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JP2018132278A - Combustion burner and boiler including the same - Google Patents

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JP2018132278A
JP2018132278A JP2017028085A JP2017028085A JP2018132278A JP 2018132278 A JP2018132278 A JP 2018132278A JP 2017028085 A JP2017028085 A JP 2017028085A JP 2017028085 A JP2017028085 A JP 2017028085A JP 2018132278 A JP2018132278 A JP 2018132278A
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Sachihiro Tominaga
幸洋 冨永
啓吾 松本
Keigo Matsumoto
啓吾 松本
和宏 堂本
Kazuhiro Domoto
和宏 堂本
田中 隆一郎
Ryuichiro Tanaka
隆一郎 田中
知則 佐伯
Tomonori Saeki
知則 佐伯
直文 阿部
Naofumi Abe
直文 阿部
潤 葛西
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潤 葛西
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潤司 今田
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Abstract

【課題】硫化水素の発生による火炉壁の腐食および隣接する他の燃焼バーナの火炎による干渉を抑制しつつNOx発生量を低減する。【解決手段】燃料ガス流路111を形成する燃料ノズル110と、2次空気流路121を形成する2次空気ノズル120と、2次空気ノズル120の上方および下方に配置され、火炉11へ2次空気を供給する一対の2次空気供給ポートと、燃料ガス流路111の右方および左方に位置する2次空気流路121を燃料ガス流路111に隣接した内側流路121A,121Cと内側流路121A,121Cの外側に配置される外側流路121B,121Dに分割し、内側流路121A,121Cを流通する2次空気の流速が外側流路121B,121Dを流通する2次空気の流速よりも低くなるように調整する一対の調整機構140A,140Bと、を備える燃焼バーナを提供する。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the amount of NOx generated while suppressing the corrosion of a furnace wall due to the generation of hydrogen sulfide and the interference due to the flame of another adjacent combustion burner. SOLUTION: A fuel nozzle 110 forming a fuel gas flow path 111, a secondary air nozzle 120 forming a secondary air flow path 121, and a secondary air nozzle 120 are arranged above and below the secondary air nozzle 120, and are arranged in a furnace 11. A pair of secondary air supply ports for supplying secondary air, and inner flow paths 121A and 121C having secondary air flow paths 121 located on the right and left sides of the fuel gas flow path 111 adjacent to the fuel gas flow path 111. It is divided into outer flow paths 121B and 121D arranged outside the inner flow paths 121A and 121C, and the flow velocity of the secondary air flowing through the inner flow paths 121A and 121C is that of the secondary air flowing through the outer flow paths 121B and 121D. Provided is a combustion burner including a pair of adjusting mechanisms 140A, 140B, which are adjusted to be lower than the flow velocity. [Selection diagram] FIG. 6

Description

本発明は、発電用または工場用などのために蒸気を生成するためのボイラに適用される燃焼バーナ及びこれを備えたボイラに関するものである。   The present invention relates to a combustion burner applied to a boiler for generating steam for power generation or factory use, and a boiler provided with the combustion burner.

従来、微粉炭及び一次空気を炉内へ投入する燃料バーナと、燃料バーナの外周から2次空気を噴射する燃料バーナ用2次ポートとを備える固体燃料焚きバーナが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の固体燃料焚きバーナは、燃料バーナ用2次ポートの上下に配置された一対の2次空気投入ポートを備えている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a solid fuel burning burner including a fuel burner that inputs pulverized coal and primary air into a furnace and a secondary port for a fuel burner that injects secondary air from the outer periphery of the fuel burner is known (for example, a patent) Reference 1). The solid fuel burning burner of Patent Literature 1 includes a pair of secondary air input ports arranged above and below a secondary port for a fuel burner.

特許文献1の固体燃料焚きバーナでは、燃料バーナ用2次ポートの上下から2次空気が供給される。そのため、燃料バーナにより形成される火炎の上方および下方は、燃料に対する空気量が比較的多い領域となる。
一方、特許文献1の固体燃料焚きバーナは、燃料バーナ用2次ポートの左右に2次空気投入ポートを備えていない。そのため、燃料バーナにより形成される火炎の右方および左方は、燃料に対する空気量が比較的少ない領域となる。
In the solid fuel burning burner of Patent Document 1, secondary air is supplied from above and below the fuel burner secondary port. Therefore, the upper and lower sides of the flame formed by the fuel burner are regions where the amount of air relative to the fuel is relatively large.
On the other hand, the solid fuel burning burner of Patent Document 1 does not include secondary air input ports on the left and right of the fuel burner secondary port. Therefore, the right and left sides of the flame formed by the fuel burner are regions where the amount of air relative to the fuel is relatively small.

特開2015−200500号公報JP2015-200500A

特許文献1の固体燃料焚きバーナでは、燃料バーナにより形成される火炎の右方および左方が燃料に対する空気量が比較的少ない還元雰囲気の領域となった場合、隣接する火炉壁に腐食が生じやすいという問題がある。これは、還元雰囲気の領域において、微粉炭中の硫黄分(S分)が硫化水素(HS)へ転換して火炉壁へ接触するからである。 In the solid fuel-burning burner of Patent Document 1, when the right and left sides of the flame formed by the fuel burner are in a reducing atmosphere region where the amount of air to the fuel is relatively small, corrosion is likely to occur in adjacent furnace walls. There is a problem. This is because the sulfur content (S content) in the pulverized coal is converted to hydrogen sulfide (H 2 S) and contacts the furnace wall in the reducing atmosphere region.

また、特許文献1の固体燃料焚きバーナを備えるボイラは、固体燃料焚きバーナが4箇所のコーナー部に配置される旋回燃焼方式を採用している。そのため、旋回方向の上流側の固体燃料焚きバーナの火炎が下流側の固体燃料焚きバーナの火炎に干渉し、燃焼が阻害されて燃焼特性が悪化してしまう可能性がある。   Moreover, the boiler provided with the solid fuel burning burner of patent document 1 employ | adopts the swirl combustion system by which a solid fuel burning burner is arrange | positioned at four corner parts. Therefore, there is a possibility that the flame of the solid fuel burning burner on the upstream side in the swirling direction interferes with the flame of the solid fuel burning burner on the downstream side, and the combustion is hindered to deteriorate the combustion characteristics.

また、特許文献1の固体燃料焚きバーナにおいて、燃料バーナ用2次ポートへ供給する2次空気の流量を増加させると硫化水素の発生を抑制することができる。しかしながら、2次空気の流量の増加に伴って燃料バーナ用2次ポートからから火炉へ投入される2次空気の流速が増加すると、燃料バーナから投入される微粉炭及び一次空気の混合流の流速と2次空気との流速差が増大する。この流速差の増大に伴って2次空気と混合気とが接触する際に渦が発生し、混合流の外周側の高酸素領域で着火ないし保炎が行われると、NOxの発生量が増大してしまう。   Further, in the solid fuel-fired burner of Patent Document 1, generation of hydrogen sulfide can be suppressed by increasing the flow rate of the secondary air supplied to the fuel burner secondary port. However, when the flow rate of the secondary air introduced from the fuel burner secondary port into the furnace increases with the increase in the flow rate of the secondary air, the flow rate of the mixed flow of pulverized coal and primary air introduced from the fuel burner. And the flow velocity difference between the secondary air and the secondary air increase. As the flow rate difference increases, vortices are generated when the secondary air and the air-fuel mixture come into contact. If ignition or flame holding is performed in the high oxygen region on the outer periphery of the mixed flow, the amount of NOx generated increases. Resulting in.

本発明は、上述した課題を解決するものであり、硫化水素の発生による火炉壁の腐食および隣接する他の燃焼バーナの火炎による干渉を抑制しつつNOx発生量を低減可能な燃焼バーナ及びこれを備えたボイラを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and a combustion burner capable of reducing the amount of NOx generated while suppressing the corrosion of the furnace wall due to the generation of hydrogen sulfide and the interference caused by the flame of another adjacent combustion burner. It aims at providing the equipped boiler.

上記の目的を達成するための本発明の燃焼バーナは、軸線に沿って筒状に延びるとともに炭素含有固体燃料を粉砕した燃料と1次空気とを混合した燃料ガスを火炉へ供給する燃料ガス流路を形成する燃料ノズルと、前記軸線に沿って筒状に延びるとともに前記燃料ノズルの外側から前記火炉へ2次空気を供給する2次空気流路を形成する2次空気ノズルと、前記2次空気ノズルの上方および下方に配置され、前記火炉へ2次空気を供給する一対の2次空気供給ポートと、前記燃料ガス流路の右方および左方に位置する前記2次空気流路を前記燃料ガス流路に隣接した内側流路と該内側流路の外側に配置される外側流路に分割し、前記内側流路を流通する2次空気の流速が前記外側流路を流通する2次空気の流速よりも低くなるように調整する一対の調整機構と、を備える。   In order to achieve the above object, a combustion burner according to the present invention has a fuel gas flow that extends in a cylindrical shape along an axis and supplies a fuel gas obtained by mixing a pulverized carbon-containing solid fuel and primary air to a furnace. A fuel nozzle that forms a path, a secondary air nozzle that extends in a cylindrical shape along the axis and that forms a secondary air flow path for supplying secondary air from the outside of the fuel nozzle to the furnace, and the secondary A pair of secondary air supply ports that are disposed above and below the air nozzle and supply secondary air to the furnace, and the secondary air flow paths located on the right and left sides of the fuel gas flow path, A secondary gas flow is divided into an inner flow channel adjacent to the fuel gas flow channel and an outer flow channel disposed outside the inner flow channel, and the flow rate of secondary air flowing through the inner flow channel flows through the outer flow channel. Adjust to lower than the air flow rate And a pair of adjusting mechanisms.

本発明の燃焼バーナによれば、燃料ガス流路の右方および左方に位置する2次空気流路が燃料ガス流路に隣接した内側流路とその外側に配置される外側流路に分割され、内側流路を流通する2次空気の流速が外側流路を流通する2次空気の流速よりも低くなるように調整される。内側流路を流通する2次空気の流速が外側流路を流通する2次空気の流速よりも低いため、内側流路と外側流路を分割しない場合に比べて、燃料ガス流路を流通する燃料ガスと2次空気流路を流通する2次空気との流速差を減少させることができる。そのため、燃料ガスと2次空気とが接触する際に渦が発生し、燃料ガスの外周側の高酸素領域でNOxの発生量が増大する不具合を抑制することができる。   According to the combustion burner of the present invention, the secondary air flow channel located on the right side and the left side of the fuel gas flow channel is divided into an inner flow channel adjacent to the fuel gas flow channel and an outer flow channel disposed outside thereof. The flow rate of the secondary air flowing through the inner flow path is adjusted to be lower than the flow rate of the secondary air flowing through the outer flow path. Since the flow rate of the secondary air flowing through the inner flow path is lower than the flow rate of the secondary air flowing through the outer flow path, it flows through the fuel gas flow path as compared with the case where the inner flow path and the outer flow path are not divided. The flow velocity difference between the fuel gas and the secondary air flowing through the secondary air flow path can be reduced. Therefore, a vortex is generated when the fuel gas and the secondary air come into contact with each other, and a problem that the amount of NOx generated increases in the high oxygen region on the outer peripheral side of the fuel gas can be suppressed.

