KR20060042080A - 버너, 연료 연소 방법 및 보일러 개조 방법 - Google Patents

버너, 연료 연소 방법 및 보일러 개조 방법 Download PDF

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KR20060042080A
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겐지 야마모또
히로후미 오까자끼
오사무 이또오
마사유끼 다니구찌
다까노리 야노
겐지 기야마
고오지 구라마시
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바브콕-히다찌 가부시끼가이샤
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Abstract

1차 노즐, 2차 노즐 및 3차 노즐을 갖는 구조의 버너에 있어서, 2차 노즐과 3차 노즐을 구획하며 그 위에 설치된 유로 변경 부재를 갖는 격벽은 2차 공기 및 3차 공기의 분출 속도와 유량을 제어하기 위해 버너 축에 평행하게 이동하도록 형성되어, 버너 구성 부재를 냉각시키면서 NOx를 저감시킬 수 있다. 격벽은 고정벽과 가동벽으로 구성된다. 버너는 3차 노즐의 3차 공기가 3차 노즐을 우회하여 2차 노즐 또는 1차 노즐 내로 유동하게 하는 바이패스 유로를 포함한다.
노즐, 버너, 유로 변경 부재, 가동벽, 고정벽, 격벽

Description

버너, 연료 연소 방법 및 보일러 개조 방법 {Burner, Fuel Combustion Method and Boiler Retrofit Method}
도1은 본 발명의 실시예에 따른 버너의 단면도.
도2는 도1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 버너의 사용예를 도시하는 단면도.
도3은 도1의 버너의 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취해진 단면도.
도4는 도1의 버너의 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취해진 단면도.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너의 단면도.
도6은 도5에 도시된 버너의 사용예를 도시하는 단면도.
도7은 본 발명에 따른 버너용 제어기 구조의 개략적인 다이어그램.
도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너의 단면도.
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너의 단면도.
도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너의 단면도.
도11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너의 단면도.
도12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너의 단면도.
도13은 도12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ을 따라 취해진 단면도.
도14는 도12의 ⅩⅣ-ⅩⅣ를 따라 취해진 단면도.
도15는 도12의 ⅩⅤ-ⅩⅤ를 따라 취해진 단면도.
도16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버너의 단면도.
도17은 도16의 ⅩⅦ-ⅩⅦ을 따라 취해진 단면도.
도18은 도16의 ⅩⅧ-ⅩⅧ로부터 관측된 도면.
도19는 버너 부하에 따른 연료의 유속 및 버너로부터 공급된 공기의 변화 상태를 도시하는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 고정벽
2 : 가동벽
3 : 가이드 슬리브
4 : 1차 노즐
5 : 이동 제어 봉
6 : 모터 박스
7 : 공기 레지스터
8 : 2차 노즐
9 : 3차 노즐
10 : 보염기
16 : 구멍
18 : 바이패스 관
20 : 미분탄 농축기
24 : 스토퍼
29 : 온도 센서
30 : 기름 버너
33 : 핸들
34 : 2차 댐퍼
35 ; 3차 댐퍼
101 : 제어 장치
116 : 보일러
본 발명은 버너, 버너에 의한 연료 연소 방법 및 기존의 버너를 구비한 보일러를 개조하여 본 발명에 따라 제조된 버너를 갖는 보일러로 개조시키는 방법에 관한 것이다.
보일러 등에 사용되는 버너를 위해, 하중 변화에 대처하고, 다양한 석탄에 대처하고, 질소 산화물(NOx)의 농도를 감소시키고, 미연 연료를 감소시키는 것 등이 요구된다. 이러한 요구를 충족시키기 위해, 연소 상태를 제어하는 다양한 방법이 발달되어 왔다. 예를 들어, 방법의 일부는 공기 저항기에 의해 2차 공기와 3차 공기 사이에 공기의 유량을 구획하는 방법, 선회 수를 변경하는 방법 등이다.
연소 상태를 제어하는 방법의 하나로, 2차 공기 및 3차 공기를 구획하는 이동 가능한 격벽을 설치함으로써 2차 공기 유량 조절 및 공기의 분출 방향을 조절하는 방법이 제안된다(예를 들어, 특허 문헌1 참조).
특허 문헌1: 일본 공개 특허 공보 소60-26922호(청구 범위)
특허 문헌1은 버너 축 방향으로 격벽을 이동함으로써 2차 공기의 흐름을 제어할 수 있으므로, 2차 화염은 저 NOx 방출 및 연소 효율 면에서 최적 상태로 연소 될 수 있음을 개시한다.
본 발명의 목적은 NOx를 환원시키는 동안 버너를 냉각되게 하는 것이다.
본 발명에 따라 버너는 연료를 공급하기 위한 1차 노즐 및 1차 공기를 갖고, 관형의 2차 노즐은 1차 노즐을 포위하거나 또는 1차 노즐에 접하도록 1차 노즐 외측에 제공되고, 관형의 3차 노즐은 2차 노즐을 포위하거나 또는 2차 노즐에 접하도록 2차 노즐 외측에 제공되고, 관형의 격벽은 2차 노즐과 3차 노즐을 구획하도록 양쪽 사이에 제공되고, 유로 변경 부재는 격벽 상에 제공되어 유로 변경 부재가 3차 노즐 내의 유체를 외부로 분출하도록 설치하고, 격벽은 버너 축 방향에 평행하게 이동가능 하도록 설치된다. 2차 노즐에는 2차 공기가 제공되고, 3차 노즐에는 3차 공기가 제공된다. 본 발명에서, 버너 축은 관형의 1차 노즐의 중심축을 의미한다.
버너 축에 평행한 방향으로 유로 변경 부재가 제공된 격벽을 이동함으로써, 3차 노즐의 3차 공기 분출 단면적이 변화하여, 3차 공기의 유량 및 유속이 변화한다. 3차 공기의 유량의 변화는 2차 공기의 유량 및 유속을 변화시킨다. 3차 공기의 유량 또는 2차 공기의 유량의 변화에 따라, 연소 상태가 변화한다. 결과적으로, 버너 구성 부품의 온도를 낮출 수 있게 된다.
