JP2002243110A - 微粉炭ボイラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ボイラーの負荷変動に応じて燃焼する石炭の乾
燥具合を適当に加減できるものを提供すること。 【解決手段】供給される石炭を燃すバーナが備わる火炉
と、燃焼ガスが流れる前記火炉の下流側に備わる熱交換
器と、前記バーナに供給する石炭を粉砕する石炭粉砕機
を有する微粉炭ボイラーにおいて、前記バーナと前記熱
交換器が位置する間に前記燃焼ガスを吸引する高温燃焼
ガス吸引ノズルを設け、熱交換器の下流側に燃焼ガスを
吸引する低温燃焼ガス吸引ノズルを設け、前記高温燃焼
ガス吸引ノズルおよび前記低温燃焼ガス吸引ノズルより
吸引する両燃焼ガスを混ぜ合わせて温度の調節が行われ
た石炭乾燥用燃焼ガスを石炭粉砕機に導く燃焼ガス供給
路を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料として微粉炭
を使用する微粉炭ボイラーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石炭は、埋蔵量が豊富であり、他の化石
燃料と比べて、経済性に優れている。石炭の性状は産炭
地により、様々な種類が存在する。褐炭と呼ばれる揮発
分を多く含む石炭は火付きの良さや埋蔵量の豊富さか
ら、今後の需要が増えるものと考えられる。

【０００３】しかし、褐炭は、水分を多量に含んでいる
ものが多く、一般的な褐炭の水分含有量は、おおよそ１
０〜３０％である。ときには、５０％以上の水分を含ん
でいる石炭も有る。通常の石炭は約５〜１０％の水分含
有量のため、褐炭は非常に水分が多い石炭である。

【０００４】このように、褐炭は水分を多量に含む石炭
であるため、石炭を乾燥するのが難しい。また、水分の
多いまま、燃焼すると、水分の顕熱、水の蒸発潜熱が奪
われ効率が悪い。また、褐炭は揮発分を多く含む石炭で
あるため、乾燥後、自然発火しやすいという弱点があ
り、これらの解決策が望まれていた。

【０００５】このような問題を解決する石炭焚きボイラ
ーとしては、特開平５−２７２７０９号公報に記載され
た技術がある。この技術は、押し込み通風機によって吸
引された空気を中間に空気予熱器が設けられた風道を経
由して火炉内に供給するとともに、石炭粉砕機から微粉
炭混合気流をバーナノズルを介して上記火炉内に噴射し
て燃焼させ、燃焼により生じた排ガスを中間に上記空気
予熱器が接続された煙道を径て誘引用通風機により排出
するようにした微粉炭燃焼装置である。そして、上記煙
道の上記空気予熱器入口と上記誘引通風機出口とから上
記排ガスの一部を抽出して上記石炭粉砕機に供給するよ
うにした構成を有している。

【０００６】また、特開平１１−３５１５４９号公報に
記載された技術がある。ボイラーから高温排ガスで空気
を高温に予熱する熱交換器を備え、予熱した高温空気を
石炭粉砕機に供給する構成を有している。

【０００７】図２は従来の微粉炭ボイラーの一例を示し
たものである。

【０００８】この微粉炭ボイラーは、火炉１に微粉炭を
燃焼させるためのバーナ２と、火炉１の下流側に空気を
供給する空気ノズル３を設置してある。石炭は、貯炭場
４から石炭の運搬設備（図せず）により、石炭粉砕機５
に運ばれる。ここでは、石炭粉砕機５は一基のみ図示し
てあるが、実際のボイラーでは負荷変化に対応するた
め、各バーナの段毎に、石炭粉砕機５を設置することが
多い。空気ブロア６から供給する搬送用空気は空気予熱
器７により約６０℃に暖められ、空気搬送管８により、
石炭粉砕機５送られる。石炭は空気ブロア６から供給さ
れる空気によって気流搬送される。石炭は石炭粉砕機５
に接続されている石炭搬送管９内を流れる空気により気
流搬送され、バーナ２に供給される。

【０００９】空気ブロア１０から供給する燃焼用空気
は、空気予熱器１１により暖められ、燃焼用空気配管１
２を通り、バーナ２と空気ノズル３に付随するウインド
ボックス１３、１４に各々供給される。燃焼用空気は、
空気予熱器１１により、約３００℃に暖めるので、火炉
１内を冷やすことなく、石炭の燃焼に寄与して、石炭を
安定に燃焼させる。