また、本発明の燃焼バーナによれば、外側流路を流通する2次空気の流速が内側流路を流通する2次空気の流速よりも高いため、内側流路と外側流路を分割しない場合と同量の2次空気を火炉へ供給することができる。また、2次空気を高い速度で火炉へ供給することにより、燃焼バーナの右方または左方の火炉壁に隣接する領域で生成される硫化水素(HS)を適切に減少させることができる。これにより、硫化水素の発生による火炉壁の腐食が抑制される。また、2次空気を高い速度で火炉へ供給することにより、隣接する他の燃焼バーナの火炎による干渉を抑制することができる。
このように、本発明によれば、硫化水素の発生による火炉壁の腐食および隣接する他の燃焼バーナの火炎による干渉を抑制しつつNOx発生量を低減可能な燃焼バーナを提供することができる。
Further, according to the combustion burner of the present invention, the flow rate of the secondary air flowing through the outer flow path is higher than the flow rate of the secondary air flowing through the inner flow path, so that the inner flow path and the outer flow path are not divided. The same amount of secondary air can be supplied to the furnace. Further, by supplying the secondary air to the furnace at a high speed, hydrogen sulfide (H 2 S) generated in a region adjacent to the right or left furnace wall of the combustion burner can be appropriately reduced. . Thereby, corrosion of the furnace wall due to generation of hydrogen sulfide is suppressed. Moreover, the interference by the flame of the other adjacent combustion burner can be suppressed by supplying the secondary air to the furnace at a high speed.
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a combustion burner capable of reducing the NOx generation amount while suppressing the corrosion of the furnace wall due to the generation of hydrogen sulfide and the interference caused by the flame of another adjacent combustion burner.

本発明の燃焼バーナにおいて、前記調整機構は、前記軸線に沿って延びるように前記燃料ガス流路の右方および左方に位置する前記2次空気流路の先端側に配置されて前記2次空気流路を前記内側流路と前記外側流路に分割する一対の隔壁と、前記2次空気流路の基端側に配置されるとともに前記一対の隔壁に接続される一対の調整部と、を有し、前記隔壁は、前記内側流路の前記火炉への開口面積が前記外側流路の前記火炉への開口面積よりも大きくなるように配置され、前記調整部は、前記内側流路へ流入する2次空気の流量が前記外側流路へ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように調整する構成としてもよい。   In the combustion burner according to the present invention, the adjustment mechanism is disposed on a distal end side of the secondary air flow path located on the right side and the left side of the fuel gas flow path so as to extend along the axis. A pair of partition walls that divide an air flow path into the inner flow path and the outer flow path; a pair of adjustment portions that are disposed on the base end side of the secondary air flow path and connected to the pair of partition walls; And the partition is arranged such that an opening area of the inner flow path to the furnace is larger than an opening area of the outer flow path to the furnace, and the adjustment portion is connected to the inner flow path. It is good also as a structure adjusted so that the flow volume of the inflowing secondary air may become smaller than the flow volume of the secondary air inflowing into the said outer side flow path.

本構成の燃焼バーナによれば、内側流路へ流入する2次空気の流量が外側流路へ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように調整される一方で、内側流路の火炉への開口面積が外側流路の火炉への開口面積よりも大きくなるように隔壁が配置されている。そのため、外側流路よりも少ない流量で内側流路に流入した2次空気は、外側流路を流通する2次空気よりも低い速度で火炉へ供給される。また、本構成の燃焼バーナによれば、隔壁が、軸線に沿って延びるように2次空気流路の先端側に配置されているため、燃料ガスと2次空気とが同じ軸線に沿って火炉へ供給される。そのため、燃料ガスと2次空気とが接触する際に渦が発生し、燃料ガスの外周側の高酸素領域でNOxの発生量が増大する不具合をより確実に抑制することができる。   According to the combustion burner of this configuration, while the flow rate of the secondary air flowing into the inner flow path is adjusted to be smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow path, The partition wall is arranged so that the opening area of the outer channel is larger than the opening area of the outer flow path to the furnace. Therefore, the secondary air that has flowed into the inner channel at a lower flow rate than the outer channel is supplied to the furnace at a lower speed than the secondary air that flows through the outer channel. Moreover, according to the combustion burner of this structure, since a partition is arrange | positioned at the front end side of a secondary air flow path so that it may extend along an axis, a fuel gas and secondary air are furnaces along the same axis. Supplied to. Therefore, a vortex is generated when the fuel gas and the secondary air come into contact with each other, and the problem that the amount of NOx generated increases in the high oxygen region on the outer peripheral side of the fuel gas can be more reliably suppressed.

上記構成の燃焼バーナにおいて、前記調整部は、前記2次空気流路の上流側から下流側に向けて前記内側流路の流路断面積を漸次増加させ、かつ前記外側流路の流路断面積を漸次減少させるように配置される板状部材であってもよい。
このようにすることで、内側流路および外側流路へ流入する2次空気に乱れが生じることを抑制し、燃料ガスと2次空気とが接触する際に渦が発生する不具合を抑制することができる。
In the combustion burner configured as described above, the adjustment unit gradually increases the cross-sectional area of the inner flow path from the upstream side to the downstream side of the secondary air flow path, and the flow path breakage of the outer flow path. It may be a plate-like member arranged so as to gradually reduce the area.
By doing in this way, it suppresses that the turbulence arises in the secondary air which flows into an inner side channel and an outer side channel, and suppresses the malfunction which a vortex generate | occur | produces when fuel gas and secondary air contact. Can do.

上記構成の燃焼バーナにおいて、前記調整部は、前記内側流路への流入部の一部を塞ぐように形成される板状部材であってもよい。
このようにすることで、板状部材で内側流路への流入部の一部を塞ぐという比較的簡易な構成で、内側流路を流通する2次空気の流速が外側流路を流通する2次空気の流速よりも低くなるように調整することができる。
In the combustion burner configured as described above, the adjustment portion may be a plate-like member formed so as to block a part of the inflow portion into the inner flow path.
By doing in this way, the flow rate of the secondary air which distribute | circulates an inner flow path distribute | circulates an outer flow path by the comparatively simple structure of closing a part of inflow part to an inner flow path with a plate-shaped member. It can adjust so that it may become lower than the flow velocity of secondary air.

本発明の燃焼バーナにおいて、前記調整機構は、前記軸線に沿って延びるように前記燃料ガス流路の右方および左方に位置する前記2次空気流路の先端側に配置される一対の隔壁を有し、前記隔壁は、前記内側流路の前記火炉への開口面積が前記外側流路の前記火炉への開口面積よりも大きくなり、かつ前記内側流路へ流入する2次空気の流量が前記外側流路へ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように配置される構成としてもよい。   In the combustion burner according to the present invention, the adjustment mechanism is a pair of partition walls disposed on the front end side of the secondary air flow channel located on the right and left sides of the fuel gas flow channel so as to extend along the axis. The partition wall has an opening area of the inner flow path to the furnace larger than an opening area of the outer flow path to the furnace, and a flow rate of secondary air flowing into the inner flow path is It is good also as a structure arrange | positioned so that it may become smaller than the flow volume of the secondary air which flows in into the said outer side flow path.

本構成の燃焼バーナによれば、内側流路へ流入する2次空気の流量が外側流路へ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように調整される一方で、内側流路の火炉への開口面積が外側流路の火炉への開口面積よりも大きくなるように隔壁が配置されている。そのため、外側流路よりも少ない流量で内側流路に流入した2次空気は、外側流路を流通する2次空気よりも低い速度で火炉へ供給される。そのため、燃料ガスと2次空気とが接触する際に渦が発生し、燃料ガスの外周側の高酸素領域でNOxの発生量が増大する不具合をより確実に抑制することができる。   According to the combustion burner of this configuration, while the flow rate of the secondary air flowing into the inner flow path is adjusted to be smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow path, The partition wall is arranged so that the opening area of the outer channel is larger than the opening area of the outer flow path to the furnace. Therefore, the secondary air that has flowed into the inner channel at a lower flow rate than the outer channel is supplied to the furnace at a lower speed than the secondary air that flows through the outer channel. Therefore, a vortex is generated when the fuel gas and the secondary air come into contact with each other, and the problem that the amount of NOx generated increases in the high oxygen region on the outer peripheral side of the fuel gas can be more reliably suppressed.

本発明の燃焼バーナにおいては、前記燃料ガス流路の上方および下方に位置する前記2次空気流路を流通する2次空気の流速を低下させる減速機構を備えるものであってよい。
減速機構を設けることにより、一対の調整機構の存在によって燃料ガス流路の右方および左方の2次空気流路へ導かれない2次空気が、燃料ガス流路の上方および下方に位置する2次空気流路へ集中的に導入されて2次空気の流速が過度に上昇してしまう不具合を抑制することができる。
The combustion burner of the present invention may include a speed reduction mechanism that reduces the flow rate of the secondary air that flows through the secondary air flow channel positioned above and below the fuel gas flow channel.
By providing the speed reduction mechanism, secondary air that is not guided to the right and left secondary air flow paths due to the presence of the pair of adjustment mechanisms is positioned above and below the fuel gas flow path. It is possible to suppress a problem that the flow rate of the secondary air is excessively increased due to being intensively introduced into the secondary air flow path.

