JP3848801B2 - Liquid fuel burner - Google Patents
Liquid fuel burner Download PDFInfo
- Publication number
- JP3848801B2 JP3848801B2 JP21438499A JP21438499A JP3848801B2 JP 3848801 B2 JP3848801 B2 JP 3848801B2 JP 21438499 A JP21438499 A JP 21438499A JP 21438499 A JP21438499 A JP 21438499A JP 3848801 B2 JP3848801 B2 JP 3848801B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- side air
- burner
- air
- combustion
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 34
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 70
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Spray-Type Burners (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電用あるいは工場用等の蒸気発生を行う液体燃料焚きボイラに適用する液体燃料焚きバーナに関する。
【0002】
【従来の技術】
図10は従来技術を説明するためのボイラの一例を示す系統図、図11は従来の液体燃料焚きバーナ(主バーナ)の縦断面図、図12は図11のa矢視図である。
図10乃至図12に示すように、燃焼用空気20は押込送風機17(FDF)によってバーナ風箱1へ送込まれるが、その途中で、空気加熱器19において別途送り込まれてくる燃焼排ガス22aと熱交換されて加熱され、昇温する。さらに、燃焼用空気20は、再循環排ガス通風機24(GRF)によって燃焼排ガス22aから分岐した再循環排ガス23(GR)の一部を空気混合用再循環排ガス25(GM)として混合され、GM混入燃焼用空気27となる。
【0003】
このGM混入燃焼用空気27はバーナ風箱1へ送込まれる前にバーナ燃焼用空気28とアディショナルエア29(AA)に分かれる。バーナ燃焼用空気28はバーナ風箱1へ送込まれ、バーナ本体2から火炉内16aへ吹込まれて燃焼に供される。バーナ本体2にはバーナ中心に円形の1次空気流路6が設けられており、その1次空気流路6の中心にバーナガン12が装着されている。バーナガン12の先端にはアトマイザ12aが取付けられており、さらにこのアトマイザ12aを囲むようにして保炎器13が設けられている。
【0004】
バーナ本体2には、内部に前記1次空気流路6を形成する1次空気筒3を囲むようにして2次空気筒4が配置され、さらに2次空気筒4を囲むように3次空気筒5が配置されている。1次空気筒3と2次空気筒4との間に環状の2次空気流路7が形成され、2次空気筒4と3次空気筒5との間に環状の3次空気流路8が形成されている。また、前記各流路6,7,8の入口には各空気流量調節のために1次空気ダンパ9、2次空気ダンパ10および3次空気ダンパ11がそれぞれ設けられている。バーナ本体2の先端側は、最外周の3次空気筒5先端に固定されたバーナ取付板2aによって火炉本体16に取付けられている。バーナ風箱1へ送り込まれてきたバーナ燃焼用空気28は1次空気28a、2次空気28bおよび3次空気28cに分けられて各ダンパ9,10,11を通って1次空気流路6、2次空気流路7および3次空気流路8へそれぞれ送り込まれた後、夫々火炉内16aへ吹込まれ、別途火炉内16aへ吹込まれる液体燃料の燃焼に供される。なお、図10中の符号26は火炉内16aの底部に吹込まれる炉底再循環排ガス(BGR)を示している。
【0005】
前記液体燃料21は不図示の液体燃料供給装置からバーナガン12へ圧送されてアトマイザ12aから火炉内16aへ噴霧され、不図示の着火源によって着火し火炎31を形成する。なお、火炎31の広がり角度はアトマイザ12aの燃料噴霧角度と2次空気28bのフローパターンによって決まるが、火炉内16aで旋回燃焼を行う当該バーナの場合、略70°〜90°(バーナ軸線に対しては35°〜45°の噴出角度)である。
【0006】
火炎31は、1次空気28aが1次空気流路6から火炉内16aへ吹込まれる際に、1次空気流路6の出口に設けられた保炎器13の背面に形成される循環流によってその着火点が安定化する。1次空気28aは火炎31の着火点近傍の燃焼に消費され、前記2次空気28bおよび3次空気28cは火炎31全体と拡散混合しながらバーナ本体2の燃焼ゾーンでの燃焼に消費される。通常、バーナ燃焼用空気28は、別途送り込まれる液体燃料21の量に対する理論燃焼空気量よりも少ない量が送込まれ、バーナ本体2からAAポート15の下方の燃焼ゾーンには還元雰囲気が形成され、液体燃料21の燃焼によって発生した燃焼ガス22中の窒素酸化物(以下、NOxと略称)を還元する。また、液体燃料21の燃焼によって生じた燃焼ガス22中には空気不足のため可燃物が残存する。
【0007】
一方、バーナ風箱1の上流でGM混入燃焼用空気27から分流されたAA29は、AAポート15から火炉内16aへ吹込まれて燃焼ガス22中の残存可燃物の燃焼に供され、燃焼を完結する。燃焼を完結した燃焼ガス22は蒸発管群30へ送込まれ蒸気を加熱した後、燃焼排ガス22として空気加熱器19等を経て誘引通風機18(IDF)によって誘引されボイラ外へ排出される。
【0008】
