專利名稱：燃燒裝置和風(fēng)室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃燒裝置如商業(yè)鍋爐、工業(yè)鍋爐等，和更特別地涉及燃燒裝置，該燃燒裝置具有降低數(shù)量的未燃燒易燃物，可進(jìn)行高效率燃燒，和可抑制氮氧化物(NOx)在加熱爐中的產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
目前，為除去在用于發(fā)電等的工業(yè)鍋爐的加熱爐中由燃燒如煤等的燃燒產(chǎn)生的，包含在燃燒氣體中的氮氧化物(NOx)，在廢氣流路的回流側(cè)提供NOx脫除設(shè)備，其中循環(huán)從加熱爐排放的燃燒氣體(以下稱為廢氣)。然而，另一方面，為節(jié)省在NOx脫除設(shè)備中氨消耗要求的操作成本，制造結(jié)構(gòu)物使得通過(guò)在加熱爐中的燃燒階段中實(shí)施低NOx燃燒盡可能少地降低加熱爐中產(chǎn)生的NOx數(shù)量。
低NOx燃燒的方法包括一種兩階段燃燒方法，其在加熱爐中分開供應(yīng)整體燃料燃燒要求的空氣(以下稱為燃燒空氣)，還包括使用具有低NOx功能的低NOx燃燒器作為燃燒器的方法，和一般實(shí)施一起使用它們的低NOx燃燒方法。
圖20A是顯示燃燒裝置如鍋爐等結(jié)構(gòu)的例子的簡(jiǎn)要前視圖，和圖20B是燃燒裝置的簡(jiǎn)要側(cè)視圖。燃燒器的三個(gè)階段和通氣口的一個(gè)階段(由于通氣口存在于從燃燒器看時(shí)氣體流的回流側(cè)，以下簡(jiǎn)稱在通氣口之后(AAP))在由水壁1確定和形成的加熱爐中提供以在四排中彼此面對(duì)。為供應(yīng)燃燒空氣到每個(gè)燃燒器2和AAP3，相應(yīng)放置用于燃燒器的風(fēng)室4和用于AAP的風(fēng)室5。燃燒器2實(shí)施燃燒，其中空氣比(供應(yīng)到燃燒器的空氣數(shù)量/空氣的理論數(shù)量)是約0.8。換言之，可以通過(guò)實(shí)施下述燃燒而降低NOx產(chǎn)生，其中與空氣數(shù)量(燃料完全燃燒理論要求的理論空氣數(shù)量)相比，空氣略微短缺。然而，由于未燃燒燃料(以下稱為未燃燒易燃物)的比率相反地增加，通過(guò)在回流側(cè)由AAP3注入不足的空氣實(shí)施完全燃燒。
如上所述，兩階段燃燒方法是降低NOx產(chǎn)生數(shù)量的有效方法。在此情況下，在低NOx燃燒器中，設(shè)計(jì)燃燒器結(jié)構(gòu)使得可以在由燃燒器形成的火焰中實(shí)施脫硝，然而，在此省略詳細(xì)的描述。
在圖21中顯示常規(guī)AAP結(jié)構(gòu)。將高溫燃燒空氣(以下稱為高溫空氣)8供應(yīng)到AAP3的AAP風(fēng)室5，AAP3連接到水壁1的燃燒器2的氣體流下游側(cè)(燃燒器2的上側(cè))，和將高溫空氣供應(yīng)入加熱爐中的高溫燃燒氣體以形成射流。在此情況下，在通常通過(guò)保持加熱爐中高溫燃燒氣體的溫度，將燃燒空氣8的溫度增加到300℃用于改進(jìn)裝置的發(fā)電效率之后，將燃燒空氣8供應(yīng)到燃燒器和AAP。
在采用兩階段燃燒方法時(shí)燃燒區(qū)移動(dòng)到加熱爐的下游側(cè)。因此，如果加熱爐中高溫燃燒氣體與來(lái)自AAP3的高溫空氣流的混合較差，在其中高溫燃燒氣體和高溫空氣8不足夠混合的狀態(tài)下，將高溫燃燒氣體從加熱爐排放。因此，許多未燃燒的易燃物(煤中的未燃燒碳和燃燒氣體中的一氧化碳)包含在來(lái)自加熱爐的廢氣中。因此，在具有極大燃燒效率和對(duì)經(jīng)濟(jì)效率有影響的商業(yè)鍋爐的加熱爐中，為改進(jìn)來(lái)自AAP3的空氣的混合，采用圖22所示結(jié)構(gòu)的AAP(稱為專利文獻(xiàn)1(JP-A-59-109714))。在此結(jié)構(gòu)中，由從旋轉(zhuǎn)設(shè)備6供應(yīng)和被旋轉(zhuǎn)的高溫空氣流促進(jìn)與高溫燃燒氣體的混合。同時(shí)，通過(guò)注射流量由風(fēng)門7控制的直接流到旋轉(zhuǎn)流的中心部分以保證射流的噴霧滲透，可以供應(yīng)高溫空氣流到加熱爐的中心部分。
圖23是例如，在專利文獻(xiàn)2(JP-A-3-286906)和專利文獻(xiàn)3(JP-U-1-101011)中公開的燃燒裝置的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。在水壁1中放置燃燒器2，下階段端口11和上階段端口12。換言之，提供AAP以分成兩個(gè)上階段和下階段。將廢氣或低溫空氣10從下階段端口11供應(yīng)，和將高溫空氣8從上階段端口12供應(yīng)。
燃燒器2和上階段端口12實(shí)現(xiàn)正常的兩階段燃燒方法。在此情況下，在加熱爐中的燃燒器的上部分中形成高溫部分，和通過(guò)供應(yīng)高溫空氣8使氣體溫度變得太高和NOx傾向于產(chǎn)生。因此，為臨時(shí)降低加熱爐中氣體的溫度，將廢氣或低溫空氣10從下階段端口11供應(yīng)，和防止NOx產(chǎn)生。
然而，在此燃燒裝置中，必須供應(yīng)許多廢氣或低溫空氣10用于降低加熱爐中燃燒器的上部分中高溫燃燒氣體的溫度。因此，顯著降低裝置的發(fā)電效率。
圖24是根據(jù)其它現(xiàn)有技術(shù)的燃燒裝置的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。如圖中所示，布置燃燒器2以在三個(gè)階段中面對(duì)，和布置AAP3以在一個(gè)階段中面對(duì)。在圖中，參考號(hào)22表示環(huán)境裝置如NOx脫除裝置等，參考號(hào)23表示開啟和關(guān)閉閥，參考號(hào)24表示空氣預(yù)熱器，參考號(hào)25表示強(qiáng)制風(fēng)機(jī)(FDF)，參考號(hào)26表示煤粉碎機(jī)，參考號(hào)27表示煙囟，參考號(hào)28表示廢氣循環(huán)風(fēng)機(jī)(GRF)，參考號(hào)41表示加熱爐，參考號(hào)43表示燃燒空氣流路，參考號(hào)70表示廢氣，參考號(hào)71，72和73表示換熱器管，和參考號(hào)74表示供應(yīng)廢氣到加熱爐底部分的加熱爐底部氣體供應(yīng)腔。
在圖25中顯示具有所述結(jié)構(gòu)的燃燒裝置中NOx濃度在加熱爐中的分布。圖中橫軸顯示NOx濃度，和縱軸顯示加熱爐高度方向中的距離。