本発明のボイラは、鉛直方向に沿って設置されるとともに4つの壁面により形成される火炉と、該火炉の前記4つの壁面のそれぞれに対して設置された上記のいずれかの燃焼バーナと、を備え、前記燃焼バーナが、前記火炉の中心に対して偏角を設けて前記燃料ガスを吹き込み、前記火炉の中心回りに旋回する旋回流を形成する。
本発明のボイラによれば、旋回流を形成するように火炉の4つの壁面のそれぞれに対して設置される燃焼バーナのそれぞれにおいて、燃料ガス流路の右方および左方に位置する2次空気流路が燃料ガス流路に隣接した内側流路とその外側に配置される外側流路に分割され、内側流路を流通する2次空気の流速が外側流路を流通する2次空気の流速よりも低くなるように調整される。内側流路を流通する2次空気の流速が外側流路を流通する2次空気の流速よりも低いため、内側流路と外側流路を分割しない場合に比べて、燃料ガス流路を流通する燃料ガスと2次空気流路を流通する2次空気との流速差を減少させることができる。そのため、燃料ガスと2次空気とが接触する際に渦が発生し、燃料ガスの外周側の高酸素領域でNOxの発生量が増大する不具合を抑制することができる。
A boiler according to the present invention includes a furnace that is installed along a vertical direction and is formed by four wall surfaces, and any one of the above-described combustion burners that is installed for each of the four wall surfaces of the furnace. And the combustion burner blows the fuel gas at an angle with respect to the center of the furnace to form a swirling flow that swirls around the center of the furnace.
According to the boiler of the present invention, in each of the combustion burners installed on each of the four wall surfaces of the furnace so as to form a swirling flow, the secondary air located on the right and left sides of the fuel gas flow path. The flow path is divided into an inner flow path adjacent to the fuel gas flow path and an outer flow path disposed outside thereof, and the flow rate of the secondary air flowing through the inner flow path is the flow rate of the secondary air flowing through the outer flow path. Is adjusted to be lower. Since the flow rate of the secondary air flowing through the inner flow path is lower than the flow rate of the secondary air flowing through the outer flow path, it flows through the fuel gas flow path as compared with the case where the inner flow path and the outer flow path are not divided. The flow velocity difference between the fuel gas and the secondary air flowing through the secondary air flow path can be reduced. Therefore, a vortex is generated when the fuel gas and the secondary air come into contact with each other, and a problem that the amount of NOx generated increases in the high oxygen region on the outer peripheral side of the fuel gas can be suppressed.

本発明によれば、硫化水素の発生による火炉壁の腐食および隣接する他の燃焼バーナの火炎による干渉を抑制しつつNOx発生量を低減可能な燃焼バーナ及びこれを備えたボイラを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a combustion burner capable of reducing the amount of NOx generated while suppressing the corrosion of the furnace wall due to the generation of hydrogen sulfide and the interference caused by the flame of another adjacent combustion burner, and a boiler including the combustion burner. it can.

本発明の第1実施形態の燃焼バーナが適用された微粉炭焚きボイラを表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the pulverized coal burning boiler to which the combustion burner of a 1st embodiment of the present invention was applied. 図1に示す微粉炭焚きボイラにおける燃焼バーナを表す平面図である。It is a top view showing the combustion burner in the pulverized coal burning boiler shown in FIG. 図1に示す燃焼バーナの部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of the combustion burner shown in FIG. 図2に示す燃焼バーナを火炉からみた正面図である。It is the front view which looked at the combustion burner shown in FIG. 2 from the furnace. 図4に示す燃焼バーナの2次空気流路の開口部の流路幅を示す正面図である。It is a front view which shows the flow path width of the opening part of the secondary air flow path of the combustion burner shown in FIG. 図4に示す燃焼バーナのII-II矢視断面図である。It is II-II arrow sectional drawing of the combustion burner shown in FIG. 燃焼バーナの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a combustion burner. 燃焼バーナの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a combustion burner. 第2実施形態の燃焼バーナの部分縦断面図である。It is a partial longitudinal cross-sectional view of the combustion burner of 2nd Embodiment. 第2実施形態の変形例に係る燃焼バーナの部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of the combustion burner which concerns on the modification of 2nd Embodiment.

以下に添付図面を参照して、本発明の燃焼バーナの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。   Exemplary embodiments of a combustion burner according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example, Moreover, when there exists multiple Example, what comprises combining each Example is also included.

<第1実施形態>
本発明の第1実施形態の燃焼バーナが適用された微粉炭焚きボイラは、炭素含有固体燃料として石炭を粉砕した微粉炭を用い、この微粉炭を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラである。
<First Embodiment>
The pulverized coal fired boiler to which the combustion burner of the first embodiment of the present invention is applied uses pulverized coal obtained by pulverizing coal as a carbon-containing solid fuel, the pulverized coal is burned by the combustion burner, and the heat generated by this combustion is generated. It is a boiler that can be recovered.

図1に示すように、本実施形態の微粉炭焚きボイラ10は、コンベンショナルボイラであって、火炉11と燃焼装置12と煙道13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、この火炉11を構成する火炉壁の下部に燃焼装置12が設けられている。   As shown in FIG. 1, the pulverized coal burning boiler 10 of this embodiment is a conventional boiler, and has a furnace 11, a combustion device 12, and a flue 13. The furnace 11 has a rectangular hollow shape and is installed along the vertical direction. A combustion device 12 is provided at the lower part of the furnace wall constituting the furnace 11.

燃焼装置12は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eを有している。本実施例にて、この燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eは、火炉11が延びる鉛直方向を中心軸とした周方向に沿って4個均等間隔で配設されたものが1セットとして、鉛直方向に沿って5セット(5段)配置されている。なお、ここでは5セットとしたが、6セットあるいはその他の任意のセット数とすることができる。   The combustion device 12 has a plurality of combustion burners 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E mounted on the furnace wall. In this embodiment, the combustion burners 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E are arranged as a set having four equal intervals along the circumferential direction with the vertical direction in which the furnace 11 extends as the central axis. 5 sets (5 stages) are arranged along the vertical direction. In addition, although it was set as 5 sets here, it can be set to 6 sets or other arbitrary sets.

そして、各燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eは、微粉炭供給管26,27,28,29,30を介して微粉炭機(ミル;粉砕機)31,32,33,34,35に連結されている。この微粉炭機31,32,33,34,35は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に対向して複数の粉砕ローラが粉砕テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。従って、石炭が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送用空気(1次空気)により分級された微粉炭が微粉炭供給管26,27,28,29,30から燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eに供給される。   Each combustion burner 100A, 100B, 100C, 100D, 100E is supplied to a pulverized coal machine (mill; pulverizer) 31, 32, 33, 34, 35 via a pulverized coal supply pipe 26, 27, 28, 29, 30. It is connected to. Although not shown, the pulverized coal machines 31, 32, 33, 34, and 35 are supported in a housing so that the pulverization table can be driven to rotate with a rotation axis along the vertical direction, and face the upper side of the pulverization table. A plurality of crushing rollers are configured to be rotatably supported in conjunction with the rotation of the crushing table. Accordingly, when coal is introduced between a plurality of crushing rollers and a crushing table, pulverized coal that has been crushed to a predetermined size and classified by air for transportation (primary air) is supplied to the pulverized coal supply pipe 26, 27, 28, 29, 30 are supplied to the combustion burners 100A, 100B, 100C, 100D, 100E.

また、火炉11は、各燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eの装着位置に風箱36が設けられており、この風箱36に空気ダクト(2次空気供給管)37の一端部が連結されており、この空気ダクト37には、他端部に送風機38が装着されている。更に、火炉11は、各燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eの装着位置より鉛直方向上方にアディショナル空気ノズル39が設けられている。このアディショナル空気ノズル39には、空気ダクト37から分岐した分岐空気ダクト40の端部が連結されている。従って、送風機38により送られた燃焼用空気(2次空気)を、空気ダクト37から風箱36に供給し、この風箱36から各燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eに供給することができると共に、送風機38により送られた燃焼用空気(追加空気)を分岐空気ダクト40からアディショナル空気ノズル39に供給することができる。   Further, the furnace 11 is provided with a wind box 36 at a mounting position of each combustion burner 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, and one end portion of an air duct (secondary air supply pipe) 37 is provided in the wind box 36. The air duct 37 is connected to a blower 38 at the other end. Furthermore, the furnace 11 is provided with an additional air nozzle 39 vertically above the mounting position of each combustion burner 100A, 100B, 100C, 100D, 100E. The additional air nozzle 39 is connected to an end of a branched air duct 40 branched from the air duct 37. Therefore, the combustion air (secondary air) sent by the blower 38 is supplied from the air duct 37 to the wind box 36 and supplied from the wind box 36 to the combustion burners 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E. In addition, combustion air (additional air) sent by the blower 38 can be supplied from the branch air duct 40 to the additional air nozzle 39.

そのため、燃焼装置12にて、各燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eは、微粉炭と搬送用空気(1次空気)とを混合した微粉燃料混合気(燃料ガス)を火炉11内に吹き込み可能であると共に、燃焼用空気を火炉11内に吹き込み可能となっている。燃焼装置12は、点火トーチ(図示略)により微粉燃料混合気に点火することで、火炎を形成することができる。   Therefore, in the combustion apparatus 12, each combustion burner 100 </ b> A, 100 </ b> B, 100 </ b> C, 100 </ b> D, 100 </ b> E has a pulverized fuel mixture (fuel gas) obtained by mixing pulverized coal and carrier air (primary air) in the furnace 11. In addition to being able to blow, combustion air can be blown into the furnace 11. The combustion device 12 can form a flame by igniting the pulverized fuel mixture with an ignition torch (not shown).

火炉11は、鉛直方向上部に煙道13が連結されており、この煙道13に、対流伝熱部として燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器である過熱器(スーパーヒータ)41,42、再熱器43,44及び節炭器(エコノマイザ)45,46,47が設けられており、火炉11での燃焼で発生した燃焼ガスと水や蒸気との間で熱交換が行われる。   In the furnace 11, a flue 13 is connected to an upper part in the vertical direction, and a superheater (super heater) 41, which is a heat exchanger for recovering heat of combustion gas as a convection heat transfer section, is connected to the flue 13. 42, reheaters 43 and 44, and economizers 45, 46, and 47 are provided, and heat exchange is performed between the combustion gas generated by the combustion in the furnace 11 and water or steam.

煙道13は、そのガス流れ下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排ガスとして排出される排ガス管48が連結されている。この排ガス管48は、空気ダクト37との間にエアヒータ49が設けられ、空気ダクト37を流れる空気と、排ガス管48を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eに供給する燃焼用空気を昇温することができる。なお、排ガス管48は、図示しないが、脱硝装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。   The flue 13 is connected to an exhaust gas pipe 48 through which the combustion gas subjected to heat exchange is discharged as exhaust gas on the downstream side of the gas flow. This exhaust gas pipe 48 is provided with an air heater 49 between the air duct 37 and performs heat exchange between the air flowing through the air duct 37 and the exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe 48, and the combustion burners 100A, 100B, 100C, The temperature of combustion air supplied to 100D and 100E can be raised. Although not shown, the exhaust gas pipe 48 is provided with a denitration device, an electrostatic precipitator, an induction blower, and a desulfurization device, and a chimney is provided at the downstream end.