図13は、バーナ本体2を火炉本体16のコーナ部に設けた場合における旋回燃焼の一例を説明するための、バーナ本体2中心高さでの平断面図である。この図13において、各コーナ部に設けられたバーナ本体2は火炉内16a中央部に設定された仮想円32に対して接線方向に液体燃料21およびバーナ燃焼用空気28を吹込み火炎31を形成させる。形成された火炎31は相互に干渉しあって火炎渦を形成しながら旋回燃焼し、火炉内16aを上昇する。バーナ本体2から吹込まれるバーナ燃焼用空気28は液体燃料21との拡散効果を高めるため高流速で吹込まれる。この高流速で吹込まれるバーナ燃焼用空気28流によって火炉内16aの壁面の間に負圧を生じ、火炎31が火炉内16aの壁面側へ引き寄せられる(一種のコアンダ効果)。この結果、バーナ本体2近傍の火炉内16aの壁面は高温の還元性燃焼ガスに晒されることになる。
【0009】
酸素濃度が低く、不完全燃焼により硫化水素(H2S)が発生すると、高温で鉄と反応して硫化物を生成(硫化腐食)することは一般に知られているが、火炉内16a壁面は鋼管で構成されており、このままの状態で還元燃焼を継続すると、バーナ本体2近傍の壁面は常に高温腐食の危険性を有することになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、旋回燃焼型ボイラのNOx低減対策としてバーナ本体2の燃焼ゾーンに還元雰囲気を形成して、液体燃料21の燃焼によって発生したNOxを還元し、アディショナルエア29(AA)の吹込みにより燃焼を完結する燃焼法が採られている。ところが、従来の液体燃料焚きバーナでは、鋼管によって構成された火炉内壁面に高温の燃焼ガスが晒されることが避けられず、高温の還元雰囲気ゾーンにおいて行う燃焼では高温ガス中に硫化水素等が発生して、火炉内壁面が高温腐食により損傷するという問題点がある。
【0011】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、火炉内壁の高温腐食を防止できる液体燃料焚きバーナを提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、バーナ本体の中心部に1次空気流路が形成されているとともに、この1次空気流路を囲んで少なくとも一重以上の環状の空気流路が形成され、さらに、前記1次空気流路の中心先端部に保炎器およびこの保炎器を貫通するバーナガンを備え、ボイラ火炉のコーナ部または壁面に装着され、液体燃料および燃焼用空気をボイラ火炉内に設定した仮想円に対して接線方向に噴出し、旋回燃焼を行う液体燃料焚きバーナにおいて、前記空気通路の外側に、火炉内壁面の上下左右方向あるいは全周方向で前記壁面に沿ってサイドエアを吹込むサイドエア噴出口が、バーナ軸線に対して45°〜75°の噴出角度で設けられており、前記バーナ本体に、前記サイドエア噴出口にサイドエアを導入するためのサイドエア流路が設けられており、前記サイドエア流路のサイドエア取入れ口にバーナ燃焼用空気を分岐して導入するように構成されており、前記サイドエア流路のサイドエア取入れ口に流量調整用のサイドエアダンパが設けられていることを特徴とするものである。
【0013】
上述のとおり、火炉内の例えば4つのコーナ部に設けられたバーナ本体の火炎は、旋回燃焼によって火炉内壁面側に広がって形成されるので、火炉内壁面は高温の燃焼ガスに晒されやすい。しかも、バーナ本体の燃焼ゾーンは還元雰囲気で空気不足の状態にあるので高温腐食を生じる恐れがある。そこで、本発明では、サイドエア取入れ口にサイドエア(例えばバーナ燃焼用空気を分岐してもの)を導入して、サイドエアはサイドエア流路を通ってサイドエア噴出口から火炎と火炉内壁面間へ吹込まれ、火炉内壁面に接する燃焼ガスの酸素濃度を高めることができる。
【0014】
ここで、前記バーナ本体の平面視において特に前記火炎の旋回方向とは反対側の火炉内壁面すなわち火炎の下流側の火炉内壁面は、高温燃焼ガスの到達範囲が広いので、他の部位に比べ多量のサイドエアを吹く込む必要がある。
そこで、前記サイドエア流路のサイドエア取入れ口に流量調整用のサイドエアダンパを設けることにより、このサイドエアダンパを調節して、前記火炎の下流側の火炉内壁面に近いサイドエア噴出口の開口面積を、他のサイドエア噴出口の開口面積より大きく設定することにより、吹込み流量を大きくする。ここで、前記火炎下流側へのサイドエア吹込み流量および流速は、サイドエアが高温燃焼ガスの下流側壁面到達範囲より十分に広い範囲に到達する大きさに設定する。
【0015】
請求項2記載の発明は、前記バーナ本体の平面視において前記火炎の旋回方向とは反対側の火炉内壁面に近いサイドエア噴出口の開口面積が、他のサイドエア噴出口の開口面積より大きく設定されているものである。
すなわち、火炎が左方向の旋回燃焼であれば、火炎の前記旋回方向とは反対側のすなわち右側(火炎下流)に位置する壁面側への高温還元性燃焼ガスの到達割合が大きくなるので、サイドエアの吹込み流量も火炎下流側に特に多くなるようにサイドエア噴出口の面積を設定したしたものである。なお、火炎の上流側壁面は、火炎からの燃焼ガスが伸びてくるが同時にサイドエアの吹込みがあること、および火炎は上流側壁面に対して離れ気味であることにより、サイドエアの吹込み量を少量に設定する。また、火炎の上下方向壁面に対するサイドエアの吹込み量は上下段に設けられたバーナ相互間の距離が短いので、少量に設定する。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の液体燃料焚きバーナ(主バーナ)の縦断面図、図2(a)は図1のB−B線断面図、(b)は図1のC−C線断面図である。
【0017】
