专利名称：固体燃料焚烧燃烧器及固体燃料焚烧锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如焚烧微粉炭等固体燃料(粉体燃料)的固体燃料焚烧燃烧器及固体燃料焚烧锅炉。
背景技术：
一直以来，焚烧固体燃料的锅炉有例如作为固体燃料焚烧微粉炭(煤炭)的微粉炭焚烧锅炉。在这样的微粉炭焚烧锅炉中，公知的是旋转燃烧锅炉及对置燃烧锅炉这两种燃烧方式。其中，在焚烧微粉炭的旋转燃烧锅炉中，在和燃料的微粉炭一起从煤炭焚烧燃烧器(固体燃料焚烧燃烧器)投入的1次空气的上下设置2次空气投入用的2次空气投入口， 对煤炭焚烧燃烧器周围的2次空气进行流量调整(例如，参照专利文献1)。上述1次空气是用于输送燃料的微粉炭所需要的空气量，因此在粉碎煤炭而形成为微粉炭的滚筒辗粉机装置中限定空气量。上述2次空气吹入在旋转燃烧锅炉内用于形成火焰整体而所需要的空气量。因而，旋转燃烧锅炉的2次空气量大约是从微粉炭的燃烧所需要的整个空气量中减去1次空气量而得的量。另一方面，在对置燃烧锅炉的燃烧器中，提出了在1次空气(微粉炭供给)的外侧导入2次空气及3次空气而进行空气导入量的微调整的方案(例如，参照专利文献2)。专利文献1 专利第3679998号公报专利文献2 特开2006-189188号公报另外，在上述现有的旋转燃烧锅炉中，在煤炭焚烧燃烧器的上下设置的2次空气投入用的2次空气投入口各有1根，无法进行从2次空气投入口投入的2次空气量的微调整。因此，在火焰的外周形成高温氧残存区域，尤其是在2次空气集中的区域中，高温氧残存区域变强，成为使NOx产生量增加的主要原因，因此不是优选的。另外，现有的煤炭焚烧燃烧器通常在燃烧器外周设置火焰稳定机构(前端角度的调整、旋转等)，进而，通常在稍微接近外周的位置设置2次空气(或者3次空气)的投入口。因此，在火焰的外周着火，在火焰的外周混合大量的空气。其结果是，火焰外周的燃烧在火焰外周的高温氧残存区域中以氧浓度高的高温状态进行，因而，NOx在火焰外周产生。因而，在火焰外周的高温氧残存区域产生的NOx通过火焰的外周，因此与火焰内部比较，还原被延迟，这成为从煤炭焚烧锅炉产生NOx的主要原因。另一方面，在对置燃烧锅炉中，在旋转作用下，在火焰外周着火，因此成为在火焰的外周也同样地产生NOx的主要原因。在这样的背景下，如上述现有的煤炭焚烧燃烧器及煤炭焚烧锅炉所述，在焚烧粉体的固体燃料的固体燃料焚烧燃烧器及固体燃料焚烧锅炉中，期望抑制在火焰的外周形成的高温氧残存区域，使从追加空气投入部排出的最终的NOx产生量降低。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种抑制(减弱)在火焰的外周形成的高温氧残存区域，能够降低从追加空气投入部排出的最终的NOx产生量。本发明为了解决上述课题，采用了下述的机构。本发明第一方式的固体燃料焚烧燃烧器用于分为燃烧器部和追加空气投入部而进行低NOx燃烧的固体燃料焚烧锅炉的所述燃烧器部，且将粉体的固体燃料及空气向炉内投入，所述固体燃料焚烧燃烧器的特征在于，具备内部火焰稳定的燃料燃烧器和火焰不稳定的2次空气投入口，且所述燃料燃烧器的空气比设定为0. 85以上。根据这样的本发明的第一方式的固体燃料焚烧燃烧器，由于具有内部火焰稳定的燃料燃烧器和火焰不稳定的2次空气投入口，燃料燃烧器的空气比设定为0. 85以上，因此例如与空气比0.8的情况比较，追加空气投入部的空气量(追加空气投入量)降低。其结果是，在追加空气投入量减少的追加空气投入部，最终的NOx产生量减少。通过采用内部火焰稳定的燃料燃烧器及火焰不稳定的2次空气投入口，燃料燃烧器的着火被内部火焰稳定强化，向火焰内部的空气扩散变得良好，在火焰外周形成的氧残存区域被抑制，由此能够降低上述追加空气投入量。即，在火焰的外周形成的高温氧残存区域被抑制，而且，在着火的强化作用下使火焰内产生NOx，进行有效的NOx还原，因此到达追加空气投入部的NOx量减少。进而，在追加空气投入部中，由于追加空气投入量减少，因此在追加空气投入部产生的NOx量也减少，其结果是，能够使最终排出的NOx量降低。另外，采用火焰不稳定的2次空气投入口对降低在火焰外周产生的NOx量也是有效的。在上述固体燃料焚烧燃烧器中，所述燃料燃烧器的更优选的空气比是0. 9以上。在本发明的第一方式的固体燃料焚烧燃烧器中，优选，所述燃料燃烧器将所述粉体燃料及空气向炉内投入，所述2次空气投入口在所述燃料燃烧器的上下及/或左右分别配置且具有空气流量调整机构，在所述燃料燃烧器的流路前方部配置有一个或多个分离构件。根据这样的固体燃料焚烧燃烧器，将粉体燃料及空气向炉内投入的固体燃料焚烧燃烧器具有在燃料燃烧器的流路前方部配置的一个或多个分离构件，因此，分离构件在燃料燃烧器的出口开口中央附近作为内部火焰稳定机构而发挥功能。利用该分离构件，能够进行内部火焰稳定，因此中央部变得进一步空气不足，进行NOx还原。在本发明的第一方式的固体燃料焚烧燃烧器中，优选，所述燃料燃烧器将所述粉体燃料及空气向炉内投入，所述2次空气投入口在所述燃料燃烧器的上下及/或左右分别配置且具有空气流量调整机构，在所述燃料燃烧器的流路前方部配置有多个方向的分离构件。根据这样的固体燃料焚烧燃烧器，将粉体燃料及空气向炉内投入的固体燃料焚烧燃烧器具有在燃料燃烧器的流路前方部配置的多个方向的分离构件，因此能够相对于燃料燃烧器的出口开口中央附近容易地设置作为内部火焰稳定机构发挥功能的分离构件的交叉部。因此，在分离构件交叉的燃料燃烧器的出口开口中央附近，由于分割流路的分离构件的存在，粉体燃料及空气的流动被搅乱。其结果是，空气的混合 扩散被促进到火焰的内部，进而着火面被细分化，因此着火位置靠近火焰的中央，燃料的未燃部分被降低。即，氧容易狭缝构件容易进入火焰的中心部，因此抑制火焰外周的高温氧残存区域的形成而有效地进行内部着火。于是促进火焰内部的着火，由此与在火焰外周的高温氧残存区域着火的情况比较，在火焰内部进行迅速的还原，因此NOx的产生量降低。还有，在这样的固体燃料焚烧燃烧器中，优选不设置在现有燃烧器外周设置的火焰稳定器，由此，能够进一步抑制在火焰外周产生NOx。在本发明的第一方式的固体燃料焚烧燃烧器中，优选，由所述分离构件形成的着火面长度(Lf)设定为大于所述燃料燃烧器的出口开口周长(L)，即(Lf > L)。若如此设定分离构件的长度，则与在火焰外周着火相比，由着火面长度(Lf)赋予的着火面变大，与火焰外周着火比较，内部着火被强化，促进火焰内部的迅速还原。