在從根據(jù)兩狀態(tài)燃燒的燃燒器供應(yīng)的空氣流量小于圖中所示理論空氣流量的情況下，在混合用于兩階段燃燒的空氣之前由還原氣氛構(gòu)成加熱爐中的氣體，和逐漸降低燃燒器區(qū)域中產(chǎn)生的NOx。由于由AAP供應(yīng)用于兩階段燃燒的空氣，氣氛變化成氧化氣氛，所以增加NOx的數(shù)量，如由現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)線所示。增加的NOx由兩種NOx構(gòu)成，包含在燃燒氣體中的未燃燒氮化合物的氧化引起的NOx，和由在高溫下空氣中氮的氧化引起NOx(熱NOx)。在粉煤點(diǎn)火中，根據(jù)低NOx燃燒技術(shù)的高進(jìn)展廣泛降低了NOx水平。
通常，其中降低了NOx的主體主要由源自燃料中氮的燃料NOx構(gòu)成，然而，近年來(lái)當(dāng)NOx水平可以設(shè)定到等于或小于200ppm時(shí)，不能忽視熱NOx的存在。由于燃燒模擬，已經(jīng)知道熱NOx占整個(gè)NOx產(chǎn)生數(shù)量的一半。此外，已經(jīng)知道在從AAP供應(yīng)用于燃燒的空氣(它可以稱為用于兩階段燃燒的空氣)之后產(chǎn)生大多數(shù)NOx。此外，已經(jīng)知道在由用于兩階段燃燒的空氣引起的燃燒的早期階段中，燃燒器上部分中高溫部分中存在的未燃燒易燃物局部變成高溫，和突然產(chǎn)生熱NOx。
下文將參考圖26詳細(xì)給出上述現(xiàn)象的說(shuō)明。此圖顯示在水壁1中提供的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的AAP結(jié)構(gòu)，來(lái)自AAP的注入空氣和高溫燃燒氣體在加熱爐41中的混合狀態(tài)，AAP結(jié)構(gòu)在此實(shí)施例的情況下為含有兩個(gè)流路的類型。
將用于兩階段燃燒的空氣(AAP主要空氣105和AAP輔助空氣106)從兩階段燃燒空氣風(fēng)室101通過(guò)AAP主要空氣流路102，和在外周圍側(cè)的AAP輔助空氣流路103注入加熱爐41。由AAP輔助空氣寄存器104對(duì)AAP輔助空氣106施加合適的旋轉(zhuǎn)。在此情況下，參考號(hào)1000表示從兩階段燃燒氣體風(fēng)室101引入AAP主要空氣流路102作為AAP主要電的開口部分。
考慮到為改進(jìn)電站發(fā)電效率而做的燃燒促進(jìn)，高溫空氣通常用于兩階段燃燒的空氣。為降低未燃燒的易燃物，必須促進(jìn)從AAP供應(yīng)的空氣和高溫燃燒氣體在加熱爐中的混合。為促進(jìn)混合，由于必須使空氣射流達(dá)到加熱爐的中心部分和加寬射流的寬度以防止在射流之間產(chǎn)生間隙，就增加空氣射流的噴霧速度以增強(qiáng)射流的噴霧滲透，對(duì)空氣射流施加旋轉(zhuǎn)等。在每種情況下，在空氣和高溫燃燒氣體之間的混合區(qū)中湍流的強(qiáng)度變大。當(dāng)湍流的強(qiáng)度變大時(shí)，促進(jìn)了混合區(qū)中的氧化反應(yīng)，局部溫度增加。此外，由于向混合區(qū)供應(yīng)足夠的空氣，氧氣濃度處于高的狀態(tài)。因此，在混合區(qū)中，就建立起對(duì)應(yīng)于產(chǎn)生熱NOx所要求的高溫和高氧氣濃度的條件。
作為降低熱NOx的技術(shù)，混合一部分廢氣與燃燒空氣的廢氣混合通常用于燃油鍋爐和燃?xì)忮仩t。圖27顯示應(yīng)用廢氣混合的燃燒裝置的輪廓結(jié)構(gòu)。
將一部分廢氣由氣體循環(huán)風(fēng)機(jī)28返回，一部分從加熱爐氣體供應(yīng)腔74供應(yīng)到加熱爐，和用于控制再熱蒸汽的溫度。此外，將一部分廢氣在氣體循環(huán)風(fēng)機(jī)28的出口分路用于降低NOx以通過(guò)氣體混合流路29引入燃燒空氣流路43。參考號(hào)30表示在氣體混合流路29上提供的氣體混合調(diào)節(jié)風(fēng)門。
將廢氣與其混合的燃燒空氣從燃燒器2和AAP3供應(yīng)到加熱爐。廢氣混合是根據(jù)燃燒場(chǎng)中燃燒溫度的降低和氧氣濃度的降低，可以有效降低熱NOx的方法。此方法可以應(yīng)用于采用具有高燃燒速度的油或氣體作為燃料的鍋爐，而沒(méi)有問(wèn)題。然而，當(dāng)對(duì)具有比較低燃燒速度的燃煤鍋爐應(yīng)用廢氣混合時(shí)，根據(jù)整個(gè)燃燒場(chǎng)中燃燒溫度的降低和氧氣濃度的降低極大地降低了燃燒效率。
此外，在低NOx煤燃燒器火焰中，在火焰中存在NOx除去反應(yīng)使得由中間產(chǎn)物降低臨時(shí)產(chǎn)生的NOx，然而，已經(jīng)知道根據(jù)火焰的溫度變高，火焰中的NOx除去反應(yīng)在NOx除去效率上獲得改進(jìn)。當(dāng)由廢氣混合降低火焰溫度時(shí)，存在的情況是產(chǎn)生的NOx根據(jù)NOx除去效率的降低反而增加產(chǎn)生的NOx。
如上所述，兩階段燃燒方法作為整個(gè)加熱爐時(shí)具有NOx降低效果，然而，AAP自身具有產(chǎn)生NOx的效果。常規(guī)AAP的缺點(diǎn)是通過(guò)降低未燃燒的易燃物在加熱爐中改進(jìn)高溫燃燒氣體和空氣之間混合用于達(dá)到完全燃燒的情況下，增加了AAP中產(chǎn)生的NOx。
此外，當(dāng)如上所述應(yīng)用廢氣混合用于降低燃煤燃燒裝置的熱NOx時(shí)，存在的缺點(diǎn)是產(chǎn)生不利的效果如燃燒效率的降低和火焰中NOx除去反應(yīng)的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供燃燒裝置和風(fēng)室，該燃燒裝置和風(fēng)室可解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，和甚至在促進(jìn)高溫燃燒氣體和燃燒空氣之間混合以期降低未燃燒的易燃物的情況下亦可抑制AAP中的NOx產(chǎn)生。
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種燃燒裝置，該燃燒裝置包括在加熱爐中采用理論空氣比或更小比例燃燒燃料的燃燒器；和在燃燒器回流側(cè)布置并注射用于燃燒器中不足的燃燒空氣進(jìn)入加熱爐的通氣口，其中在由通過(guò)所述燃燒器燃燒燃料產(chǎn)生的燃燒氣體和從所述通氣口注入的燃燒空氣兩者形成的混合區(qū)中或混合區(qū)附近，設(shè)置用于供應(yīng)氮氧化物產(chǎn)生抑制氣體的抑制氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)，該氮氧化物抑制氣體抑制氮氧化物的產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供上述第一方面中所述的燃燒裝置，其中將通氣口的內(nèi)側(cè)分成注入燃燒空氣的流路，和注入氮氧化物產(chǎn)生抑制氣體的流路。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供上述第一方面或第二方面中所述的燃燒裝置，其中氮氧化物產(chǎn)生抑制氣體由至少一種選自如下的氣體構(gòu)成燃燒廢氣、燃燒廢氣和空氣的混合氣體、和空氣。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供上述第一方面到第三方面任一方面中所述的燃燒裝置，其中從通氣口的空氣注入端口的外周邊部分側(cè)將抑制氣體注入加熱爐。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供上述第一方面到第四方面任一方面中所述的燃燒裝置，其中所述抑制氣體注入端口為環(huán)形形狀，其圍繞通氣口的空氣注入端口。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供上述第一方面到第四方面任一方面中所述的燃燒裝置，其中在圓周方向布置多個(gè)抑制氣體注入端口以圍繞通氣口的空氣注入端口。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供上述第一方面到第四方面任一方面中所述的燃燒裝置，其中所述抑制氣體注入端口為大體上的圓弧形狀，其圍繞通氣口的空氣注入端口的一部分。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供上述第一方面到第四方面任一方面中所述的燃燒裝置，其中在通氣口的空氣注入端口的一部分外周邊部中同心布置多個(gè)抑制氣體注入端口。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供上述第七方面或第八方面中所述的燃燒裝置，其中在通氣口的空氣注入端口的燃燒器側(cè)布置抑制氣體注入端口。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供上述第一方面到第十方面任一方面中所述的燃燒裝置，其中還包括一將在所述加熱爐中循環(huán)的廢氣的一部分以分支的狀態(tài)作為氮氧化物抑制氣體供應(yīng)的系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供上述第十方面中所述的燃燒裝置，其中在抑制氣體供應(yīng)系統(tǒng)中設(shè)置專門用于抑制氣體的風(fēng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，提供上述第十方面中所述的燃燒裝置，其中抑制氣體由溫度由換熱器降低之后的廢氣構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，提供上述第一方面到第十二方面任一方面中所述的燃燒裝置，其中沿加熱爐的寬度方向設(shè)置多個(gè)通氣口，和每個(gè)通氣口設(shè)置有抑制氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)抑制氣體流率的流率調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，提供上述第一方面到第十三方面任一方面中所述的燃燒裝置，其中沿加熱爐的寬度方向布置多個(gè)通氣口，每個(gè)通氣口設(shè)置有抑制氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)，在多個(gè)通氣口中與接近加熱爐側(cè)壁的通氣口相比，將更多抑制氣體供應(yīng)到接近加熱爐中心部分的通氣口。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，提供上述第十三方面或第十四方面中所述的燃燒裝置，其中供應(yīng)到多個(gè)通氣口的抑制氣體總供應(yīng)流率可以與燃燒裝置的負(fù)荷相對(duì)應(yīng)而變化。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，提供上述第十三方面或第十四方面中所述的燃燒裝置，其中供應(yīng)到多個(gè)通氣口的抑制氣體總供應(yīng)流率可以與燃燒裝置的氮氧化物排出濃度相對(duì)應(yīng)而變化。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，提供一種具有通氣口的風(fēng)室，通氣口在燃燒器回流側(cè)布置并供應(yīng)對(duì)應(yīng)于燃燒器中不足的燃燒空氣，其中，在用于通氣口的風(fēng)室內(nèi)，在由通過(guò)燃燒器燃燒燃料產(chǎn)生的燃燒氣體和從通氣口注入的燃燒空氣兩者形成的混合區(qū)中或混合區(qū)附近，設(shè)置用于供應(yīng)抑制氣體的抑制氣體風(fēng)室，抑制氣體抑制氮氧化物的產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，提供上述第十七方面中所述的風(fēng)室，其中設(shè)置由多個(gè)通氣口共享的通氣口風(fēng)室，以及在通氣口風(fēng)室中設(shè)置由多個(gè)通氣口共享的抑制氣體風(fēng)室。
根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，提供上述第十七方面中所述的風(fēng)室，其中設(shè)置多個(gè)由通氣口共享的通氣口風(fēng)室，以及在通氣口風(fēng)室中設(shè)置分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)通氣口的抑制氣體風(fēng)室。
根據(jù)本發(fā)明的第二十方面，提供上述第十七方面中所述的風(fēng)室，其中在通氣口的空氣注射出口的外周邊部分側(cè)設(shè)置抑制氣體風(fēng)室的抑制氣體注射端口。
根據(jù)本發(fā)明的第二十一方面，提供上述第二十方面中所述的風(fēng)室，其中抑制氣體注入端口為環(huán)形并圍繞通氣口的空氣注入端口。
根據(jù)本發(fā)明的第二十二方面，提供上述第二十方面中所述的風(fēng)室，其中在周邊方向布置多個(gè)抑制氣體注入端口以圍繞通氣口的空氣注入端口。
根據(jù)本發(fā)明的第二十三方面，提供上述第二十方面中所述的風(fēng)室，其中抑制氣體注入端口為大體上的圓弧形并以圍繞通氣口的空氣注入端口一部分。
根據(jù)本發(fā)明的第二十四方面，提供上述第二十方面中所述的風(fēng)室，其中在通氣口的空氣注入端口的一部分外周邊部同心布置多個(gè)抑制氣體注入端口。
根據(jù)本發(fā)明的第二十五方面，提供上述第二十方面中所述的風(fēng)室，其中在通氣口的空氣注入端口的燃燒器側(cè)布置抑制氣體注入端口。
為改進(jìn)加熱爐中如下兩種物質(zhì)之間的混合即為降低未燃燒易燃物而從AAP供應(yīng)的空氣和高溫燃燒氣體，實(shí)施的措施是通過(guò)增加空氣射流的注入速度或?qū)諝馍淞魇┘有D(zhuǎn)而增強(qiáng)射流的滲透。在兩種情況下，圖21和22中所示的在高溫空氣和高溫燃燒氣體之間混合界面中的非穩(wěn)態(tài)湍流(湍流的強(qiáng)度)變強(qiáng)。在此情況下，在常規(guī)AAP中，在具有大湍流強(qiáng)度的混合界面中溫度變高和氧氣濃度變高。這是由于具有高溫度的燃燒氣體和具有高氧氣濃度的空氣彼此直接接觸。
如果建立高湍流強(qiáng)度，高溫度和高氧氣濃度的條件，則產(chǎn)生NOx。當(dāng)通過(guò)常規(guī)AAP為降低未燃燒易燃物而提高混合時(shí)，則上述條件建立而產(chǎn)生NOx。在本發(fā)明中，由于將具有低溫度和低氧氣濃度的氣體(廢氣，在廢氣和空氣之間的混合氣體，低溫空氣等)供應(yīng)到混合區(qū)(混合界面)或混合區(qū)附近的部分，所以不產(chǎn)生NOx或抑制NOx的產(chǎn)生。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的AAP的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的AAP的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的AAP的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖3B是圖3A中線A-A上的視野圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方案的AAP的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖4B是圖4A中線B-B上的視野圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方案解釋供應(yīng)廢氣到抑制氣體風(fēng)室的途徑的燃燒裝置輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施方案解釋供應(yīng)廢氣和空氣的混合氣體到抑制氣體風(fēng)室的途徑的燃燒裝置輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施方案解釋供應(yīng)低溫空氣到抑制氣體風(fēng)室的途徑的燃燒裝置輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖8是解釋通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明而獲得的效果的特征視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施方案的燃燒裝置輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖10是根據(jù)實(shí)施方案兩階段燃燒空氣風(fēng)室附近的放大結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖11是顯示風(fēng)室附近的空氣射流，AAP廢氣射流和從燃燒器部一側(cè)上升的未燃燒氣體的流動(dòng)狀態(tài)的解釋性視圖；圖12A是根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施方案兩階段燃燒空氣風(fēng)室附近的放大結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖12B是顯示抑制氣體注入端口的布置狀態(tài)的視圖；圖13A是根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施方案兩階段燃燒空氣風(fēng)室附近的放大結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖13B是顯示抑制氣體注入端口的布置狀態(tài)的視圖；圖14是顯示風(fēng)室附近的空氣射流，AAP廢氣射流和從燃燒器部一側(cè)上升的未燃燒氣體的流動(dòng)狀態(tài)的解釋性視圖；圖15A是根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施方案兩階段燃燒空氣風(fēng)室附近的放大結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖15B是顯示抑制氣體注入端口的布置狀態(tài)的視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明第十二實(shí)施方案的燃燒裝置的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖17A是顯示在加熱爐中寬度方向中加熱爐中氣體溫度分布狀態(tài)的視圖；圖17B是顯示在加熱爐中寬度方向中NOx產(chǎn)生濃度布狀態(tài)的視圖；圖18是解釋在罐前面和后面放置的AAP廢氣循環(huán)數(shù)量調(diào)節(jié)風(fēng)門的回流側(cè)中布置的多個(gè)調(diào)節(jié)風(fēng)門開啟程度調(diào)節(jié)的視圖；圖19是解釋在本發(fā)明實(shí)施方案中設(shè)定AAP循環(huán)氣體流量的實(shí)施例的視圖；圖20A是顯示鍋爐燃燒裝置結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要前視圖；圖20B是圖20A中燃燒裝置的簡(jiǎn)要側(cè)視圖；圖21是顯示第一現(xiàn)有技術(shù)的AAP輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖22是顯示第二現(xiàn)有技術(shù)的AAP輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖23是顯示第三現(xiàn)有技術(shù)的燃燒裝置輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖24是顯示第四現(xiàn)有技術(shù)的燃燒裝置輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖；圖25是顯示燃燒裝置中NOx濃度在加熱爐中分布狀態(tài)的視圖；圖26是顯示常規(guī)AAP結(jié)構(gòu)，和從AAP而來(lái)的注入空氣和高溫燃燒氣體在加熱爐中混合狀態(tài)的視圖；和圖27是顯示第五現(xiàn)有技術(shù)的燃燒裝置輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式然后，參考附圖給出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的描述。圖1是根據(jù)第一實(shí)施方案的AAP的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。將AAP風(fēng)室5放入水壁1，和將NOx產(chǎn)生抑制氣體風(fēng)室放入其內(nèi)部以形成雙結(jié)構(gòu)。在AAP風(fēng)室5的加熱爐側(cè)中形成的AAP空氣注入端口5a的外周邊部一側(cè)中環(huán)形設(shè)置在抑制氣體風(fēng)室9的加熱爐側(cè)中形成的抑制氣體注入端口9a。