본 발명의 목적인 3중 관 구조의 버너는 연료가 1차 공기로 착화되어 환원 화염을 형성하고 NOX이 저감되도록 하고, 2차 공기 및 3차 공기는 환원 화염에 혼합되어 환원 화염 내에 포함된 미연 연료를 연소시킨다. 버너는 인-플레임 2단식 연소 버너 또는 인-플레임 NOX 환원 버너로 알려져 있다. 이러한 버너에서, 3차 공기의 혼합에 있어 지연은 큰 환원 화염 영역을 형성하고, 이에 따라 NOX 저감이 촉진된다. 이러한 구조의 다양한 버너는 관형의 1차 노즐의 출구에 설치된 보염기를 갖고, 또한, 특허 문헌1에 개시된 바와 같이, 본 발명에서는 1차 노즐의 출구에 보염기를 설치하는 것이 가능하다. 보염기에는, 링형의 돌기가 관형의 1차 노즐의 출구의 내부에 형성되는 내부 보염링 및 관형 돌기가 버너 축 방향으로 발산하도록 관형 1차 노즐의 출구의 외부에 제공되는 외부 보염링이 있다. 보염기의 설치는 그것의 웨이크 유동 또는 보염기의 하류 부분 유동으로 거친 유동 소용돌이로 인해 순환류 영역을 형성하고, 순환류는 연료, 예를 들어, 고온 가스를 위한 인화점 내로 이를 형성하고 미분탄의 점화를 증진시키기 위해 미분탄 입자를 포함한다. 여기서, 2차 공기는 보염기를 냉각하는 역할을 갖고 연료 및 공기의 혼합 비율을 조절한다.
유로 변경 부재로서, 이러한 부재는 버너 축에 평행인 유동으로부터 외부 유동으로 유동 방향이 점차로 변경되는 동안, 3차 공기가 유동하도록 테이퍼형 사면을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 유로 변경 부재의 이측면, 즉 2차 공기에 접하는 측면은 3차 노즐의 사면을 따라서 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구조로 유로 변경 부재를 형성함으로써, 유로 변경 부재가 3차 공기 분출 단면적이 작아지도록 이동될 때, 이러한 이동에 따라 2차 공기 분출 단면적이 증가한다.
버너의 구조를 복잡하게 하지 않고 상기 격벽을 용이하게 이동할 수 있도록 하기 위해서, 격벽은 고정벽 및 가동벽으로 구성되고, 가동벽은 고정벽의 표면 상에서 미끄러지게 이동하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 고정벽으로서 3차 공기는 버너 축에 평행하게 유동하는 부분 및 가동벽으로서 평행한 유동은 외부 유동 방향으로 변화하는 부분으로 구성되는 것이 바람직하고, 즉 상기 부분은 유로 변경 부재가 설치되어 있는 부분이다. 고정벽은 그 위에 가이드 롤러를 갖추는 것이 바람직하다. 고정벽 및 가동벽 중 적어도 하나에 스토퍼(stopper) 또는 가동벽의 이동을 정지하기 위한 스토퍼를 제공하는 것이 바람직하다. 유로 변경 부재 및 유로 변경 부재 근방의 격벽은 고온에 가열되기 쉽기 때문에, 거기에는 냉각을 위한 핀을 설치하는 것이 바람직하다. 가동벽을 이동시키는 수단으로 막대 형상 부재가 제공되며, 막대 형상 부재는 가동벽에 장착되어 수동 또는 자동으로 버너 축 방향으로 전방 및 후방으로 이동된다. 이 때, 막대 형상 부재의 일단부가 버너의 윈드 박스 외부로 연장하는 것은 유지하기가 용이하며 쉽게 고장나지 않는다. 막대 형상 부재의 단부를 손으로 잡아 당기거나 밀어서 가동벽을 이동시킬 수 있다. 또 한, 막대 형상 부재의 단부 상에 기어를 제공하고 그 위에 장착되어 맞물린 다른 기어를 갖는 핸들을 사용하여 전방 및 후방으로 용이하게 이동시킬 수 있다. 또한, 핸들 대신에 모터 또는 모터들을 제공함으로써 이동을 위한 전력을 절약할 수 있고, 제어에 의해 자동화할 수 있다.
본 발명에 따른 버너는 연료로서 기름, 가스, 미분탄 등을 사용할 수 있고, 특히 미분탄을 사용하기에 적절하다. 미분탄 버너에서는, 연소를 돕기 위해 1차 노즐 내부에 기름 버너를 제공함으로써 부하가 낮을 때 종종 연소를 돕는다. 본 발명에 따른 버너에도 기름 버너가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 버너에는 3차 공기의 일부를 다른 노즐 내로 3차 노즐을 우회하는 3차 공기 바이패스 기구를 추가할 수 있다. 3차 공기 바이패스 기구는 2차 노즐과 3차 노즐을 구획하는 격벽이 소정의 위치로 이동될 때 3차 공기의 일부가 3차 노즐을 우회하여 다른 노즐 내로 흐르도록 형성된다. 가동벽이 소정 위치로 이동될 때 전술된 구멍과 연통하도록 고정벽에 구멍을 생성하면서 가동벽에 구멍을 형성함으로써, 3차 공기의 일부가 3차 노즐을 우회하여 2차 노즐로 흐를 수 있다. 고정벽 및 가동벽 각각에 형성된 하나의 구멍으로 충분하지만, 3차 공기의 유속을 증가시키기 위해 주연 방향으로 복수의 구멍을 제공하는 것이 바람직하다.
3차 노즐에 구멍을 형성하여 바이패스 관에 의해 고정벽에 형성된 구멍과 연통시킴으로써, 3차 공기가 1차 노즐로 유동할 수 있다. 1차 노즐의 내벽을 따라 유동하여 연료의 유동 방향으로 분출하도록 바이패스 관을 형성함으로써, 1차 노즐 내의 3차 공기 유동에 의해 안정 장치를 냉각시킬 수 있다.
본 발명의 다른 태양은, 전술된 버너를 사용하여 연료를 연소하는 경우에, 유로 변경 부재의 온도가 설정 온도보다 높아지면, 2차 노즐 및 3차 노즐을 구획하는 격벽이 3차 노즐의 3차 공기 분출 단면적을 감소시키도록 이동하여 3차 공기의 유속을 증가시키는 연소 방법이다. 또한, 본 발명의 다른 태양은, 연소 시에 재가 버너에 침전되면, 3차 공기 분출 단면적을 증가시키도록 격벽을 이동시켜 3차 공기의 유속을 감소시키는 연소 방법이다. 또한, 본 발명의 다른 태양은, 버너에 연료가 공급되지 않는 버너 중지 시에는 3차 노즐의 3차 공기 분출 단면적을 감소시키도록 격벽을 이동시켜 2차 공기의 유속을 증가시키는 방법이다. 또한, 본 발명의 다른 태양은, 버너에 연료 공급이 중지되는 동안에, 3차 노즐에 공급되는 3차 공기의 일부를 우회시켜 2차 노즐 또는 1차 노즐로 흐르게 하는 방법이다. 또한, 본 발명의 다른 태양은, NOx 농도가 높거나 연소성이 나쁜 연료를 사용하는 경우에, 3차 공기의 모멘트를 증가시키고 3차 공기의 양을 증가시키도록 3차 공기 분출 단면적을 작게하는 작동을 수행하는 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 태양은, 2차 노즐과 3차 노즐을 구획하고 고정된 관형 격벽을 갖는 기존의 버너가 제공된 보일러를 개조하는 방법이며, 격벽의 전체 또는 일부가 제거되어 유로 변경 부재가 제공된 관형 격벽이 이동 가능하게 고정된 격벽에 배열된다.
