TW202340650A - 氨燃燒噴燃器、鍋爐及鍋爐的運轉方法 - Google Patents

Abstract

本發明之至少一實施形態的氨燃燒噴燃器，是用來在鍋爐使氨燃料燃燒的氨燃燒噴燃器，其具備：用來噴出燃燒用空氣的燃燒用空氣噴嘴、配置在燃燒用空氣噴嘴的內部且用來在燃燒用空氣噴嘴的內部噴射氨燃料的第1氨噴射噴嘴、配置在比第1氨噴射噴嘴還下游側的保炎器。燃燒用空氣噴嘴，是構成為噴出：燃燒用空氣的一部分與從第1氨噴射噴嘴噴射之氨燃料的部分預混合燃料、燃燒用空氣的殘餘部分。

Description

氨燃燒噴燃器、鍋爐及鍋爐的運轉方法

本發明，關於氨燃燒噴燃器、鍋爐及鍋爐的運轉方法。 本案是基於2021年12月23日在日本國特許廳申請的特願2021-209694號來主張優先權，將其內容引用於此。

已知有將氨作為燃料來供給至火爐內的鍋爐。例如，專利文獻1所揭示的鍋爐，是進行使氨與煤炭一起在火爐內燃燒的氨混合燃燒。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2020-41748號公報

[發明所欲解決之問題]

以噴燃器燃燒氨的情況，NOx的產生量，是比燃燒其他燃料的情況還容易受到燃燒場之燃料與燃燒用空氣之間接觸面之局部的空氣比的影響。因此，為了抑制NOx的產生量，燃燒場之氨與燃燒用空氣之間接觸面之局部的空氣比的控制很重要。

本發明之至少一實施形態，是有鑑於上述情事，以抑制氨燃燒噴燃器之NOx的產生量為目的。 [解決問題之技術手段]

(1)本發明之至少一實施形態的氨燃燒噴燃器， 是用來在鍋爐使氨燃料燃燒的氨燃燒噴燃器，具備： 燃燒用空氣噴嘴，其用來噴出燃燒用空氣； 第1氨噴射噴嘴，其配置在前述燃燒用空氣噴嘴的內部，用來在前述燃燒用空氣噴嘴的內部噴射前述氨燃料；以及 保炎器，其配置在比前述第1氨噴射噴嘴還下游側， 前述燃燒用空氣噴嘴，構成為噴出：前述燃燒用空氣的一部分與從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的部分預混合燃料、前述燃燒用空氣的殘餘部分。

(2)本發明之至少一實施形態的鍋爐，具備： 火爐，其含有火爐壁；以及 上述(1)之構造的氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁。

(3)本發明之至少一實施形態的鍋爐，具備： 火爐，其含有火爐壁； 上述(1)之構造的氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁；以及 其他燃料噴燃器，其設在前述火爐壁之與前述氨燃燒噴燃器不同的位置，使前述氨燃料以外之其他燃料燃燒。

(4)本發明之至少一實施形態的鍋爐，具備： 火爐，其含有火爐壁； 上述(1)之構造的氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁； 著火檢測感測器，其檢測前述燃燒用空氣噴嘴之內部的著火；以及 控制裝置，其基於前述著火檢測感測器的檢測結果，來控制從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料之噴射量， 前述控制裝置，具有： 噴射量算出部，其基於前述著火檢測感測器的檢測結果，來算出從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量；以及 調節部，其調節前述噴射量，來成為前述噴射量算出部所算出的前述噴射量。

(5)本發明之至少一實施形態的鍋爐，具備： 火爐，其含有火爐壁； 上述(1)之構造的氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁；以及 控制裝置，其控制從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量， 供給至前述第1氨噴射噴嘴的前述氨燃料，是液體氨， 前述氨燃燒噴燃器，具備檢測金屬溫度的溫度感測器， 前述控制裝置，具有： 噴射量算出部，其基於前述溫度感測器的檢測結果，來算出從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量；以及 調節部，其調節前述噴射量，來成為前述噴射量算出部所算出的前述噴射量。

(6)本發明之至少一實施形態的鍋爐的運轉方法， 是供給有氨燃料之鍋爐的運轉方法， 前述鍋爐，含有： 火爐，其含有火爐壁； 上述(1)之構造的氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁；以及 著火檢測感測器，其檢測前述燃燒用空氣噴嘴之內部的著火， 且具備： 基於前述著火檢測感測器的檢測結果，來算出從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量的步驟；以及 調節前述噴射量，來成為前述算出之步驟所算出之前述噴射量的步驟。

(7)本發明之至少一實施形態的鍋爐的運轉方法， 是供給有氨燃料之鍋爐的運轉方法， 前述鍋爐，含有： 火爐，其含有火爐壁；以及 上述(1)之構造的氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁， 供給至前述第1氨噴射噴嘴的前述氨燃料，是液體氨， 前述氨燃燒噴燃器，具備檢測金屬溫度的溫度感測器， 且具備： 基於前述溫度感測器的檢測結果，來算出從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量的步驟；以及 調節前述噴射量，來成為前述算出之步驟所算出之前述噴射量的步驟。 [發明之效果]

根據本發明之至少一實施形態，可抑制氨燃燒噴燃器之NOx的產生量。

以下，參照附加圖式來說明本發明的幾個實施形態。但是，作為實施形態來記載或者是圖式所示之構成零件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等，並非用來將本發明的範圍限定於此，而單純只是說明例而已。 例如，表示「於某方向」、「沿著某方向」、「平行」、「正交」、「中心」、「同心」或是「同軸」等之相對或絕對的配置表現，並不是嚴密地僅表示這種配置，而是也包含公差，或是帶有能得到相同功能之程度的角度或距離來相對位移的狀態。 例如，表示「相同」、「相等」及「均質」等之事物相等的狀態之表現，並不是嚴密地僅表示相等的狀態，而是也包含公差，或是存在有能得到相同功能之程度之差的狀態。 例如，四角形狀或圓筒形狀等之表示形狀的表現，並不是僅表示出幾何學上嚴格意義的四角形狀或圓筒形狀等之形狀，而是在能得到相同效果的範圍內，包含凹凸部或倒角部等的形狀。 另一方面，「備有」、「具有」、「具備」、「含有」、或是「有」一個構成要件等之表現，並不是將其他構成要件的存在予以除外之排他性的表現。

＜1.鍋爐系統1的整體構造＞ 圖1，是表示具備本實施形態之以氨燃料與氨燃料以外之其他燃料為主燃料之鍋爐的鍋爐系統1的概略構造圖。

本實施形態之鍋爐系統1所具備的鍋爐10，是使氨燃料與氨燃料以外的其他燃料以噴燃器來燃燒，可將由該燃燒所產生的熱與供水或蒸氣進行熱交換來製造過熱蒸氣的鍋爐。作為其他燃料，例如使用有生質燃料或煤炭等之固體燃料。固體燃料，例如是將煤炭予以微粉碎而成的煤粉燃料。且，氨燃料，是含有氨的液體或氣體。

鍋爐10，具有：火爐11、燃燒裝置20、50、燃燒氣體通路12。火爐11，是呈四角筒的中空形狀，沿著鉛直方向來設置。構成火爐11之內壁面的火爐壁101，是由複數個傳熱管與將傳熱管彼此予以連接的連管片所構成，將因燃料的燃燒而產生的熱與流通於傳熱管之內部的水或蒸氣進行熱交換來回收，並抑制火爐壁101的溫度上升。

燃燒裝置20、50，設置在火爐11的下部區域。在本實施形態，燃燒裝置20，構成為將煤粉燃料噴射至火爐11的內部。且，燃燒裝置50，構成為將氨燃料噴射至火爐11的內部。