【００１０】また、燃焼用空気をバーナ２と空気ノズル
３に分割して火炉１内に供給すると、火炉１内の空気比
を調節することができる。火炉１の上流側は燃料過剰の
状態になるため、還元雰囲気を形成する。この還元雰囲
気でＮＯｘを還元する。火炉１の下流側は、空気過剰の
状態になり、酸化雰囲気を形成する。酸化雰囲気での石
炭の燃焼は、燃焼灰中の未燃分を減少させることができ
る。石炭の燃焼排ガスは、火炉１の壁面を加熱し、下流
側に設置した熱交換器１５（過熱器、再熱器、節炭器な
ど）を加熱しながら、排ガス煙道１６を通過し、図示し
ていない脱硝装置に向かう。

【００１１】火炉１内の還元雰囲気によって還元した排
気ガス中のＮＯｘは、脱硝装置で、ＮＯｘ規制値以下に
なるように更に除去する。また、火炉１から排出された
燃焼排ガスの一部は、再循環ガス吸引ファン１７により
再循環ガス配管１８を通過し、火炉１に再供給され、火
炉１内の温度調節に使用される。

【００１２】この下流には、燃焼排気ガスの予熱を利用
して燃焼用空気を暖める空気予熱器１１、７が備わる。
さらに、下流にある集塵器により、排気ガス中に滞留し
ているフライアッシュを除塵して、排気ガスを脱硫装置
に入れる。排気ガスは、脱硫装置で硫黄酸化物を除去し
てクリーンな排気ガスとし、吸引通風機を経て、図示し
ていない煙突から大気中に排出される。

【００１３】また特開平８−２９６８３５号公報に示す
微粉炭ボイラーは、脱硫装置の下流側を流れる排気ガス
で微粉炭機（石炭粉砕機）に供給される石炭を乾燥する
ものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平５−２
７２７０９号公報や特開平１１−３５１５４９号公報に
示すものは、搬送用空気がいずれもボイラーの後部伝熱
面以後の燃焼排ガスを用いて石炭を乾燥する技術であ
る。特開平５−２７２７０９号公報では空気予熱器入口
の排ガスを微粉炭粉砕機に供給し、石炭を乾燥するよう
にしている。後部伝熱面以後の燃焼排ガスは、ボイラー
内や後部伝熱面に設置された熱交換器により、熱を吸収
され、燃焼排ガスの温度がボイラー内部に比べて低く、
約１００〜２００℃である。このような低温の排ガスで
は水分を多量に含んだ石炭を短時間で乾燥するのは難し
い。

【００１５】また、特開平１１−３５１５４９号公報は
燃焼排ガスを空気の予熱に使用し、石炭を乾燥するのは
燃焼排ガスで暖められた空気を使用する。空気は燃焼排
ガスに比べて酸素濃度が約２から１０倍高く、高温の空
気を石炭の乾燥用に使用すると石炭が搬送管内で発火す
る危険性がある。

【００１６】また、一般的に高い負荷の時は、燃焼排ガ
スの温度も高温で空気予熱器に到達する。しかし、低い
負荷の時は、燃焼排ガスの温度は約１００℃から５００
℃低くなる。したがって、燃焼排ガスの温度が石炭を乾
燥するに十分高くないため、低負荷時に石炭を乾燥でき
ない。

【００１７】さらに特開平８−２９６８３５号公報に示
す微粉炭ボイラーにあっても、脱硫装置の下流側を流れ
る低い温度の排気ガスを用いるので水分が多く含まれる
石炭を十分に乾燥することが期待できない。また供給さ
れる石炭は、水分の含水量が一定でなく、非常にばらつ
きが多い。しかも、ボイラー運転の負荷量変動で供給す
る石炭量も大巾に変わる。このような含水量のばらつ
き、ボイラーの負荷変動に十分に応え得るものでなかっ
た。

【００１８】本発明は、上記の問題に対処し、ボイラー
の負荷変動に応じて燃焼する石炭の乾燥具合を適当に加
減できるものを提供するにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、供給される石
炭を燃すバーナが備わる火炉と、燃焼ガスが流れる前記
火炉の下流側に備わる熱交換器と、前記微粉炭バーナに
供給する石炭を粉砕する石炭粉砕機を有する微粉炭ボイ
ラーにおいて、前記熱交換器の上流側の前記燃焼ガスお
よび熱交換器の下流側の燃焼ガスを混ぜ合わせて温度の
調節が行われた石炭乾燥用燃焼ガスを石炭粉砕機に供給
することを特徴とするものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を実施例の
図を引用して述べる。

