燃烧器以及具备该燃烧器的锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃烧器以及具备该燃烧器的锅炉。本申请基于2013年8月5日在日本申请的日本特愿2013-162311号主张优先权，在此援引其内容。
【背景技术】
[0002]以往，提出了将燃料气体与燃烧用空气以规定的比例预混合，将该预混合后的预混合气喷出并使之燃烧的预混合燃烧器(例如，参照专利文献1)。根据这样的预混合燃烧器，由于在将预先燃料气体与燃烧用空气混合的状态下使它们的混合气燃烧，因此提高了燃料气体的燃烧效率。
[0003]另外，近年来，在构成为具备这样的燃烧器的锅炉等中，强烈要求减少燃料气体燃烧而产生的废气中含有的ΝΟχ等有害物质。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献1:日本特开2006-220373号公报
[0006]这里，通过尽可能降低燃烧器中的燃料气体的燃烧温度，能够减少废气中含有的ΝΟχ的浓度。并且，为了降低燃烧器中的燃料气体的燃烧温度，使用了提高预混合气中含有的燃烧用空气的比例(空气比)的方法。然而，在使预混合气的空气比过高的情况下，在燃烧器中无法稳定地维持火焰，无法使燃料气体稳定地燃烧。
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]因此，本发明的目的在于提供能够减少废气中含有的ΝΟχ的浓度并且能够稳定地燃烧的燃烧器、以及具备该燃烧器的锅炉。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本发明涉及一种燃烧器，具备:主燃烧部，其使燃料气体与空气以第一空气比混合而成的预混合气燃烧；以及多个保焰部，其以将所述主燃烧部夹持的方式配置，使比所述第一空气比低并且能够稳定地形成火焰的第二空气比的预混合气燃烧。
[0011]另外，优选的是，燃烧器还具备:第一供给线，其向所述保焰部以及所述主燃烧部供给所述第二空气比的预混合气；以及第二供给线，其向所述主燃烧部供给空气。
[0012]另外，优选的是，所述主燃烧部由多个分割主燃烧部构成，所述保焰部以将所述分割主燃烧部分别夹持的方式配置。
[0013]另外，优选的是，多个所述分割主燃烧部以沿水平方向喷出预混合气并且在横向上隔开规定的间隔的方式配置，所述保焰部分别配置在所述分割主燃烧部的两侧部。
[0014]另外，本发明涉及一种锅炉，具备:筒体;多个水管，其配置在所述筒体的内部且沿上下方向延伸；下部联管箱，其配置于多个所述水管的下部;上部联管箱，其配置于多个所述水管的上部;供气管道，其前端部与所述筒体连接，所述供气管道向该筒体供给燃烧用空气以及燃料气体;燃烧器，其配置于所述筒体与所述供气管道的连接部，其中，所述燃烧器是上述的任一燃烧器。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，能够提供能减少废气中含有的ΝΟχ的浓度并且能稳定地燃烧的燃烧器、以及具备该燃烧器的锅炉。
【附图说明】
[0017]图1是示出具备本发明的燃烧器的锅炉的纵剖面的图。
[0018]图2是图1的Α-Α线剖视图。
[0019]图3是示出燃烧器的整体结构的图。
[0020]图4是示意性地示出本发明的一实施方式的燃烧器的结构的图，且是示出燃烧器的水平方向剖面的图。
[0021]图5是示出实施例以及比较例中的废气02浓度、ΝΟχ浓度以及C0浓度的关系的图。
【具体实施方式】
[0022]以下，参照【附图说明】本发明的燃烧器以及锅炉的优选的一实施方式。
[0023]本实施方式的燃烧器是将燃料气体与燃烧用空气以规定的比例预混合，将该预混合后的预混合气喷出并使之燃烧的预混合燃烧器。该燃烧器使用于小型直流锅炉(以下简称为“锅炉”)。
[0024]本实施方式的锅炉1如图1以及图2所示那样具备筒体11、多个水管12、连结壁13、下部联管箱14、上部联管箱15、供气管道16、排气筒17、燃烧器10。
[0025]筒体11构成为俯视观察时呈矩形状的长方体状。
[0026]多个水管12以在筒体11的内部沿上下方向延伸的方式配置，并且以在筒体11的长边方向以及宽度方向上隔开规定间隔的方式配置。
[0027]在本实施方式中，多个水管12被分类成在宽度方向的外侧在筒体11的长边方向上沿着延伸侧部配置的外侧水管组12a、在筒体11的宽度方向的中央部沿着长边方向配置的中央水管组12b、配置在外侧水管组12a与中央水管组12b之间的中间水管组12 c。
[0028]连结壁13将外侧水管组12a中相邻地配置的水管12彼此连结。
[0029]下部联管箱14由俯视观察时呈矩形状的长方体状的容器构成，配置在筒体11的下部。在下部联管箱14上连接有多个水管12的下端部。从供水源(未图示)向下部联管箱14供给用于蒸汽生成的水，从该下部联管箱14向多个水管12供水。
[0030]上部联管箱15由俯视观察时呈矩形状的长方体状的容器构成，配置在筒体11的上部。在上部联管箱15上连接有多个水管12的上端部。多个水管12中生成的蒸汽汇集于上部联管箱15中。汇集于上部联管箱15的蒸汽供给至使用蒸汽的负荷设备(未图示)。
[0031]供气管道16连接于筒体11的位于长边方向的一端侧的第一侧面11a的下部。在供气管道16的上游侧连接有供给燃料气体的燃料供给线161的前端部、以及供给燃烧用空气的送风机18。在供气管道16中流通有从燃料供给线161供给的燃料气体与从送风机18供给的燃烧用空气混合而成的预混合气，将该预混合气朝向筒体11的内部供给。
[0032]燃烧器10配置在第一侧面11a处的供气管道16与筒体11的连接部分。燃烧器10将燃烧用空气与燃料混合而成的预混合气从供气管道16向筒体11的内部喷出，使该预混合气燃烧。燃烧器10的详细情况后述。
[0033]排气筒17连接于筒体11的位于长边方向的另一端侧(与设置有供气管道16的一侧相反的一侧)的第二侧面lib。排气筒17将预混合气体在筒体11的内部燃烧而产生的燃烧气体作为废气而排出。
[0034]接下来，参照图3以及图4对本实施方式的燃烧器10的详细情况进行说明。
[0035]本实施方式的燃烧器10如图3以及图4所示那样具备主燃烧部20、多个保焰部30、第一供给线L1、第二供给线L2。
[0036]主燃烧部20使第一空气比的预混合气燃烧。这里，第一空气比设定为与成为理论上的燃烧下极限的空气比接近的空气比。即，第一空气比设定为所谓的超高空气比。具体而言，从有效地减少废气中的ΝΟχ浓度的观点出发，按照废气02浓度换算，第一空气比优选为7%?11%，更优选为8%?10%。
[0037]需要说明的是，空气比用实际燃烧空气量/理论燃烧空气量的值表示，该值以规定的关系与废气02浓度(％)对应。因此，在本说明书中，用废气02浓度(％)来表示空气比。另外，ΝΟχ值表示废气02浓度3 %换算的值，C0值不是换算值，而是读取值。
[0038]在本实施方式中，主燃烧部20由多个分割主燃烧部21构成。更具体而言，多个分割主燃烧部21以在横向(水平方向)上隔开规定间隔的方式配置。并且，各个分割主燃烧部21朝向筒体11的内部沿水平方向喷出预混合气。在本实施方式中，分割主燃烧部21配置成两列。
[0039]多个保焰部30使第二空气比的预混合气燃烧。这里，第二空气比设定为比第一空气比低并且能够稳定地形成火焰的空气比。具体而言，从稳定地维持燃烧器10中的火焰的观点出发，按照废气02浓度换算，第二空气比优选为6%?10 %，更优选为7 %?9%。
[0040]多个保焰部30以隔着主燃烧部20的方式配置。并且，多个保焰部30朝向筒体11的内部沿水平方向喷出预混合气。在本实施方式中，保焰部30分别配置在两个分割主燃烧部21的两侧部。
[0041 ]第一供给线L1向保焰部30以及主燃烧部20供给第二空气比的预混合气。在本实施方式中，设定为在供气管道16中流通的预混合气达到第二空气比。即，第一供给线L1由供气管道16构成(参照图1)。
[0042]第二供给线L2向主燃烧部20供给空气。在本实施方式中，第二供给线L2由插通于供气管道16的内部的配管构成。第二供给线L2的前端部分支，分别配置在多个分割主燃烧部21的附近(参照图4)。
[0043]对于供给至主燃烧部20的燃料气体的量，从减少废气中含有的ΝΟχ的浓度并稳定地维持火焰的观点出发，优选为供给至燃烧器10的燃料气体的量的50 %?95 %，更优选为70%?90%。
[0044]接下来，对本实施方式的锅炉1的动作进行说明。
[0045]首先，从送风机18供给的燃烧用空气与从燃料供给线161供给的燃料气体在供气管道16中被预混合。这里，在供气管道16的内部，燃料气体与燃烧用空气以达到第二空气比的方式预混合。然后，以达到第二空气比的方式预混合的预混合气被供给至主燃烧部20(多个分割主燃烧部21)以及多个保焰部30。
[0046]另外，从第二供给线L2向