專利名稱：燃料燃燒用空氣口及其制造方法、鍋爐及鍋爐設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料燃燒用空氣口及其制造方法、鍋爐及鍋爐設(shè)備以及鍋爐設(shè)備操作方法和其改造方法。
背景技術(shù)：
在鍋爐等燃燒爐中，需要降低氮氧化物(NOx)的濃度及降低未燃燒部分等，為了滿足這樣的要求而使用了二次燃燒法。
在燃燒爐內(nèi)利用燃燒器形成了理論空氣比(理論燃料空氣量)以下的不完全燃燒區(qū)域(可燃?xì)怏w多的區(qū)域)，二次燃燒法是利用設(shè)置在燃燒器下游側(cè)的空氣口(后側(cè)空氣口)向上述不完全燃燒區(qū)域的可燃?xì)怏w供給完全燃燒所必須量的空氣的燃燒方式。該燃燒方式可抑制因氧過量而引起的高溫燃燒區(qū)域而實(shí)現(xiàn)低NOx化。所謂理論空氣比是指燃燒器空氣量和完全燃燒所需的理論燃燒空氣量的比為1∶1。
在二次燃燒中，為了實(shí)現(xiàn)未燃燒部分的降低，期望實(shí)現(xiàn)由燃燒器所形成的不完全燃燒區(qū)域的可燃?xì)怏w和從空氣口供給的空氣的充分混合。
作為該改進(jìn)策略，在專利文獻(xiàn)1-日本特開2001-355832號(hào)公報(bào)(見權(quán)利要求書及圖2)中，在空氣口設(shè)置有帶擋板的導(dǎo)筒，作為空氣的噴出方向，形成了與空氣口中心平行的氣流(一次空氣)和在其周圍擴(kuò)大為扇形的氣流(二次空氣)。這種方式通過擴(kuò)大整個(gè)噴流以實(shí)現(xiàn)燃燒爐內(nèi)的燃燒氣體和空氣的充分混合。
在專利文獻(xiàn)2-日本持開平10-122546號(hào)公報(bào)(見權(quán)利要求書及圖1)中，提出了通過使從空氣口噴出的空氣流收斂(縮流)來使噴流貫穿直到燃燒裝置內(nèi)部的方法。
在這些實(shí)例中，使從空氣口噴出的空氣流的方向性固定。
二次燃燒法的燃燒爐內(nèi)所形成的不完全燃燒區(qū)域和作為后側(cè)空氣口所使用的空氣口的位置關(guān)系根據(jù)燃燒爐的形態(tài)而有多種多樣。因此，期望可對(duì)應(yīng)于不完全燃燒區(qū)域的位置而能任意調(diào)整空氣口的空氣噴出方向。
根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1中公開的鍋爐設(shè)備，可降低燃料NOx及熱NOx的濃度。但是，根據(jù)燃料的種類，有時(shí)燃燒氣體中的一氧化碳(以下稱CO)的濃度卻增加，上述專利文獻(xiàn)1不用說沒有考慮降低該CO濃度，對(duì)于使NOx濃度和CO濃度平衡地降低更未考慮。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)上述要求，其第一目的在于提供一種可根據(jù)二次燃燒法的不完全燃燒區(qū)域的位置，通過改變從后側(cè)空氣口噴出的空氣的方向性和形態(tài)，從而提高不完全燃燒區(qū)域和空氣的混合效率的裝置。
而且，還提出了可降低空氣口的熔渣(灰分)附著及降低空氣口的溫度上升的裝置。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種可使NOx濃度和CO濃度平衡地降低的鍋爐設(shè)備。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的的基本結(jié)構(gòu)特征是在向爐內(nèi)利用燃燒器所形成的理論空氣比以下的不完全燃燒區(qū)域供給完全燃燒所必須量的空氣的空氣口中，具備了噴出包含空氣流的軸向速度成分和朝向中心的速度成分的燃燒用空氣的噴嘴機(jī)構(gòu)及改變上述速度成分比的機(jī)構(gòu)。
例如，空氣噴嘴機(jī)構(gòu)具有噴出在空氣口軸向直線前進(jìn)的一次空氣的一次噴嘴，噴出在空氣口軸向伴有回旋流前進(jìn)的二次空氣的二次噴嘴，以及將從上述一次噴嘴的外側(cè)向中心的空氣作為三次空氣噴出的三次噴嘴。而且，改變上述速度成分比的機(jī)構(gòu)由改變上述一次空氣、二次空氣及三次空氣的流量比的機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
本發(fā)明的空氣口不只適用于空氣，供給混合餓排出氣體和水的空氣的空氣口也為適用對(duì)象。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，在具備配備了下述部件的鍋爐設(shè)備中，即在具有熱交換手段的燃燒爐內(nèi)供給燃料和空氣并使之燃燒的燃料燃燒器，及具有設(shè)于該燃料燃燒器的下游側(cè)且將直線前進(jìn)的空氣供給到上述燃燒爐內(nèi)的直線前進(jìn)空氣噴嘴和將空氣作為回旋流供給到上述燃燒爐內(nèi)的回旋流空氣噴嘴和將空氣作為縮流供給到上述燃燒爐內(nèi)的縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴；設(shè)有測(cè)定上述燃燒爐內(nèi)的NOx濃度及CO濃度的濃度測(cè)定裝置及根據(jù)該濃度測(cè)定裝置的測(cè)定結(jié)果來調(diào)整來自上述回旋流空氣噴嘴和上述縮流空氣噴嘴的空氣供給量的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明具有以下效果。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的的空氣口適于二次燃燒方式的后側(cè)空氣口，且可出色地降低未燃燒部分。特別地，通過在爐內(nèi)的不完全燃燒區(qū)域(可燃?xì)怏w聚集較多之處)內(nèi)由后側(cè)空氣口噴出具有對(duì)應(yīng)于上述位置的空氣流的燃燒促進(jìn)用的空氣可，無論燃燒空間的狀態(tài)都能有效地降低未燃燒部分。
而且，根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的的鍋爐設(shè)備，可得到能平衡地降低NOx濃度和CO濃度的鍋爐設(shè)備。
圖1是表示作為本發(fā)明適用對(duì)象的二次燃燒方式的鍋爐的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-1的剖視圖(沿圖4的A-A線的剖視圖)。
圖3是省略了上述空氣口的一部分的立體圖。
圖4是從爐內(nèi)見到的空氣口的圖。
圖5是表示上述空氣口出口的流速分布圖。
圖6是表示爐內(nèi)空氣流動(dòng)狀態(tài)和不完全燃燒區(qū)域之間關(guān)系的模式圖。
圖7是表示爐內(nèi)空氣流動(dòng)狀態(tài)和不完全燃燒區(qū)域之間關(guān)系的模式圖。
圖8是表示爐內(nèi)空氣流動(dòng)狀態(tài)和不完全燃燒區(qū)域之間關(guān)系的模式圖。
圖9是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-2的剖視圖。
圖10是從圖9的X方向見到的二次噴嘴的后壁和堵孔板的圖。
圖11是表示上述堵孔板的其它樣式圖。
圖12是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-3的剖視圖。
圖13是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-4的剖視圖。
圖14是從實(shí)施例1-4的空氣口的空氣噴出與爐內(nèi)不完全燃燒區(qū)域間的關(guān)系圖。
圖15是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-5的剖視圖。
圖16是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-6的剖視圖。
圖17是沿圖16的A-A’線的剖視圖。
圖18是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-7的剖視圖。
圖19是從從爐內(nèi)方向見到的圖18的空氣口的圖。
圖20是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-8的剖視圖。
圖21是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-9的剖視圖。
圖22是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-10的剖視圖。
圖23是表示本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-11的剖視圖。
圖24是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過量空氣口的剖視圖。
圖25是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過量空氣口的正視圖。
圖26是本發(fā)明的其它實(shí)施例的過量空氣口的剖視圖。
圖27是本發(fā)明的另一實(shí)施例的過量空氣口的剖視圖。
圖28是本發(fā)明的另一實(shí)施例的過量空氣口的正視圖。
圖29是本發(fā)明的又一實(shí)施例的過量空氣口的剖視圖。
圖30是本發(fā)明的其它實(shí)施例的過量空氣口的剖視圖。
圖31是本發(fā)明的又一實(shí)施例的過量空氣口的剖視圖。
圖32是本發(fā)明的再一實(shí)施例的過量空氣口的剖視圖。
圖33是表示作為本發(fā)明的鍋爐設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的燒煤粉的鍋爐設(shè)備的后噴嘴的側(cè)剖視圖。
圖34是表示作為本發(fā)明的鍋爐設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的燒煤粉的鍋爐設(shè)備的方框圖。
圖35是表示作為本發(fā)明的鍋爐設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的燒煤粉的鍋爐設(shè)備的燃燒爐的正剖視圖。
圖36是沿圖2的A-A線的橫剖視圖。
圖37是表示圖4的空氣噴出狀態(tài)的其它實(shí)例的橫剖視圖。
圖38是改造已有的鍋爐設(shè)備、作為本發(fā)明的鍋爐設(shè)備的后側(cè)空氣噴嘴的橫剖視圖。
圖39是表示隨著煤粉的種類(燃料比)變化的NOx濃度和CO濃度的關(guān)系的線圖。
圖40是表示本發(fā)明的燒煤粉的鍋爐設(shè)備的NOx濃度和CO濃度的測(cè)定和降低對(duì)策的順序的流程圖。
圖41是表示根據(jù)圖40所示的流程降低CO濃度的順序的說明圖。
圖42是表示根據(jù)圖40所示的流程降低NOx濃度的順序的說明圖。
圖43是表示本發(fā)明的鍋爐設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的燒煤粉的鍋爐設(shè)備的燃燒路徑的概要側(cè)視圖。
圖44是表示圖43的燃燒器和后側(cè)空氣噴嘴的配置的放大正視圖。
圖45是沿圖43的A-A線的放大橫剖俯視圖。
圖46是燃燒爐內(nèi)的氧濃度的分布圖。
圖47是表示圖43的第一變形例的與圖44相當(dāng)?shù)膱D。
圖48是燃燒爐內(nèi)和燃燒氣體溫度的分布圖。
圖49是表示圖43的第二變形例的與圖44相當(dāng)?shù)膱D。
圖50是表示圖43的第三變形例的與圖49相當(dāng)?shù)膱D。
圖51是表示圖43的第四變形例的與圖49相當(dāng)?shù)膱D。
圖52是燃燒爐高度和燃燒氣體溫度的分布圖。
圖53是表示圖43的第五變形例的與圖51相當(dāng)?shù)膱D。
圖54是實(shí)施例5-1的后側(cè)空氣口的構(gòu)造的剖視圖。
圖55是實(shí)施例5-2的后側(cè)空氣口的構(gòu)造的剖視圖。
圖56是不設(shè)散熱窗的后側(cè)空氣口的灰分附著狀況圖。
圖57是設(shè)有散熱窗的后側(cè)空氣口(實(shí)施例5-1)的灰分附著狀況圖。
圖58是直流型噴嘴和縮流型噴嘴的混合效果比較圖。
圖59(A)-圖59(C)是噴嘴出口部的流速分布。
具體實(shí)施例方式
下面將使用
本發(fā)明的空氣口及其使用方法。
首先，使用圖1說明使用本發(fā)明的空氣口的二次燃燒方式的鍋爐。
圖1表示鍋爐的總體結(jié)構(gòu)。
鍋爐的爐膛113中，在爐壁下部相對(duì)地配置有多個(gè)燃燒器101，且在燃燒器設(shè)置處上方相對(duì)地配置有多個(gè)空氣口100。燃燒器101向爐內(nèi)的火焰區(qū)域噴射理論空氣比以下(例如0.8)的混合氣，在爐內(nèi)形成不完全燃燒的區(qū)域?？諝饪?00向不完全燃燒區(qū)域的可燃?xì)怏w供給完全燃燒所必須量的空氣以實(shí)現(xiàn)促進(jìn)燃燒。
供給燃燒器101的燃料有煤炭、油、燃?xì)獾?。燃燒用的全部空氣量由空氣供給系統(tǒng)管理，并將該空氣量分配給燃燒器101和空氣口100。具體地，從鼓風(fēng)機(jī)114供給的空氣經(jīng)由空氣供給管道108分叉為空氣口側(cè)的空氣供給管道112和燃燒器側(cè)的空氣供給管道111，被導(dǎo)入到空氣口100的風(fēng)箱103和燃燒器101的風(fēng)箱104。流量分配由空氣口側(cè)的氣門110及燃燒器側(cè)的氣門109調(diào)整?？刂乒娘L(fēng)機(jī)114的輸出以使全部空氣流量為指定排出氣體的氧濃度值。
向燃燒器101供給來自空氣供給管道111的理論空氣比以下的空氣，且從燃料供給管道107供給燃料。作為燃料，在供給煤炭時(shí)，可用氣流輸送煤炭。從燃燒器101噴出到爐內(nèi)(燃燒空間)23的混合氣由于少于完全燃燒所需的空氣量，因而進(jìn)行不完全燃燒，可在這時(shí)還原NOx。由于不完全燃燒，所以在燃燒器下游形成可燃?xì)怏w流200。
將經(jīng)過空氣供給管道112而進(jìn)入空氣口100側(cè)的風(fēng)箱103的空氣分配給下述空氣口100的一次噴嘴、二次噴嘴及三次噴嘴并供給到爐內(nèi)23的可燃?xì)怏w流(不完全燃燒區(qū)域)200。該空氣與可燃?xì)怏w流200混合并進(jìn)行完全燃燒，且成為燃燒氣體106并流到出口。
105是配置于鍋爐壁面的鍋爐水管。
其次，用下面的實(shí)施例來說明適用于上述鍋爐的本發(fā)明的空氣口的樣式。
(實(shí)施例1-1)圖2是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1的剖視圖(圖4的A-A’剖視圖)，圖3是省略了其一部分的立體圖，圖4是表示從爐內(nèi)見到的空氣口的圖。圖5是表示空氣口出口的流速圖。圖6、7、8是表示爐內(nèi)23內(nèi)的空氣流動(dòng)狀態(tài)和不完全燃燒區(qū)域(即可燃?xì)怏w較多之處)的關(guān)系的模式圖。
空氣口100被配置于風(fēng)箱103內(nèi)?？諝饪诘目諝鈬娮鞕C(jī)構(gòu)具有一次噴嘴1，將沿一次噴嘴外周的回旋流的空氣作為二次空氣噴出的二次噴嘴2，以及將從一次噴嘴1的外側(cè)向空氣口的中心線流動(dòng)的空氣作為三次空氣噴出的三次噴嘴3。
一次噴嘴1、二次噴嘴2、三次噴嘴3為同軸的噴嘴構(gòu)造，一次噴嘴1位于中心部，其外側(cè)為二次噴嘴2，再外側(cè)為三次噴嘴3。
一次噴嘴1呈直管狀，在前端具有空氣噴出口1A，在后端具有空氣吸入口1B。一次氣門5通過調(diào)整空氣吸入口1B的開口面積來調(diào)整一次空氣流量。一次噴嘴將與空氣口中心線平行的直線前進(jìn)流動(dòng)的空氣作為一次空氣噴出?？諝馕肟?B的開口面積通過使一次氣門5在一次噴嘴1外周上滑動(dòng)來改變。
二次噴嘴2在其后端側(cè)具有環(huán)狀的空氣吸入口2B，且在二次噴嘴內(nèi)周和一次噴嘴外周之間形成有截面形狀為環(huán)狀的二次空氣通道2’。從空氣吸入口2B流入的二次空氣10由二次空氣節(jié)氣門(偏轉(zhuǎn)板)7施加旋轉(zhuǎn)力，并伴隨著沿一次噴嘴1外周的回旋流從二次噴嘴出口(前端)2A噴出。二次噴嘴2的空氣吸入口2B的開口面積可通過使環(huán)狀的二次氣門6在軸向滑動(dòng)來改變，從而調(diào)整二次空氣流量。二次空氣節(jié)氣門7安裝于二次空氣吸入口2B中從而可通過支軸7A來改變其偏轉(zhuǎn)角，并在二次空氣吸入口2B的圓周方向上配置有多個(gè)。通過改變二次空氣節(jié)氣門7的偏轉(zhuǎn)角，從而可改變對(duì)二次空氣施加的旋轉(zhuǎn)力。
三次噴嘴3具有圓錐形的前壁301和與該前壁相對(duì)配置的圓錐形后壁302，在該前壁和后壁之間形成有三次噴嘴的圓錐形空氣通道3’。三次噴嘴3的空氣吸入口3B呈環(huán)狀，其開口面積可通過使環(huán)狀的三次氣門8在空氣口的軸向上滑動(dòng)來改變，從而調(diào)整三次空氣流量。前壁301和后壁302通過配置于空氣吸入口3B的多個(gè)連接板4相結(jié)合。三次噴嘴3的出口3A連接于二次噴嘴2的前端，三次空氣11和二次空氣10如箭頭12所示合并流入(噴出到)爐內(nèi)。
這里，二次空氣10向與空氣口中心線平行的方向噴出，并且還由二次空氣節(jié)氣門7施以旋轉(zhuǎn)力。另一方面，三次噴嘴3由于向空氣口中心方向傾斜(向內(nèi))，因而三次空氣11是適于形成在空氣口中心線方向上集中的縮流的構(gòu)造。通過改變二次空氣10和三次空氣11的流量，則可調(diào)整二次空氣10和三次空氣11匯合后的方向。
例如，如果設(shè)三次空氣11的流量為0，則二次空氣10和三次空氣11匯合后的空氣12的向內(nèi)的速度成分(朝向空氣流中心的速度成分)為0。而且，如果設(shè)二次空氣10的流量為0，則空氣12由于為三次空氣所占據(jù)，因而向內(nèi)的速度成分增加并在三次噴嘴的方向上(向斜內(nèi))噴出。通過空氣12的噴出方向的調(diào)整，可使?fàn)t內(nèi)不均勻的空氣不足的未燃?xì)怏w區(qū)域和空氣適當(dāng)?shù)鼗旌喜⒖山档臀慈紵糠?。再有，也可通過二次空氣的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度來調(diào)整混合狀態(tài)。
為了調(diào)整空氣口的一次、二次及三次的空氣流量比而使用了一次氣門5、二次氣門6、三次氣門8。
圖5表示本實(shí)施例的空氣口的空氣流速分布。
圖5(1)是從空氣口噴射的空氣流12的軸向流速(速度成分)。圖5(2)是朝向相同空氣流12的中心的流速(速度成分)，這里稱為中心方向流速。圖5(3)是相同空氣流12的旋轉(zhuǎn)方向的流速(速度成分)，這里稱為回旋流速。圖5(1)-(3)的縱軸表示各流速，橫軸表示從空氣口中心到外徑的距離。橫軸上表示了一次噴嘴直徑和二次噴嘴直徑的位置。
在圖5(1)-(3)中，實(shí)線A是使用一次空氣和二次空氣但不使用三次空氣的情況。而且，將二次空氣節(jié)氣門的旋轉(zhuǎn)設(shè)定得較弱。這時(shí)，空氣流12作為整體其直線前進(jìn)成分(軸向流速)較強(qiáng)，另外，直線前進(jìn)的空氣流在從空氣口12中心到其外徑方向上大體均勻地分布。
這樣的空氣如圖6所示從空氣口直線前進(jìn)并到達(dá)爐內(nèi)(燃燒空間)23的中央。因此，如圖6所示，在爐內(nèi)23的中心，當(dāng)相對(duì)的空氣口之間存在較多的可燃?xì)怏w流(不完全燃燒區(qū)域)時(shí)，可將來自空氣口12的空氣有效率地供給該區(qū)域。
在圖5(1)-(3)中，虛線B是不使用三次空氣并降低一次空氣流量增加二次空氣流量的情況。而且，由于將二次空氣節(jié)氣門7所產(chǎn)生的空氣旋轉(zhuǎn)力設(shè)定得較強(qiáng)，所以空氣流12的直線前進(jìn)成分較弱而旋轉(zhuǎn)力(回旋流速)較強(qiáng)。如圖5(3)所示，回旋流速集中于二次噴嘴出口直徑附近。而且，如圖5(1)所示，在該情況下，軸向流速中的流動(dòng)較快的區(qū)域集中于一次噴嘴出口和二次噴嘴出口。這種情況下，如圖7所示形成了噴流的展開大的流動(dòng)。如圖7所示，該情況下，可在爐內(nèi)23的中央附近且從連接相對(duì)的空氣口100的中心向左右遠(yuǎn)離的位置向可燃?xì)怏w多的地方(不完全燃燒區(qū)域)34有效地供給空氣。
在圖5(1)-(3)中，粗線C是降低一、二次空氣流量且增加三次空氣流量的情況。以提高中心方向的流速(向內(nèi)速度成分)來代替沒有旋轉(zhuǎn)速度。因此，在空氣口100的下游，可從其周圍將氣體卷入。這種情況，如圖8所示，在相鄰的空氣口100之間，當(dāng)離壁近的地方有不完全燃燒區(qū)域34時(shí)，可將該區(qū)域34的可燃?xì)怏w卷入到來自空氣口的空氣流中。因此，促進(jìn)了可燃?xì)怏w和空氣的混合。三次空氣11需要以適于卷入可燃?xì)怏w的向內(nèi)的角度噴出。這種向內(nèi)的角度以設(shè)定為約從20°到45°的范圍為宜。如果角度太小，則則卷入的氣體少而沒有效果。如果角度太大，則擾動(dòng)(亂れ)增大而不能穩(wěn)定地形成匯合后的二次空氣和三次空氣的氣流12。
可燃?xì)怏w多的地方因煤炭的燃料比、粒徑、燃燒器的空氣比、燃燒器的樣式、爐膛形狀而不同。而且，即使在爐膛內(nèi)，在中心和在外側(cè)也不同。如圖5(1)-(3)的A、B、C，如果可改變空氣的流動(dòng)方向(速度成分)之比，即使可燃?xì)怏w多的地方變化，也可經(jīng)常保持未燃燒部分低的狀態(tài)。
如果改變一次、二次、三次空氣的流量比，有時(shí)在空氣口內(nèi)局部地形成空氣不流動(dòng)的地方。這種地方可考慮利用來自燃燒空間的輻射熱來使溫度上升。因此，可使這種地方的空氣口部件能耐高溫。例如，在一次、二次空氣少的情況下，一次噴嘴1的前端的溫度變高。因此，這里使用能耐高溫的材料。而且，當(dāng)一次噴嘴1離燃燒空間23近時(shí)，由于觀察火焰的視角變大而使輻射強(qiáng)度增強(qiáng)，所以可將一次噴嘴的前端的長(zhǎng)度做得比其它噴嘴短。
煤炭、重油等燃料中往往含有灰分。這時(shí)，如果增加三次空氣流量以使空氣流12集中到中心方向，形成所謂的縮流，則高溫的燃燒氣體中所熔融的灰分附著于空氣口出口的水管14附近。如果灰分的附著增加并形成熔渣時(shí)，則有可能妨礙空氣流動(dòng)，或者由于熔渣落下而對(duì)水管產(chǎn)生損傷。這種情況下，可通過在熔渣較小時(shí)減小三次空氣的流量并增加二次空氣的流量以降低熔渣的溫度，可以產(chǎn)生熱應(yīng)力而將其剝落。熔渣的成長(zhǎng)情況可用傳感器監(jiān)測(cè)，只要其成長(zhǎng)就自動(dòng)增加二次空氣的流量，其運(yùn)用很方便。作為這樣的傳感器，可考慮使用檢測(cè)隨著熔渣的成長(zhǎng)而視野受到限制的光傳感器。
再有，現(xiàn)有的空氣口僅由一次噴嘴1、二次噴嘴2構(gòu)成的居多，而且，將一次噴嘴1、二次噴嘴2的流量比固定。
將這種已有空氣口制品改造成本發(fā)明的空氣口的方法很簡(jiǎn)單。以下列舉采用了這樣的改造的空氣口制造方法的三個(gè)實(shí)例(1)切除二次噴嘴2的前端部分。接著，將事先做成的三次噴嘴3的出口側(cè)焊接于二次噴嘴上。
(2)切除已有制品的二次噴嘴。將本發(fā)明所使用的二次噴嘴和三次噴嘴做成一體的部件焊接于切除了上述二次噴嘴的已有的一次噴嘴上。((3)將已有制品的空氣口的噴嘴全部切除，并將新的一、二、三次噴嘴焊接到風(fēng)箱的壁面上。
實(shí)施例1-2圖9是表示了本發(fā)明的空氣口100的實(shí)施例1-2的剖視圖。
與實(shí)施例1-1的不同點(diǎn)是在一次噴嘴1的外周和二次噴嘴2的內(nèi)周之間設(shè)有通過從外部操作手柄21可在軸向上移動(dòng)的可動(dòng)套管15。而且，設(shè)有可與可動(dòng)套管15一體地移動(dòng)的可動(dòng)套管16。即，可動(dòng)套管為雙層構(gòu)造。
可動(dòng)套管15、16通過連接部件18互相連接，并可通過導(dǎo)輥17在軸向上移動(dòng)。可動(dòng)套管15在二次噴嘴2的內(nèi)周被導(dǎo)引且在軸向上可移動(dòng)，一方面，可動(dòng)套管16在一次噴嘴1的外周被導(dǎo)引且可移動(dòng)。
由于可動(dòng)套管15成為二次噴嘴2的壁面的一部分，而可動(dòng)套管16則成為一次噴嘴1的壁面的一部分，所以具有調(diào)整噴嘴長(zhǎng)度的功能，故也被稱為噴嘴調(diào)整部件。導(dǎo)輥17設(shè)于可動(dòng)套管15、16或一次噴嘴1、二次噴嘴2的任一件上以使可動(dòng)套管的移動(dòng)順暢。
例如，在用三次氣門8來增大三次空氣11的流量的情況下，將可動(dòng)噴嘴15移動(dòng)到圖9所示的位置(增大三次噴嘴3的出口面積的位置)。
擰動(dòng)三次氣門8以減小三次空氣11的流量，另一方面，利用二次氣門6擴(kuò)大二次空氣吸入口2B以增加二次空氣10并增強(qiáng)二次節(jié)氣門7的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度時(shí)，則空氣有可能進(jìn)入到三次噴嘴3的風(fēng)道中。而且，有可能不能穩(wěn)定地保持回旋流。為了消除這種不良現(xiàn)象，在本實(shí)施例中，通過使可動(dòng)噴嘴15在爐內(nèi)側(cè)移動(dòng)，從而做成以可動(dòng)噴嘴15關(guān)閉三次噴嘴出口3A。即，三次噴嘴的流道截面積變小。這里，在三次空氣流量為零的情況下，完全關(guān)閉三次噴嘴出口3A，在三次空氣流量為零的情況下，關(guān)閉三次噴嘴出口3A的大部分且使出口3A保持幾分開口的狀態(tài)。
而且，如圖9所示的狀態(tài)，即在三次空氣量大而一、二次空氣流量小的情況下，一次噴嘴1的前端溫度有可能增高。因此，與實(shí)施例1相比，一次噴嘴變短。于是，在沒有三次空氣11流入的情況下，一次噴嘴一短，且什么都不考慮，則在空氣口內(nèi)一次、二次空氣有可能混合。但是，在本實(shí)施例中，在這種情況下，由于可動(dòng)套管(噴嘴調(diào)整部件)16移動(dòng)到空氣口的出口部附近，所以這起到了作為一次噴嘴的延長(zhǎng)壁面的功能，且可防止空氣口內(nèi)的一次、二次空氣的混合。
為了從風(fēng)箱外壁13的外側(cè)移動(dòng)操作噴嘴調(diào)整部件15、16，操作手柄21通過桿20與噴嘴調(diào)整部件的一個(gè)連接。噴嘴調(diào)整部件15和16可根據(jù)需要只采用其中的任一個(gè)。
可動(dòng)套管(可動(dòng)噴嘴)由于移動(dòng)到燃燒空間附近，所以溫度易于增高。因此，具有活動(dòng)變和燒壞的可能性。在這樣的情況下，為了能單地更換可動(dòng)套管15、16，可預(yù)先設(shè)置取出口27以便將可動(dòng)噴嘴拔出。取出口27設(shè)于二次噴嘴2的后壁202上，除了更換可動(dòng)噴嘴之外用堵孔板27A封閉。在更換時(shí)，在一次氣門5成為障礙的情況下，可取下氣門5。
圖10是從圖9的X方向見到的二次噴嘴2的后壁202和堵孔板27A的圖。如該圖所示，堵孔板27A是在圓周方向上被分割為多個(gè)(例如分成四個(gè))的環(huán)狀件。在本實(shí)例中，使堵孔板27A的各分割部分的圓周方向兩端203從板面垂直豎起，通過將該端部203與相鄰分割部分的端部203對(duì)齊并用螺釘204連接而將各分割部分結(jié)合。
圖11表示堵孔板27A的其它樣式。本實(shí)例也將堵孔板27分成多個(gè)。這些分割部分通過204而直接安裝于二次噴嘴2的后壁202上。
實(shí)施例1-3圖12是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-3的剖視圖。
雖然本實(shí)例也設(shè)有可動(dòng)套管(可動(dòng)噴嘴噴嘴調(diào)整部件)15、16，但與實(shí)施例1-2有以下幾點(diǎn)不同。在本實(shí)例中，構(gòu)成三次噴嘴3的圓錐形的前壁301及后壁302之中，后壁302可在軸向上滑動(dòng)。通過該后壁302的滑動(dòng)可改變?nèi)螄娮斓某隹?A的開口面積。在本實(shí)例中，后壁302與二次噴嘴2的可動(dòng)套管15結(jié)合為一體，且通過可動(dòng)套管15的移動(dòng)操作后壁302也可同時(shí)移動(dòng)。前壁301被固定支撐于風(fēng)箱13內(nèi)。
即使在本實(shí)施例中，在減小三次空氣11的流量(含零流量)并增大二次空氣流量的情況下，也將可動(dòng)套管15移動(dòng)到靠近爐內(nèi)23處。通過該套管移動(dòng)，后壁302移動(dòng)以使三次噴嘴的出口3A變窄。因此，可防止二次空氣(旋轉(zhuǎn)空氣)流入三次噴嘴3側(cè)。這樣，由于不會(huì)產(chǎn)生三次噴嘴的風(fēng)道3’的擾亂，所以可降低壓力損失。而且，由于三次空氣11通常沿壁面流動(dòng)，所以可促進(jìn)整體的熱傳遞。
可動(dòng)套管15和三次噴嘴的后壁302通過輻射狀地配置的導(dǎo)熱板26連接。如果二次或三次空氣中的任一種流過，則可動(dòng)套管15和三次噴嘴的后壁302被冷卻。而且，通過通常使用連接可動(dòng)套管(二次噴嘴零件)15和可動(dòng)套管(一次噴嘴零件)16之間的部件18，可提高可動(dòng)套管間的傳熱，還能降低可動(dòng)套管16的溫度。
實(shí)施例1-4圖13是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-4的剖視圖。
除實(shí)施例1-1以外，在本實(shí)施例中，在三次噴嘴的空氣吸入口3B中設(shè)置有用于對(duì)三次空氣施加旋轉(zhuǎn)力的空氣節(jié)氣門22?？諝夤?jié)氣門22的構(gòu)造與已述的二次空氣節(jié)氣門22相同，其偏轉(zhuǎn)角通過支軸22B支撐使其可改變，且在空氣吸入口3B的圓周方向上配設(shè)多個(gè)。
通過使三次空氣11伴隨著旋轉(zhuǎn)力縮流，可在卷入空氣口附近的可燃性氣體34的同時(shí)，用旋轉(zhuǎn)力擴(kuò)大噴流并在爐內(nèi)23的中央附近對(duì)位于空氣口間的可燃性氣體34供給從空氣口噴出的空氣12。圖14表示該狀態(tài)。
空氣口100的出口部形成有與空氣口的軸線平行的直管部110。該直管部110具有對(duì)空氣口出口的水管14連接部附近的空氣流進(jìn)行整流的功能。當(dāng)三次噴嘴外壁301和水管14的連接部呈較陡的角度時(shí)，則存在連接部應(yīng)力增大的情況和氣流急劇剝離而產(chǎn)生擾亂的情況。在這種情況下，通過采用本形狀可避免上述問題。
而且，在本實(shí)施例中，改變?nèi)螄娮斓那氨?01和后壁302的傾角(錐角)的角度而擴(kuò)大靠近三次空氣吸入口3B之處的截面積。這樣一來，可降低三次空氣吸入口3B的壓力損失，并可提高縮流效果。
實(shí)施例1-5圖15是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-5的剖視圖。
在該實(shí)施例中，與已述實(shí)施例相同，除了改變一次空氣、二次空氣、三次空氣的流量比的機(jī)構(gòu)外，還添加有用于冷卻一次噴嘴1的構(gòu)造。
將靠近一次噴嘴(一次風(fēng)道)1的出口側(cè)的外周和靠近二次噴嘴(二次風(fēng)道)2的出口側(cè)的內(nèi)周用多個(gè)輻射狀配置的導(dǎo)熱板32連接，并通過該導(dǎo)熱板32將一次噴嘴的熱傳導(dǎo)給二次噴嘴。而且，用導(dǎo)熱板26將二次噴嘴2的熱傳導(dǎo)給三次噴嘴3的內(nèi)壁301。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，如果一次、二次、三次空氣中的任一種流過，則可冷卻全部噴嘴。
再有，在本實(shí)施例中，即使一次空氣的流量少，為了能冷卻一次噴嘴1，也在一次噴嘴的風(fēng)道的一部分上設(shè)置了一次冷卻噴嘴36。例如，一次冷卻噴嘴36具有其冷卻用空氣的吸入口36A鄰近一次空氣吸入口1B設(shè)置，冷卻空氣沿一次噴嘴1的風(fēng)道內(nèi)壁流動(dòng)的風(fēng)道。當(dāng)通過擰動(dòng)一次氣門24來降低一次空氣流量時(shí)，則空氣只能流到一次冷卻噴嘴中。在一次噴嘴1的附近，通過以高速噴出少量空氣而提高一次噴嘴的冷卻效果。
實(shí)施例1-6圖16、17是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-6的剖視圖。
在該實(shí)施例中，將二次噴嘴2的風(fēng)道分割成具有三次噴嘴3一側(cè)的風(fēng)道230和具有空氣吸入口2B一側(cè)的風(fēng)道231，且使其中前者的風(fēng)道230在圓周方向上可旋轉(zhuǎn)地與后者的風(fēng)道231配合。
在風(fēng)道230的外周上設(shè)有成為二次噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的零件的齒輪28，該齒輪28與動(dòng)力傳遞齒輪29嚙合。當(dāng)操作設(shè)于風(fēng)箱外壁13上的旋轉(zhuǎn)手柄31時(shí)，則通過作為動(dòng)力傳遞部件的萬向節(jié)30及動(dòng)力傳遞齒輪29、齒輪28而使風(fēng)道230繞軸旋轉(zhuǎn)。風(fēng)道230的結(jié)構(gòu)為，在其前端一部分230’上設(shè)有左右對(duì)稱的切口230A和230B(參照?qǐng)D17)，且利用該切口以外的壁面局部地封閉三次噴嘴3的出口3A。三次空氣11通過該切口230A、230B噴出。因此，通過使二次噴嘴的風(fēng)道230旋轉(zhuǎn)可改變?nèi)螄娮?的三次空氣的噴出位置。在本實(shí)施例中，風(fēng)道230和三次噴嘴3的后壁302用焊接等結(jié)合為一體，使后壁302與風(fēng)道230一同旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，通過將三次噴嘴的風(fēng)道230配置于圖17中的位置，則可只對(duì)三次噴嘴3的左右進(jìn)行縮流，且可只卷入左右的可燃?xì)怏w。該情況下，由于不從三次噴嘴的上下吸入可燃?xì)怏w，所以可節(jié)約吸入的能量。而且，在只打算從上下吸入的情況下，只要將風(fēng)道320從圖17的位置旋轉(zhuǎn)90度即可。
實(shí)施例1-7圖18是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-7的剖視圖，圖19是從爐內(nèi)方向?qū)ζ溆^察的圖。
在該實(shí)施例中，與其它實(shí)施例不同之點(diǎn)在于將三次噴嘴3的設(shè)置位置完全設(shè)置在二次噴嘴2的外側(cè)。三次噴嘴出口3A和二次噴嘴出口2A都朝向爐內(nèi)23。即，雖然在直到目前為止上述的實(shí)施例中，從三次噴嘴出口3A噴出的三次空氣11和從二次噴嘴出口2A噴出的空氣10在空氣口100內(nèi)已匯合，但是在本實(shí)施例中，卻做成三次空氣11和二次空氣10在爐內(nèi)12匯合的構(gòu)造。
采用這樣的構(gòu)造也可得到與到目前為止的實(shí)施例相同的效果。而且，如果用該方法，即使增強(qiáng)二次空氣的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入到三次噴嘴中的可能性也很小。
但是，三次噴嘴的內(nèi)壁可從燃燒空間觀察到，可以認(rèn)為這里的溫度因輻射熱而上升。因此，需要確保三次空氣的流量?jī)H為經(jīng)常抑制三次噴嘴溫度上升所需的流量。而且，如果在二次噴嘴和三次噴嘴之間設(shè)置導(dǎo)熱板26以使而是二次空氣流動(dòng)，則可使三次噴嘴內(nèi)壁的溫度下降。
實(shí)施例1-8圖20是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-8的剖視圖，且是從空氣口出口側(cè)將到的正視圖。剖視圖與圖18相同。與實(shí)施例1-6不同點(diǎn)為三次噴嘴不為圓錐形，且將其配置于二次噴嘴2的上下。即，三次噴嘴3由分離式的兩個(gè)噴嘴構(gòu)成。在該實(shí)施例中，使三次空氣從二次空氣的上下兩處噴出，且三次空氣和二次空氣在爐內(nèi)匯合。采用這種結(jié)構(gòu)也可調(diào)整直線前進(jìn)流和縮流。
實(shí)施例1-9
圖21是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-9的剖視圖。在該實(shí)施例中，除了實(shí)施例1的構(gòu)造外，在一次噴嘴1內(nèi)設(shè)置有一次空氣隔斷板37。而且，一次空氣隔斷板37做成可用手柄21通過桿210在一次噴嘴內(nèi)的軸向移動(dòng)。
當(dāng)使一次空氣隔斷板37后退到與風(fēng)箱外壁13接觸時(shí)，則空氣口100為與實(shí)施例1大體相同的構(gòu)造。
當(dāng)使一次空氣隔斷板37移動(dòng)到一次噴嘴1的出口1A時(shí)，則可使少量的一次空氣從一次空氣隔斷板37和一次空氣噴嘴內(nèi)壁之間噴出，且可冷卻一次噴嘴。一次空氣隔斷板37的溫度有可能因輻射受阻而增高。因此，可使用耐火磚和陶瓷等耐高溫材料。而且，如圖21所示，當(dāng)在隔斷板37上設(shè)有一次空氣流動(dòng)的孔37A時(shí)，則可冷卻隔斷板37。再有，該板37也可以起到使二、三次空氣或來自爐內(nèi)23的燃燒氣體不會(huì)混入到一次空氣內(nèi)的作用。
實(shí)施例1-10圖22是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-10的剖視圖。
在該實(shí)施例中，與到目前為止上述的實(shí)施例的不同點(diǎn)是沒有一次噴嘴。二次噴嘴2具有作為將實(shí)施例1的一次噴嘴和二次噴嘴合起來的噴嘴的功能。雖然節(jié)氣門7不是必須的，但是可用于通過旋轉(zhuǎn)以使燃燒空間的流動(dòng)狀態(tài)適當(dāng)。在該實(shí)例中，雖然表示了沒有圖2的一次噴嘴的情況，但是在圖13的空氣口中，在省略了一次噴嘴的情況下，也可成為同樣的構(gòu)造。
實(shí)施例1-11圖23是表示了本發(fā)明的空氣口的實(shí)施例1-11的剖視圖。
在該實(shí)施例中，沒有到目前為止上述的實(shí)施例中的一次噴嘴，而由二次噴嘴2和三次噴嘴3構(gòu)成。嚴(yán)格來說，其由第一噴嘴2和第二噴嘴3構(gòu)成，第一噴嘴2的空氣成為回旋流并在噴嘴軸向上噴出，第二噴嘴3成為縮流并與第一噴嘴2的回旋流匯合。這里，與其它實(shí)施例同樣，將噴嘴2稱為二次噴嘴，將噴嘴3稱為三次噴嘴。二次噴嘴2中裝有紡錘形的物體38，使其可在噴嘴2的軸向(前后)移動(dòng)。二次噴嘴2做成通道截面積隨著朝向出口2A而逐漸變窄的前端細(xì)的形狀。因此，當(dāng)使紡錘形物體38向爐內(nèi)(燃燒空間)23的方向移動(dòng)(前進(jìn))時(shí)，則流道面積變大，二次空氣易于流動(dòng)。這樣，由于紡錘形的物體38具有調(diào)整流量的功能，所以即使沒有二次氣門6也可獲得同樣效果。而且，由于紡錘形的物體的溫度有可能上升，所以理想的是使用耐高溫的材料。
實(shí)施例2-1二次燃燒法中，在從過量空氣口(オ一バエァポ一ト)供給過量空氣(オ一バエア)時(shí)，將爐內(nèi)的氣體卷入并形成并行氣體流。由于過量空氣口附近的燃燒空間的氣體為1500℃左右，所以燃料中所含的灰分已熔融。含有該熔融灰分的并行氣體沖擊到過量空氣口的出口或其附近的壁面，并行氣體中所含的熔融灰分在壁面固化并附著而形成熔渣。當(dāng)灰分附著在過量空氣口的出口時(shí)，則過量空氣的流動(dòng)變化并對(duì)二次燃燒產(chǎn)生影響。而且，可引起由熔渣的落下而導(dǎo)致的水管的損傷以及熔渣漏斗的堵塞。
在本發(fā)明中，設(shè)有密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)以供給密封介質(zhì)并用密封介質(zhì)密封過量空氣口的出口附近，從而使并行氣體不會(huì)沖擊過量空氣口的出口附近。這時(shí)，如果密封介質(zhì)的溫度低，且在灰分的熔融溫度以下，則可使并行氣體中的熔融灰分固化并降低附著在壁面上的灰成分。由于過量空氣口的出口的流道擴(kuò)大部是高溫氣體最易沖擊之處，所以理想的是向這里供給密封介質(zhì)。密封介質(zhì)可用空氣、排出氣體、水、蒸汽或它們的混合物。
下面，使用
本發(fā)明的過量空氣口，但并不限定于以下的實(shí)施例。
圖24是表示了本發(fā)明的過量空氣口22的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，是沿圖25的A-A線的剖視圖。圖25是從燃燒空間15側(cè)見到的過量空氣口22的圖。在圖24所示的過量空氣口中，空氣分成一次噴嘴1和直線前進(jìn)二次噴嘴2進(jìn)行供給。從一次噴嘴供給的一次空氣9是直線前進(jìn)氣流。從直線前進(jìn)二次噴嘴2供給的直線前進(jìn)二次空氣10可用直線前進(jìn)二次空氣節(jié)氣門7來調(diào)整旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)度。一次空氣和二次空氣的流量的調(diào)整與燃燒空間15的燃燒狀態(tài)相匹配。一次空氣和二次空氣的流量分配可通過調(diào)整一次空氣氣門5和直線前進(jìn)二次空氣氣門6來控制。在過量空氣口22的出口設(shè)有流道擴(kuò)大部32。這是為了通過使過量空氣口22和水管14順利地連接，以便于制造的同時(shí)能抑制應(yīng)力的產(chǎn)生。
在直線前進(jìn)二次空氣進(jìn)入燃燒空間15時(shí)，將爐內(nèi)的氣體卷入并形成了并行氣體流17。該并行氣體流17的流動(dòng)沖擊流道擴(kuò)大部32。由于并行氣體流17中含苞欲放有熔融灰分，所以熔融灰分有可能附著到流道擴(kuò)大部并固化。在本實(shí)施例中，設(shè)有密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)以從該流道擴(kuò)大部供給密封介質(zhì)16。圖24中，作為密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)，表示了密封口20。而且，圖24中，雖將密封口20設(shè)置于流道擴(kuò)大部32的大致中央，但也可以不一定在中央。在將密封口20設(shè)置于中央的情況下，灰分附著并而形成大的熔渣的情況較少。
當(dāng)使過量空氣口22的空氣分叉并使之成為密封介質(zhì)16時(shí)，則可使過量空氣口的構(gòu)造簡(jiǎn)單。當(dāng)使用排出氣體、水或蒸汽作為密封介質(zhì)時(shí)，則可降低直線前進(jìn)二次空氣10外側(cè)的氧濃度，且可增加氣體的比熱。在氧濃度低且比熱高的情況下，可降低燃燒溫度，降低熱NOx的產(chǎn)生。如圖25所示，具備多個(gè)密封口20，且從各密封口噴出密封介質(zhì)16?？谂c口之間設(shè)置有水管的焊接部21以防止水管的變形。圖25中，雖然密封口20被設(shè)置成從同一列的水管之間噴射密封介質(zhì)，但也可以是不同列。由于焊接部21難以冷卻，所以可使用導(dǎo)熱率高的金屬以降低溫度。而且，可在焊接部21的與燃燒空間相反一側(cè)的面上設(shè)置翅片以增加冷卻面積。
實(shí)施例2-2圖26表示過量空氣口的其它實(shí)施例。圖24所示的過量空氣口可調(diào)整直線前進(jìn)氣流和回旋流。在圖26所示的實(shí)例中，由于縮流三次噴嘴內(nèi)壁3和縮流三次噴嘴外壁4朝向噴嘴的內(nèi)側(cè)，所以在過量空氣口22的出口成為縮流并噴出?？s流的場(chǎng)合，增加了并行氣體17、18、19的量并增加了附著到壁上的熔融灰成分。即使在該情況下，通過設(shè)置本發(fā)明的密封口20以噴出密封介質(zhì)16，也可降低灰分的附著。
再有，可根據(jù)灰分附著的狀況來改變過量空氣口的運(yùn)用。例如，用傳感器31測(cè)定灰分的附著量。這時(shí)，可使用測(cè)定輻射強(qiáng)度的傳感器。在灰分附著量增加的情況下，關(guān)閉縮流三次空氣氣門8以降低縮流三次空氣11的流量。由于匯合后的二次空氣的氣流12向外，所以可降低并行氣體量并可減少灰分附著。再有，通過關(guān)閉直線前進(jìn)二次空氣節(jié)氣門7，可增強(qiáng)旋轉(zhuǎn)而降低并行氣體量。而且，當(dāng)關(guān)閉一次空氣氣門5、直線前進(jìn)而次空氣氣門6及縮流二次空氣氣門8時(shí)，則可提高風(fēng)箱13內(nèi)的壓力，增加密封介質(zhì)16的量。在灰分附著量增加的情況下可進(jìn)行這樣的操作。
實(shí)施例2-3圖27表示過量空氣口的又一實(shí)施例。雖然基本構(gòu)造與實(shí)施例2-2相同，但在過量空氣口的出口部設(shè)置有耐火材料23。當(dāng)有耐火材料23時(shí)，由于不能將空氣供給到擴(kuò)大部，所以將密封口20延長(zhǎng)到耐火材料的前面。
通過采用這種結(jié)構(gòu)，不但可減少灰分附著，還可冷卻耐火材料。
實(shí)施例2-4圖27是本發(fā)明的過量空氣口的其它實(shí)例，表示沿圖28的A-A線的剖視圖。圖28表示從燃燒空間15見到的過量空氣口。該實(shí)施例在用空氣以外的介質(zhì)來防止灰分附著時(shí)是有效的。為了供給空氣以外的介質(zhì)，從密封介質(zhì)供給管26向儲(chǔ)存箱24供給密封介質(zhì)25，并從密封口20供給密封介質(zhì)16。通過使用儲(chǔ)存箱24可均勻地從密封口20供給密封介質(zhì)16。在使用水和蒸汽作為密封介質(zhì)的情況下，可在密封口20的前端部分設(shè)置噴射器。通過更換噴射器可改變噴射的方向、流量等。再有，對(duì)每個(gè)噴射器通過改變其規(guī)格，也可增加灰分附著多的地方的流量。而且，通過提高密封介質(zhì)的供給壓力，能以高流速供給密封介質(zhì)且可防止灰分的附著。
實(shí)施例2-5圖29表示本發(fā)明的其它實(shí)例的過量空氣口的剖視圖。在該實(shí)施例中，密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)的構(gòu)成零件具備密封介質(zhì)用風(fēng)箱27和密封介質(zhì)用氣門28。密封介質(zhì)的最佳流量根據(jù)煤炭種類、載荷等的運(yùn)用狀態(tài)進(jìn)行變化。這時(shí)，通過調(diào)整密封介質(zhì)用氣門28，可變更為最佳流量。例如，在使用灰分的熔點(diǎn)低的煤炭的情況下，由于灰分附著增加，所以增加密封介質(zhì)量。
實(shí)施例2-6圖30表示本發(fā)明的其它實(shí)例的過量空氣口的剖視圖。在該實(shí)施例中，過量空氣口的流道擴(kuò)大部32全部由耐火材料23形成。在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，流道擴(kuò)大部的表面溫度增高而灰分易于附著。當(dāng)從該部分供給密封介質(zhì)時(shí)，則可利用密封介質(zhì)來降低灰分附著。再有，在本實(shí)施例中，將密封口20的出口位置作為靠近燃燒空間的位置。在實(shí)施例2-1至2-5中，在并行氣體多的情況下，與流道擴(kuò)大部的密封口相比，灰分雖有可能附著于燃燒空間側(cè)，但在該實(shí)施例中可降低灰分附著的可能性。
實(shí)施例2-7圖31表示本發(fā)明的其它實(shí)例的過量空氣口的剖視圖。在該實(shí)施例中，從朝向燃燒空間15的密封口30也供給密封介質(zhì)29。由于密封介質(zhì)29并行并到達(dá)過量空氣口的擴(kuò)大部，所以咳提高防止灰分向擴(kuò)大部附著的效果。
實(shí)施例2-8圖32表示本發(fā)明的其它實(shí)例的過量空氣口的剖視圖。在該實(shí)施例中，在密封口20的前端設(shè)有兩個(gè)噴射孔，密封介質(zhì)16沿過量空氣口的流道擴(kuò)大部的壁面流動(dòng)。這樣，通過在一個(gè)口中設(shè)有向多個(gè)方向噴射的孔，可減少灰分附著之處。
實(shí)施例3-1通常，如果在空氣不足的狀態(tài)下使用燃料燃燒器，雖然可抑制燃燒氣體中的NOx的產(chǎn)生，但反而生成CO。對(duì)于燃料的不完全燃燒氣體和作為已生成的可燃性氣體的CO氣體，后側(cè)空氣噴嘴通過使其有效地與空氣混合并使之燃燒而抑制CO的生成。但是，對(duì)于不完全燃燒氣體，當(dāng)快速與來自后側(cè)空氣噴嘴的空氣混合時(shí)，則不完全燃燒氣體急劇地燃燒，使燃燒氣體的溫度上升從而將生成熱NOx。為了抑制該熱NOx的生成，對(duì)于不完全燃燒氣體，必須使其與來自后側(cè)空氣噴嘴的空氣緩慢的混合。
因此，為了平衡地抑制NOx和CO的生成并使NOx和CO的濃度增加降低，必須對(duì)不完全燃燒氣體緩慢地混合來自后側(cè)空氣噴嘴的空氣的同時(shí)，使現(xiàn)完全混合，因此，緩慢的混合用回旋流供給空氣，而完全的混合用縮流供給空氣。
再有，NOx和CO的生成因燃料種類而異。例如，對(duì)于褐煤和次煙煤生成的煤粉，由于揮發(fā)成分多雖易于生成CO，但由于發(fā)熱量小，因而燃燒氣體溫度低且難以生成Nox；另一方面，對(duì)于煙煤和無煙煤生成的煤粉，雖然揮發(fā)成分少而難以生成CO，但由于發(fā)熱量大，因而燃燒氣體溫度高而易于生成NOx。
因此，通過利用來自后側(cè)空氣噴嘴的回旋流和縮流來調(diào)整空氣的供給量以達(dá)到平衡地供給，對(duì)于多種燃料可平衡地抑制NOx和CO的生成。
但是，雖然運(yùn)用上述后側(cè)空氣噴嘴使其在NOx濃度高的情況下增大回旋流的空氣的供給量，而在CO濃度高的情況下增大縮流的空氣的供給量；但是，通過測(cè)定燃燒爐出口的NOx濃度和CO濃度，進(jìn)而測(cè)定燃燒爐出口的上游側(cè)及后側(cè)空氣噴嘴下游側(cè)的CO濃度，從而對(duì)這些空氣的供給量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。
而且，在上述后側(cè)空氣噴嘴在燃燒爐的相對(duì)的壁面上排列有多個(gè)使其與燃燒氣體的流出方向正交的的情況下，在同一壁面上排列的相鄰的后側(cè)空氣噴嘴之間及與排列的后側(cè)空氣噴嘴的端部相鄰的空間部分中，產(chǎn)生不完全燃燒氣體和來自后側(cè)空氣噴嘴的空氣沒充分混合的區(qū)域。因此，在測(cè)定燃燒爐出口的CO濃度并且CO濃度高的情況下，通過從所排列的后側(cè)空氣噴嘴的端部向中央部依次加大縮流的空氣的供給量來抑制CO濃度；而在NOx濃度高的情況下，通過從所排列的后側(cè)空氣噴嘴的中央部向端部依次加大回旋流的空氣的供給量來抑制NOx濃度。同樣地，通過測(cè)定配置在燃燒爐出口的上游側(cè)的后側(cè)空氣噴嘴的端部附近的CO濃度，則可調(diào)整縮流的空氣供給量而有效地抑制CO濃度。
此外，對(duì)于已有的鍋爐設(shè)備，可在燃燒爐壁面上配置多個(gè)具有用回旋流供給空氣的回旋流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴。在這樣的鍋爐設(shè)備中，通過在所配置的多個(gè)后側(cè)空氣噴嘴的至少位于端部上的后側(cè)空氣噴嘴上，增加安裝與回旋流空氣噴嘴同心且能供給縮流的空氣的縮流空氣噴嘴，并將來自縮流空氣噴嘴的空氣供給量設(shè)定成比回旋流空氣噴嘴多，從而可用最少的改造費(fèi)用來降低CO濃度。
再有，近年來，由于通過鍋爐設(shè)備的解析可高精度地確定回旋流或縮流的空氣供給量，所以，將通過在鍋爐設(shè)備的使用計(jì)劃時(shí)，即，根據(jù)燃料的更換和熱負(fù)荷變化計(jì)劃所確定的時(shí)刻的解析所得到的空氣供給量作為實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的基準(zhǔn)條件，然后，根據(jù)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的NOx濃度和CO濃度的實(shí)測(cè)值通過對(duì)各空氣供給量進(jìn)行微調(diào)，便可迅速地對(duì)應(yīng)NOx濃度和CO濃度的變化。
下面根據(jù)圖33-圖35所示的燒煤粉的鍋爐設(shè)備來說明本發(fā)明的鍋爐設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
燒煤粉的鍋爐設(shè)備1001具備縱向設(shè)置具有矩形截面的燃燒爐1002，在該燃燒爐1002的矩形截面的相對(duì)壁面1002A和1002B的各自的上下方向上，以多段方式在與上下方向正交的橫向上并排設(shè)置了多個(gè)燃燒器1003，在與這些燃燒器1003的下游側(cè)的上述相對(duì)壁面1002A和1002B的上下方向(燃燒氣體的流出方向)正交的橫向上并排設(shè)置了多個(gè)后側(cè)空氣噴嘴1004，在燃燒爐出口1002C附近設(shè)置的作為濃度測(cè)定裝置的第一濃度測(cè)定裝置1005，在燃燒爐出口1002C的上游側(cè)及后側(cè)空氣噴嘴1004的下游側(cè)設(shè)置的第二濃度測(cè)定裝置1006，對(duì)來自該第一及第二濃度測(cè)定裝置1005和1006的測(cè)定值進(jìn)行運(yùn)算并發(fā)出指令的控制裝置1007，調(diào)整來自上述后側(cè)空氣噴嘴1004的回旋流和縮流的空氣供給量的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)1008，根據(jù)來自上述控制裝置1007的指令驅(qū)動(dòng)該空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)1008的調(diào)整機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置1009。而且，這些控制裝置1007和空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)1008及調(diào)整機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置1009構(gòu)成了根據(jù)本發(fā)明的濃度測(cè)定裝置的測(cè)定結(jié)果調(diào)整來自上述后側(cè)空氣噴嘴1004的回旋流和縮流的空氣供給量的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)。
上述燃燒爐1002中設(shè)有作為與燃燒氣體進(jìn)行熱交換的熱交換手段(未圖示)的蒸汽發(fā)生裝置(未圖示)，將由該蒸汽發(fā)生裝置所得到的蒸汽供給到未圖示的例如蒸汽輪機(jī)以對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
上述燃燒器1003噴出煤粉和空氣并使之燃燒，其位于燃燒爐1002的外壁側(cè)并與上述后側(cè)空氣噴嘴1004一起被圖33所示的共同的通風(fēng)箱1010包圍。
上述后側(cè)空氣噴嘴1004，其細(xì)節(jié)如圖33所示，在中心部設(shè)有與上述燃燒爐1002的相對(duì)壁面1002A和1002B正交并開口且噴出直線前進(jìn)的空氣a的作為第一空氣噴嘴的直線前進(jìn)空氣噴嘴1011，其具有在該直線前進(jìn)空氣噴嘴1011外周同心狀地配置且噴出回旋流的空氣b的作為第二空氣噴嘴的回旋流空氣噴嘴1012，在該回旋流空氣噴嘴1012的開口部附近的外周同心狀地配置且噴出縮流的空氣c的作為第三空氣噴嘴的縮流空氣噴嘴1013，在該縮流空氣噴嘴1013的開口和壁面1002A及1002B之間設(shè)置的水管1014。再有，第二空氣噴嘴是本發(fā)明的將空氣作為回旋流供給的第一機(jī)構(gòu)，而第三空氣噴嘴是本發(fā)明的將空氣作為縮流供給的第二機(jī)構(gòu)。
上述直線前進(jìn)空氣噴嘴1011、回旋流空氣噴嘴1012及縮流空氣噴嘴1013中的每個(gè)都在與噴嘴前端相反一側(cè)設(shè)有用作為空氣量調(diào)整機(jī)構(gòu)的開關(guān)閥1015、1017、1019來調(diào)節(jié)空氣流量的空氣吸入口1016、1018、1020。而且，開關(guān)閥1017、1019由作為調(diào)整機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的例如電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1021、1022來進(jìn)行開關(guān)驅(qū)動(dòng)。再有，在上述回旋流空氣噴嘴1012的空氣吸入口1016附近通過軸1024支撐著空氣節(jié)氣門1023，通過使空氣節(jié)氣門1023與空氣吸入方向具有角度，則可對(duì)吸入的空氣施加旋轉(zhuǎn)力。
于是，供給到通風(fēng)箱1010內(nèi)的空氣劃分為由燃燒器1003消耗的空氣量和由后側(cè)空氣噴嘴1004消耗的空氣量，再有，后側(cè)空氣噴嘴1004所吸入的空氣由開關(guān)閥1015、1017及1019劃分為由直線前進(jìn)空氣噴嘴1011、回旋流空氣噴嘴1012及縮流空氣噴嘴1013消耗的空氣量。
在上述燃燒爐出口1002C附近設(shè)置的第一濃度測(cè)定裝置1005由測(cè)定NOx濃度的NOx濃度測(cè)定器1025和測(cè)定CO濃度的CO濃度測(cè)定器1026構(gòu)成，所測(cè)定的各濃度輸出到控制裝置1007。此外，設(shè)置在上述燃燒爐出口1002C的上游側(cè)及后側(cè)空氣噴嘴1004的下游側(cè)的第二濃度測(cè)定裝置1006是CO濃度測(cè)定器，所測(cè)定的CO濃度同樣地輸出到控制裝置1007。
在運(yùn)轉(zhuǎn)上述結(jié)構(gòu)的燒煤粉的鍋爐設(shè)備1001時(shí)，從燃燒器1003將混合了煤粉和為使其燃燒所必須的空氣的燃料噴出并進(jìn)行燃燒。為了使煤粉不完全燃燒并降低燃燒溫度以抑制NOx的生成，空氣的混合量少于為使煤粉完全燃燒所需的空氣量(理論空氣量)，且所用空氣比(供給的空氣量/理論空氣量)為0.7-0.9。從燃燒器1003噴出的已燃燒的不完全燃燒氣體G1，即使生成NOx由于能用NH3和CN等還原氣體還原為N2，所以抑制了NOx濃度。另一方面，由來自燃燒器1003的不完全燃燒氣體G1則易于生成CO。
因此，為了使不完全燃燒氣體G1(未燃燒部分和燃燒部分)中的CO等可燃成分燃燒并抑制CO的生成，從后側(cè)空氣噴嘴1004供給燃燒空氣d。這時(shí)，燃燒爐1002整體的空氣比使用例如1.1-1.2。此處，在空氣比超過1的空氣過剩狀態(tài)下，燃燒爐內(nèi)溫度超過約1500℃時(shí)，則易于生成熱NOx。特別地，當(dāng)急劇混合燃燒空氣d和不完全燃燒氣體G1并使之燃燒時(shí)，由于生成熱NOx，所以在這種情況下，從直線前進(jìn)空氣噴嘴1011供給直線前進(jìn)的空氣a并從回旋流空氣噴嘴1012供給回旋流空氣b，而從后側(cè)空氣噴嘴1004供給作為回旋流的燃燒空氣d，并將該回旋流的燃燒空氣d和不完全燃燒氣體G1緩慢地混合并使其完全燃燒，從而抑制燃燒氣體G2內(nèi)的熱NOx的生成。
當(dāng)然，這時(shí)，回旋流空氣噴嘴1012打開開關(guān)閥1017并增大來自空氣吸入口1018的空氣導(dǎo)入量，而縮流空氣噴嘴1013則關(guān)閉開關(guān)閥1019以限制來自空氣吸入口1020的空氣導(dǎo)入量。這些通過以下實(shí)現(xiàn)用CO濃度測(cè)定器1006和1026來測(cè)定燃燒爐2內(nèi)的CO濃度，并將其輸出到控制裝置1007，根據(jù)來自控制裝置1007的指令所測(cè)定的CO濃度相應(yīng)地調(diào)整開關(guān)閥1017和1019的開度。通過調(diào)整開關(guān)閥1017和1019的開度來調(diào)整回旋流的空氣供給量，從而使回旋流的燃燒空氣d和不完全燃燒氣體G1的緩慢混合的狀況達(dá)到最佳。
于是，如上所述，燃燒器1003和后側(cè)空氣噴嘴1004在矩形截面的相對(duì)的壁面1002A、1002B上橫向并排設(shè)置多個(gè)。在這種排列中，特別地，如圖35所示，來自燃燒器1003的不完全燃燒氣體G1具有經(jīng)過相鄰的后側(cè)空氣噴嘴1004之間和配置在端部的后側(cè)空氣噴嘴1004的端部并上升的氣流，這些氣流與來自后側(cè)空氣噴嘴1004的回旋流的燃燒空氣d沒有充分混合，直至燃燒爐出口1002C。在這種情況下，在燃燒爐出口1002C處用CO濃度測(cè)定器1026來檢測(cè)燃燒氣體G2中的CO濃度，在CO濃度高的情況下，通過利用控制裝置1007縮小開關(guān)閥1017減少來自回旋流空氣噴嘴1012的空氣供給量，并打開開關(guān)閥1019以增加縮流空氣噴嘴1013的空氣供給量，從而可使來自后側(cè)空氣噴嘴1004的燃燒空氣d成為縮流并促進(jìn)與不完全燃燒氣體G1的混合以接近于完全燃燒且降低CO濃度。
用圖36來具體說明。圖36表示沿圖34的A-A線的后側(cè)空氣噴嘴1004的配置，如用雙點(diǎn)劃線所示，來自燃燒器的不完全燃燒氣體通過了排列的后側(cè)空氣噴嘴1004相鄰之間的區(qū)域S1和后側(cè)空氣噴嘴1004的端部區(qū)域S2。而且，后側(cè)空氣噴嘴1004的端部區(qū)域S2大于后側(cè)空氣噴嘴1004相鄰之間的區(qū)域S1。
因此，在后側(cè)空氣噴嘴1004的正下游側(cè)將CO濃度測(cè)定器1006設(shè)在燃燒爐1002的四個(gè)角落的上述區(qū)域S2，在利用該CO濃度測(cè)定器1006檢測(cè)到高濃度CO的情況下，從縮流空氣噴嘴1013供給縮流空氣c并使來自后側(cè)空氣噴嘴1004的燃燒空氣d縮流。由于噴出縮流的燃燒空氣d，在后側(cè)空氣噴嘴1004的前端附近產(chǎn)生了伴隨縮流的副流e，這是由于卷入通過上述區(qū)域S1、S2的不完全燃燒氣體G1并攪拌混合，所以可將通過的不完全燃燒氣體G1的區(qū)域縮小為S3、S4。其結(jié)果，可有效地使不完全燃燒氣體G1燃燒并抑制CO的生成。而且，在圖34中，理想的是燃燒爐出口2C中所設(shè)置的CO濃度測(cè)定器1026和NOx濃度測(cè)定器1025也設(shè)于與CO濃度測(cè)定器1006相對(duì)的燃燒爐出口1002C的四角。
但是，由于排列的相鄰后側(cè)空氣噴嘴1004之間原來就窄，區(qū)域S1也窄，所以有時(shí)只需抑制區(qū)域S2的CO的生成。在這種情況下，如圖37所示，只從排列的端部的后側(cè)空氣噴嘴1004噴出縮流燃燒空氣d，通過從其它的后側(cè)空氣噴嘴1004噴出回旋流的燃燒空氣d，可縮小燃燒爐1002四角的區(qū)域S4。
圖39表示根據(jù)煤粉種類而變化的NOx濃度和CO濃度之間的關(guān)系。在揮發(fā)成分多的煤炭，例如燃料比(固定碳/揮發(fā)成分)在1.1以下的褐煤和次煙煤中，CO濃度雖高但NOx濃度低。這是因?yàn)樵诿禾咳紵跗趶臍怏w中放出的揮發(fā)成分多，在燃燒器1003中燃燒時(shí)易生成CO。另一方面，在固定碳多的煤炭，例如燃料比在2以上的一部分煙煤和無煙煤中，CO濃度雖低但NOx濃度高。這是因?yàn)?，由于固定碳多而發(fā)熱量高，在與來自后側(cè)空氣噴嘴1004的燃燒空氣d的的混合時(shí)由于燃燒溫度上升而生成了NOx。
因此，為了降低各濃度，必須在用CO濃度高的煤炭作為燃料的情況下，從后側(cè)空氣噴嘴1004供給縮流的燃燒空氣d，而在熱NOx濃度高的煤炭作為燃料的情況下，從后側(cè)空氣噴嘴1004供給回旋流的燃燒空氣d。由圖39可知，由于以煤炭的燃料比1.6為基準(zhǔn)CO濃度和NOx濃度都較低，所以對(duì)于燒煤粉的鍋爐設(shè)備，理想的是將把從后側(cè)空氣噴嘴1004噴出的燃燒空氣d切換為回旋流和縮流的指令預(yù)先儲(chǔ)存到上述控制裝置1007中，以便以煤炭的燃料比1.6為基準(zhǔn)進(jìn)行判斷。
這樣，CO濃度和NOx濃度為相反的事物，即使抑制了CO濃度，NOx濃度也有增加的傾向。因此，在CO濃度高的情況下，首先，從位于燃燒爐1002的排列的端部的后側(cè)空氣噴嘴1004向中間部分順序地將回旋流的燃燒空氣d切換為縮流，且理想的是在CO濃度和NOx濃度都處于較低時(shí)固定燃燒空氣d的回旋流和縮流的比例。反之，在NOx濃度高的情況下，進(jìn)行與其相反的操作，通過從排列的中間部位向端部順序地將縮流切換為回旋流，從而可使CO濃度和NOx濃度平衡地降低。
而且，在圖36及圖37中，由于在位于排列的端部的后側(cè)空氣噴嘴1004附近，換言之在燃燒爐1002四角存在氣流經(jīng)過的較寬區(qū)域S2，所以降低該四角的CO濃度則很重要，重要的是對(duì)這些區(qū)域S2優(yōu)先供給縮流的燃燒空氣d。
因此，在具備直線前進(jìn)空氣噴嘴1011和回旋流空氣噴嘴1012的已有鍋爐設(shè)備中，如圖38所示，通過只對(duì)靠近燃燒爐1002的四角的后側(cè)空氣噴嘴1004追加縮流空氣噴嘴1013，則可通過最小的改造作業(yè)和改造費(fèi)用來降低CO濃度。
圖39表示根據(jù)煤粉種類而變化的NOx濃度和CO濃度之間的關(guān)系。在揮發(fā)成分多的煤炭，例如燃料比(固定碳/揮發(fā)成分)在1.1以下的褐煤和次煙煤中，CO濃度雖高但NOx濃度低。這是因?yàn)樵诿禾咳紵跗趶臍怏w中放出的揮發(fā)成分多，在燃燒器1003中燃燒時(shí)易生成CO。另一方面，在固定碳多的煤炭，例如燃料比在2以上的一部分煙煤和無煙煤中，CO濃度雖低但NOx濃度高。這是因?yàn)?，由于固定碳多而發(fā)熱量高，在與來自后側(cè)空氣噴嘴1004的燃燒空氣d的的混合時(shí)由于燃燒溫度上升而生成了NOx。
因此，為了降低各濃度，必須在用CO濃度高的煤炭作為燃料的情況下，從后側(cè)空氣噴嘴1004供給縮流的燃燒空氣d，而在熱NOx濃度高的煤炭作為燃料的情況下，從后側(cè)空氣噴嘴1004供給回旋流的燃燒空氣d。由圖39可知，由于以煤炭的燃料比1.6為基準(zhǔn)CO濃度和NOx濃度都較低，所以對(duì)于燒煤粉的鍋爐設(shè)備，理想的是將把從后側(cè)空氣噴嘴1004噴出的燃燒空氣d切換為回旋流和縮流的指令預(yù)先儲(chǔ)存到上述控制裝置1007中，以便以煤炭的燃料比1.6為基準(zhǔn)進(jìn)行判斷。
另外，如圖39所示，CO濃度和NOx濃度為相反的事物，即使抑制了CO濃度，NOx濃度也有增加的傾向。因此，在CO濃度高的情況下，首先，從在燃燒爐1002的壁1002A、1002B橫向排列的多個(gè)后側(cè)空氣噴嘴1004的端部向中間部分順序地將回旋流的燃燒空氣d切換為縮流的燃燒空氣d，且理想的是在CO濃度和NOx濃度都處于較低時(shí)固定燃燒空氣d的回旋流和縮流的比例。反之，在NOx濃度高的情況下，進(jìn)行與其相反的操作，通過從排列的中間部位向端部順序地將縮流切換為回旋流，從而可使NOx濃度和CO濃度平衡地降低。
圖40表示本發(fā)明實(shí)施例的NOx濃度和CO濃度的降低工序。這里，CO濃度和NOx濃度的測(cè)定利用設(shè)置于燃燒爐出口1002C的CO濃度測(cè)定器1026和NOx濃度測(cè)定器1025進(jìn)行，另外，作為一個(gè)例子，CO濃度的上限值設(shè)為200ppm，NOx濃度的上限值設(shè)為150ppm。
在燒煤粉的鍋爐設(shè)備1001的運(yùn)轉(zhuǎn)開始的同時(shí)開始監(jiān)視，并測(cè)定燃燒爐出口1002C的CO濃度和NOx濃度。測(cè)定的結(jié)果，雖然通常都不超過上限值，但在CO濃度和NOx濃度都超過上限值時(shí)，由于只通過調(diào)整后側(cè)空氣噴嘴1004來降低兩個(gè)濃度很困難，因而有必要中止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行燒煤粉的鍋爐設(shè)備1001的狀態(tài)參數(shù)總體進(jìn)行檢查。其次，在CO濃度超過上限值、而NOx濃度為上限值以下的情況下，進(jìn)入到CO濃度降低對(duì)策；在CO濃度為上限值以下、而NOx濃度超過上限值的情況下，進(jìn)入到NOx濃度降低對(duì)策。而且，在CO濃度和NOx濃度都為上限值以下的情況下，返回到監(jiān)視開始，繼續(xù)CO濃度和NOx濃度的測(cè)定。
如圖41所示，上述CO濃度降低對(duì)策是通過電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1021來縮小回旋流空氣噴嘴1012的開關(guān)閥1017，并通過電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1022來打開縮流空氣噴嘴1013的開關(guān)閥1019。來自回旋流噴嘴1012的空氣供給量的減少部分成為來自縮流噴嘴1013的空氣供給量的增加部分，并使來自后側(cè)空氣噴嘴1004的總空氣量保持一定。
工序(1)是將位于排列的多個(gè)后側(cè)空氣噴嘴1004的端部的后側(cè)空氣噴嘴1004為對(duì)象使其增加縮流的空氣供給量，并在該狀態(tài)下回到監(jiān)視開始，進(jìn)行CO濃度和NOx濃度的測(cè)定。盡管如此，在CO濃度超過上限值、而NOx濃度為上限值以下的情況下，進(jìn)入到工序(2)，并增加來自從端部起的第二個(gè)后側(cè)空氣噴嘴104的縮流的空氣供給量。這樣，從端部到中間部地增加來自后側(cè)空氣噴嘴104的縮流的空氣供給量，當(dāng)CO濃度和NOx濃度都為上限值以下時(shí)，則固定回旋流和縮流的空氣供給量。
另外，如圖42所示，上述NOx濃度降低對(duì)策是通過電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1021打開上述回旋流空氣噴嘴1012的開關(guān)閥1017，并通過電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1022來縮小上述回旋流空氣噴嘴1013的開關(guān)閥1019。來自回旋流噴嘴1012的空氣供給量的增加部分成為來自縮流噴嘴1013的空氣供給量的減少部分，并使來自后側(cè)空氣噴嘴1004的總空氣量保持一定。
工序(1)是將位于排列的多個(gè)后側(cè)空氣噴嘴1004的中間部位的后側(cè)空氣噴嘴1004為對(duì)象使其增加回旋流的空氣供給量，并在該狀態(tài)下返回到圖40的監(jiān)視開始，進(jìn)行CO濃度和NOx濃度的測(cè)定。盡管如此，在NOx濃度超過上限值、而CO濃度為上限值以下的情況下，進(jìn)入到工序(2)，并增加來自從中間部位起在外側(cè)的第二個(gè)后側(cè)空氣噴嘴104的回旋流的空氣供給量。這樣，從中間部位向端部地增加來自后側(cè)空氣噴嘴104的回旋流的空氣供給量，當(dāng)CO濃度和NOx濃度都為上限值以下時(shí)，則固定回旋流和縮流的空氣供給量。
根據(jù)以上說明的本發(fā)明的實(shí)施例，可得到燒煤粉的鍋爐設(shè)備，其通過測(cè)定CO濃度和NOx濃度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果來調(diào)整回旋流和縮流的空氣供給量，從而可平衡地降低CO濃度和NOx濃度。
但是，本發(fā)明的鍋爐設(shè)備并不特別限定于燒煤粉的鍋爐設(shè)備，當(dāng)然也可適用于使用了產(chǎn)生CO和NOx的燃料的鍋爐設(shè)備。
再有，根據(jù)上述實(shí)施例，雖然燃燒爐1002的截面是矩形截面，在其相對(duì)的壁面1002A、1002B上分別設(shè)有燃燒器1003和后側(cè)空氣噴嘴1004，但是也適用于截面為圓形或橢圓形還有將矩形截面的角部做成曲面的燃燒爐。
實(shí)施例4-1下面，基于圖43-圖45及圖33所示的燒煤粉的鍋爐設(shè)備來說明本發(fā)明的鍋爐設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
圖43所示的燒煤粉的鍋爐設(shè)備1001具備縱向設(shè)置且具有矩形截面的燃燒爐1002，在該燃燒爐1002的矩形截面的相對(duì)壁面1002A和1002B的各自的在上下方向上以多段方式在與上下方向正交的橫向上并排設(shè)置的多個(gè)燃燒器1003，在與來自這些燃燒器1003的燃燒氣體的下游側(cè)的上述相對(duì)壁面1002A和1002B的上下方向(燃燒氣體流出方向)正交的橫向上并排設(shè)置的多個(gè)后冊(cè)空氣噴嘴1004、1005。
在上述燃燒爐1002上設(shè)有作為與燃燒氣體進(jìn)行熱交換的熱交換手段(未圖示)的蒸汽發(fā)生裝置(未圖示)，且將由該蒸汽發(fā)生裝置所得到的蒸汽供給到未圖示的例如蒸汽輪機(jī)以對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
上述燃燒器1003噴出煤粉和空氣并使之燃燒，其位于燃燒爐1002的外壁側(cè)并與上述后側(cè)空氣噴嘴1004一起被圖33所示的共同的通風(fēng)箱1010包圍。
上述后側(cè)空氣噴嘴1004，雖然省略了圖示，但與后述的后側(cè)空氣噴嘴1005中省去了縮流空氣噴嘴的構(gòu)造相同，且具備設(shè)于中心部且向上述燃燒爐1002內(nèi)噴出直線前進(jìn)空氣的直線前進(jìn)空氣噴嘴，及在該直線前進(jìn)空氣噴嘴外周同心狀地配置并向上述燃燒爐1002內(nèi)噴出回旋流的空氣的回旋流空氣噴嘴。
另一方面，上述后側(cè)空氣噴嘴1005與并排設(shè)置的多個(gè)后側(cè)空氣噴嘴1004的端部相鄰地設(shè)置，其細(xì)節(jié)與上述圖33相同。
而且，供給到通風(fēng)箱1010內(nèi)的空氣劃分為由燃燒器1003消耗的空氣量和由后側(cè)空氣噴嘴1004、1005消耗的空氣量，再有，吸入到后側(cè)空氣噴嘴1004、1005的空氣通過開關(guān)閥1015、1017及1019劃分為由直線前進(jìn)空氣噴嘴1011、回旋流空氣噴嘴1012及縮流空氣噴嘴1013消耗的空氣量。即，當(dāng)打開開關(guān)閥1015、1017而關(guān)閉開關(guān)閥1019時(shí)，則只能向直線前進(jìn)空氣噴嘴1011、回旋流空氣噴嘴1012供給空氣，從后側(cè)空氣噴嘴噴出的燃燒空氣則為回旋流。此外，當(dāng)關(guān)閉開關(guān)閥1015、1017而打開開關(guān)閥1019時(shí)，由于只向縮流空氣噴嘴1013供給空氣，燃燒空氣則為縮流?？s流空氣噴嘴1013傾斜設(shè)置以便相對(duì)于直線前進(jìn)空氣噴嘴1011的空氣噴出方向而朝向中心側(cè)噴出，使空氣在出口處縮小而成為縮流噴流。該縮流噴流與回旋流和直線前進(jìn)流不同，由于在噴出口附近產(chǎn)生卷入周邊燃燒氣體的副流d，因而可以促進(jìn)燃燒空氣與燃燒氣體的混合。
但是，如上所述，燃燒器1003和后側(cè)空氣噴嘴1004在矩形截面的相對(duì)壁面1002A、1002B上橫向地排列有多個(gè)。在這種排列中，特別地，如圖45所示，來自燃燒器1003的不完全燃燒氣體G1經(jīng)過所排列的后側(cè)空氣噴嘴1004的端部和側(cè)壁1002C之間的較大空間并上升。因此，如雙點(diǎn)劃線所示，存在燃燒溫度低的不完全燃燒氣體G1的流動(dòng)區(qū)域S1，不完全燃燒氣體G1不與來自后側(cè)空氣噴嘴1004的回旋流的燃燒空氣充分混合二維持生成的CO濃度的原狀到達(dá)燃燒爐出口1002D。
為了減小這種經(jīng)過的不完全燃燒氣體G1的流動(dòng)區(qū)域S1，盡可能地使不完全燃燒氣體G1完全燃燒以抑制CO的生成，將具備縮流空氣噴嘴1013的后側(cè)空氣噴嘴1005設(shè)于后側(cè)空氣噴嘴1004的排列的端部，再有，如圖44所示，使從后側(cè)空氣噴嘴1005的中心到與相對(duì)壁面1002A、1002B相鄰的側(cè)壁1002C的尺寸(距離)X2小于(短于)從與側(cè)壁1002C最接近的燃燒器1003中心到側(cè)壁1002C的尺寸(距離)X1。
這樣，通過配置后側(cè)空氣噴嘴1005，并從縮流空氣噴嘴1013噴出縮流的空氣c，由于產(chǎn)生伴隨縮流的副流d，并利用該副流d卷入通過上述區(qū)域S1的不完全燃燒氣體G1并進(jìn)行攪拌混合以促進(jìn)燃燒，所以可將通過的不完全燃燒氣體G1的區(qū)域縮小為S2。其結(jié)果，可使不完全燃燒氣體G1有效地燃燒并可減少CO的生成及未燃燒部分。
圖46表示只從縮流空氣噴嘴1013供給燃燒空氣的情況下，以及從直線前進(jìn)空氣噴嘴1011和回旋流空氣噴嘴1012供給燃燒空氣的情況下的燃燒氣體中的氧(O2)的濃度分布。如果氧濃度如虛線所示是平坦的，則意味著通入到燃燒爐內(nèi)的燃燒空氣為均勻分布，并與不完全燃燒氣體進(jìn)行了充分的混合而完全燃燒，從而可減少CO的生成及未燃燒部分。圖中的虛線M表示縮流的燃燒空氣中的氧分布，實(shí)線N表示以回旋流為主的燃燒空氣的氧分布，從圖中可知，縮流的燃燒空氣與以回旋流為主的燃燒空氣相比，與不完全燃燒氣體的混合進(jìn)行得更充分，可在短時(shí)間內(nèi)時(shí)使燃燒爐內(nèi)的不完全燃燒氣體均勻燃燒。
實(shí)施例4-2圖47是作為實(shí)施例4-1的變形例的實(shí)施例4-2，并將后側(cè)空氣噴嘴1004、1005設(shè)置為兩層。
通過這種兩層配置，可在得到與上述實(shí)施例同樣效果的同時(shí)，由于減少了后側(cè)空氣噴嘴1004、1005中的每一個(gè)的空氣供給量，所以可更緩慢地供給燃燒空氣，具有能進(jìn)一步減少熱NOx的生成的效果。而且，也可將后側(cè)空氣噴嘴1004、1005排列為三層以上。
還有，縮流的燃燒空氣的供給促進(jìn)了與不完全燃燒氣體G1的混合。但是，當(dāng)促進(jìn)了與燃燒空氣的混合且使燃燒溫度上升時(shí)，則擔(dān)心增加熱NOx。
圖48表示燃燒爐內(nèi)的燃燒氣體的溫度分布，由于燃燒爐的壁面和側(cè)壁1002C上配設(shè)有水管并帶走燃燒氣體的熱，所以側(cè)壁1002C部分比中央部分的溫度低。而且，如圖47所示，在靠近側(cè)壁1002C部分的燃燒氣體溫度低的區(qū)域，由于利用排列于端部的后側(cè)空氣噴嘴1005的縮流可進(jìn)行與溫度低的燃燒氣體的快速混合，所以可在抑制CO的同時(shí)也抑制NOx的產(chǎn)生。相反，在燃燒氣體溫度高的燃燒路徑的中央部位，通過使用比縮流混合緩慢的回旋流的燃燒空氣來進(jìn)行與燃燒氣體的緩慢混合，便可抑制熱NOx的生成。
再有，在本實(shí)施例中，對(duì)于配備了具有回旋流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴1004的已有的鍋爐設(shè)備而言，通過只將鄰近側(cè)壁1002C的端部的后側(cè)空氣噴嘴1004更換為新設(shè)的后側(cè)空氣噴嘴1005，或者在已設(shè)的后側(cè)空氣噴嘴1004中新加縮流空氣噴嘴1013，則可簡(jiǎn)單地得到所需的燒煤粉的鍋爐設(shè)備1001。
實(shí)施例4-3圖49是作為實(shí)施例4-1的第二變形例的實(shí)施例4-3，其將具備縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴1005配置于具備另外的氣體回旋流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴1004的上游側(cè)及燃燒器1003的下游側(cè)。
通過這種配置，由于與來自具備回旋流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴1004的燃燒空氣相比先與來自燃燒器1003的不完全燃燒氣體G1進(jìn)行快速的混合，然后，與來自后側(cè)空氣噴嘴1004的燃燒空氣進(jìn)行緩慢的混合，所以不但可降低NOx濃度還可降低CO濃度及未燃燒部分。而且，在上游側(cè)，通過從具備縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴1005進(jìn)行縮流的燃燒空氣的供給，如虛線箭頭所示，由于可將通過燃燒爐1002側(cè)壁1002C的不完全燃燒氣體G1導(dǎo)入到中央側(cè)，所以具有可實(shí)現(xiàn)燃燒氣體溫度均勻化的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例4-4圖50表示作為將后側(cè)空氣噴嘴1004、1005排列成兩層的第三變形例的實(shí)施例4-4，其基本上與圖49所示的實(shí)施例4-3相同。而且，通過兩層排列，與實(shí)施例4-2相同，由于減少了后側(cè)空氣噴嘴1004、1005中的每一個(gè)的空氣供給量，所以可更緩慢地供給燃燒空氣，具有可進(jìn)一步減少熱NOx的生成的效果。
實(shí)施例4-5圖51是作為實(shí)施例4-1的第四變形例的實(shí)施例4-5，其將具備縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴1005配置于具備另外的回旋流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴1004的下游側(cè)。
通過這種結(jié)構(gòu)，由于還可在燃燒氣體溫度低的下游側(cè)的側(cè)壁1002C附近的區(qū)域供給縮流燃燒空氣，所以可進(jìn)一步抑制熱NOx的生成。
圖52表示對(duì)實(shí)際存在的燒煤粉的鍋爐設(shè)備的燃燒爐的高度和燃燒氣體溫度的平均溫度分布的測(cè)定結(jié)果。1600℃以上的燃燒氣體溫度因?yàn)閺奈挥?0m高度的后側(cè)空氣噴嘴供給低溫(約150℃)的燃燒空體而下降，燃燒空氣混合后，由于隨著向下游前進(jìn)，換言之隨著燃燒爐1002的高度位置增高而被配置于側(cè)壁1002C上的水管除熱，所以燃燒溫度逐漸下降。于是，由于熱NOx在燃燒溫度1500℃以上生成，所以為了抑制熱NOx的生成，可在1500℃以下進(jìn)行燃燒。但是，達(dá)到低于1500℃的燃燒溫度的燃燒爐的高度在40m以上也是不現(xiàn)實(shí)的，所以有必要在低到某種程度低的燃燒溫度ΔT的燃燒爐高度，例如30m的高度上供給燃燒空氣，以抑制熱NOx的產(chǎn)生。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)熱NOx有意義的溫度差，當(dāng)假定比現(xiàn)有的后側(cè)空氣噴嘴的燃燒溫度低30℃的燃燒溫度進(jìn)行計(jì)算時(shí)，使具備縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴1005產(chǎn)生位移的位移距離Z為從后側(cè)空氣噴嘴1004向下游側(cè)約3m。在圖51的配置中，該計(jì)算的條件是后側(cè)空氣噴嘴1004的口徑D為1m，上述位移距離Z相當(dāng)于口徑D的三倍。因此，在上述條件中，可將后側(cè)空氣噴嘴1005設(shè)置于后側(cè)空氣噴嘴1004的設(shè)置位置的下游側(cè)，并在離后側(cè)空氣噴嘴1004的距離為口徑D的三倍以上的位置上。
實(shí)施例4-6圖53是作為第五變形例的實(shí)施例4-6，是將圖51所示的后側(cè)空氣噴嘴1004、1005的排列設(shè)置為兩層的結(jié)構(gòu)。
通過上述結(jié)構(gòu)，與圖51所示的實(shí)施例4-5相同，由于可在燃燒氣體溫度低的下游側(cè)的側(cè)壁1002C附近區(qū)域供給縮流的燃燒空氣，所以可進(jìn)一步抑制熱NOx的生成的同時(shí)，與圖47所示的實(shí)施例4-2相同，由于減少了后側(cè)空氣噴嘴1004、1005中的每一個(gè)的空氣供給量，所以可更緩慢地供給燃燒空氣，具有能進(jìn)一步減少熱NOx的生成的效果。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施例，通過向高濃度的CO區(qū)域供給可使燃燒爐內(nèi)的氧濃度快速均勻化的縮流的燃燒空氣，可得到具有以下優(yōu)點(diǎn)的燒煤粉的鍋爐設(shè)備它可有效地降低CO的生成和未燃燒成分，再有，縮流的燃燒空氣與燃燒溫度低的區(qū)域的不完全燃燒氣體的快速混合由于可同時(shí)抑制NOx的生成，所以能平衡地抑制CO濃度和NOx濃度。
但是，本發(fā)明雖用一個(gè)實(shí)例說明了使用煤炭(煤粉)作為燃料的燒煤粉的鍋爐設(shè)備，但當(dāng)然也適用于燃燒其它燃料例如石油的鍋爐設(shè)備。
實(shí)施例5-1圖54是從包含后側(cè)空氣口中心線的剖面見到的剖視圖。
本實(shí)施例的后側(cè)空氣口(圖54)與實(shí)施例2-2所示的圖26的構(gòu)造大體相同。因此，省略了相同部分的說明。
在圖54中，三次噴嘴由圓錐形的前壁2021及后壁2020構(gòu)成，從三次噴嘴噴出的三次空氣2015與二次空氣2003在噴出到爐膛2001的出口部附近匯合。而且，作為朝向爐膛2001內(nèi)部的壁面的內(nèi)壁2023和頸部2022由圓錐狀倒角的傾斜部2011連接。而且，三次噴嘴的前壁2021和頸部2022也連接。再有，爐膛壁由作為朝向爐膛2001內(nèi)部的壁面的內(nèi)壁2023和外壁2024構(gòu)成。因此，在噴出到爐膛2001的二次空氣2003的出口部附近與三次空氣2015匯合的空氣經(jīng)過頸部2022而噴出。在本實(shí)施例中，對(duì)于這樣的后側(cè)空氣口，其特征是從三次噴嘴的前壁2021的出口部(下游側(cè))沿頸部2022設(shè)置了散熱窗2010。即，從三次噴嘴噴出的三次空氣2015的一部分在三次噴嘴的出口部沿其前壁2021的壁面流動(dòng)，然后，沿頸部2022的內(nèi)壁面流動(dòng)。采用這種結(jié)構(gòu)，三次空氣2015的一部分起到了密封頸部2022的壁表面的效果，還可以將伴隨縮流的燃燒灰分的附著減到最小。
這里，說明后側(cè)空氣口的噴嘴構(gòu)造和與爐膛內(nèi)部的燃燒空氣混合的狀況。本實(shí)施例的后側(cè)空氣口的特征是，將后側(cè)空氣口附近即鍋爐水壁附近的未燃燒氣體有效地混合。雖然可增加后側(cè)空氣口的流速并連同爐膛內(nèi)部的氣體進(jìn)行混合，但是因流速增加而使NOx增多，且必須增大為增加流速的動(dòng)力。因此，有必要以低流速來獲得混合效果。
圖58比較表示了不同噴嘴構(gòu)造的與爐膛內(nèi)的燃燒氣體的混合效果。圖58是縮流型噴嘴和直管型噴嘴的比較例?？s流型中可以見到，出口部分的流速分布平坦，且沒有發(fā)展出足夠的湍流。另一方面，在直管型中，由于管長(zhǎng)，所以其壁的影響使得流速分布為正規(guī)分布。就周圍的燃燒氣體的并行卷入而言，具有平坦的流速分布的縮流型噴嘴較好。在本實(shí)施例中，在后側(cè)空氣口的構(gòu)造中反映了這種特性，對(duì)于一次空氣的流動(dòng)通過將出口部分的流道截面積急劇地縮小(絞り込む)，可得到具有平坦流速分布的構(gòu)造。但是，縮流構(gòu)造由于噴流周圍的擾動(dòng)大，所以易于帶走周圍的燃燒氣體，且將燃燒氣體中所含的灰分也帶走。因此，必須抑制后側(cè)空氣口出口部分的灰分附著。
其次，在如圖54具備一次噴嘴、二次噴嘴、三次噴嘴的后側(cè)空氣口中，表示了其出口部分的流速分布(實(shí)測(cè)數(shù)據(jù))的圖是圖59。在圖59中，流速的絕對(duì)值越大則越接近黑色，流速的絕對(duì)值越小則越接近白色。使用的模型為實(shí)際設(shè)備的大小(適用于1000MW鍋爐的尺寸的后側(cè)空氣口)，空氣流量也與實(shí)際設(shè)備相當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了試驗(yàn)。但是，由于空氣溫度是常溫，所以流速的絕對(duì)值變低。試驗(yàn)條件為三次空氣的縮流流量為一定，且改變二次空氣的回旋流空氣量和一次空氣量以實(shí)施流動(dòng)測(cè)量。圖中①可知，無回旋的一次空氣流動(dòng)，后側(cè)空氣口的中心部分的逆流區(qū)域少。圖中②是沒有一次空氣，二次空氣的回旋弱的情況。圖中③是同樣沒有一次空氣，二次空氣的回旋強(qiáng)的情況。
在每種情況下，噴流擴(kuò)展的差異都小，后側(cè)空氣口中央部分的流速分布也可見到差異。如果著眼于高流速噴流的擴(kuò)展，則不論沿頸部壁面與否，每種噴流都可見到縮流的影響。即，由于噴流從頸部壁面剝離，所以在微小區(qū)域出現(xiàn)逆流，伴隨這種流動(dòng)的灰分的微粒具有附著在壁上并成長(zhǎng)的位勢(shì)。
圖56表示三次空氣氣流從頸部2022剝離并進(jìn)行縮流的狀況。因此，灰分2017附著到頸部2022的壁面及傾斜部2011。當(dāng)灰分2017附著到頸部2022的壁面及傾斜部2011時(shí)，由于其在鍋爐停止時(shí)向后側(cè)空氣口內(nèi)部剝離脫落并影響性能，所以必須除去。因此，在本實(shí)施例中，如圖54所示通過從三次噴嘴的前壁2021的出口部(下游側(cè))沿頸部2022設(shè)置散熱窗2010，可使伴隨縮流的燃燒灰分的附著為最小。再有，圖57表示在采用本實(shí)施例的情況下灰分附著的狀況?；曳?017表示了灰分附著于傾斜部2011的狀況。如果灰分附著于傾斜部2011，則不影響后側(cè)空氣口的性能，對(duì)鍋爐性能的影響也小。而且，如果同時(shí)設(shè)有實(shí)施例2-2等中記載的密封口20，還能抑制該傾斜部2011的灰分附著。
實(shí)施例5-2圖55是從包含后側(cè)空氣口的中心線的截面見到的剖視圖。
本實(shí)施例的后側(cè)空氣口(圖55)與實(shí)施例5-1所示的圖54的構(gòu)造大體相同。因此，省略了相同部分的說明。
在本實(shí)施例中，與圖54比較，頸部2022和朝向爐膛2001內(nèi)部的內(nèi)壁2023的倒角較小。即，與圖54比較，增加頸部2022的長(zhǎng)度，縮短傾斜部2012的距離。再有，傾斜部2012相對(duì)于后側(cè)空氣口的中心的傾斜度與圖54的傾斜部2011大體相同。因此，爐膛2001的內(nèi)壁2023和傾斜部2012的連接位置Y，與圖54比較，位于后側(cè)空氣口的中心側(cè)。
這樣，在具備實(shí)施例5-1所示的散熱窗2010的后側(cè)空氣口中，通過將頸部2022和傾斜部2012的連接位置X設(shè)置成比朝向爐膛2001內(nèi)部的壁面的外壁2024更靠近爐膛2001的內(nèi)側(cè)，則可調(diào)整附著到傾斜部2012的灰分的量。因此，通過使頸部2022和傾斜部2012的連接位置X位于爐膛2001內(nèi)側(cè)，使傾斜部2012和爐膛2001的內(nèi)壁2023的連接位置Y位于后側(cè)空氣口的中心側(cè)，由于縮短了傾斜部2012的長(zhǎng)度，所以可降低附著到傾斜部2012的灰分的量。
權(quán)利要求
1.一種燃燒用空氣口，在向爐內(nèi)利用燃燒器所形成的理論空氣比以下的不完全燃燒區(qū)域供給完全燃燒所必須量的空氣的空氣口中，其特征在于具備噴出包含空氣流的軸向速度成分和朝向中心的速度成分的燃燒用空氣的噴嘴機(jī)構(gòu)及改變上述速度成分比的機(jī)構(gòu)。
2.一種燃燒用空氣口，在用于二次燃燒方式的燃燒爐的空氣口中，其特征在于具備噴出包含空氣流的軸向速度成分和朝向中心的速度成分的燃燒用空氣的噴嘴機(jī)構(gòu)及改變上述速度成分比的機(jī)構(gòu)。
3.一種燃燒用空氣口，在用于二次燃燒方式的燃燒爐的空氣口中，其特征在于具備在空氣口軸向上噴出空氣的一次噴嘴，從上述第一噴嘴的外側(cè)向中心傾斜地噴出空氣的二次噴嘴，及改變上述第一和第二噴嘴的空氣流量比的機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒用空氣口，其特征在于上述噴嘴機(jī)構(gòu)具有在空氣口的軸向上噴出直線前進(jìn)的一次空氣的一次噴嘴，在空氣口的軸向上噴出伴隨回旋流前進(jìn)的二次空氣的二次噴嘴，及將從上述一次噴嘴的外側(cè)朝向中心的空氣作為三次空氣噴出的三次噴嘴；改變上述速度成分比的機(jī)構(gòu)由改變上述一次空氣、二次空氣及三次空氣的流量比的機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒用空氣口，其特征在于改變上述一次空氣、二次空氣及三次空氣的流量比的機(jī)構(gòu)由調(diào)整上述一次噴嘴的空氣流量的一次氣門，調(diào)整上述二次噴嘴的空氣流量的二次氣門，及調(diào)整上述三次噴嘴的空氣流量的三次氣門構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒用空氣口，其特征在于上述一次噴嘴、二次噴嘴、三次噴嘴是同軸的噴嘴構(gòu)造，通過將上述三次噴嘴的出口才連接到上述二次噴嘴前端，從而使三次空氣和二次空氣匯合并噴出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒用空氣口，其特征在于設(shè)有可沿上述二次噴嘴的內(nèi)周并在二次噴嘴的軸向上移動(dòng)的套管，利用該套管可改變上述二次噴嘴及三次噴嘴中至少一個(gè)的流道截面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒用空氣口，其特征在于上述三次噴嘴具有圓錐形的前壁和與該前壁相對(duì)配置的圓錐形的后壁，在該圓錐形的前壁和后壁之間形成三次噴嘴的空氣流道，上述后壁可在軸向上滑動(dòng)，通過該后壁的滑動(dòng)可改變上述三次噴嘴的流道截面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒用空氣口，其特征在于上述三次噴嘴的后壁，設(shè)于由二次噴嘴導(dǎo)引并在軸向上移動(dòng)的可動(dòng)套管的前端。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒用空氣口，其特征在于上述三次噴嘴的結(jié)構(gòu)為，除了從外側(cè)向中心進(jìn)行縮流外，還噴出伴隨著回旋流的空氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒用空氣口，其特征在于上述二次噴嘴和上述三次噴嘴用導(dǎo)熱促進(jìn)板連接并促進(jìn)熱傳導(dǎo)。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒用空氣口，其特征在于將一次噴嘴和二次噴嘴用導(dǎo)熱促進(jìn)板連接在上述一次噴嘴的前端以促進(jìn)熱傳導(dǎo)。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒用空氣口，其特征在于使上述二次噴嘴的一部分可繞軸旋轉(zhuǎn)，在該可旋轉(zhuǎn)的噴嘴上設(shè)有左右對(duì)稱的切口，利用該切口以外的噴嘴壁面將上述三次噴嘴的出口局部地封閉，上述切口具有作為上述三次噴嘴的出口開口的功能。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒用空氣口，其特征在于上述第一噴嘴其流道呈朝向出口前端較細(xì)的形狀，在該噴嘴內(nèi)設(shè)有可在噴嘴的軸向上移動(dòng)的紡錘體，通過上述紡錘體的移動(dòng)可改變上述一次噴嘴的流道截面積。
15.一種空氣口的制造方法，在具有將在空氣口的軸向上直線前進(jìn)的空氣作為一次空氣噴出的一次噴嘴，將沿上述一次噴嘴外周回旋的空氣作為二次空氣噴出的二次噴嘴，及將從上述一次噴嘴的外側(cè)朝向中心的空氣作為三次空氣噴出的三次噴嘴，且從中心依次同軸配置有一次噴嘴、二次噴嘴、三次噴嘴的具有噴嘴構(gòu)造的空氣口的制造方法中，其特征在于具有將僅由上述一次噴嘴及上述二次噴嘴構(gòu)成的已有的空氣口制品的二次噴嘴的前端部分去除的工序，及將預(yù)先做成的上述三次噴嘴的前端焊接到該二次噴嘴的去除部上的工序。
16.一種空氣口的制造方法，在具有將在空氣口的軸向上直線前進(jìn)的空氣作為一次空氣噴出的一次噴嘴，將沿上述一次噴嘴外周回旋的空氣作為二次空氣噴出的二次噴嘴，及將從上述一次噴嘴的外側(cè)朝向中心的空氣作為三次空氣噴出的三次噴嘴，且從中心依次同軸配置有一次噴嘴、二次噴嘴、三次噴嘴的具有噴嘴構(gòu)造的空氣口的制造方法中，其特征在于具有將僅由上述一次噴嘴及上述二次噴嘴構(gòu)成的已有的空氣口制品的二次噴嘴去除的工序，及將預(yù)先使二次噴嘴和三次噴嘴做成一體的部件焊接到已去除上述二次噴嘴的已有的一次噴嘴上的工序。
17.一種燃料燃燒用空氣口，在具備在燃燒爐內(nèi)形成理論空氣比以下的不完全燃燒區(qū)域的燃燒器，向上述不完全燃燒區(qū)域的可燃?xì)怏w供給完全燃燒所必須量的空氣的空氣口，及管理燃燒用的全部空氣量并向上述燃燒器和上述空氣口分配該空氣量的空氣供給管道的二次燃燒式鍋爐中，其特征在于上述空氣口由權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的空氣口構(gòu)成。
18.一種鍋爐，在爐膛的爐壁上具備燃燒燃料的燃燒器，在上述爐壁的上述燃燒器的上部具備出口具有擴(kuò)寬部分的過量空氣口，通過從上述過量空氣口供給過量空氣而進(jìn)行二次燃燒的鍋爐中，其特征在于設(shè)有用氣體或液體密封上述過量空氣口的出口附近的密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鍋爐，其特征在于上述密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)中具備密封口，且上述密封口配置成從上述過量空氣口的出口的擴(kuò)寬部分供給密封介質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鍋爐，其特征在于設(shè)有密封介質(zhì)噴射孔，使得沿上述過量空氣口的出口擴(kuò)寬部分的壁面將密封介質(zhì)供給到上述密封口。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鍋爐，其特征在于上述過量空氣口用縮流供給過量空氣。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鍋爐，其特征在于上述密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，使過量空氣的一部分分叉并作為密封介質(zhì)噴出。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鍋爐，其特征在于上述密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，將鍋爐的排出氣體、空氣、水或高壓蒸汽中的至少一種作為密封介質(zhì)噴出。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鍋爐，其特征在于在上述擴(kuò)寬部分的周圍配備有多個(gè)上述密封口。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鍋爐，其特征在于上述過量空氣口的出口擴(kuò)寬部分由多個(gè)水管形成，且上述密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是密封介質(zhì)從上述水管和水管之間噴出。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鍋爐，其特征在于上述密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)中具備用于調(diào)節(jié)密封介質(zhì)流量的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)。
27.一種過量空氣口，是在燃燒燃料的同時(shí)供給采用二次燃燒法的鍋爐的二次燃燒用的過量空氣的過量空氣口，其特征在于在出口具有擴(kuò)寬部分之處，設(shè)置用氣體或液體密封上述擴(kuò)寬部分的密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的過量空氣口，其特征在于上述密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)中具備密封口，上述密封口配置成從上述擴(kuò)寬部分供給密封介質(zhì)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的過量空氣口，其特征在于在上述密封口上設(shè)有密封介質(zhì)噴射孔，使得上述密封介質(zhì)沿上述擴(kuò)寬部分流動(dòng)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的過量空氣口，其特征在于上述擴(kuò)寬部分由多個(gè)水管形成，且上述密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是密封介質(zhì)從上述水管和水管之間噴出。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的過量空氣口，其特征在于其結(jié)構(gòu)為上述過量空氣用縮流供給。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的過量空氣口，其特征在于使過量空氣的一部分分叉而作為上述密封介質(zhì)噴出。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的過量空氣口，其特征在于將鍋爐的排出氣體、空氣、水或高壓蒸汽中的至少一種作為上述密封介質(zhì)供給。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的過量空氣口，其特征在于上述密封介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)中具備用于調(diào)節(jié)密封介質(zhì)流量的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)。
35.一種鍋爐設(shè)備，在具備向燃燒爐內(nèi)供給燃料和空氣并使之燃燒的燃料燃燒器，及具有設(shè)于該燃料燃燒器的下游側(cè)且將直線前進(jìn)的空氣供給到上述燃燒爐內(nèi)的直線前進(jìn)空氣噴嘴和將空氣作為回旋流供給到上述燃燒爐內(nèi)的回旋流空氣噴嘴和將空氣作為縮流供給到上述燃燒爐內(nèi)的縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴的鍋爐設(shè)備中；其特征在于設(shè)有測(cè)定上述燃燒爐內(nèi)的氮氧化物濃度及一氧化碳濃度的濃度測(cè)定裝置，及根據(jù)該濃度測(cè)定裝置的測(cè)定結(jié)果來調(diào)整來自上述回旋流空氣噴嘴和上述縮流空氣噴嘴的空氣供給量的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的燃燒用鍋爐設(shè)備，其特征在于；上述濃度測(cè)定裝置設(shè)置于上述燃燒爐的出口附近。
37.一種鍋爐設(shè)備，在具備向燃燒爐內(nèi)供給燃料和空氣并使之燃燒的燃料燃燒器，及具有設(shè)于該燃料燃燒器的下游側(cè)且將直線前進(jìn)的空氣供給到上述燃燒爐內(nèi)的直線前進(jìn)空氣噴嘴和將空氣作為回旋流供給到上述燃燒爐內(nèi)的回旋流空氣噴嘴和將空氣作為縮流供給到上述燃燒爐內(nèi)的縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴的鍋爐設(shè)備中；其特征在于在將測(cè)定上述燃燒爐內(nèi)的氮氧化物濃度及一氧化碳濃度的第一濃度測(cè)定裝置設(shè)于上述燃燒爐的出口附近的同時(shí)，在該第一濃度測(cè)定裝置的上游側(cè)及上述后側(cè)空氣噴嘴的下游側(cè)設(shè)有測(cè)定一氧化碳濃度的第二濃度測(cè)定裝置，并設(shè)有根據(jù)該第一濃度測(cè)定裝置和第二濃度測(cè)定裝置的測(cè)定結(jié)果調(diào)整上述回旋流空氣噴嘴和上述縮流空氣噴嘴的空氣供給量的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)。
38.一種鍋爐設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，在將燃料和空氣從燃料燃燒器供給到燃燒爐內(nèi)并使之燃燒的同時(shí)，將回旋流的空氣和縮流的空氣供給該燃料燃燒器的燃燒氣體并使之燃燒的鍋爐設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于根據(jù)上述燃燒爐的氮氧化物濃度和一氧化碳濃度來調(diào)整上述回旋流的空氣和縮流的空氣的空氣供給量。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的鍋爐設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于在上述燃燒爐的氮氧化物濃度高的情況下，增加上述回旋流的空氣的空氣供給量。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的鍋爐設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于在上述燃燒爐的一氧化碳濃度高的情況下，增加上述縮流的空氣的空氣供給量。
41.一種鍋爐設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，在將燃料和空氣從燃料燃燒器供給到燃燒爐內(nèi)并使之燃燒的同時(shí)，將來自后側(cè)空氣噴嘴的回旋流的空氣和縮流的空氣供給該燃料燃燒器的不完全燃燒氣體并使之燃燒的鍋爐設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于根據(jù)上述燃燒爐出口的氮氧化物濃度和一氧化碳濃度及上述燃燒爐出口的上游側(cè)且上述后側(cè)空氣噴嘴下游側(cè)的一氧化碳濃度來調(diào)整上述回旋流的空氣和縮流的空氣的空氣供給量。
42.一種鍋爐設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，在將燃料和空氣從燃料燃燒器供給到燃燒爐內(nèi)并使之燃燒，并且具有在與利用該燃料燃燒器不完全燃燒氣體的流出方向正交的方向上并列置多個(gè)后側(cè)空氣噴嘴從而對(duì)上述不完全燃燒氣體供給回旋流的空氣和縮流的空氣并使之燃燒的鍋爐設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，其特征在于，進(jìn)行如下調(diào)整在上述燃燒爐的氮氧化物濃度高時(shí)，在從上述后側(cè)空氣噴嘴的排列方向的中心部向端部順序地增加回旋流的空氣供給量的同時(shí)減少縮流的空氣供給量；在上述燃燒爐的一氧化碳濃度高時(shí)，在從上述后側(cè)空氣噴嘴的排列方向的端部向中心部順序地增加縮流的空氣供給量的同時(shí)減少回旋流的空氣供給量。
43.一種鍋爐設(shè)備，在具備向燃燒爐內(nèi)供給燃料和空氣并使之燃燒的燃料燃燒器，及具有設(shè)于該燃料燃燒器下游側(cè)且具有供給作為回旋流的空氣的回旋流空氣噴嘴和供給作為縮流的空氣的縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴，并調(diào)整來自上述回旋流空氣噴嘴和縮流空氣噴嘴的空氣供給量的鍋爐設(shè)備中，其特征在于設(shè)有測(cè)定上述燃燒爐內(nèi)的氮氧化物濃度及一氧化碳濃度的濃度測(cè)定裝置，設(shè)于上述回旋流空氣噴嘴和縮流空氣噴嘴中用于調(diào)整各自的空氣供給量的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)這些空氣調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置，根據(jù)上述濃度測(cè)定裝置的測(cè)定結(jié)果對(duì)上述調(diào)整機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令的控制裝置。
44.一種鍋爐設(shè)備，在具備向燃燒爐內(nèi)供給燃料和空氣并使之燃燒的燃料燃燒器，及具有設(shè)于該燃料燃燒器下游側(cè)且利用上述燃料燃燒器使不完全燃燒氣體燃燒的后側(cè)空氣噴嘴的鍋爐設(shè)備中，其特征在于上述后側(cè)空氣噴嘴設(shè)有噴射在軸向上直線前進(jìn)的空氣的第一空氣噴嘴，使從該第一空氣噴嘴噴射的空氣和上述不完全燃燒氣體緩慢混合的第一機(jī)構(gòu)，促進(jìn)從上述第一空氣噴嘴噴射的空氣和上述不完全燃燒氣體混合的第二機(jī)構(gòu)，根據(jù)該濃度測(cè)定裝置的測(cè)定結(jié)果利用上述第一機(jī)構(gòu)和第二機(jī)構(gòu)來調(diào)整空氣供給量的裝置。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的鍋爐設(shè)備，其特征在于上述第一機(jī)構(gòu)是供給作為回旋流的空氣的第二空氣噴嘴，上述第二機(jī)構(gòu)是供給作為縮流的空氣的第三空氣噴嘴。
46.一種鍋爐設(shè)備的改造方法，在具備向燃燒爐內(nèi)供給燃料和空氣并使之燃燒的燃料燃燒器，及具有在與利用該燃料燃燒器不完全燃燒氣體的流出方向正交的方向上并列設(shè)置多個(gè)對(duì)上述不完全燃燒氣體供給回旋流的空氣并使之燃燒的具有回旋流空氣噴嘴后側(cè)空氣噴嘴的鍋爐設(shè)備的改造方法中，其特征在于在上述排列設(shè)置的多個(gè)后側(cè)空氣噴嘴中的位于端部的后側(cè)空氣噴嘴上，追加與上述回旋流空氣噴嘴同心且供給縮流的空氣的縮流空氣噴嘴，并且設(shè)定成來自縮流空氣噴嘴的空氣供給量比回旋流空氣噴嘴增多。
47.一種鍋爐設(shè)備，在具備以空氣不足的狀態(tài)向燃燒爐內(nèi)供給燃料并使之燃燒的燃料燃燒器，及具有在與利用該燃料燃燒器的燃燒氣體的流出方向正交的方向上并列設(shè)置多個(gè)對(duì)上述燃燒氣體供給回旋流的空氣的回旋流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴的鍋爐設(shè)備中，其特征在于在上述排列設(shè)置的多個(gè)后側(cè)空氣噴嘴中的位于端部的后側(cè)空氣噴嘴上設(shè)有供給縮流的空氣的縮流空氣噴嘴。
48.一種鍋爐設(shè)備，在具備以空氣不足的狀態(tài)向燃燒爐內(nèi)供給燃料并使之燃燒的燃料燃燒器，及具有在與利用該燃料燃燒器的燃燒氣體的流出方向正交的方向上并列設(shè)置多個(gè)對(duì)上述燃燒氣體供給回旋流的空氣的回旋流空氣噴嘴的第一后側(cè)空氣噴嘴的鍋爐設(shè)備中，其特征在于并列設(shè)置有與上述第一后側(cè)空氣噴嘴的排列方向的端部相鄰的、具有供給回旋流的空氣的回旋流空氣噴嘴和供給縮流的空氣的縮流空氣噴嘴的第二后側(cè)空氣噴嘴。
49.一種鍋爐設(shè)備，在將以空氣不足的狀態(tài)向形成在矩形截面上的燃燒爐內(nèi)供給燃料并使之燃燒的燃料燃燒器，在上述矩形截面的相對(duì)壁面上且與燃燒氣體流出方向正交的方向上并列設(shè)置多個(gè)；將具有向上述燃燒爐內(nèi)供給回旋流的空氣的回旋流空氣噴嘴的第一后側(cè)空氣噴嘴，在上述燃料燃燒器的燃燒氣體下游側(cè)與燃燒氣體的流出方向正交的方向上及與上述矩形截面的相對(duì)壁面上并列設(shè)置有多個(gè)的鍋爐設(shè)備中，其特征在于并列設(shè)置有與上述第一后側(cè)空氣噴嘴的排列方向的端部相鄰的、具有供給回旋流的空氣的回旋流噴嘴和供給縮流的空氣的縮流空氣噴嘴的第二后側(cè)空氣噴嘴的同時(shí)，使上述第二后側(cè)空氣噴嘴和位于上述第一后側(cè)空氣噴嘴的排列設(shè)置方向的延長(zhǎng)端的燃燒爐的壁面之間的間隔小于位于排列設(shè)置的端部的上述燃料燃燒器和位于該燃料燃燒器的排列設(shè)置方向的延長(zhǎng)端的燃燒爐的壁面之間的間隔。
50.根據(jù)權(quán)利要求47，48或49所述的鍋爐設(shè)備，其特征在于具有上述縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴與其它后側(cè)空氣噴嘴相比位于不完全燃燒氣體的流出方向的上游側(cè)。
51.根據(jù)權(quán)利要求47或48所述的鍋爐設(shè)備，其特征在于具有上述縮流空氣噴嘴的后側(cè)空氣噴嘴與其它后側(cè)空氣噴嘴相比位于不完全燃燒氣體的流出方向的下游側(cè)。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的鍋爐設(shè)備，其特征在于位于上述下游側(cè)的后側(cè)空氣噴嘴和其它的后側(cè)空氣噴嘴的位移尺寸是其它的后側(cè)空氣噴嘴的噴出口徑的3倍以上。
53.一種空氣口，在向爐內(nèi)利用燃燒器所形成的理論空氣比以下的不完全燃燒區(qū)域供給完全燃燒所必須量的空氣的燃燒用空氣口中，其特征在于具備噴出包含空氣流的軸向速度成分和朝向中心的速度成分的燃燒用空氣的噴嘴機(jī)構(gòu)及改變上述速度成分比的機(jī)構(gòu)；上述噴嘴機(jī)構(gòu)具有噴出在空氣口的軸向上直線前進(jìn)的一次空氣的一次噴嘴，噴出在空氣口的軸向上伴隨回旋流前進(jìn)的二次空氣的二次噴嘴，將從上述一次噴嘴的外側(cè)朝向中心的空氣作為三次空氣向上述二次噴嘴的出口部噴出的三次噴嘴，及與上述空氣口的中心方向平行、向爐內(nèi)噴出二次空氣和三次空氣的混合空氣的頸部；改變上述速度成分比的機(jī)構(gòu)由改變上述一次空氣、二次空氣及三次空氣的流量比的機(jī)構(gòu)構(gòu)成；設(shè)有用于使三次空氣氣流沿著上述空氣口的出口部，即沿上述頸部的內(nèi)壁面流動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
54.一種后側(cè)空氣口，其特征在于在專燒或混燒化石燃料或DME(二甲醚)、甲醇、乙醇、生物燃料等新型燃料的事業(yè)用或產(chǎn)業(yè)用的鍋爐或燃燒爐中，在包含二次燃燒的多次燃燒系統(tǒng)中，供給完全燃燒所必須量的空氣的后側(cè)空氣口中，其特征在于在后側(cè)空氣口的出口部分，具有在中心部分沒有回旋功能的一次空氣，在其外周具有回旋功能的二次空氣和再在其外周沒有回旋功能、而具有向上述后側(cè)空氣口的中心以一定的角度噴出的三次空氣的空氣流道，在該三次空氣的空氣流道的下游側(cè)具有使上述后側(cè)空氣口噴出的流入爐內(nèi)的頸部，由圓錐狀的倒角形成的傾斜部構(gòu)成爐膛的內(nèi)壁和該頸部；從三次空氣的流道到上述頸部設(shè)置了用于使三次空氣的噴流的一部分沿上述頸部的內(nèi)表面流動(dòng)的散熱窗。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的后側(cè)空氣口，其特征在于將上述頸部和傾斜部的連接位置置于爐膛的外壁面的內(nèi)側(cè)。
全文摘要
鍋爐具備燃燒器(101)和空氣口(100)?？諝饪?100)是向在爐內(nèi)(23)利用燃燒器(101)形成的理論空氣比以下的不完全燃燒區(qū)域供給完全燃燒所必須量的空氣的空氣口。空氣口(100)具備噴出包含空氣流的軸向速度成分和朝向中心的速度成分的燃燒用空氣的噴嘴機(jī)構(gòu)及改變上述速度成分比的機(jī)構(gòu)。噴嘴機(jī)構(gòu)由具有噴出在空氣口的軸向直線前進(jìn)的一次空氣的一次噴嘴(1)，噴出伴隨有回旋流的二次空氣的二次噴嘴(2)及從上述一次噴嘴的外側(cè)將縮流的空氣作為三次空氣噴出的三次噴嘴(3)構(gòu)成。
文檔編號(hào)F23L9/00GK1807985SQ200510115509
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
發(fā)明者山本研二, 岡崎洋文, 谷口正行, 安田和巳, 木山研滋, 矢野隆則, 馬場(chǎng)彰, 越智健一, 折田久幸, 折井明仁, 上川由貴, 倉增公治 申請(qǐng)人:巴布考克日立株式會(huì)社