【００２１】まず、図１に示す実施例について説明す
る。先に述べた従来例（図２）と共通するものは、同じ
符号を付す。

【００２２】図１に示すようにボイラーの主要部になる
火炉１は、縦に配置されている。火炉１には、微粉炭を
燃焼させるためのバーナ２と、火炉１の下流側（バーナ
２の上方）に空気を供給する空気ノズル３を設置してあ
る。石炭は、貯炭場４から図示しない運搬設備により、
石炭粉砕機５に搬送される。ここでは、石炭粉砕機５は
一基のみ図示してあるが、実際のボイラーでは負荷変化
に対応するため、各微粉炭バーナ２の段毎に対応するよ
うに石炭粉砕機５が設置されることが多い。

【００２３】本実施例では、石炭の搬送は外から取り込
んだ単なる空気による気流搬送ではなく、火炉１の上部
に設置された高温燃焼ガス吸引ノズル１９から吸引され
た燃焼ガスを用いて気流搬送する。燃焼ガスは高温燃焼
ガス供給管２０を経て、気流配管２１を通過し、気体混
合器２２に導かれる。火炉１内より取り出された燃焼ガ
スは５００℃以上と高温であり、この高温ガスを用いて
水分を多量に含んだ石炭を乾燥する。また、燃焼ガスは
酸素濃度が２％から５％と低く、石炭搬送管９（石炭搬
送路）内で発火や爆発の恐れは無い。

【００２４】本実施例では、燃焼ガスである排ガスの煙
道１６に設置した低温燃焼ガス吸引ノズル２３より低温
の燃焼ガスを吸引し、低温燃焼ガス供給管２４を経て、
気流配管２１（燃焼ガス供給路）に供給する。この低温
の燃焼ガスは気流配管２１を流れている高温の燃焼ガス
の温度調節用に使用し、石炭の含水量によって送る量を
調節する。排ガス煙道１６付近の燃焼ガス温度は約１０
０℃から２００℃である。

【００２５】高温燃焼ガスと低温燃焼ガスの混合比を変
化させることにより、気流配管２１を流れる燃焼ガスの
温度を調節する。温度の違う燃焼ガスの混合量を変化さ
せることにより、石炭を乾燥する燃焼ガスの温度を高温
から低温まで広範囲にわたり調整できるので、ボイラー
の負荷に応じて燃す石炭の乾燥具合を加減できる。

【００２６】また微粉炭は炭種が様々で、水分含有量も
異なるが、燃焼ガスの温度を適宜選ぶことで、ボイラー
の運転条件に合うように乾燥具合を調整加減することが
できる。

【００２７】さらに各微粉炭バーナ２による着火性を高
めるために必要に応じて燃焼ガスの温度を上げることに
より、石炭の乾燥具合をより高めることができる。

【００２８】気体混合器２２により、攪拌させた燃焼ガ
スは気流配管２１に設置されたファン２５により、石炭
粉砕機５に供給される。気流配管２１内で十分に高温燃
焼ガスと低温燃焼ガスが混合することができれば、気流
混合器２２を設置する必要はないが、混合が不充分であ
ると、石炭の乾燥に斑ができる恐れがあるため、気流混
合器２２を設置して良く混合することが望ましい。

【００２９】さらに本実施例では、気流配管２１（燃焼
ガス供給路）には温度センサ２６が設けられている。こ
の温度センサ２６の検知で高温燃焼ガス供給管２０、低
温燃焼ガス供給管２４に流れる燃焼ガスの流量を調節加
減することにより、石炭粉砕機５に供給される燃焼ガス
の温度は調節される。

【００３０】すなわち、温度センサ２６の検知信号を受
ける制御装置（図示せず）は、その検知信号に応じて高
温燃焼ガス供給管２０および低温燃焼ガス供給管２４に
備わる流量調節弁２７、２８（流量調節手段）を駆動制
御し、燃焼ガス温度を調節する。

【００３１】このように温度センサ２６の温度検知で流
量調節弁２７、２８の開き度合を加減することで、炭種
にあった流量条件、温度条件で気流配管に乾燥用の燃焼
ガスが供給され、微粉炭バーナ２の燃焼状態を良好に維
持できる。また含水量が５％以上の微粉炭を適当な乾燥
状態に乾かすのに好適である。