従って、微粉炭機31,32,33,34,35が駆動すると、生成された微粉炭が搬送用空気(1次空気)と共に微粉炭供給管(燃料供給管)26,27,28,29,30を通して燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eに供給される。また、加熱された燃焼用空気(2次空気)が空気ダクト37から風箱36を介して各燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eに供給される共に、分岐空気ダクト40からアディショナル空気ノズル39に供給される。搬送用空気(1次空気)は微粉炭が着火しないよう温度が低く、燃焼用空気(2次空気)はエアヒータ49で加熱されているので、1次空気および微粉燃料混合気よりも温度が高い。   Therefore, when the pulverized coal machines 31, 32, 33, 34, and 35 are driven, the generated pulverized coal together with the air for conveyance (primary air), the pulverized coal supply pipes (fuel supply pipes) 26, 27, 28, 29, 30 is supplied to the combustion burners 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E. Also, heated combustion air (secondary air) is supplied from the air duct 37 to the combustion burners 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E through the wind box 36, and an additional air nozzle is supplied from the branch air duct 40. 39. The temperature of the carrier air (primary air) is low so that the pulverized coal does not ignite, and the combustion air (secondary air) is heated by the air heater 49, so the temperature is higher than the primary air and the pulverized fuel mixture. .

すると、燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eは、微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉燃料混合気(燃料ガス)を火炉11に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉11に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。また、アディショナル空気ノズル39は、追加空気を火炉11に吹き込み、微粉炭に対する空気の量を適正化させる燃焼制御を行うことができる。この火炉11では、微粉燃料混合気と燃焼用空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉11内の鉛直方向下部の領域で火炎が生じると、燃焼ガス(排ガス)がこの火炉11内を上昇し、煙道13に排出される。   Then, the combustion burners 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E blow the pulverized fuel mixture (fuel gas), which is a mixture of pulverized coal and carrier air, into the furnace 11 and the combustion air into the furnace 11. By igniting, a flame can be formed. Further, the additional air nozzle 39 can perform combustion control for blowing additional air into the furnace 11 and optimizing the amount of air with respect to the pulverized coal. In the furnace 11, the pulverized fuel mixture and the combustion air are burned to generate a flame. When a flame is generated in a region in the lower vertical direction in the furnace 11, the combustion gas (exhaust gas) rises in the furnace 11. And discharged to the flue 13.

即ち、燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eは、微粉炭混合気と燃焼用空気(2次空気)を火炉11における燃焼領域に吹き込み、このときに着火することで燃焼領域に火炎旋回流が形成される。そして、この火炎旋回流は、旋回しながら上昇して還元領域に至る。アディショナル空気ノズル39は、追加空気を火炉11における還元領域の鉛直上方に吹き込む。この火炉11では、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。そして、微粉炭の燃焼により発生したNOxが火炉11で還元され、その後、追加空気(アディショナルエア)が供給されることで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるNOxの発生量が低減される。   That is, the combustion burners 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E blow the pulverized coal mixture and the combustion air (secondary air) into the combustion region in the furnace 11, and ignite at this time, so that the flame swirls in the combustion region. Is formed. This flame swirl rises while swirling and reaches the reduction region. The additional air nozzle 39 blows additional air vertically above the reduction region in the furnace 11. In the furnace 11, the interior is maintained in a reducing atmosphere by setting the air supply amount to be less than the theoretical air amount with respect to the pulverized coal supply amount. The NOx generated by the combustion of the pulverized coal is reduced in the furnace 11, and then additional air (additional air) is supplied to complete the oxidation combustion of the pulverized coal, and the amount of NOx generated by the combustion of the pulverized coal is reduced. Reduced.

このとき、給水ポンプ(図示略)から供給された水は、節炭器45,46,47によって予熱された後、蒸気ドラム(図示略)に供給され火炉壁の各水管(図示略)に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、蒸気ドラムに送り込まれる。更に、蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器41,42に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器41,42で生成された過熱蒸気は、発電プラントのタービン(図示略)に供給される。また、タービンでの供給した水蒸気の膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器43,44に導入され、再度過熱されてタービンに戻され膨張して、タービンが回転駆動する。なお、火炉11をドラム型(蒸気ドラム)として説明したが、この構造に限定されるものではない。   At this time, the water supplied from the water supply pump (not shown) is preheated by the economizers 45, 46 and 47, then supplied to the steam drum (not shown) and supplied to each water pipe (not shown) on the furnace wall. In the meantime, it is heated to become saturated steam and fed into a steam drum. Further, the saturated steam of the steam drum is introduced into the superheaters 41 and 42 and is heated by the combustion gas. The superheated steam generated by the superheaters 41 and 42 is supplied to a turbine (not shown) of the power plant. Further, the steam taken out in the middle of the expansion process of the steam supplied by the turbine is introduced into the reheaters 43 and 44, is again superheated, is returned to the turbine and expands, and the turbine is rotationally driven. In addition, although the furnace 11 was demonstrated as a drum type | mold (steam drum), it is not limited to this structure.

その後、煙道13の節炭器45,46,47を通過した排ガスは、排ガス管48にて、脱硝装置(図示略)にて、供給したアンモニアと触媒によりNOxなどの有害物質が除去され、電気集塵機で粒子状物質が除去され、脱硫装置により硫黄分が除去された後、煙突から大気中に排出される。   Thereafter, the exhaust gas that has passed through the economizers 45, 46, and 47 of the flue 13 is subjected to removal of harmful substances such as NOx by the supplied ammonia and catalyst in the denitration device (not shown) in the exhaust gas pipe 48, Particulate matter is removed with an electric dust collector, sulfur content is removed with a desulfurizer, and then discharged from the chimney into the atmosphere.

ここで、燃焼装置12について詳細に説明するが、この燃焼装置12を構成する各燃焼バーナ100A,100B,100C,100D,100Eは、ほぼ同様の構成をなしていることから、最上段に位置する燃焼バーナ100Aについてのみ説明する。   Here, although the combustion apparatus 12 is demonstrated in detail, since each combustion burner 100A, 100B, 100C, 100D, 100E which comprises this combustion apparatus 12 has comprised the substantially the same structure, it is located in the uppermost stage. Only the combustion burner 100A will be described.

燃焼バーナ100Aは、図2に示すように、火炉11を形成する4つの壁面に設けられる燃焼バーナ100Aa,100Ab,100Ac,100Adから構成されている。各燃焼バーナ100Aa,100Ab,100Ac,100Adは、微粉炭供給管26から分岐した各分岐管26a,26b,26c,26dが連結されると共に、空気ダクト37から分岐した各分岐管37a,37b,37c,37dが連結されている。   As shown in FIG. 2, the combustion burner 100 </ b> A is composed of combustion burners 100 </ b> Aa, 100 </ b> Ab, 100 </ b> Ac, 100 </ b> Ad provided on four wall surfaces forming the furnace 11. Each combustion burner 100Aa, 100Ab, 100Ac, 100Ad is connected to each branch pipe 26a, 26b, 26c, 26d branched from the pulverized coal supply pipe 26, and each branch pipe 37a, 37b, 37c branched from the air duct 37. , 37d are connected.

従って、火炉11の各壁面にある各燃焼バーナ100Aa,100Ab,100Ac,100Adは、火炉11に対して、微粉炭と搬送用空気(1次空気)が混合した微粉燃料混合気を火炉11中心に対して僅かな偏角を設けて吹き込むと共に、その微粉燃料混合気の外側に燃焼用空気(2次空気)を吹き込む。そして、各燃焼バーナ100Aa,100Ab,100Ac,100Adからの微粉燃料混合気に着火することで、4つの火炎F1,F2,F3,F4を形成することができ、この火炎F1,F2,F3,F4は、火炉11の上方から見て(図2にて)反時計回り方向に旋回する火炎旋回流となる。ここでは、反時計回り方向に旋回するものとしたが、時計回りに旋回する火炎旋回流となるように各燃焼バーナ100Aa,100Ab,100Ac,100Adを配置してもよい。   Therefore, each combustion burner 100Aa, 100Ab, 100Ac, 100Ad on each wall surface of the furnace 11 has a pulverized fuel mixture in which pulverized coal and transport air (primary air) are mixed with the furnace 11 in the center of the furnace 11. In contrast, the air is blown with a slight deviation angle, and combustion air (secondary air) is blown to the outside of the pulverized fuel mixture. Then, by igniting the pulverized fuel mixture from each combustion burner 100Aa, 100Ab, 100Ac, 100Ad, four flames F1, F2, F3, F4 can be formed, and this flame F1, F2, F3, F4 Is a flame swirl flow swirling counterclockwise as viewed from above the furnace 11 (in FIG. 2). In this example, the combustion burners 100Aa, 100Ab, 100Ac, and 100Ad may be arranged so as to form a flame swirl flow that rotates clockwise.

次に、燃焼バーナ100Aについて詳細に説明する。
図3の部分縦断面図および図4に正面図に示すように、本実施形態の燃焼バーナ100Aは、燃料ノズル110と、2次空気ノズル120と、一対の2次空気供給ポート130A,130Bと、一対の調整機構140A,140Bと、を備える。なお、図3の縦断面図は、図4に示す燃焼バーナ100AのI-I矢視断面図となっている。
Next, the combustion burner 100A will be described in detail.
As shown in the partial vertical sectional view of FIG. 3 and the front view of FIG. 4, the combustion burner 100A of this embodiment includes a fuel nozzle 110, a secondary air nozzle 120, a pair of secondary air supply ports 130A and 130B. And a pair of adjustment mechanisms 140A and 140B. 3 is a cross-sectional view taken along the arrow II of the combustion burner 100A shown in FIG.

燃料ノズル110は、軸線X1に沿って筒状に延びるように形成される部材である。燃料ノズル110は、その内部に微粉炭供給管26から供給される微粉燃料混合気を火炉11へ供給する燃料ガス流路111を形成する。燃料ガス流路111は、軸線X1に直交する断面が矩形状の流路となっている。   The fuel nozzle 110 is a member formed to extend in a cylindrical shape along the axis X1. The fuel nozzle 110 forms therein a fuel gas passage 111 for supplying the pulverized fuel mixture supplied from the pulverized coal supply pipe 26 to the furnace 11. The fuel gas channel 111 is a channel whose cross section perpendicular to the axis X1 is rectangular.

燃料ノズル110が火炉11に面する開口部分の形状は、微粉燃料混合気のガス流通方向と同方向に直管状に延びる形状となっている。図3に示すように、燃料ノズル110の鉛直方向の高さは、H1で一定となっている。これは、微粉燃料混合気に含まれる微粉炭が燃料ガス流路111の中心軸(軸線X1)に対して外周側へ導かれることを抑制するためである。   The shape of the opening portion where the fuel nozzle 110 faces the furnace 11 is a shape extending straight in the same direction as the gas flow direction of the pulverized fuel mixture. As shown in FIG. 3, the height of the fuel nozzle 110 in the vertical direction is constant at H1. This is to prevent the pulverized coal contained in the pulverized fuel mixture from being guided to the outer peripheral side with respect to the central axis (axis line X1) of the fuel gas passage 111.