燃燒裝置20，具有安裝在火爐壁101的複數個噴燃器21，燃燒裝置50，具有複數個氨噴燃器(氨燃燒噴燃器)51。在各個噴燃器21的前端部，設有噴射噴嘴(圖示外)，其構成為將煤粉燃料噴射至火爐11內。且，在各個氨噴燃器51，設有氨噴射噴嘴(例如圖3所示之第1氨噴射噴嘴521及第2氨噴射噴嘴522)。在採用對火爐11噴射液體氨燃料之液體氨噴射方式的情況，氨噴射噴嘴，例如是構成為藉由蒸氣等之霧化流體將液體氨予以微粒化來噴射的雙流體噴射噴嘴亦可，構成為僅噴射液體氨燃料的單流體噴射噴嘴亦可。且，在採用對火爐11噴射氣體氨燃料之氨氣噴射方式的情況，氨噴射噴嘴是氣體噴射噴嘴亦可。

噴燃器21與氨噴燃器51，是將沿著火爐11的周邊方向以均等間隔來配設者(例如，在四角形的火爐11的各角落部所設置之四個)作為一組，而沿著鉛直方向配置複數段。在圖1之例，一組噴燃器21是配置2段、一組氨噴燃器51是配置4段。又，在圖1，為了圖示的方便，僅記載一組噴燃器之中的2個，對各組標上符號21、51。火爐的形狀或噴燃器的段數、每段的噴燃器數量、噴燃器的配置等，並不限定於該實施形態。 且，本實施形態之火爐11的燃燒方式，是在角落部設置噴燃器，而在火爐11內部形成以螺旋狀旋轉之火炎的旋轉燃燒方式，但亦可為其他燃燒方式。因應所採用的燃燒方式，來適當變更火爐11的形狀與複數個噴燃器21及複數個氨噴燃器51的配置亦可。作為其他燃燒方式，例如，在火爐11之對向的一對爐壁之雙方設置噴燃器的對向燃燒方式。

燃燒裝置20的噴燃器21，是各自透過複數個煤粉燃料供給管22A、22B(以下有一起記載為「煤粉燃料供給管22」的情況)來連結於複數個粉碎機31A、31B(以下有一起記載為「粉碎機31」的情況)。粉碎機31，例如是在內部將粉碎平台(圖示省略)支撐成可驅動旋轉，在粉碎平台的上方使複數個粉碎輥(圖示省略)與粉碎平台的旋轉連動而被支撐成可旋轉的豎輥粉碎機。因粉碎輥與粉碎平台的協同運作而粉碎後的固體燃料，是藉由供給至粉碎機31的一次空氣(搬運用氣體、氧化性氣體)來搬運至粉碎機31所具備的分級機(圖示省略)。在分級機，是分級成適合噴燃器21之燃燒之粒徑以下的煤粉燃料、比該粒徑還大的煤塊燃料。煤粉燃料，是通過分級機來與一次空氣一起透過煤粉燃料供給管22被供給至噴燃器21。沒通過分級機的煤塊燃料，是在粉碎機31的內部因自身重量而落下至粉碎平台上，再次粉碎。

供給至粉碎機31的上述一次空氣(搬運用氣體、氧化性氣體)，是從將外氣吸入的一次空氣通風機33 (PAF：Primary Air Fan)透過空氣管30來送出至粉碎機31。空氣管30，具備：熱空氣誘導管30A，其流動有從一次空氣通風機33送出之空氣之中被空氣加熱器(空氣預熱器)42加熱過的熱空氣；冷空氣誘導管30B，其流動有從一次空氣通風機33送出之空氣之中沒有路過空氣加熱器42之接近常溫的冷空氣；以及搬運用氣體流路30C，其使熱空氣與冷空氣合流來流動。

燃燒裝置50的氨噴燃器51，連結於氨燃料供給單元90。本實施形態的氨燃料供給單元90，具備：氨槽91、將儲存在氨槽91的氨燃料(例如液體氨)供給至鍋爐10之燃燒裝置50用的氨燃料供給管92。在採用氨氣噴射方式的情況，是將用來對液體氨實施氣化處理的氣化器(圖示外)設在氨燃料供給單元90亦可。且，在採用液體氨噴射方式的情況，氨燃料供給單元90，進一步具備對燃燒裝置50供給使液體氨微粒化用之霧化流體的霧化流體供給管(圖示外)亦可。

在噴燃器21與氨噴燃器51的安裝位置之火爐11的爐外側，設有調風器(風箱)23，在該調風器23連結有風道(空氣通道)24的一端部。風道24的另一端部，連結有吹入通風機(FDF：Forced Draft Fan)32。從吹入通風機32供給的空氣，是以設置在風道24的空氣預熱器42來加熱，透過調風器23來作為二次空氣(燃燒用空氣、氧化性氣體)供給至噴燃器21，以及作為燃燒用空氣(氧化性氣體)供給至氨噴燃器51，而投入至火爐11的內部。

燃燒氣體通路12，連結於火爐11之鉛直方向上部。在燃燒氣體通路12，作為用來回收燃燒氣體之熱的熱交換器，設有：過熱器102A、102B、102C(以下，有統稱為「過熱器102」的情況)、再熱器103A、103B(以下，有統稱為「再熱器103」的情況)、節炭器104，使在火爐11產生的燃燒氣體與在各熱交換器的內部流通的供水或蒸氣之間進行熱交換。又，各熱交換器的配置或形狀，並不限定於圖1所記載的形態。

在燃燒氣體通路12的下游側，連結有將在熱交換器進行過熱回收的燃燒氣體予以排出的煙道13。在煙道13，在與風道24之間設有空氣預熱器(空氣加熱器)42，而在流動於風道24的空氣與流動於煙道13的燃燒氣體之間進行熱交換，將供給至粉碎機31的一次空氣或供給至噴燃器21與氨噴燃器51的燃燒用空氣予以加熱，藉此從與水或蒸氣進行熱交換後的燃燒氣體進一步進行熱回收。

且，在煙道13，在比空氣預熱器42還上游側的位置，設有脫硝裝置43亦可。脫硝裝置43，將具有將氨、尿素水等之氮氧化物予以還原之作用的還原劑，供給至流通於煙道13內的燃燒氣體，使供給了還原劑之燃燒氣體中的氮氧化物(NOx)與還原劑的反應，藉由設置在脫硝裝置43內之脫硝觸媒的觸媒作用來促進，藉此去除、降低燃燒氣體中的氮氧化物。 在煙道13之比空氣預熱器42還下游側，連結有氣體通道41。在氣體通道41，設有：將燃燒氣體中之灰等予以去除的電集塵機等之集塵裝置44或將硫氧化物予以除去的脫硫裝置46等之環境裝置、或是將排氣予以導引至該等之環境裝置的吸引通風機(IDF：Induced Draft Fan)45。氣體通道41的下游端部，連結於煙囪47，將被環境裝置處理過的燃燒氣體，作為排氣而排出系統外。

在鍋爐10中，若複數個粉碎機31驅動的話，被粉碎、分級過的煤粉燃料，會與一次空氣一起透過煤粉燃料供給管22供給至噴燃器21。且，從氨燃料供給單元90將氨燃料供給至氨噴燃器51。此外，被空氣預熱器42加熱過的二次空氣，是從風道24透過調風器23供給至噴燃器21與氨噴燃器51。 噴燃器21，是將使煤粉燃料與一次空氣混合而成的煤粉燃料混合氣予以吹入至火爐11，並將二次空氣吹入至火爐11。使吹入至火爐11的煤粉燃料混合氣著火，而與二次空氣反應藉此形成火炎。氨噴燃器51，是與氨燃料一起將燃燒用空氣吹入至火爐11。吹入至火爐11的氨燃料，會與燃燒用空氣反應而燃燒。 由煤粉燃料與氨燃料的燃燒所產生之高溫的燃燒氣體，會在火爐11內上升而流入至燃燒氣體通路12。 又，氨燃料被吹入至火爐11的時機，是以煤粉燃料的燃燒來使火爐11內的溫度上升至一定溫度之後亦可。例如，在鍋爐10之起動時進行煤粉燃料的專用燃燒之後，將氨燃料吹入至火爐11，進行氨燃料與煤粉燃料的氨混合燃燒亦可。此外，在此之後，停止煤粉燃料的吹入，進行氨專用燃燒亦可。 且，在本實施形態，作為氧化性氣體(一次空氣、二次空氣、燃燒用空氣)是使用空氣，但亦可為氧氣比例比空氣還多者或還少者，將所供給之氧氣量對燃料量的比率調整至適當的範圍，藉此在火爐11實現穩定的燃燒。

