fan (FDF) 32. The air supplied from the forced draft fan 32 is heated by an air preheater 42 installed in the air duct 24 and supplied to the burner 21 via the air register 23 as secondary air (combustion air, oxidizing gas) and introduced into the furnace 11.
燃焼ガス通路12は、火炉11の鉛直方向上部に連結されている。燃焼ガス通路12には、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器102A、102B、102C(以下、これら過熱器を区別しない場合には単に「過熱器102」と表記する。)、再熱器103A、103B(以下、これら再熱器を区別しない場合には単に「再熱器103」と表記する。)、節炭器104が設けられており、火炉11で発生した燃焼ガスと各熱交換器の内部を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。なお、各熱交換器の配置や形状は、図1に記載した形態に限定されない。The combustion gas passage 12 is connected to the vertical upper part of the furnace 11. The combustion gas passage 12 is provided with superheaters 102A, 102B, and 102C (hereinafter, when these superheaters are not distinguished, they will be simply referred to as "superheaters 102"), reheaters 103A and 103B (hereinafter, when these reheaters are not distinguished, they will be simply referred to as "reheaters 103"), and a coal economizer 104 as heat exchangers for recovering heat from the combustion gas. Heat is exchanged between the combustion gas generated in the furnace 11 and the feedwater or steam circulating inside each heat exchanger. The arrangement and shape of each heat exchanger are not limited to those shown in Figure 1.
燃焼ガス通路12の下流側には、熱交換器で熱回収された燃焼ガスが排出される煙道13が連結されている。煙道13には、風道24との間に空気予熱器(エアヒータ)42が設けられており、風道24を流れる空気と、煙道13を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、ミル31に供給する一次空気やバーナ21に供給する二次空気を加熱することで、水や蒸気との熱交換後の燃焼ガスから、さらに熱回収を行う。 Connected downstream of the combustion gas passage 12 is a flue 13 through which the combustion gas whose heat has been recovered by the heat exchanger is discharged. An air preheater (air heater) 42 is provided between the flue 13 and the air duct 24, and heat is exchanged between the air flowing through the air duct 24 and the combustion gas flowing through the flue 13. This heats the primary air supplied to the mill 31 and the secondary air supplied to the burner 21, thereby recovering further heat from the combustion gas after heat exchange with water and steam.
また、煙道13には、空気予熱器42よりも上流側の位置に、脱硝装置43が設けられていてもよい。脱硝装置43は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を、煙道13内を流通する燃焼ガスに供給し、還元剤が供給された燃焼ガス中の窒素酸化物(NOx)と還元剤との反応を、脱硝装置43内に設置された脱硝触媒の触媒作用により促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。
煙道13の空気予熱器42より下流側には、ガスダクト41が連結されている。ガスダクト41には、燃焼ガス中の灰などを除去する電気集じん機などの集じん装置44や硫黄酸化物を除去する脱硫装置46などの環境装置、また、それらの環境装置に排ガスを導くための誘引通風機(IDF:Induced Draft Fan)45が設けられている。ガスダクト41の下流端部は、煙突47に連結されており、環境装置で処理された燃焼ガスが、排ガスとして系外に排出される。
A denitration device 43 may be provided in the flue 13 at a position upstream of the air preheater 42. The denitration device 43 supplies a reducing agent, such as ammonia or urea water, that has the effect of reducing nitrogen oxides to the combustion gas flowing through the flue 13, and promotes the reaction between the nitrogen oxides (NOx) in the combustion gas to which the reducing agent has been supplied and the reducing agent by the catalytic action of a denitration catalyst provided in the denitration device 43, thereby removing and reducing the nitrogen oxides in the combustion gas.
A gas duct 41 is connected to the flue 13 downstream of the air preheater 42. The gas duct 41 is provided with environmental devices such as a dust collector 44, such as an electrostatic precipitator, that removes ash and the like from the combustion gas, a desulfurization device 46 that removes sulfur oxides, and an induced draft fan (IDF) 45 that guides the exhaust gas to these environmental devices. The downstream end of the gas duct 41 is connected to a chimney 47, and the combustion gas treated in the environmental device is discharged to the outside of the system as exhaust gas.
ボイラ10において、微粉燃料の専焼(又はアンモニア燃料との混焼)を行う場合には、複数のミル31が駆動すると、粉砕、分級された微粉燃料が、一次空気と共に微粉燃料供給管22を介してバーナ21に供給される。また、空気予熱器42で加熱された二次空気が、風道24から風箱23を介してバーナ21に供給される。バーナ21は、微粉燃料と一次空気とが混合した微粉燃料混合気を火炉11に吹き込むと共に、二次空気を火炉11に吹き込む。火炉11に吹き込まれた微粉燃料混合気が着火し、二次空気と反応することで火炎を形成する。火炉11内の下部領域で火炎が形成され、高温の燃焼ガスが火炉11内を上昇し、燃焼ガス通路12に流入する。なお、本実施形態では、酸化性ガス(一次空気、二次空気)として空気を用いるが、空気よりも酸素割合が多いものや逆に少ないものであってもよく、供給される燃料量に対する酸素量の比率を適正な範囲に調整することで、火炉11において安定した燃焼が実現される。When the boiler 10 is burning pulverized fuel exclusively (or co-firing with ammonia fuel), the multiple mills 31 are driven, and pulverized and classified pulverized fuel is supplied to the burner 21 along with primary air via the pulverized fuel supply pipe 22. Secondary air heated by the air preheater 42 is supplied to the burner 21 from the air duct 24 via the wind box 23. The burner 21 blows a pulverized fuel mixture, which is a mixture of pulverized fuel and primary air, into the furnace 11, and also blows secondary air into the furnace 11. The pulverized fuel mixture blown into the furnace 11 ignites and reacts with the secondary air to form a flame. A flame is formed in the lower region of the furnace 11, and high-temperature combustion gas rises within the furnace 11 and flows into the combustion gas passage 12. In this embodiment, air is used as the oxidizing gas (primary air, secondary air), but the oxidizing gas may have a higher or lower oxygen content than air, and stable combustion can be achieved in the furnace 11 by adjusting the ratio of the amount of oxygen to the amount of fuel supplied within an appropriate range.
また、火炉11のバーナ21の装着位置より上方には、火炉11内に燃焼用追加空気(AA:Additional Air)を供給するための複数のアディショナル空気ポート(AAポート)25が設けられている。アディショナル空気ポート25には、風道24から分岐したアディショナル空気ダクト(AAダクト)26の端部が連結されており、押込通風機32から供給された空気の一部を、燃焼用追加空気として、アディショナル空気ダクト26を介してアディショナル空気ポート25に供給することができる。 In addition, above the installation position of the burners 21 in the furnace 11, multiple additional air ports (AA ports) 25 are provided for supplying additional air for combustion (AA) into the furnace 11. The ends of additional air ducts (AA ducts) 26 branching off from the air duct 24 are connected to the additional air ports 25, and a portion of the air supplied from the forced draft fan 32 can be supplied to the additional air ports 25 via the additional air ducts 26 as additional air for combustion.
図1に示す火炉11内部の領域A(風箱23の高さ方向の設置範囲に対応した領域)では、一次空気と微粉燃料の混合気と二次空気との燃焼により火炎が形成される。ここで、領域Aにおける空気比が1以下となるように、具体的には、バーナ21に供給される空気量(一次空気と二次空気の合計量)が、バーナ21に供給される燃料量に対する理論空気量より少なくなるように設定されることで、火炉11内部の領域Aと領域B(バーナ21の最上部からアディショナル空気ポート25の最下部の間の領域)は還元雰囲気となり、燃焼により発生した窒素酸化物(NOx)が火炉11の内部で還元される。その後、領域C(アディショナル空気ポート25の最下部より上側の領域)において、NOxが還元された燃焼ガスに、アディショナル空気ポート25から燃焼用追加空気が供給されて燃焼が完結するが、領域A及び領域Bにおける還元効果の分だけ、NOxの発生量が低減される。In region A (corresponding to the height of the wind box 23) within the furnace 11 shown in FIG. 1, a flame is formed by the combustion of a mixture of primary air and pulverized fuel with secondary air. Here, the air ratio in region A is set to be 1 or less. Specifically, the amount of air (the total amount of primary air and secondary air) supplied to the burner 21 is set to be less than the theoretical air amount relative to the amount of fuel supplied to the burner 21. This creates a reducing atmosphere in regions A and B (the region between the top of the burner 21 and the bottom of the additional air port 25) within the furnace 11, and nitrogen oxides (NOx) generated by combustion are reduced within the furnace 11. Subsequently, in region C (the region above the bottom of the additional air port 25), additional combustion air is supplied from the additional air port 25 to the combustion gas from which NOx has been reduced, completing the combustion. However, the amount of NOx generated is reduced by the reduction effect in regions A and B.
燃焼ガス通路12に流入した燃焼ガスは、燃焼ガス通路12の内部に配置された過熱器102、再熱器103、節炭器104で水や蒸気と熱交換した後、煙道13に排出され、脱硝装置43で窒素酸化物が除去され、空気予熱器42で一次空気及び二次空気と熱交換した後、さらにガスダクト41に排出され、集じん装置44で灰などが除去され、脱硫装置46で硫黄酸化物が除去された後、煙突47から系外に排出される。なお、燃焼ガス通路12における各熱交換器及び煙道13からガスダクト41における各装置の配置は、燃焼ガス流れに対して、必ずしも上述の記載順に配置されなくともよい。 The combustion gas that flows into the combustion gas passage 12 exchanges heat with water and steam in the superheater 102, reheater 103, and economizer 104 located inside the combustion gas passage 12, before being discharged into the flue 13, where nitrogen oxides are removed in the denitration device 43, and the gas exchanges heat with primary and secondary air in the air preheater 42. The gas is then discharged into the gas duct 41, where ash and other particles are removed in the dust collector 44, and sulfur oxides are removed in the desulfurization device 46 before being discharged outside the system through the chimney 47. The arrangement of the heat exchangers in the combustion gas passage 12 and the devices from the flue 13 to the gas duct 41 does not necessarily have to be in the order described above relative to the combustion gas flow.