2次空気ノズル120は、軸線X1に沿って筒状に延びるように形成されるとともに燃料ノズル110の軸線X1に対して外側を取り囲むように配置される部材である。2次空気ノズル120は、その内周面と燃料ノズル110の外周面との間に火炉11へ2次空気を供給する環状の2次空気流路121を形成する。2次空気流路121は、軸線X1に直交する断面が矩形状の流路となっている。   The secondary air nozzle 120 is a member that is formed so as to extend in a cylindrical shape along the axis X <b> 1 and is disposed so as to surround the outside with respect to the axis X <b> 1 of the fuel nozzle 110. The secondary air nozzle 120 forms an annular secondary air flow path 121 that supplies secondary air to the furnace 11 between its inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the fuel nozzle 110. The secondary air channel 121 is a channel having a rectangular cross section perpendicular to the axis X1.

2次空気ノズル120は、風箱36から供給される2次空気を、2次空気流路121を介して火炉11へ供給する。2次空気ノズル120の鉛直方向の高さは、基端側がH2で一定であり、先端側でH2からH3まで低くなる形状となっている。   The secondary air nozzle 120 supplies the secondary air supplied from the wind box 36 to the furnace 11 via the secondary air flow path 121. The height of the secondary air nozzle 120 in the vertical direction is a shape in which the base end side is constant at H2 and decreases from H2 to H3 on the distal end side.

2次空気供給ポート130Aは、2次空気ノズル120の鉛直方向の上方に配置され、火炉11へ2次空気を供給するものである。2次空気供給ポート130Bは、2次空気ノズル120の鉛直方向の下方に配置され、火炉11へ2次空気を供給するものである。2次空気供給ポート130A,130Bは、風箱36から供給される2次空気を火炉11へ供給する。2次空気供給ポート130A,130Bの高さは、基端側がH4で一定であり、先端側でH4からH5まで低くなる形状となっている。   The secondary air supply port 130 </ b> A is disposed above the secondary air nozzle 120 in the vertical direction, and supplies secondary air to the furnace 11. The secondary air supply port 130 </ b> B is disposed below the secondary air nozzle 120 in the vertical direction, and supplies secondary air to the furnace 11. The secondary air supply ports 130 </ b> A and 130 </ b> B supply the secondary air supplied from the wind box 36 to the furnace 11. The heights of the secondary air supply ports 130A and 130B are constant at H4 on the base end side and are lowered from H4 to H5 on the front end side.

次に、2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅について説明する。図5は、図4に示す燃焼バーナ100Aの2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅を示す正面図である。
ここで、W1は燃料ノズル110の開口部の水平方向の幅であり、W2は2次空気ノズル120の開口部の水平方向の幅である。
Next, the flow path width of the opening of the secondary air flow path 121 to the furnace 11 will be described. FIG. 5 is a front view showing the channel width of the opening to the furnace 11 of the secondary air channel 121 of the combustion burner 100A shown in FIG.
Here, W1 is the horizontal width of the opening of the fuel nozzle 110, and W2 is the horizontal width of the opening of the secondary air nozzle 120.

ここで、燃料ガス流路111の右方に位置する2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅をWrとし、燃料ガス流路111の左方に位置する2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅をWlとする。また、燃料ガス流路111の上方に位置する2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅をHuとし、燃料ガス流路111の下方に位置する2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅をHdとする。   Here, the flow width of the opening to the furnace 11 of the secondary air flow path 121 located on the right side of the fuel gas flow path 111 is Wr, and the secondary air flow located on the left side of the fuel gas flow path 111 The flow path width of the opening part to the furnace 11 of the path 121 is set to Wl. Further, the channel width of the opening to the furnace 11 of the secondary air channel 121 positioned above the fuel gas channel 111 is Hu, and the secondary air channel 121 positioned below the fuel gas channel 111 is Let Hd be the flow path width of the opening to the furnace 11.

そして、本実施形態においては、Wr,Wl,Hu,Hdの間に以下の条件式(1)が成り立つように燃料ガス流路111および2次空気流路121を形成する。
Hu+Hd<Wr+Wl (1)
この条件は、燃料ガス流路111の右方および左方に位置する2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅の合計が、燃料ガス流路111の上方および下方に位置する2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅の合計よりも大きいという条件である。条件式(1)が成り立つようにすることで、2次空気供給ポート130A,130Bが配置されない燃料ガス流路111の右方および左方から火炉へ供給される2次空気の流量が増加する。
In the present embodiment, the fuel gas flow path 111 and the secondary air flow path 121 are formed so that the following conditional expression (1) is satisfied among Wr, Wl, Hu, and Hd.
Hu + Hd <Wr + Wl (1)
This condition is that the total flow path width of the opening to the furnace 11 of the secondary air flow path 121 located on the right and left sides of the fuel gas flow path 111 is located above and below the fuel gas flow path 111. This is a condition that the secondary air flow passage 121 is larger than the total flow passage width of the opening to the furnace 11. By satisfying the conditional expression (1), the flow rate of the secondary air supplied to the furnace from the right and left sides of the fuel gas passage 111 where the secondary air supply ports 130A and 130B are not arranged increases.

ここで、WrとWlとが同じ流路幅となるように燃料ガス流路111および2次空気流路121を形成してもよい。燃料ガス流路111の右方に位置する2次空気流路121の開口部の流路幅Wrと燃料ガス流路111の左方に位置する2次空気流路121の開口部の流路幅Wlとを一致させることにより、火炉壁に隣接する領域での硫化水素の発生による火炉壁の腐食と、隣接する他の燃焼バーナの火炎による干渉とをそれぞれ適切に抑制することができる。   Here, the fuel gas channel 111 and the secondary air channel 121 may be formed so that Wr and Wl have the same channel width. The passage width Wr of the opening of the secondary air passage 121 located on the right side of the fuel gas passage 111 and the passage width of the opening of the secondary air passage 121 located on the left side of the fuel gas passage 111 By matching Wl, it is possible to appropriately suppress the corrosion of the furnace wall due to the generation of hydrogen sulfide in the region adjacent to the furnace wall and the interference due to the flame of another adjacent combustion burner.

また、WrとWlとが異なる流路幅となるように燃料ガス流路111および2次空気流路121を形成してもよい。図2に示すように、本実施形態の燃焼バーナ100Aは、燃焼バーナ100Aを火炉11からみた場合、燃料ガス流路111の左方に火炉壁が配置され、燃料ガス流路111の右方から旋回流の上流側の他の燃焼バーナ100Aの火炎による干渉を受ける。   Further, the fuel gas passage 111 and the secondary air passage 121 may be formed so that Wr and Wl have different passage widths. As shown in FIG. 2, in the combustion burner 100 </ b> A of this embodiment, when the combustion burner 100 </ b> A is viewed from the furnace 11, the furnace wall is disposed on the left side of the fuel gas flow path 111, and from the right side of the fuel gas flow path 111. Interference is caused by the flame of another combustion burner 100A upstream of the swirl flow.

そのため、火炎の干渉よりも硫化水素の発生による火炉壁の腐食の影響が大きい場合には、WlをWrよりも広くするのが望ましい。燃料ガス流路111の左方に位置する2次空気流路121から供給される2次空気を増加することで、硫化水素の発生による火炉壁の腐食を抑制することができる。   Therefore, when the influence of the corrosion of the furnace wall due to the generation of hydrogen sulfide is larger than the interference of the flame, it is desirable to make W1 wider than Wr. By increasing the secondary air supplied from the secondary air flow path 121 located on the left side of the fuel gas flow path 111, corrosion of the furnace wall due to the generation of hydrogen sulfide can be suppressed.

また、硫化水素の発生による火炉壁の腐食よりも火炎の干渉の影響が大きい場合には、WrをWlよりも広くするのが望ましい。燃料ガス流路111の右方に位置する2次空気流路121から供給される2次空気を増加することで、旋回流の上流側の他の燃焼バーナ100Aの火炎による干渉を抑制することができる。   If the influence of flame interference is greater than the corrosion of the furnace wall due to the generation of hydrogen sulfide, it is desirable to make Wr wider than Wl. By increasing the secondary air supplied from the secondary air flow path 121 located to the right of the fuel gas flow path 111, it is possible to suppress interference due to the flame of the other combustion burner 100A upstream of the swirl flow. it can.

また、本実施形態においては、更に以下の条件式(2)が成り立つように燃料ガス流路111および2次空気流路121を形成するのが望ましい。
1.5≦(Wr+Wl)/(Hu+Hd)≦6 (2)
この条件は、燃料ガス流路111の右方および左方に位置する2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅が、燃料ガス流路111の上方および下方に位置する2次空気流路121の火炉11への開口部の流路幅の1.5倍以上かつ6倍以下であるという条件である。条件式(2)が成り立つようにすることで、燃料ガス流路111の右方および左方に位置する2次空気流路121の開口部の流路幅を燃料ガス流路111の上方および下方に位置する2次空気流路121の開口部の流路幅よりも十分に大きくすることができる。
In the present embodiment, it is desirable to form the fuel gas passage 111 and the secondary air passage 121 so that the following conditional expression (2) is satisfied.
1.5 ≦ (Wr + Wl) / (Hu + Hd) ≦ 6 (2)
This condition is that the passage width of the opening to the furnace 11 of the secondary air passage 121 located on the right and left of the fuel gas passage 111 is located above and below the fuel gas passage 111. The condition is that the flow path width of the opening of the secondary air flow path 121 to the furnace 11 is not less than 1.5 times and not more than 6 times. By satisfying the conditional expression (2), the channel width of the opening of the secondary air channel 121 located on the right and left sides of the fuel gas channel 111 is set above and below the fuel gas channel 111. It can be made sufficiently larger than the flow path width of the opening of the secondary air flow path 121 located at the position.

次に、2次空気流路121を流通する2次空気と燃料ガス流路111を流通する微粉燃料混合気との流速差を減少させるための調整機構140A,140Bについて説明する。   Next, adjustment mechanisms 140A and 140B for reducing the flow velocity difference between the secondary air flowing through the secondary air flow path 121 and the pulverized fuel mixture flowing through the fuel gas flow path 111 will be described.

図6に示すように、本実施形態の燃焼バーナ100Aは、燃料ガス流路111の右方に位置する2次空気流路121を燃料ガス流路111に隣接した内側流路121Aと内側流路121Aの外側に配置される外側流路121Bに分割する調整機構140Aを備える。また、本実施形態の燃焼バーナ100Aは、燃料ガス流路111の左方に位置する2次空気流路121を燃料ガス流路111に隣接した内側流路121Cと内側流路121Cの外側に配置される外側流路121Dに分割する調整機構140Bを備える。   As shown in FIG. 6, the combustion burner 100 </ b> A according to the present embodiment includes a secondary air passage 121 located on the right side of the fuel gas passage 111 and an inner passage 121 </ b> A and an inner passage adjacent to the fuel gas passage 111. 140 A of adjustment mechanisms divided | segmented into the outer side flow path 121B arrange | positioned on the outer side of 121A are provided. Further, in the combustion burner 100A of the present embodiment, the secondary air passage 121 located on the left side of the fuel gas passage 111 is disposed outside the inner passage 121C and the inner passage 121C adjacent to the fuel gas passage 111. An adjustment mechanism 140B that divides the outer flow path 121D is provided.

