JP2002243111A - 石炭焚きボイラの燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ボイラの負荷が低いときにも微粉炭の燃焼が良
好に行われるものを提供すること。 【解決手段】 粉砕した燃料の微粉炭を気流中で燃焼さ
せる縦方向に長いボイラと、該ボイラに備えられ、かつ
ボイラ内に前記微粉炭を噴射する複数のバ−ナと、該バ
−ナの上側であるボイラの後部伝熱部に備わる熱交換器
と、前記後部伝熱部に設けられ、かつ前記ボイラで燃焼
した燃焼ガスの一部を吸引する吸引口と、前記バ−ナに
供給される燃料の石炭を粉砕する粉砕器と、該粉砕器で
粉砕された微粉炭を前記燃焼ガスにより前記バーナに搬
送する微粉炭供給ラインとを有する石炭焚きボイラの燃
焼装置において、前記バーナを縦に並べて配置し、前記
ボイラの負荷が多いときには上側から下側まで配置され
た前記バーナに微粉炭の燃料を供給し、前記ボイラの負
荷が少ないときには上側に配置された前記バーナに微粉
炭の燃料を供給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、粉砕した石炭を燃
焼させるボイラに関わる。特に、褐炭を主燃料とするボ
イラに好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来の褐炭焚きボイラの概略構成を図１
−３に示す。従来技術は、ＡＳＭＥＪｏｉｎｔ Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉ
ｏｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ＡＳＭＥ ｐａｐｅｒ ９
４−ＬＰＧＣ−ＰＷＲ−３０ の論文に記載されてい
る。

【０００３】図１は、ボイラの全体構成である。ボイラ
１内の下部から中央部にかけてバ−ナが配置される。バ
−ナからは粉砕炭及び空気がボイラ内へ噴出され、図の
バ−ナ−ゾ−ン２で主に燃焼する。燃焼後のガスはボイ
ラから後部伝熱部３に向かい、上方に流れる。後部伝熱
部３には熱交換器４が配置される。燃焼により発生した
熱は、これらの熱交換器４で吸収され、高温、高圧の蒸
気を発生させる。また、ボイラ１及び後部伝熱部３の側
壁には、図示しない水管が配置される。ここでも燃焼に
より発生した熱の一部が吸収される。発生した蒸気は、
主に図示しない蒸気タ−ビンを駆動させ、発電するのに
用いる。後部伝熱部３を通過した燃焼ガスは、図示しな
い煙道と煙突を経て、大気中に放出される。

【０００４】燃焼ガスの一部は、吸引口５から吸引さ
れ、粉砕器６へ導かれる。燃焼ガスが粉砕器６へ導かれ
る前に、燃焼ガス中に石炭７を供給する。石炭中に含ま
れる水分を、燃焼ガスの熱で蒸発させる。褐炭には水分
が多量に含まれることが多く、温度の高い燃焼ガスで速
やかに乾燥させることが重要である。石炭は燃焼ガスで
搬送され、粉砕器６で１ｍｍ以下に粉砕される。石炭を
事前乾燥することで、粉砕され易くなる。粉砕された石
炭（粉砕炭）は燃焼ガス気流に搬送され、微粉炭供給ラ
イン１１を経て、バ−ナからボイラ内へ噴出される。燃
焼ガスと粉砕炭は、微粉炭供給ライン１１中に設けられ
た分流器１２でボイラの高さ方向に分流され、複数のバ
−ナから噴出される。粉砕炭の一部は上段側バ−ナ１３
から、残りは下段側バ−ナ１４から噴出される。ボイラ
内で燃焼ガス気流は、ボイラ上方に向かって流れる。粉
砕炭の大多数は、この気流に追従して燃焼する。ただ、
一部の粗い粒子は気流に追従出来ず、重力の影響で下方
に落下する。落下した粗い粒子は、粗粒子燃焼部１５で
燃焼させる。

【０００５】図２は、バ−ナの配置構成を示す。最上段
バ−ナ部でのボイラ水平断面上の配置を示した。図示か
ら理解できるようにバーナはボイラの周りにほぼ等間隔
に分散するように配置されている。