流入至燃燒氣體通路12的燃燒氣體，藉由配置在燃燒氣體通路12之內部的過熱器102、再熱器103、節炭器104來與水或蒸氣進行熱交換之後，排出至煙道13，藉由脫硝裝置43來去除氮氧化物，藉由空氣預熱器42來與一次空氣、二次空氣及燃燒用空氣進行熱交換之後，進一步排出至氣體通道41，藉由集塵裝置44來去除灰等，藉由脫硫裝置46來去除硫氧化物之後，從煙囪47排出至系統外。又，從燃燒氣體通路12之各熱交換器及煙道13到氣體通道41之各裝置的配置，並不一定要對於燃燒氣體的流動配置成上述記載的順序。

又，本發明的鍋爐並不限定於上述實施形態。作為使用於鍋爐的固體燃料，亦可取代煤炭或與煤炭一起使用生質燃料、石油焦(PC：Petroleum Coke)燃料、石油殘渣等。 且，作為與氨燃料組合之鍋爐的燃料，並不限定於固體燃料，亦可使用重油、輕油、重質油等之石油類或工場廢液等之液體燃料。且，亦可使用天然氣或各種石油氣、製鐵製程等產生的副產氣等之氣體燃料。 此外，亦可適用於組合該等之各種燃料來使用的混合燃燒鍋爐。在以下的說明，亦會將氨燃料簡稱為氨。

如上述般，本發明之至少一實施形態的鍋爐10，具備：含有火爐壁101的火爐11、設在火爐壁101之待後詳述的氨噴燃器51、設在火爐壁101之與氨噴燃器51不同的位置且使煤粉燃燒的煤粉噴燃器亦即噴燃器21。 藉此，可抑制來自本發明之至少一實施形態的鍋爐10的NOx排出量。 又，噴燃器21，是使氨燃料以外之其他燃料燃燒的其他燃料噴燃器亦可。 且，本發明之至少一實施形態的鍋爐10，是使氨燃料與氨燃料以外的其他燃料燃燒的混合燃燒鍋爐亦可，僅使氨燃料燃燒的氨專用燃燒鍋爐亦可。

(關於以噴燃器使氨燃燒之際的NOx產生量) 以噴燃器燃燒氨的情況，NOx的產生量，是比燃燒其他燃料的情況還容易受到燃燒場之燃料與燃燒用空氣之間接觸面之局部的空氣比的影響。因此，為了抑制NOx的產生量，燃燒場之氨與燃燒用空氣之間接觸面之局部的空氣比的控制很重要。 於是，在本實施形態的鍋爐10，是使氨噴燃器51構成為如下，藉此抑制NOx的產生量。

(關於第1氨噴燃器51A) 圖2，是將幾個實施形態之氨噴燃器51內之一實施形態之第1氨噴燃器51A之構造予以示意表示的側面剖面圖、沿著中心軸Ax從燃燒用空氣之流動方向的下游側來觀看該第1氨噴燃器51A的示意前視圖。 圖6，是將設有突出部57的第1氨噴燃器51A之構造予以示意表示的側面剖面圖、沿著中心軸Ax從燃燒用空氣之流動方向的下游側來觀看該第1氨噴燃器51A的示意前視圖。

圖6所示之第1氨噴燃器51A，除了設有突出部57以外，是具有與圖2所示之第1氨噴燃器51A相同的構造。又，關於突出部57待留後述。 圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，具備用來噴出燃燒用空氣的燃燒用空氣噴嘴54。圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，具備配置在燃燒用空氣噴嘴54的內部且在燃燒用空氣噴嘴54的內部噴射氨燃料用的第1氨噴射噴嘴521。圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，具備配置在比第1氨噴射噴嘴521還下游側的保炎器56。在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，保炎器56例如是中空圓錐台形狀的擴散型的保炎器56A。 圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，亦可具備第2氨噴射噴嘴522，其用來在比保炎器56還下游側噴射氨燃料。又，圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A中，第2氨噴射噴嘴522並非必要。

在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，燃燒用空氣噴嘴54，在沿著中心軸Ax觀看時呈現矩形形狀，是具有矩形形狀之剖面的通道，在下游側的端部附近，形成為一邊保持矩形形狀的剖面形狀一邊隨著朝向下游側使流路剖面積變小。又，燃燒用空氣噴嘴54的剖面形狀，並不限定於矩形形狀。 在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，燃燒用空氣噴嘴54，具有用來噴出燃燒用空氣的開口部54a。

圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，是構成為在燃燒用空氣噴嘴54內進行燃燒用空氣的一部分與從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的預混合。 藉此，在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，第1氨噴射噴嘴521，如下述般，為了確保用來在燃燒用空氣噴嘴54內進行燃燒用空氣之一部分與從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的預混合的區域，是配置在比燃燒用空氣噴嘴54之出口的開口部54a還上游側。 在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，第1氨噴射噴嘴521，是在中心軸Ax的周圍於圓周方向空出間隔來複數配置。在圖2及圖6所示之例，第1氨噴射噴嘴521，是在中心軸Ax的周圍於圓周方向空出間隔來配置四個。

如上述般，在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，燃燒用空氣噴嘴54，是構成為噴出：燃燒用空氣的一部分與從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的部分預混合燃料、燃燒用空氣的殘餘部分。

在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，燃燒用空氣噴嘴54的開口部54a，是在與保炎器56的外緣之間形成間隙。上述間隙，是用來使上述部分預混合燃料的至少一部分與燃燒用空氣的殘餘部分從上述間隙噴出的通路。 又，在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，具備擴散型的保炎器56A，故會從上述間隙噴出上述部分預混合燃料的全部。

在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，供給至第1氨噴燃器51A的氨，例如為氣體的氨燃料(氨氣)。又，供給至第1氨噴燃器51A的氨燃料，如後述般為液體的氨燃料亦可。

在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，第2氨噴射噴嘴522，是與燃燒用空氣噴嘴54同軸配置，構成為從複數個噴射孔52h將氨噴射至火爐11內。

在如此構成之圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，如圖2及圖6的箭頭a所示之從第1氨噴射噴嘴521噴射的氨、如圖2及圖6的虛線箭頭b所示之燃燒用空氣的一部分，會在燃燒用空氣噴嘴54內預混合而產生部分預混合燃料。該部分預混合燃料，是如箭頭c所示般從燃燒用空氣噴嘴54的開口部54a與保炎器56的外緣之間的間隙噴射至火爐11內。且，沒有用來與氨預混合的燃燒用空氣之殘餘部分，是如圖2及圖6之虛線箭頭d所示般從上述間隙噴射至火爐11內。 在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，供給至第2氨噴射噴嘴522的氨，是如圖2及圖6的箭頭e所示般從複數個噴射孔52h噴射至火爐11內。

圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，具備分隔壁625，其將部分預混合燃料的流路541與燃燒用空氣之殘餘部分的流路542予以分隔。 分隔壁625，例如是以第1氨噴燃器51A為中心軸Ax之同軸的筒狀構件。分隔壁625的內周面625a，界定出部分預混合燃料的流路541，分隔壁625的外周面625b，在與燃燒用空氣噴嘴54的內周面54i之間形成燃燒用空氣之殘餘部分的流路542。

與氨部分預混合的燃燒用空氣，如圖2及圖6的虛線箭頭b所示般，從分隔壁625之上游側的開口端流入至分隔壁625的內側亦即部分預混合燃料的流路541。 部分預混合燃料，如圖2及圖6的虛線箭頭c所示般，從分隔壁625之下游側的開口端朝向火爐11內流出。