【００３２】さらに本実施例では、石炭搬送管９（石炭
搬送路）内には酸素濃度センサ２９が設けられている。

【００３３】この酸素濃度センサ２９の酸素濃度検知で
空気ブロア６で送り込む外気量を加減することで石炭搬
送管９内の酸素濃度は調整される。

【００３４】すなわち、酸素濃度センサ２９の酸素濃度
検知信号を受ける制御装置（図示せず）は、その検知信
号に応じて石炭搬送管９に連通する空気搬送管８に外気
を送り込む空気ブロア６の運転速度を制御することで、
石炭搬送管９内の燃焼ガスに加わる外気量を加減し、酸
素濃度が調整される。

【００３５】この酸素濃度調整で、燃す炭種および炭量
に合った酸素濃度にすることができるので、微粉炭バー
ナ２の燃焼状態を良好に維持できる。

【００３６】また、空気搬送管８に送り込まれる外気
は、空気予熱器７によって排ガス煙道１６から回収した
余熱で暖められる。石炭の種類や量、あるいは乾燥状況
に応じて空気予熱器７による余熱を省略することも可能
である。

【００３７】さらに空気ブロア６により供給される空気
は、発火や爆発の危険性がない酸素濃度で供給しなけれ
ばならない。特に、高温の燃焼ガスを供給する場合は酸
素濃度センサ２９による酸素濃度検知を精度を高め、適
正な酸素濃度の燃焼ガスが供給されるように制御するこ
とが望ましい。

【００３８】ボイラーの改造方法として石炭搬送用空気
として使用していた空気ブロア６を石炭搬送用気体の酸
素濃度調節器として使用する場合も上記内容と同様であ
る。

【００３９】前記バーナ２の近傍にはウインドボックス
１３が備えられる。このウインドボックス１３は、空気
ノズル３よりも下側に配置される。ウインドボックス１
３と空気ノズル３には、燃焼用の加熱された外気が燃焼
用空気供給管１２を介して供給される。空気ブロワ１０
で燃焼用空気供給管１２に供給される外気は空気予熱器
１１によって排ガス煙道１６から回収された余熱で加熱
される。

【００４０】図３は、負荷変化に対する火炉１（ボイラ
ー）内の燃焼ガスの温度変化と、負荷変化に対する高温
燃焼ガス吸引ノズル１９から吸引する高温燃焼ガスと低
温燃焼ガス吸引ノズル２３から吸引する低温燃焼ガスの
混合比率を示したものである。

【００４１】低負荷時には高負荷時よりも燃焼ガス温度
が低い。低負荷時は燃焼ガスの温度が低下し、十分に石
炭を乾燥できない可能性がある。よって、低負荷時には
高温ガスが占められる混合比率を多くし、石炭を搬送す
る燃焼ガスの温度を高めて石炭の乾燥が十分に乾燥でき
るようにする。

【００４２】また、高負荷時には低負荷時に比べて燃焼
ガスの温度が上昇するため、高温燃焼ガスの占める混合
比率を減らし、石炭を搬送する燃焼ガスの温度を低めに
して石炭の乾燥が行過ぎないようにする。このように負
荷が変動しても、常時石炭を適切な乾燥状態になるよう
にして火炉１（ボイラー）内の燃焼が良好に維持するの
である。

【００４３】上記の実施例では方側面にバーナ２を備え
ているが、両側にバーナ２を対向するように備える構成
にしても良い。

【００４４】次に図４に示す本発明の他の実施例につい
て述べる。

【００４５】図１に示す先の実施例と共通するところは
同じ符号を付して説明はできるだけ省略するようにす
る。

【００４６】図示のように排ガス煙道１６に常温燃焼ガ
ス吸引ノズル３０を設ける。この常温燃焼ガス吸引ノズ
ル３０と空気予熱器７との間には排ガス煙道１６の燃焼
ガスから塵埃を捕集する集塵器３１と脱硝用の脱硝装置
が備わる。排ガス煙道１６には、常温燃焼ガス吸引ノズ
ル３０の下流側に誘引フアン３３、煙突３４が備わる。

【００４７】常温燃焼ガス吸引ノズル３０は、常温燃焼
ガス供給管３５を介して常温燃焼ガスを気流配管２１に
混合するように供給する。常温燃焼ガス供給管３５には
流量調節弁３６が備えられ、気流配管２１に混合するた
めに供給する常温燃焼ガスの量を加減するようにしてい
る。

【００４８】煙突３４の入口に近いところの燃焼ガスの
温度（排ガス温度）は約２０〜５０℃と常温に近い。常
温燃焼ガス吸引ノズル３０から吸引した常温に近い温度
の燃焼ガスは、常温ガス供給管３５を経て、気流配管１
６に供給される。気流配管１６には、高温（５００℃以
上）、低温（１００〜２００℃）、常温（２０〜５０
℃）と温度の違う３種類の燃焼ガスが混合できる。この
燃焼ガスの混合量を変化させることにより、より一層の
水分含有量の違う様々な種類の炭種に対応した乾燥の実
現を図ることができる。

