JPH0996402A - Boiler heater - Google Patents
Boiler heaterInfo
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- JPH0996402A JPH0996402A JP7276627A JP27662795A JPH0996402A JP H0996402 A JPH0996402 A JP H0996402A JP 7276627 A JP7276627 A JP 7276627A JP 27662795 A JP27662795 A JP 27662795A JP H0996402 A JPH0996402 A JP H0996402A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はボイラ加熱装置の低ＮＯ
ｘ化に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boiler heating device having low NO.
It is related to x conversion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１は従来の低ＮＯｘ型ボイラ加熱装置
の一例を示したもので、排気筒１から燃焼空気供給管２
へ排気の一部を還流させる排気還流管３を設けて、バー
ナ６へ供給される空気の酸素濃度を低くし、燃焼温度を
下げることによってＮＯｘの抑制を図ったものである。
この方式によれば、排気再循環率１０〜１５％でＮＯｘ
発生率を約１／２に低減することが可能であり、最新の
低ＮＯｘバーナと組合わせることにより、酸素０％換算
ＮＯｘ値として低負荷時には約３０ｐｐｍ、高負荷時に
も４０〜６０ｐｐｍを達成することが可能であるが、こ
の高負荷時におけるＮＯｘ値はあまり満足できるもので
はなかった。またボイラ負荷が高くなって燃料ガスの噴
出速度が大きくなると、酸素濃度が低いことも相まって
保炎条件が悪くなり、振動燃焼や不完全燃焼を起こし易
くなるという問題があった。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows an example of a conventional low NOx type boiler heating apparatus, which includes an exhaust stack 1 to a combustion air supply pipe 2.
The exhaust gas recirculation pipe 3 for recirculating a part of the exhaust gas is provided to reduce the oxygen concentration of the air supplied to the burner 6 and lower the combustion temperature to suppress NOx.
According to this method, exhaust gas recirculation rate is 10 to 15% and NOx is
It is possible to reduce the generation rate to about 1/2, and by combining it with the latest low NOx burner, NOx value of 0% oxygen can be reduced to about 30ppm at low load and 40 to 60ppm at high load. However, the NOx value at the time of this high load was not very satisfactory. Further, when the boiler load is increased and the fuel gas ejection speed is increased, the oxygen concentration is also low, so that the flame holding condition is deteriorated, and vibration combustion or incomplete combustion is likely to occur.
【０００３】一方低ＮＯｘ化の一手法として、工業炉や
大形ボイラ等で用いられるＮＯｘ還元方式がある。これ
は炉壁に設けた還元用燃料ガス噴出ノズルから燃料ガス
の一部を噴出させて、主バーナの火炎内で一旦発生した
ＮＯｘを還元すると共に、炉の出口付近に設けた空気噴
出ノズルで空気を補給することによって、排ガス中の未
燃ガスを煙道内で完全燃焼させるものであるが、中小型
ボイラのようにボイラ負荷が変動し易いもの、あるいは
絞り比の大きいものでは、低負荷時に火炉内の温度が低
下して還元効率が悪くなる上に、煙道内での未燃ガスの
燃焼も不完全となるために、従来は中小型のボイラ加熱
装置には使用されていなかった。On the other hand, as one method of reducing NOx, there is a NOx reduction method used in industrial furnaces, large boilers and the like. This is because a part of the fuel gas is ejected from the reducing fuel gas ejecting nozzle provided on the furnace wall to reduce NOx once generated in the flame of the main burner, and an air ejecting nozzle provided near the furnace outlet. By replenishing air, the unburned gas in the exhaust gas is completely combusted in the flue.However, when the boiler load easily fluctuates, such as small and medium-sized boilers, or when the throttle ratio is large, it is Conventionally, it has not been used for a small-to-medium-sized boiler heating device because the temperature inside the furnace decreases and the reduction efficiency deteriorates, and the combustion of unburned gas in the flue becomes incomplete.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のようにボイラ加
熱装置における排気再循環方式は、高負荷時には燃焼が
不安定となって振動燃焼等を起こし易い上に、ＮＯｘ低
減率としても必ずしも満足できるものではないという問
題があり、一方ＮＯｘ還元方式は炉温の高い高負荷燃焼
には適しているが、低負荷時のボイラ加熱には適してい
ないという問題がある。そこで本発明は両方式の特質を
勘案し、ボイラ負荷が高い時にはＮＯｘ還元方式を、低
負荷時には排気再循環方式をそれぞれ採用することによ
り、負荷の変動に拘らず燃焼が安定し、しかも高いＮＯ