본 발명에 따른 버너는 인-플레임 2단 연소식이며, NOx 감소에 뛰어나다. 본 발명에 따르면, 버너에 재가 침전하는 것을 억제하거나 NOx를 감소시키는 동안 열에 의한 버너의 손상을 감소시킬 수 있다. 본 발명에서, 3차 공기의 분출 방향 을 일정한 외부 방향으로 고정시켜 3차 공기의 모멘트를 변화시킴으로써, 순환류의 크기 및 영역이 작아지지 않는 범위 내에서 최적화될 수 있고, 연소 상태를 우수하게 유지시킬 수 있다. 또한, 3차 공기의 유속이 일정하더라도 가이드 슬리브의 하류 단부에서 유속을 높게 할 수 있어서 가이드 슬리브를 냉각시킬 수 있다. 또한, 3차 공기의 모멘트 및 유속을 독립적으로 제어함으로써, 주로 모멘트에 의해 결정되는 플레임의 크기 및 순환류의 크기와, 유속에 의해 결정되는 감소 영역의 크기가 독립적으로 제어될 수 있으며, 우수한 연소 상태가 유지될 수 있다.
버너 및 본 발명에 따른 버너를 사용하는 방법이 도면을 참조로 이하에 설명될 것이다.
실시예 1
도1, 도2, 도3 및 도4는 각각 본 발명에 따른 버너의 실시예를 도시한 단면도이다. 버너는 1차 노즐(4), 2차 노즐(8) 및 3차 노즐(9)을 포함하는 3중 관 구조를 갖는다. 1차 공기 및 미분탄이 화살표 11에 의해 도시된 바와 같이 1차 노즐(4)로부터 유동한다. 본 실시예에서는, 미분탄이 연료로 사용된 경우가 도시되었지만, 기름, 가스 등이 사용되는 경우 역시 상술된 경우와 동일하다. 1차 노즐(4)은 관형이며 그 단면은 원형 또는 사각 형상을 갖는다. 격벽은 2차 노즐(8)과 3차 노즐(9) 사이에 제공되고, 격벽은 고정벽(1)과 가동벽(2)을 포함한다. 가이드 슬리브(3)는 가동벽(2)의 단부 부분에 제공된다. 가이드 슬리브(3)는 3차 공기의 유동을 외부로 변화시키는 역할로 사용된다. 2차 공기는 화살표 12와 같이 2차 노즐 (8)로부터 유동한다. 또한, 3차 공기는 화살표 13과 같이 3차 노즐(9)로부터 유동한다. 가동벽(2)은 접속부(14)에서 이동 제어 봉(5)에 연결되고, 작동을 위한 핸들(33)은 윈드 박스의 벽(28) 외측에 제공된다.
관 형상을 갖는 보염기(10)가 1차 노즐(4)의 단부에 제공된다. 공기 레지스터(또는 공기 레지스터들)(7)는 3차 노즐(9)의 상류에 제공된다. 또한, 3차 댐퍼(35) 및 2차 댐퍼(34)가 각각 3차 노즐(9) 및 2차 노즐(8)의 상류에 제공된다.
그 단부에 제공된 가동 벽(2)과 가이드 슬리브(3)를 전방과 후방, 즉 버너 축에 대해 평행한 방향으로 이동시켜, 3차 공기의 유량과 유속, 2차 공기의 유량과 유속 및 3차 공기 유량과 2차 공기 유량의 비율이 변화되며, 그 결과, 연소 상태를 제어하는 것이 가능하다. 이것은 3차 공기 운동량과 2차 공기 운동량의 비율을 변화시키는 것과 동일하다. 본 발명에서는, 3차 공기의 분출 각도를 일정하고 유지하고 3차 공기의 출구 단면적을 변화시켜, 3차 공기의 유량과 유속을 변화시키는 것이 가능하다. 3차 공기를 항상 외부로 향하게 하여, 보염기(10) 및 가이드 슬리브(3)의 하류에 형성되는 순환류의 크기는 항상 크게 될 수 있어, 연소 상태는 항상 바람직한 상태로 유지될 수 있다. 3차 공기의 운동량은 순환류의 크기와 화염의 크기를 결정하는 중요한 요인이다. 3차 공기의 유량은 환원 구역의 크기를 결정하는 중요한 요인이다. 3차 공기의 운동량과 유량은 개별적으로 제어될 수 있기 때문에, 보염성 향상 및 NOx 저감에 적합한 연소 상태를 만들 수 있다. 또한, 3차 공기의 운동량과 2차 공기의 유량을 개별적으로 변화시키는 것이 가능하여, 2차 공기는 보염기(10)의 냉각이나 1차 노즐에서 유동하는 연료에 공기 공급 등과 같은 다른 목적을 위해 사용될 수 있다.
도3은 도1의 III-III 섹션을 도시한다. 도4는 도1의 IV-IV 섹션을 도시한다. 롤러(23)는 가동벽(2)이 부드럽게 이동하도록 장착된다. 이 실시예에서는, 네 개의 이동 제어 봉(5)이 제공되며, 이들은 버너 축에 대한 가동벽(2)의 평행한 이동에 적합하다. 롤러(23)는 고정벽(1) 상에 장착되지만, 이들 역시 가동벽(2) 상에 장착될 수 있다.
3차 공기의 유량이 작을 때 가동벽(2)은 그 온도가 상승할 가능성을 갖는다. 열이 가해지는 부재가 열을 견딜 수 있는 온도보다 높은 온도로 부재의 온도가 상승될 때, 연소 또는 변형에 의한 손상이 발생하기 쉽다. 가동벽(2)에 대해 높은 내열성의 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 우선 버너의 시운전 시 버너 조정 방법이 설명될 것이다. 버너가 설치된 직후, 일부 경우에는 의도된 유량이 흐르지 않는다. 그 이유로는 버너의 제작 오차, 상류 덕트의 비대칭성, 레지스터의 설치 오차, 버너에 설치된 댐퍼 등인 것으로 판단된다. 또한, 일부 경우에서는, 공기의 유량을 각 버너의 연료의 편향에 따라 설정할 필요가 있다. 따라서, 3차 노즐(9)의 공기 레지스터(7), 3차 댐퍼(35), 2차 댐퍼(34) 및 가동벽(2)을 조정하여, NOx, CO, 미연 연료, 매연, 부식 및 버너 부품의 금속 온도의 감소에 적합한 연소 상태가 이루어진다. 이하에서는 상기 조정 방법의 예가 도시된다.
예1
보염성이 불량할 때, 이하의 운전이 화염의 보염성을 개선하도록 수행된다.
