JPH0233506A - Nox and dust reducing burner - Google Patents
Nox and dust reducing burnerInfo
- Publication number
- JPH0233506A JPH0233506A JP18032088A JP18032088A JPH0233506A JP H0233506 A JPH0233506 A JP H0233506A JP 18032088 A JP18032088 A JP 18032088A JP 18032088 A JP18032088 A JP 18032088A JP H0233506 A JPH0233506 A JP H0233506A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- atomizer
- spray
- nox
- soot
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims description 19
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 107
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 36
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical group N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 3
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は燃焼装置に係り、特に燃焼排ガス中の煤じんと
窒素酸化物(N OX)を低減させるのに好適な燃料噴
霧用アトマイザを有する流体燃料燃焼用バーナに関する
。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a combustion device, and in particular has a fuel spray atomizer suitable for reducing soot and nitrogen oxides (NOx) in combustion exhaust gas. The present invention relates to a burner for burning fluid fuel.
近年、輸入される原油の多様化を反映して、エネルギの
多量消費部門の代表である産業用ボイラでは、使用され
る原油の重質化が進んでいる。それに伴い、重質油の燃
焼技術の高度化が要求されるようになった。これは、経
済動向の変化によるエネルギ関連の設備投資の抑制や石
炭焚ボイラへの転換機運の沈滞などとは無関係ではなく
、廉価な重質油を指向する傾向は長期化するものと予測
される。一方、産業用の大型の石油焚火カプラントにお
いても、燃えにくいとされる安価な重質油の使用が計画
され、かつ実用化されつつある。しかるに、重質油の燃
焼においては、燃料中に残留炭素分および含有窒素分が
多いことから、燃焼排ガス中に煤じん(セノスフェア)
の多量発生と窒素酸化物(N OX)濃度の増大が大き
な問題となっている。特に、残留炭素分の結晶構造が極
めて難燃性の形である、いわゆる流れ構造である場合に
は、煤じん発生の問題は一段と深刻になる。さらに、バ
ーナ本数の少ない産業用ボイラにおいては、スート(煤
)が発生が著しいという問題も生じる。In recent years, reflecting the diversification of imported crude oil, the crude oil used in industrial boilers, which represent a large energy consumption sector, has become heavier. As a result, there has been a demand for more sophisticated heavy oil combustion technology. This is not unrelated to the suppression of energy-related capital investment due to changes in economic trends and the stagnation of the momentum to switch to coal-fired boilers, and the trend toward cheaper heavy oil is predicted to continue for a long time. . On the other hand, the use of inexpensive heavy oil, which is said to be less flammable, is being planned and put into practical use in large-scale oil-fired couplants for industrial use. However, in the combustion of heavy oil, because the fuel contains a large amount of residual carbon and nitrogen, soot and dust (cenospheres) are produced in the combustion exhaust gas.
The generation of large amounts of nitrogen oxides (NOx) and the increase in the concentration of nitrogen oxides (NOx) have become major problems. In particular, when the crystal structure of the residual carbon is in a highly flame-retardant form, a so-called flow structure, the problem of soot and dust generation becomes even more serious. Furthermore, in industrial boilers with a small number of burners, a problem arises in that soot is generated significantly.
これらの問題を解決するために、(1)バーナに、微粒
化特性にすぐれたアトマイザを用いて、重質油の噴霧平
均液滴径をできるだけ小さくして燃焼させる。(2)噴
霧した燃料と燃焼用空気との混合を良好にする。などの
対策が考えられてきた。例えば、第9図および第10図
に示すごとく、燃料の微粒化媒体3と燃料2との混合噴
出孔10群を2つ以上のグループに分け、アトマイザの
チップ本体1の軸心に対し同一円周上に、部分的に片寄
らせて混合噴出孔10を配置したアトマイザを有するN
Ox低減バーナが提案されている(特開昭50−566
35号公報)。In order to solve these problems, (1) an atomizer with excellent atomization properties is used in the burner to burn the heavy oil with the average spray droplet diameter as small as possible; (2) Improve the mixing of the sprayed fuel and combustion air. Countermeasures have been considered. For example, as shown in FIGS. 9 and 10, the 10 groups of mixing injection holes for the fuel atomization medium 3 and the fuel 2 are divided into two or more groups, and the groups are arranged in the same circle with respect to the axis of the tip body 1 of the atomizer. N having an atomizer in which mixing jet holes 10 are arranged partially off-centered on the periphery.
An Ox reduction burner has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 50-566
Publication No. 35).
上述したごとく、従来技術における重油バーナのアトマ
イザでは、複数の微粒化媒体と燃料との混合噴出孔を2
つ以上のグループに分割し、燃料噴霧流に濃淡をつけ、
燃焼用空気の分配遅延混合により、燃焼排ガス中のNO
xを低減してきたが、煤じん発生に対する配慮について
は全くなされていなかった。すなわち、グループ内での
混合噴出孔が互に隣接しているため、各々の燃料噴霧流
間に燃焼用空気が侵入し拡散することができず、燃焼が
遅延し、燃料の急速着火が達成されないため。As mentioned above, in the conventional heavy oil burner atomizer, there are two orifices for mixing a plurality of atomization media and fuel.