ボイラ10は、液体アンモニア供給源50を備えている。液体アンモニア供給源50には、アンモニア燃料としてアンモニアが液体で貯蔵されている。液体アンモニアは、液体アンモニア供給源50から各バーナ21に供給される。The boiler 10 is equipped with a liquid ammonia supply source 50. Ammonia is stored in liquid form in the liquid ammonia supply source 50 as ammonia fuel. The liquid ammonia is supplied from the liquid ammonia supply source 50 to each burner 21.
微粉燃料とアンモニア燃料との切り替えは、オペレータによる手動で行っても良いが、制御部の指令によって行うこともできる。
制御部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等である。
The switching between the pulverized fuel and the ammonia fuel may be performed manually by an operator, or may be performed by a command from a control unit.
The control unit is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and a computer-readable storage medium. A series of processes for realizing various functions is stored in a storage medium, for example, in the form of a program. The CPU reads this program into RAM and executes information processing and arithmetic operations to realize various functions. The program may be pre-installed in a ROM or other storage medium, provided in a state stored in a computer-readable storage medium, or distributed via wired or wireless communication means. Examples of computer-readable storage media include magnetic disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, and semiconductor memories.
図2Aには、バーナ21が示されている。バーナ21は、微粉燃料の専焼と液体アンモニア燃料の専焼との両方が可能となっている。
バーナ21は、中心軸線CLに沿って延在する内筒ノズル61と、内筒ノズル61を覆うように設けられた外筒ノズル62とを備えている。内筒ノズル61の外周側でかつ外筒ノズル62の内周側には、コアエアノズル63が設けられている。各ノズル61,62,63は、それぞれ共通の中心軸線CLを有し、例えば横断面が円形とされ、金属製とされている。
2A shows a burner 21. The burner 21 is capable of firing both pulverized fuel and liquid ammonia fuel.
The burner 21 includes an inner cylindrical nozzle 61 extending along a central axis CL, and an outer cylindrical nozzle 62 provided to cover the inner cylindrical nozzle 61. A core air nozzle 63 is provided on the outer circumferential side of the inner cylindrical nozzle 61 and on the inner circumferential side of the outer cylindrical nozzle 62. Each of the nozzles 61, 62, and 63 has a common central axis CL, has a circular cross section, for example, and is made of metal.
内筒ノズル61は、油燃料と液体アンモニア燃料が供給され、これら燃料を火炉11内に噴射する。液体アンモニア燃料は、図1の液体アンモニア供給源50から供給される。油燃料は、図示しない油燃料供給源から供給され、バーナ21の起動時に用いられる。 The inner cylinder nozzle 61 is supplied with oil fuel and liquid ammonia fuel, and injects these fuels into the furnace 11. The liquid ammonia fuel is supplied from the liquid ammonia supply source 50 shown in Figure 1. The oil fuel is supplied from an oil fuel supply source (not shown) and is used when the burner 21 is started.
内筒ノズル61の内部には、燃料噴射チップ65(図2B参照)が設けられている。燃料噴射チップ65は、二流体ノズルとされている。
図2Bに示すように、燃料噴射チップ65には、中央に気体流路65a、その外周側に複数の油燃料流路65b、その外周側に複数の液体アンモニア燃料流路65cが形成されている。気体流路65aには、油燃料及び液体アンモニア燃料を微粒化するための加圧された蒸気や空気が流れる。気体流路65aは、液体アンモニア燃料流路65cに接続する複数の第1分岐流路65a1と、油燃料流路65bに接続する第2分岐流路65a2とが接続されている。これら分岐流路65a1,65a2から供給される気体によって、液体アンモニア燃料及び油燃料が微粒化されて火炉11内に供給される。
油燃料流路65bの上流側には、油燃料供給源が接続されており、図示しない1又は複数の油燃料バルブによって、その開閉および開度が調整される。油燃料バルブは、制御部によって制御可能となっている。
液体アンモニア燃料流路65cの上流側には、液体アンモニア供給源50(図1参照)が接続されており、図示しない1又は複数の液体アンモニア燃料バルブによって、その開閉および開度が調整される。液体アンモニア燃料バルブは、制御部によって制御可能となっている。
上記構成の燃料噴射チップ65によって、液体アンモニア燃料及び油燃料が選択的に噴射することができるようになっている。
A fuel injection tip 65 (see FIG. 2B) is provided inside the inner cylindrical nozzle 61. The fuel injection tip 65 is a two-fluid nozzle.
2B , the fuel injection tip 65 has a gas flow path 65a formed in the center, a plurality of oil fuel flow paths 65b on the outer periphery thereof, and a plurality of liquid ammonia fuel flow paths 65c on the outer periphery thereof. Pressurized steam or air for atomizing the oil fuel and liquid ammonia fuel flows through the gas flow path 65a. The gas flow path 65a is connected to a plurality of first branch flow paths 65a1 connected to the liquid ammonia fuel flow path 65c, and a second branch flow path 65a2 connected to the oil fuel flow path 65b. The liquid ammonia fuel and oil fuel are atomized by the gas supplied from these branch flow paths 65a1 and 65a2 and supplied into the furnace 11.
An oil fuel supply source is connected to the upstream side of the oil fuel flow path 65b, and the opening/closing and opening degree of the oil fuel valves are adjusted by one or more oil fuel valves (not shown). The oil fuel valves can be controlled by a control unit.
The liquid ammonia supply source 50 (see FIG. 1) is connected to the upstream side of the liquid ammonia fuel flow path 65c, and the opening/closing and opening degree of the liquid ammonia fuel flow path 65c are adjusted by one or more liquid ammonia fuel valves (not shown). The liquid ammonia fuel valves can be controlled by a control unit.
The fuel injection tip 65 having the above-described configuration is capable of selectively injecting liquid ammonia fuel and oil fuel.
図2Aに示すように、内筒ノズル61の先端の外周には、コアエアノズル63との間に第1保炎器67が設けられている。第1保炎器67は、例えば羽根形状とされており、コアエアノズル63を流れる燃焼用空気としてのコアエア(中心空気)に対して中心軸線CL回りに旋回を与える。第1保炎器67によって、内筒ノズル61から噴射された液体アンモニア燃料の火炎の保炎が行われる。 As shown in Figure 2A, a first flame stabilizer 67 is provided on the outer periphery of the tip of the inner cylindrical nozzle 61, between it and the core air nozzle 63. The first flame stabilizer 67 is, for example, vane-shaped, and imparts a swirl to the core air (central air) serving as combustion air flowing through the core air nozzle 63 around the central axis CL. The first flame stabilizer 67 stabilizes the flame of the liquid ammonia fuel injected from the inner cylindrical nozzle 61.
外筒ノズル62内には、ミル31(図1参照)から導かれた微粉燃料と一次空気が供給される。ただし、アンモニア専焼の場合には、微粉燃料は供給されずにノズルを冷却するための冷空気のみが供給される。Pulverized fuel and primary air guided from the mill 31 (see Figure 1) are supplied into the outer cylindrical nozzle 62. However, in the case of ammonia monofuel combustion, no pulverized fuel is supplied, and only cold air is supplied to cool the nozzle.
外筒ノズル62内には、ベンチュリ68と濃縮器69が設けられている。 ベンチュリ68は、外筒ノズル62の内壁に周方向に延在して設けられており、内周側に膨出する形状によって外筒ノズル62内の流路を縮小する。例えば、上流側に位置するとともに内周側に傾斜する上流側傾斜部68aと、上流側傾斜部68aの頂点に接続されるとともに下流側に向かって外周側に傾斜する下流側傾斜部68bとを備えている。ベンチュリ68によって、中心軸線CLに向かう速度成分が流れに対して与えられる。 A venturi 68 and a concentrator 69 are provided within the outer cylindrical nozzle 62. The venturi 68 extends circumferentially on the inner wall of the outer cylindrical nozzle 62 and reduces the flow path within the outer cylindrical nozzle 62 by bulging inward. For example, it has an upstream inclined portion 68a located upstream and inclined inward, and a downstream inclined portion 68b connected to the apex of the upstream inclined portion 68a and inclined outward toward the downstream side. The venturi 68 imparts a velocity component to the flow that points toward the central axis CL.
濃縮器69は、ベンチュリ68の下流側に位置し、コアエアノズル63の外壁に周方向に延在して固定され、外周側に膨出する形状を有している。例えば、上流側に位置するとともに外周側に傾斜する上流側傾斜部69aと、上流側傾斜部68aの頂点に接続されるとともに中心軸線CLと平行に延在する円筒部69cと、円筒部69cの下流端に接続されるとともに下流側に向かって内周側に傾斜する下流側傾斜部69bとを備えている。The concentrator 69 is located downstream of the venturi 68, is fixed to the outer wall of the core air nozzle 63, and extends circumferentially, bulging outward. For example, it includes an upstream inclined portion 69a located upstream and inclined outward, a cylindrical portion 69c connected to the apex of the upstream inclined portion 68a and extending parallel to the central axis CL, and a downstream inclined portion 69b connected to the downstream end of the cylindrical portion 69c and inclined inward toward the downstream side.
濃縮器69によって、ベンチュリ68で縮小された流路が拡大され、外筒ノズル62側の方向(半径方向)に向かう速度成分が流れに対して与えられる。微粉燃料は、一次空気よりも慣性力が大きいので、ベンチュリ68及び濃縮器69によって外筒ノズル62の内壁側に集められ、微粉燃料の高濃度領域を形成する。The concentrator 69 expands the flow path narrowed by the venturi 68, imparting a velocity component to the flow toward the outer nozzle 62 (radial direction). Because pulverized fuel has a greater inertial force than primary air, it is collected by the venturi 68 and concentrator 69 on the inner wall side of the outer nozzle 62, forming a high-concentration region of pulverized fuel.