バーナ本体102のバーナ中心に断面円形の1次空気流路6が形成されており、この1次空気流路6を囲むようにして環状の2次空気流路7が形成されており、さらに前記2次空気流路7を囲むようにして環状のサイドエア流路108が形成されている。これら1次空気流路6、2次空気流路7およびサイドエア流路108のそれぞれの入口には、流量調節用の1次空気ダンパ9、2次空気ダンパ10およびサイドエアダンパ111がそれぞれ設けられている。1次空気流路6の中心にバーナガン12が装着されている。バーナガン12の先端にはアトマイザ12aが取付けられており、さらにこのアトマイザ12aを囲むようにして保炎器13が設けられている。
【0018】
サイドエア流路108は、2次空気筒4とサイドエア筒105との間に形成されており、これら2次空気筒4およびサイドエア筒105の先端はバーナ取付板102aに固定され、サイドエア流路108の先端にサイドエア室109が形成されている。バーナ本体102の先端側はバーナ取付板102aによって火炉本体16へ取付けられている。バーナ取付板102aには、このバーナ取付板102aを貫通しサイドエア室109と連絡して複数のサイドエア噴出管109aが設けられている。サイドエア噴出管109aの先端は、バーナ本体102のバーナスロート14aを形成するバーナタイル(耐火材)14を貫通して、火炉内16a側へサイドエア128を噴出するよう設けられたサイドエア噴出口109bと連絡している。サイドエア噴出口109bは、バーナスロート14aの外周で早期に火炎31と接触しない位置に上下左右方向の壁面に沿ってサイドエア128を約60m/s程度あるいはそれ以上の高流速で吹込めるように配置してある。
【0019】
また、サイドエア噴出口109bからのサイドエア128のバーナ軸線に対する噴出角度θ(図1参照)は、45°以上になっており、これは火炎31の広がり角度(バーナ軸線に対して35°〜45°)以上であるため、このサイドエア128は殆ど早期に燃焼に寄与することがなく充分に酸素を含有した状態で火炉内壁面へ到達する。さらに、このサイドエア128を確実に火炉内壁面へ到達させ当該壁面に接する燃焼ガス酸素濃度を高めるためにはサイドエア128のバーナ軸線に対する噴出角度θ(図1参照)は、45°〜75°の範囲が好ましい。
【0020】
図3は、バーナ本体102を火炉本体16のコーナ部に設けた場合におけるバーナ本体102の中心高さにおける火炉内16aの平面断面図を示したものである。平面視においてバーナ本体102を基準として火炎31の旋回方向(本例では左回り方向)とは反対側の火炉内16a壁面に近いサイドエア噴出口109b(図2(a)では左側のサイドエア噴出口)の開口面積が、他のサイドエア噴出口109bの開口面積より大きく設定されている。すなわち、火炎31が左方向の旋回燃焼であれば火炎31の右側(火炎下流)に位置する壁面側(火炎下流側)への高温還元性燃焼ガスの到達割合が大きくなるので、サイドエア128の吹込み流量を火炎上流側128bよりも火炎下流側128aが特に多くなるようにサイドエア噴出口109bの面積を設定したものである。
【0021】
次に、作用について説明する。
バーナ風箱1へ送り込まれてきたバーナ燃焼用空気28はバーナ本体102から火炉内16aへ吹込まれて燃焼に供される。すなわち、バーナ風箱1へ送込まれてきたバーナ燃焼用空気28は各流路6,7,108の入口に設けられた各ダンパ109,110,111によって所定の空気量となるよう調節された後、夫々1次空気流路6、2次空気流路7およびサイドエア流路108へ送り込まれる。1次空気28aおよび2次空気28bは、上述した従来の液体燃料焚きバーナの場合と同様な作用により別途送り込まれてきた液体燃料21の燃焼に供され、火炉内16aの燃焼ゾーンで空気不足の旋回燃焼が行われる。
【0022】
火炉内16aの4コーナに設けられたバーナ本体102の火炎31は、図3に示すように、旋回燃焼によって火炉内16a壁面側に広がって形成されるので火炉内16a壁面は高温でかつ還元性の燃焼ガスに晒される。一方、バーナ風箱1内で分岐されたサイドエア128はサイドエアダンパ111を通って環状のサイドエア流路108からサイドエア室109へ送り込まれる。
【0023】
サイドエア室109へ送り込まれたサイドエア128はバーナ取付板102aに設けられたサイドエア噴出管109aと、その先方のバーナタイル14を貫通して設けられたサイドエア噴出口109bから火炎31と火炉内16a壁面間へ吹込まれ、火炉内16a壁面に接する燃焼ガスの酸素濃度を高める。すなわち、サイドエア取入れ口にサイドエア(例えばバーナ燃焼用空気28を分岐したもの)を導入して、サイドエアはサイドエア流路108を通ってサイドエア噴出口109bから火炎31と火炉内16a壁面間へ吹込まれ、火炉内16a壁面に接する燃焼ガスの酸素濃度を高めることができる。したがって、高温の還元雰囲気ゾーンにおいて行う燃焼方法においても高温ガス中に硫化水素等が発生しにくく、火炉内壁面が高温腐食により損傷されにくくなり、寿命が延びる。なお、サイドエア128は火炉内16a壁面に沿って噴出されるので、燃焼にはほとんど寄与しない。
【0024】
ここで、各サイドエア噴出口109bに対応する流量調節用のサイドエアダンパ111を調節して、火炎31の下流側の火炉内16a壁面に近いサイドエア噴出口の開口面積を、他のサイドエア噴出口の開口面積より大きく設定することにより、吹込み流量を大きくする。もちろん、火炎31下流側へのサイドエア吹込み流量および流速は、サイドエアが高温燃焼ガスの下流側壁面到達範囲より十分に広い範囲に到達できる大きさに設定する。また、上記のように、火炎31が左方向の旋回燃焼であれば火炎31の右側(火炎下流)に位置する壁面側(火炎下流側)への高温還元性燃焼ガスの到達割合が大きくなるので、サイドエアの吹込み流量も火炎下流側に特に多くなるようにサイドエア噴出口109bの開口面積が設定されている。なお、火炎31の上流側の火炉内16a壁面は、火炎31からの燃焼ガスが伸びてくるが同時にサイドエアの吹込みがあること、および火炎31は上流側の火炉内16a壁面に対して離れ気味であることにより、サイドエアの吹込み量を少量に設定し、また、火炎31の上下方向壁面に対するサイドエアの吹込み量は上下段に設けられたバーナ相互間の距離(図10参照)が短いので、少量に設定してもよい。