Divide into three or more groups, add density to the fuel spray flow,
NO in the flue gas is reduced by distributed delayed mixing of combustion air.
x has been reduced, but no consideration has been given to the generation of soot and dust. In other words, since the mixing nozzles within a group are adjacent to each other, combustion air cannot enter and diffuse between each fuel spray stream, resulting in delayed combustion and failure to achieve rapid ignition of the fuel. For.
これが排ガス中の煤じん濃度を増加させる要因となって
いた。ことに、難燃性の劣質燃料油の場合には、煤じん
濃度の増加傾向が一段と著しくなるという問題があった
。This was a factor in increasing the soot and dust concentration in exhaust gas. In particular, in the case of inferior flame-retardant fuel oil, there is a problem in that the soot and dust concentration tends to increase even more markedly.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、排ガ
ス中のNOx濃度を増加させることなく、煤じんの濃度
を一段と低減することが可能なアトマイザを有する重油
などの液体燃料もしくは00MまたはCWMなとの流体
化燃料の燃焼バーナを提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide liquid fuel such as heavy oil or 00M or An object of the present invention is to provide a combustion burner for fluidized fuel such as CWM.
本発明の目的は、液体燃料または固体と液体を混合した
流体化燃料を供給する流体燃料供給流路と、上記燃料を
微粒化させる微粒化媒体供給流路を有し、上記流体燃料
供給流路と微粒化媒体供給流路は交差し、上記燃料と微
粒化媒体とを合流混合させて噴出し燃料の噴霧流を形成
させる噴出孔を複数個設けた燃料噴霧用アトマイザ、も
しくは上記燃料のみを加圧噴出させて燃料の噴霧流を形
成させる噴出孔を複数個設けた燃料噴震用アトマイザを
有する流体燃料燃焼用バーナにおいて、上記複数の噴出
孔を少なくとも二つ以上のグループに分割して配置し、
かつ各グループ内において相隣接して配置する噴出孔同
志の位置を、上記アトマイザの軸心もしくは軸心近傍か
らの半径方向の距離がそれぞれ異なる位置に配置した燃
料噴霧用アトマイザとすることにより、達成される。An object of the present invention is to have a fluid fuel supply channel that supplies liquid fuel or a fluidized fuel that is a mixture of solid and liquid, and an atomization medium supply channel that atomizes the fuel, the fluid fuel supply channel The atomizer and the atomizing medium supply flow path intersect with each other, and the fuel atomizer is equipped with a plurality of nozzles that mix the fuel and the atomizing medium to form a spray stream of ejected fuel, or a fuel atomizer that only processes the above fuel. In a fluid fuel combustion burner having a fuel injection atomizer provided with a plurality of nozzle holes for pressurized jetting to form a spray stream of fuel, the plurality of nozzle holes are divided into at least two or more groups and arranged. ,
This is achieved by configuring fuel spray atomizers in which the positions of the nozzle holes arranged adjacent to each other in each group are arranged at different radial distances from the axial center or the vicinity of the axial center of the atomizer. be done.
本発明の燃料噴霧用アトマイザにおいて、少なくとも二
つ以上のグループに分割して配置した各グループにおけ
る噴出孔の位置を、アトマイザのほぼ軸心を中心として
半径の異なる同心円周上に配置するか、もしくは各グル
ープにおける噴出孔の位置を、各グループごとに中心が
それぞれ異なる同心円周上に配置した燃料噴霧用アトマ
イザとすることが望ましい。In the fuel spray atomizer of the present invention, the positions of the nozzle holes in each group divided into at least two or more groups are arranged on concentric circles having different radii around the axis of the atomizer, or It is preferable that the positions of the ejection holes in each group are arranged in fuel spray atomizers on concentric circles having different centers for each group.
そして1本発明の燃料噴震用アトマイザにおいて、少な
くとも二つ以上のグループに分割して配置し、かつ各グ
ループ内において相隣接して配置する噴出孔同志の位置
を、上記アトマイザの軸心近傍を中心として、半径の大
きな円周上から順次半径の小さな円周上へと、燃焼用空
気の旋回方向と同じ方向に順次開口して噴出孔を形成し
た燃料噴霧用アトマイザを有することがより望ましい。In the fuel injection atomizer of the present invention, the nozzle holes are arranged in at least two or more groups, and the nozzle holes arranged adjacent to each other in each group are arranged near the axis of the atomizer. It is more preferable to have a fuel spray atomizer in which the fuel spray atomizer has an ejection hole formed at the center by sequentially opening in the same direction as the swirling direction of the combustion air from the circumference with a large radius to the circumference with a small radius.