沒有用來與氨預混合的燃燒用空氣之殘餘部分，是如圖2及圖6之虛線箭頭f、及虛線箭頭d所示般，在分隔壁625的外側流動而朝向火爐11內流出。 藉此，可抑制燃燒用空氣噴嘴54之內部之必要以上的燃燒用空氣與氨燃料預混合的情況，容易使部分預混合燃料的空氣比穩定化。

以下，說明幾個實施形態之氨噴燃器51中NOx產生量受到抑制的理由。 圖3，是用來說明氨燃料與燃燒用空氣之接觸狀態的示意圖。 圖4，是用來說明氨燃料與燃燒用空氣之接觸面的空氣比的圖表。圖4的圖表，是表示將所噴射之氨燃料或部分預混合燃料與所噴射之燃燒用空氣接觸之區域，其從燃料側朝向燃燒用空氣側表示空氣比如何變化。圖4的圖表，在使氨燃料擴散燃燒之情況的圖表線是以虛線表示，使在燃燒用空氣噴嘴54內預混合過之部分預混合燃料與燃燒用空氣燃燒之情況的圖表線是以實線表示。

在圖3，以沿著燃燒用空氣之流動的氨噴燃器51X的中心軸Ax為邊界，在圖示上側，與上述第1氨噴燃器51A同樣地，表示出使在燃燒用空氣噴嘴54內預混合過之部分預混合燃料與燃燒用空氣噴射而燃燒(部分預混合燃燒)的情況。且，以中心軸Ax為邊界，在圖示下側，表示出使氨燃料擴散燃燒的情況。

如圖3的下側所示般，在使氨燃料擴散燃燒的情況，燃燒用空氣的全量與氨燃料會擴散混合。藉此，所噴射之氨燃料F1與所噴射之燃燒用空氣A1之間的接觸面S1會變得比較寬廣。且，該接觸面S1之局部的空氣比認為會超過1，成為容易產生NOx的環境(參照圖4)。

如圖3的上側所示般，使在燃燒用空氣噴嘴54內預混合過之部分預混合燃料與燃燒用空氣燃燒的情況，燃燒用空氣的一部分是在燃燒用空氣噴嘴54內與氨燃料預混合而噴出至燃燒場。然後與燃燒用空氣的殘餘部分在火爐11內擴散混合。該情況時，擴散混合之燃燒用空氣的流量會少掉用在預混合的份量，故所噴射之部分預混合燃料F2與所噴射之燃燒用空氣A2之間的接觸面S2，與擴散燃燒的情況相較之下會變窄。且，該接觸面S2之局部的空氣比，與使氨燃料擴散燃燒的情況相較之下會變低(參照圖4)。 因此，使在燃燒用空氣噴嘴54內預混合過之部分預混合燃料與燃燒用空氣燃燒的情況，與使氨燃料擴散燃燒的情況相較之下可抑制NOx的產生量。

藉此，在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，可抑制NOx產生量。

在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，是從燃燒用空氣噴嘴54的開口部54a與保炎器56的外緣之間的間隙來噴出上述部分預混合燃料與燃燒用空氣的殘餘部分，藉此可使該等擴散混合之際之部分預混合燃料與燃燒用空氣之間的接觸面變窄。藉此，可抑制第1氨噴燃器51A的NOx產生量。

在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，由於具備擴散型的保炎器56A，故可在第1氨噴燃器51A的附近保炎，可抑制擴散混合之際之部分預混合燃料與燃燒用空氣的接觸面變廣的情況。藉此，可抑制第1氨噴燃器51A的NOx產生量。

在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，保炎器56之至少一部分，位於第1氨噴射噴嘴521所噴射之氨燃料的噴射範圍亦可。 藉此，可期待第1氨噴射噴嘴521所噴射之氨燃料所致之保炎器56的冷卻，可用來抑制保炎器56的溫度上升。

在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，具備第2氨噴射噴嘴522，藉此可使從第2氨噴射噴嘴522噴射之氨燃料擴散燃燒。

又，在圖2及圖6所示之第1氨噴燃器51A，例如在鍋爐10的負載變化的情況等，因應鍋爐10之運轉狀況之第1氨噴燃器51A的要求燃燒量，僅從第1氨噴射噴嘴521噴射氨亦可，僅從第2氨噴射噴嘴522噴射氨亦可，從第1氨噴射噴嘴521及第2氨噴射噴嘴522之雙方噴射氨亦可。

(關於第2氨噴燃器51B) 圖5，是將幾個實施形態之氨噴燃器51內之一實施形態之第2氨噴燃器51B之構造予以示意表示的側面剖面圖、沿著中心軸Ax從燃燒用空氣之流動方向的下游側來觀看該第2氨噴燃器51B的示意前視圖。 圖5所示之第2氨噴燃器51B，除了保炎器56的構造與圖2所示之第1氨噴燃器51A不同以外，是具有與圖2所示之第1氨噴燃器51A相同的構造。 亦即，圖5所示之第2氨噴燃器51B，具備用來噴出燃燒用空氣的燃燒用空氣噴嘴54。圖5所示之第2氨噴燃器51B，具備配置在燃燒用空氣噴嘴54的內部且在燃燒用空氣噴嘴54的內部噴射氨燃料用的第1氨噴射噴嘴521。圖5所示之第2氨噴燃器51B，具備配置在比第1氨噴射噴嘴521還下游側的保炎器56。在圖5所示之第2氨噴燃器51B，保炎器56，例如是具備複數個旋轉葉片之旋流型的保炎器56B。 圖2所示之第1氨噴燃器51A，亦可具備第2氨噴射噴嘴522，其用來在比保炎器56還下游側噴射氨燃料。又，圖2所示之第1氨噴燃器51A中，第2氨噴射噴嘴522並非必要。

圖5所示之第2氨噴燃器51B，是構成為在燃燒用空氣噴嘴54內進行燃燒用空氣的一部分與從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的預混合。 藉此，在圖5所示之第2氨噴燃器51B，第1氨噴射噴嘴521，為了確保用來在燃燒用空氣噴嘴54內進行燃燒用空氣之一部分與從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的預混合的區域，是配置在比燃燒用空氣噴嘴54之出口的開口部54a還上游側。 在圖5所示之第2氨噴燃器51B，第1氨噴射噴嘴521，是在中心軸Ax的周圍於圓周方向空出間隔來複數配置。在圖5所示之例，第1氨噴射噴嘴521，是在中心軸Ax的周圍於圓周方向空出間隔來配置四個。

如上述般，在圖5所示之第2氨噴燃器51B，燃燒用空氣噴嘴54，是構成為噴出：燃燒用空氣的一部分與從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的部分預混合燃料、燃燒用空氣的殘餘部分。

在圖5所示之第2氨噴燃器51B，燃燒用空氣噴嘴54的開口部54a，是在與保炎器56的外緣之間形成間隙。上述間隙，是用來使上述部分預混合燃料的至少一部分與燃燒用空氣的殘餘部分從上述間隙噴出的通路。 又，在圖5所示之第2氨噴燃器51B，具備旋流型的保炎器56B，故上述部分預混合燃料的大部分，會從旋流型的保炎器56A的複數個旋轉葉片之間的開口部噴出，而從上述間隙噴出上述部分預混合燃料的一部分。

在圖5所示之第2氨噴燃器51B，供給至第2氨噴燃器51B的氨燃料，例如為氣體的氨燃料(氨氣)。又，供給至第2氨噴燃器51B的氨，如後述般為液體氨燃料亦可。

在圖5所示之第2氨噴燃器51B，第2氨噴射噴嘴522，是與燃燒用空氣噴嘴54同軸配置，構成為從複數個噴射孔52h將氨燃料噴射至火爐11內。

在圖5所示之第2氨噴燃器51B，與圖2所示之第1氨噴燃器51A同樣地，燃燒用空氣噴嘴54，是構成為噴出：燃燒用空氣的一部分與從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的部分預混合燃料、燃燒用空氣的殘餘部分，故可抑制NOx產生量。