【0025】
バーナ本体102およびサイドエア128から火炉内16aへ吹込む全燃焼用空気量は、バーナ本体102の燃焼ゾーンの空気比が1以上とならぬよう調節する。ただし、ボイラ負荷の低下により燃焼性の面からバーナ本体102の燃焼ゾーンの還元雰囲気が維持できない場合には、空気比>1となってもよいが、サイドエア128の吹込み量は、できる限り100%負荷時と同等の状態を保つようにする。
【0026】
液体燃料21の燃焼によって発生した燃焼ガス22中のNOxはバーナ本体102の燃焼ゾーンにおける還元燃焼により還元されてなくなるが、代ってNH3,HCN等の中間生成物が発生する。また、空気不足の燃焼のため燃焼ガス22中には可燃物が残存することになる。バーナ本体102の燃焼ゾーンから排出された燃焼ガス22は、アディショナルエア(AA)ポート15から吹込まれるAA29によって酸化燃焼する。このAA29による酸化燃焼は燃焼ガス22中の残存可燃物を完全燃焼するとともに、残存可燃物の燃焼および中間生成物の酸化によって生じるNOxの再発生をできるだけ低く抑制しながら行われる。ただし、その場合でも上述したように火炎31下流側壁面へのサイドエア128の吹込み量を特に多く確保する必要がある。なお、サイドエアを火炉内壁面の上下左右方向で前記火炉内壁面に沿って吹込むことに限らず、サイドエア噴出口を円周上に均等に配列にして、火炉内壁面の全周方向で前記火炉内壁面に沿ってサイドエアを吹込んでもよい。
【0027】
(第2実施形態)
図4は本発明の液体燃料焚きバーナの第2実施形態の縦断面図、図5は(a)は図4のB−B線断面図、(b)は図4のC−C線断面図である。
【0028】
バーナ本体102の2次空気筒4の外周に環状のサイドエア入口ヘッダー133が設けられており、このサイドエア入口ヘッダー133の入口に、サイドエア128の取り入れと流量調節のためのサイドエアダンパ111が設けられている。サイドエア入口ヘッダー133の出口側には、バーナ本体102の軸方向に延びる複数のサイドエア流路管134が取付けられており、このサイドエア流路管134の下流側先端を前記サイドエア室109に取り付けることにより、サイドエア流路管134内をサイドエア流路108として使用する形態になっている。このような構成により、サイドエア128はサイドダンパ111を通してサイドエア入口ヘッダー133へ送り込まれ、複数のサイドエア流路管134内のサイドエア流路108からサイドエア室109へ達する。以上のように、第2実施形態は、サイドエア流路108の形状およびサイドエア128の取入れ部にサイドエア入口ヘッダー133を設けた点で第1実施形態と相違している。
【0029】
(第3実施形態)
図6は本発明の液体燃料焚きバーナの第3実施形態の縦断面図、図7(a)は図6のB−B線断面図、(b)は図6のC−C線断面図、(c)は図6のD−D線断面図である。
【0030】
2次空気筒4の外周に設けられたサイドエア流路108を、このサイドエア流路108に沿って延びるサイドエア分割板108aによって周方向に少なくとも2以上に分割し(本例では4分割)、分割された各サイドエア流路108の入口にサイドエアダンパ111が設けられている。サイドエア室109もサイドエア室分割板109cによってサイドエア流路108と同数に分割され、それぞれ対応するサイドエア流路分割板108aの先端とサイドエア室分割板109cとが連結されている。すなわち、サイドエア室109内をサイドエア室分割板109cによって前記サイドエア流路108と同数に分割し、前記サイドエア流路分割板108cと前記サイドエア室分割板109cを連結して、サイドエアダンパ111、サイドエア流路108、サイドエア室109からなる独立した複数(本例では4つ)の流路を設け、分割されたサイドエア室109から火炉内16aへ貫通されたサイドエア噴出口109bにより吹込まれるサイドエア128の流量を夫々任意に調節できるようになっている。
【0031】
以上のように、第3実施形態は第1実施形態のバーナ本体102においてサイドエア流路108およびサイドエア室109を分割し、所望のサイドエア流路108をそのサイドエアダンパ111によって閉鎖することにより、サイドエア128の吹込みを任意のサイドエア噴出口109bから行い、また任意に流量配分の調整を行うことができるように構成したものである。この結果、分割されたサイドエア室109から火炉内16aへ貫通されたサイドエア噴出口109bによって吹込まれるサイドエア128の流量を夫々任意に調節することができる。
【0032】
(第4実施形態)
図8は本発明の液体燃料焚きバーナの第4実施形態の縦断面図、図9(a)は図8のB−B線断面図、(b)は図8のC−C線断面図である。
2次空気筒4の外周に環状のサイドエア入口ヘッダー133が設けられ、このサイドエア入口ヘッダー133内をサイドエア入口ヘッダー分割板133aにより少なくとも2以上(本例では4つ)に分割され、分割された各入口ヘッダー133入口にサイドエアダンパ111が設けられている。サイドエア室109も第3実施形態と同様な手法すなわちサイドエア室分割板109cによってサイドエア入口ヘッダー133と同数に分割され、それぞれ分割されたサイドエア入口ヘッダー133とサイドエア室109の間をサイドエア流路管134によって連絡されている。この結果、分割されたサイドエア室109から火炉内16aへ貫通されたサイドエア噴出口109bによって吹込まれるサイドエア128の流量を夫々任意に調節することができる。以上のように、第4実施形態は第2実施形態のバーナ本体102についてサイドエア入口ヘッダー133およびサイドエア室109を分割して夫々対応する各コンパートメントをサイドエア流路管134によって連結し、サイドエア128の吹込みを任意の任意のサイドエア噴出口109bから任意の壁面にのみ行い、あるいは任意に流量配分の調整を行うことができるものである。