【０００６】このバ−ナ１６からは粉砕炭と、これを搬
送する燃焼ガス、及び、空気を噴出する。一系統の微粉
炭供給ラインに、一つの粉砕器が設置される。それぞれ
の微粉炭供給ラインはボイラ高さ方向に分岐され、高さ
方向に並べられた複数のバ−ナ１６に接続される。燃焼
用の空気は、図示しない空気ラインから供給される。粉
砕炭とこれを搬送する燃焼ガスは、ボイラ中心部の仮想
円１８周上へ向けて噴出される。噴出方向１７を矢印で
示すと、それぞれの矢印は仮想円１８に接する。

【０００７】図３は、バ−ナ構造である。噴出部の断面
形状を示す。粉砕炭噴出口１９と空気噴出口２０が、交
互に配置される。

【０００８】ボイラ内で石炭を安定に燃焼させるには、
以下の３点が重要である。

【０００９】（１）石炭濃度を高める （２）石炭を充分に乾燥させる （３）石炭の粒子径を小さくする。

【００１０】石炭の燃焼初期過程では、石炭中の揮発分
が燃焼する。この揮発分の燃焼により、火炎が形成さ
れ、安定に燃焼できる。石炭濃度を高めると揮発分濃度
も高まり、火炎を形成し易くなる。揮発分を燃焼させる
には、石炭の熱分解開始温度まで石炭を加熱することが
必要条件である。しかし、石炭中に水分が含まれている
と、その蒸発潜熱のため、石炭の加熱が遅れる。水分が
全て蒸発した後、初めて石炭の熱分解は始まる。石炭を
予め充分乾燥させた場合には、水の蒸発潜熱に熱を奪わ
れることがないため、石炭の加熱と熱分解が加速され
る。粒径を細かくすると、石炭の加熱源である、周囲の
高温気体から石炭粒子への伝熱速度が加速され、石炭の
加熱が速くなる。

【００１１】しかし、従来技術では、ボイラ負荷が低い
ときに石炭を安定燃焼させることが難しかった。まず、
石炭供給量の減少に伴い、ボイラ内での石炭濃度が低く
なる。石炭濃度が低くなると燃焼温度も低くなり、吸引
口から吸引する燃焼ガス温度が下がる。この燃焼ガス温
度が下がると、石炭の乾燥が難しくなる。石炭の乾燥が
不充分の場合、粉砕器での微粒化が難しくなる。粉砕炭
の粒径が粗くなると、石炭中の揮発分の燃焼開始が遅く
なり、これは、燃焼温度の低下につながる。ボイラ負荷
が低いときには、このような悪循環が発生するため、運
用できるボイラの負荷範囲を広げるのが難しかった。

【００１２】また特開昭５９−４９４０５号公報に示さ
れるボイラの燃焼装置は、多段のバーナを備え、低負荷
時には下段バーナと上段バーナを除く中段部バーナの内
に上段バーナに近い方から順にカットするようにしたも
のである。このものは、燃料として微粉炭を使用するも
のか記載されてない。しかも、低負荷時に燃焼ガス温度
が低下して石炭の乾燥が十分に行われず、微粉炭の微粒
化がよく行われず、燃焼が更に悪くなる問題に関する示
唆もない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ボイ
ラの負荷が低いときにも微粉炭の燃焼が良好に行われる
ものを提供せんとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、粉砕した燃料
の微粉炭を気流中で燃焼させる縦方向に長いボイラと、
該ボイラに備えられ、かつボイラ内に前記微粉炭を噴射
する複数のバ−ナと、該バ−ナの上側であるボイラの後
部伝熱部に備わる熱交換器と、前記後部伝熱部に設けら
れ、かつ前記ボイラで燃焼した燃焼ガスの一部を吸引す
る吸引口と、前記バ−ナに供給される燃料の石炭を粉砕
する粉砕器と、前記吸引口から吸引された燃焼ガスを前
記粉砕器に導く排ガスダクトと、該粉砕器で粉砕された
微粉炭を前記燃焼ガスにより前記バーナに搬送する微粉
炭供給ラインとを有する石炭焚きボイラの燃焼装置にお
いて、前記バーナを縦に並べて配置し、前記ボイラの負
荷が多いときには上側から下側まで配置された前記バー
ナに微粉炭の燃料を供給し、前記ボイラの負荷が少ない
ときには上側に配置された前記バーナに微粉炭の燃料を
供給することを特徴とする。