ｘ低減率を達成し得るボイラ加熱装置を提供することを
目的とするものである。As described above, in the exhaust gas recirculation system in the boiler heating device, combustion becomes unstable at high load and oscillating combustion is likely to occur, and the NOx reduction rate is always satisfactory. However, the NOx reduction method is suitable for high-load combustion at high furnace temperature, but is not suitable for boiler heating at low load. Therefore, the present invention considers the characteristics of both types, and adopts the NOx reduction method when the boiler load is high and adopts the exhaust gas recirculation method when the boiler load is low, so that combustion is stable irrespective of load fluctuations and high NO
It is an object of the present invention to provide a boiler heating device that can achieve an x reduction rate.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明によるボイラ加熱
装置は、図２に示すように、排気筒１から燃焼用空気供
給管２へ排気の一部を還流させる排気還流管３を設け
て、排気を再循環させるようにしたボイラ加熱装置にお
いて、ボイラ４の火炉５の炉壁よりバーナ６の火炎Ａに
添うように、若しくは火炎Ａの後流に向けて、ＮＯｘ還
元用の燃料ガス若しくは燃料ガスと還流排気との混合気
を噴出させる還元ガスノズル７と、火炉５の出口付近に
おいて火炉５から水管群８あるいは煙管群を備えた熱交
換部９へ向かう排ガス流に空気を混合させる二次空気ノ
ズル１０とよりなるＮＯｘ還元装置を設け、ボイラ負荷
の高い時には排気再循環量を減少し、若しくは排気の再
循環を停止して、代わりにＮＯｘ還元装置を作動させる
ようにしたものである。As shown in FIG. 2, a boiler heating device according to the present invention is provided with an exhaust gas recirculation pipe 3 for recirculating a part of exhaust gas from an exhaust stack 1 to a combustion air supply pipe 2. In a boiler heating device in which exhaust gas is recirculated, fuel gas or fuel for NOx reduction is provided so as to follow the flame A of the burner 6 from the furnace wall of the furnace 5 of the boiler 4 or toward the wake of the flame A. A reducing gas nozzle 7 for ejecting a mixture of gas and recirculation exhaust gas, and a secondary air for mixing air with the exhaust gas flow from the furnace 5 toward the water exchange group 8 or the heat exchange section 9 including the smoke tube group in the vicinity of the outlet of the furnace 5. A NOx reduction device including the nozzle 10 is provided, and the exhaust gas recirculation amount is reduced or the exhaust gas recirculation is stopped when the boiler load is high, and the NOx reduction device is operated instead. .
【０００６】[0006]
【発明の実施の態様】図２は本発明を水管式ボイラに実
施した一例を示したもので、ボイラ４の火炉５に設けら
れたバーナ６には、燃料供給管１１から燃料ガスが、燃
焼空気供給管２から燃焼空気がそれぞれ供給され、また
この燃焼空気供給管２の給気用ファン１２の上流側に
は、排気筒１から排気の一部を還流させる排気還流管３
が接続されて、ボイラ４の高温の排気が排気還流量制御
弁１３を介して燃焼空気に混入（燃焼空気の１０〜１５
％程度）されるようになっている。バーナ６の周囲の炉
壁には環状に複数の還元ガスノズル７が設けられてお
り、これらの還元ガスノズル７からバーナ６の火炎Ａに
添うように、若しくは火炎Ａの後流に向けて、ＮＯｘ還
元用の燃料ガスが噴出（主燃料ガスの１０〜２０％程
度）されている。還元ガスとしては１３Ａ，メタン，エ
タン，プロパン，ブタン，ＬＰＧ等、炭化水素系のもの
が適しており、通常はバーナ６に供給されている燃料ガ
スが使用される。また火炉５内で発生した高温排ガス
は、次に水管群８（炉筒煙管ボイラの場合は煙管群）を
備えた熱交換部９へ送られるが、この排ガス中には還元
ガスとして噴射された未燃ガスが多量に含まれており、
これがそのまま排気筒１から排出されるのを防ぐため
に、火炉５の出口付近に還元ガスを完全燃焼させるため
の二次空気ノズル１０が設けられており、この二次空気
ノズル１０によって火炉５から水管群８を備えた熱交換
部９へ向かう排ガス流に燃焼用空気（主燃焼空気の１０
〜２０％すなわち還元ガスの燃焼に必要な量）の補給を
行うようになっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 shows an example in which the present invention is applied to a water tube type boiler, in which a burner 6 provided in a furnace 5 of a boiler 4 is burned with fuel gas from a fuel supply pipe 11. Combustion air is supplied from the air supply pipe 2, and an exhaust gas recirculation pipe 3 for recirculating a part of the exhaust gas from the exhaust pipe 1 is provided on the combustion air supply pipe 2 upstream of the air supply fan 12.