【0033】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したとおりに構成されているので、サイドエア噴出口から燃焼用空気の一部をサイドエアとして火炎と火炉内壁面間に任意の量を任意の壁面へ吹込むことができるので、火炉内壁面に接する燃焼ガスの酸素濃度が高められ、高温腐食を防止することができる。
【0034】
また、特に前記火炎下流側の火炉内壁面は、高温燃焼ガスの到達範囲が広いので他に比べ多量のサイドエアが必要となるので、前記火炎下流側へのサイドエア吹込み流量および流速を調節することが好ましい。
前記流量および流速の調節は、ダンパの開閉や、サイドエア噴出口の開口面積により容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液体燃料焚きバーナの第1実施形態の縦断面図である。
【図2】 (a)は図1のB−B線断面図、(b)は図1のC−C線断面図である。
【図3】 本発明に係るボイラ火炉本体を水平面で切断した断面図である。
【図4】 本発明の液体燃料焚きバーナの第2実施形態の縦断面図である。
【図5】 (a)は図4のB−B線断面図、(b)は図4のC−C線断面図である。
【図6】 本発明の液体燃料焚きバーナの第3実施形態の縦断面図である。
【図7】 (a)は図6のB−B線断面図、(b)は図6のC−C線断面図、(c)は図6のD−D線断面図である。
【図8】 本発明の液体燃料焚きバーナの第4実施形態の縦断面図である。
【図9】 (a)は図8のB−B線断面図、(b)は図8のC−C線断面図である。
【図10】 従来技術を説明するためのボイラの一例を示す系統図である。
【図11】 従来の液体燃料焚きバーナの縦断面図である。
【図12】 図11のa矢視図である。
【図13】 従来例に係るボイラ火炉本体を水平面で切断した断面図である。
【符号の説明】
1 バーナ風箱
2 バーナ本体
3 1次空気筒
4 2次空気筒
6 1次空気流路
7 2次空気流路
9 1次空気ダンパ
10 2次空気ダンパ
12 バーナガン
12a アトマイザ
13 保炎器
14 バーナタイル
14a バーナスロート
15 アディショナルエア(AA)ポート
16 火炉本体
16a 火炉内
17 押込送風機(FDF)
18 誘引送風機(IDF)
19 空気加熱器
20 燃焼用空気
21 液体燃料
22 燃焼ガス
22a 燃焼排ガス
23 再循環排ガス(GR)
24 再循環排ガス通風機(GRF)
25 空気混合用再循環排ガス(GM)
26 炉底再循環排ガス(BGR)
27 GM混入燃焼用空気
28 バーナ燃焼用空気
29 1次空気
28b 2次空気
29 アディショナルエア(AA)
30 蒸発管群
31 火炎
32 仮想円
102 バーナ本体
102a 主バーナ取付板
108 サイドエア流路
108a サイドエア流路分割板
109 サイドエア室
109a サイドエア噴出管
109b サイドエア噴出口
109c サイドエア室分割板
111 サイドエアダンパ
128 サイドエア
133 サイドエア入口ヘッダー
133a サイドエア入口ヘッダー分割板
134 サイドエア流路管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid fuel-fired burner applied to a liquid fuel-fired boiler that generates steam for power generation or factory use.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 is a system diagram showing an example of a boiler for explaining the prior art, FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a conventional liquid fuel burning burner (main burner), and FIG. 12 is a view taken in the direction of arrow a in FIG.
As shown in FIGS. 10 to 12, the
[0003]
The GM-mixed
[0004]
In the
[0005]
The
[0006]
The
[0007]
On the other hand,
[0008]
FIG. 13 shows the case where the
[0009]
It is generally known that when oxygen sulfide is low and hydrogen sulfide (H2S) is generated due to incomplete combustion, it reacts with iron at a high temperature to produce sulfide (sulfidation corrosion). If reduction combustion is continued in this state, the wall surface in the vicinity of the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a reducing atmosphere is formed in the combustion zone of the