在圖5所示之第2氨噴燃器51B，是從燃燒用空氣噴嘴54的開口部54a與保炎器56的外緣之間的間隙來噴出上述部分預混合燃料的一部分與燃燒用空氣的殘餘部分，藉此可使該等擴散混合之際之部分預混合燃料與燃燒用空氣的接觸面變窄。藉此，可抑制第2氨噴燃器51B的NOx產生量。

在圖5所示之第2氨噴燃器51B，由於具備旋流型的保炎器56B，故可在第1氨噴燃器51A的附近保炎，可抑制擴散混合之際之部分預混合燃料與燃燒用空氣的接觸面變廣的情況。藉此，可抑制第2氨噴燃器51B的NOx產生量。

在圖5所示之第2氨噴燃器51B，保炎器56是旋流型的保炎器56B，故與擴散型的保炎器56A相較之下可抑制保炎器56的金屬溫度。這是因為，旋流型的保炎器56B，與擴散型的保炎器56A相較之下，來自火爐11內的燃燒氣體和自己形成之火炎的輻射熱之受熱面積較小，並且與流通於燃燒用空氣噴嘴54內之流體(部分預混合燃料、燃燒用空氣)的接觸面積較大的緣故。

在圖5所示之第2氨噴燃器51B，保炎器56之至少一部分，位於第1氨噴射噴嘴521所噴射之氨燃料的噴射範圍。 藉此，可期待第1氨噴射噴嘴521所噴射之氨燃料所致之保炎器的冷卻，可用來抑制保炎器的溫度上升。

在圖5所示之第2氨噴燃器51B，具備第2氨噴射噴嘴522，藉此可使從第2氨噴射噴嘴522噴射之氨燃料擴散燃燒。

又，在圖5所示之第2氨噴燃器51B，例如在鍋爐10的負載變化的情況等，因應鍋爐10之運轉狀況之第2氨噴燃器51B的要求燃燒量，僅從第1氨噴射噴嘴521噴射氨亦可，僅從第2氨噴射噴嘴522噴射氨亦可，從第1氨噴射噴嘴521及第2氨噴射噴嘴522之雙方噴射氨亦可。

(關於保炎器56的溫度抑制) 在圖2所示之第1氨噴燃器51A，保炎器56是擴散型的保炎器56A，故與旋流型的保炎器56B相較之下保炎器56的金屬溫度有較高的傾向。這是因為，擴散型的保炎器56A，與旋流型的保炎器56B相較之下，來自火爐11內的燃燒氣體和自己形成之火炎的輻射熱之受熱面積較大，並且與流通於燃燒用空氣噴嘴54內之流體(燃料、部分預混合燃料、燃燒用空氣)的接觸面積較小的緣故。 於是，在第1氨噴燃器51A，如圖6所示般，亦可設置突出部(連管片)57，其與保炎器56連接，朝向保炎器56的上游側突出。

如圖6所示般，例如突出部57，使上游側的端部連接於朝向擴散型的保炎器56A的上游側之面、是朝向保炎器56的上游側突出地形成的板狀構件。突出部57，例如是在中心軸Ax的周圍於圓周方向空出間隔來複數配置。在圖6所示之例，突出部57，是在中心軸Ax的周圍於圓周方向空出間隔來配置四個。 在圖6所示之第1氨噴燃器51A，突出部57與在燃燒用空氣噴嘴54內預混合過的部分預混合燃料或燃燒用空氣接觸而冷卻，藉此可抑制保炎器56的溫度上升。

(關於噴射液體氨的情況) 如上述般，幾個實施形態的氨噴燃器51，構成為噴射液體氨燃料亦可。該情況時，在第1氨噴射噴嘴521及第2氨噴射噴嘴522的前端，安裝有可噴霧液體氨燃料的噴嘴頭(噴霧器)亦可。 圖7A，是示意表示壓力噴霧噴嘴525之構造之一例的剖面圖。 圖7B，是圖7A所示之壓力噴霧噴嘴525之內部所配置之背板525a的示意圖。 圖8，是示意表示雙流體噴霧噴嘴526之構造之一例的剖面圖。

安裝在第1氨噴射噴嘴521及第2氨噴射噴嘴522之前端的噴嘴頭，例如圖7A所示般為壓力噴霧噴嘴525亦可，如圖8所示般為雙流體噴霧噴嘴526亦可。

例如在圖7A所示之壓力噴霧噴嘴525，在液體氨通過配置於內部的背板之際，以具有徑方向速度成分的方式來改變流動方向，而對從壓力噴霧噴嘴525噴出的液體氨燃料賦予旋轉力。藉此，從壓力噴霧噴嘴525例如以錐狀噴霧出液體氨燃料。

例如在圖8所示般的雙流體噴霧噴嘴526，液體氨燃料，是藉由與燃料個別地供給的霧化流體來微粒化，而從雙流體噴霧噴嘴526噴霧。 在第1氨噴射噴嘴521及第2氨噴射噴嘴522使用如圖8所示般的雙流體噴霧噴嘴526的情況，在霧化流體，使用有過熱蒸氣或空氣、氮氣等。

如上述般，從幾個實施形態的氨噴燃器51噴霧液體氨燃料，藉此例如可藉由從第1氨噴射噴嘴521噴射之液體氨燃料的汽化熱，來冷卻保炎器56等。藉此，可抑制保炎器56等的溫度上升。

(關於來自第1氨噴射噴嘴521之氨噴射量的調節) 在具備上述幾個實施形態之氨噴燃器51的鍋爐10，亦可如下述般調節來自第1氨噴射噴嘴521的氨噴射量。 圖9，是用來說明幾個實施形態之氨噴燃器51之來自第1氨噴射噴嘴521之氨噴射量之調節的圖。 又，圖9所示之氨噴燃器51，是圖2所示之第1氨噴燃器51A，但亦可為圖5所示之第2氨噴燃器51B，亦可為圖6所示之第1氨噴燃器51A。

含有幾個實施形態之氨噴燃器51的鍋爐10，具備用來控制來自第1氨噴射噴嘴521之氨噴射量的控制裝置900。 幾個實施形態的控制裝置900，含有控制器901與調節部95。

控制器901，具備：執行各種演算處理的處理器901a、將由處理器處理之各種資料予以暫時或非暫時性地儲存的記憶體901b。處理器，是由CPU、GPU、MPU、DSP、該等以外的各種演算裝置、或該等的組合等來實現。記憶體，是由ROM、RAM、快閃記憶體、或該等的組合等來實現。又，控制器901構成為控制鍋爐10亦可。控制器901構成為控制鍋爐系統1亦可。

控制器901，具備作為功能區塊的噴射量算出部902。控制器901的處理器901a，是執行記憶體所儲存的程式藉此作為噴射量算出部902發揮功能。

調節部95，例如是用來調節從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的第1流量調節閥95A。又，調節部95，亦可含有：用來調節從第2氨噴射噴嘴522噴射之氨燃料之噴射量的第2流量調節閥95B、及用來調節供給至燃燒用空氣噴嘴54之燃燒用空氣之供給量的第3流量調節閥95C。

幾個實施形態的氨噴燃器51，亦可具備用來檢測氨噴燃器51之金屬溫度的溫度感測器96。溫度感測器96，例如為熱電偶，可在燃燒用空氣噴嘴54內安裝在比較接近開口部54a之位置的金屬部分。溫度感測器96，例如圖9所示般安裝成檢測出分隔壁625的溫度亦可，安裝成檢測出第1氨噴射噴嘴521之下游端附近的溫度亦可。且，溫度感測器96，安裝成檢測出保炎器56的溫度亦可。 又，溫度感測器96，設置成檢測出上述幾個檢測部位以外的溫度亦可。溫度感測器96，只要設置成檢測出該等檢測部位之至少一處的溫度即可。 溫度感測器96，在如後述般用來檢測燃燒用空氣噴嘴54之內部的著火的情況時，是作為著火檢測感測器98發揮功能。 在幾個實施形態的氨噴燃器51，具備檢測燃燒用空氣噴嘴54之金屬溫度的溫度感測器96，故如後述般，可管理燃燒用空氣噴嘴54的金屬溫度。

幾個實施形態的氨噴燃器51，亦可具備用來檢測燃燒用空氣噴嘴54內之壓力的壓力感測器97。又，壓力感測器97，在如後述般用來檢測燃燒用空氣噴嘴54之內部的著火的情況時，是作為著火檢測感測器98發揮功能。 如後述般將壓力感測器97用來作為著火檢測感測器98的話，就可檢測出燃燒用空氣噴嘴54之內部的燃燒用空氣之壓力變動，故壓力感測器97並不一定要配置在燃燒用空氣噴嘴54的內部。

在含有幾個實施形態之氨噴燃器51的鍋爐10，來自溫度感測器96或壓力感測器97的檢測訊號，構成為會輸入至控制器901。 在含有幾個實施形態之氨噴燃器51的鍋爐10，是分別在第1流量調節閥95A、第2流量調節閥95B、及第3流量調節閥95C，設有用來調節流量之未圖示的致動器。在含有幾個實施形態之氨噴燃器51的鍋爐10，用來驅動該等致動器的控制訊號，是構成為從控制器901輸出。

(為了抑制燃燒用空氣噴嘴54之內部的著火而控制從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的情況) 在含有幾個實施形態之氨噴燃器51的鍋爐10，是基於著火檢測感測器98的檢測結果，來控制從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的噴射量亦可。

圖10，是表示基於著火檢測感測器98的檢測結果，來控制從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量之處理流程的流程圖。用來執行圖10之流程圖所示之處理的程式，是處理器901a從記憶體901b讀取來執行。

一實施形態之鍋爐10的運轉方法，具備：算出噴射量的步驟S10、調節噴射量的步驟S20。

算出噴射量的步驟S10，是基於著火檢測感測器98的檢測結果，來算出從第1氨噴射噴嘴噴射之氨燃料的噴射量的步驟。 在算出噴射量的步驟S10，控制器901的噴射量算出部902，是基於著火檢測感測器98的檢測結果，判斷燃燒用空氣噴嘴54的內部是否著火。例如，在算出噴射量的步驟S10，噴射量算出部902，是以溫度感測器96所檢測出的溫度、該溫度的變化等來判斷燃燒用空氣噴嘴54的內部是否著火亦可。且，例如，在算出噴射量的步驟S10，噴射量算出部902，是以壓力感測器97所檢測出之供給至燃燒用空氣噴嘴54之燃燒用空氣的壓力、該壓力的變化等來判斷燃燒用空氣噴嘴54的內部是否著火亦可。 然後，噴射量算出部902，在判斷燃燒用空氣噴嘴54的內部有著火的情況，例如將來自第1氨噴射噴嘴521之噴射量的設定值設定成比現在的氨噴射量還要少的噴射量。又，噴射量算出部902，將來自第1氨噴射噴嘴521之噴射量的設定值設定成比現在的氨噴射量還要少之噴射量的情況，是以相當於來自第1氨噴射噴嘴521之噴射量之減少量的份量，將來自第2氨噴射噴嘴522之噴射量的設定值設定成比現在的氨噴射量還要多的噴射量亦可。

調節噴射量的步驟S20，是調節來自第1氨噴射噴嘴521的噴射量來成為在算出噴射量的步驟S10所算出之噴射量的步驟。 在調節噴射量的步驟S20，處理器901a，是輸出用來驅動第1流量調節閥95A之未圖示之致動器的控制訊號，來成為在算出噴射量的步驟S10所算出(設定)的噴射量。 在第1流量調節閥95A，是接收該控制訊號藉此以未圖示的致動器調節第1流量調節閥95A之氨的流量。藉此，使從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的噴射量成為在算出噴射量的步驟S10所算出(設定)的噴射量。 藉此，可降低往氨噴燃器51之內部回火的風險。 又，在調節噴射量的步驟S20，處理器901a，亦可輸出用來驅動第2流量調節閥95B之未圖示之致動器的控制訊號，使來自第1氨噴射噴嘴521的噴射量成為在算出噴射量之步驟S10所算出(設定)的噴射量。 在第2流量調節閥95B，是接收該控制訊號藉此以未圖示的致動器調節第2流量調節閥95B之氨的流量。藉此，使從第2氨噴射噴嘴522噴射之氨燃料的噴射量成為在算出噴射量的步驟S10所算出(設定)的噴射量。

亦即，在含有幾個實施形態之氨噴燃器51的鍋爐10，具備：檢測燃燒用空氣噴嘴54之內部的著火的著火檢測感測器98、基於著火檢測感測器98的檢測結果來控制從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的控制裝置900。控制裝置900，具有：基於著火檢測感測器98的檢測結果來算出從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的噴射量算出部902、將噴射量調節成以噴射量算出部902所算出之噴射量的調節部95。

(為了抑制氨噴燃器51的金屬溫度而控制從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的情況) 在含有幾個實施形態之氨噴燃器51的鍋爐10，是基於溫度感測器96的檢測結果，來控制從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的噴射量亦可。

圖11，是表示基於溫度感測器96的檢測結果，來控制從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量之處理流程的流程圖。用來執行圖11之流程圖所示之處理的程式，是處理器901a從記憶體901b讀取來執行。

一實施形態之鍋爐10的運轉方法，具備：算出噴射量的步驟S50、調節噴射量的步驟S60。

算出噴射量的步驟S10，是基於溫度感測器96的檢測結果，來算出從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的步驟。 在算出噴射量的步驟S10，控制器901的噴射量算出部902，監視溫度感測器96的檢測結果，亦即監視溫度感測器96所檢測的金屬溫度。然後，例如噴射量算出部902，判斷溫度感測器96所檢測之金屬溫度超過預先設定之閾值的情況，是例如將來自第1氨噴射噴嘴521之噴射量的設定值設定成比現在的氨噴射量還多的噴射量。又，噴射量算出部902，將來自第1氨噴射噴嘴521之噴射量的設定值設定成比現在的氨噴射量還要多之噴射量的情況，是以相當於來自第1氨噴射噴嘴521之噴射量之增加量的份量，將來自第2氨噴射噴嘴522之噴射量的設定值設定成比現在的氨噴射量還要少的噴射量亦可。

例如氨噴燃器51的構造不同的話，構成氨噴燃器51的燃燒用空氣噴嘴54之前端部或保炎器56等，從火爐11內之燃燒氣體或氨噴燃器51所形成之火炎受到熱而損傷(以下稱為燒損)的條件，其程度也會不同。於是，在算出噴射量的步驟S10，噴射量算出部902，是將用來抑制金屬溫度之來自第1氨噴射噴嘴521的噴射量，依據氨噴燃器51的構造來變更亦可。 且，在算出噴射量的步驟S10，噴射量算出部902，是由溫度感測器96所檢測之金屬溫度來預測金屬溫度的變化，基於所預測之溫度變化來設定來自第1氨噴射噴嘴521的噴射量亦可。又，在預測金屬溫度的變化之際，噴射量算出部902，是考慮到氨噴燃器51的燃燒空氣比、氨噴燃器51的構造、鍋爐10的負載亦可。

調節噴射量的步驟S60，是調節來自第1氨噴射噴嘴521的噴射量來成為在算出噴射量的步驟S50所算出之噴射量的步驟。 在調節噴射量的步驟S60，處理器901a，是輸出用來驅動第1流量調節閥95A之未圖示之致動器的控制訊號，來成為在算出噴射量的步驟S50所算出(設定)的噴射量。 在第1流量調節閥95A，是接收該控制訊號藉此以未圖示的致動器調節第1流量調節閥95A之氨的流量。藉此，使從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的噴射量成為在算出噴射量的步驟S50所算出(設定)的噴射量。 藉此，抑制氨噴燃器51之金屬溫度的上升，可抑制燒損的發生。 又，如上述般增加來自第1氨噴射噴嘴521之噴射量藉此試圖抑制氨噴燃器51之金屬溫度的情況，供給至第1氨噴射噴嘴521的氨燃料是以液體氨燃料的效果較大。可藉由從第1氨噴射噴嘴521噴射之液體氨的汽化熱，來冷卻保炎器56等。藉此，可更有效果地抑制保炎器56等的溫度上升。 在調節噴射量的步驟S60，處理器901a，亦可輸出用來驅動第2流量調節閥95B之未圖示之致動器的控制訊號，使來自第1氨噴射噴嘴521的噴射量成為在算出噴射量之步驟S50所算出(設定)的噴射量。 在第2流量調節閥95B，是接收該控制訊號藉此以未圖示的致動器調節第2流量調節閥95B之氨的流量。藉此，使從第2氨噴射噴嘴522噴射之氨燃料的噴射量成為在算出噴射量的步驟S50所算出(設定)的噴射量。

如上述般，含有幾個實施形態之氨噴燃器51的鍋爐10，具備用來控制從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的控制裝置900。供給至第1氨噴射噴嘴521的氨燃料，為液體氨燃料亦可。氨噴燃器51，具備檢測金屬溫度的溫度感測器96。控制裝置900，具有：基於溫度感測器96的檢測結果來算出從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的噴射量算出部902、將噴射量調節成以噴射量算出部902所算出之噴射量的調節部95。

本發明並不限定於上述實施形態，還包含了在上述實施形態加上變形的形態、將該等形態適當組合的形態。

上述各實施形態所記載的內容，例如把握成如下。 (1)本發明之至少一實施形態的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)，是在鍋爐10使氨燃料燃燒用的氨燃燒噴燃器。本發明之至少一實施形態的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)，具備用來噴出燃燒用空氣的燃燒用空氣噴嘴54。本發明之至少一實施形態的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)，具備配置在燃燒用空氣噴嘴54的內部且在燃燒用空氣噴嘴54的內部噴射氨燃料用的第1氨噴射噴嘴521。本發明之至少一實施形態的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)，具備配置在比第1氨噴射噴嘴521還下游側的保炎器56。燃燒用空氣噴嘴54，是構成為噴出：燃燒用空氣的一部分與從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料的部分預混合燃料、燃燒用空氣的殘餘部分。

根據上述(1)的構造，比起沒有預混合之情況之燃燒場之氨燃料與燃燒用空氣之間的接觸面之局部的空氣比，容易使燃燒場之部分預混合燃料與燃燒用空氣之殘餘部分之間的接觸面之局部的空氣比變低。且，根據上述(1)的構造，比起沒有預混合之情況，擴散混合之燃燒用空氣的流量會因事先使用於部分預混合而使份量變少，故可使擴散混合之際之燃燒用空氣與部分預混合燃料之間的接觸面變窄。藉此，可抑制氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)的NOx產生量。

(2)在幾個實施形態，是上述(1)的構造中，燃燒用空氣噴嘴54，具有噴出燃燒用空氣的開口部54a亦可。開口部54a，在與保炎器56的外緣之間形成間隙亦可。上述間隙，是用來使上述部分預混合燃料的至少一部分與燃燒用空氣的殘餘部分從上述間隙噴出的通路亦可。

根據上述(2)的構造，是從上述間隙噴出上述部分預混合燃料的至少一部分與燃燒用空氣的殘餘部分，藉此可使擴散混合之際之燃燒用空氣與部分預混合燃料之間的接觸面變窄。藉此，可抑制氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)的NOx產生量。

(3)在幾個實施形態，是上述(1)或(2)的構造中，具備分隔壁625來將部分預混合燃料的流路541與燃燒用空氣之殘餘部分的流路542予以分隔亦可。

根據上述(3)的構造，可抑制燃燒用空氣噴嘴54之內部之必要以上的燃燒用空氣與氨燃料預混合的情況，故容易使部分預混合燃料的空氣比穩定化。

(4)在幾個實施形態，是上述(1)至(3)的任一種構造中，保炎器56，是擴散型或旋流型的保炎器亦可。

根據上述(4)的構造，可在氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)的附近保炎，故可抑制擴散混合之際之燃燒用空氣與部分預混合燃料之間的接觸面變廣的情況。藉此，可抑制氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)的NOx產生量。

(5)在幾個實施形態，是上述(1)至(4)的任一種構造中，保炎器56的至少一部分，位於第1氨噴射噴嘴521所噴射之氨燃料的噴射範圍亦可。

根據上述(5)的構造，可期待第1氨噴射噴嘴521所噴射之氨燃料所致之保炎器56的冷卻，可用來抑制保炎器56的溫度上升。

(6)在幾個實施形態，是上述(1)至(5)的任一種構造中，供給至第1氨噴射噴嘴521的氨燃料，為液體氨燃料亦可。

根據上述(6)的構造，可藉由從第1氨噴射噴嘴521噴射之液體氨燃料的汽化熱，來冷卻保炎器56等。藉此，可抑制保炎器56等的溫度上昇。

(7)在幾個實施形態，是上述(1)至(6)的任一種構造中，亦可具備第2氨噴射噴嘴522，其用來在比保炎器56還下游側噴射氨燃料。

根據上述(7)的構造，可使從第2氨噴射噴嘴522噴射的氨燃料擴散燃燒。

(8)在幾個實施形態，是上述(1)至(7)的任一種構造中，亦可具備突出部57，其與保炎器56連接，朝向保炎器56的上游側突出。

根據上述(8)的構造，使上述突出部57被對流冷卻藉此可抑制保炎器56的溫度上升。

(9)在幾個實施形態，是上述(1)至(8)的任一種構造中，亦可具備檢測燃燒用空氣噴嘴54之金屬溫度的溫度檢測感測器(溫度感測器96)。

根據上述(9)的構造，可管理燃燒用空氣噴嘴54的金屬溫度。

(10)在幾個實施形態，是上述(1)至(9)的任一種構造中，亦可具備檢測燃燒用空氣噴嘴54之內部之著火的著火檢測感測器98。

根據上述(10)的構造，萬一部分預混合燃料在燃燒用空氣噴嘴54的內部的著火，亦可檢測出該著火，故可降低往氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)之內部的回火風險。

(11)本發明之至少一實施形態的鍋爐10，具備：含有火爐壁101的火爐11、設在火爐壁101之上述(1)至(10)的任一種構造的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)。

根據上述(11)的構造，可抑制來自具備氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)之鍋爐10的NOx排出量。

(12)本發明之至少一實施形態的鍋爐10，具備：含有火爐壁101的火爐11、設在火爐壁101之上述(1)至(10)的任一種構造的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)、設在火爐壁101之與氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)不同的位置且使氨燃料以外之其他燃料燃燒的其他燃料噴燃器(噴燃器21)。

根據上述(12)的構造，可抑制來自上述鍋爐10的NOx排出量。

(13)本發明之至少一實施形態的鍋爐10，具備：含有火爐壁101的火爐11、設在火爐壁101之上述(1)至(9)的任一種構造的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)、檢測燃燒用空氣噴嘴54之內部之著火的著火檢測感測器98、基於著火檢測感測器98的檢測結果來控制第1氨噴射噴嘴521所噴射之氨燃料之噴射量的控制裝置900。控制裝置900，具有：基於著火檢測感測器98的檢測結果來算出從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的噴射量算出部902、將噴射量調節成以噴射量算出部902所算出之噴射量的調節部95。

根據上述(13)的構造，可降低往氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)之內部的回火風險。

(14)本發明之至少一實施形態的鍋爐10，具備：含有火爐壁101的火爐11、設在火爐壁101之上述(1)至(9)的任一種構造的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)、控制從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的控制裝置900。供給至第1氨噴射噴嘴521的氨燃料為液體氨。氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)，具備檢測金屬溫度的溫度感測器96。控制裝置900，具有：基於溫度感測器96的檢測結果來算出從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的噴射量算出部902、將噴射量調節成以噴射量算出部902所算出之噴射量的調節部95。

根據上述(14)的構造，可抑制氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)的金屬溫度而抑制燒損的發生。