(1.1) 3차 공기의 운동량이 작은 경우: 가동벽(2)은 3차 노즐의 유로 면적을 좁게 하도록 도1의 좌측부 또는 인접부에 이동된다. 이러한 상태에서는, 3차 공기의 압력 손실이 커져, 3차 공기의 유량이 감소하고 2차 공기의 유량이 증가한다. 이들 유량을 변화시키지 않기 위해, 3차 노즐(9)의 3차 댐퍼(35) 또는 공기 레지스터(7)가 개방되거나 또는 2차 댐퍼(34)가 2차 공기를 유동시키지 않도록 폐쇄된다. 3차 공기의 운동량을 증가시킴으로써, 보염기(10) 하류의 순환류는 커지고 화염의 보염성이 증가된다.
(1.2) 2차 공기의 운동량이 작은 경우: 2차 공기의 유량이 증가되는 것이 허용될 수 있을 때, 3차 노즐(9)의 공기 레지스터(7)가 선회를 강화하도록 폐쇄되거나, 또는 가동벽(2)이 3차 공기의 유속이 빠르게 되도록 인접부로 이동시킨다. 2차 공기의 운동량과 유량의 증가는 보염기(10) 하류의 순환류 영역을 크게 하고 화염의 보염성을 증가시킨다. 하지만, 3차 공기가 너무 많이 증가되면, 반대로 몇몇 경우에서 순환류가 작아진다. 최적의 유량은 2차 공기에 존재한다. 도2에서는 가동벽(2)을 이동시켜, 보염기(10)와 가이드 슬리브(3) 사이의 최소 유로 면적이 넓어졌다. 따라서 2차 공기의 분출 유속이 느려질 가능성이 있다. 유속이 느리면, 보염기(10)의 냉각 효과가 감소되어, 가동벽(2)이 이동되는 경우에도 최소 유로 면적을 변화시키지 않도록 가동벽(2)의 이동 방향으로 보염기(10)를 오래 두는 것이 바람직하다.
예2
NOx의 농도가 높은 경우에 이하의 방법으로 조정이 수행된다.
화염의 보염성을 높게 하면 NOx의 농도가 감소되기 때문에, 화염의 보염성을 증가시키는 설정이 취해진다.
화염이 충분히 보염되었지만 NOx의 농도의 추가적인 감소가 요구되는 경우에는, 공기의 혼합을 지연시키는 것이 효과적이다. 공기의 혼합을 지연시키기 위해, 2차 공기의 유량을 감소시키고 3차 공기의 유량을 증가시키는 것이 효과적이다. 이를 수행하기 위해, 2차 댐퍼(34)가 폐쇄되거나 또는 3차 공기 출구가 개방되도록 가동벽(2)이 이동되는 것이 고려된다. 또한, 이는 3차 공기의 운동량을 증가시킴으로써 달성된다. 공기 혼합의 지연은 3차 공기의 운동량을 증가시켜 얻어질 수도 있다. 공기 혼합의 지연은 3차 노즐(9)의 공기 레지스터(7)를 폐쇄하여 3차 공기의 선회를 강화하여 달성될 수도 있다. 이 경우, 3차 공기의 유량이 감소되지 않도록 2차 댐퍼(34)를 폐쇄할 필요가 있다.
예3
미연 연료가 많이 있는 경우, 이하의 방법으로 조정이 수행된다.
(3.1) 화염의 안정화를 수행하지 않는다면 미연 연료가 더 많게 되는 가능성이 존재한다. 따라서, 화염의 안정화에 대한 개선을 위한 설정과 유사한 설정을 하는 것이 유효하다.
(3.2) 화염이 충분히 안정화될지라도, 미연 연료를 더 감소시키는 것이 바람직한 경우, 2차 공기를 증가하는 것이 유효하다. 이러한 경우, 2차 댐퍼(34)가 개방되면, 3차 공기의 운동량이 감소하여 화염의 안정화가 감소될 가능성이 있다. 따라서, 가동벽(2)을 인근 측면으로 이동시킴으로써 3차 공기의 유속을 증가시키거 나 또는 3차 노즐(9)의 공기 레지스터(7)를 폐쇄함으로써 선회를 강하게 하는 것이 유효하다.
(3.3) 미연 연료의 감소를 위해, 버너 공기비를 상승시키는 것이 유효하다. 버너 공기비를 상승시킴으로써 공기 유량이 증가하여, 연료와 공기의 혼합이 잘 되어, NOx의 농도가 높아지게 된다. NOx의 농도를 낮게 하기 위해, 예2에 도시한 방법을 적용한다.
예4
부식을 감소시키기 위해, 이하의 방법에 의해 조정이 수행된다.
(4.1) 벽 부근의 공기가 모자라면 환원성 가스의 농도가 높아지게 되어 부식 속도가 높아지게 된다. 벽 부근에 공기를 공급하기 위해, 3차 공기의 유량을 증가하는 것이 유효하다. 따라서, 가동벽(2)을 개방하여 3차 노즐(9)의 유로 면적을 넓게 하여, 3차 공기 유량을 증가시키는 것이 유효하다. 또한, 3차 공기의 운동량을 증가시킴으로써 벽 부근까지 공기를 도달시키기 위해, 2차 댐퍼(34)를 폐쇄시키는 것이 가능하다.
(4.2) 화염의 안정화를 나쁘게 하여 환원성 가스를 감소하는 것이 또한 가능하므로, 예1의 조정에 대한 역의 조정을 실행하는 것도 가능하다.
(4.3) 부식하기 쉬운 벽에 가까운 버너의 공기량을 증가시킴으로써, 환원성 가스가 감소될 수 있고, 부식이 감소될 수 있다. 따라서, 각 버너마다 가동벽(2), 레지스터 및 댐퍼를 조정하여, 공기량의 증가를 위해 바람직한 버너의 압력 손실이 감소되는 그러한 작동 상태로 함으로써 공기 구획을 조정하는 것이 유효하다.
예5
연료의 종류를 크게 변화시키는 것이 바람직한 경우, 이하의 방법으로 조정이 수행된다.
(5.1) 연료의 종류가 크게 변화되면, 분쇄성 및 연료 중의 휘발 성분의 양이 변화되므로, 화염의 안정화를 유지하고 NOx를 감소시키도록 댐퍼 개방, 가동벽(2)의 위치 및 공기 레지스터(7)의 설정을 변경하는 것이 보다 더 바람직하다. 연료가 연소성이 좋은 연료로부터 연소성이 나쁜 연료로 변화되는 경우, 화염의 안정화가 감소될 가능성이 있다. 이 경우, 화염의 안정화가 바람직하게 되는 그러한 조정을 수행하는 것이 보다 바람직하다.
(5.2) 연소성이 나쁜 연료는 NOx 농도가 높아지게 되는 가능성이 크므로, NOx가 감소되는 그러한 조정을 수행하는 것이 보다 더 바람직하다.
예6
연료 중의 재가 퇴적되는 경우, 이하의 방법에 의해 조정이 행해진다.