本発明によるNOxおよび煤じん低減バーナのアトマイ
ザに設けた混合噴出孔の開口配置によれば、バーナ火炎
内において燃料に濃淡が生じ、低NOx燃焼によってN
Oxを低減させることができる従来の低NOxアトマイ
ザを備えたバーナの特徴を失うことなく、アトマイザに
設けた燃料の微粒化媒体と燃料との混合噴出孔から噴出
される燃料の噴霧流との間に、燃焼用空気が極めて短時
間のうちに侵入し混合拡散されるため、バーナのアトマ
イザの近傍において燃料の急速着火が可能となる。この
ような急速着火によって急速に加熱されると、燃料噴霧
流の噴震液滴内の大半の炭素分が瞬時にして熱分解し、
燃焼反応が大幅に促進される。これによって、実質的に
は燃料中の残留炭分の少ない燃料油の場合の燃焼とほぼ
同等になり(通常の加熱速度とは1桁違いの昇温速度と
なる)、難燃性の重質油の燃焼性が一段と向上すること
になる。According to the opening arrangement of the mixing nozzle provided in the atomizer of the NOx and soot and dust reduction burner according to the present invention, the fuel becomes concentrated in the burner flame, and due to low NOx combustion, N
Without losing the characteristics of a burner equipped with a conventional low NOx atomizer that can reduce Ox In addition, since the combustion air enters and is mixed and diffused in a very short period of time, rapid ignition of the fuel is possible in the vicinity of the atomizer of the burner. When rapidly heated by such rapid ignition, most of the carbon content in the ejected droplets of the fuel spray is instantly thermally decomposed.
The combustion reaction is greatly accelerated. As a result, the combustion is essentially equivalent to the combustion of fuel oil with a low residual carbon content (the heating rate is an order of magnitude different from the normal heating rate), and the flame-retardant heavy The flammability of the oil will be further improved.
以下に本発明の一実施例を挙げ、図面に基づいてさらに
詳細に説明する。An embodiment of the present invention will be described below in more detail based on the drawings.
(実施例 1)
第1図および第2図(a)、(b)、(c)に本発明の
NOxおよび煤じん低減バーナのアトマイザの構造の一
例を示す。第1図はアトマイザを火炉側から見た微粒化
媒体と燃料との混合噴出孔の配置を示す平面図で、第2
図(a)、(b)、(c)は、混合噴出孔10α、10
β、10γ部をアトマイザの軸心を通る平面から見た断
面図である。(Example 1) FIG. 1 and FIG. 2 (a), (b), and (c) show an example of the structure of the atomizer of the NOx and soot/dust reduction burner of the present invention. Figure 1 is a plan view of the atomizer viewed from the furnace side, showing the arrangement of the mixing jet holes for atomizing medium and fuel;
Figures (a), (b), and (c) show mixing nozzle holes 10α, 10
It is a cross-sectional view of the β and 10γ parts viewed from a plane passing through the axis of the atomizer.
第2図(a)、(b)、(c)に示すごとく、本発明に
よるアトマイザは、アトマイザのチップ本体1、アトマ
イザのバックプレート4およびキャップナツト11によ
り構成されている。燃料2は、アトマイザのバックプレ
ート4に複数個開口されている燃料連通管5を通じて、
チップ本体1の燃料分配流路7へ入り、燃料供給孔9α
、9β、9γを経て各混合噴出孔10α、10β、10
γへほぼ均等に分配され、燃料を噴霧化して火炉内へ噴
射させる混合噴出孔10α、10β、10γへと供給さ
れる。As shown in FIGS. 2(a), 2(b), and 2(c), the atomizer according to the present invention is comprised of an atomizer chip body 1, an atomizer back plate 4, and a cap nut 11. The fuel 2 passes through a plurality of fuel communication pipes 5 that are opened in the back plate 4 of the atomizer.
It enters the fuel distribution channel 7 of the chip body 1 and enters the fuel supply hole 9α.
, 9β, 9γ to each mixing nozzle 10α, 10β, 10
γ, and is supplied to mixing orifices 10α, 10β, 10γ that atomize the fuel and inject it into the furnace.
燃料の微粒化媒体3は、バックプレート4の中心軸を通
る面上に開口する微粒化媒体連通管6を経て、チップ本
体1の上流側中心にある微粒化媒体分配流路8へ送給さ
れ、各混合噴出孔10α、10β、10γへと供給され
る。燃料2と微粒化媒体3は、各々の混合噴出孔10α
、10β、10γで衝突混合して微粒化され噴霧状にな
ってアトマイザから噴出される。燃料の噴霧流は燃焼用
空気と混合して燃焼し、火炎が形成される。The fuel atomization medium 3 is fed to the atomization medium distribution channel 8 located at the center of the upstream side of the chip body 1 through an atomization medium communication pipe 6 that opens on a plane passing through the central axis of the back plate 4. , are supplied to each of the mixing nozzles 10α, 10β, and 10γ. The fuel 2 and the atomization medium 3 are supplied to each mixing nozzle 10α.