进而，由于利用分离构件在内部对火焰进行细分化，因此能够进行火焰内部的迅速燃烧。在上述固体燃料焚烧燃烧器中，优选，所述分离构件配置为在所述燃料燃烧器的出口开口中央密集。因而，若内部火焰稳定机构即分离构件的配置在出口开口的中央密集，则分离构件集中配置于燃料燃烧器的中央部，因此火焰中央部的着火被进一步促进，NOx在火焰内部产生而被迅速还原。另外，若使配置于中央的分离构件密集，则燃料燃烧器中央部的有效截面变小，因此分离构件的压力损失相对变大。因而，在燃料燃烧器内部流动的粉体燃料及空气的流速下降，能够产生更迅速的着火。在上述固体燃料焚烧燃烧器中，优选，所述2次空气投入口被分割为各自具有空气流量调整机构的独立的多个流路。如此构成的固体燃料焚烧燃烧器能够对投入火焰的外周的2次空气量，在被分割为多个的各流路操作空气流量调整机构而进行流量分配以将其控制为所希望的值。因而， 通过使投入火焰外周的2次空气量适当化，能够抑制或防止高温氧残存区域的形成。在本发明的第一方式的固体燃料焚烧燃烧器中，优选，所述燃料燃烧器将所述粉体燃料及空气向炉内投入，所述2次空气投入口被分割为在所述燃料燃烧器的上下及/或左右分别配置并且各自具有空气流量调整机构的独立的多个流路，且在所述燃料燃烧器的流路前方部配置有分离构件。根据这样的固体燃料焚烧燃烧器，由于具有将粉体燃料及空气向炉内投入的燃料燃烧器和在该燃料燃烧器的上下及/或左右分别配置而具有空气流量调整机构的2次空气投入口，2次空气投入口分割为各自具有空气流量调整机构的独立的多个流路，且具有在燃料燃烧器的流路前方部配置的分离构件，因此，能够对投入火焰的外周的2次空气量，在被分割为多个的各流路操作空气流量调整机构而进行流量分配以将其控制为所希望的值。因而，通过使投入火焰外周的2次空气量适当化，能够抑制或防止高温氧残存区域的形成。另外，通过在燃料燃烧器的流路前方部设有分离构件，能够使粉体燃料及空气的流动产生紊乱而在火焰内部着火。其结果是，NOx在火焰内部产生，产生的NOx包含较多具有还原作用的烃类，在空气不足的火焰内被迅速地还原。即，能够利用分离构件强化内部火焰稳定，防止或抑制高温氧残存区域的形成。
因而，在这样的固体燃料焚烧燃烧器中，优选不设置在现有燃烧器外周设置的火焰稳定器。在上述固体燃料焚烧燃烧器中，优选，在所述分离构件的上游侧设有对所述粉体燃料及空气的流动赋予压力损失的整流机构。这样的整流机构能够消除由于通过在流路上设置的管弯头而产生的粉体燃料的流量偏差，因此能够有效地活用基于分离构件的内部火焰稳定机构。在上述固体燃料焚烧燃烧器中，优选，所述2次空气投入口具有角度调整机构。于是，若2次空气投入口具有角度调整机构，则能够从2次空气投入口朝向火焰的更外侧供给最适当的2次空气。进而，由于不利用旋转，因此能够防止火焰的过剩扩张，且同时防止或抑制高温氧残存区域的形成。在上述固体燃料焚烧燃烧器中，优选，基于未燃部分及氮氧化物(NOx)排出量对从所述2次空气投入口投入的空气量的分配进行反馈控制。通过实施这样的反馈控制，能够将2次空气的分配自动地最优化。在该控制中，在例如未燃部分多的情况下，使向接近火焰的外周面的内侧的2次空气分配增加，在氮氧化物的排出量高的情况下，使向远离火焰的外周面的外侧的2次空气分配增加。还有，关于未燃部分的计测，例如可以对所采取的灰随时进行分析，或者，也可以采用根据激光束的散射来测定碳浓度的计量器具。在上述固体燃料焚烧燃烧器中，优选，从所述2次空气投入口投入的空气量在与以从所述燃烧器部到追加空气投入部的区域为还原气氛的空气的多级投入之间被分配。若如此分配空气量，则能够利用抑制在火焰外周形成的高温氧残存区域而产生的氮氧化物降低和形成为还原气氛而实现的燃烧排气中的氮氧化物降低的叠加效果来进一步降低氮氧化物的产生量。在上述固体燃料焚烧燃烧器中，优选，分离为向所述燃料燃烧器的煤炭2次口供给空气的系统和向所述2次空气投入口供给空气的系统。若形成为这样的空气供给系统，则即使2次空气投入口被分割为多个而形成为多级，也能够可靠地实施空气量的调整。在上述固体燃料焚烧燃烧器中，优选，所述2次空气投入口的所述独立的多个流路设置为以所述燃料燃烧器为圆形而向外周方向呈同心圆状的多级。如此构成的固体燃料焚烧燃烧器尤其是能够作为对置燃烧锅炉用的燃烧器来应用。另外，由于从圆周均勻地导入空气，因此能够更精密地使高温高氧区域降低。另外，本发明的第二方式的固体燃料焚烧锅炉具有在所述炉内的角部或者壁面部配置的上述的固体燃料焚烧燃烧器。根据本发明的第二方式的固体燃料焚烧锅炉，由于具有将粉体燃料及空气向炉内投入的上述的固体燃料焚烧燃烧器，因此在燃料燃烧器的出口开口中央附近配置而作为内部火焰稳定机构发挥功能的分离构件将粉体燃料及空气的流路分割而使流动紊乱。其结果是，空气的混合及扩散被促进到火焰的内部，进而着火面被细分化，由此着火位置靠近火焰的中央而使燃料的未燃部分降低。即，由于氧容易进入火焰的中心部，因此有效地进行内部着火，因而，在火焰内部进行迅速的还原，从而NOx的产生量降低。本发明的第三方式的固体燃料焚烧燃烧器的运转方法，是用于分为燃烧器部和追加空气投入部而进行低NOx燃烧的固体燃料焚烧锅炉的所述燃烧器部、且将粉体的固体燃料及空气向炉内投入的固体燃料焚烧燃烧器的运转方法，所述固体燃料焚烧燃烧器的运转方法的特征在于，具有内部火焰稳定的燃料燃烧器和火焰不稳定的2次空气投入口，且将所述燃料燃烧器的空气比设定为0. 85以上而运转。根据这样的固体燃料焚烧燃烧器的运转方法，由于具有内部火焰稳定的燃料燃烧器和火焰不稳定的2次空气投入口，且燃料燃烧器的空气比被设定为0. 85以上而运转，因此例如与空气比0.8的情况比较，追加空气投入部的空气量(追加空气投入量)降低。其结果是，在追加空气投入量减少的追加空气投入部，最终的NOx产生量减少。根据上述本发明的固体燃料焚烧燃烧器及固体燃料焚烧锅炉，由于具有内部火焰稳定的燃料燃烧器和火焰不稳定的2次空气投入口，燃料燃烧器的空气比设定为0. 85以上，优选设定为0. 9以上，因此由于追加空气投入量的降低，追加空气投入部的NOx产生量也降低。另外，在火焰的外周形成的高温氧残存区域被抑制，在进行接近预备混合燃烧的燃烧的火焰内部产生的NOx被有效地还原，因此，到达追加空气投入部的NOx量减少，并且由于追加空气投入所产生的NOx量减少，由此从追加空气投入部最终排出的NOx量减少。而且，由于在燃料燃烧器的出口开口设有作为内部火焰稳定机构发挥功能的多个方向的分离构件，因此在分离构件交叉的燃料燃烧器的出口开口中央附近，将粉体燃料及空气的流路分割而使流动紊乱。其结果是，空气的混合及扩散被促进到火焰的内部，进而， 分离构件将着火面细分化，因此着火位置靠近火焰的中央，燃料的未燃部分降低。这是因为氧容易进入火焰的中心部，利用该氧有效地进行内部着火，因此在火焰内部进行迅速的还原，从固体燃料焚烧锅炉最终排出的NOx的产生量降低。另外，通过调整2次空气的投入，能够防止或抑制2次空气集中于火焰外周，其结果是，能够抑制在火焰的外周形成的高温氧残存区域而降低氮氧化物(NOx)的产生量。另外，利用将燃料燃烧器的空气比设定为0. 85以上而运转的固体燃料焚烧燃烧器的运转方法，能够降低追加空气投入部的空气量(追加空气投入量)，因此在追加空气投入量减少的追加空气投入部中，最终的NOx产生量减少。