Is connected, and the high-temperature exhaust gas of the boiler 4 is mixed with the combustion air via the exhaust gas recirculation amount control valve 13 (10 to 15 of the combustion air).
%)). A plurality of reducing gas nozzles 7 are annularly provided on the furnace wall around the burner 6, and NOx reduction is performed from these reducing gas nozzles 7 along the flame A of the burner 6 or toward the wake of the flame A. The fuel gas for use is ejected (about 10 to 20% of the main fuel gas). As the reducing gas, hydrocarbon type such as 13A, methane, ethane, propane, butane, LPG is suitable, and the fuel gas supplied to the burner 6 is usually used. Further, the high-temperature exhaust gas generated in the furnace 5 is then sent to the heat exchange section 9 provided with the water pipe group 8 (in the case of the furnace tube smoke tube boiler, the smoke tube group), and injected into the exhaust gas as reducing gas. It contains a large amount of unburned gas,
In order to prevent the exhaust gas from being discharged from the exhaust stack 1 as it is, a secondary air nozzle 10 for completely combusting the reducing gas is provided near the outlet of the furnace 5, and the secondary air nozzle 10 causes the water pipe to flow from the furnace 5 to the water pipe. The combustion air (main combustion air 10
-20%, that is, the amount required for combustion of the reducing gas) is replenished.
【０００６】いま図２において、ボイラ負荷が低く（約
１／３以下）、火炉５内が比較的低温（約８００℃以
下）の時には、ＮＯｘ還元装置は作動させず、排気還流
量制御弁１３を全開にして排気再循環量を多く（燃焼空
気の１０〜１５％）する。この場合のＮＯｘ値は３０ｐ
ｐｍ程度である。次にボイラ負荷が高くなり（約１／３
以上）、炉内が高温になると、排気還流量制御弁１３が
絞られ（例えば全開時の１／２）ると共に、ＮＯｘ還元
装置が作動し、還元ガスノズル７から還元用燃料ガスが
噴射される。このとき主燃料ガスの１０〜２０％の還元
ガスで、火炎Ａ内で一旦発生したＮＯｘを約５０〜７０
％還元することができるので、排気再循環を完全に停止
した場合でも３０〜４０ｐｐｍに、また上述のように排
気再循環量を例えば１／２に絞って併用した場合には２
０ｐｐｍ以下という極めて低い値にＮＯｘを抑制するこ
とが可能である。Referring now to FIG. 2, when the boiler load is low (about 1/3 or less) and the temperature inside the furnace 5 is relatively low (about 800 ° C. or less), the NOx reduction device does not operate and the exhaust gas recirculation amount control valve 13 Is fully opened to increase the exhaust gas recirculation amount (10 to 15% of the combustion air). NOx value in this case is 30p
It is about pm. Next, the boiler load increases (about 1/3
As described above, when the temperature of the inside of the furnace becomes high, the exhaust gas recirculation amount control valve 13 is throttled (for example, half of the fully open state), the NOx reduction device is operated, and the reducing fuel gas is injected from the reducing gas nozzle 7. . At this time, the NOx once generated in the flame A is reduced to about 50 to 70 with the reducing gas of 10 to 20% of the main fuel gas.
% When the exhaust gas recirculation is completely stopped, or 2% when the exhaust gas recirculation amount is reduced to, for example, 1/2 as described above.
It is possible to suppress NOx to an extremely low value of 0 ppm or less.
【０００７】図３は本発明の他の実施例を示したもの
で、還元ガスノズル７から噴出させる還元ガスが火炎Ａ
とよく混合されるように、還元用燃料ガスに還流排ガス
（例えば燃料ガスの約３倍程度）を混入して、還元ガス
の運動量を大きくするようにしたものである。排気吸引
用ファン１４及びエゼクタ１５はそのために設けられた
ものである。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention in which the reducing gas ejected from the reducing gas nozzle 7 is flame A.
In order to mix well, the recirculation exhaust gas (for example, about 3 times the fuel gas) is mixed into the reducing fuel gas to increase the momentum of the reducing gas. The exhaust suction fan 14 and the ejector 15 are provided for that purpose.