, 10β, and 10γ, the particles are atomized into atomized particles and ejected from the atomizer. The fuel spray stream mixes with combustion air and burns, forming a flame.
本発明のアトマイザは、例えば第1図に示すごとく、合
計6個の混合噴出孔10α、10β、10γが、アトマ
イザの軸心を中心とした半径がそれぞれ異なる円周上に
分布される。すなおち、3個ずつの二つの集団(グルー
プ)に分割され、同一集団内の3個の混合噴出孔10α
、10β、10γは隣接して火炉側に面して開口されて
いる。これは、バーナ火炎を二つに分割することによっ
て、燃料の噴震流内の燃料濃度に濃淡をつけ、NOx排
出濃度の低減をはかろうとするものである。燃料噴出孔
の各グループの3個の混合噴出孔10α、10β、10
γは、第1図に示すごとく、同一円周上ではなく、それ
ぞれの径がφD1、φD2、φD工と異なる円周上に配
置され、かつ円周径が大きくなる順に混合噴出孔10γ
、10β、lOαと開口されている。なお円周方向に対
する混合噴出孔10α、10β、10γの開口位置は各
グループ間で同一配置とする。In the atomizer of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, a total of six mixing ejection holes 10α, 10β, and 10γ are distributed on a circumference with different radii centered on the axis of the atomizer. In other words, it is divided into two groups of three, and the three mixed nozzles 10α in the same group
, 10β, and 10γ are adjacent to each other and open facing the furnace side. This is an attempt to reduce the NOx emission concentration by dividing the burner flame into two parts to vary the fuel concentration in the fuel jet flow. Three mixing orifices 10α, 10β, 10 for each group of fuel orifices
As shown in Fig. 1, γ is not on the same circumference, but on a circumference with different diameters for φD1, φD2, and φD, and the mixing jet holes 10γ are arranged in order of increasing circumferential diameter.
, 10β, and lOα. Note that the opening positions of the mixing jet holes 10α, 10β, and 10γ in the circumferential direction are the same in each group.
混合噴出孔10α、 10βおよび10γのアトマイザ
中心軸に対する混合噴出孔の広がり角度θs1、θ3.
およびθs3は第2図に示すように異なっており混合噴
出孔の広がり角度は、θS□くθ8□くθ3゜の関係に
ある。また、燃料供給孔9α、9β、9γと混合噴出孔
10α、10β、10γの合流角度は、各混合噴出孔1
0α、lOβ、10γに対してθ、1、θヨ2.θ1.
であり、θ、1くθ、2くθ、、の関係にある。The spreading angles θs1, θ3 .
and θs3 are different as shown in FIG. 2, and the spreading angle of the mixing nozzle has a relationship of θS□, θ8□, and θ3°. In addition, the merging angle of the fuel supply holes 9α, 9β, 9γ and the mixing nozzle holes 10α, 10β, 10γ is
θ, 1, θyo2 for 0α, lOβ, 10γ. θ1.
The relationship is θ, 1 x θ, 2 x θ, and so on.
(実施例 2)
第3図に示すように、本実施例においては上記第1図、
第2図で示した実施例1と同じく、6個の混合噴出孔1
0γい10γ2.10γ1.10γい10β2,10β
2を、右側に示す3個の混合噴出孔IOγい工0γ2、
lOβ、のグループと、左側に示す3個の混合噴出孔1
0γ3.10γい10β2のグループの二つのグループ
に分割しているが、各グループの内側の円周方向に位置
する2個の混合噴出孔10γ1,10γ2と10γ1,
10γ、を、径の小さな円周φD□上、すなわちチップ
本体1の中心軸から見て内側に配置し、また二つのそれ
ぞれのグループの中位にある混合噴出孔lOβい10β
2を径の大きな円周φD、上、つまりチップ本体1の中
心軸からみて外側に開口するように配置したものである
。(Example 2) As shown in Fig. 3, in this example, the above-mentioned Fig. 1,
As in Example 1 shown in FIG. 2, six mixing nozzles 1
0γ10γ2.10γ1.10γ10β2,10β
2, three mixing nozzle holes IOγ2 shown on the right side,
A group of lOβ, and three mixing vents 1 shown on the left.
It is divided into two groups: 0γ3.
10γ is arranged on the circumference φD□ with a small diameter, that is, on the inside when viewed from the central axis of the chip body 1, and the mixing nozzle lOβ and 10β are located in the middle of each of the two groups.
2 is arranged so as to open above the large diameter circumference φD, that is, to the outside when viewed from the central axis of the chip body 1.
(実施例 3)
第4図に示すごとく、混合噴出孔の各グループの中位に
位置する混合噴出孔10γ1と10γ2をチップ本体1
の中心軸から見て内側の円周上に、−右外側に位置する
混合噴出孔10β□、10β2と10β1゜10β4を
、チップ本体1の中心軸から見て外側の円周上に開口す
るように配置したものである。(Example 3) As shown in FIG.
The mixing jet holes 10β□, 10β2 and 10β1°10β4 located on the -right outer side are opened on the outer circumference when viewed from the central axis of the chip body 1. It was placed in
第5図は1本発明の実施例1において例示した第1図お
よび第2図に示す構造のアトマイザにおける各混合噴出
孔からの燃料の噴霧流の流動状態を示す。本発明のアト
マイザでは、同一グループ内の各混合噴出孔10α、1
0β、 10γが非同心円上に開口しているため、旋回
する燃焼用空気Aは矢印で示すように燃料の噴霧流12
αと12β、12βと12γさらに12γと12αの噴
霧流間に流入しよく混合される。しかし、第9図および
第1o図に示すような従来のアトマイザでは、各噴霧流
が同心円上の混合噴出孔10から噴出されるため、燃料
の噴霧流同士が近づきすぎて干渉し合うまでになり、燃
焼用空気と噴霧流を形成している燃料の液滴群との混合
が遅れ、そのため不完全燃焼を起し煤じん発生の原因と
なる。FIG. 5 shows the flow state of the fuel spray from each mixing nozzle in the atomizer having the structure shown in FIGS. 1 and 2 illustrated in Example 1 of the present invention. In the atomizer of the present invention, each of the mixing nozzles 10α, 1 in the same group
Since 0β and 10γ are opened on non-concentric circles, the swirling combustion air A flows into the fuel spray flow 12 as shown by the arrow.
It flows into the spray streams of α and 12β, 12β and 12γ, and further between 12γ and 12α and is mixed well. However, in conventional atomizers as shown in FIG. 9 and FIG. , the mixing of the combustion air with the fuel droplets forming the spray stream is delayed, resulting in incomplete combustion and the generation of soot and dust.
第6図は、燃料の噴霧液滴の分散流量(単位時間・単位
面積あたりの液滴流束)のアトマイザチップの円周方向
の距離に対する分布を模式的に示す0本発明のアトマイ
ザは第6図(a)に示すごとく、各燃料の噴霧流12α
、12β、12γの間に空気が十分に入り込むため、各
混合噴出孔10α、10β、 10γに対応する燃料の
噴震液滴の分散流量に3つのピークが見られる。一方、
第6図(b)に示す従来のアトマイザでは、各燃料の噴
霧流12が干渉し合うまで近接するので、燃料の噴霧液
滴の分散流量は中間の混合噴出孔10に集まる傾向にあ
って、燃焼用空気の混合拡散が不十分となり煤じんの発
生が生じることになる。FIG. 6 schematically shows the distribution of the dispersed flow rate (droplet flux per unit time/unit area) of fuel spray droplets with respect to the distance in the circumferential direction of the atomizer chip. As shown in Figure (a), the spray flow 12α of each fuel
, 12β, and 12γ, three peaks can be seen in the dispersed flow rate of fuel jet droplets corresponding to each of the mixing nozzles 10α, 10β, and 10γ. on the other hand,
In the conventional atomizer shown in FIG. 6(b), the spray streams 12 of each fuel come close to each other until they interfere with each other, so the dispersed flow rate of the fuel spray droplets tends to gather at the intermediate mixing nozzle 10. Mixing and diffusion of the combustion air becomes insufficient, resulting in the generation of soot and dust.
第7図に、第1図、第2図で示した本発明のアトマイザ
と第9図、第10図で示した従来のアトマイザを用いた
場合の重質油燃焼時における煙道酸素濃度(%)と煤じ
ん濃度(■/ N rn’ )の関係を示す。図に示す
ごとく、本発明のアトマイザを用いた場合は、煙道酸素
濃度の全領域にわたり排ガス中の煤じん濃度が極めて低
く、優れた煤じん低減効果のあることが分かる。これは
、各混合噴出孔10α、10β、10γからの燃料噴霧
流12α、12β、12γの間へ燃焼用空気が十分に供
給されることによって、アトマイザのチップ本体1のご
く近傍で着火し保炎をはかることができるため、燃料の
急速熱分解が促進されたものと考えられる。本発明のア
トマイザを用いたバーナはボイラ火炉における燃え切り
の向上に対して優れた効果を示すものであって、燃焼の
ごく初期段階における燃焼の促進が極めて重要な要因と
なるものである。FIG. 7 shows the flue oxygen concentration (%) during heavy oil combustion using the atomizer of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 and the conventional atomizer shown in FIGS. ) and the soot and dust concentration (■/Nrn'). As shown in the figure, when the atomizer of the present invention is used, the soot and dust concentration in the exhaust gas is extremely low over the entire range of flue oxygen concentration, indicating that there is an excellent soot and dust reduction effect. This is because combustion air is sufficiently supplied between the fuel spray flows 12α, 12β, and 12γ from each of the mixing nozzles 10α, 10β, and 10γ, so that the flame is ignited very close to the tip body 1 of the atomizer. This is thought to have accelerated the rapid thermal decomposition of the fuel. The burner using the atomizer of the present invention exhibits an excellent effect on improving burnout in a boiler furnace, and promotion of combustion in the very early stage of combustion is an extremely important factor.
第8図に、第1図、第2図で示した本発明のアトマイザ
と第9図、第10図で示した従来のアトマイザを用いた
場合の重質油燃焼時における煙道酸素濃度(%)と排ガ
ス中のN Ox濃度(084%換算、ppH)の関係を
示す。図から明らかなごとく。FIG. 8 shows the flue oxygen concentration (%) during heavy oil combustion using the atomizer of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 and the conventional atomizer shown in FIGS. ) and the NOx concentration in exhaust gas (084% conversion, ppH). As is clear from the figure.
本発明のアトマイザは、各混合噴出孔10α、10β、
lOγからの燃料の噴霧流12α、12β、12γの間
へ燃焼用空気を流入させているにもかかわらず、従来の
アトマイザとほぼ同等に、排ガス中のNOx濃度を低減
できることが分かる。すなわち1本発明のアトマイザを
用いたバーナによると、火炎分割による濃淡燃焼により
排ガス中のNOx濃度の低減が達成されると同時に、煤
じんの発生量を著しく低減させることのできる優れた特
性を有することが分かる。The atomizer of the present invention has each mixing ejection hole 10α, 10β,
It can be seen that although the combustion air is allowed to flow between the fuel spray flows 12α, 12β, and 12γ from lOγ, the NOx concentration in the exhaust gas can be reduced almost to the same extent as in the conventional atomizer. In other words, the burner using the atomizer of the present invention has an excellent property of reducing the concentration of NOx in the exhaust gas through concentrated combustion through flame division, and at the same time can significantly reduce the amount of soot and dust generated. I understand that.
以上の実施例においては、重質油燃料の燃焼についての
み説明したが、他の液体燃料(例えば軽質油など)ある
いはスラリ燃料などの低NOx、低煤じんの高効率燃焼
に対しても有効である。スラリ燃料としては、微粉砕し
た固体燃料と液体を添加して構成される流体化した燃料
であり、以下に示すタイプのものがある。In the above examples, only the combustion of heavy oil fuel was explained, but it is also effective for high efficiency combustion of other liquid fuels (such as light oil) or slurry fuels with low NOx and low soot. be. Slurry fuel is a fluidized fuel made by adding pulverized solid fuel and liquid, and there are the types shown below.
CWM (石炭、水混合燃料)
COM (石炭、重油混合燃料)
CMM (石炭、メタノール混合燃料)PWM (石油
コークスあるいはピッチと水の混合燃料)
CTM (石炭、タール混合燃料)
SOM(溶剤精製炭と重油の混合燃料)など。CWM (coal, water mixed fuel) COM (coal, heavy oil mixed fuel) CMM (coal, methanol mixed fuel) PWM (petroleum coke or pitch and water mixed fuel) CTM (coal, tar mixed fuel) SOM (solvent refined coal and mixed fuel of heavy oil), etc.
しかし、このようなスラリ燃料を利用する場合には、ア
トマイザの燃料と噴霧化媒体との混合噴出孔を耐摩耗性
の材料で構成する必要がある。However, when such a slurry fuel is used, the fuel and atomization medium mixing injection hole of the atomizer needs to be made of a wear-resistant material.
以上詳細に説明したごとく、本発明のアトマイザを有す
る流体燃料燃焼用バーナは、排ガス中のNOx濃度を増
加させることなく、煤じん濃度を著しく低減して燃焼効
率を高めることができる。As described above in detail, the fluid fuel combustion burner having the atomizer of the present invention can significantly reduce the soot and dust concentration and improve combustion efficiency without increasing the NOx concentration in the exhaust gas.
このバーナ特性は、同一のボイラ火炉において、使用す
る流体燃料の種類を拡大することができ、経済的効果が
極めて大きいことを意味する。例えば、残留炭素分や窒
素含有量が多く、あるいは炭素の結晶構造がきわめて難
燃性を示す廉価な燃料であっても、従来と同等の低NO
xレベルで燃焼させることができ、その上、煤じんの発
生を著しく低減させることができるので、ボイラ火炉に
おける運用費を一段と削減することが可能となる。This burner characteristic means that the types of fluid fuels that can be used can be expanded in the same boiler furnace, and the economic effect is extremely large. For example, even if it is an inexpensive fuel with a high residual carbon or nitrogen content, or whose carbon crystal structure is extremely flame-retardant, it will still produce as low NO as conventional fuel.
Since combustion can be carried out at x level and the generation of soot and dust can be significantly reduced, it is possible to further reduce operating costs in the boiler furnace.
第1図は本発明の実施例1において例示したアトマイザ
の火炉内側から見た平面図、第2図(、)、(b)、(
c)は第1図に示すアトマイザのα、β、γ位置の断面
図、第3図および第4図は本発明の実施例2および3で
例示したアトマイザの火炉内側から見た平面図、第5図
は第1図のアトマイザによる燃料の噴霧流の状態を示す
模式図、第6図(a)は第1図に示すアトマイザを用い
た場合の燃料噴霧液滴の分散流量を示す図、第6図(b
)は従来のアトマイザによる燃料噴霧液滴の分散流量を
示す図、第7図は第1図に示す本発明のアトマイザと従
来のアトマイザを用いた場合の排ガス中の煤じん濃度と
煙道酸素濃度との比較を示すグラフ、第8図は第1図に
示す本発明のアトマイザと従来のアトマイザを用いた場
合の排ガス中のNOx濃度の比較を示すグラフ、第9図
は従来のアトマイザの炉内側から見た平面図、第10図
は第9図のI−I断面図である。
1・・・チップ本体 2・・・燃料3・・・微粒
化媒体 4・・・バックプレート5・・・燃料連
通管 6・・・微粒化媒体連通管7・・・燃料分
配流路 8・・・微粒化媒体分配流路9.9α、9
β、9γ・・・燃料供給孔10.10α、10β、10
γ、10β□〜10βい10γ、〜10γ4・・・混合
噴出孔
11・・・キャップナツト
12.12α、12β、12γ・・・噴霧流θs1、θ
s2、θS、・・・混合噴出孔の広がり角度θ、い θ
1□、θ1.・・・合流角度A・・・燃焼用空気旋回方
向Fig. 1 is a plan view of the atomizer exemplified in Example 1 of the present invention as seen from the inside of the furnace, and Fig. 2 (,), (b), (
c) is a sectional view of the atomizer shown in FIG. 1 at α, β, and γ positions; FIGS. 3 and 4 are plan views of the atomizers illustrated in Examples 2 and 3 of the present invention as seen from inside the furnace; 5 is a schematic diagram showing the state of the fuel spray flow by the atomizer shown in FIG. 1, FIG. 6(a) is a diagram showing the dispersed flow rate of fuel spray droplets when the atomizer shown in FIG. Figure 6 (b
) is a diagram showing the dispersion flow rate of fuel spray droplets by a conventional atomizer, and Figure 7 is a diagram showing the soot and dust concentration in exhaust gas and flue oxygen concentration when using the atomizer of the present invention shown in Figure 1 and the conventional atomizer. Figure 8 is a graph showing a comparison of the NOx concentration in the exhaust gas when the atomizer of the present invention shown in Figure 1 and the conventional atomizer are used. Figure 9 is the inside of the furnace of the conventional atomizer. FIG. 10 is a sectional view taken along line II in FIG. 9. 1... Chip body 2... Fuel 3... Atomization medium 4... Back plate 5... Fuel communication pipe 6... Atomization medium communication pipe 7... Fuel distribution channel 8. ...Atomization medium distribution channel 9.9α, 9
β, 9γ...Fuel supply hole 10.10α, 10β, 10
γ, 10β□ to 10β10γ, to 10γ4...Mixing jet hole 11...Cap nut 12.12α, 12β, 12γ...Spray flow θs1, θ
s2, θS,... Spreading angle θ of the mixing nozzle, θ
1□, θ1. ... Merging angle A ... Combustion air swirling direction
Claims (1)
供給する流体燃料供給流路と、上記燃料を微粒化させる
微粒化媒体供給流路を有し、上記流体燃料供給流路と微
粒化媒体供給流路は交差し、上記燃料と微粒化媒体とを
合流混合させて噴出し燃料の噴霧流を形成させる噴出孔
を複数個設けた燃料噴霧用アトマイザ、もしくは上記燃
料のみを加圧噴出させて燃料の噴霧流を形成させる噴出
孔を複数個設けた燃料噴霧用アトマイザを有する流体燃
料燃焼用バーナにおいて、上記複数の噴出孔を少なくと
も二つ以上のグループに分割して配置し、かつ各グルー
プ内において相隣接して配置する噴出孔同志の位置を、
上記アトマイザの軸心もしくは軸心近傍からの半径方向
の距離がそれぞれ異なる位置に配置した燃料噴霧用アト
マイザを有することを特徴とするNOxおよび煤じん低
減バーナ。 2、特許請求の範囲第1項記載の燃料噴霧用アトマイザ
において、少なくとも二つ以上のグループに分割して配
置した各グループにおける噴出孔の位置を、アトマイザ
のほぼ軸心を中心として半径の異なる同心円周上に配置
するか、もしくは各グループにおける噴出孔の位置を、
各グループごとに中心がそれぞれ異なる同心円周上に配
置した燃料噴霧用アトマイザを有することを特徴とする
NOxおよび煤じん低減バーナ。 3、特許請求の範囲第1項または第2項記載の燃料噴霧
用アトマイザにおいて、少なくとも二つ以上のグループ
に分割して配置し、かつ各グループ内において相隣接し
て配置する噴出孔同志の位置を、上記アトマイザの軸心
近傍を中心として、半径の大きな円周上から順次半径の
小さな円周上へと、燃焼用空気の旋回方向と同じ方向に
順次開口して噴出孔を形成した燃料噴霧用アトマイザを
有することを特徴とするNOxおよび煤じん低減バーナ
。[Scope of Claims] 1. A fluid fuel supply channel that supplies a liquid fuel or a fluidized fuel that is a mixture of solid and liquid, and an atomization medium supply channel that atomizes the fuel; The flow path and the atomization medium supply flow path intersect, and the fuel spray atomizer is provided with a plurality of ejection holes that merge and mix the fuel and the atomization medium to form a spray stream of ejected fuel, or only the above fuel. In a fluid fuel combustion burner having a fuel spray atomizer provided with a plurality of nozzle holes for pressurized jetting of fuel to form a spray stream of fuel, the plurality of nozzle holes are divided into at least two or more groups and arranged. and the positions of the nozzles arranged adjacent to each other in each group,
A NOx and soot and dust reduction burner comprising fuel spray atomizers arranged at different radial distances from the axis of the atomizer or the vicinity of the axis. 2. In the fuel spray atomizer as set forth in claim 1, the positions of the nozzle holes in each group, which are divided and arranged into at least two or more groups, are arranged in concentric circles with different radii centered approximately on the axis of the atomizer. Arrange the vents on the circumference or position the vents in each group.
A NOx and soot reduction burner characterized by having fuel spray atomizers arranged on concentric circles with different centers for each group. 3. In the fuel spray atomizer according to claim 1 or 2, the positions of the nozzle holes arranged in at least two or more groups and arranged adjacent to each other within each group. The fuel spray is formed by sequentially opening in the same direction as the swirling direction of the combustion air from the circumference of a circle with a large radius to the circumference of a circle with a small radius, centering on the vicinity of the axis of the atomizer, to form nozzle holes. A NOx and soot and dust reduction burner, characterized in that it has an atomizer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18032088A JPH0233506A (en) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | Nox and dust reducing burner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18032088A JPH0233506A (en) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | Nox and dust reducing burner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0233506A true JPH0233506A (en) | 1990-02-02 |
Family
ID=16081150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18032088A Pending JPH0233506A (en) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | Nox and dust reducing burner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0233506A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015124942A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Heavy oil burning boiler combustion method and heavy oil burning boiler |
EP3034942A1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-22 | Fortum OYJ | Bio oil burner and oil nozzle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5476027A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-18 | Fujitsu Ltd | Dynamic priority circuit |
JPS5627814A (en) * | 1979-08-14 | 1981-03-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combustion device |
JPS6149908A (en) * | 1984-08-15 | 1986-03-12 | Babcock Hitachi Kk | Low nox combustion device |
-
1988
- 1988-07-21 JP JP18032088A patent/JPH0233506A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5476027A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-18 | Fujitsu Ltd | Dynamic priority circuit |
JPS5627814A (en) * | 1979-08-14 | 1981-03-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combustion device |
JPS6149908A (en) * | 1984-08-15 | 1986-03-12 | Babcock Hitachi Kk | Low nox combustion device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015124942A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Heavy oil burning boiler combustion method and heavy oil burning boiler |
EP3034942A1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-22 | Fortum OYJ | Bio oil burner and oil nozzle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6189464B1 (en) | Pulverized coal combustion burner and combustion method thereby | |
JP6029375B2 (en) | Spray nozzle, burner equipped with the same, and combustion apparatus | |
JP6491898B2 (en) | Spray nozzle, combustion apparatus using spray nozzle, and gas turbine plant | |
JPH0550646B2 (en) | ||
JPH0666156A (en) | Fuel injector for gas turbine | |
JPH0233506A (en) | Nox and dust reducing burner | |
JPH0635882B2 (en) | Atomizer for slurry combustion | |
JP2731794B2 (en) | High performance overfire air system for NOx control | |
KR102645081B1 (en) | Burner and boiler equipment including the same | |
JP2513668B2 (en) | Burner device | |
JPS6183817A (en) | Burner device for coal-water slurry fuel | |
JP2510568B2 (en) | Combustion method of coal / water mixed fuel | |
JPS6349612A (en) | Twin fluid atomizer | |
JPS62158906A (en) | Low nox combustion burner for coal and water slurry | |
JPS581322B2 (en) | How can I help you? | |
JPH0318819Y2 (en) | ||
JPS60129504A (en) | Burner | |
KR20000064082A (en) | 2-Staged Swirl Atomizer for Oil Burner | |
JPS6071806A (en) | Multipipe type slurry burner | |
JPS62280511A (en) | Slurry combustion device | |
JPH0586524B2 (en) | ||
JP2007040698A (en) | Combustion method of liquid fuel by stepwise atomization | |
JPS6349614A (en) | Premixing atomizer | |
JPH09287709A (en) | Burner tip for burning of ultra-high tenacity residual oil | |
JPH04356606A (en) | Method of burning liquid fuel and burner |