【００４９】また、高温燃焼ガス吸引ノズル１９より取
り込まれるところの酸素量が５％以下、温度１０００℃
以上の燃焼ガスで、燃えにくい石炭を乾燥しながら搬送
するときは、高温燃焼ガスの流量調節弁２７のみを開放
し、低温燃焼ガス供給管２４、常温燃焼ガス供給管３５
に設置した流量調節弁２８、３６を閉止し、高温の燃焼
ガスのみで石炭を搬送することが望ましい。

【００５０】さらに、石炭を搬送する燃焼ガスの温度は
予め、低負荷時の燃焼ガスの温度が最適になるように設
定し、負荷が上昇するごとに、流量調節弁２７、２８、
３６を調節し、負荷の変化や夫々の炭種に適切に合うよ
うな燃焼ガスの温度になるように設定される。

【００５１】さらに、高温の燃焼ガスがバーナ２の近傍
から噴出するため、熱吸収しきれなかった燃焼ガスに含
まれていた熱エネルギが火炉１内に回収され、ボイラー
の効率が高まる。

【００５２】次に図５に示す本発明の他の実施例につい
て述べる。

【００５３】この実施例は、火炉３７を横置にしたもの
である。

【００５４】火炉３７には、微粉炭を燃焼させるための
バーナ３８が備わる。石炭は、貯炭場３９から、図示し
ない運炭設備により、石炭粉砕機４０に運ばれる。本実
施例では、石炭粉砕機４０が１機のみの記載であるが、
石炭粉砕機４０は負荷変化に対応するため、各バーナ３
８の段毎に設置するのがより望ましい。

【００５５】バーナ３８に付随するウインドボックス４
１には燃焼用空気を空気ブロア４２から供給する。

【００５６】燃焼用空気は空気予熱器４３によって約３
００℃に暖められ、燃焼用空気配管４４を通過してウイ
ンドボックス４１に供給される。暖められた燃焼用空気
は火炎を冷やすことがないので、石炭の安定燃焼に寄与
する。

【００５７】火炉３７内はいくつかの熱交換器４５が設
けられている。熱交換器４５は燃焼ガスと熱交換を行な
い、燃焼ガスの熱量を吸収するため、燃焼ガスの温度は
下流に行くに従って低温になる。火炉３７内に設置され
た熱交換器４５の上流側には、高温燃焼ガス吸引ノズル
４６が設置されている。高温燃焼ガス吸引ノズル４６
は、５００℃以上の高温燃焼ガスを吸引する。また、煙
道内に設置された熱交換器４５の下流側には、低温燃焼
ガス吸引ノズル４７が設置されている。低温燃焼ガス吸
引ノズル４７は、１００〜２００℃の低温燃焼ガスを吸
引する。この温度の異なる２種類の燃焼ガスは、気体混
合器４８を介して、気流配管４９に供給する。

【００５８】気流配管４９にはファン５０が取り付けら
れており、高温燃焼ガス吸引ノズル４６や低温燃焼ガス
吸引ノズル４７から吸引する燃焼ガスを吸引し、石炭粉
砕機４０に供給する。気流配管４９内を流れる高温の燃
焼ガスにより、石炭中に含まれる水分は蒸発させられ
る。

【００５９】石炭には様々な種類があり、水分含有量が
多いものは高温燃焼ガスの量を多く、水分含流量の少な
いものは低温燃焼ガスを多くする。気流搬送管内４５内
を流れる燃焼ガスの温度は温度センサ５１によって管理
する。ファン５０の出力、流量調節弁５２、５３の開度
を調節することにより、搬送用の燃焼ガスの温度は常時
に適切に保たれる。

【００６０】また燃焼ガスの酸素濃度は２％から５％と
非常に低いため、高温の燃焼ガスを石炭粉砕機４０に供
給しても、発火、爆発する危険性は無い。さらに石炭粉
砕機４０からバーナ３８に到る石炭搬送管５４には、燃
焼排ガスの酸素濃度を調節するために、酸素濃度調節配
管５５(気流搬送管)が接続されている。酸素濃度調節配
管５５に供給する空気は空気ブロア５６で供給され、空
気予熱器５１によって約６０℃に暖められる。石炭搬送
管５４の下流側には酸素濃度センサ５８が設けられてお
り、空気ブロア５６の出力を調節し、石炭搬送管５４内
を流れる燃焼ガスの酸素濃度を調節する。石炭搬送管の
酸素濃度は発火や爆発をしない範囲で石炭を燃焼するの
に適切な酸素濃度にすることができる。