調整機構140Aは、内側流路121Aを流通する2次空気の流速が外側流路121Bを流通する2次空気の流速よりも低くなるように調整する機構である。同様に、調整機構140Bは、内側流路121Cを流通する2次空気の流速が外側流路121Dを流通する2次空気の流速よりも低くなるように調整する機構である。
図6に示すように、調整機構140Aは、隔壁140Aaと隔壁(調整部)140Abとを有する機構である。また、調整機構140Bは、隔壁140Baと隔壁(調整部)140Bbとを有する機構である。
140 A of adjustment mechanisms are mechanisms which adjust so that the flow velocity of the secondary air which distribute | circulates the inner flow path 121A becomes lower than the flow velocity of the secondary air which distribute | circulates the outer flow path 121B. Similarly, the adjustment mechanism 140B is a mechanism that adjusts the flow velocity of the secondary air flowing through the inner flow path 121C to be lower than the flow velocity of the secondary air flowing through the outer flow path 121D.
As shown in FIG. 6, the adjustment mechanism 140A is a mechanism having a partition wall 140Aa and a partition wall (adjustment unit) 140Ab. The adjustment mechanism 140B is a mechanism having a partition wall 140Ba and a partition wall (adjustment unit) 140Bb.

隔壁140Aaは、軸線X1に沿って延びるように燃料ガス流路111の右方に位置する2次空気流路121の先端側(火炉11側)に配置されて2次空気流路121を内側流路121Aと外側流路121Bに分割する板状部材である。また、隔壁140Baは、軸線X1に沿って延びるように燃料ガス流路111の左方に位置する2次空気流路121の先端側(火炉11側)に配置されて2次空気流路121を内側流路121Cと外側流路121Dに分割する板状部材である。図4に示すように、隔壁140Aa,140Baは、燃料ガス流路111の下端から上端に至るまで鉛直方向に沿って延びるように形成されている。   The partition wall 140 </ b> Aa is disposed on the front end side (furnace 11 side) of the secondary air flow path 121 located on the right side of the fuel gas flow path 111 so as to extend along the axis X <b> 1 and flows through the secondary air flow path 121. It is a plate-like member that is divided into a channel 121A and an outer channel 121B. In addition, the partition wall 140Ba is disposed on the distal end side (furnace 11 side) of the secondary air flow path 121 located on the left side of the fuel gas flow path 111 so as to extend along the axis line X1. It is a plate-like member that is divided into an inner channel 121C and an outer channel 121D. As shown in FIG. 4, the partition walls 140 </ b> Aa and 140 </ b> Ba are formed so as to extend along the vertical direction from the lower end to the upper end of the fuel gas channel 111.

隔壁140Abは、2次空気流路121の基端側に配置されるとともに隔壁140Aaに接続される板状部材である。また、隔壁140Bbは、2次空気流路121の基端側に配置されるとともに隔壁140Baに接続される板状部材である。隔壁140Ab,140Bbは、燃料ガス流路111の下端から上端に至るまで鉛直方向に沿って延びるように形成されている。   The partition wall 140Ab is a plate-like member that is disposed on the proximal end side of the secondary air flow path 121 and connected to the partition wall 140Aa. The partition wall 140Bb is a plate-like member that is disposed on the proximal end side of the secondary air flow path 121 and connected to the partition wall 140Ba. The partition walls 140Ab and 140Bb are formed so as to extend along the vertical direction from the lower end to the upper end of the fuel gas flow path 111.

図6に示すように、隔壁140Aaは、内側流路121Aの火炉11への開口面積が外側流路121Bの火炉11への開口面積よりも大きくなるように配置されている。また、隔壁140Baは、内側流路121Cの火炉11への開口面積が外側流路121Dの火炉11への開口面積よりも大きくなるように配置されている。
また、隔壁140Abは、内側流路121Aへ流入する2次空気の流量が外側流路121Bへ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように配置されている。また、隔壁140Bbは、内側流路121Cへ流入する2次空気の流量が外側流路121Dへ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように配置されている。
As shown in FIG. 6, the partition wall 140Aa is arranged such that the opening area of the inner flow path 121A to the furnace 11 is larger than the opening area of the outer flow path 121B to the furnace 11. Further, the partition wall 140Ba is arranged so that the opening area of the inner flow path 121C to the furnace 11 is larger than the opening area of the outer flow path 121D to the furnace 11.
Further, the partition wall 140Ab is disposed so that the flow rate of the secondary air flowing into the inner flow path 121A is smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow path 121B. Further, the partition wall 140Bb is disposed so that the flow rate of the secondary air flowing into the inner flow path 121C is smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow path 121D.

隔壁140Abは、2次空気流路121の上流側から下流側に向けて内側流路121Aの流路断面積を漸次増加させ、かつ外側流路121Bの流路断面積を漸次減少させるように配置されている。また、隔壁140Bbは、2次空気流路121の上流側から下流側に向けて内側流路121Cの流路断面積を漸次増加させ、かつ外側流路121Dの流路断面積を漸次減少させるように配置されている。   The partition wall 140Ab is arranged so as to gradually increase the channel cross-sectional area of the inner channel 121A and gradually decrease the channel cross-sectional area of the outer channel 121B from the upstream side to the downstream side of the secondary air channel 121. Has been. Further, the partition wall 140Bb gradually increases the cross-sectional area of the inner flow path 121C from the upstream side to the downstream side of the secondary air flow path 121, and gradually decreases the cross-sectional area of the outer flow path 121D. Is arranged.

以上説明した本実施形態の燃焼バーナ100Aが奏する作用および効果について説明する。   The operation and effect of the combustion burner 100A of the present embodiment described above will be described.

本実施形態の燃焼バーナ100Aによれば、燃料ガス流路111の右方および左方に位置する2次空気流路121が燃料ガス流路111に隣接した内側流路121A,121Cとその外側に配置される外側流路121B,121Dに分割され、内側流路121A,121Cを流通する2次空気の流速が外側流路121B,121Dを流通する2次空気の流速よりも低くなるように調整される。内側流路121A,121Cを流通する2次空気の流速が外側流路121B,121Dを流通する2次空気の流速よりも低いため、内側流路121A,121Cと外側流路121B,121Dを分割しない場合に比べて、燃料ガス流路111を流通する燃料ガスと2次空気流路121を流通する2次空気との流速差を減少させることができる。そのため、燃料ガスと2次空気とが接触する際に渦が発生し、燃料ガスの外周側の高酸素領域でNOxの発生量が増大する不具合を抑制することができる。   According to the combustion burner 100 </ b> A of the present embodiment, the secondary air flow path 121 located on the right and left sides of the fuel gas flow path 111 is disposed on the inner flow paths 121 </ b> A and 121 </ b> C adjacent to the fuel gas flow path 111 and on the outside thereof. Divided into the outer flow paths 121B and 121D to be arranged, the flow rate of the secondary air flowing through the inner flow paths 121A and 121C is adjusted to be lower than the flow rate of the secondary air flowing through the outer flow paths 121B and 121D. The Since the flow rate of the secondary air flowing through the inner flow paths 121A and 121C is lower than the flow rate of the secondary air flowing through the outer flow paths 121B and 121D, the inner flow paths 121A and 121C and the outer flow paths 121B and 121D are not divided. Compared to the case, the flow velocity difference between the fuel gas flowing through the fuel gas flow path 111 and the secondary air flowing through the secondary air flow path 121 can be reduced. Therefore, a vortex is generated when the fuel gas and the secondary air come into contact with each other, and a problem that the amount of NOx generated increases in the high oxygen region on the outer peripheral side of the fuel gas can be suppressed.

また、本実施形態の燃焼バーナ100Aによれば、外側流路121B,121Dを流通する2次空気の流速が内側流路121A,121Cを流通する2次空気の流速よりも高いため、内側流路121A,121Cと外側流路121B,121Dを分割しない場合と同量の2次空気を火炉11へ供給することができる。また、2次空気を高い速度で火炉11へ供給することにより、燃焼バーナ100Aの右方または左方の火炉壁に隣接する領域で生成される硫化水素(HS)を適切に減少させることができる。これにより、硫化水素の発生による火炉壁の腐食が抑制される。また、2次空気を高い速度で火炉11へ供給することにより、隣接する他の燃焼バーナの火炎による干渉を抑制することができる。
このように、本実施形態によれば、硫化水素の発生による火炉壁の腐食および隣接する他の燃焼バーナの火炎による干渉を抑制しつつNOx発生量を低減可能な燃焼バーナ100Aを提供することができる。
Further, according to the combustion burner 100A of the present embodiment, the flow rate of the secondary air that flows through the outer flow paths 121B and 121D is higher than the flow rate of the secondary air that flows through the inner flow paths 121A and 121C. The same amount of secondary air can be supplied to the furnace 11 as when 121A, 121C and the outer flow paths 121B, 121D are not divided. Further, by supplying secondary air to the furnace 11 at a high speed, hydrogen sulfide (H 2 S) generated in a region adjacent to the right or left furnace wall of the combustion burner 100A is appropriately reduced. Can do. Thereby, corrosion of the furnace wall due to generation of hydrogen sulfide is suppressed. Moreover, the interference by the flame of the other adjacent combustion burner can be suppressed by supplying secondary air to the furnace 11 at a high speed.
Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide the combustion burner 100A capable of reducing the NOx generation amount while suppressing the corrosion of the furnace wall due to the generation of hydrogen sulfide and the interference caused by the flame of another adjacent combustion burner. it can.

また、本実施形態の燃焼バーナ100Aにおいて、調整機構140A,140Bは、軸線X1に沿って延びるように燃料ガス流路111の右方および左方に位置する2次空気流路121の先端側に配置される一対の隔壁140Aa,140Baと、2次空気流路121の基端側に配置されるとともに一対の隔壁140Aa,140Baに接続される一対の隔壁(調整部)140Ab,140Bbと、を有する。ここで、隔壁140Aa,140Baは、内側流路121A,121Cの火炉11への開口面積が外側流路121B,121Dの火炉11への開口面積よりも大きくなるように配置されている。また、隔壁(調整部)140Ab,140Bbは、内側流路121A,121Cへ流入する2次空気の流量が外側流路121B,121Dへ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように調整している。   Further, in the combustion burner 100A of the present embodiment, the adjustment mechanisms 140A and 140B are provided on the front end side of the secondary air flow path 121 located on the right and left sides of the fuel gas flow path 111 so as to extend along the axis X1. A pair of partition walls 140Aa and 140Ba, and a pair of partition walls (adjusting portions) 140Ab and 140Bb which are disposed on the proximal end side of the secondary air flow path 121 and connected to the pair of partition walls 140Aa and 140Ba. . Here, the partition walls 140Aa and 140Ba are arranged such that the opening areas of the inner flow paths 121A and 121C to the furnace 11 are larger than the opening areas of the outer flow paths 121B and 121D to the furnace 11. Further, the partition walls (adjusting units) 140Ab and 140Bb are adjusted so that the flow rate of the secondary air flowing into the inner flow paths 121A and 121C is smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow paths 121B and 121D. Yes.