图IA是在本发明的固体燃料焚烧燃烧器(煤炭焚烧燃烧器)的第一实施方式中从火炉内观察固体燃料焚烧燃烧器的主视图。图IB是图IA所示的固体燃料焚烧燃烧器的A-A剖面图(固体燃料焚烧燃烧器的纵剖面图)。图2是表示向图1A、图IB的固体燃料焚烧燃烧器供给空气的空气供给系统的图。图3是表示本发明的固体燃料焚烧锅炉(煤炭焚烧锅炉)的结构例的纵剖面图。图4是图3的横(水平)剖面图。图5是表示具有追加空气投入部而多级投入空气的固体燃料焚烧锅炉的概要的说明图。图6A是表示图1A、图IB所示的固体燃料焚烧燃烧器的分离构件的剖面形状的一例的图。
图6B是表示图6A所示的剖面形状的第一变形例的图。图6C是表示图6A所示的剖面形状的第二变形例的图。图6D是表示图6A所示的剖面形状的第三变形例的图。图7A是表示针对图1A、图IB所示的固体燃料焚烧燃烧器的煤炭1次口，分离构件的配置不同的第一变形例的主视图。图7B是相对于图1A、图IB所示的固体燃料焚烧燃烧器的煤炭1次口，补充着火面长度(Lf)的定义的说明图。图8是表示针对图1A、图IB所示的固体燃料焚烧燃烧器的煤炭1次口，分离构件的配置不同的第二变形例的主视图。图9是表示作为第一实施方式的固体燃料焚烧燃烧器的第三变形例，在燃烧器根部设有整流机构的结构例的纵剖面图。图IOA是表示本发明的固体燃料焚烧燃烧器的第二实施方式的纵剖面图。图IOB是从火炉内观察图IOA所示的固体燃料焚烧燃烧器的主视图。图IOC是表示向图IOA及图IOB的固体燃料焚烧燃烧器供给空气的空气供给系统的图。图IlA是表示作为图IOA 图IOC所示的固体燃料焚烧燃烧器的第一变形例，具有分离构件的固体燃料焚烧燃烧器的结构例的纵剖面图。图IlB是从火炉内观察图IOA所示的固体燃料焚烧燃烧器的主视图。图12是从火炉内观察作为图IOA 图IOC所示的固体燃料焚烧燃烧器的第二变形例，具有侧部2次空气口的固体燃料焚烧燃烧器的主视图。图13是表示图IOA所示的固体燃料焚烧燃烧器的2次空气投入口具有角度调整机构的结构例的纵剖面图。图14是表示图IOC所示的空气供给系统的变形例的图。图15是表示将图9所示的第一实施方式的第三变形例和图IOA 图IOC所示的第二实施方式组合的结构例的固体燃料焚烧燃烧器的纵剖面图。图16是从火炉内观察适合于对置燃烧锅炉的固体燃料焚烧燃烧器的主视图。图17是表示内部火焰稳定的火焰稳定器位置(火焰稳定器位置/实质微粉炭流宽度)和NOx产生量(相对值)的关系的实验结果的图表。图18是针对图17所示的图表的火焰稳定器位置，表示燃料燃烧器的比较例的图。图19是表示分离占有率和NOx产生量(相对值)的关系的实验结果的图表。图20是针对同一方向分离及交叉分离，表示未燃部分产生量的相对值的实验结果的图表。图21是针对现有技术及本发明，表示燃烧器部、燃烧器部 AA部间及AA部中的 NOx产生量的相对值的实验结果的图表。图22是针对现有技术及本发明，表示燃烧器部 AA部间的空气比和NOx产生量 (相对值)的关系的实验结果的图表。
具体实施例方式以下，基于
本发明的固体燃料焚烧燃烧器及固体燃料焚烧锅炉的一实施
9方式。还有，在本实施方式中，作为固体燃料焚烧燃烧器及固体燃料焚烧锅炉的一例，说明具有以微粉炭(粉体的固体燃料即煤炭)为燃料的固体燃料焚烧燃烧器的旋转燃烧锅炉， 不过并不限定于此。图3 图5所示的旋转燃烧锅炉10通过向火炉11内多级投入空气，来将从燃烧器部12到追加空气投入部(以下，称为“AA部”)14的区域形成为还原气氛，实现燃烧排气的低NOx化。图中的符号20是投入微粉炭(粉体的固体燃料)及空气的固体燃料焚烧燃烧器， 15是投入追加空气的追加空气投入喷嘴。例如如图3所示，在固体燃料焚烧燃烧器20上连接有以1次空气输送微粉炭的微粉炭混合气输送管16及供给2次空气的送气管道17，在追加空气投入喷嘴15上连接有供给2次空气的送气管道17。于是，上述旋转燃烧锅炉10形成为将粉体燃料的微粉炭(煤炭)及空气向火炉11 内投入的固体燃料焚烧燃烧器20配置于各级的各角部的旋转燃烧方式的燃烧器部12，采用了在各级分别形成一个或多个旋转火焰的旋转燃烧方式。<第一实施方式>图1A、图IB所示的固体燃料焚烧燃烧器20具有投入微粉炭及空气的微粉炭燃烧器(燃料燃烧器)21和在微粉炭燃烧器21的上下分别配置的2次空气投入口 30。2次空气投入口 30为了能够进行每个口的空气流量调整，例如如图2所示，在从送气管道17分支的2次空气的每个供给线上作为空气流量调整机构具有能够调整开度的减振器40。上述微粉炭燃烧器21具有投入由1次空气输送的微粉炭的矩形状的煤炭1次口 22和设置为将煤炭1次口 22的周围围住且投入2次空气的一部分的煤炭2次口 23。还有， 关于煤炭2次口 23，也如图2所示，作为空气流量调整机构具有能够调整开度的减振器40。 还有，煤炭1次口 22也可以是圆形或椭圆。在微粉炭燃烧器21的流路前方部即煤炭1次口 22的流路前方部配置有多个方向的分离构件对。例如如图IA所示，该分离构件M在煤炭1次口 22的出口开口部沿着上下方向及左右方向分别配置2根，合计配置4根，且这4根分离构件M配置为具有规定间隔的格子状。即，4根分离构件M朝向上下方向及左右方向这不同的2个方向配置为格子状，由此将微粉炭燃烧器21的煤炭1次口 22的出口开口部细分化(分割为9个部分)。上述分离构件M采用例如如图6A 图6D所示的剖面形状，由此能够使微粉炭及空气的流动顺利地分离而紊乱。图6A所示的分离构件M具有三角形的剖面形状。