【００１５】負荷が少ないときは、下側のバーナの噴射
が止められるだけで、上側のバーナ自体から噴射される
微粉炭の噴射量は負荷が多いときと変わらなく、噴射さ
れる微粉炭の濃度は変わらないので、良く燃焼し、少な
くとも上側のバーナ近傍の温度低下が抑えられる。これ
により、石炭を乾燥する燃焼ガスの温度低下も抑えら
れ、微粉炭を細かく粉砕することができるのである。

【００１６】さらに本発明の具体的な内容について以下
に述べる。

【００１７】本発明は、ボイラ負荷が低いときにはボイ
ラの上段側（上側）に設けられたバ−ナの近傍に微粉炭
を集中させ、ボイラの負荷が高いときには、上段側（上
側）から下段側（下側）にわたって配置されたバ−ナに
微粉炭を分散させることを特徴とするものである。

【００１８】また、ボイラ負荷が変化したときの、ボイ
ラ内の微粉炭の濃度変化量を、ボイラの上段側に配置さ
れたバ−ナの近傍では小さく、ボイラの下段側に配置さ
れたバ−ナの近傍では大きくしたことを特徴とするもの
である。

【００１９】さらに、ボイラの負荷が変化したときの、
バ−ナの近傍の局所熱負荷の変化量が、上段側のバ−ナ
では小さく、下段側のバ−ナでは大きくしたことを特徴
とするものである。

【００２０】すなわち、吸引口から吸引する石炭乾燥用
の燃焼ガスの温度に最も影響を及ぼすのは、吸引口に近
い位置で燃焼する微粉炭からの熱発生量である。従っ
て、ボイラ全体で発生する熱量が減少しても、吸引口の
近くで燃焼する微粉炭の熱発生量が局所的に大きいなら
ば、石炭乾燥用の燃焼ガスの温度低下を最小限にでき
る。このような効果を生じさせるには、負荷が低いとき
に、上段のバ−ナ近くの局所熱負荷を大きくする燃焼方
法とすればよい。具体的には、ボイラ負荷が低いときに
は上段のバ−ナ１３の近傍に微粉炭を集中させる燃焼方
法がよい。この場合、ボイラの下部と下段のバ−ナの石
炭濃度は低くなり、局所熱負荷も小さくなるが、この部
分は吸引口から離れており、石炭乾燥用の燃焼ガス温度
に与える影響は小さい。

【００２１】本発明の燃焼方法を実現するボイラは、上
側に配置された前記バーナに微粉炭の燃料を供給する第
一の微粉炭供給路と、上側から下側までの前記バーナに
微粉炭の燃料を供給する第二の微粉炭供給路とを設け、
ボイラの負荷が少ないときには第一の微粉炭供給路より
微粉炭を供給し、ボイラの負荷が多いときには第二の微
粉炭供給路より微粉炭を供給することを特徴とするもの
である。

【００２２】また本発明は、ボイラの負荷が多いときに
は上側から下側までの前記バーナに全体的に微粉炭が供
給され、ボイラの負荷が少ないときには上側の前記バー
ナに微粉炭が供給されるようにボイラの負荷量に応じて
バーナに供給される微粉炭の量を変えることを特徴とす
るものである。

【００２３】さらに本発明は、バーナに供給される微粉
炭の量を変える変更手段を設けたことを特徴とするもの
である。

【００２４】さらにまた本発明は、バーナをボイラの回
りにほぼ等間隔に分散配置したことを特徴とするもので
ある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を示す実
施例について説明する。

【００２６】まず、図４に示す実施例について述べる。
図４はボイラの燃焼装置の構成を示す。図１から図３に
示した従来技術と同じ構成および部品には同じ符号を付
して説明をできるだけ省略する。

【００２７】すなわち、一系統の微粉炭供給ラインに一
つの粉砕器が設けられていること、微粉炭供給ラインは
分岐され、ボイラ高さ方向に配置された複数のバ−ナに
接続されていることは、従来技術と同じである。主なる
特徴は、微粉炭供給ラインの配置にある。