(6.1) 화염의 안정화가 바람직하며 연료 중의 재가 용융하여 버너 부근에 퇴적되는 경우, 가동벽(2)은 전방으로(인근 측면에 대향된 측면으로) 이동되어, 3차 공기의 출구 단면적을 증가시키고 3차 공기의 유속을 감소시켜 화염의 안정화를 감소시킨다. 이러한 방식으로 작동시킴으로써, 연소 온도가 저하되므로, 재의 퇴적은 감소된다. 동시에, 2차 공기도 증가하여, 보염기(10) 근방의 온도가 저하하고 재가 용융하는 것이 방지될 수 있다.
(6.2) 용융된 재가 보일러의 벽에 퇴적되는 경우, 벽 부근에 공기를 공급하 는 것이 보다 더 바람직하다. 따라서, 가동벽(2)을 인근 측면으로 이동시켜 3차 공기의 분출 방향을 외향으로 변경시킴으로써 벽 부근에 공기가 공급되도록 작동되는 것이 보다 더 바람직하다.
예7
보염기(10)의 온도가 높은 경우, 이하의 조정이 수행된다.
보염기(10)의 온도가 높은 경우, 2차 공기의 유속을 높이는 것이 유효하다. 2차 공기의 유량을 증가시키기 위해, 3차 댐퍼(35) 또는 공기 레지스터(7)가 폐쇄된다. 이러한 경우, 3차 공기의 운동량이 감소되어 화염의 안정화가 감소될 가능성이 있다. 따라서, 3차 댐퍼(35) 및 공기 레지스터(7)를 폐쇄하는 대신, 가동벽(2)이 인근 측면으로 이동된다. 이에 의해, 화염의 안정화 유지와 보염기의 온도의 감소 모두가 달성될 수 있다.
예8
보일러의 최저 부하의 감소는 이하와 같이 수행된다.
보일러의 부하는 항상 100%인 것은 아니며, 전력의 수요에 따라 변화된다. 매우 낮은 부하로 운전될 수 있다면, 보일러의 작동 효율은 증가된다. 통상의 버너는 성능이 100% 부하에서 바람직하도록 설계되어 있다. 부하가 낮은 경우, 버너로부터 노(furnace)로 유입되는 연료 및 공기 각각의 유량이 감소되어, 그 운동량의 밸런스가 무너져, 화염의 안정화가 감소될 가능성이 있다. 예를 들면, 3차 공기의 운동량이 낮은 경우, 가동벽(2)을 인근 측면으로 이동시킴으로써 운동량을 증가시키는 것이 유효하다. 이 조정은 예1에 도시한 화염의 안정화를 증가시키는 방 법과 동일하다. 그러나, 낮은 부하 작동 하에서 화염의 안정화가 증가되면, 어떠한 경우에는, 높은 부하에서 연소성이 나빠지게 된다. 높은 부하에서도 연소성이 나빠지지 않는 범위에서 설정하는 것이 보다 더 바람직하다.
실시예2
도5는 본 발명에 따른 버너의 다른 실시예의 단면도이다. 본 실시예2와 실시예1과의 차이점은, 모터 박스(6)가 구비되어 가동벽(2)의 이동이 전기적으로 구동된다는 것이다. 또한, 도5에서는, 모터 박스(6)가 윈드 박스 내에 설치되어 있지만, 윈드 박스 외측에 이들을 설치하는 것도 가능하다. 또한, 2차 노즐(8)에 공기 레지스터(15)가 구비되어 있다. 공기 레지스터(15)와 2차 댐퍼(34)를 조합시킴 으로써 유량과 선회력을 제어하는 것이 가능하다.
모터(6)에 의해 가동벽(2)을 구동시키는 장점은, 가동벽(2)이 실시예1에 도시된 연소 조정의 알고리즘에 따라 제어되어, 항상 최적의 연소 조건이 유지될 수 있다는 점이다. 그 외에도, 이하에 도시한 바와 같이, 유량 조건을 변경시킴으로써 적합한 작동 조건을 제공하는 것이 가능하다.
임의의 경우, 버너는 연료가 공급되지 않는 정지의 상태에 있다. 이러한 조건에서, 정지된 버너가 다른 버너로부터의 복사 열에 의해 가열되어 가이드 슬리브(3), 보염기(10) 등의 온도가 상승할 가능성이 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해, 버너가 정지되어 있을 때에도 이 버너에 공기를 공급하는 것이 필요하다.
정지되는 버너에 공급될 공기 유량이 많으면, 공기 조정량이 적어진다. 따라서, 정지되는 버너에 공급될 공기 유량을 적게 할 필요가 있다. 가동벽(2)을 고 정한 상태로 유량이 감소되는 경우, 2차 공기 및 3차 공기의 유속이 감소하며, 가이드 슬리브(3)와 보염기(10)를 충분히 냉각하는 것은 불가능하다.
본 발명에서, 버너는 버너가 정지된 상태 하에서 도6에 도시된 바와 같은 상태로 된다. 즉, 가동벽(2)이 근접한 측으로 이동되어, 3차 공기의 분출부 면적이 거의 제로이다. 가이드 슬리브(3)의 단부에서의 유속이 크기 때문에, 3차 공기가 소량이더라도 가이드 슬리브(3)는 냉각될 수 있다. 또한, 2차 공기 유량을 증가시킴으로써, 2차 공기의 유속을 증가시키고 보염기(10)를 효율적으로 냉각하는 것이 가능하다. 2차 공기가 3차 공기보다 유량이 적기 때문에, 2차 공기가 증가되더라도 전체 유량을 감소시키는 것이 가능하다.
전술된 실시예들에서, 3차 노즐에는 공기 레지스터(7)가 제공된다. 그러나, 이러한 공기 레지스터(7)의 제공 없이 형성하는 것이 가능하다. 본 발명에서 가동벽(2)이 버너 축 방향으로 전방 및 후방으로 이동함으로써 동일한 효과가 얻어질 수 있기 때문에, 공기 레지스터(7)는 3차 공기를 선회시켜 연소장을 제어하기 위한 것이다. 또한, 2차 노즐의 공기 레지스터(15)도 필수적이지 않다. 이 경우, 2차 공기 유량을 조정하는 임의의 방법이 존재하지 않게 되기 때문에 2차 댐퍼(34)가 필요하다.