(15)本發明之至少一實施形態的鍋爐10的運轉方法，是供給有氨燃料的鍋爐10的運轉方法。鍋爐10，含有：含有火爐壁101的火爐11、設在火爐壁101之上述(1)至(8)的任一種構造的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)、檢測燃燒用空氣噴嘴54之內部之著火的著火檢測感測器98。本發明之至少一實施形態的鍋爐10的運轉方法，具備：基於著火檢測感測器98的檢測結果來算出從第1氨噴射噴嘴821噴射之氨燃料之噴射量的步驟S10、將噴射量調節成以算出之步驟S10所算出之噴射量的步驟S20。

根據上述(15)的構造，可降低往氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)之內部的回火風險。

(16)本發明之至少一實施形態的鍋爐10的運轉方法，是供給有氨燃料的鍋爐10的運轉方法。鍋爐10，含有：含有火爐壁101的火爐11、設在火爐壁101之上述(1)至(9)的任一種構造的氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)。供給至第1氨噴射噴嘴521的氨燃料為液體氨。氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)，具備檢測金屬溫度的溫度感測器96。本發明之至少一實施形態的鍋爐10的運轉方法，具備：基於溫度感測器96的檢測結果來算出從第1氨噴射噴嘴521噴射之氨燃料之噴射量的步驟S50、將噴射量調節成以算出步驟S50所算出之噴射量的步驟S60。

根據上述(16)的構造，可抑制氨燃燒噴燃器(氨噴燃器51)的金屬溫度而抑制燒損的發生。

1:鍋爐系統 10:鍋爐 11:火爐 20,50:燃燒裝置 21:噴燃器 51:氨噴燃器(氨燃燒噴燃器) 51A:第1氨噴燃器 51B:第2氨噴燃器 54:燃燒用空氣噴嘴 54a:開口部 56,56A,56B:保炎器 57:突出部 101:火爐壁 521:第1氨噴射噴嘴 522:第2氨噴射噴嘴 541:流路 542:流路 625:分隔壁

[圖1] 表示具備本實施形態之以氨燃料與氨燃料以外之其他燃料為主燃料之鍋爐的鍋爐系統的概略構造圖。 [圖2] 表示第1氨噴燃器之構造的示意圖。 [圖3] 用來說明氨燃料與燃燒用空氣之接觸狀態的示意圖。 [圖4] 用來說明氨燃料與燃燒用空氣之接觸面的空氣比的圖表。 [圖5] 表示第2氨噴燃器之構造的示意圖。 [圖6] 表示設有突出部之第1氨噴燃器之構造的示意圖。 [圖7A] 示意表示壓力噴霧噴嘴之構造之一例的剖面圖。 [圖7B] 圖7A所示之壓力噴霧噴嘴之內部所配置之背板的示意圖。 [圖8] 示意表示雙流體噴霧噴嘴之構造之一例的剖面圖。 [圖9] 用來說明來自第1氨噴射噴嘴之氨噴射量之調節的圖。 [圖10] 表示基於著火檢測感測器的檢測結果，來控制從第1氨噴射噴嘴噴射之氨燃料之噴射量之處理流程的流程圖。 [圖11] 表示基於溫度感測器的檢測結果，來控制從第1氨噴射噴嘴噴射之氨燃料之噴射量之處理流程的流程圖。

51:氨噴燃器(氨燃燒噴燃器)

51A:第1氨噴燃器

52h:噴射孔

54:燃燒用空氣噴嘴

54a:開口部

54i:內周面

56,56A:保炎器

521:第1氨噴射噴嘴

522:第2氨噴射噴嘴

541:流路

542:流路

625:分隔壁

625a:內周面

625b:外周面

Ax:中心軸

Claims (16)

1. 一種氨燃燒噴燃器，是用來在鍋爐使氨燃料燃燒的氨燃燒噴燃器，其具備： 燃燒用空氣噴嘴，其用來噴出燃燒用空氣； 第1氨噴射噴嘴，其配置在前述燃燒用空氣噴嘴的內部，用來在前述燃燒用空氣噴嘴的內部噴射前述氨燃料；以及 保炎器，其配置在比前述第1氨噴射噴嘴還下游側， 前述燃燒用空氣噴嘴，構成為噴出：前述燃燒用空氣的一部分與從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的部分預混合燃料、前述燃燒用空氣的殘餘部分。
2. 如請求項1所述之氨燃燒噴燃器，其中， 前述燃燒用空氣噴嘴，具有噴出燃燒用空氣的開口部， 前述開口部，在與前述保炎器的外緣之間形成間隙， 前述間隙，是用來使前述部分預混合燃料的至少一部分與前述燃燒用空氣的殘餘部分從前述間隙噴出的通路。
3. 如請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其具備： 分隔壁，其將前述部分預混合燃料的流路與前述燃燒用空氣之殘餘部分的流路予以分隔。
4. 如請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其中， 前述保炎器，是擴散型或旋流型的保炎器。
5. 如請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其中， 前述保炎器之至少一部分，位於前述第1氨噴射噴嘴所噴射之前述氨燃料的噴射範圍。
6. 如請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其中， 供給至前述第1氨噴射噴嘴的前述氨燃料為液體氨。
7. 如請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其具備： 第2氨噴射噴嘴，其用來在比前述保炎器還下游側噴射前述氨燃料。
8. 如請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其具備： 突出部，其與前述保炎器連接，朝向前述保炎器的上游側突出。
9. 如請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其具備： 溫度檢測感測器，其檢測前述燃燒用空氣噴嘴的金屬溫度。
10. 如請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其具備： 著火檢測感測器，其檢測前述燃燒用空氣噴嘴之內部的著火。
11. 一種鍋爐，具備： 火爐，其含有火爐壁；以及 請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁。
12. 一種鍋爐，具備： 火爐，其含有火爐壁； 請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁；以及 其他燃料噴燃器，其設在前述火爐壁之與前述氨燃燒噴燃器不同的位置，使前述氨燃料以外之其他燃料燃燒。
13. 一種鍋爐，具備： 火爐，其含有火爐壁； 請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁； 著火檢測感測器，其檢測前述燃燒用空氣噴嘴之內部的著火；以及 控制裝置，其基於前述著火檢測感測器的檢測結果，來控制從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料之噴射量， 前述控制裝置，具有： 噴射量算出部，其基於前述著火檢測感測器的檢測結果，來算出從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量；以及 調節部，其調節前述噴射量，來成為前述噴射量算出部所算出的前述噴射量。
14. 一種鍋爐，具備： 火爐，其含有火爐壁； 請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁；以及 控制裝置，其控制從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量， 供給至前述第1氨噴射噴嘴的前述氨燃料，是液體氨， 前述氨燃燒噴燃器，具備檢測金屬溫度的溫度感測器， 前述控制裝置，具有： 噴射量算出部，其基於前述溫度感測器的檢測結果，來算出從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量；以及 調節部，其調節前述噴射量，來成為前述噴射量算出部所算出的前述噴射量。
15. 一種鍋爐的運轉方法，是供給有氨燃料之鍋爐的運轉方法， 前述鍋爐，含有： 火爐，其含有火爐壁； 請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁；以及 著火檢測感測器，其檢測前述燃燒用空氣噴嘴之內部的著火， 且具備： 基於前述著火檢測感測器的檢測結果，來算出從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量的步驟；以及 調節前述噴射量，來成為前述算出之步驟所算出之前述噴射量的步驟。
16. 一種鍋爐的運轉方法，是供給有氨燃料之鍋爐的運轉方法， 前述鍋爐，含有： 火爐，其含有火爐壁；以及 請求項1或2所述之氨燃燒噴燃器，其設在前述火爐壁， 供給至前述第1氨噴射噴嘴的前述氨燃料，是液體氨， 前述氨燃燒噴燃器，具備檢測金屬溫度的溫度感測器， 且具備： 基於前述溫度感測器的檢測結果，來算出從前述第1氨噴射噴嘴噴射之前述氨燃料的噴射量的步驟；以及 調節前述噴射量，來成為前述算出之步驟所算出之前述噴射量的步驟。

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