【００２８】本実施例では、上段側（上側）のバ−ナ１
３にのみ微粉炭を供給する微粉炭供給ラインＡ系２２
と、上段側（上側）のバーナ１３と下段側（下側）バ−
ナ１４の両方に微粉炭を供給する微粉炭供給ラインＢ系
の、二種類の微粉炭供給ラインを設けた。Ａ系から微粉
炭を供給すると、上段側バ−ナ近傍の粉砕炭濃度が高く
なる。Ｂ系からのみ供給するときは、バ−ナゾ−ンで
の、ボイラ高さ方向の濃度変化は小さくなる。ボイラ負
荷が低いときには石炭供給量が少ないため、Ａ系のみで
運転できる。このときには、石炭供給量が少ないのにも
係わらず、上段側のバーナだけなので、バ−ナの近傍の
微粉炭濃度が高くなるのである。ボイラ負荷が高いとき
には、微粉炭供給量が多いため、Ｂ系またはＡ系とＢ系
の両方を使用する。このときは、負荷が低いときと比
べ、上段側近傍と下段側近傍での粉砕炭の濃度差は小さ
くなる。なお、Ａ系とＢ系の双方が使用されるのは、最
大負荷のときである。

【００２９】このようにボイラの負荷が少ないときでも
バ−ナの近傍の微粉炭濃度が高く、安定した石炭火炎を
形成できる。したがって、ボイラの負荷が少ないときで
も高温の水分を含む石炭を乾燥する燃焼ガスの温度低下
が抑えられ、石炭が良く乾燥されるので微粉炭に細かく
粉砕することができる。高い負荷から低い負荷まで広範
囲にボイラの良好な運転を行うことができる。

【００３０】図４では、高さ方向に４段のバ−ナを配置
し、上側の二段を上段側バーナ、下側の二段を下段側バ
−ナとしているが、上段側、下段側それぞれの段数に制
限はない。上段側、下段側の段数を等しくする必要もな
い。ボイラの容量等に応じて段数を決定すればよい。

【００３１】ボイラ水平断面上での、粉砕器６、バ−ナ
１６、及び微粉炭供給ラインの配置例を、図５及び図６
に示す。図５では、Ａ系とＢ系を交互に配置した。Ａ系
のみ、あるいは、Ｂ系のみを使用するときの、流れと火
炎の対象性が良くなる。このため、負荷が低いときの、
ボイラ壁面への熱流束のむらを少なく出来る。

【００３２】褐炭焚きのボイラでは、粉砕器６の粉砕部
の摩耗が激しいことがある。この場合には、粉砕器の整
備が頻繁に必要になる。ボイラを停止させずに粉砕器を
整備するには、設置した数の半数またはそれ以下の粉砕
器でボイラを運用する。一定期間毎に運転する粉砕器を
交換する。このような運用をする場合の、粉砕器６、バ
−ナ１６、及び微粉炭供給ライン配置の例を図６に示
す。

【００３３】まず、ラインを１系と２系の二つに分け
る。さらにそれぞれの系統に、Ａ系とＢ系を設ける。ボ
イラの運用方法は、Ａ１系とＢ１系を運用する場合と、
Ａ２系とＢ２系を運用場合の二通りとなる。負荷が低い
ときは、Ａ１系のみかＡ２系のみを運用する。図６の配
置とすると、負荷が低いときの流れと火炎の対象性が良
くなる。

【００３４】バ−ナの構造は、図３と同じで良い。図３
のバ−ナでは、微粉炭噴出口１９が一つであるが、複数
でもよい。微砕炭噴出口１９と空気噴出口２０の断面形
状は円形でもよい。微砕炭噴出口１９と空気噴出口２０
を同心円上に配置してもよい。気流を、旋回流として噴
出してもよい。一つの微砕炭噴出口１９と一つの空気噴
出口２０で一つバーナを形成してもよい。

【００３５】本発明を採用した石炭の投入パターンを図
７及び図８に示す。起動からある負荷（負荷ａ）まで
は、図示しない助燃バ−ナを使用する。助燃バ−ナ用の
燃料には、通常、軽油または重油を用いる。負荷ａに到
達した時点でＡ系に石炭を投入する。石炭投入量の増加
に対応して助燃バ−ナでの燃料量を減少させ、石炭専焼
に切り替える（負荷ｂ）。このときには、Ａ系からのみ
石炭を供給するため、上段側のバ−ナゾ−ンに微粉炭が
集中する。石炭供給の総量は少ないが、上段側のバ−ナ
ゾ−ンでの石炭の局所濃度は高いので、安定に火炎を形
成できる。負荷ｃに到達した時点で、Ｂ系からの燃料供
給を開始する。このとき、Ｂ系からの燃料供給量の増加
に対応し、Ａ系からの燃料供給量を減少させる。

【００３６】さらに最大負荷（負荷ｄ）まで高めるとき
には、Ａ系とＢ系からの燃料供給量をどちらも増加させ
る。ｃからｄまで負荷を高めるときの、石炭の供給方法
には二通りある。一つは、負荷ｃのときにはＡ系からの
石炭供給量をＢ系からの供給量より多くし、ｃからｄま
での間でＢ系からの石炭供給量を急激に増加させる方法
である（図７）。この方法では、負荷を変化させたとき
に、上段側のバ−ナゾ−ンでの石炭局所濃度の変化が少
ない。もうひとつは、負荷ｃでの石炭供給量を、Ａ系と
Ｂ系で等しくする方法である（図８）。この方法は、運
転方法が簡単である。

【００３７】本発明の良さについて、図９から図１２を
用いて説明する。図９と図１０は、本発明のボイラを用
いたときの、燃焼状態を示す。図９は、負荷が高いとき
（図７及び図８で負荷ｄ付近）の、燃焼状態である。全
体の微粉炭供給量は多く、粉砕炭は上段側及び下段側バ
−ナ−ゾ−ンの両方に供給される。バ−ナ−が配置され
たゾ−ンの高さ方向での微粉炭濃度分布は小さく、濃度
の絶対値は高い。バ−ナ−のゾ−ン全体に、高濃度、高
局所発熱域２４が形成される。図１０は、負荷が低いと
き（図７及び図８での、負荷ｂから負荷ｃの間）の燃焼
状態である。このときには、Ａ系からの石炭供給量が多
い。バ−ナゾ−ン上段側に微粉炭が集中する。全体の微
粉炭供給量は少ないが、バ−ナゾ−ン上段側の局所濃度
は高い。ここには、高濃度、高局所発熱域２４を形成出
来るため、負荷が低くても安定した火炎が形成できる。
一方、バ−ナゾ−ン下段側の石炭濃度は極めて薄いの
で、ここには極低濃度、極低局所発熱域２５が形成され
る。バ−ナゾ−ン下段側で微粉炭を燃焼するのは困難で
ある。ただし、下段側の微粉炭の大部分は、上昇気流に
追従してバ−ナゾ−ン上段側を通過するので、ここで燃
焼できる。本発明の燃焼方法では、負荷が低いときで
も、吸引口５の近くで高温燃焼できる。このため、負荷
が低いときでも、石炭乾燥用の燃焼ガス温度が下がり難
い。また、バ−ナゾ−ン上段側の局所熱負荷は常に高
い。従って、この位置の近くにス−パ−ヒ−タを設置す
ると、蒸気温度を高めることができ、発電効率を高めら
れる。

【００３８】なお、負荷が高いときにバ−ナゾ−ン上段
側に石炭を集中させると、ここでの局所熱負荷が高くな
りすぎる。石炭中の灰が溶融し、上段側バ−ナ１３や吸
引口５の開口部へ溶融灰が付着することで流路を閉塞さ
せる、あるいは、側壁へ溶融灰が大量に付着することで
熱伝達効率を低下させる、等のトラブルが起こり易い。

【００３９】図１１は、従来技術で燃焼したときの、負
荷が低いときの燃焼状態である。石炭をバ−ナゾ−ン上
段側に集中できないので、バ−ナゾ−ン全体に、低濃
度、低局所発熱域２７が形成される。石炭濃度が高く、
温度の高い領域が無いため、石炭専焼が困難である。

【００４０】ボイラ負荷と石炭乾燥用燃焼ガス温度の関
係を、図１２に示す。従来技術では、ボイラ負荷が低下
すると乾燥用の燃焼ガス温度も低下する。負荷が低いと
きには石炭の乾燥が難しい。本発明では、乾燥用燃焼ガ
スの吸引口５近くに局所的な高温域を形成するため、燃
焼ガス温度が下がり難い。負荷が低いときにも、石炭の
乾燥が容易である。