실시예 2에 사용되는 제어기의 구조가 도7에 도시된다. 제어기(101)는 계측 장치(installment)로부터 신호를 수신하여, 버너(102)의 가동부를 이동시키기 위한 신호를 송신한다. 신호는 예를 들면 가동벽 이동 모터(111), 공기 레지스터(7) 구동 모터(112), 3차 댐퍼 구동 모터(113), 2차 댐퍼 구동 모터(114), 공기 레지스터 (15) 구동 모터(115) 등을 구동하는 신호이다. 제어기(101)는 실시예 1에 도시된 알고리즘을 실현하기 위한 소프트웨어를 일체로 갖는다. 버너(102)에 설치된 계측 장치는 화염 검출기(107), 버너 금속을 위한 온도 검출기 또는 온도계(108), 연소 공기를 위한 압력계(109), 버너 공기를 위한 유량계(110) 등을 포함한다. 보일러(116)에 장착된 계측 장치는 증기를 위한 온도 검출기 또는 온도계(103), 재 퇴적(ash deposition) 센서(104), NOx 센서(105), 고체의 미연 성분 및 CO 농도를 계측하기 위한 미연 연료 센서(106) 등을 포함한다. 예를 들면, 보염성을 조사하기 위해, 화염 검출기(107)가 사용된다. 화염 검출기 중에서, 발광 강도를 측정할 수 있는 검출기가 바람직하다. 발광의 강도로 보염성의 장점을 평가하여, 보염성이 저하한 경우 보염성이 우수해지는 작동 조건으로 작동을 변경하는 것이 가능하다. NOx 센서(105)는 반응이 종료한 보일러(116)의 하류측에 설치되는 것이 바람직하다. 복수개의 NOx 센서(105)를 설치하여, NOx의 농도 분포를 조사하면서 각 버너를 위한 가동벽(2), 레지스터 및 댐퍼를 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 미연 연료 센서(105)를 NOx 센서의 설치와 같이 보일러(116)의 하류측에 설치하는 것이 바람직하다.
실시예 3
도8, 도9, 도10 및 도11은 본 발명에 따른 버너의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다. 도8의 일례에서, 3차 공기 바이패스용 구멍(16, 32)이 2차 노즐 및 3차 노즐을 구획하는 격벽의 고정벽(1) 및 가동벽(2)에 각각 형성되며, 3차 공기는 이들 구멍을 통해 화살표 17로 도시된 바와 같이 2차 노즐(8) 내로 유동하여 3차 노즐(19)을 우회한다. 이 경우, 3차 공기가 항상 우회하는 것은 아니지만, 3차 공기는 도8에 도시된 바와 같이 가동벽(2)이 근접한 측으로 이동되고 연료 공급이 정지되는 상태 하에서 2차 노즐 내로 유동된다. 이러한 구성으로 인해, 가동벽(2)이 근접한 측으로 이동되고 2차 공기가 조여진(stopped down) 경우 조차에도, 공기는 2차 노즐(8) 내로 자동적으로 공급되어, 보염기(10)의 온도가 상승하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 3차 공기 바이패스를 위한 하나의 구멍(16, 32)이 아닌 복수의 구멍(16, 32)을 제공함으로써, 유량을 보다 크게 하는 것이 가능하다.
도9는 3차 노즐(9)을 우회한 3차 공기가 1차 노즐로 공급되는 일례를 도시한다. 이 일례에서, 구멍이 1차 노즐(4)의 관벽에 형성되며, 바이패스 관(18)이 고정벽(1)에 제공된 구멍과 1차 노즐에 형성된 구멍 사이를 연결한다. 버너가 정지된 경우에, 거의 모든 공기가 1차 노즐 내에 공급되지 않으며, 보염기의 내측이 냉각될 수 없다. 따라서, 버너가 정지된 상태 하에서, 3차 공기가 1차 노즐의 벽을 따라 공급되는 구성이 도9에 도시된 바와 같이 취해진다.
공기 수반 연료 내의 산소 농도가 낮은 경우에는, 가동벽(2)이 근접한 측으로 이동되어 3차 노즐(9)의 3차 공기 분출 단면적이 작을수록, 바이패스 공기 유량이 더욱 증가하는 구성을 취하는 것이 바람직하다. 아탄(lignite)이 사용되는 경우, 연료는 불이 붙기 쉽기 때문에, 연료는 연소 가스(flue gas)가 수반된다. 버너 부하가 높은 경우에, 1차 공기의 산소 농도가 낮더라도, 예를 들어 보일러인 연소 장치 내측의 가스 온도가 높기 때문에 안정적인 연소가 가능하다. 그러나, 부하가 감소하는 경우, 연소 장치 내측의 가스 온도가 저하하며, 미연 연료가 증가하 며, 1차 공기의 산소 농도가 높아지지 않는다면 공기 상승(lift-off)이 발생한다. 이러한 낮은 부하 경우에는, 3차 공기가 1차 노즐(4) 내로 유동하여서, 안정적인 연소를 달성하는 것이 가능하다. 3차 공기가 항상 우회하고 1차 노즐(4) 내로 유동하는 이러한 구성이 또한 고려되더라도, 부하가 높고, 폭발 가능성 및 재 퇴적의 가능성이 높게 될 때 연소가 촉진되어서, 부하가 더욱 작게 될수록 공기 유량이 더욱 증가하는 구성을 취하는 것이 바람직하다.
도10은 우회된 2차 공기가 1차 노즐에 공급되는 일례를 도시한다. 이 일례에서, 구멍이 1차 노즐(4)의 관벽에 형성되며, 공기가 바이패스 관(18)을 통해 2차 노즐로부터 1차 노즐로 공급된다. 버너가 정지된 경우에, 가동벽(2)이 근접된 측으로 이동되고 공기 레지스터(15)가 폐쇄되어, 이에 의해 2차 공기가 1차 노즐의 벽을 따라 공급된다.
또한, 도9의 예와 유사한 방식에서, 1차 공기의 산소 농도가 낮은 경우, 통과되는 공기 유량을 증가시킴에 의해 연소를 안정되게 할 수 있다. 연소 속도를 감소시키고자 할 경우, 통과 공기의 도입구(intake port)에서 압력이 저하된다. 예를 들면, 가동벽(2)은 3차 공기의 분출 영역을 넓히거나 공기 레지스터(15)를 개방하기 위해 이동된다.
도11은 통과된 3차 공기가 1차 노즐 내측에 제공된 미분탄 농축기(pulverized coal concentrator)(20)를 냉각하기 위해 사용된 예를 도시한 것이다. 미분탄 농축기(20)는 도11에 도시된 바와 같이 하류측을 향해 1차 노즐의 유로를 점차 좁히고 더욱 하류측을 향해 유로를 점차 넓히도록 형성되고, 1차 노즐의 벽측 상의 미분탄 농도를 높이기 위해 제공된다. 정지된 상태하에서, 1차 공기의 유량은 작아서, 미분탄 농축기(20)를 냉각하기 어렵다. 따라서, 이런 구조는 3차 공기가 정지된 상태하에서 미분탄 농축기(20)로 유동하도록 이루어진다. 도11에서, 바이패스 관(19)이 제공되고, 각 바이패스 관(19)은 고정벽(1)의 구멍 및 1차 노즐의 구멍을 연결하고 미분탄 농축기(20)로 연장된다. 미분탄 농축기(20)를 냉각하기 위해 사용된 공기는 미분탄 농축기(20)의 단부로부터 노 내로 분사된다.