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a liquid fuel-burning burner that can prevent high-temperature corrosion of the furnace inner wall.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a primary air flow path is formed at the center of the burner body, and at least one annular air flow path is formed surrounding the primary air flow path. Furthermore, a flame holder and a burner gun penetrating the flame holder are provided at the center tip of the primary air flow path, and are mounted on a corner portion or a wall surface of the boiler furnace, and liquid fuel and combustion air are supplied into the boiler furnace. In a liquid fuel-fired burner that performs tangential injection with respect to the virtual circle set to Side air outlets are provided at an ejection angle of 45 ° to 75 ° with respect to the burner axis. The burner body is provided with a side air flow path for introducing side air into the side air outlet, and burner combustion air is branched and introduced into the side air intake of the side air flow path. The side air intake port of the side air flow path is provided with a side air damper for flow rate adjustment. It is characterized by this.
[0013]
As described above, the flame of the burner main body provided at, for example, four corners in the furnace is formed to spread to the inner wall surface side of the furnace by swirling combustion, so that the inner wall surface of the furnace is easily exposed to high-temperature combustion gas. Moreover, the combustion zone of the burner body is in a reducing atmosphere and is in an air-deficient state, which may cause high temperature corrosion. Therefore, in the present invention, side air (for example, even if the burner combustion air is branched) is introduced into the side air intake port, and the side air passes through the side air flow path from the side air outlet to the flame and the furnace inner wall surface. It is possible to increase the oxygen concentration of the combustion gas that is blown in between and is in contact with the furnace inner wall surface.
[0014]
Here, in the plan view of the burner body, the furnace inner wall surface on the opposite side to the flame turning direction, that is, the furnace inner wall surface on the downstream side of the flame has a wide reach of high-temperature combustion gas, compared with other parts. It is necessary to blow a large amount of side air.