图示的三角形是正三角形或等腰三角形，朝向火炉11内的出口侧的一边配置为与微粉炭及空气的流动方向大致正交。换言之，采用了使形成三角形剖面的角部之一朝向微粉炭及空气的流动方向的配置。图6B所示的分离构件24A具有大致T字状的剖面形状，在朝向火炉11内的出口侧配置有与微粉炭及空气的流动方向大致正交的面。还有，也可以使如此的大致T字状剖面形状变形，例如图6C所示，形成为具有梯形状的剖面形状的分离构件24A'。另外，图6D所示的分离构件24B具有大致L字状的剖面形状。即，将上述大致T 字状的一部切除而得到的剖面形状，尤其是，当在左右(水平)方向配置的情况下，若形成为将上方的凸部除去的大致L字形状，则能够防止微粉炭堆积于分离构件24B上。还有，通过使下方的凸部增大上方的凸部的除去量，能够确保分离构件24B所需要的分离性能。但是，关于上述分离构件M等的剖面形状，并不限定于例如大致Y字形状等图示的例。在如此构成的固体燃料焚烧燃烧器20中，在微粉炭燃烧器21的出口开口中央附近设置的分离构件M分割微粉炭及空气的流路而使流动在内部紊乱，并且在分离构件M 的前方形成再循环，因此作为内部火焰稳定机构发挥功能。通常，现有的固体燃料焚烧燃烧器在火焰外周接受辐射而使燃料的微粉炭着火。 若在火焰外周使微粉炭着火，则NOx在高温的氧残存的火焰外周的高温氧残存区域H (参照图1B)产生，在不能够被充分还原的状态下残存，从而使NOx排出量增加。但是，通过设有作为内部火焰稳定机构而发挥功能的分离构件M，微粉炭在火焰内部着火。因此，NOx在火焰内部产生，在火焰内部产生的NOx包含很多具有还原作用的烃类，因此在处于空气不足状态的火焰内被迅速还原。因而，也可以放弃在火焰外周设置火焰稳定器来实现火焰稳定，即，形成为不在燃烧器外周设置火焰稳定机构的结构的固体燃料焚烧燃烧器20，抑制在火焰外周产生NOx。尤其是，通过配置多个方向的分离构件24，能够相对于微粉炭燃烧器21的出口开口中央附近容易地设置使不同方向的分离构件M交叉而成的交叉部。若这样的交叉部存在于微粉炭燃烧器21的出口开口中央附近，则在微粉炭燃烧器21的出口开口，在中央附近微粉炭及空气的流路被分割为多个，因此在分流为多个时流动被搅乱。S卩，分离构件M在左右一方向时，中央部的空气的扩散和着火延迟，从而成为未燃部分增加的原因，不过若将分离构件M配置在多个方向上而形成交叉部，则空气的混合被促进并且着火面被细分化，因此空气(氧)容易进入火焰的中心部，结果是能够降低未燃部分。换言之，若以形成交叉部的方式配置分离构件M，则空气的混合·扩散被促进到火焰的内部，进而着火面被细分化，由此着火位置靠近火焰的中央部(轴中心部)而使微粉炭的未燃部分降低。即，氧容易进入火焰的中心部，因此可有效地进行内部着火，因而，在火焰内部被迅速地还原，从而降低NOx的产生量。其结果是，不需要利用在火焰外周设置的火焰稳定器来实现火焰稳定，使用在火焰外周没有火焰稳定器的固体燃料焚烧燃烧器20来抑制在火焰外周产生NOx变得更加容易。接着，基于图7A及图7B说明针对图IA所示的固体燃料焚烧燃烧器20的煤炭1 次口 22，分离构件M的配置不同的第一变形例。在该变形例中，在煤炭1次口 22的流路前方部具有沿着出口开口的上下方向配置的2根分离构件M和沿着出口开口的左右方向配置的1根分离构件对。在图示的分离构件M中设定为，由分离构件M形成的着火面长度(Lf)大于构成微粉炭燃烧器21的煤炭1次口 22的出口开口周长(L)，即(Lf > L)。在此，煤炭1次口 22的出口周长(L)是构成矩形的4边的长度之和，因此用纵尺寸H及横尺寸W表示为L = 2H+2W。另一方面，由于在具有宽度的分离构件M的两侧形成着火面，因此若将分离构件M的长度设为S，则分离构件M的着火面长度(Lf)是3根分离构件M的两侧的合计长度， 即Lf = 6S。此时的长度S采用在上下方向上配置的短的分离构件M的长度，因此即使考虑交叉部的存在，所算出的着火面长度(Lf)也是安全程度内的概算值。还有，关于着火面长度(Lf)，例如如图7B所示，在由于分离制作的方法等而具有两端部较细的部分24A的结构的分离构件的情况下，两端较细的部分24A也考虑为着火面。若如此设定分离构件M的长度，则与在火焰外周着火相比，由着火面长度(Lf)赋予的着火面变宽。因而，与由出口开口周长(L)确定的火焰外周着火相比较，由着火面长度 (Lf)确定的内部着火得以强化，因此能够迅速还原在火焰内产生的NOx。进而，由于利用分离构件M在内部对火焰进行细分化，因此空气(氧)容易进入火焰的中心部，从而能够利用火焰内部的迅速燃烧来降低未燃部分。接着，基于图8说明针对图IA所示的固体燃料焚烧燃烧器20的煤炭1次口 22，分离构件M的配置不同的第二变形例。在该变形例中，5根分离构件M在燃料燃烧器21的煤炭1次口 22以格子状密集配置在出口开口中央。即，以上下方向上3根且左右方向上2根的方式配置的分离构件M 以在煤炭1次口 22的中央部缩窄相互间隔的状态配置。因此，在由分离构件M细分化为格子状的出口开口面积中，煤炭1次口 22的中央部小于外周侧。因而，若内部火焰稳定机构即分离构件M的配置在煤炭1次口 22的中央密集，则由于分离构件M集中配置于微粉炭燃烧器21的中央部，因此火焰中央部的着火被进一步促进，从而NOx在火焰内部迅速地产生并被还原。另外，若使配置于中央的分离构件M密集，则在微粉炭燃烧器21的中央部，有效截面变小。即，在微粉炭燃烧器21的煤炭1次口 22流动的微粉炭及空气通过没有障碍的大致笔直的流路剖面积的比率变小，因此分离构件M的压力损失相对地变大。因而，在燃料燃烧器21中，在煤炭1次口 22的内部流动的微粉炭及空气的流速受到压力损失增加的影响而下降，因此能够产生更迅速的着火。接着，基于图9说明针对图IA所示的固体燃料焚烧燃烧器20的煤炭1次口 22，在燃烧器根部设有整流机构的第三变形例的结构例。还有，在图示的结构例中，采用了具有大致T字状的剖面形状的分离构件24A，不过并不限定于此。在该结构例中，为了对微粉炭及空气的流动赋予压力损失，而在分离构件24A的上游侧设有整流机构25。该整流机构25防止口剖面方向上的流量偏差，例如设置能够将流路剖面积节流到2/3左右、优选1/2左右的孔或文丘里管是有效的。这样的整流机构25只要能够相对于利用1次空气输送燃料的微粉炭的粉体输送流赋予一定的压力损失，则可以是任意的结构，因而，并不限定于孔。另外，上述整流机构25不需要与固体燃料焚烧燃烧器20呈一体，只要在分离构件 24A的上游侧设置在微粉炭及1次空气流动的流路的最终的直管部(管弯头或减振器等的笔直的流路部分)即可。