일부 경우에서, 미분탄 버너는 연소를 돕기 위해 분무기(atomizer)(31)로부터 기름(21)을 분무하도록 형성된 기름 버너를 구비한다. 도11은 이런 일 예를 도시한 것이다. 가동벽(2)을 이동시킴에 의해, 버너의 중심부를 흐르는 공기의 유량과 외측을 흐르는 공기의 유량의 비를 변화시킬 수 있다. 이에 의해, 질소 산화물(NOx) 및 그을음(soot)의 발생을 제어할 수 있다.
실시예 4
도12는 본 발명의 다른 실시예의 버너의 단면도이다. 이 실시예에서, 모터 박스(6)는 윈드 박스의 벽(28) 외부에 장착된다. 2차 공기 및 3차 공기는 300℃ 이상의 고온이고, 일부 경우에서는 재를 포함한다. 모터 박스(6)가 이런 장소에 장착된 경우, 고장날 수 있고, 고장난 경우 수리가 어렵다. 또한, 본 실시예에서, 고정벽(1)은 도5의 것보다 짧다. 이런 구조로 가동벽(2)의 단부에 근접된 부분이 열에 의해 변형되더라도, 고정벽(1)과 접촉된 부분은 버너의 보다 깊은 내부(bowel)에 위치되어 이동을 방해할 가능성은 작게 된다.
또한, 가동벽(2) 상에 스토퍼(24)를 제공하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 가동벽(2)이 센서 고장 등으로 인해 너무 많이 전방으로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 도12에 도시되지는 않았지만, 유사한 방식으로 가동벽(2)이 측부 근방으로 너무 많이 당겨지지 않도록 스토퍼를 효과적으로 제공하는 것도 가능하다.
또한, 도12에서 냉각 효율은 가동벽(2) 및 가이드 슬리브(3) 상의 냉각 핀(22)을 제공함에 의해 상승될 수 있다. 냉각 핀(22)은 또한, 그것들의 강도를 증가시키도록 한다.
도12에서, 열평형 온도 감지기(29)는 가이드 슬리브(3) 및 보염기(10) 상에 각각 장착된다. 가동벽(2)의 위치는 열평형 값에 근거하여 제어될 수 있다. 이런 경우, 가이드 슬리브의 단부 온도가 한계값보다 높을 때, 3차 공기의 유속을 낮추어 2차 공기의 유량이 감소되고 3차 공기의 유속은 높이는 작동이 유도되도록 한다. 또한, 보염기의 온도가 한계값보다 높을 경우, 제1 실시예의 예7의 작동 상태를 취할 수 있다. 가이드 슬리브 및 보염기의 온도가 한계값보다 각각 높은 경우에 전체 공기의 양은 증가될 수 있다.
도13, 도14 및 도15는 각각 도12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ, ⅩⅣ-ⅩⅣ 및 ⅩⅤ-ⅩⅤ를 따라 취해진 단면도이고, 다양한 형상의 예를 도시한 것이다. 도13 내지 도15에 도시된 형상들은 도12의 버너 뿐만 아니라 도1의 버너에 대해서 사용될 수 있다. 도13은 4개의 이동 제어 봉(5)이 모터(25)에 의해 구동되는 기어(26) 및 동력 전달 샤프트(27)에 의해 이동되는 예를 도시한 것이다. 이는 모터의 수를 감소시키고 이동 제어 봉(5)의 위치가 항상 동일할 수 있는 장점을 갖는다. 도14는 도13에 도시된 모터(25)가 생략되고 이동 제어 봉(5)이 수동 핸들(27)의 회전에 의해 이동되 는 예이다. 도15는 4개의 모터를 사용하고 모터(25) 중 하나가 고장났을 경우에도 이동 제어 봉(5)이 다른 모터에 의해 구동될 수 있는 예를 도시한 것이다.
실시예 5
도16, 도17 및 도18은 본 발명에 따른 버너의 다른 실시예의 단면도이다. 도17은 도16의 ⅩⅦ-ⅩⅦ를 따라 취해진 단면도이고, 도18은 도16의 ⅩⅧ-ⅩⅧ를 따라 취해진 단면도이다. 도1과의 차이는 버너가 3중 관으로 이루어진 것이 아니라, 1차 노즐(4) 및 2차 노즐(8) 각각이 사각형 관으로 이루어지고, 3차 노즐(9)이 상부 부분 및 하부 부분으로 분리되어 장착되는 것이다. 이런 경우, 또한, 실시예1과 유사한 방식으로 전방 및 후방으로 가이드 슬리브(3)를 갖는 가동벽(2)을 이동시킴으로써 최적 작동 상태를 만드는 것이 가능하다. 본 실시예에서, 가동벽(2)이 상부 부분 및 하부 부분으로 분리되었기 때문에, 그것들이 서로 체결되어 전방 및 후방으로 이동되지 못할 가능성이 있다. 따라서, 도17에 도시된 바와 같이, 연결판(36)에 의해 가동벽(2)을 연결하는 것이 가능하다. 본 실시예에서, 도18에 도시된 바와 같이, 핸들(33)은 4개의 위치에 장착되고, 가동벽(2)은 수동으로 이동되지만, 실시예2에서와 같이 모터 또는 모터들에 의해 이동될 수 있다.
실시예 6
본 발명에 따른 버너의 다른 사용예가 설명될 것이다. 도19에서, 횡축은 버너의 부하를 나타낸다. 냉각을 위한 공기는 심지어 0%의 버너 부하에서도 유동되고, 이런 경우 보염기(10)를 냉각하기 위하여 가동벽(2)은 3차 공기의 출구가 완전히 폐쇄에 가까운 상태가 되도록 이동된다. 석탄 연소 버너에 대해서, 연소가 낮 은 부하일 때 기름에 의해 보조되기 때문에 기름 및 석탄이 공급된다. 연소가 석탄으로만 수행될 수 있는 부하에 도달될 경우, 기름의 유량은 영이 된다. 기름이 연소될 경우, 기름이 공급되는 중심부 근방의 위치에서 공기의 유량을 증가시키는 것이 좋기 때문에 가동벽(2)은 3차 공기의 출구가 거의 폐쇄되는 조건을 만들도록 측부 근방으로 이동된다. 석탄의 유량이 증가함에 따라 공급된 공기의 유량은 증가한다. 안정된 연소는 3차 공기의 운동량이 낮은 경우에도 수행되기 때문에, 가동벽(2)은 3차 공기 출구를 크게 하도록 측부 근방으로 이동되고 출구를 거의 완전 개방되게 한다.
본 발명은 연소 상태를 최적으로 제어하여 질소 산화물의 저감을 도모하면서 버너의 냉각을 가능하게 한다. 버너의 열적 손실을 줄이는데 있어서 본 발명에 따른 버너의 이용 가능성은 크다.