外筒ノズル62の先端でかつ外周側には、バッフルとされた第2保炎器71が設けられている。第2保炎器71は、外筒ノズル62を正面から見た場合にリング形状とされている。第2保炎器71によって、二次空気流路73を流れる二次空気の流れを部分的に遮り、その下流側に保炎領域を形成する。これにより、外筒ノズル62から供給された微粉燃料の火炎の保炎が行われる。 A second flame stabilizer 71, acting as a baffle, is provided at the tip and outer periphery of the outer cylindrical nozzle 62. The second flame stabilizer 71 is ring-shaped when the outer cylindrical nozzle 62 is viewed from the front. The second flame stabilizer 71 partially blocks the flow of secondary air through the secondary air flow passage 73, forming a flame-stabilizing region downstream of it. This stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle 62.
二次空気流路73は、外筒ノズル62を覆うように設けられている。二次空気流路73の外周側には、二次空気流路73を覆うように三次空気流路74が設けられている。三次空気流路74内には、三次空気に対して旋回を与える旋回器74aが設けられている。 The secondary air flow path 73 is arranged to cover the outer cylindrical nozzle 62. A tertiary air flow path 74 is arranged on the outer periphery of the secondary air flow path 73 to cover the secondary air flow path 73. A swirler 74a is provided within the tertiary air flow path 74 to impart a swirl to the tertiary air.
次に、上記構成のバーナ21の動作について説明する。
<微粉燃料の専焼時>
微粉燃料の専焼を行う場合には、液体アンモニア供給源50(図1参照)からの液体アンモニアの供給を停止した上で、バーナ21を起動するために、油燃料を内筒ノズル61の燃料噴射チップ65から火炉11内に噴射する。油燃料は、内筒ノズル61の燃料噴射チップ65の油燃料流路65bを通り、気体流路65aの第2分岐流路65a2から導かれた蒸気等の気体によって微粒化されて火炉11内に噴射される。噴射された油燃料は、コアエアノズル63から導かれた燃焼用空気とともに火炎を形成する。油燃料による火炎は、第1保炎器67によって保炎される。そして、所定温度まで火炉11内が昇温されて起動が終了すると、油燃料の供給が停止される。油燃料の供給が停止されると、燃料噴射チップ65から微量の気体が燃料噴射チップ65の冷却用として流される。このとき、燃料噴射チップ65に液体アンモニア燃料が供給されることはない。
Next, the operation of the burner 21 having the above configuration will be described.
<When using pulverized fuel exclusively>
When performing mono-combustion of pulverized fuel, the supply of liquid ammonia from the liquid ammonia supply source 50 (see FIG. 1 ) is stopped, and then oil fuel is injected into the furnace 11 from the fuel injection tip 65 of the inner cylindrical nozzle 61 to start the burner 21. The oil fuel passes through the oil fuel flow path 65b of the fuel injection tip 65 of the inner cylindrical nozzle 61, is atomized by gas such as steam guided from the second branch flow path 65a2 of the gas flow path 65a, and is then injected into the furnace 11. The injected oil fuel forms a flame together with combustion air guided from the core air nozzle 63. The flame produced by the oil fuel is stabilized by the first flame stabilizer 67. Then, when the temperature inside the furnace 11 rises to a predetermined temperature and startup is completed, the supply of oil fuel is stopped. When the supply of oil fuel is stopped, a small amount of gas flows from the fuel injection tip 65 to cool the fuel injection tip 65. At this time, no liquid ammonia fuel is supplied to the fuel injection tip 65.
バーナの起動時に所定時間経過した後に、外筒ノズル62から微粉燃料及び一次空気が徐々に供給されて、微粉燃料による火炎が形成される。バーナ起動後は、微粉燃料による火炎のみが火炉11内に形成されて、微粉燃料の専焼が行われる。微粉燃料による火炎は、第2保炎器71によって保炎され、二次空気流路73から供給される二次空気、及び、三次空気流路74から供給される三次空気によって段階的に燃焼が行われる。 After a predetermined time has elapsed since starting the burner, pulverized fuel and primary air are gradually supplied from the outer nozzle 62, and a flame using the pulverized fuel is formed. After the burner is started, only a flame using the pulverized fuel is formed in the furnace 11, and the pulverized fuel is burned exclusively. The flame using the pulverized fuel is stabilized by the second flame stabilizer 71, and combustion is carried out in stages using secondary air supplied from the secondary air flow path 73 and tertiary air supplied from the tertiary air flow path 74.
<液体アンモニア燃料の専焼時>
液体アンモニア燃料の専焼を行う場合には、ミル31の運転を停止して微粉燃料の供給を停止する。ただし、一次空気は外筒ノズル62を介して適量が供給される。
そして、バーナ21を起動するために、油燃料を内筒ノズル61の燃料噴射チップ65から火炉11内に噴射する。油燃料は、内筒ノズル61の燃料噴射チップ65の油燃料流路65bを通り、気体流路65aの第2分岐流路65a2から導かれた蒸気等の気体によって微粒化されて火炉11内に噴射される。噴射された油燃料は、コアエアノズル63から導かれた燃焼用空気とともに火炎を形成する。油燃料による火炎は、第1保炎器67によって保炎される。そして、所定温度まで火炉11内が昇温されて起動が終了すると、油燃料の供給が停止される。油燃料の供給が停止されると、燃料噴射チップ65から微量の気体が燃料噴射チップ65の冷却用として流される。
<When using liquid ammonia fuel exclusively>
When the liquid ammonia fuel is exclusively burned, the operation of the mill 31 is stopped to stop the supply of pulverized fuel. However, an appropriate amount of primary air is supplied through the outer cylindrical nozzle 62.
Then, to start the burner 21, oil fuel is injected into the furnace 11 from the fuel injection tip 65 of the inner cylindrical nozzle 61. The oil fuel passes through the oil fuel flow path 65b of the fuel injection tip 65 of the inner cylindrical nozzle 61, is atomized by gas such as steam guided from the second branch flow path 65a2 of the gas flow path 65a, and is injected into the furnace 11. The injected oil fuel forms a flame together with combustion air guided from the core air nozzle 63. The flame produced by the oil fuel is stabilized by the first flame stabilizer 67. Then, when the temperature inside the furnace 11 has risen to a predetermined temperature and startup is completed, the supply of oil fuel is stopped. When the supply of oil fuel is stopped, a small amount of gas flows from the fuel injection tip 65 to cool the fuel injection tip 65.
バーナの起動を開始して所定時間経過した後に、液体アンモニア供給源50から液体アンモニアが内筒ノズル61の燃料噴射チップ65に徐々に供給されて、コアエアノズル63から供給される燃焼用空気とともに液体アンモニア燃料による火炎が形成される。バーナ起動後は、液体アンモニア燃料による火炎のみが火炉11内に形成されて、液体アンモニア燃料の専焼が行われる。液体アンモニア燃料による火炎は、第1保炎器67によって保炎され、外筒ノズル62から供給される一次空気、二次空気流路73から供給される二次空気、及び、三次空気流路74から供給される三次空気によって段階的に燃焼が行われる。 After a predetermined time has elapsed since the burner was started, liquid ammonia is gradually supplied from the liquid ammonia supply source 50 to the fuel injection tip 65 of the inner cylindrical nozzle 61, and a flame is formed using liquid ammonia fuel together with combustion air supplied from the core air nozzle 63. After the burner is started, only a flame using liquid ammonia fuel is formed in the furnace 11, and the liquid ammonia fuel is burned exclusively. The flame using liquid ammonia fuel is stabilized by the first flame stabilizer 67, and combustion is carried out in stages using primary air supplied from the outer cylindrical nozzle 62, secondary air supplied from the secondary air passage 73, and tertiary air supplied from the tertiary air passage 74.
以上説明した本実施形態の作用効果は以下の通りである。
内筒ノズル61に燃料噴射チップ65を設け、液体アンモニア燃料と油燃料を別々に分けて噴射できるようにした。これにより、バーナ21の起動時に油燃料を用いることができるだけでなく、液体アンモニア燃料の専焼と微粉燃料の専焼とを行うことができる。
燃料噴射チップ65によってアンモニア燃料を液体として用いることができるので、アンモニア燃料の専焼として必要な発熱量を確保することができる。
バーナ21の起動時には、内筒ノズル61から油燃料を選択的に供給することによってバーナ21の起動を行う。バーナ21の起動後は、油燃料の供給を停止する。
液体アンモニア燃料の専焼を行う場合には、内筒ノズル61から選択的に液体アンモニア燃料を供給しかつ外筒ノズル62から一次空気を供給する。このとき、第1保炎器67によって液体アンモニア燃料の火炎保持が行われる。このとき、外筒ノズル62から微粉燃料は供給されない。
微粉燃料の専焼を行う場合には、外筒ノズル62から供給される微粉燃料および一次空気によって微粉燃料の専焼が行われる。このとき、第2保炎器71によって微粉燃料の火炎保持が行われる。このとき、内筒ノズル61から液体アンモニア燃料は供給されない。
The above-described embodiment has the following advantages.
A fuel injection tip 65 is provided on the inner cylinder nozzle 61, so that liquid ammonia fuel and oil fuel can be injected separately. This not only makes it possible to use oil fuel when starting the burner 21, but also makes it possible to perform exclusive combustion of liquid ammonia fuel and exclusive combustion of pulverized fuel.
The fuel injection tip 65 allows the ammonia fuel to be used in a liquid state, so that the amount of heat generated necessary for mono-fuel combustion of ammonia fuel can be ensured.
When starting the burner 21, the burner 21 is started by selectively supplying oil fuel from the inner cylindrical nozzle 61. After the burner 21 has started, the supply of oil fuel is stopped.
When performing mono-combustion of liquid ammonia fuel, liquid ammonia fuel is selectively supplied from the inner cylindrical nozzle 61 and primary air is supplied from the outer cylindrical nozzle 62. At this time, the flame of the liquid ammonia fuel is maintained by the first flame stabilizer 67. At this time, pulverized fuel is not supplied from the outer cylindrical nozzle 62.