Therefore, by providing a side air damper for adjusting the flow rate at the side air intake port of the side air flow path, the side air damper is adjusted so that the side air outlet near the furnace inner wall surface on the downstream side of the flame. The blowing flow rate is increased by setting the opening area larger than the opening area of the other side air outlet. Here, the side air blowing flow rate and the flow velocity to the downstream side of the flame are set to such a size that the side air reaches a range sufficiently wider than the reach range of the downstream side wall surface of the high-temperature combustion gas.
[0015]
That is, if the flame is swirl combustion in the left direction, the arrival ratio of the high temperature reducing combustion gas to the wall surface side opposite to the swirl direction of the flame, that is, on the right side (downstream of the flame) increases. The area of the side air outlet is set so that the air blowing flow rate also increases particularly on the downstream side of the flame. The upstream side wall surface of the flame is expanded by the combustion gas from the flame, but at the same time there is side air blowing, and the side air is blown away from the upstream side wall surface. Set the amount to a small amount. The amount of side air blown into the vertical wall surface of the flame is set to a small amount because the distance between the burners provided in the upper and lower stages is short.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 is a longitudinal sectional view of a liquid fuel burning burner (main burner) according to the present invention, FIG. 2 (a) is a sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line CC in FIG. .
[0017]
A primary
[0018]
The side
[0019]
Further, the ejection angle θ (see FIG. 1) of the
[0020]
FIG. 3 is a plan sectional view of the furnace interior 16 a at the center height of the
[0021]
Next, the operation will be described.
The
[0022]
As shown in FIG. 3, the
[0023]
The
[0024]
Here, by adjusting the
[0025]
The total amount of combustion air blown from the
[0026]
The NOx in the combustion gas 22 generated by the combustion of the
[0027]
(Second Embodiment)
4 is a longitudinal sectional view of a liquid fuel burning burner according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 4, and FIG. 4B is a sectional view taken along the line CC in FIG. It is.
[0028]
An annular side
[0029]
(Third embodiment)
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of the liquid fuel burning burner of the present invention, and FIG. 6 BB line sectional view, (b) is a figure 6 CC sectional view taken on the line, (c) is the figure 6 It is the DD sectional view taken on the line.
[0030]
The side
[0031]
As described above, in the third embodiment, the side
[0032]
(Fourth embodiment)
8 is a longitudinal sectional view of a fourth embodiment of the liquid fuel burning burner of the present invention, FIG. 9A is a sectional view taken along line BB in FIG. 8, and FIG. 8B is a sectional view taken along line CC in FIG. is there.
An annular side
[0033]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, an arbitrary amount of combustion air can be blown into the arbitrary wall surface between the flame and the furnace inner wall surface from the side air outlet as side air. Therefore, the oxygen concentration of the combustion gas in contact with the inner wall surface of the furnace is increased, and high temperature corrosion can be prevented.
[0034]
In particular, the inner wall of the furnace on the downstream side of the flame has a wide reach of high-temperature combustion gas, so a large amount of side air is required compared to the others, so the side air blowing flow rate and flow velocity to the downstream side of the flame are adjusted. It is preferable to do.
The flow rate and flow rate can be easily adjusted by opening / closing the damper and the opening area of the side air outlet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a liquid fuel burning burner according to the present invention.
2A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a boiler furnace body according to the present invention cut along a horizontal plane.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the liquid fuel burning burner of the present invention.
5A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of the liquid fuel burning burner of the present invention.
7A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 6, and FIG. 7C is a cross-sectional view taken along line DD in FIG.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a fourth embodiment of the liquid fuel burning burner of the present invention.
9A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 8, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 10 is a system diagram showing an example of a boiler for explaining the prior art.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a conventional liquid fuel burning burner.
12 is a view on arrow a in FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a conventional boiler furnace body cut along a horizontal plane.