Claims (19)

  1. 연료 연소용 버너이며,
    연료와 1차 공기를 공급하는 1차 노즐과, 상기 1차 노즐의 외측에 설치된 2차 공기 공급용의 2차 노즐과, 상기 2차 노즐의 외측에 접하도록 상기 2차 노즐의 외측에 설치된 3차 공기 공급용의 3차 노즐을 포함하고, 상기 2차 노즐과 상기 3차 노즐은 격벽에 의해서 구획되며,
    상기 격벽은 3차 공기의 유동을 버너의 축 방향에 따른 유동으로부터 외향 유동으로 바꿔 3차 공기를 분출하기 위한 유로 변경 부재를 가지며, 상기 격벽은 버너의 축방향으로 이동 가능한 연료 연소용 버너.
  2. 제1항에 있어서, 상기 격벽은 그 단부에 상기 유로 변경 부재로서 가이드 슬리브를 갖는 연료 연소용 버너.
  3. 제1항에 있어서, 상기 1차 노즐을 1차 공기에 의해 연료를 기류 반송하도록 구성된 노즐인 연료 연소용 버너.
  4. 제1항에 있어서, 상기 격벽에는 격벽이 소정의 위치로 이동할 때 3차 공기의 일부가 상기 3차 노즐을 우회하여 상기 1차 노즐 및 상기 2차 노즐 중 하나로 흐르게 하는 바이패스 기구가 설치되어 있는 연료 연소용 버너.
  5. 제1항에 있어서, 상기 격벽은 고정벽과 가동벽으로 구성되며, 상기 유료 변경 부재가 상기 가동벽에 설치된 연료 연소용 버너.
  6. 제5항에 있어서, 3차 공기가 우회하는 구멍이 상기 고정벽과 가동벽에 각각 형성되는 연료 연소용 버너.
  7. 제6항에 있어서, 상기 1차 노즐은 그 외벽에 형성된 구멍을 가지고,
    바이패스 관은 상기 고정벽에 형성된 상기 구멍과 상기 1차 노즐의 상기 외벽에 형성된 상기 구멍 사이에 설치되어서, 상기 고정벽과 상기 가동벽에 형성된 상기 구멍을 통과하는 3차 공기가 상기 1차 노즐 내로 유동하는 연료 연소용 버너.
  8. 제7항에 있어서, 상기 바이패스 관은 상기 1차 노즐 내로 유동한 3차 공기가 상기 1차 노즐의 내벽을 따라 유동하도록 형성된 분출구를 갖는 연료 연소용 버너.
  9. 제7항에 있어서, 상기 1차 노즐은 미분탄을 공급하는 노즐이며, 상기 1차 노즐은 유로의 단면적을 축소하여 미분탄을 농축하기 위해 내측에 설치된 미분탄 농축기를 가지며,
    상기 바이패스 관은 상기 1차 노즐 내로 유동한 3차 공기가 상기 미분탄 농축기의 표면을 따라 유동하도록 상기 미분탄 농축기로 연장되는 연료 연소용 버너.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유로 변경 부재 및 그 근방의 상기 격벽을 냉각하기 위한 핀이 상기 유로 변경 부재 및 그 근방의 격벽에 설치되어 있는 연료 연소용 버너.
  11. 제5항에 있어서, 상기 격벽은 상기 가동벽이 상기 고정벽 상을 활주하도록 구성되고, 상기 고정벽에는 상기 가동벽을 안내하기 위한 가이드 롤러가 설치되어 있는 연료 연소용 버너.
  12. 제5항에 있어서, 상기 가동벽 및 상기 고정벽 중 적어도 하나에는 상기 가동벽을 정지시키기 위한 스토퍼가 설치되어 있는 연료 연소용 버너.
  13. 제1항에 있어서, 2차 공기와 3차 공기를 공급하는 윈드 박스를 갖추고, 상기 격벽을 이동시키는 기구가 상기 윈드 박스의 외측에 배열된 연료 연소용 버너.
  14. 버너에 의한 연료 연소 방법이며,
    상기 버너는 연료와 1차 공기를 공급하는 1차 노즐과, 상기 1차 노즐의 외측에 설치된 2차 공기 공급용의 2차 노즐과, 상기 2차 노즐의 외측에 접하도록 상기 2차 노즐의 외측에 설치된 3차 공기 공급용의 3차 노즐을 포함하며, 상기 2차 노즐과 상기 3차 노즐은 격벽에 의해서 구획되고, 또한 3차 공기의 유동을 버너 축을 따른 유동으로부터 외향 유동으로 변화시키기 위해 상기 격벽에 설치된 유로 변경 부재를 더 포함하고, 상기 격벽은 버너 축 방향으로 이동 가능하게 구성되며,
    상기 격벽은 부하의 변동, 버너 축 단부의 온도, 연료 특성, 질소 산화물 농도, 미연분의 농도 및 연료 공급 정지 중 임의의 상태 또는 상태들에 대응하여 이동하며, 상기 3차 노즐로부터 공급되는 3차 공기의 유량을 조정하는 연료 연소 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 버너에 연료 공급을 정지할 때, 상기 격벽은 상기 3차 노즐의 3차 공기 분출구 단면적이 작아지도록 이동하여 상기 2차 공기 노즐의 2차 공기 유량을 증가시키는 연료 연소 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 방법은 상기 유로 변경 부재의 온도가 버너에 의한 연료 연소 중의 설정 온도 보다 더 높게 될 때 상기 3차 노즐의 3차 공기 분출 단면적이 감소하도록 상기 격벽을 이동시켜 3차 공기의 유속을 증가시키는 단계를 더 포함하는 연료 연소 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 버너에 연료 공급을 정지하는 동안 상기 3차 노즐에 공급되는 3차 공기의 일부는 상기 3차 노즐의 유로를 우회하여 상기 2차 노즐 내로 흐르게 하는 연료 연소 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 버너에 연료 공급을 정지하는 동안 상기 3차 노즐로 공급되는 3차 공기의 일부는 상기 3차 노즐의 유로를 우회하여 상기 1차 노즐의 내벽을 따라 유동하게 하는 연료 연소 방법.
  19. 화로 벽에 설치된 버너를 갖는 보일러를 개조하는 방법이며,
    상기 버너는 연료와 1차 공기를 공급하는 1차 노즐과, 상기 1차 노즐을 포위하도록 상기 1차 노즐의 외측에 설치된 2차 공기 공급용 관형 2차 노즐과, 상기 2차 노즐의 외측에 설치된 3차 공기 공급용 관형 3차 노즐과, 상기 2차 노즐 및 상기 3차 노즐 사이에 고정된 관형 격벽을 포함하며,
    상기 방법은,
    상기 격벽의 적어도 단부 부분을 제거하는 단계와,
    3차 공기의 유동을 버너 축을 따른 유동으로부터 외향 유동으로 변경하기 위한 유로 변경 부재를 갖는 관형 격벽을 버너의 축방향으로 이동 가능하도록 상기 격벽의 제거된 부분의 위치 주변에 제공하는 단계를 포함하는 방법.
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