另外，在整流机构25是孔的情况下，为了不受到孔的影响，优选设置从孔的出口前端延伸到煤炭1次口 22的出口、具体地说分离构件24A的入口侧端部的直管部(Lo)。作为该直管部(Lo)，若使煤炭1次口 22的高度为h，则至少需要确保池以上的长度，更优选的直管部(Lo)确保IOh以上的长度。若设置这样的整流机构25，则通过在向煤炭1次口 22供给微粉炭及1次空气的流路上设置的管弯头，由此能够消除粉体燃料的微粉炭受到离心力的影响而在流路剖面上的分布产生偏差的流量偏差。S卩，由1次空气输送的微粉炭通过管弯头而成为向外侧(管弯头大径侧)偏置的分布，通过整流机构25，由此消除流路剖面上的分布而以大致均勻的状态流入分离构件 24A。其结果是，具有整流机构25的微粉炭燃烧器21能够有效地活用基于分离构件24A的内部火焰稳定机构。另外，在上述实施方式及其变形例中，在煤炭1次口 22的流路前方部配置有多个方向(纵及横)的分离构件24，不过也可以只在例如横方向或纵方向设置一个或多个分离构件M。若设置如此的分离构件对，则在微粉炭燃烧器21的出口开口中央附近作为内部火焰稳定机构发挥功能，因此能够利用分离构件M使内部火焰稳定，中央部的空气变得更加不足，从而进行NOx还原。〈第二实施方式〉接着，基于图IOA 图IOC说明本发明的第二实施方式的固体燃料焚烧燃烧器。还有，对与上述实施方式相同的部分标注相同的符号，省略其详细的说明。在图示的固体燃料焚烧燃烧器20A中，微粉炭燃烧器21具有投入由1次空气输送的微粉炭的矩形状的煤炭1次口 22和设置为将煤炭1次口 22的周围围住而投入2次空气的一部分的煤炭2次口 23。在固体燃料焚烧燃烧器21的上下设有2次空气投入用的2次空气投入口 30A。该 2次空气投入口 30A分割为各自独立的多个流路及口，在各流路设有2次空气的流量调整机构的能够调整开度的减振器40。在图示的结构例中，在微粉炭燃烧器21的上下配置的2次空气投入口 30A都在上下方向上被分割为3个，从接近微粉炭燃烧器21的内侧朝向外侧依次配置有内部2次空气口 31a、31b、中间2次空气口 3加、3沘及外部2次空气口 33a、33b。还有，这样的2次空气投入口 30的分割数并不限定为分割为3个，可以对应于各条件而适当变更。上述煤炭2次口 23、内部2次空气口 31a、31b、中间2次空气口 3加、3沘及外部2 次空气口 33a、3!3b各口例如如图IOC所示，各口与具有未图示的空气供给源的空气供给线 50连接。在从空气供给线50分支而与各口连通的各流路上设有减振器40。因而，通过调整各减振器40的开度，能够调整各口独立的2次空气供给量。根据如此的固体燃料焚烧燃烧器20A及具有其的旋转燃烧锅炉10，各固体燃料焚烧燃烧器20A具有投入微粉炭及空气的微粉炭燃烧器21及在微粉炭燃烧器21的上下配置的分割为3个的2次空气投入口 30A，因此按照分割为3个的2次空气投入口 30A的各口调整减振器40的开度，由此能够将投入火焰F的外周的2次空气量分配为所希望的流量值。因而，例如若对于最接近火焰F的外周的内部2次空气口 31a、31b的2次空气投入量，减小分配比率，且依次将向中间2次空气口 3h、32b及外部2次空气口 33a、3 投入的2次空气量的投入比率增大该减小的量，则能够抑制在火焰F的外周形成的局部的高温氧残存区域(图中的阴影部)H。S卩，若增大2次空气量相对于离开火焰F的外侧的投入比率并且减小被投入火焰
13F的外周附近的2次空气量的投入比率，则能够延迟2次空气的扩散。其结果是，能够防止或抑制2次空气集中于火焰F的周边，因而，局部的高温氧残存区域H变弱变小，从而能够降低旋转燃烧锅炉10的NOx产生量。换言之，通过使投入火焰F的外周的2次空气量适当化，来抑制或防止高温氧残存区域H的形成，从而能够实现旋转燃烧锅炉10的低NOx化。另一方面，在由于微粉炭的性状等而需要扩散2次空气时，关于2次空气投入口 30A的流量分配，只要使内外反转而增大内部2次空气口 31a、31b的分配比率即可。S卩，例如在使用将挥发成分多等燃料比不同的煤炭粉碎而成的微粉炭时，通过适当调整从分割为多个的2次空气投入口 30A的各口投入的2次空气的流量分配，也能够选择使NOx或未燃部分降低的适当的燃烧。这样的2次空气投入口 30A的多级化也能够应用于在上述第一实施方式中说明的固体燃料焚烧燃烧器20。另外，优选，例如如图IlA及图IlB所示的本实施方式的第一变形例那样，上述固体燃料焚烧燃烧器20A在微粉炭燃烧器21的喷嘴前端部具有以将开口面积上下分割的方式设置的分离构件对。图示的分离构件M具有三角形剖面，使在喷嘴内部流动的微粉炭及1次空气在上下方向上分离而扩散，通过如此配置，能够强化火焰稳定，并且抑制或防止高温氧残存区域 H的形成。即，通过分离构件M而在分离构件M的外周形成微粉炭浓度高的流动，从而在强化火焰稳定上是有效的。另外，通过了分离构件M的微粉炭浓度高的流动如图中虚线箭头 fa所示，流入在分离构件M的下游侧形成的负压区域。其结果是，在该空气的流动作用下火焰F也被拉入负压区域，因此使火焰稳定进一步强化，其结果是，能够促进燃烧而快速地
消耗氧。还有，分离构件M并不限定于1根，例如也可以由同方向的多根或在第一实施方式中说明的不同方向的多根形成，另外，也可以将分离构件M的剖面形状变更为适当形状。另外，优选，例如如图12所示的本实施方式的第二变形例那样，上述固体燃料焚烧燃烧器20A在微粉炭燃烧器21的左右具有1 一个或多个侧部2次空气口 34L、34R。在图示的结构例中，也可以相对于微粉炭燃烧器21的左右设有各自具有减振器(不图示)的一个侧部2次空气口 34L、34R，分割为多个而实施各自的流量控制。根据这样的结构，由于能够将2次空气分配在火焰F的左右，因此能够防止2次空气在火焰F的上下过剩。S卩，由于能够针对投入火焰F的外周的2次空气量适当调整上下及左右的分配，因此能够进行更精密的流量分配。这样的侧部2次空气口 34L、34R也能够应用于上述第一实施方式。另外，在上述旋转燃烧锅炉10中，优选，例如如图13所示那样，2次空气投入口 30A具有使朝向火炉11内的2次空气的投入方向上下变化的角度调整机构。该角度调整机构使以水平为基准的2次空气投入口 30A的倾斜角度θ上下变化，从而能够促进2次空气的扩散而防止或抑制高温氧残存区域H的形成。还有，此时优选的倾斜角度θ是士30度左右，更优选倾斜角度θ是士 15度。通过具有这样的角度调整机构，由于能够进行从2次空气投入口 30Α朝向火炉11内的火焰F投入的2次空气的角度调整，因此能够更精密地控制火炉11内的空气扩散。尤其是，在微粉炭燃料的炭种非常不同的情况等，通过使2次空气的投入角度适当变化，也能够进一步提高低NOx化的效果。这样的角度调整机构也能够应用于上述第一实施方式。另外，在上述旋转燃烧锅炉10中，优选，基于未燃部分及NOx排出量对减振器40 的开度进行反馈控制而调整从2次空气投入口 30A投入的空气量的分配。S卩，当在旋转燃烧锅炉10中未燃部分多的情况下，使向接近火焰F的外周面的内部2次空气口 31a、31b的2次空气分配增加，在NOx排出量高的情况下，使向远离火焰F的外周面的外部2次空气口 33A、3!3B的2次空气分配增加。此时，关于未燃部分的计测，例如采用根据激光束的散射测定碳浓度的计量器，关于NOx排出量，采用公知的测定设备即可。通过进行如此的反馈控制，形成能够根据燃烧状况使2次空气的分配自动地最优化的旋转燃烧锅炉10。另外，在上述旋转燃烧锅炉10中，优选，在与将从燃烧器部12到AA部14的区域作为还原气氛的空气的多级投入之间分配从2次空气投入口 30A投入的2次空气量。即，关于从分割为多个的2次空气投入口 30A投入的2次空气量，与从AA部14多级投入空气的二级燃烧一同使用，由此能够降低从2次空气投入口 30A投入的2次空气量。 因而，通过抑制在火焰F的外周形成的高温氧残存区域H而产生的低NOx化和形成为还原气氛而实现燃烧排气的低NOx化的叠加效果，能够进一步降低NOx的产生量。于是，根据上述本发明的旋转燃烧锅炉10，通过在每个口对从分割为多个的2次空气投入口 30A投入的2次空气量进行调整，能够防止或抑制2次空气集中于火焰F的外周，其结果是，能够抑制在火焰F的外周形成的高温氧残存区域H而降低NOx的产生量。另外，在上述实施方式中，说明了将从燃烧器部12到AA部14的区域形成为还原气氛的空气的多级投入的旋转燃烧锅炉10，不过本发明并不限定于此。另外，优选，例如如图14所示那样，上述固体燃料焚烧燃烧器20A分离为向微粉炭燃烧器21的煤炭2次口 23供给空气的系统和向2次空气投入口 30A供给空气的系统。在图示的结构例中，空气供给线50分支为煤炭2次口供给线51及2次空气投入口供给线52， 各自的供给线51、52具有减振器41。通过采用这样的空气供给系统，能够按照各煤炭2次口供给线51及2次空气投入口供给线52进行减振器41的开度调整而进行空气量的分配，进而利用各减振器40的开度调整来调整各口的空气量。其结果是，即使2次空气投入口 30A被分割为多个而成为多级， 也能够可靠地调整各口的空气量。上述第一实施方式及第二实施方式不仅可以分别单独应用，也可以是将二者组合而成的结构。在图15所示的固体燃料焚烧燃烧器20B中，在图9所示的微粉炭燃烧器21的上下配置的2次空气投入口 30A都在上下方向上分割为3个。S卩，图示的固体燃料焚烧燃烧器 20B是将利用分离构件M及整流机构25实现的内部火焰稳定和多级2次空气投入口 30A 组合而成的结构例。如此构成的固体燃料焚烧燃烧器20B除了能够利用内部火焰稳定来降低NOx之外，还能够调整2次空气的扩散速度而使火焰内的空气扩散适当化，因此能够在适当的定时供给挥发成分或碳的燃烧所需要的空气量。即，通过实施内部火焰稳定及2次空气的扩散速度调整，能够利用两者的叠加效果进一步实现低NOx化。还有，关于分离构件M的剖面形状和配置、整流机构25的有无、2次空气投入口 30A的分割数和侧部2次空气口 34L、34R的有无等，并不限定于图示的结构，也可以是适当选择而组合而成的结构。另外，在将2次空气投入口 30A形成为多级的实施方式及变形例中，也可以将2次空气投入口 30A的一部分作为油口使用。S卩，在旋转燃烧锅炉10这样的固体燃料焚烧锅炉中，在锅炉运转的上升时需要将气体或油作为燃料，因而，需要将油投入火炉11内的油燃烧器。因而，若油燃烧器在必要的上升时将多级的2次空气投入口 30A中的例如外部2次空气口 33A、3!3B暂时作为油口使用， 则能够降低固体燃料焚烧燃烧器的口数而抑制锅炉高度。接着，参照图16说明优选用于对置燃烧锅炉中的固体燃料焚烧燃烧器。在图示的固体燃料焚烧燃烧器20C中，在圆形剖面的煤炭1次口 22A的外周设有包括多个同心圆的口在内的2次空气投入口 30B。图示的2次空气投入口 30B由内部2次空气投入口 31及外部2次空气投入口 33这2级构成，不过并不限定于此。另外，在煤炭1次口 22A的出口中心部呈格子状配置合计4根不同2方向(纵及横)的分离构件对。还有，可以对此时的分离构件对应用在第一实施方式中说明的数目、 配置及剖面形状等。如此构成的固体燃料焚烧燃烧器20C不会由于缓缓供给2次空气而成为极端的还原气氛，通常火焰短时还原气氛强，也能够减轻所产生的硫化氢所导致的硫化腐食等。于是，上述实施方式及变形例的固体燃料焚烧燃烧器通过在微粉炭燃烧器的出口开口设有作为内部火焰稳定机构而发挥功能的多个方向的分离构件，而在分离构件交叉的燃料燃烧器的出口开口中央附近分割粉体燃料及空气的流路而使流动紊乱。通过该紊乱， 将空气的混合及扩散促进到火焰的内部，进而，通过分离构件将着火面细分化，从而氧容易进入火焰的中心部，因此着火位置靠近火焰的中央，燃料的未燃部分降低。即，利用火焰中心部的氧有效地进行内部着火，因此在火焰内部进行迅速的还原，其结果是，从具有固体燃料焚烧燃烧器的固体燃料焚烧锅炉最终排出的NOx的产生量被降低。另外，若将2次空气投入口形成为多级而调整2次空气的投入，则能够防止或抑制 2次空气集中于火焰外周，因此能够抑制在火焰的外周形成的高温氧残存区域，从而降低氮氧化物(NOx)的产生量。进而，本发明的固体燃料焚烧燃烧器及具有其的固体燃料焚烧锅炉能够在火焰的内部强力地着火并且增加燃烧器部的空气比，因此能够使锅炉整体的过剩空气率降低到 1. 0 1. 1左右，因而，也具有使锅炉效率提高的效果。还有，现有的固体燃料焚烧燃烧器及固体燃料焚烧锅炉通常过剩空气率是1. 15左右，因此能够使空气比降低大约0. 05 0. 15
左右ο图17 图22是表示本发明的作用效果的实验结果的图表。图17是表示内部火焰稳定的火焰稳定器位置和NOx产生量(相对值)的关系的实验结果的图表。此时的火焰稳定器位置，在图18所示的比较例中，是将“火焰稳定器位置a/实质微粉炭流宽度b”即“a/b”作为横轴且纵轴表示NOx产生量的相对值的图表，其中， 火焰稳定器位置a是作为火焰稳定器而发挥功能的分离构件24A的宽度(高度)，实质微粉炭流宽度b是微粉炭实际流动的流路宽度。还有，在图18中，采用了图6B所示的分离构件 24A，不过并不限定于此。在该实验中，使1次空气及微粉炭的流速、2次空气的流速及1次空气/2次空气的空气分配相同，测定在图18所示的比较例1 (a/b = 0. 77)及比较例2 (a/b = 0. 4)中产生的NOx量。在此，比较例1的煤炭1次口 22设有在流路内部成为障害物的反型芯26，因而，微粉炭以与反型芯26的内壁宽度大致一致的宽度b原封不动地流出。另一方面，比较例2的煤炭1次口 22沿着没有障害物的流路内壁大致以宽度b流出。因此，即使是火焰稳定器位置a相同且相同内径的煤炭1次口 22，由于障害物的有无而在作为分母的实质微粉炭流宽度b产生差，其结果是，NOx产生量也不同。换言之，图17所示的实验结果表示若将分离构件的宽度a在实质微粉炭流宽度 b上所占的比率(a/b)设定为大概75%以下，则NOx产生量降低。即，根据该实验结果可知，通过将分离构件的宽度a在实质微粉炭流宽度b上所占的比率(a/b)从0. 77减小到0. 4，产生的NOx量的相对值下降到0. 75，减少约25%。换言之，可知，作为内部火焰稳定机构发挥功能的分离构件通过使分离构件的宽度a最优化，能够有效降低固体燃料焚烧燃烧器及固体燃料焚烧锅炉的NOx。此时，在没有设置整流机构25而产生了偏流的情况下，相对于微粉炭的流动，分离构件也可以位于外侧的位置，其结果是NOx增加，因此整流机构是重要的。接下来的图19是表示分离占有率和NOx产生量(相对值)的关系的实验结果的图表。即，是表示相对于上述分离构件的宽度a在煤炭1次口 22的高度(宽度)上所占的比率，NOx产生量如何变化的实验图表。根据该实验结果可知，分离占有率越大，NOx产生量越减少，因而，分离构件的设置在NOx降低上是有效的。另一方面，根据上述图17的实验结果可知，若减小分离构件的宽度a在实质微粉炭流宽度b上所占的比率(a/b)，则产生的NOx量的相对值也下降，因此为了降低NOx产生量，需要设置具有适度的宽度a的分离构件。即，在内部火焰稳定中，设置具有适度的分离宽度a的分离构件而强化着火，由此将NOx提前放出而还原，这对NOx产生量的降低是重要的。图20是针对未燃部分的产生量比较将分离构件沿着同一方向配置的同一方向分离和将分离构件沿着多个方向配置的交叉分离的图。在该实验中，设定与图17的实验相同的各条件，针对同一方向分离及交叉分离来比较未燃部分产生量。根据该实验结果可知，以在同一方向分离产生的未燃部分量为基准，在交叉分离产生的未燃部分量的相对值是0.75，减少了约25%。即，将分离构件沿着多个方向配置的交叉分离在固体燃料焚烧燃烧器及固体燃料焚烧锅炉的未燃部分降低上是有效的。根据图20的实验结果，通过将分离构件沿着不同的方向配置，火焰内部的着火被进一步强化，并且向火焰内部的空气扩散变得良好，因此未燃部分减少。另一方面，在同一方向分离的情况下未燃部分多是因为，空气被供给于外侧的火焰，向在内部形成的火焰的空气扩散延迟。图21所示的实验结果表示在现有型的固体燃料焚烧燃烧器及本发明的固体燃料焚烧燃烧器中，针对燃烧器部、燃烧器部 AA部、AA部，比较各自的区域中的NOx产生量， 并且表示了将现有的AA部的NOx产生量作为基准值1的相对值。还有，该实验结果采用了例如图IA所示的多个方向的分离构件。另外，该实验结果是在同一未燃部分中的比较，燃烧器部 AA部间的空气比(以整个空气投入量为基准，表示从整个空气投入量中减去了追加空气投入量后的空气投入量的比率的比)，在现有技术中是0. 8，在本发明中是0. 9。在此的整个空气投入量是考虑过剩空气率而设定的实际的空气投入量。还有，若将追加空气投入率设定为30%，将过剩空气率设定为1. 15，则燃烧器部 AA部间的空气比大致是0.8。(燃烧器部 AA部间的空气比= 1. 15X (1-0. 3) ^ 0. 8)根据该实验结果可知，从AA部产生的最终的NOx产生量降低到与现有技术相比减少了 40%的0.6。这是因为，本发明是配置有多个方向的分离构件的内部火焰稳定型，进而，利用分离构件强化着火，由此在火焰内产生NOx，有效地实施NOx还原。另外，在本发明的情况下，确认了如下情况由于火焰内的混合良好，因此燃烧接近预先混合燃烧，能够更均勻地燃烧，因此空气比即使是0. 9也具有充分的还原力。S卩，在现有技术中由于在火焰外周产生高温高氧区域，因此为了进行充分的NOx 还原，需要30%左右的追加空气投入(AA)，从而燃烧器部 AA部间的空气比需要下降到 0.8左右。因此，在AA部中，投入考虑了过剩空气率在内的整个空气投入量的30%左右的空气，因此NOx在AA部也产生。但是，在本发明的情况下，燃烧器部 AA部间即使是0.9左右的空气比，也能够燃烧，因此追加空气投入量能够降低到考虑了过剩空气率在内的整个空气投入量的0 20% 左右，因而，也能够抑制在AA部的NOx产生量，最终能够降低40%左右的NOx产生量。在图22中，横轴表示“燃烧器部 AA部间的空气比”，纵轴表示“NOx产生量的相对值”。根据该实验结果可知，在本发明的情况下，燃烧器附近的空气比在0. 9时取最优值， NOx降低了约40%。因而，“考虑了过剩空气率在内的整个空气投入量”和“从整个空气投入量减去追加空气投入量后的空气投入量”的比即“燃烧器部 AA部间的空气比”，根据图22 可知，优选设定为能够降低约30%的NOx的0. 85以上，更优选设定为最优值的0. 9以上。在本发明的实验结果中，在0.8附近的空气比时NOx产生量增加到1以上是因为投入追加空气而产生了 NOx。另外，空气比的上限对应于燃料比而不同，在燃料比是1.5以上的情况下是0.95， 在燃料比小于1. 5的情况下是1. 0。此时的燃料比是燃料中的固定碳和挥发成分的比率(固定碳/挥发成分)。于是，根据上述本实施方式，由于具有内部火焰稳定的微粉炭燃烧器21和火焰不稳定的2次空气投入口 30，微粉炭燃烧器21的空气比设定为0. 85以上，优选设定为0.9以上，因此AA部14的追加空气投入量得以降低，由此AA部14的NOx产生量也降低。另外， 在火焰的外周形成的高温氧残存区域H被抑制，在接近预备混合燃烧的燃烧的火焰内部产生的NOx被有效地还原，因此由于到达AA部14的NOx量减少和在AA部14因追加空气的投入而产生的NOx量减少，从而从AA部14最终排出的NOx量减少。
其结果是，成为使从AA部14排出的最终的NOx产生量降低的固体燃料焚烧燃烧器20及旋转燃烧锅炉10。另外，在将微粉炭燃烧器21的空气比设定为0. 85以上而进行运转的固体燃料焚烧燃烧器的运转方法中，例如与空气比0. 8的情况比较，AA部14的空气量(追加空气投入量)降低，因此在追加空气投入量减少的AA部14中，最终的NOx产生量减少。还有，本发明并不限定于上述实施方式，例如粉体的固体燃料并不限定于微粉炭等，能够在不脱离其中心思想的范围内适当变更。符号说明10旋转燃烧锅炉11 火炉12燃烧器部14追加空气投入部(AA部)20、20A 20C固体燃料焚烧燃烧器21微粉炭燃烧器(燃料燃烧器)22 煤炭 1 次口23 煤炭 2 次口M、24A、MB 分离构件25整流机构30、30A 2次空气投入口31、31a、31b 内部 2 次空气口32a,32b 中间2次空气口33、33a、3!3b 外部 2 次空气口34L、34R侧部2次空气口40、41 减振器F 火焰H高温氧残存区域
权利要求
1.一种固体燃料焚烧燃烧器，其用于分为燃烧器部和追加空气投入部而进行低NOx燃烧的固体燃料焚烧锅炉的所述燃烧器部，且将粉体的固体燃料及空气向炉内投入，所述固体燃料焚烧燃烧器的特征在于，具备内部火焰稳定的燃料燃烧器和火焰不稳定的2次空气投入口，且所述燃料燃烧器的空气比设定为0. 85以上。
2.如权利要求1所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，所述燃料燃烧器的空气比设定为0. 9以上。
3.如权利要求1或2所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，所述燃料燃烧器将所述粉体燃料及空气向炉内投入，所述2次空气投入口在所述燃料燃烧器的上下及/或左右分别配置且具有空气流量调整机构，在所述燃料燃烧器的流路前方部配置有一个或多个分离构件。
4.如权利要求1或2所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，所述燃料燃烧器将所述粉体燃料及空气向炉内投入，所述2次空气投入口在所述燃料燃烧器的上下及/或左右分别配置且具有空气流量调整机构，在所述燃料燃烧器的流路前方部配置有多个方向的分离构件。
5.如权利要求4所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，由所述分离构件形成的着火面长度即Lf设定为大于所述燃料燃烧器的出口开口周长即 L，即 Lf > L。
6.如权利要求4或5所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，所述分离构件配置为在所述燃料燃烧器的出口开口中央密集。
7.如权利要求4 6中任一项所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，所述2次空气投入口被分割为各自具有空气流量调整机构的独立的多个流路。
8.如权利要求1或2所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，所述燃料燃烧器将所述粉体燃料及空气向炉内投入，所述2次空气投入口被分割为在所述燃料燃烧器的上下及/或左右分别配置并且各自具有空气流量调整机构的独立的多个流路，且在所述燃料燃烧器的流路前方部配置有分离构件。
9.如权利要求4 8中任一项所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，在所述分离构件的上游侧设有对所述粉体燃料及空气的流动赋予压力损失的整流机构。
10.如权利要求4 9中任一项所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，所述2次空气投入口具有角度调整机构。
11.如权利要求4 10中任一项所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，基于未燃部分及氮氧化物(NOx)排出量对从所述2次空气投入口投入的空气量的分配进行反馈控制。
12.如权利要求4 11中任一项所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，从所述2次空气投入口投入的空气量在与以从所述燃烧器部到追加空气投入部的区域为还原气氛的空气的多级投入之间被分配。
13.如权利要求4 12中任一项所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，分离为向所述燃料燃烧器的煤炭2次口供给空气的系统和向所述2次空气投入口供给空气的系统。
14.如权利要求7所述的固体燃料焚烧燃烧器，其特征在于，所述2次空气投入口的所述独立的多个流路设置为以所述燃料燃烧器为圆形而向外周方向呈同心圆状的多级。
15.一种固体燃料焚烧锅炉，其具有配置于所述炉内的角部或者壁面部的权利要求 1 14中任一项所述的固体燃料焚烧燃烧器。
16.一种固体燃料焚烧燃烧器的运转方法，该方法是用于分为燃烧器部和追加空气投入部而进行低NOx燃烧的固体燃料焚烧锅炉的所述燃烧器部、且将粉体的固体燃料及空气向炉内投入的固体燃料焚烧燃烧器的运转方法，所述固体燃料焚烧燃烧器的运转方法的特征在于，具有内部火焰稳定的燃料燃烧器和火焰不稳定的2次空气投入口，且将所述燃料燃烧器的空气比设定为0. 85以上而运转。
全文摘要
本发明提供一种抑制在火焰的外周形成的高温氧残存区域，能够降低最终的NOx产生量的固体燃料焚烧燃烧器。用于分为燃烧器部和追加空气投入部而进行低NOx燃烧的固体燃料焚烧锅炉的燃烧器部，且将粉体的固体燃料及空气向炉内投入的固体燃料焚烧燃烧器(20)具备具有内部火焰稳定的燃料燃烧器(21)和火焰不稳定的2次空气投入口(30)，燃料燃烧器(21)的空气比设定为0.85以上。
文档编号F23D1/00GK102333991SQ20108000947
公开日2012年1月25日 申请日期2010年6月7日 优先权日2009年12月17日
发明者一濑利光, 堂本和宏, 松本启吾, 葛西润, 藤村皓太郎, 阿部直文 申请人:三菱重工业株式会社