[Explanation of symbols]
1 Burner-style box
2 Burner body
3 Primary air cylinder
4 Secondary air cylinder
6 Primary air flow path
7 Secondary air flow path
9 Primary air damper
10 Secondary air damper
12 Burnagan
12a atomizer
13 Flame holder
14 Burner tile
14a Burner Throat
15 Additional Air (AA) Port
16 Furnace body
16a In the furnace
17 Forced blower (FDF)
18 Induction fan (IDF)
19 Air heater
20 Combustion air
21 Liquid fuel
22 Combustion gas
22a Combustion exhaust gas
23 Recirculated exhaust gas (GR)
24 Recirculation exhaust gas ventilator (GRF)
25 Recirculated exhaust gas (GM) for air mixing
26 Furnace bottom recirculation exhaust gas (BGR)
27 GM mixed combustion air
28 Burner combustion air
29 Primary air
28b Secondary air
29 Additional Air (AA)
30 Evaporation tube group
31 flame
32 virtual circles
102 Burner body
102a Main burner mounting plate
108 Side air flow path
108a Side air flow path dividing plate
109 Side air chamber
109a Side air jet pipe
109b Side air outlet
109c Side air chamber divider
111 Side air damper
128 side air
133 Side air inlet header
133a Side air inlet header dividing plate
134 Side air flow pipe
Claims (2)
前記バーナ本体に、前記サイドエア噴出口にサイドエアを導入するためのサイドエア流路が設けられており、
前記サイドエア流路のサイドエア取入れ口にバーナ燃焼用空気を分岐して導入するように構成されており、
前記サイドエア流路のサイドエア取入れ口に流量調整用のサイドエアダンパが設けられている液体燃料焚きバーナ。A primary air flow path is formed at the center of the burner body, and at least a single or more annular air flow path is formed surrounding the primary air flow path, and the center of the primary air flow path is further formed. A flame holder and a burner gun that penetrates the flame holder are provided at the tip. The flame holder is attached to the corner or wall of the boiler furnace. Liquid fuel and combustion air are tangential to the virtual circle set in the boiler furnace. In a liquid fuel-fired burner that performs jet and swirl combustion, a side air outlet that blows side air along the wall surface in the vertical and horizontal directions or the entire circumferential direction of the inner wall surface of the furnace is provided outside the air passage. Is provided at an ejection angle of 45 ° to 75 ° ,
The burner body is provided with a side air flow path for introducing side air to the side air outlet,
It is configured to branch and introduce burner combustion air into the side air intake of the side air flow path,
A liquid fuel burning burner in which a side air damper for flow rate adjustment is provided at a side air intake port of the side air flow path .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21438499A JP3848801B2 (en) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Liquid fuel burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21438499A JP3848801B2 (en) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Liquid fuel burner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001041413A JP2001041413A (en) | 2001-02-13 |
| JP3848801B2 true JP3848801B2 (en) | 2006-11-22 |
Family
ID=16654905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21438499A Expired - Fee Related JP3848801B2 (en) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Liquid fuel burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3848801B2 (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5344897B2 (en) * | 2008-12-12 | 2013-11-20 | 三菱重工業株式会社 | Swirl combustion boiler |
| JP5931415B2 (en) * | 2011-11-24 | 2016-06-08 | 三菱重工業株式会社 | Pulverized coal burner |
| JP5800423B2 (en) * | 2011-11-29 | 2015-10-28 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Burner and boiler equipped with it |
| JP6109718B2 (en) * | 2013-11-15 | 2017-04-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | boiler |
| JP6284345B2 (en) * | 2013-11-15 | 2018-02-28 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | boiler |
| JP6203033B2 (en) * | 2013-12-17 | 2017-09-27 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | boiler |
| CN105683656B (en) | 2014-03-11 | 2018-05-29 | 三菱日立电力系统株式会社 | Boiler burning pulverizing jet |
| CN105526585A (en) * | 2016-01-19 | 2016-04-27 | 南京创能电力科技开发有限公司 | Crude oil swirling low-nitrogen burner of steam-injection boiler |
| CN109210531B (en) * | 2018-10-19 | 2023-11-10 | 宁夏神耀科技有限责任公司 | Liquid fuel efficient combined burner for pressurized gasification furnace |
-
1999
- 1999-07-28 JP JP21438499A patent/JP3848801B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001041413A (en) | 2001-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR910006234B1 (en) | Coal combustor | |
| JP3892046B2 (en) | Combustion burner and combustion apparatus provided with the burner | |
| US5685242A (en) | Pulverized coal combustion burner | |
| US20020187449A1 (en) | Burner with exhaust gas recirculation | |
| CN104654306B (en) | A kind of low nitrogen oxide burner | |
| EP0976977B1 (en) | Pulverized coal burner | |
| JPS63210508A (en) | Super low nox combustion device | |
| JP2004205161A (en) | Solid fuel boiler and boiler combustion method | |
| ES2739831T3 (en) | Combustion apparatus | |
| US20240288157A1 (en) | Industrial premixed gas combustor using internal exhaust gas recirculation and operating method thereof | |
| CN115289473B (en) | Gas-powder dual fuel burner | |
| JP5386230B2 (en) | Fuel burner and swirl combustion boiler | |
| JP3848801B2 (en) | Liquid fuel burner | |
| GB1563386A (en) | Furnace | |
| US5681159A (en) | Process and apparatus for low NOx staged-air combustion | |
| CN209763077U (en) | oil-gas dual-purpose low-nitrogen burner | |
| JP3581385B2 (en) | Exhaust gas reburning burner | |
| CN114110589B (en) | Nozzles, burners and gas water heaters | |
| JP2001355832A (en) | Air port structure | |
| CN110594739A (en) | Flameless combustor without preheating switching | |
| JPH0474603B2 (en) | ||
| CN219199164U (en) | Dual cycle low nitrogen combustor | |
| JP2004205176A (en) | Two-stage combustion device | |
| CN109668149B (en) | Combustor and central backfire boiler comprising same | |
| CN118669798A (en) | Industrial furnace combustor structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040527 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060515 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060523 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060619 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060801 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060828 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130901 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |