專利名稱：燃燒器構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計對應(yīng)各種燃料的鍋爐用的燃燒器構(gòu)造。
背景技術(shù)：
近年來，在燃燒煤炭或重油的鍋爐中，為了實現(xiàn)低NOx化及一氧化碳(CO)的減少， 要求降低在分配對燃燒器供給的空氣或燃料時產(chǎn)生的不均衡。圖3是表示鍋爐的燃燒器構(gòu)造的水平方向的剖視圖。在該現(xiàn)有的構(gòu)造中，燃燒器 10是向鍋爐的火爐1內(nèi)送入燃料及燃燒用空氣的裝置。另外，圖中的附圖標(biāo)記2為火爐壁 面，3為在火爐壁面2的火爐側(cè)形成的水冷壁，圖示的燃燒器10是配置在鍋爐的角部的結(jié)構(gòu) 例。燃燒器10具有形成向火爐1內(nèi)送入燃燒用空氣的空氣流路11的風(fēng)箱12、和向火 爐1內(nèi)送入燃料的燃料管20。在燃料管20的前端部設(shè)有燃料噴嘴21，在該燃料噴嘴21的 外周設(shè)有與風(fēng)箱12內(nèi)的空氣流路11連通的空氣噴嘴22。從燃料噴嘴21噴出煤炭或重油 等燃料和一次空氣，從空氣噴嘴22噴出二次空氣(燃燒用空氣)。在風(fēng)箱12內(nèi)形成的空氣流路11由于為了使鍋爐小型化而受到的配置路徑的限制 等，一般而言，在多數(shù)情況下為具有在火爐1的緊前方較大地彎曲90°以上而成的彎曲部 13的形狀。在這樣的彎曲部13處，燃燒用空氣的流動產(chǎn)生剝離或偏流，因此采用在風(fēng)箱12 內(nèi)的空氣流路11中設(shè)置導(dǎo)葉14來防止剝離和偏流的構(gòu)造。另外，圖中的附圖標(biāo)記15是為 了調(diào)整燃燒用空氣的流量而在導(dǎo)葉14的前面(上游)設(shè)置的擋板。此外，作為與鍋爐的燃燒相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，有改善每個燃燒器口或空氣送入口的 偏差、或相反地強(qiáng)化偏差的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開平7-12310號公報在上述的現(xiàn)有構(gòu)造的燃燒器10中，在空氣流路11的彎曲部13處設(shè)置導(dǎo)葉14來 防止燃燒用空氣流的剝離或偏流，但是這樣的導(dǎo)葉14雖然具有防止剝離功能，但不能夠完 全地校正燃燒器出口部的空氣偏流(火爐內(nèi)寬度方向的空氣流量的不均衡)。具體地說明如下通過彎曲部13的空氣流因離心力等的影響而使流路外側(cè)的流 速增加，因此，在從燃燒器出口向火爐1送入的燃燒用空氣的流速中將產(chǎn)生例如圖4(a)所 示那樣的火爐內(nèi)寬度方向(左右方向)的流速差。即，在彎曲部13外側(cè)流動的燃燒用空 氣從圖3的紙面上(右)側(cè)流出至火爐1內(nèi)，因此，圖4 (a)中的火爐內(nèi)寬度方向位置的上 (右)側(cè)比下(左)側(cè)的流速高，結(jié)果，在燃燒用空氣量有些不充分的火爐內(nèi)寬度方向位置 的下(左)側(cè)，CO的生成量增加。這樣，在具有彎曲部13的燃燒器10中，伴隨著燃燒用空氣量的左右不均衡，例如 圖4(b)所示那樣在燃燒用空氣量較少的火爐內(nèi)寬度方向位置的下(左)側(cè)的區(qū)域中，存在 CO或揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)等的生成量增加的傾向。然而，現(xiàn)有的燃燒器10是不能夠在 燃燒器出口部的左右進(jìn)行燃燒用空氣量的調(diào)整的。此外，關(guān)于鍋爐的燃燒改善，雖然有對多個燃燒器口或空氣送入口的每一個改善偏差的現(xiàn)有技術(shù)及通過強(qiáng)化偏差而進(jìn)行應(yīng)對的現(xiàn)有技術(shù)，但是卻找不到與燃燒器單體中的 流量偏差改善相關(guān)的技術(shù)。