When performing mono-combustion of pulverized fuel, the mono-combustion of pulverized fuel is performed by the pulverized fuel and primary air supplied from the outer cylindrical nozzle 62. At this time, the flame of the pulverized fuel is maintained by the second flame stabilizer 71. At this time, liquid ammonia fuel is not supplied from the inner cylindrical nozzle 61.
内筒ノズル61の外周側にコアエアノズル63を設けることによって内筒ノズル61から供給された液体アンモニア燃料または油燃料に燃焼用空気を供給することができる。そして、コアエアノズル63に第1保炎器67を設けることによって、液体アンモニア燃料または油燃料の火炎を安定させることができる。 By providing a core air nozzle 63 on the outer periphery of the inner cylinder nozzle 61, combustion air can be supplied to the liquid ammonia fuel or oil fuel supplied from the inner cylinder nozzle 61. Furthermore, by providing a first flame stabilizer 67 on the core air nozzle 63, the flame of the liquid ammonia fuel or oil fuel can be stabilized.
[第2実施形態]
次に、本開示の第2実施形態について、図3を用いて説明する。
本実施形態は、微粉燃料の専焼と液体アンモニアの専焼が行われることは第1実施形態と同様であるが、第1実施形態に対してのコアエアノズル63等を省略して旋回羽根を設けた点が相違する。したがって、以下では、第1実施形態と同様の構成については同一符号を付し、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG.
This embodiment is similar to the first embodiment in that the combustion of pulverized fuel and the combustion of liquid ammonia are performed, but differs from the first embodiment in that the core air nozzle 63 and the like are omitted and swirl vanes are provided. Therefore, in the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the differences from the first embodiment will be mainly described.
図3に示されているように、内筒ノズル61の外壁には、第1旋回羽根76と第2旋回羽根77とが設けられている。これら旋回羽根76,77は、中心軸線CL回りの周方向に複数設けられている。なお、内筒ノズル61と外筒ノズル62との間には、第1実施形態の図2Aに示したベンチュリ68及び濃縮器69は設けられていない。As shown in Figure 3, a first swirl vane 76 and a second swirl vane 77 are provided on the outer wall of the inner cylindrical nozzle 61. Multiple swirl vanes 76, 77 are provided in the circumferential direction around the central axis CL. Note that the venturi 68 and concentrator 69 shown in Figure 2A of the first embodiment are not provided between the inner cylindrical nozzle 61 and the outer cylindrical nozzle 62.
第1旋回羽根76は、外筒ノズル62内を流れる微粉燃料及び一次空気に対して中心軸線CL回りに旋回を与える。第2旋回羽根77は、第1旋回羽根76に対して一次空気の流れ方向の下流側に位置しており、第1旋回羽根76とは反対の方向に旋回を与える。
内筒ノズル61内に、図2Bに示した燃料噴射チップ65が設けられていることは、第1実施形態と同様である。
The first swirl vane 76 imparts a swirl about the central axis CL to the pulverized fuel and primary air flowing inside the outer cylindrical nozzle 62. The second swirl vane 77 is located downstream of the first swirl vane 76 in the flow direction of the primary air, and imparts a swirl in the opposite direction to that of the first swirl vane 76.
As in the first embodiment, the fuel injection tip 65 shown in FIG. 2B is provided inside the inner cylinder nozzle 61 .
本実施形態の作用効果は、第1実施形態と共通する作用効果に加えて、以下の通りである。
第1旋回羽根76によって中心軸線CL回りに旋回を与えた後に、第2旋回羽根77によって反対方向の旋回を与える。これにより、外筒ノズル62に微粉燃料及び一次空気を供給する微粉燃料の専焼を行う場合は、第1旋回羽根76によって微粉燃料が外筒ノズル62の内壁側に導かれて燃料濃縮が行われる。第2旋回羽根77は、第1旋回羽根76によって旋回を与えられた一次空気の旋回を戻すことによって、一次空気の流れを適正にすることができる。
液体アンモニア燃料の専焼を行う場合には、下流側に位置する第2旋回羽根77を保炎器として用いることができる。
In addition to the effects common to the first embodiment, the present embodiment has the following effects.
After the first swirl vane 76 imparts a swirl about the central axis CL, the second swirl vane 77 imparts a swirl in the opposite direction. As a result, when performing mono-fuel combustion of pulverized fuel by supplying pulverized fuel and primary air to the external nozzle 62, the first swirl vane 76 guides the pulverized fuel to the inner wall of the external nozzle 62, thereby concentrating the fuel. The second swirl vane 77 returns the swirl of the primary air that has been swirled by the first swirl vane 76, thereby optimizing the flow of the primary air.
When liquid ammonia fuel is exclusively burned, the second swirl vane 77 located downstream can be used as a flame stabilizer.
[第3実施形態]
次に、本開示の第3実施形態について、図4A及び図4Bを用いて説明する。
本実施形態は、微粉燃料の専焼と液体アンモニアの専焼が行われることは第1実施形態と同様であるが、第1実施形態に対してのコアエアノズル63等を省略して外筒ノズル62の外側から液体アンモニア燃料を噴射する点で相違する。したがって、以下では、第1実施形態と同様の構成については同一符号を付し、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
This embodiment is similar to the first embodiment in that the pulverized fuel and the liquid ammonia are exclusively combusted, but differs from the first embodiment in that the core air nozzle 63 and the like are omitted and the liquid ammonia fuel is injected from the outside of the outer cylindrical nozzle 62. Therefore, in the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the differences from the first embodiment will be mainly described.
図4Aに示されているように、内筒ノズル61は油燃料のみを供給する。内筒ノズル61内には、油燃料を噴射するための油燃料噴射チップが設けられている(図示せず)。この油燃料噴射チップ内には、油流路が形成されており、複数の噴射孔から微粒化された油燃料が火炉11内に向けて噴射される。油燃料噴射チップは、二流体ノズルを用いても良いし、圧力噴霧としても良い。 As shown in Figure 4A, the inner cylinder nozzle 61 supplies only oil fuel. An oil fuel injection tip (not shown) for injecting oil fuel is provided within the inner cylinder nozzle 61. An oil flow path is formed within this oil fuel injection tip, and atomized oil fuel is injected from multiple injection holes toward the furnace 11. The oil fuel injection tip may be a two-fluid nozzle or may be a pressure spray.
内筒ノズル61の外周には、濃縮器69が設けられている。濃縮器69の作用は第1実施形態と同様である。 A concentrator 69 is provided on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle 61. The function of the concentrator 69 is the same as in the first embodiment.
外筒ノズル62の外周側でかつ三次空気流路74に相当する位置に、液体アンモニアノズル80が設けられている。液体アンモニアノズル80は、中心軸線CL回りに複数設けられ、液体アンモニア供給源50(図1参照)から供給された液体アンモニア燃料を火炉11内に噴射する。各液体アンモニアノズル80は、その先端側が中心軸線CLに向かう方向に傾斜している。 Liquid ammonia nozzles 80 are provided on the outer periphery of the outer cylindrical nozzle 62 at a position corresponding to the tertiary air flow path 74. Multiple liquid ammonia nozzles 80 are provided around the central axis CL and inject liquid ammonia fuel supplied from the liquid ammonia supply source 50 (see Figure 1) into the furnace 11. The tip of each liquid ammonia nozzle 80 is inclined toward the central axis CL.
液体アンモニアノズル80内には、液体アンモニア噴射チップ82が設けられている。液体アンモニア噴射チップ82内には、図4Bに示すように、液体アンモニア流路が形成されており、複数の噴射孔82aから微粒化された液体アンモニア燃料が火炉11内に向けて噴射される。液体アンモニア噴射チップ82によって、液体アンモニア燃料は圧力噴霧によって噴射される。 A liquid ammonia injection tip 82 is provided within the liquid ammonia nozzle 80. As shown in FIG. 4B, a liquid ammonia flow path is formed within the liquid ammonia injection tip 82, and atomized liquid ammonia fuel is injected into the furnace 11 from multiple injection holes 82a. The liquid ammonia injection tip 82 injects the liquid ammonia fuel by pressure spraying.
本実施形態の作用効果は、第1実施形態と共通する作用効果に加えて、以下の通りである。
液体アンモニア噴射チップ82によってアンモニア燃料を液体として用いることができるので、アンモニア燃料の専焼として必要な発熱量を確保することができる。
第1実施形態と同様に、内筒ノズル61から油燃料を供給することによって、バーナの起動を行うことができる。
液体アンモニア燃料の専焼を行う場合には、液体アンモニアノズル80から液体アンモニア燃料を供給しかつ外筒ノズル62から一次空気を供給する。このとき、外筒ノズル62から微粉燃料は供給されない。
微粉燃料の専焼を行う場合には、外筒ノズル62から供給される微粉燃料および一次空気によって微粉燃料の専焼が行われる。このとき、保炎器71によって微粉燃料の火炎保持が行われる。液体アンモニアノズル80から液体アンモニア燃料は供給されない。
液体アンモニアノズル80を複数設け、外筒ノズル62の外周側から中心軸線CLに向かう方向に液体アンモニア燃料を噴射する構成とすることによって、微粉燃料用バーナの構造を大きく変更することなくアンモニア専焼の構成を実現することができる。なお、保炎器71によってアンモニア火炎の保炎を行うように、中心軸線CLに対して接線方向に噴射する構成としても良い。
In addition to the effects common to the first embodiment, the present embodiment has the following effects.
The liquid ammonia injection tip 82 allows ammonia fuel to be used in a liquid state, so that the amount of heat generated necessary for mono-fuel combustion of ammonia fuel can be ensured.
As in the first embodiment, the burner can be started by supplying oil fuel from the inner cylindrical nozzle 61 .
When liquid ammonia fuel is exclusively burned, liquid ammonia fuel is supplied from the liquid ammonia nozzle 80 and primary air is supplied from the outer cylindrical nozzle 62. At this time, pulverized fuel is not supplied from the outer cylindrical nozzle 62.
When the pulverized fuel is exclusively combusted, the pulverized fuel is combusted with the pulverized fuel and primary air supplied from the outer cylindrical nozzle 62. At this time, the flame of the pulverized fuel is maintained by the flame stabilizer 71. Liquid ammonia fuel is not supplied from the liquid ammonia nozzle 80.
By providing a plurality of liquid ammonia nozzles 80 and configuring the burner to inject liquid ammonia fuel from the outer periphery of the outer cylindrical nozzle 62 in a direction toward the central axis CL, it is possible to realize an ammonia mono-fuel configuration without significantly modifying the structure of the pulverized fuel burner. Note that the configuration may also be such that the liquid ammonia is injected in a tangential direction to the central axis CL so that the ammonia flame is stabilized by the flame stabilizer 71.
[第4実施形態]
次に、本開示の第4実施形態について、図5から図10を用いて説明する。
本実施形態は、微粉燃料の専焼と液体アンモニアの専焼が行われることは第3実施形態と同様であるが、第3実施形態に対してコアエアノズルを設けている点などが相違する。したがって、以下では、第3実施形態と同様の構成については同一符号を付し、第3実施形態に対する相違点について主として説明する。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 5 to 10. FIG.
This embodiment is similar to the third embodiment in that both pulverized fuel and liquid ammonia are exclusively combusted, but differs from the third embodiment in that a core air nozzle is provided, etc. Therefore, in the following, the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the differences from the third embodiment will be mainly described.
本実施形態のバーナ21は、外筒ノズル62の内周側でかつ内筒ノズル61の外周側に位置するとともに、内筒ノズル61を覆うように設けらたコアエアノズル(エアノズル)63を備えている。コアエアノズル63内には、燃焼用空気と液体アンモニアが供給される。コアエアノズル63の先端は、内筒ノズル61の先端よりも上流側に位置している。 The burner 21 of this embodiment is equipped with a core air nozzle (air nozzle) 63, which is located on the inner periphery of the outer cylindrical nozzle 62 and on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle 61, and which is provided so as to cover the inner cylindrical nozzle 61. Combustion air and liquid ammonia are supplied into the core air nozzle 63. The tip of the core air nozzle 63 is located upstream of the tip of the inner cylindrical nozzle 61.
内筒ノズル61の外周には、第1旋回羽根76及び第2旋回羽根77が設けられている。第1旋回羽根76及び第2旋回羽根77は、第2実施形態と(図3)と同様である。なお、第1旋回羽根76及び第2旋回羽根77に代えて、図2に示した濃縮器(微粉炭濃度調整器)69を設けても良い。この場合、図2のように、コアエアノズル63の先端よりも下流側でかつ濃縮器69の上流側に、ベンチュリ68を設ける。 A first swirl vane 76 and a second swirl vane 77 are provided on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle 61. The first swirl vane 76 and the second swirl vane 77 are the same as those in the second embodiment (Figure 3). Note that the first swirl vane 76 and the second swirl vane 77 may be replaced with a concentrator (pulverized coal concentration regulator) 69 shown in Figure 2. In this case, as shown in Figure 2, a venturi 68 is provided downstream of the tip of the core air nozzle 63 and upstream of the concentrator 69.
液体アンモニアノズル80は、図4Aに示した第3実施形態と異なり、中心軸線CLと平行に設けられている。ただし、第3実施形態のように液体アンモニアノズル80を中心軸線CL側に傾斜させても良い。 Unlike the third embodiment shown in Figure 4A, the liquid ammonia nozzle 80 is arranged parallel to the central axis CL. However, as in the third embodiment, the liquid ammonia nozzle 80 may be inclined toward the central axis CL.
<微粉燃料の専焼時>
微粉炭燃料の専焼時には、液体アンモニア供給源50(図1参照)からの液体アンモニアの供給を停止する。そして、図6に示すように、外筒ノズル62から微粉燃料及び一次空気が供給されて、微粉燃料による火炎FL1が形成される。微粉燃料による火炎は、第2保炎器71によって保炎される。このとき、内筒ノズル61内には油は供給されず(休止)、コアエアノズル63内には空気及び液体アンモニアは供給されず(休止)、液体アンモニアノズル80には液体アンモニアは供給されない(休止)。
<When using pulverized fuel exclusively>
When pulverized coal fuel is burned exclusively, the supply of liquid ammonia from the liquid ammonia supply source 50 (see FIG. 1) is stopped. Then, as shown in FIG. 6, pulverized fuel and primary air are supplied from the outer cylindrical nozzle 62, and a flame FL1 is formed using the pulverized fuel. The flame using the pulverized fuel is stabilized by the second flame stabilizer 71. At this time, no oil is supplied into the inner cylindrical nozzle 61 (suspended), no air or liquid ammonia is supplied into the core air nozzle 63 (suspended), and no liquid ammonia is supplied to the liquid ammonia nozzle 80 (suspended).
矢印A1は、二次空気流路73から供給される二次空気、及び、三次空気流路74から供給される三次空気によって形成される外周空気の流れを示している。この矢印A1と火炎FL1との間には、高温還元域が形成される。 Arrow A1 indicates the flow of peripheral air formed by secondary air supplied from secondary air flow path 73 and tertiary air supplied from tertiary air flow path 74. A high-temperature reduction zone is formed between this arrow A1 and flame FL1.
<液体アンモニア燃料の専焼時>
液体アンモニア燃料の専焼を行う場合には、ミル31(図1参照)の運転を停止して微粉燃料の供給を停止する。
そして、図7に示すように、液体アンモニア供給源50から液体アンモニアが液体アンモニアノズル80に供給されて、コアエアノズル63から供給される燃焼用空気とともに液体アンモニア燃料による火炎FL2が形成される。外筒ノズル62内には、微粉燃料及び空気は供給されない(休止)。
<When using liquid ammonia fuel exclusively>
When the liquid ammonia fuel is exclusively burned, the operation of the mill 31 (see FIG. 1) is stopped to stop the supply of pulverized fuel.
7, liquid ammonia is supplied from the liquid ammonia supply source 50 to the liquid ammonia nozzle 80, and a flame FL2 is formed by the liquid ammonia fuel together with combustion air supplied from the core air nozzle 63. Neither pulverized fuel nor air is supplied into the outer cylindrical nozzle 62 (stopped).
コアエアノズル63から燃焼用空気を供給することによって、火炎FL2を外周側に向かわさせずにバーナ21の中心軸線CLに沿って形成することができる。例えば、図8に示すように、コアエアノズル63を設けずに燃焼用空気をバーナ21の中心軸線側から流さない場合には、矢印A1で示した外周空気の流れにつられて火炎FL2が外周側を向いてしまう。 By supplying combustion air from the core air nozzle 63, the flame FL2 can be formed along the central axis CL of the burner 21 without being directed toward the outer periphery. For example, as shown in Figure 8, if the core air nozzle 63 is not provided and the combustion air is not flowed from the central axis of the burner 21, the flame FL2 will be drawn toward the outer periphery by the flow of peripheral air indicated by arrow A1.
なお、図9に示すように、コアエアノズル63から燃焼用空気に加えて液体アンモニアを供給するようにしても良い。これにより、バーナ21の出口での着火を促進することができる。 As shown in Figure 9, liquid ammonia may be supplied in addition to combustion air from the core air nozzle 63. This can promote ignition at the outlet of the burner 21.
また、図10に示すように、コアエアノズル63の上流側に接続されたコアエアノズルダクト64に、液体アンモニアを供給することとしても良い。これにより、図9のようにコアエアノズル63に液体アンモニアを供給する場合に比べて、液体アンモニアと空気の混合を促進することができる。 10, liquid ammonia may be supplied to a core air nozzle duct 64 connected to the upstream side of the core air nozzle 63. This makes it possible to promote mixing of the liquid ammonia and air compared to the case in which liquid ammonia is supplied to the core air nozzle 63 as shown in FIG.
本実施形態の作用効果は、第3実施形態と共通する作用効果に加えて、以下の通りである。
液体アンモニアの専焼時に、コアエアノズル63から燃焼用空気を供給することによって、液体アンモニアノズル80によって形成された火炎FL2を、外周側に向かわさせずにバーナ21の中心軸線CLに沿って形成することができる。
In addition to the effects common to the third embodiment, the present embodiment has the following effects.
When liquid ammonia is burned exclusively, by supplying combustion air from the core air nozzle 63, the flame FL2 formed by the liquid ammonia nozzle 80 can be formed along the central axis CL of the burner 21 without being directed toward the outer periphery.
液体アンモニアの専焼時に、コアエアノズル63に液体アンモニアを供給することとしたので、バーナ21の出口での着火を促進することができる。 When liquid ammonia is burned exclusively, liquid ammonia is supplied to the core air nozzle 63, which promotes ignition at the outlet of the burner 21.
コアエアノズル63の先端を内筒ノズル61の先端よりも上流側に位置させることによって、内筒ノズル61と外筒ノズル62との間の微粉炭が流通する空間が狭くなることを可及的に防止できる。これにより、微粉炭の専焼時の燃焼性能が損なわれることを回避できる。 By positioning the tip of the core air nozzle 63 upstream of the tip of the inner cylindrical nozzle 61, it is possible to minimize the narrowing of the space through which pulverized coal flows between the inner cylindrical nozzle 61 and the outer cylindrical nozzle 62. This prevents the combustion performance of pulverized coal from being impaired when burning only pulverized coal.
上述した各実施形態では、本発明のボイラを、燃料に固体燃料を使用するボイラとして説明した。ボイラに使用される固体燃料としては、石炭、バイオマス燃料、石油コークス(PC:Petroleum Coke)燃料、石油残渣などが使用される。In each of the above-described embodiments, the boiler of the present invention has been described as a boiler that uses solid fuel as fuel. Examples of solid fuels used in boilers include coal, biomass fuel, petroleum coke (PC), and petroleum residue.
さらに、上述した各実施形態では、以下の作用効果を奏する。
ボイラの壁面に上下複数段、左右複数列のバーナを配置する壁面燃焼式のボイラの場合で、例えば火炉の前壁(F)と後壁(R)それぞれに上下3段(H、M、L)、左右4列の計24基のバーナを配置したボイラを例とした説明する。
Furthermore, the above-described embodiments have the following advantages.
In the case of a wall-fired boiler in which burners are arranged in multiple rows on the boiler wall, one on top of the other and in multiple rows on the left and right, we will use as an example a boiler in which 24 burners are arranged in three rows on the top and bottom (H, M, L) and four rows on the left and right on each of the front wall (F) and rear wall (R) of the furnace.
計6段分のバーナのうち、1段は休止、残り5段でボイラの定格出力を得て、休止段をローテーションする運用が取られるケースがある。ここで仮にいずれか単一の燃料種しか燃焼できないバーナをそれぞれ特定の段に配置した場合、当該ボイラの設定されたある運用期間中の燃料混焼率は当然に固定的なものとなる。複数燃料の調達・供給の状況等によって混焼率を調整するといった運用には対応しにくい。 Of the six burner stages, one stage is idled and the remaining five stages provide the boiler's rated output, with the idle stages rotated. If burners capable of burning only one type of fuel were placed in each specific stage, the fuel mix ratio for the boiler during a set operating period would naturally be fixed. This makes it difficult to adjust the mix ratio depending on the procurement and supply status of multiple fuels.
また、例えば、微粉燃料で得られる出力に比べ、アンモニア燃料で得られる出力が低いバーナであれば、当然ボイラ全体として混焼ないしアンモニア専焼とした際の出力も下がることとなる。 Furthermore, for example, if a burner can produce lower output when using ammonia fuel than when using pulverized fuel, the output of the entire boiler will naturally also be lower when it is operated in a mixed or ammonia-only combustion mode.
仮に同等の出力が得られるバーナであっても、着火性や火炎の安定性に劣るバーナであれば、未燃分の発生やNOxの増大を招くおそれがある。 Even if a burner can produce the same output, if it has poor ignition ability or flame stability, it may result in the generation of unburned fuel and an increase in NOx emissions.
上述した各実施形態に示したバーナ21によれば、微粉燃料の専焼時および液体アンモニアの専焼時のいずれのモードにおいても、燃料の着火性、火炎の安定性に問題を生じることが無く、バーナの出力を同等とすることができ、かつ、未燃分の発生やNOxの増大を招くことが無い。 According to the burner 21 shown in each of the above-described embodiments, in either the mode of exclusively burning pulverized fuel or the mode of exclusively burning liquid ammonia, there are no problems with the ignition of the fuel or the stability of the flame, the burner output can be kept the same, and there is no generation of unburned fuel or an increase in NOx.
よって、微粉燃料の専焼時および液体アンモニアの専焼時のモードをFH、FM、FL、RH、RM、RLの間で独立に切り替えて運転できるので、設定されたある運用期間中の燃料の混焼率を達成することができ、柔軟な運用ができる。 Therefore, when firing pulverized fuel exclusively or liquid ammonia exclusively, the mode can be switched independently between FH, FM, FL, RH, RM, and RL, making it possible to achieve a set fuel mixing ratio during a certain operating period, allowing for flexible operation.
以上説明した各実施形態に記載のバーナ及びこれを備えたボイラ並びにバーナの運転方法は、例えば以下のように把握される。 The burner described in each of the above-described embodiments, the boiler equipped with the same, and the method of operating the burner can be understood, for example, as follows.
本開示の一態様に係るバーナは、中心軸線(CL)に沿って延在し、液体アンモニア燃料または油燃料を火炉内に供給する内筒ノズル(61)と、前記内筒ノズルから供給された前記液体アンモニア燃料または油燃料の火炎を保炎する第1保炎器(67)と、前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズル(62)と、前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する第2保炎器(71)と、を備え、前記内筒ノズルは、前記液体アンモニア燃料が流れるアンモニア流路と、該アンモニア流路とは別系統とされた前記油燃料が流れる油流路とが形成された燃料噴射チップ(65)を備えている。 A burner according to one aspect of the present disclosure comprises an inner cylindrical nozzle (61) extending along a central axis (CL) and supplying liquid ammonia fuel or oil fuel into a furnace, a first flame stabilizer (67) that stabilizes the flame of the liquid ammonia fuel or oil fuel supplied from the inner cylindrical nozzle, an outer cylindrical nozzle (62) extending along the central axis and arranged to cover the inner cylindrical nozzle and supplying pulverized fuel and/or primary air into the furnace, and a second flame stabilizer (71) that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle, and the inner cylindrical nozzle is equipped with a fuel injection tip (65) formed with an ammonia flow path through which the liquid ammonia fuel flows and an oil flow path through which the oil fuel flows, which is separate from the ammonia flow path.
内筒ノズルに燃料噴射チップを設け、液体アンモニア燃料と油燃料を別々に分けて噴射できるようにした。これにより、バーナの起動時に油燃料を用いることができるだけでなく、液体アンモニア燃料の専焼と微粉燃料の専焼とを行うことができる。
燃料噴射チップによってアンモニア燃料を液体として用いることができるので、アンモニア燃料の専焼として必要な発熱量を確保することができる。
バーナの起動時には、内筒ノズルから油燃料を選択的に供給することによってバーナの起動を行う。バーナの起動後は、油燃料の供給を停止する。
液体アンモニア燃料の専焼を行う場合には、内筒ノズルから選択的に液体アンモニア燃料を供給しかつ外筒ノズルから一次空気を供給する。このとき、第1保炎器によって液体アンモニア燃料の火炎保持が行われる。このとき、外筒ノズルから微粉燃料は供給されない。
微粉燃料の専焼を行う場合には、外筒ノズルから供給される微粉燃料および一次空気によって微粉燃料の専焼が行われる。このとき、第2保炎器によって微粉燃料の火炎保持が行われる。このとき、内筒ノズルから液体アンモニア燃料は供給されない。
The inner nozzle is equipped with a fuel injection tip, which allows liquid ammonia fuel and oil fuel to be injected separately. This not only allows oil fuel to be used when starting the burner, but also allows for the exclusive combustion of liquid ammonia fuel and pulverized fuel.
Since the fuel injection tip allows the ammonia fuel to be used in a liquid state, it is possible to ensure the amount of heat generated necessary for mono-fuel combustion of ammonia fuel.
When starting the burner, oil fuel is selectively supplied from the inner cylindrical nozzle to start the burner, and after the burner has started, the supply of oil fuel is stopped.
When performing mono-combustion of liquid ammonia fuel, liquid ammonia fuel is selectively supplied from the inner cylindrical nozzle and primary air is supplied from the outer cylindrical nozzle. At this time, the flame of the liquid ammonia fuel is maintained by the first flame stabilizer. At this time, pulverized fuel is not supplied from the outer cylindrical nozzle.
When the pulverized fuel is exclusively combusted, the pulverized fuel is combusted with the pulverized fuel and primary air supplied from the outer nozzle. At this time, the flame of the pulverized fuel is maintained by the second flame stabilizer. At this time, the liquid ammonia fuel is not supplied from the inner nozzle.
本開示の一態様に係るバーナでは、前記外筒ノズルの内周側でかつ前記内筒ノズルの外周側に位置するとともに、該内筒ノズルを覆うように設けられ、燃焼用空気を供給するエアノズル(63)を備え、前記エアノズルに、前記第1保炎器が設けられている。 In one aspect of the burner disclosed herein, an air nozzle (63) is provided that supplies combustion air and is located on the inner periphery of the outer cylindrical nozzle and on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle, and that covers the inner cylindrical nozzle, and the first flame stabilizer is provided on the air nozzle.
内筒ノズルの外周側にエアノズルを設けることによって内筒ノズルから供給された液体アンモニア燃料または油燃料に燃焼用空気を供給することができる。そして、エアノズルに第1保炎器を設けることによって、液体アンモニア燃料または油燃料の火炎を安定させることができる。 By providing an air nozzle on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle, combustion air can be supplied to the liquid ammonia fuel or oil fuel supplied from the inner cylindrical nozzle. Furthermore, by providing a first flame stabilizer on the air nozzle, the flame of the liquid ammonia fuel or oil fuel can be stabilized.
本開示の一態様に係るバーナでは、前記内筒ノズルの外周に設けられ、前記中心軸線回りに旋回を与える第1旋回羽根(76)と、前記内筒ノズルの外周に設けられ、前記第1旋回羽根に対して前記一次空気の流れ方向の下流側に位置し、前記第1旋回羽根とは反対の方向に旋回を与える第2旋回羽根(77)と、を備えている。 A burner according to one aspect of the present disclosure comprises a first swirl vane (76) provided on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle and imparting swirl around the central axis, and a second swirl vane (77) provided on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle, located downstream of the first swirl vane in the flow direction of the primary air, and imparting swirl in the opposite direction to the first swirl vane.
第1旋回羽根によって中心軸線回りに旋回を与えた後に、第2旋回羽根によって反対方向の旋回を与える。これにより、外筒ノズルに微粉燃料及び一次空気を供給する場合は、第1旋回羽根によって微粉燃料が外筒ノズルの内壁側に導かれて燃料濃縮が行われる。第2旋回羽根は、第1旋回羽根によって旋回を与えられた一次空気の旋回を戻すことによって、一次空気の流れを適正にすることができる。
液体アンモニア燃料の専焼を行う場合には、下流側に位置する第2旋回羽根を第1保炎器として用いることができる。
After the first swirl vane imparts swirl around the central axis, the second swirl vane imparts swirl in the opposite direction. As a result, when pulverized fuel and primary air are supplied to the external nozzle, the first swirl vane guides the pulverized fuel toward the inner wall of the external nozzle, thereby concentrating the fuel. The second swirl vane returns the swirl of the primary air that has been swirled by the first swirl vane, thereby optimizing the flow of primary air.
When liquid ammonia fuel is exclusively burned, the second swirl vane located downstream can be used as the first flame stabilizer.
本開示の一態様に係るバーナは、中心軸線に沿って延在し、油燃料を火炉内に供給する内筒ノズルと、前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズルと、前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する保炎器と、液体アンモニア燃料を前記火炉内に供給する液体アンモニアノズル(80)と、を備え、前記液体アンモニアノズルは、前記液体アンモニア燃料を噴射する液体アンモニア噴射チップ(82)を備えている。 A burner according to one aspect of the present disclosure comprises an inner cylindrical nozzle extending along a central axis and supplying oil fuel into a furnace; an outer cylindrical nozzle extending along the central axis and covering the inner cylindrical nozzle and supplying pulverized fuel and/or primary air into the furnace; a flame stabilizer that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle; and a liquid ammonia nozzle (80) that supplies liquid ammonia fuel into the furnace, the liquid ammonia nozzle comprising a liquid ammonia injection tip (82) that injects the liquid ammonia fuel.
液体アンモニア噴射チップによってアンモニア燃料を液体として用いることができるので、アンモニア燃料の専焼として必要な発熱量を確保することができる。液体アンモニア噴射チップによって、液体アンモニア燃料の圧力噴霧が可能となる。
内筒ノズルから油燃料を供給することによって、バーナの起動を行うことができる。バーナの起動後は、油燃料の供給を停止する。
液体アンモニア燃料の専焼を行う場合には、液体アンモニアノズルから液体アンモニア燃料を供給しかつ外筒ノズルから一次空気を供給する。このとき、外筒ノズルから微粉燃料は供給されない。
微粉燃料の専焼を行う場合には、外筒ノズルから供給される微粉燃料および一次空気によって微粉燃料の専焼が行われる。このとき、保炎器によって微粉燃料の火炎保持が行われる。液体アンモニアノズルから液体アンモニア燃料は供給されない。
The liquid ammonia injection tip allows ammonia fuel to be used in a liquid state, ensuring the calorific value required for mono-fuel combustion of ammonia fuel. The liquid ammonia injection tip enables pressure atomization of liquid ammonia fuel.
The burner can be started by supplying oil fuel through the inner cylindrical nozzle. After the burner is started, the supply of oil fuel is stopped.
When liquid ammonia fuel is exclusively burned, liquid ammonia fuel is supplied from the liquid ammonia nozzle and primary air is supplied from the outer cylindrical nozzle, but pulverized fuel is not supplied from the outer cylindrical nozzle.
When pulverized fuel is exclusively combusted, the pulverized fuel and primary air are supplied from the outer nozzle. At this time, the flame of the pulverized fuel is maintained by a flame stabilizer. Liquid ammonia fuel is not supplied from the liquid ammonia nozzle.
本開示の一態様に係るバーナでは、前記液体アンモニアノズルは、複数設けられ、各前記液体アンモニアノズルは、前記外筒ノズルの外周側から前記中心軸線に向かう方向に前記液体アンモニア燃料を噴射する。 In a burner according to one aspect of the present disclosure, multiple liquid ammonia nozzles are provided, and each liquid ammonia nozzle injects the liquid ammonia fuel in a direction from the outer periphery of the outer cylindrical nozzle toward the central axis.
液体アンモニアノズルを複数設け、外筒ノズルの外周側から中心軸線に向かう方向に液体アンモニア燃料を噴射する構成とすることによって、微粉燃料用バーナの構造を大きく変更することなくアンモニア専焼の構成を実現することができる。なお、保炎器によってアンモニア火炎の保炎を行うように、中心軸に対して接線方向に噴射する構成としても良い。 By providing multiple liquid ammonia nozzles and injecting liquid ammonia fuel from the outer periphery of the outer nozzle toward the central axis, a mono-ammonia combustion configuration can be achieved without significantly modifying the structure of the pulverized fuel burner. It is also possible to inject liquid ammonia in a tangential direction relative to the central axis so that the ammonia flame is stabilized using a flame stabilizer.
本開示の一態様に係るバーナでは、前記外筒ノズルの内周側でかつ前記内筒ノズルの外周側に位置するとともに、該内筒ノズルを覆うように設けられ、燃焼用空気を供給するエアノズルを備えている。 A burner according to one aspect of the present disclosure is provided with an air nozzle that is located on the inner periphery of the outer cylindrical nozzle and on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle, and that covers the inner cylindrical nozzle and supplies combustion air.
エアノズルから燃焼用空気を供給することによって、液体アンモニアノズルによって形成された火炎を、外周側に向かわさせずにバーナの中心軸線に沿って形成することができる。 By supplying combustion air from the air nozzle, the flame formed by the liquid ammonia nozzle can be formed along the central axis of the burner rather than directed toward the outer periphery.
本開示の一態様に係るバーナでは、前記エアノズルに液体アンモニアが供給される。 In a burner according to one aspect of the present disclosure, liquid ammonia is supplied to the air nozzle.
エアノズルに液体アンモニアを供給することによって、バーナの出口での着火を促進することができる。 Supplying liquid ammonia to the air nozzle can promote ignition at the burner outlet.
本開示の一態様に係るバーナでは、前記エアノズルの先端は、前記内筒ノズルの先端よりも上流側に位置している。 In a burner according to one aspect of the present disclosure, the tip of the air nozzle is located upstream of the tip of the inner cylindrical nozzle.
エアノズルの先端を内筒ノズルの先端よりも上流側に位置させることによって、内筒ノズルと外筒ノズルとの間の微粉炭が流通する空間が狭くなることを可及的に防止できる。これにより、微粉炭の専焼時の燃焼性能が損なわれることを回避できる。 By positioning the tip of the air nozzle upstream of the tip of the inner nozzle, it is possible to minimize the narrowing of the space between the inner and outer nozzles through which pulverized coal flows. This prevents a loss of combustion performance when firing pulverized coal exclusively.
本開示の一態様に係るバーナでは、前記内筒ノズルの外周には、該内筒ノズルの先端と前記エアノズルの先端との間に、旋回羽根、及び/又は、ベンチュリ、及び/又は、微粉炭濃度調整器が設けられている。 In a burner according to one aspect of the present disclosure, a swirl vane, a venturi, and/or a pulverized coal concentration regulator is provided on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle between the tip of the inner cylindrical nozzle and the tip of the air nozzle.
内筒ノズルの外周に、内筒ノズルの先端とエアノズルの先端との間に、旋回羽根、及び/又は、ベンチュリ、及び/又は、微粉炭濃度調整器(PCC:Pulverized Coal Concentrator)を設けることによって、バーナをコンパクトに構成することができる。 The burner can be made compact by providing swirl vanes, a venturi, and/or a pulverized coal concentrator (PCC) on the outer periphery of the inner cylindrical nozzle, between the tip of the inner cylindrical nozzle and the tip of the air nozzle.
本開示の一態様に係るバーナでは、前記エアノズルの上流側に接続され、該エアノズルに燃焼用空気を供給するエアノズルダクトを備え、
該エアノズルダクトに液体アンモニアが供給される。
A burner according to one aspect of the present disclosure includes an air nozzle duct connected to the upstream side of the air nozzle and supplying combustion air to the air nozzle,
Liquid ammonia is supplied to the air nozzle duct.
エアノズルダクトに液体アンモニアを供給することによって、バーナの出口での着火を促進することができる。また、エアノズルダクトに液体アンモニアを供給することで、エアノズルに液体アンモニアを供給する場合に比べて、液体アンモニアと空気の混合を促進することができる。 By supplying liquid ammonia to the air nozzle duct, ignition at the burner outlet can be promoted. Furthermore, by supplying liquid ammonia to the air nozzle duct, mixing of the liquid ammonia and air can be promoted compared to when liquid ammonia is supplied to the air nozzle.
本開示の一態様に係るボイラは、上記のいずれかのバーナを備えている。 A boiler according to one aspect of the present disclosure is equipped with any of the burners described above.
本開示の一態様に係るバーナの運転方法は、中心軸線に沿って延在し、液体アンモニア燃料または油燃料を火炉内に供給する内筒ノズルと、前記内筒ノズルから供給された前記液体アンモニア燃料または油燃料の火炎を保炎する第1保炎器と、前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズルと、前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する第2保炎器と、を備え、前記内筒ノズルは、前記液体アンモニア燃料が流れるアンモニア流路と、該アンモニア流路とは別系統とされた前記油燃料が流れる油流路とが形成された燃料噴射チップを備えているバーナの運転方法であって、前記燃料噴射チップの前記油流路に油燃料を供給してバーナの起動を行う起動工程と、前記外筒ノズルに前記微粉燃料を供給せずに、前記燃料噴射チップの前記アンモニア流路に液体アンモニア燃料を供給してアンモニア専焼を行うアンモニア専焼工程と、前記燃料噴射チップの前記アンモニア流路に液体アンモニア燃料を供給せずに、前記外筒ノズルに前記微粉燃料及び前記一次空気を供給して微粉燃料専焼を行う微粉燃料専焼工程と、を有している。 A method for operating a burner according to one aspect of the present disclosure includes an inner cylindrical nozzle extending along a central axis and supplying liquid ammonia fuel or oil fuel into a furnace, a first flame stabilizer that stabilizes the flame of the liquid ammonia fuel or oil fuel supplied from the inner cylindrical nozzle, an outer cylindrical nozzle extending along the central axis and arranged to cover the inner cylindrical nozzle and supplying pulverized fuel and/or primary air into the furnace, and a second flame stabilizer that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle, wherein the inner cylindrical nozzle has an ammonia flow path through which the liquid ammonia fuel flows and an ammonia flow path separate from the ammonia flow path. The method for operating a burner is provided with a fuel injection tip having an oil flow path formed therein through which the oil fuel flows, the method comprising: a start-up step of starting the burner by supplying oil fuel to the oil flow path of the fuel injection tip; an ammonia mono-combustion step of performing ammonia mono-combustion by supplying liquid ammonia fuel to the ammonia flow path of the fuel injection tip without supplying the pulverized fuel to the outer cylindrical nozzle; and a pulverized fuel mono-combustion step of performing pulverized fuel mono-combustion by supplying the pulverized fuel and the primary air to the outer cylindrical nozzle without supplying liquid ammonia fuel to the ammonia flow path of the fuel injection tip.
本開示の一態様に係るバーナの運転方法は、中心軸線に沿って延在し、油燃料を火炉内に供給する内筒ノズルと、前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズルと、前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する保炎器と、液体アンモニア燃料を前記火炉内に供給する液体アンモニアノズルと、を備え、前記液体アンモニアノズルは、前記液体アンモニア燃料を噴射する液体アンモニア噴射チップを備えているバーナの運転方法であって、前記内筒ノズルに油燃料を供給してバーナの起動を行う起動工程と、前記外筒ノズルに前記微粉燃料を供給せずに、前記液体アンモニアノズルの前記液体アンモニア噴射チップに液体アンモニア燃料を供給してアンモニア専焼を行うアンモニア専焼工程と、前記液体アンモニア噴射チップに液体アンモニア燃料を供給せずに、前記外筒ノズルに前記微粉燃料及び前記一次空気を供給して微粉燃料専焼を行う微粉燃料専焼工程と、を有している。 A method for operating a burner according to one aspect of the present disclosure includes an inner cylindrical nozzle extending along a central axis and supplying oil fuel into a furnace; an outer cylindrical nozzle extending along the central axis and covering the inner cylindrical nozzle and supplying pulverized fuel and/or primary air into the furnace; a flame stabilizer that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle; and a liquid ammonia nozzle that supplies liquid ammonia fuel into the furnace, the liquid ammonia nozzle having a liquid ammonia injection tip that injects the liquid ammonia fuel. The method includes a startup step of supplying oil fuel to the inner cylindrical nozzle to start the burner; an ammonia mono-combustion step of supplying liquid ammonia fuel to the liquid ammonia injection tip of the liquid ammonia nozzle without supplying the pulverized fuel to the outer cylindrical nozzle to perform ammonia mono-combustion; and a pulverized fuel mono-combustion step of supplying the pulverized fuel and the primary air to the outer cylindrical nozzle to perform pulverized fuel mono-combustion without supplying liquid ammonia fuel to the liquid ammonia injection tip.
10 ボイラ
11 火炉
12 燃焼ガス通路
13 煙道
20 燃焼装置
21 バーナ
22 微粉燃料供給管
23 風箱(エアレジスタ)
24 風道(空気ダクト)
25 アディショナル空気ポート
26 アディショナル空気ダクト
31 ミル(粉砕機)
32 押込通風機(FDF)
41 ガスダクト
42 空気予熱器
43 脱硝装置
44 集じん装置
45 誘引通風機(IDF)
46 脱硫装置
47 煙突
50 液体アンモニア供給源
61 内筒ノズル
62 外筒ノズル
63 コアエアノズル(エアノズル)
64 コアエアノズルダクト(エアノズルダクト)
65 燃料噴射チップ
65a 気体流路
65a1 第1分岐流路
65a2 第2分岐流路
65b 油燃料流路
65c 液体アンモニア燃料流路
67 第1保炎器
68 ベンチュリ
68a 上流側傾斜部
68b 下流側傾斜部
69 濃縮器
69a 上流側傾斜部
69b 下流側傾斜部
69c 円筒部
71 第2保炎器(保炎器)
73 二次空気流路
74 三次空気流路
74a 旋回器
76 第1旋回羽根
77 第2旋回羽根
80 液体アンモニアノズル
82 液体アンモニア噴射チップ
82a 噴射孔
101 火炉壁
102 過熱器
103 再熱器
104 節炭器
10 Boiler 11 Furnace 12 Combustion gas passage 13 Flue 20 Combustion device 21 Burner 22 Pulverized fuel supply pipe 23 Air register
24 Air duct
25 Additional air port 26 Additional air duct 31 Mill (crusher)
32 Forced draft fan (FDF)
41 Gas duct 42 Air preheater 43 Denitrification device 44 Dust collector 45 Induced draft fan (IDF)
46 Desulfurization device 47 Chimney 50 Liquid ammonia supply source 61 Inner cylinder nozzle 62 Outer cylinder nozzle 63 Core air nozzle (air nozzle)
64 Core air nozzle duct (air nozzle duct)
65 Fuel injection tip 65a Gas flow path 65a1 First branch flow path 65a2 Second branch flow path 65b Oil fuel flow path 65c Liquid ammonia fuel flow path 67 First flame holder 68 Venturi 68a Upstream inclined portion 68b Downstream inclined portion 69 Concentrator 69a Upstream inclined portion 69b Downstream inclined portion 69c Cylindrical portion 71 Second flame holder (flame holder)
73 Secondary air flow path 74 Tertiary air flow path 74a Swirler 76 First swirl vane 77 Second swirl vane 80 Liquid ammonia nozzle 82 Liquid ammonia injection tip 82a Injection hole 101 Furnace wall 102 Superheater 103 Reheater 104 Economizer
Claims (7)
前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズルと、
前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する保炎器と、
液体アンモニア燃料を前記火炉内に供給する液体アンモニアノズルと、
を備え、
前記液体アンモニアノズルは、前記液体アンモニア燃料を噴射する液体アンモニア噴射チップを備え、
前記外筒ノズルの内周側でかつ前記内筒ノズルの外周側に位置するとともに、該内筒ノズルを覆うように設けられ、燃焼用空気を供給するエアノズルを備え、
前記エアノズルに液体アンモニアが供給されるバーナ。 an inner cylindrical nozzle extending along a central axis and supplying oil fuel into the furnace;
an outer nozzle extending along the central axis and covering the inner nozzle, the outer nozzle supplying pulverized fuel and/or primary air into the furnace;
a flame stabilizer that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle;
a liquid ammonia nozzle that supplies liquid ammonia fuel into the furnace;
Equipped with
the liquid ammonia nozzle includes a liquid ammonia injection tip that injects the liquid ammonia fuel ,
an air nozzle that is located on the inner peripheral side of the outer cylindrical nozzle and on the outer peripheral side of the inner cylindrical nozzle, and that is provided so as to cover the inner cylindrical nozzle, and that supplies combustion air;
A burner in which liquid ammonia is supplied to the air nozzle .
各前記液体アンモニアノズルは、前記外筒ノズルの外周側から前記中心軸線に向かう方向に前記液体アンモニア燃料を噴射する請求項1に記載のバーナ。 a plurality of the liquid ammonia nozzles are provided,
2. The burner according to claim 1 , wherein each of the liquid ammonia nozzles injects the liquid ammonia fuel in a direction from an outer periphery of the outer cylindrical nozzle toward the central axis.
該エアノズルダクトに液体アンモニアが供給される請求項1に記載のバーナ。 an air nozzle duct connected to the upstream side of the air nozzle and supplying combustion air to the air nozzle;
2. The burner of claim 1 , wherein liquid ammonia is supplied to said air nozzle duct.
前記中心軸線に沿って延在し、前記内筒ノズルを覆うように設けられ、微粉燃料及び/又は一次空気を前記火炉内に供給する外筒ノズルと、
前記外筒ノズルから供給された前記微粉燃料の火炎を保炎する保炎器と、
液体アンモニア燃料を前記火炉内に供給する液体アンモニアノズルと、
を備え、
前記液体アンモニアノズルは、前記液体アンモニア燃料を噴射する液体アンモニア噴射チップを備えているバーナの運転方法であって、
前記内筒ノズルに油燃料を供給してバーナの起動を行う起動工程と、
前記外筒ノズルに前記微粉燃料を供給せずに、前記液体アンモニアノズルの前記液体アンモニア噴射チップに前記液体アンモニア燃料を供給してアンモニア専焼を行うアンモニア専焼工程と、
前記液体アンモニア噴射チップに前記液体アンモニア燃料を供給せずに、前記外筒ノズルに前記微粉燃料及び前記一次空気を供給して微粉燃料専焼を行う微粉燃料専焼工程と、
を有し、
前記外筒ノズルの内周側でかつ前記内筒ノズルの外周側に位置するとともに、該内筒ノズルを覆うように設けられ、燃焼用空気を供給するエアノズルを備え、
前記エアノズルに液体アンモニアが供給されるバーナの運転方法。 an inner cylindrical nozzle extending along a central axis and supplying oil fuel into the furnace;
an outer nozzle extending along the central axis and covering the inner nozzle, the outer nozzle supplying pulverized fuel and/or primary air into the furnace;
a flame stabilizer that stabilizes the flame of the pulverized fuel supplied from the outer cylindrical nozzle;
a liquid ammonia nozzle that supplies liquid ammonia fuel into the furnace;
Equipped with
The liquid ammonia nozzle is provided with a liquid ammonia injection tip that injects the liquid ammonia fuel,
a starting step of supplying oil fuel to the inner cylindrical nozzle to start the burner;
an ammonia combustion process in which the liquid ammonia fuel is supplied to the liquid ammonia injection tip of the liquid ammonia nozzle without supplying the pulverized fuel to the outer cylindrical nozzle, thereby performing ammonia combustion;
a pulverized fuel combustion step of performing pulverized fuel combustion by supplying the pulverized fuel and the primary air to the outer cylindrical nozzle without supplying the liquid ammonia fuel to the liquid ammonia injection tip;
and
an air nozzle that is located on the inner peripheral side of the outer cylindrical nozzle and on the outer peripheral side of the inner cylindrical nozzle, and that is provided so as to cover the inner cylindrical nozzle, and that supplies combustion air;
A method for operating a burner in which liquid ammonia is supplied to the air nozzle .
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