本実施形態の燃焼バーナ100Aによれば、内側流路121A,121Cへ流入する2次空気の流量が外側流路121B,121Dへ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように調整される一方で、内側流路121A,121Cの火炉11への開口面積が外側流路121B,121Dの火炉11への開口面積よりも大きくなるように隔壁140Aa,140Baが配置されている。   According to the combustion burner 100A of the present embodiment, the flow rate of the secondary air flowing into the inner flow paths 121A and 121C is adjusted to be smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow paths 121B and 121D. Thus, the partition walls 140Aa and 140Ba are arranged so that the opening areas of the inner flow paths 121A and 121C to the furnace 11 are larger than the opening areas of the outer flow paths 121B and 121D to the furnace 11.

そのため、外側流路121B,121Dよりも少ない流量で内側流路121A、121Cに流入した2次空気は、外側流路121B,121Dを流通する2次空気よりも低い速度で火炉11へ供給される。また、本実施形態の燃焼バーナ100Aによれば、隔壁140Aa,140Baが、軸線X1に沿って延びるように2次空気流路121の先端側に配置されているため、微粉燃料混合気と2次空気とが同じ軸線X1に沿って火炉11へ供給される。そのため、微粉燃料混合気と2次空気とが接触する際に渦が発生し、微粉燃料混合気の外周側の高酸素領域でNOxの発生量が増大する不具合をより確実に抑制することができる。   Therefore, the secondary air that has flowed into the inner flow paths 121A and 121C at a lower flow rate than the outer flow paths 121B and 121D is supplied to the furnace 11 at a lower speed than the secondary air that flows through the outer flow paths 121B and 121D. . Further, according to the combustion burner 100A of the present embodiment, the partition walls 140Aa and 140Ba are arranged on the front end side of the secondary air flow path 121 so as to extend along the axis X1, so that the pulverized fuel mixture and the secondary air Air is supplied to the furnace 11 along the same axis X1. Therefore, a vortex is generated when the pulverized fuel mixture and the secondary air come into contact with each other, and the problem that the amount of NOx generated increases in the high oxygen region on the outer peripheral side of the pulverized fuel mixture can be more reliably suppressed. .

本実施形態の燃焼バーナ100Aにおいて、隔壁(調整部)140Ab,140Bbは、2次空気流路121の上流側から下流側に向けて内側流路121A,121Cの流路断面積を漸次増加させ、かつ外側流路121B、121Dの流路断面積を漸次減少させるように配置される板状部材である。
このようにすることで、内側流路121A,121Cおよび外側流路121B、121Dへ流入する2次空気に乱れが生じることを抑制し、微粉燃料混合気と2次空気とが接触する際に渦が発生する不具合を抑制することができる。
In the combustion burner 100A of the present embodiment, the partition walls (adjusting parts) 140Ab and 140Bb gradually increase the flow passage cross-sectional areas of the inner flow passages 121A and 121C from the upstream side to the downstream side of the secondary air flow passage 121, And it is a plate-shaped member arrange | positioned so that the flow-path cross-sectional area of the outer side flow paths 121B and 121D may reduce gradually.
In this way, turbulence is prevented from occurring in the secondary air flowing into the inner flow paths 121A, 121C and the outer flow paths 121B, 121D, and vortices are generated when the pulverized fuel mixture and the secondary air come into contact with each other. The malfunction which generate | occur | produces can be suppressed.

本実施形態の調整機構140A,140Bは、内側流路121A,121Cへ流入する2次空気の流量が外側流路121B,121Dへ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように配置される隔壁140Ab,140Bbを有するものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、図7に示すように、隔壁140Ab,140Bbに替えて、隔壁140Ac,140Bcを設ける変形例としてもよい。
The adjustment mechanisms 140A and 140B of the present embodiment are arranged so that the flow rate of the secondary air flowing into the inner flow paths 121A and 121C is smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow paths 121B and 121D. Although it has 140Ab and 140Bb, other modes may be used.
For example, as shown in FIG. 7, it is good also as a modification which replaces with partition 140Ab and 140Bb, and provides partition 140Ac and 140Bc.

図7は、燃焼バーナ100Aの変形例を示す断面図であり、図4に示す燃焼バーナのII-II矢視断面図である。
本変形例の隔壁140Ac,140Bcは、鉛直方向に沿って燃料ガス流路111の下端から上端に至るまで鉛直方向に沿って延びるように形成される板状部材である。隔壁140Ac,140Bcには、鉛直方向に沿って燃料ガス流路111の下端から上端に至るまで鉛直方向に沿って延びるように形成されるスリットが形成されている。2次空気流路121を流通する2次空気は、スリットを介して内側流路121A,121Cへ流入する。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the combustion burner 100A, and is a cross-sectional view taken along the line II-II of the combustion burner shown in FIG.
The partition walls 140Ac and 140Bc of the present modification are plate-like members formed so as to extend along the vertical direction from the lower end to the upper end of the fuel gas channel 111 along the vertical direction. In the partition walls 140Ac and 140Bc, slits are formed that extend along the vertical direction from the lower end to the upper end of the fuel gas flow path 111 along the vertical direction. The secondary air flowing through the secondary air flow path 121 flows into the inner flow paths 121A and 121C through the slits.

このように、隔壁140Ac,140Bcは、内側流路121A,121Cへ2次空気が流入する流入部の一部を塞ぐように形成される部材である。なお、スリットを形成する位置は、図7に示すように隔壁140Aa,140Baと燃料ノズル110の外周面との間の位置には限られない。例えば、隔壁140Aa,140Ba側にスリットを設けても良いし、燃料ノズル110の外周面側にスリットを設けてもよい。
また、例えば、スリットに替えて、隔壁140Ac,140Bcを2次空気の流通方向に対して開口する開口孔が全面に形成されたパンチングメタルとしてもよい。
Thus, the partition walls 140Ac and 140Bc are members formed so as to block a part of the inflow portion where the secondary air flows into the inner flow paths 121A and 121C. The position where the slit is formed is not limited to the position between the partition walls 140Aa and 140Ba and the outer peripheral surface of the fuel nozzle 110 as shown in FIG. For example, a slit may be provided on the partition walls 140 </ b> Aa and 140 </ b> Ba, or a slit may be provided on the outer peripheral surface side of the fuel nozzle 110.
Further, for example, instead of the slits, the partition walls 140Ac and 140Bc may be punched metal in which an opening hole that opens in the secondary air flow direction is formed on the entire surface.

また、本実施形態の調整機構140A,140Bとして、図8に示す隔壁140Ad,140Bdを採用してもよい。図8は、燃焼バーナ100Aの変形例を示す断面図であり、図4に示す燃焼バーナのII-II矢視断面図である。
図8に示す隔壁140Ad,140Bdは、内側流路121A,121Cの火炉11への開口面積が外側流路121B,121Dの火炉11への開口面積よりも大きくなり、かつ内側流路121A,121Cへ流入する2次空気の流量が外側流路121B,121Dへ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように配置される板状部材である。
Moreover, you may employ | adopt the partition 140Ad and 140Bd shown in FIG. 8 as adjustment mechanism 140A, 140B of this embodiment. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the combustion burner 100A, and is a cross-sectional view taken along the line II-II of the combustion burner shown in FIG.
In the partition walls 140Ad and 140Bd shown in FIG. 8, the opening area of the inner flow paths 121A and 121C to the furnace 11 is larger than the opening area of the outer flow paths 121B and 121D to the furnace 11, and the inner flow paths 121A and 121C The plate-like member is arranged so that the flow rate of the secondary air flowing in becomes smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow paths 121B and 121D.

図8に示す燃焼バーナによれば、内側流路121A,121Cへ流入する2次空気の流量が外側流路121B,121Dへ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように調整される一方で、内側流路121A,121Cの火炉11への開口面積が外側流路121B,121Dの火炉11への開口面積よりも大きくなるように隔壁140Ad,140Bdが配置されている。そのため、外側流路121B,121Dよりも少ない流量で内側流路121A,121Cに流入した2次空気は、外側流路121B,121Dを流通する2次空気よりも低い速度で火炉11へ供給される。そのため、微粉燃料混合気と2次空気とが接触する際に渦が発生し、微粉燃料混合気の外周側の高酸素領域でNOxの発生量が増大する不具合をより確実に抑制することができる。   According to the combustion burner shown in FIG. 8, while the flow rate of the secondary air flowing into the inner flow paths 121A and 121C is adjusted to be smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow paths 121B and 121D. The partition walls 140Ad and 140Bd are arranged such that the opening areas of the inner flow paths 121A and 121C to the furnace 11 are larger than the opening areas of the outer flow paths 121B and 121D to the furnace 11. Therefore, the secondary air that has flowed into the inner flow paths 121A and 121C at a lower flow rate than the outer flow paths 121B and 121D is supplied to the furnace 11 at a lower speed than the secondary air that flows through the outer flow paths 121B and 121D. . Therefore, a vortex is generated when the pulverized fuel mixture and the secondary air come into contact with each other, and the problem that the amount of NOx generated increases in the high oxygen region on the outer peripheral side of the pulverized fuel mixture can be more reliably suppressed. .

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
第2実施形態は第1実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第1実施形態と同様であるものとし、以下での説明を省略する。
本実施形態の燃焼バーナは、第1実施形態の燃焼バーナ100Aに対して更に減速機構を設けた点が異なる。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The second embodiment is a modification of the first embodiment, and is the same as the first embodiment except for the case described below, and the description below is omitted.
The combustion burner of the present embodiment is different from the combustion burner 100A of the first embodiment in that a speed reduction mechanism is further provided.

図9に示すように、本実施形態の2次空気ノズル120は、火炉11に面する先端部の近傍に、2次空気流路121の流路断面積を局部的に減少させる絞り部150を備えている。この絞り部150は、燃料ガス流路111の上方および下方に位置する2次空気流路121を流通する2次空気の流速を低下させる減速機構となっている。   As shown in FIG. 9, the secondary air nozzle 120 of the present embodiment has a throttle 150 that locally reduces the cross-sectional area of the secondary air flow passage 121 in the vicinity of the tip portion facing the furnace 11. I have. The throttle 150 is a speed reduction mechanism that reduces the flow velocity of the secondary air that flows through the secondary air passage 121 located above and below the fuel gas passage 111.

絞り部150(減速機構)を設けることにより、燃料ガス流路111の上方および下方に位置する2次空気流路121を2次空気が通過する際の圧力損失が増大する。これにより、一対の調整機構140A、140Bの存在によって燃料ガス流路111の右方および左方の2次空気流路121へ導かれない2次空気が、燃料ガス流路111の上方および下方に位置する2次空気流路121へ集中的に導入されて2次空気の流速が過度に上昇してしまう不具合を抑制することができる。   By providing the throttle unit 150 (deceleration mechanism), the pressure loss when the secondary air passes through the secondary air passage 121 positioned above and below the fuel gas passage 111 increases. As a result, the secondary air that is not guided to the right and left secondary air flow paths 121 of the fuel gas flow path 111 due to the presence of the pair of adjustment mechanisms 140A and 140B flows above and below the fuel gas flow path 111. It is possible to suppress a problem that the flow rate of the secondary air is excessively increased due to being intensively introduced into the located secondary air flow path 121.

燃料ガス流路111の上方および下方に位置する2次空気流路121を流通する2次空気の流速を低下させる減速機構として、絞り部150の替わりに板状部材を設けてもよい。
例えば、図10に示すように、図9において絞り部150が設けられる位置に2次空気流路121の右端から左端に至るまで延びる板状部材(減速機構)160を設けてもよい。2次空気流路121を流通する2次空気の流れを部分的に滞留させる板状部材160を設けることにより、2次空気流路121を流通する2次空気の流速を低下させることができる。
A plate-like member may be provided in place of the throttle unit 150 as a speed reduction mechanism for reducing the flow rate of the secondary air flowing through the secondary air flow path 121 located above and below the fuel gas flow path 111.
For example, as shown in FIG. 10, a plate-like member (deceleration mechanism) 160 extending from the right end to the left end of the secondary air flow path 121 may be provided at a position where the throttle unit 150 is provided in FIG. By providing the plate-like member 160 that partially retains the flow of the secondary air flowing through the secondary air flow path 121, the flow rate of the secondary air flowing through the secondary air flow path 121 can be reduced.

なお、板状部材を配置する位置は、図9において絞り部150が設けられる位置に限られない。例えば、図10に破線で示すように、図9において絞り部150が設けられる位置よりも上流側に2次空気流路121の右端から左端に至るまで延びる板状部材170を配置してもよい。   The position where the plate-like member is arranged is not limited to the position where the diaphragm 150 is provided in FIG. For example, as indicated by a broken line in FIG. 10, a plate-like member 170 extending from the right end to the left end of the secondary air flow path 121 may be disposed upstream of the position where the throttle portion 150 is provided in FIG. 9. .

<他の実施形態>
以上で説明した燃焼バーナ100Aにおいては、火炉11に面する燃料ノズル110の先端の内部に保炎器を配置してもよい。保炎器は、例えば、鉛直方向に沿って延びる単数または複数の板状部材により形成される。保炎器を配置することにより、微粉燃料混合気の着火性能及び保炎性能を高めることができる。
<Other embodiments>
In the combustion burner 100 </ b> A described above, a flame holder may be disposed inside the tip of the fuel nozzle 110 facing the furnace 11. The flame holder is formed by, for example, one or a plurality of plate-like members extending along the vertical direction. By arranging the flame holder, the ignition performance and flame holding performance of the pulverized fuel mixture can be enhanced.

10 微粉炭焚きボイラ
11 火炉
12 燃焼装置
26,27,28,29,30 微粉炭供給管(燃料供給管)
31,32,33,34,35 微粉炭機(粉砕機)
36 風箱
37 空気ダクト(2次空気供給管)
38 送風機
49 エアヒータ(熱交換器)
100A,100B,100C,100D,100E 燃焼バーナ
110 燃料ノズル
111 燃料ガス流路
120 2次空気ノズル
121 2次空気流路
121A,121C 内側流路
121B、121D 外側流路
130A,130B 2次空気供給ポート
140A,140B 調整機構
140Aa,140Ba 隔壁
140Ab,140Bb 隔壁(調整部)
140Ac,140Bc 隔壁
140Ad,140Bd 隔壁
150 絞り部(減速機構)
160,170 板状部材(減速機構)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pulverized coal fired boiler 11 Furnace 12 Combustion device 26, 27, 28, 29, 30 Pulverized coal supply pipe (fuel supply pipe)
31, 32, 33, 34, 35 Pulverized coal machine (pulverizer)
36 Wind box 37 Air duct (secondary air supply pipe)
38 Blower 49 Air heater (heat exchanger)
100A, 100B, 100C, 100D, 100E Combustion burner 110 Fuel nozzle 111 Fuel gas channel 120 Secondary air nozzle 121 Secondary air channel 121A, 121C Inner channel 121B, 121D Outer channel 130A, 130B Secondary air supply port 140A, 140B Adjustment mechanism 140Aa, 140Ba Partition 140Ab, 140Bb Partition (Adjustment part)
140Ac, 140Bc Partition 140Ad, 140Bd Partition 150 Restriction (deceleration mechanism)
160,170 Plate member (deceleration mechanism)

Claims (7)

軸線に沿って筒状に延びるとともに炭素含有固体燃料を粉砕した燃料と1次空気とを混合した燃料ガスを火炉へ供給する燃料ガス流路を形成する燃料ノズルと、
前記軸線に沿って筒状に延びるとともに前記燃料ノズルの外側から前記火炉へ2次空気を供給する2次空気流路を形成する2次空気ノズルと、
前記2次空気ノズルの上方および下方に配置され、前記火炉へ2次空気を供給する一対の2次空気供給ポートと、
前記燃料ガス流路の右方および左方に位置する前記2次空気流路を前記燃料ガス流路に隣接した内側流路と該内側流路の外側に配置される外側流路に分割し、前記内側流路を流通する2次空気の流速が前記外側流路を流通する2次空気の流速よりも低くなるように調整する一対の調整機構と、を備える燃焼バーナ。
A fuel nozzle that forms a fuel gas passage that extends in a cylindrical shape along an axis and supplies a fuel gas obtained by mixing a fuel obtained by pulverizing a carbon-containing solid fuel and primary air to a furnace;
A secondary air nozzle extending in a cylindrical shape along the axis and forming a secondary air flow path for supplying secondary air from the outside of the fuel nozzle to the furnace;
A pair of secondary air supply ports disposed above and below the secondary air nozzle for supplying secondary air to the furnace;
Dividing the secondary air flow channel located on the right and left sides of the fuel gas flow channel into an inner flow channel adjacent to the fuel gas flow channel and an outer flow channel disposed outside the inner flow channel; A combustion burner comprising: a pair of adjustment mechanisms that adjust the flow rate of secondary air flowing through the inner flow path to be lower than the flow rate of secondary air flowing through the outer flow path.
前記調整機構は、
前記軸線に沿って延びるように前記燃料ガス流路の右方および左方に位置する前記2次空気流路の先端側に配置されて前記2次空気流路を前記内側流路と前記外側流路に分割する一対の隔壁と、
前記2次空気流路の基端側に配置されるとともに前記一対の隔壁に接続される一対の調整部と、を有し、
前記隔壁は、前記内側流路の前記火炉への開口面積が前記外側流路の前記火炉への開口面積よりも大きくなるように配置され、
前記調整部は、前記内側流路へ流入する2次空気の流量が前記外側流路へ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように調整する請求項1に記載の燃焼バーナ。
The adjustment mechanism is
The secondary air flow path is arranged on the front end side of the secondary air flow path located on the right and left sides of the fuel gas flow path so as to extend along the axis, and the secondary air flow path is defined as the inner flow path and the outer flow. A pair of partitions that divide into roads;
A pair of adjusting portions disposed on the proximal end side of the secondary air flow path and connected to the pair of partition walls,
The partition is arranged such that an opening area of the inner flow path to the furnace is larger than an opening area of the outer flow path to the furnace,
The combustion burner according to claim 1, wherein the adjustment unit adjusts the flow rate of the secondary air flowing into the inner flow path to be smaller than the flow rate of the secondary air flowing into the outer flow path.
前記調整部は、前記2次空気流路の上流側から下流側に向けて前記内側流路の流路断面積を漸次増加させ、かつ前記外側流路の流路断面積を漸次減少させるように配置される板状部材である請求項2に記載の燃焼バーナ。   The adjustment unit gradually increases the cross-sectional area of the inner flow path from the upstream side to the downstream side of the secondary air flow path, and gradually decreases the flow path cross-sectional area of the outer flow path. The combustion burner according to claim 2, wherein the combustion burner is a plate-like member to be arranged. 前記調整部は、前記内側流路への流入部の一部を塞ぐように形成される板状部材である請求項2に記載の燃焼バーナ。   The combustion burner according to claim 2, wherein the adjustment portion is a plate-like member formed so as to block a part of the inflow portion into the inner flow path. 前記調整機構は、
前記軸線に沿って延びるように前記燃料ガス流路の右方および左方に位置する前記2次空気流路の先端側に配置される一対の隔壁を有し、
前記隔壁は、前記内側流路の前記火炉への開口面積が前記外側流路の前記火炉への開口面積よりも大きくなり、かつ前記内側流路へ流入する2次空気の流量が前記外側流路へ流入する2次空気の流量よりも少なくなるように配置される請求項1に記載の燃焼バーナ。
The adjustment mechanism is
A pair of partition walls disposed on the front end side of the secondary air flow channel located on the right and left sides of the fuel gas flow channel so as to extend along the axis,
The partition wall has an opening area of the inner flow path to the furnace larger than an opening area of the outer flow path to the furnace, and a flow rate of secondary air flowing into the inner flow path is the outer flow path. The combustion burner according to claim 1, wherein the combustion burner is disposed so as to be smaller than a flow rate of the secondary air flowing into the.
前記燃料ガス流路の上方および下方に位置する前記2次空気流路を流通する2次空気の流速を低下させる減速機構を備える請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の燃焼バーナ。   The combustion burner according to any one of claims 1 to 5, further comprising a speed reduction mechanism that reduces a flow velocity of the secondary air that flows through the secondary air flow channel positioned above and below the fuel gas flow channel. . 鉛直方向に沿って設置されるとともに4つの壁面により形成される火炉と、
該火炉の前記4つの壁面のそれぞれに対して設置された請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の燃焼バーナと、を備え、
前記燃焼バーナが、前記火炉の中心に対して偏角を設けて前記燃料ガスを吹き込み、前記火炉の中心回りに旋回する旋回流を形成するボイラ。
A furnace installed along the vertical direction and formed by four wall surfaces;
The combustion burner according to any one of claims 1 to 3, wherein the combustion burner is installed for each of the four wall surfaces of the furnace.
The boiler in which the combustion burner blows the fuel gas at an angle with respect to the center of the furnace and forms a swirling flow that swirls around the center of the furnace.
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