即，沒有著眼于燃燒器10的單體以解除在燃燒器10內(nèi)產(chǎn)生的 空氣偏流或不均衡的現(xiàn)有技術(shù)，因此，為了應(yīng)對今后的對CO或VOC的嚴(yán)格限制，需要通過燃 燒器單體實施更高精度的燃燒用空氣的空氣流控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而做出，其目的在于提供一種能夠通過燃燒器單體實現(xiàn)更高 精度的燃燒用空氣的空氣流量控制的燃燒器構(gòu)造。此外，本發(fā)明的另一目的在于，在能夠?qū)?現(xiàn)高精度的燃燒用空氣的空氣流量控制的燃燒器單體中，通過有效利用該空氣流量控制的 逆運用，來提供針對燃燒性高的火爐的防止造渣對策。本發(fā)明所涉及的燃燒器構(gòu)造，是鍋爐的燃燒器構(gòu)造，其中，向火爐內(nèi)送入燃燒用空 氣的風(fēng)箱的空氣流路在火爐緊前方具有彎曲部，在該彎曲部的空氣流路內(nèi)設(shè)有一個或多個 導(dǎo)葉，其特征在于，設(shè)置有偏流控制部，該偏流控制部能夠改變由上述導(dǎo)葉分割成的多個空 氣流路中的每一個空氣流路的流路阻力比。根據(jù)這樣的燃燒器構(gòu)造，由于設(shè)有可改變由導(dǎo)葉分割成多個的空氣流路中的每一 個空氣流路的流路阻力比的偏流控制部，因此，能夠通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整空氣流路的流量阻力， 來消除或降低燃燒器出口的空氣流速(空氣流量)的不均衡。在上述的發(fā)明中，優(yōu)選的是，上述偏流控制部是除了所述多個空氣流路中的一個 空氣流路以外設(shè)置在控制燃燒用空氣流量的擋板的下游的偏流控制擋板。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通 過偏流控制擋板的開度調(diào)整，使空氣流路的流路阻力變化，因此能夠適當(dāng)?shù)卣{(diào)整空氣流路 的流量阻力。因此，通過偏流控制擋板的開度調(diào)整，能夠消除或降低燃燒器出口的空氣流速 (空氣流量)的不均衡。在上述的發(fā)明中，優(yōu)選的是，在設(shè)置于上述風(fēng)箱內(nèi)部的燃料管的附近對每個空氣 流路分別設(shè)置用于檢測上述燃燒用空氣的流動(流量或流速)的傳感器，根據(jù)該傳感器的 檢測值來進(jìn)行上述流路阻力比的控制。通過該結(jié)構(gòu)，根據(jù)對每個空氣流路分別檢測出的實 際的流動來調(diào)整空氣流路的流路阻力，能夠正確地使空氣流速(空氣流量)最優(yōu)化。在上述的發(fā)明中，優(yōu)選的是，在使用高造渣性燃料和腐蝕性燃料時，上述流路阻力 比被向降低火爐壁面?zhèn)鹊牧髀返牧髀纷枇Φ姆较蚩刂?。根?jù)該結(jié)構(gòu)，能夠增加火爐壁面?zhèn)?的空氣流量。該情況下的腐蝕性燃料是硫磺含量高的燃料，通過增加火爐壁面的空氣流量 使得氧濃度也增加，因此，從還原氣氛變?yōu)檠趸瘹夥?，從而使成為腐蝕原因的硫化氫濃度降 低。根據(jù)上述的本發(fā)明，由于設(shè)置有如可改變每個空氣流路的流路阻力比的偏流控制 擋板這樣的偏流控制部，因此能夠提供一種燃燒器構(gòu)造，其能夠在燃燒器單體的燃燒器出 口處消除或降低空氣流速(空氣流量)的不均衡，并可進(jìn)行高精度的燃燒用空氣的空氣流 量控制。此外，對于可進(jìn)行高精度的燃燒用空氣的空氣流量控制的燃燒器構(gòu)造，通過有效 地利用了燃燒器單體的空氣流量控制的逆運用，在使用高造渣性燃料時，通過增加火爐壁 面?zhèn)鹊目諝饬髁?，能夠防止對于燃燒性高的火爐的造渣。進(jìn)而，在使用腐蝕性燃料時，通過 增加火爐壁面?zhèn)鹊目諝饬髁?，使成為腐蝕原因的硫化氫濃度降低，因此能夠有效地防止火爐壁面的腐蝕。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的燃燒器構(gòu)造的一實施方式的水平剖視圖。圖2是表示本發(fā)明所涉及的燃燒器構(gòu)造的作用效果的圖，(a)是與火爐內(nèi)寬度方 向位置相對應(yīng)地表示出口附近的燃燒用空氣的流速分布的圖，(b)是與火爐內(nèi)寬度方向位 置相對應(yīng)地表示出口附近的CO的分布的圖。圖3是表示燃燒器構(gòu)造的現(xiàn)有例的水平剖視圖。圖4是表示圖3所示的燃燒器構(gòu)造的作用效果的圖，(a)是與火爐內(nèi)寬度方向位 置相對應(yīng)地表示出口附近的燃燒用空氣的流速分布的圖，(b)是與火爐內(nèi)寬度方向位置相 對應(yīng)地表示出口附近的CO的分布的圖。附圖標(biāo)記說明
1火爐
2火爐壁面
IOA燃燒器
11、IlAUlB空氣流路
12風(fēng)箱
13彎曲部
14導(dǎo)葉
15擋板
16偏流控制擋板
17A、17B傳感器
18控制部
具體實施例方式以下，基于

本發(fā)明所涉及的燃燒器構(gòu)造的一實施方式。在圖1所示的鍋爐的燃燒器構(gòu)造中，被安裝在燃燒煤炭或重油的鍋爐上的燃燒器 IOA是向火爐1內(nèi)送入燃料及燃燒用空氣并使其燃燒的裝置。圖示的燃燒器IOA作為一個 例子示出了配置在鍋爐角部的結(jié)構(gòu)例。另外，圖中的附圖標(biāo)記2為火爐壁面，3為在火爐壁 面2的火爐側(cè)形成的水冷壁。燃燒器IOA具有形成向火爐1內(nèi)送入燃燒用空氣的空氣流路11的風(fēng)箱12、和向火 爐1內(nèi)送入燃料的燃料管20。在燃料管20的前端部設(shè)有燃料噴嘴21，在該燃料噴嘴21的 外周設(shè)有與風(fēng)箱12內(nèi)的空氣流路11連通的空氣噴嘴22。從燃料噴嘴21噴出煤炭或重油 等燃料和一次空氣，從空氣噴嘴22噴出二次空氣(燃燒用空氣)。在風(fēng)箱12內(nèi)形成的空氣流路11為具有在火爐1的緊前方較大地彎曲90°以上 而成的彎曲部13的形狀。在這樣的彎曲部13處，燃燒用空氣的流動產(chǎn)生剝離或偏流，因此 在風(fēng)箱12內(nèi)的空氣流路11中設(shè)置有防止剝離用的導(dǎo)葉14。在圖示的例子中，空氣流路11 的彎曲部13通過導(dǎo)葉14被分割成內(nèi)外(左右)的空氣流路IlAUlB兩部分。另外，圖中的附圖標(biāo)記15是調(diào)整燃燒用空氣的流量的擋板，通過設(shè)置在導(dǎo)葉14的前面(上游)，能夠整體控制向空氣流路11供給的空氣流量。并且，本實施方式的燃燒器IOA具備偏流控制擋板16，作為可改變由導(dǎo)葉14分割 成兩部分的空氣流路IlAUlB的每一個的流路阻力比的偏流控制部。該偏流控制擋板16設(shè)置在控制燃燒用空氣流量的擋板15的下游。此外，該偏流 控制擋板16也可以在由導(dǎo)葉14分割成兩部分的空氣流路IlAUlB的雙方中進(jìn)行配置，以 實施雙方的擋板開度控制，但由于只要可改變被分割成兩部分的空氣流路IlAUlB的每一 個的流路阻力比即可，因此進(jìn)行只設(shè)置在任意一方的擋板的開度控制即可。因此，在圖示的 燃燒器IOA中，在由導(dǎo)葉14分隔開的兩個空氣流路IlAUlB中的、大致呈U字形的彎曲部 13中成為流路外周(大徑)側(cè)的空氣流路IlB上，且在成為彎曲部13的入口部附近的位置 上，設(shè)有偏流控制用擋板16。若設(shè)置成這樣的結(jié)構(gòu)，則對于通過擋板15進(jìn)行了流量控制的燃燒用空氣，在空氣 流路IlB的彎曲部13處，通過進(jìn)行設(shè)置在入口部的偏流控制擋板16的開度調(diào)整，如圖2(a) 所示，上述燃燒用空氣通過彎曲部13，從而能夠消除或降低在空氣流路IlAUlB中產(chǎn)生的 空氣流量的不均衡。即，在由導(dǎo)葉14分割的左右的空氣流路IlAUlB中，成為彎曲的外側(cè) 的空氣流路IlB的流速變高而空氣流量也變多，因此通過以縮小偏流控制擋板16的開度的 方式進(jìn)行調(diào)整來增加流路阻力。結(jié)果，空氣流路IlAUlB的流路阻力比變化，使被擋板15 進(jìn)行了流量控制的燃燒用空氣流向流路阻力相對小的空氣流路IlA側(cè)的流速和流量增加。另外，在圖1及圖2的火爐內(nèi)寬度方向上，與壁面之間的距離為右側(cè)靠近壁面。若像這樣使空氣流路IlAUlB的流路阻力比變化，則對于在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中燃燒用空 氣的流速和流量變大的空氣流路11B，流路阻力增加而流速和流量降低，相反地，對于在現(xiàn) 有結(jié)構(gòu)中燃燒用空氣的流速和流量變小的空氣流路11A，相對的流路阻力變小而流速和流 量增加。因此，通過對空氣流路IlAUlB中的燃燒用空氣的流速和流量適當(dāng)?shù)卣{(diào)整增減， 使得被分割成兩個流路而流動的燃燒空氣量大致相同，從而能夠消除不均衡，如圖2(b)所 示，CO的生成量也在大致整個區(qū)域上減少。S卩，通過偏流控制擋板16的開度調(diào)整使空氣流路IlB的流路阻力變化，因此能夠 通過偏流控制擋板16的開度調(diào)整來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定空氣流路IlAUlB的流路阻力比，能夠消除 或降低燃燒器出口的左右的空氣流速(空氣流量)的不均衡，并且使CO的生成量也減少。上述的偏流控制擋板16設(shè)置在空氣流路IlB側(cè)，但是也可以設(shè)置在空氣流路IlA 側(cè)。該情況下的偏流控制擋板16針對燃燒用空氣的流速和流量有變小傾向的空氣流路 11A，向減小流路阻力的方向進(jìn)行開度控制來使流量阻力比變化，能夠消除或降低燃燒器出 口的左右的空氣流速(空氣流量)的不均衡。此外，在上述的實施方式中，示出了導(dǎo)葉14將空氣流路11分割成兩部分的結(jié)構(gòu) 例，但在分割成三部分或其以上的情況下，例如在除了最內(nèi)側(cè)的一個部位以外的分割空氣 流路的每一個上設(shè)置可分別進(jìn)行獨立的開度控制的偏流控制擋板16，并調(diào)整每一個各分割 空氣流路的流路阻力比即可。此外，優(yōu)選的是，在上述的燃燒器IOA中，在設(shè)置于風(fēng)箱12內(nèi)部的燃燒管20的附 近，對空氣流路IlAUlB分別設(shè)置用于檢測燃燒用空氣的流動的傳感器17A、17B。這些傳感 器17A、17B是檢測燃燒用空氣的流量或流速的傳感器。由傳感器17A、17B檢測出的流量等的檢測值被輸入給進(jìn)行偏流控制擋板16的開度控制的控制部18。另外，在圖示的結(jié)構(gòu)例中，構(gòu)成為控制部18控制偏流控制擋板16的驅(qū) 動馬達(dá)16a并且還控制擋板15的驅(qū)動馬達(dá)15a，但是不限于此。若設(shè)置成這樣的結(jié)構(gòu)，則能夠通過傳感器17A、17B的檢測值來檢測燃燒用空氣的 實際的流動，因此能夠調(diào)整偏流控制擋板16的開度而進(jìn)行流路阻力比的控制以使該檢測 值在所需范圍內(nèi)平衡。即，能夠?qū)γ總€空氣流路檢測空氣流路IlAUlB中的實際的流動，更 加正確地使空氣流速或空氣流量最優(yōu)化。此外，對于上述的流路阻力比，在燃燒器IOA使用次煙煤等高造渣性燃料的情況 下，通過將作為火爐壁面2側(cè)的流路的流路阻力向下降方向控制，能夠增加火爐壁面2側(cè)的 空氣流量，從而抑制或防止造渣。此外，在使用硫磺含量高的腐蝕性燃料的情況下，也是通 過將作為火爐壁面2側(cè)的流路的流路阻力向下降方向控制，能夠增加火爐壁面2側(cè)的空氣 流量，從而防止或抑制腐蝕。即，在旋轉(zhuǎn)燃燒式的鍋爐構(gòu)造中，使從相對于火爐壁面2傾斜 的燃燒器IOA送入的燃燒用空氣以較多地分配給火爐壁面2側(cè)的方式偏流，所述旋轉(zhuǎn)燃燒 式的鍋爐構(gòu)造構(gòu)成為使從在形成矩形剖面的爐壁的多處設(shè)置的燃燒器IOA向火爐內(nèi)送入 的燃料及燃燒用空氣形成旋轉(zhuǎn)流而進(jìn)行燃燒。另外，空氣流量增加就意味著氧量也增加，所 以，通過使成為腐蝕的原因的硫化氫濃度變?yōu)楦邼舛鹊倪€原氣氛成為氧化氣氛，能夠使硫 化氫濃度降低而防止腐蝕。這樣，通過對為了消除不均衡而設(shè)置的偏流控制擋板16進(jìn)行逆運用，能夠使燃燒 用空氣積極地向火爐壁面2側(cè)流動，因此是很有效的防止造渣對策。這樣，根據(jù)上述的本發(fā)明的燃燒器構(gòu)造，由于設(shè)置有可改變每個空氣流路11的流 路阻力比的偏流控制部的偏流控制擋板16，因此能夠在燃燒器IOA單體的燃燒器出口處消 除或降低空氣流速(空氣流量)的不均衡，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的燃燒用空氣的空氣流量控制。此外，對于可進(jìn)行高精度的燃燒用空氣的空氣流量控制的燃燒器構(gòu)造，通過有效 地利用了燃燒器IOA單體的空氣流量控制的逆運用，使火爐壁面2側(cè)的空氣流量增加，從而 能夠防止對于燃燒性高的火爐的造渣，能夠防止使用腐蝕性燃料時的腐蝕。另外，本發(fā)明不限于上述的實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行 適當(dāng)?shù)淖兏缤ㄟ^將燃燒器配置適用于角部配置或壁面配置的情況，能夠?qū)崿F(xiàn)左右的 偏差消除或逆運用引起的腐蝕防止等。
權(quán)利要求
一種燃燒器構(gòu)造，是鍋爐的燃燒器構(gòu)造，向火爐內(nèi)送入燃燒用空氣的風(fēng)箱的空氣流路在火爐緊前方具有彎曲部，在該彎曲部的空氣流路內(nèi)設(shè)有一個或多個導(dǎo)葉，其中，設(shè)置有偏流控制部，該偏流控制部能夠改變由所述導(dǎo)葉分割成的多個空氣流路中的每一個空氣流路的流路阻力比。
2.如權(quán)利要求1所述的燃燒器構(gòu)造，其中，所述偏流控制部是除了所述多個空氣流路中的一個空氣流路以外設(shè)置在控制燃燒用 空氣流量的擋板的下游的偏流控制擋板。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器構(gòu)造，其中，在設(shè)置于所述風(fēng)箱內(nèi)部的燃料管的附近對每個流路分別設(shè)置用于檢測所述燃燒用空 氣的流動的傳感器，根據(jù)該傳感器的檢測值來進(jìn)行所述流路阻力比的控制。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的燃燒器構(gòu)造，其中，在使用高造渣性燃料和腐蝕性燃料時，所述流路阻力比被向降低火爐壁面?zhèn)鹊牧髀返?流路阻力的方向控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過燃燒器單體能夠?qū)崿F(xiàn)較高精度的燃燒用空氣的空氣流量控制的燃燒器構(gòu)造。在鍋爐的燃燒器構(gòu)造中，向火爐(1)內(nèi)送入燃燒用空氣的風(fēng)箱(12)的空氣流路(11)在火爐緊前方具有彎曲部(13)，該彎曲部(13)的空氣流路(11)內(nèi)設(shè)有一個或多個導(dǎo)葉(14)，其中，該燃燒器構(gòu)造設(shè)置可改變由導(dǎo)葉(14)分割成多個的空氣流路(11)的每一個的流路阻力比的偏流控制擋板(16)。
文檔編號F23D99/00GK101910726SQ20088012410
公開日2010年12月8日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者大丸卓一郎, 濱崎慎也, 高島龍平 申請人:三菱重工業(yè)株式會社