將高溫空氣流8引入AAP風(fēng)室5，和從AAP空氣注入端口5a線性注入加熱爐。將由廢氣構(gòu)成的NOx產(chǎn)生抑制氣體10引入抑制氣體風(fēng)室9，并向高溫空氣射流的周圍，即在加熱爐中或加熱爐附近的一部分中由高溫燃燒氣體和高溫空氣(用于燃燒的空氣)兩者的混合區(qū)(圖中的波浪線部分)注入加熱爐。
如上所述，AAP由雙結(jié)構(gòu)構(gòu)成，將高溫空氣8從中心部分供應(yīng)入加熱爐，和將抑制氣體10從其外周邊部分供應(yīng)入加熱爐。在此情況下，如果為促進(jìn)高溫空氣8的混合而增加高溫空氣射流的注入速度，將由具有低溫度和低氧氣濃度的廢氣構(gòu)成的抑制氣體10供應(yīng)到高溫空氣8和高溫燃燒氣體的混合區(qū)或靠近混合區(qū)的部分。因此，抑制NOx的產(chǎn)生。換言之，本發(fā)明可達(dá)到未燃燒易燃物和產(chǎn)生的NOx的同時(shí)降低，該同時(shí)降低不能由常規(guī)AAP達(dá)到。
在此情況下，當(dāng)混合廢氣與從AAP供應(yīng)的高溫空氣時(shí)，可能由于氧氣濃度的降低和在稀釋基礎(chǔ)上氣體溫度的降低而抑制NOx的產(chǎn)生，然而，由于基于許多廢氣的循環(huán)而降低了發(fā)電裝置的效率，所以這不是優(yōu)選的。根據(jù)本發(fā)明，由于能夠通過(guò)供應(yīng)少量抑制氣體10僅到對(duì)應(yīng)于其中產(chǎn)生熱NOx的部分的高溫空氣和高溫燃燒氣體的混合區(qū)而抑制NOx的產(chǎn)生，所以不降低發(fā)電的效率。
在本實(shí)施方案中，廢氣用作抑制氣體10，然而，通過(guò)從位于AAP流路的外周邊側(cè)的抑制氣體注入端口9a供應(yīng)廢氣和空氣或低溫空氣的混合氣體，可以獲得相同的效果。
圖2是根據(jù)第二實(shí)施方案的AAP的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。在本實(shí)施方案中，其結(jié)構(gòu)使得由高溫空氣直線流構(gòu)成的抑制氣體10、通過(guò)旋轉(zhuǎn)設(shè)備6的高溫空氣旋轉(zhuǎn)流和由廢氣構(gòu)成的抑制氣體供應(yīng)入加熱爐，所述高溫空氣直線流的流率由氣流調(diào)節(jié)器控制。換言之，AAP被形成為多重結(jié)構(gòu)(在本實(shí)施方案中的三重結(jié)構(gòu))，并通過(guò)從最外周邊供應(yīng)抑制氣體10而抑制NOx的產(chǎn)生。
在其中布置有許多AAP 3的燃燒裝置中，AAP風(fēng)室5和抑制氣體風(fēng)室9的布置成為一個(gè)問(wèn)題。在圖3A，3B，4A和4B中顯示第三和第四實(shí)施方案。
圖3B是圖3A中線A-A上的視野圖。在此第三實(shí)施方案中，在水壁1中放置多個(gè)AAP3，然而，從公用的AAP風(fēng)室5供應(yīng)高溫空氣流8。公用的抑制氣體風(fēng)室9被放入AAP風(fēng)室5的內(nèi)部，并通過(guò)公用的抑制氣體風(fēng)室9供應(yīng)抑制氣體10。
圖4B是圖4A中線B-B上的視野圖。在此第四實(shí)施方案中，將分立的抑制氣體風(fēng)室9放入公用AAP風(fēng)室5的內(nèi)部。
下面，將根據(jù)圖5-7中顯示的實(shí)施方案，對(duì)應(yīng)于抑制氣體和空氣給出廢氣的供應(yīng)通路的描述。在這些圖中，參考號(hào)13表示第一風(fēng)機(jī)，參考號(hào)14表示換熱器，和參考號(hào)15表示第二風(fēng)機(jī)。在圖5中所示的第五實(shí)施方案中，由第二風(fēng)機(jī)15將由廢氣構(gòu)成的抑制氣體供應(yīng)到抑制氣體風(fēng)室9。抑制氣體的氣體溫度是約250-350℃，及其氧氣百分含量是約2-6％。
在圖6所示的第六實(shí)施方案中，在合適的速率下混合通過(guò)換熱器14的燃燒空氣和來(lái)自第二風(fēng)機(jī)15的廢氣，將由混合氣體構(gòu)成的抑制氣體供應(yīng)到抑制氣體風(fēng)室9。例如，在約10％下混合燃燒空氣的情況下，抑制氣體的氣體溫度是約250-350℃，和氧氣百分含量是約5-9％。
在圖7所示的第七實(shí)施方案中，將來(lái)自第一風(fēng)機(jī)15的低溫空氣直接作為抑制氣體從應(yīng)到抑制氣體風(fēng)室9而不通過(guò)換熱器14。抑制氣體的氣體溫度大約等于大氣溫度，氧氣百分含量是約20％。
在圖8中解釋通過(guò)將本發(fā)明應(yīng)用到燃燒裝置如燃煤發(fā)電鍋爐等獲得的效果。由于通過(guò)增加后空氣注入速度而改進(jìn)了在燃燒氣體和空氣之間的混合，所以如圖8所示，降低了未燃燒的易燃物。在本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)之間這種傾向是相同的。另一方面，根據(jù)后空氣注入速度的增加而增加了NOx的排氣數(shù)量。這是因?yàn)閷?duì)應(yīng)于燃料氧化反應(yīng)的燃燒被促進(jìn)時(shí)，氮含量的氧化被總體提高，從而產(chǎn)生了NOx。在現(xiàn)有技術(shù)中，不可能達(dá)到未燃燒易燃物和NOx的同時(shí)降低。然而，由于本發(fā)明的使用，可以在高溫空氣和高溫燃燒氣體的混合區(qū)中抑制NOx的產(chǎn)生，與圖8所示的現(xiàn)有技術(shù)相比，在增加后空氣注入速度的情況下NOx的產(chǎn)生較少。
圖9是根據(jù)第九實(shí)施方案的燃燒裝置輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。在本實(shí)施方案中，將一部分廢氣從加熱爐底部氣體供應(yīng)腔74由氣體循環(huán)風(fēng)機(jī)28供應(yīng)到加熱爐41，并基于對(duì)流傳熱，調(diào)節(jié)傳熱設(shè)備71，72和73中的傳熱量即控制蒸汽的溫度。此外，由AAP廢氣循環(huán)風(fēng)機(jī)37增加其它部分廢氣的壓力以形成NOx產(chǎn)生抑制氣體，并將該廢氣從AAP5通過(guò)AAP廢氣循環(huán)流路31注入加熱爐。
在本實(shí)施方案中，由于布置AAP廢氣循環(huán)風(fēng)機(jī)37用于專用目的，能夠容易地設(shè)定AAP廢氣循環(huán)的適當(dāng)條件，而不管來(lái)自加熱爐底部部分用于控制蒸汽溫度的廢氣循環(huán)的條件。
圖10是根據(jù)實(shí)施方案，兩階段燃燒空氣風(fēng)室附近的放大結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，和圖11是顯示風(fēng)室附近的空氣射流，AAP廢氣射流和從燃燒器一側(cè)而來(lái)的未燃燒氣體上升流的流動(dòng)狀態(tài)的解釋性視圖。
在這些圖中，參考號(hào)1表示水壁，參考號(hào)32表示AAP廢氣循環(huán)數(shù)量調(diào)節(jié)風(fēng)門，參考號(hào)33表示AAP廢氣供應(yīng)管，參考號(hào)34表示AAP廢氣供應(yīng)環(huán)，參考號(hào)35表示AAP廢氣供應(yīng)流路，參考號(hào)36表示AAP廢氣射流，參考號(hào)38表示未燃燒氣體上升流，和參考號(hào)41表示加熱爐。此外，參考號(hào)101表示兩階段燃燒空氣風(fēng)室，參考號(hào)102表示AAP主要空氣流路，參考號(hào)103表示AAP輔助空氣流路，參考號(hào)104表示AAP輔助空氣寄存器，參考號(hào)105表示AAP主要空氣，參考號(hào)106表示AAP輔助空氣，和參考號(hào)107表示空氣射流。在此情況下，參考號(hào)1000表示從兩階段燃燒空氣風(fēng)室101將AAP主要空氣105引入到AAP主要電流路的開口部分。
在本實(shí)施方案的情況下，AAP廢氣供應(yīng)流路35的抑制氣體注入端口9a被布置成圍繞AAP空氣流路102和103的整個(gè)空氣注入端口5a。將由AAP廢氣循環(huán)數(shù)量調(diào)節(jié)風(fēng)門32將其流量調(diào)節(jié)到預(yù)定流量的循環(huán)氣體通過(guò)AAP廢氣供應(yīng)管33引入AAP廢氣供應(yīng)環(huán)34，如圖11所示通過(guò)AAP廢氣供應(yīng)流路35，并作為AAP廢氣射流36從抑制氣體注入端口9a注入到空氣射流107的外周邊部分。
如上所述，將廢氣供應(yīng)流路35放入在AAP輔助空氣流路103直徑方向的外側(cè)，并且廢氣以圍繞兩階段燃燒空氣(空氣射流107)的方式供給。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，如圖11所示，能夠供應(yīng)廢氣到混合區(qū)或(和)與混合區(qū)相鄰的部分，該混合區(qū)中來(lái)自燃燒器側(cè)的未燃燒氣體上升流38中的未燃燒易燃物由兩階段燃燒空氣開始燃燒。
圖12A和12B是根據(jù)第九實(shí)施方案靠近兩階段燃燒空氣風(fēng)室的放大結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，其中圖12A是靠近風(fēng)室的整個(gè)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，和圖12B是顯示抑制氣體注入端口的布置狀態(tài)的視圖。
在本實(shí)施方案的情況下，AAP廢氣供應(yīng)流路35由多個(gè)廢氣供應(yīng)噴嘴形成，將廢氣供應(yīng)噴嘴放入AAP輔助空氣流路103的外周邊部分中，如圖12B所示將AAP廢氣供應(yīng)流路35的多個(gè)抑制氣體注入端口9a放置在周邊方向。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，混合廢氣使其圍繞兩階段燃燒空氣。能夠供應(yīng)廢氣到下述區(qū)域，即，在該區(qū)域中采用與圖11中實(shí)施方案相同的方式，基于兩階段燃燒空氣從燃燒器上升的未燃燒組分開始燃燒。在本實(shí)施方案中，能夠通過(guò)對(duì)現(xiàn)有兩階段燃燒氣體端口作比較簡(jiǎn)單的改進(jìn)而設(shè)置廢氣供應(yīng)噴嘴。
圖13A和13B是根據(jù)第十實(shí)施方案兩階段燃燒空氣風(fēng)室附近的放大結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，其中圖13A是風(fēng)室附近的整個(gè)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，和圖13B是顯示抑制氣體注入端口的布置狀態(tài)的視圖。圖14是顯示風(fēng)室附近的空氣射流，AAP廢氣射流和從燃燒器部一側(cè)上升的未燃燒氣體的流動(dòng)狀態(tài)的解釋性視圖。
在本實(shí)施方案的情況下，如圖13B所示，僅在AAP輔助空氣流路103中的外周邊部分的下側(cè)放置半環(huán)形狀(圓弧形狀)的廢氣供應(yīng)噴嘴的抑制氣體注入端口9a，從此注入AAP廢氣射流36(參考圖14)。如圖14所示，由于AAP廢氣射流36可以僅在AAP空氣射流107的下側(cè)中形成，其中從燃燒器部分一側(cè)上升的未燃燒組分基于兩階段燃燒空氣開始燃燒，從而能夠由少量循環(huán)氣體獲得相同的NOx降低效果。
圖15A和15B是根據(jù)第十一實(shí)施方案兩階段燃燒空氣風(fēng)室附近的放大結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，其中圖15A是風(fēng)室附近的整個(gè)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，和圖15B是顯示抑制氣體注入端口的布置狀態(tài)的視圖。
在本實(shí)施方案的情況下，僅在AAP輔助空氣流路103的外周邊部分下側(cè)中同心放置廢氣供應(yīng)噴嘴的抑制氣體注入端口9a。在此情況下，采用與圖14相同的方式，由于能夠僅在AAP空氣射流的下側(cè)中形成AAP廢氣射流，在該下側(cè)中從燃燒器上升的未燃燒組分基于兩階段燃燒空氣開始燃燒，所以能夠由少量循環(huán)氣體獲得相同的NOx降低效果。
在第十和第十一實(shí)施方案的情況下，AAP廢氣供應(yīng)環(huán)34可以實(shí)際采用與抑制氣體注入端口9a相對(duì)應(yīng)的半環(huán)形狀代替完全環(huán)形狀形成。
圖16是根據(jù)第十二實(shí)施方案的燃燒裝置的輪廓結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。在本實(shí)施方案的情況下，由于將其中通過(guò)換熱器如空氣預(yù)熱器24等回收熱量的低溫廢氣供應(yīng)到AAP風(fēng)室5，所以根據(jù)溫度降低獲得降低熱NOx的效果。
圖17A和17B是顯示在加熱爐中寬度方向中加熱爐中氣體溫度分布狀態(tài)，和在加熱爐中寬度方向中NOx產(chǎn)生濃度分布狀態(tài)的視圖。如圖17A所示，加熱爐中的氣體溫度在接近加熱爐側(cè)壁的部分(在圖方向中接近右端和左端的部分)中更低，而在加熱爐的中心部分更高。因此，如圖17B所示，NOx產(chǎn)生濃度在加熱爐的溫度更高的中心部分中變得更高。在加熱爐的寬度方向中提供多個(gè)AAP的情況下，能夠通過(guò)與接近加熱爐側(cè)壁的部分相比，供應(yīng)更多廢氣到加熱爐的中心部分有效降低NOx。
圖18是解釋在罐前面和罐后面放置的AAP廢氣循環(huán)數(shù)量調(diào)節(jié)風(fēng)門的回流側(cè)中布置的多個(gè)調(diào)節(jié)風(fēng)門32a-32h開啟程度調(diào)節(jié)的視圖。如圖所示，與加熱爐寬度方向中布置的各個(gè)AAP(未顯示)對(duì)應(yīng)，在罐前側(cè)中，將調(diào)節(jié)風(fēng)門32a-32d分別放入AAP廢氣循環(huán)數(shù)量調(diào)節(jié)風(fēng)門32X的回流側(cè)。在罐的后側(cè)中采用相同的方式，將調(diào)節(jié)風(fēng)門32e-32h放入AAP廢氣循環(huán)數(shù)量調(diào)節(jié)風(fēng)門32Y的回流側(cè)。
如從上述圖17A和17B的結(jié)果顯然的那樣，加熱爐中的氣體溫度在接近加熱爐側(cè)壁的部分中更低和在中心部分更高。因此，NOx產(chǎn)生濃度在加熱爐的溫度更高的中心部分更高。如上所述與加熱爐中氣體溫度的條件相對(duì)應(yīng)，通過(guò)設(shè)定在罐前側(cè)和后側(cè)兩側(cè)中接近側(cè)壁的部分中放置的調(diào)節(jié)風(fēng)門32a，32d，32e和32h的風(fēng)門開啟程度小和設(shè)定在加熱爐中中心部分側(cè)中放置的調(diào)節(jié)風(fēng)門32b，32c，32f和32g的風(fēng)門開啟程度大，供應(yīng)許多廢氣到含有許多NOx產(chǎn)生數(shù)量的加熱爐的中心部分。
鍋爐負(fù)荷越高，加熱爐中的氣體溫度變得越高。結(jié)果是，鍋爐負(fù)荷越高，熱NOx越高。圖19是解釋設(shè)定AAP循環(huán)氣體流率的示例的視圖，其中橫軸顯示鍋爐負(fù)荷而縱軸顯示AAP廢氣循環(huán)比。在此情況下，AAP廢氣循環(huán)比是由如下表達(dá)式確定的數(shù)值A(chǔ)AP廢氣循環(huán)比＝(AAP廢氣循環(huán)流率)/(燃燒氣體流率)×100(％)在本示例中，在75和100％鍋爐負(fù)荷之間供應(yīng)AAP廢氣，鍋爐負(fù)荷大大受到熱NOx的影響，在100％鍋爐負(fù)荷中的AAP廢氣循環(huán)比設(shè)定為約3％，和在低負(fù)荷區(qū)域(在本實(shí)施例中小于75％)中停止廢氣供應(yīng)。通過(guò)在不具有NOx問(wèn)題的低負(fù)荷區(qū)域中停止廢氣供應(yīng)而抑制燃燒效率的降低。
在將抑制氣體如廢氣等供應(yīng)到多個(gè)通氣口的情況下，優(yōu)選如上所述可以與燃燒裝置的負(fù)荷相對(duì)應(yīng)而變化抑制氣體的總供應(yīng)流率，和可以與燃燒裝置的氮氧化物排放濃度相對(duì)應(yīng)而變化抑制氣體的總供應(yīng)流率。
在燃料的一些方面，存在的情況是沒(méi)有AAP廢氣供應(yīng)而NOx沒(méi)有問(wèn)題。在這樣的情況下，優(yōu)先獲得高效率的操作是理想的，而不供應(yīng)AAP廢氣。換言之，可以通過(guò)與NOx排放濃度相對(duì)應(yīng)而變化總循環(huán)氣體供應(yīng)量，達(dá)到最優(yōu)操作。
根據(jù)第一和第七方面中所述的措施，由于將氮氧化物抑制氣體僅供應(yīng)到空氣端口空氣和控制熱NOx的高溫燃燒氣體的混合區(qū)中的局部高溫部分，能夠有效降低NOx產(chǎn)生濃度同時(shí)抑制加熱爐中的整體溫度降低以保持燃燒效率。在采用本發(fā)明的情況下降低NOx的示例由圖25中的虛線顯示。如從此結(jié)果顯然的那樣，能夠在變化到氧化區(qū)的AAP下游側(cè)抑制NOx，和最終能廣泛地降低加熱爐出口中的NOx。
根據(jù)第二，第十八和第十九方面中所述的措施，由于將燃燒空氣流路和抑制氣體流路在通氣口中被分開提供，所以能夠抑制結(jié)構(gòu)變大。
根據(jù)第三方面中所述的措施，能夠采用各種氣體作為抑制氣體。
根據(jù)第四，第五，第六，第十二，第二十一和第二十二方面中所述的措施，能夠由抑制氣體流覆蓋通氣口空氣流的整個(gè)外周邊部分，NOx降低效果大。
根據(jù)第七，第八，第九，第二十三，第二十四和和第二十五方面中所述的措施，能夠由少量抑制氣體獲得改進(jìn)的NOx降低效果。
根據(jù)第十方面中所述的措施，能夠有效采用廢氣作為抑制氣體，而不必須特別制備抑制氣體。
根據(jù)第十一方面中所述的措施，能夠容易地設(shè)定NOx產(chǎn)生抑制氣體的最優(yōu)選條件，而不管用于控制傳熱設(shè)備的蒸汽溫度的廢氣循環(huán)條件。
根據(jù)第十二方面中所述的措施，能夠基于抑制氣體的溫度降低而獲得熱NOx降低效果。
根據(jù)第十三和第十四方面中所述的措施，能夠有效降低加熱爐中的NOx。
根據(jù)第十五方面中所述的措施，能夠通過(guò)在不具有NOx問(wèn)題的低負(fù)荷區(qū)域中停止抑制氣體供應(yīng)而抑制燃燒效率下降。
根據(jù)第十六方面中所述的措施，能夠通過(guò)與NOx的排氣濃度相對(duì)應(yīng)控制抑制氣體供應(yīng)而抑制燃燒效率下降。
工業(yè)實(shí)用性即使提高高溫燃燒氣體和空氣之間的混合從而降低了未燃燒易燃物，根據(jù)本發(fā)明的燃燒裝置也可抑制NOx的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種燃燒裝置，包括在加熱爐中采用理論空氣比或更小比例燃燒燃料的燃燒器；和在燃燒器回流側(cè)布置并注射用于燃燒器中不足的燃燒空氣進(jìn)入加熱爐的通氣口，其中在由通過(guò)所述燃燒器燃燒燃料產(chǎn)生的燃燒氣體和從所述通氣口注入的燃燒空氣兩者形成的混合區(qū)中或混合區(qū)附近，設(shè)置用于供應(yīng)氮氧化物產(chǎn)生抑制氣體的抑制氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)，該氮氧化物抑制氣體抑制氮氧化物的產(chǎn)生。
2.權(quán)利要求1的燃燒裝置，其中將所述通氣口的內(nèi)側(cè)分成注入所述燃燒空氣的流路，和注入所述氮氧化物產(chǎn)生抑制氣體的流路。
3.權(quán)利要求1或2的燃燒裝置，其中所述氮氧化物產(chǎn)生抑制氣體由至少一種選自如下的氣體構(gòu)成燃燒廢氣、燃燒廢氣和空氣的混合氣體、和空氣。
4.權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)的燃燒裝置，其中從所述通氣口的空氣注入端口的外周邊部分側(cè)將該抑制氣體注入加熱爐。
5.權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)的燃燒裝置，其中所述抑制氣體注入端口為環(huán)形形狀，其圍繞所述通氣口的空氣注入端口。
6.權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)的燃燒裝置，其中在圓周方向布置多個(gè)所述抑制氣體注入端口以圍繞該通氣口的空氣注入端口。
7.權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)的燃燒裝置，其中所述抑制氣體注入端口為大體上的圓弧形狀，其圍繞該通氣口的空氣注入端口的一部分。
8.權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)的燃燒裝置，其中在所述通氣口的空氣注入端口的一部分外周邊部中同心布置多個(gè)所述抑制氣體注入端口。
9.權(quán)利要求7或8的燃燒裝置，其中在所述通氣口的空氣注入端口的燃燒器側(cè)布置所述抑制氣體注入端口。
10.權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)的燃燒裝置，其中還包括一將在所述加熱爐中循環(huán)的廢氣的一部分以分支的狀態(tài)作為氮氧化物抑制氣體供應(yīng)的系統(tǒng)。
11.權(quán)利要求10的燃燒裝置，其中在所述抑制氣體供應(yīng)系統(tǒng)中設(shè)置專門用于抑制氣體的風(fēng)機(jī)。
12.權(quán)利要求10的燃燒裝置，其中該抑制氣體由溫度由換熱器降低之后的廢氣構(gòu)成。
13.權(quán)利要求1-12任意一項(xiàng)的燃燒裝置，其中沿該加熱爐的寬度方向設(shè)置多個(gè)通氣口，每個(gè)通氣口設(shè)置有所述抑制氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)抑制氣體流率的流率調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
14.權(quán)利要求1-13任意一項(xiàng)的燃燒裝置，其中沿該加熱爐的寬度方向設(shè)置多個(gè)通氣口，每個(gè)通氣口設(shè)置有所述抑制氣體供應(yīng)機(jī)構(gòu)，在多個(gè)通氣口中與接近加熱爐側(cè)壁的通氣口相比，將更多抑制氣體供應(yīng)到接近加熱爐中心部分的通氣口。
15.權(quán)利要求13或14的燃燒裝置，其中供應(yīng)到所述多個(gè)通氣口的抑制氣體總供應(yīng)流率可以與所述燃燒裝置的負(fù)荷相對(duì)應(yīng)而變化。
16.權(quán)利要求13或14的燃燒裝置，其中供應(yīng)到所述多個(gè)通氣口的抑制氣體總供應(yīng)流率可以與該燃燒裝置的氮氧化物排出濃度相對(duì)應(yīng)而變化。
17.一種具有通氣口的風(fēng)室，該通氣口在燃燒器回流側(cè)布置并供應(yīng)對(duì)應(yīng)于燃燒器中不足的燃燒空氣，其中，在用于通氣口的風(fēng)室內(nèi)，在由通過(guò)所述燃燒器燃燒燃料產(chǎn)生的燃燒氣體和從所述通氣口注入的燃燒空氣兩者形成的混合區(qū)中或混合區(qū)附近，設(shè)置用于供應(yīng)抑制氣體的抑制氣體風(fēng)室，該抑制氣體抑制氮氧化物的產(chǎn)生。
18.權(quán)利要求17的風(fēng)室，其中設(shè)置由多個(gè)所述通氣口共享的通氣口風(fēng)室，以及在通氣口風(fēng)室中設(shè)置由所述多個(gè)通氣口共享的抑制氣體風(fēng)室。
19.權(quán)利要求17的風(fēng)室，其中設(shè)置多個(gè)由所述通氣口共享的通氣口風(fēng)室，以及在通氣口風(fēng)室中設(shè)置分別對(duì)應(yīng)于該多個(gè)通氣口的抑制氣體風(fēng)室。
20.權(quán)利要求17的風(fēng)室，其中在所述通氣口的空氣注射出口的外周邊部分側(cè)設(shè)置該抑制氣體風(fēng)室的抑制氣體注射端口。
21.權(quán)利要求20的風(fēng)室，其中所述抑制氣體注入端口為環(huán)形，并圍繞該通氣口的空氣注入端口。
22.權(quán)利要求20的風(fēng)室，其中在周邊方向布置多個(gè)所述抑制氣體注入端口以圍繞所述通氣口的空氣注入端口。
23.權(quán)利要求20的風(fēng)室，其中所述抑制氣體注入端口為大體上的圓弧形并圍繞所述通氣口的空氣注入端口的一部分。
24.權(quán)利要求20的風(fēng)室，其中在所述通氣口的空氣注入端口的一部分外周邊部同心布置多個(gè)所述抑制氣體注入端口。
25.權(quán)利要求20的風(fēng)室，其中在所述通氣口的空氣注入端口的燃燒器側(cè)布置所述抑制氣體注入端口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃燒裝置，該燃燒裝置甚至在促進(jìn)高溫燃燒氣體和空氣之間的混合以希望降低未燃燒的易燃物的情況下還可抑制NOx產(chǎn)生。在燃燒裝置中提供在加熱爐中采用理論空氣比或更小比例燃燒燃料的燃燒器，和供應(yīng)用于燃燒器中不足的燃燒空氣的通氣口，在兩者之間的混合區(qū)中或靠近混合區(qū)提供用于供應(yīng)氮氧化物產(chǎn)生抑制氣體的供應(yīng)設(shè)備。此外，本發(fā)明提供一種風(fēng)室，該風(fēng)室甚至在促進(jìn)高溫燃燒氣體和空氣之間的混合以希望降低未燃燒的易燃物的情況下可抑制NOx產(chǎn)生。在風(fēng)室中含有在燃燒器回流側(cè)布置和供應(yīng)用于燃燒器中不足的燃燒空氣的通氣口，在兩者之間的混合區(qū)中或靠近混合區(qū)提供用于供應(yīng)氮氧化物產(chǎn)生抑制氣體的供應(yīng)設(shè)備。
文檔編號(hào)F23L15/00GK1714256SQ0382560
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者木山研磁, 森田茂樹, 岡田修, 倉(cāng)增公治, 矢野隆則, 越智健一, 馬場(chǎng)彰, 下郡三紀(jì), 福地健, 山口博嗣, 小林啟信, 谷口正行, 岡崎洋文, 山本研二 申請(qǐng)人:巴布考克日立株式會(huì)社