【０００８】[0008]
【発明の効果】本発明によれば上述のように、従来高負
荷時における燃焼安定性とＮＯｘ発生率に問題があった
ボイラ加熱装置において、ＮＯｘ還元方式と排気再循環
方式との各長所を生かし、ボイラ負荷が高い時にはＮＯ
ｘ還元方式を、低負荷時には排気再循環方式をそれぞれ
採用することにより、負荷の変動に拘らず燃焼が安定し
て、高負荷時に振動燃焼等を起こすおそれがなく、しか
も高いＮＯｘ低減率を達成することができるという利点
がある。As described above, according to the present invention, in the boiler heating device that has conventionally been problematic in combustion stability under high load and NOx generation rate, the advantages of the NOx reduction system and the exhaust gas recirculation system are achieved. Lively, NO when the boiler load is high
By adopting the x reduction system and the exhaust gas recirculation system at low loads, combustion is stable regardless of load fluctuations, there is no risk of oscillatory combustion at high loads, and a high NOx reduction rate is achieved. There is an advantage that can be done.
【図１】 従来例の概略系統図。FIG. 1 is a schematic system diagram of a conventional example.
【図２】 本発明の一実施例の概略系統図。FIG. 2 is a schematic system diagram of an embodiment of the present invention.
【図３】 同上の他の実施例の概略系統図。FIG. 3 is a schematic system diagram of another embodiment of the above.
１ 排気筒 ２ 燃焼用空気供給管 ３ 排気還流管 ４ ボイラ ５ 火炉 ６ バーナ ７ 還元ガスノズル ８ 水管 ９ 熱交換部 １０ 二次空気ノズル １１ 燃料供給管 １２ 給気ファン １３ 排気還流量制御弁 １４ 排気吸引用ファン １５ エゼクタ 1 Exhaust Cylinder 2 Combustion Air Supply Pipe 3 Exhaust Gas Recirculation Pipe 4 Boiler 5 Furnace 6 Burner 7 Reducing Gas Nozzle 8 Water Pipe 9 Heat Exchange Section 10 Secondary Air Nozzle 11 Fuel Supply Pipe 12 Air Supply Fan 13 Exhaust Gas Recirculation Control Valve 14 Exhaust Suction Fan 15 ejector
Claims (1)
部を還流させる排気還流管を設けて、排気を再循環させ
るようにしたボイラ加熱装置において、ボイラの火炉の
炉壁よりバーナの火炎に添うように、若しくは火炎の後
流に向けて、ＮＯｘ還元用の燃料ガス若しくは燃料ガス
と還流排気との混合気を噴出させる還元ガスノズルと、
火炉の出口付近において火炉から水管群あるいは煙管群
を備えた熱交換部へ向かう排ガス流に空気を混合させる
二次空気ノズルとよりなるＮＯｘ還元装置を設け、ボイ
ラ負荷の高い時には排気再循環量を減少し、若しくは排
気の再循環を停止して、代わりにＮＯｘ還元装置を作動
させるようにしたことを特徴とするボイラ加熱装置。1. A boiler heating apparatus for recirculating exhaust gas by providing an exhaust gas recirculation pipe for recirculating a part of exhaust gas from an exhaust stack to a combustion air supply pipe, wherein a burner from a furnace wall of a boiler A reducing gas nozzle for ejecting a fuel gas for NOx reduction or a mixture of fuel gas and recirculation exhaust gas along with the flame or toward the downstream of the flame,
A NOx reduction device consisting of a secondary air nozzle that mixes air with the exhaust gas flow from the furnace to the heat exchange section that has a water tube group or a smoke tube group near the exit of the furnace is provided, and the exhaust gas recirculation amount is adjusted when the boiler load is high. A boiler heating device characterized in that the NOx reduction device is operated instead of reducing or stopping the recirculation of exhaust gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276627A JPH0996402A (en) | 1995-09-30 | 1995-09-30 | Boiler heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276627A JPH0996402A (en) | 1995-09-30 | 1995-09-30 | Boiler heater |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996402A true JPH0996402A (en) | 1997-04-08 |
Family
ID=17572083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7276627A Pending JPH0996402A (en) | 1995-09-30 | 1995-09-30 | Boiler heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0996402A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289326A (en) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Tokyo Gas Co Ltd | Denitration method of boiler waste gas |
| JP2016173218A (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Combustion air supply method for forced draft type boiler and device |
-
1995
- 1995-09-30 JP JP7276627A patent/JPH0996402A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289326A (en) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Tokyo Gas Co Ltd | Denitration method of boiler waste gas |
| JP2016173218A (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Combustion air supply method for forced draft type boiler and device |
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