【００６１】また、低温排ガス吸引ノズル４７は空気予
熱器４３や空気予熱器５７よりも下流に備えたり、複数
個設けるようにしても良い。

【００６２】また、高温燃焼ガス吸引ノズル４６から吸
引される高温燃焼ガスと低温燃焼ガス吸引ノズル４７か
ら吸引される低温燃焼ガスが十分に気流搬送管４９内で
混合される場合には、気体混合器４８は設置しなくても
よい。

【００６３】次に図６に示す本発明の他の実施例につい
て述べる。

【００６４】火炉５９は、微粉炭を燃焼させるためのバ
ーナ６０を設置してある。熱交換器６１が火炉５９内に
積み上げられたシステムになっている以外は図１に示す
実施例と類似する。

【００６５】火炉５９に設置されたバーナ６０と熱交換
器６１の間に高温燃焼ガス吸引ノズル６２が設置され
る。この高温燃焼ガス吸引ノズル６２から５００℃以上
の高温燃焼ガスを吸引し、高温ガス供給管６３へ高温燃
焼ガスを供給する。この高温の燃焼ガスは気流混合器６
４に高温ガス供給管６３に接続されている気流配管６５
によって運ばれる。

【００６６】また、火炉５９に設置された熱交換器６１
の後ろ側に低温燃焼ガス吸引ノズル６６を設置する。こ
の低温燃焼ガス吸引ノズル６６から約１００〜２００℃
の低温燃焼ガスを吸引し、低温燃焼ガス供給管６７へ低
温燃焼ガスを供給する。この低温の燃焼ガスは気流混合
器６４に低温燃焼ガス供給管６７に接続されている気流
配管６５によって運ばれる。気流混合器６４は高温の燃
焼ガスと低温の燃焼ガスを攪拌し、石炭を搬送しながら
乾燥する燃焼ガスの温度をムラ無く一定に保つ役割を果
たす。

【００６７】気流搬送管６５にはファン６６が取り付け
られており、高温燃焼ガス吸引ノズル６２や低温燃焼ガ
ス吸引ノズル６６から吸引する燃焼ガスを吸引し、石炭
粉砕機６７に供給する。気流搬送管６５内を流れる高温
の燃焼ガスにより、石炭中に含まれる水分を蒸発させ
る。

【００６８】石炭には様々な種類があり、水分含有量が
多いものは高温燃焼ガスの量を多く、水分含流量の少な
いものは低温燃焼ガスを多くする。気流搬送管内６５内
を流れる燃焼ガスの温度は温度センサ６８によって管理
する。ファン６６の出力、流量調節弁６９、７０の開度
を調節することにより、搬送用の燃焼ガスの温度は常時
に適切に保たれる。さらに燃焼排ガスの酸素濃度は２％
から５％と非常に低いため、高温の燃焼排ガスを石炭粉
砕機６７に供給しても、発火、爆発する危険性は無い。
さらに石炭粉砕機６４から微粉炭バーナに到る石炭搬送
管７１には、燃焼ガスの酸素濃度を調節するために、酸
素濃度調節配管７２（気流搬送管）が接続されている。
酸素濃度調節配管７２に供給する空気は空気ブロア７３
で供給され、空気予熱器７４によって約６０℃に暖めら
れる。石炭供給配管７１の下流側には酸素濃度センサ７
６が設けられており、空気ブロア７３の出力を調節し、
石炭供給配管内を流れる燃焼排ガスの酸素濃度を調節す
る。さらに細かい酸素濃度は、酸素濃度弁７５等で空気
流量を加減して微調整を行う。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、ボイラー負荷変動に応
じて微粉炭バーナに供給される石炭の乾燥具合を適当に
加減できる微粉炭ボイラーを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、微粉炭ボイラーの系統図である。

【図２】図２は従来の微粉炭ボイラーの系統図である。

【図３】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、負荷変化に対する火炉（ボイラー）内の燃焼ガスの
温度変化と、負荷変化に対する高温燃焼ガス吸引ノズル
から吸引する高温燃焼ガスと低温燃焼ガス吸引ノズル２
３から吸引する低温燃焼ガスの混合比率を示した図であ
る。

【図４】本発明の実施形態を示す他の実施例にかかるも
ので、微粉炭ボイラーの系統図である。

【図５】本発明の実施形態を示す他の実施例にかかるも
ので、微粉炭ボイラーの系統図である。

【図６】本発明の実施形態を示す他の実施例にかかるも
ので、微粉炭ボイラーの系統図である。

【符号の説明】

１…火炉、２…バーナ、３…空気ノズル、４…貯炭場、
５…石炭粉砕機、８…空気搬送管、９…石炭搬送管（石
炭搬送路）、１５…熱交換器、１９…高温燃焼ガス吸引
ノズル、２０…高温燃焼ガス供給管、２１…気流配管
（燃焼ガス供給路）、２２…気体混合器、２３…低温燃
焼ス吸引ノズル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 啓信 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 谷口 正行 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 岡▲崎▼ 洋文 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 山本 研二 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 津村 俊一 東京都港区浜松町二丁目４番１号 バブコ ック日立株式会社内 Ｆターム(参考） 3K065 TA09 TA19 TB15 TC01 TD07 TL02 TN04 TN13 4D067 EE07 EE31 GA04

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給される石炭を燃すバーナが備わる火炉
   と、燃焼ガスが流れる前記火炉の下流側に備わる熱交換
   器と、前記バーナに供給する石炭を粉砕する石炭粉砕機
   を有する微粉炭ボイラーにおいて、 前記熱交換器の上流側の前記燃焼ガスおよび熱交換器の
   下流側の燃焼ガスを混ぜ合わせて温度の調節が行われた
   石炭乾燥用熱燃焼ガスを石炭粉砕機に供給することを特
   徴とする微粉炭ボイラー。
2. 【請求項２】供給される石炭を燃すバーナが備わる火炉
   と、燃焼ガスが流れる前記火炉の下流に備わる熱交換器
   と、前記バーナに供給する石炭を粉砕する石炭粉砕機を
   有する微粉炭ボイラーにおいて、 前記熱交換器の上流側に前記燃焼ガスを吸引する高温燃
   焼ガス吸引ノズルを設け、熱交換器の下流側に燃焼ガス
   を吸引する低温燃焼ガス吸引ノズルを設け、 前記高温燃焼ガス吸引ノズルおよび前記低温燃焼ガス吸
   引ノズルより吸引する両燃焼ガスを混ぜ合わせて温度の
   調節が行われた石炭乾燥用燃焼ガスを石炭粉砕機に導く
   燃焼ガス供給路を有することを特徴とする微粉炭ボイラ
   ー。
3. 【請求項３】供給される石炭を燃すバーナが備わる火炉
   と、燃焼ガスが流れる前記火炉の下流側に備わる熱交換
   器と、前記バーナに供給する石炭を粉砕する石炭粉砕機
   を有する微粉炭ボイラーにおいて、 前記バーナと前記熱交換器が位置する間に前記燃焼ガス
   を吸引する高温燃焼ガス吸引ノズルを設け、熱交換器の
   下流側に燃焼ガスを吸引する低温燃焼ガス吸引ノズルを
   設け、 前記高温燃焼ガス吸引ノズルおよび前記低温燃焼ガス吸
   引ノズルより吸引する両燃焼ガスを混ぜ合わせて温度の
   調節が行われた石炭乾燥用燃焼ガスを石炭粉砕機に導く
   燃焼ガス供給路を有することを特徴とする微粉炭ボイラ
   ー。
4. 【請求項４】請求項２または３に記載したものにおい
   て、 前記低温燃焼ガス吸引ノズルを複数個備えたことを特徴
   とする微粉炭ボイラー。
5. 【請求項５】供給される石炭を燃すバーナが備わる火炉
   と、燃焼ガスが流れる前記火炉の下流側に備わる熱交換
   器と、前記バーナに供給する石炭を粉砕する石炭粉砕機
   と、粉砕された微粉炭をバーナに供給する石炭搬送路と
   を有する微粉炭ボイラーにおいて、 前記熱交換器の上流側の前記燃焼ガスおよび熱交換器の
   下流側の燃焼ガスを混ぜ合わせて温度の調節が行われた
   石炭乾燥用熱燃焼ガスを石炭粉砕機に供給し、前記燃焼
   ガスの余熱を利用する空気予熱器で加熱した外気を前記
   石炭搬送路に供給することを特徴とする微粉炭ボイラ
   ー。
6. 【請求項６】供給される石炭を燃すバーナが下側に備え
   る火炉と、燃焼ガスが流れる前記火炉の下流に備わる熱
   交換器と、前記バーナに供給する石炭を粉砕する石炭粉
   砕機を有する微粉炭ボイラーにおいて、 前記熱交換器の上流側に前記燃焼ガスを吸引する高温燃
   焼ガス吸引ノズルを設け、熱交換器の下流側に燃焼ガス
   を吸引する低温燃焼ガス吸引ノズルを設け、 前記高温燃焼ガス吸引ノズルから吸引する燃焼ガスの量
   を加減する流量調節弁を備え、 前記低温燃焼ガス吸引ノズルから吸引する燃焼ガスの量
   を加減する流量調節弁を備え、 前記両流量調節弁の流量調節で温度の調節が行われ、か
   つ斑なく混ぜ合わされた石炭乾燥用燃焼ガスを石炭粉砕
   機に導く燃焼ガス供給路を備え、 前記燃焼ガス供給路に温度センサを設けたことを特徴と
   する微粉炭ボイラー。
7. 【請求項７】供給される石炭を燃すバーナが下側に備わ
   る火炉と、燃焼ガスが流れる前記火炉の下流側に備わる
   熱交換器と、前記バーナに供給する石炭を粉砕する石炭
   粉砕機と、粉砕された微粉炭を微粉炭バーナに供給する
   石炭搬送路とを有する微粉炭ボイラーにおいて、 前記熱交換器の上流側の前記燃焼ガスおよび熱交換器の
   下流側の燃焼ガスを混ぜ合わせて温度の調節が行われた
   石炭乾燥用燃焼ガスを石炭粉砕機に供給し、 前記火炉には前記熱交換器の下流側に燃焼ガスを排気す
   る煙道を設け、 前記煙道に流れる燃焼ガスの余熱を利用する空気予熱器
   で加熱された外気を前記石炭搬送路に供給するノズル空
   気供給路を備え、 前記石炭搬送路の酸素濃度を計測する酸素濃度センサを
   備えたことを特徴とする微粉炭ボイラー。
8. 【請求項８】供給される石炭を燃すバーナが下側に備わ
   る火炉と、燃焼ガスが流れる前記火炉の下流に備わる熱
   交換器と、前記バーナに供給する石炭を粉砕する石炭粉
   砕機を有する微粉炭ボイラーにおいて、 前記熱交換器の上流側に前記燃焼ガスを吸引する高温燃
   焼ガス吸引ノズルを設け、熱交換器の下流側に燃焼ガス
   を吸引する低温燃焼ガス吸引ノズルを設け、 前記高温燃焼ガス吸引ノズルおよび前記低温燃焼ガス吸
   引ノズルから吸引する両燃焼ガスの量を加減する流量調
   節手段を設け、 前記流量調節手段で吸引量が調節された両燃焼ガスを混
   合する気体混合手段を備え、 前記気体混合手段で混合された石炭乾燥用燃焼ガスを石
   炭粉砕機に導く燃焼ガス供給路を有することを特徴とす
   る微粉炭ボイラー。
9. 【請求項９】供給される石炭を燃すバーナが下側に備わ
   る火炉と、燃焼ガスが流れる前記火炉の下流側に備わる
   熱交換器と、前記バーナに供給する石炭を粉砕する石炭
   粉砕機と、粉砕された微粉炭をバーナに供給するために
   搬送する石炭搬送路とを有する微粉炭ボイラーにおい
   て、 前記熱交換器の上流側に前記燃焼ガスを吸引する高温燃
   焼ガス吸引ノズルを設け、熱交換器の下流側に燃焼ガス
   を吸引する低温燃焼ガス吸引ノズルを設け、 水分含有量が５％以上の微粉炭を燃料として使用する際
   には前記石炭搬送路の燃料搬送を、前記高温燃焼ガス吸
   引ノズルおよび前記低温燃焼ガス吸引ノズルより吸引す
   る両燃焼ガスを混ぜ合わせて温度の調節が行われた石炭
   乾燥用燃焼ガスで行うことを特徴とする微粉炭ボイラ
   ー。
10. 【請求項１０】請求項９に記載したものにおいて、 前記低温燃焼ガス吸引ノズルないし前記高温燃焼ガス吸
    引ノズルを複数備えたことを特徴とする微粉炭ボイラ
    ー。
11. 【請求項１１】請求項９に記載したものにおいて、 前記高温燃焼ガス吸引ノズルおよび前記低温燃焼ガス吸
    引ノズルの吸込量を加減して前記石炭乾燥用燃焼ガスの
    温度を調節することを特徴とする微粉炭ボイラー。