【００４１】次に図１３から図１６を引用して他の実施
例を説明する。

【００４２】いずれも、上段側バ−ナと下段側バ−ナへ
の微粉炭の分流比を変更する変更手段である。

【００４３】図１３は、燃焼ガスと粉砕炭の流れに旋回
を与えることで、分流比を変更する構成の一例である。
旋回器２８により上向きに流れる気流に旋回を与える。
流れに旋回を与えると、粉砕炭は、その慣性力により、
流れの外周側では濃度が高く、流れの中心付近では濃度
が低くなる。この現象を利用して図１３では、外周側に
流れる流体を下段側のバ−ナへ、中心付近に流れる流体
を上段側バ−ナへ供給する。この場合、粉砕炭の供給量
は下段側ほど多くなるので、バ−ナゾ−ン下段側の粉砕
炭濃度が高くなる。図１４は、図１３とは逆に、中心付
近を流れる流体を下段側バ−ナへ、外周側を流れる流体
を上段側バ−ナへ供給する。この場合には、バ−ナゾ−
ン上段側の粉砕炭濃度が高くなる。図１３及び図１４で
は、旋回器を最下段バ−ナより下流に設けたが、バ−ナ
とバ−ナの間に設けてもよい。

【００４４】ここで、例えば、図１４の微粉炭供給ライ
ンをＡ系、図１３の微粉炭供給ラインをＢ系とすれば、
ボイラ負荷が低いときにバ−ナゾ−ン上段側へ粉砕炭を
集中出来る。

【００４５】また、旋回器２８で与える旋回力を変更で
きる構成とした場合には、図１３または図１４の一方の
みを用いても本発明の目的を達成できる。例えば、図１
３の構成において、旋回流と直進流の両方を発生出来る
よう旋回器２８を構成するとよい。直進流の場合には、
流れの中心部で粉砕炭の濃度が高くなるため、ボイラ高
さ方向の粉砕炭濃度分布が、旋回流を発生したときと逆
になる。直進流を発生するように旋回器２８を設定した
ラインをＡ系、旋回流を発生するように設定したライン
をＢ系とする。旋回器２８の具体的構成としては、例え
ば、流路内に角度可変の羽根を設置する方法がある。流
れ方向に対して水平に羽根を設定した場合には直進流
が、羽根に角度を与えた場合には旋回流が得られる。図
１４の構成でも、同じ方法を採用できる。この場合に
は、旋回流を発生するラインをＡ系、直進流を発生する
ラインをＢ系とする。

【００４６】なお、図１３及び図１４のいずれの場合に
も、旋回器と分流器を上下逆向きに取り付け、粉砕炭を
上から下に向かって供給すると、ボイラ高さ方向の粉砕
炭濃度分布を逆に出来る。

【００４７】図１５と図１６は、微粉炭供給ラインの流
路面積を変更することで、分流比を変更する手段の例で
ある。

【００４８】図１５では、下段側バ−ナへの分岐部に流
路面積変更器３０を設け、分流比を変更する。下段側バ
−ナに接続する流路中に流路面積変更器３０を挿入する
と、下段側バ−ナへ供給される粉砕炭量が少なくなる。
このラインをＡ系とする。流路面積変更器３０を引き抜
いたときには、下段側バ−ナへ供給される粉砕炭量が増
える。このラインをＢ系とする。

【００４９】なお、流路面積変更器３０の設置位置は図
１５の構成に限定されず、どの分岐部へ設置しても良
い。この場合、上段側バ−ナへの微粉炭供給量が多くな
るよう設定したラインをＡ系とする。図１６は、流路面
積を変更する手段の変形例である。粉採炭供給ラインを
まず一次分流器３２により、上段側バ−ナへ粉砕炭を供
給するラインと下段側バ−ナヘ粉砕炭を供給するライン
に二分する。一次分流器３２の近くにダンパ３１を設け
る。ダンパ３１の開度設定を変えることで、分流比を変
更する。

【００５０】次に図１７に示す他の実施例について説明
する。

【００５１】図１７は、分流比を変更せずにボイラ高さ
方向の粉砕炭濃度分布を変更する、微粉炭供給ラインの
一例である。ここでは、バ−ナからの粉砕炭の噴出角度
を、ボイラ高さ方向に変化させることで、濃度分布を変
化させる。

【００５２】図１７は、Ａ系に適用したときの例であ
る。下段側バ−ナ１４からの噴出方向を上向きとし、上
段側バ−ナ１３からは水平方向に噴出する。Ａ系のみで
運用した場合には、バ−ナゾ−ン上段側に粉砕炭を集中
できる。一方、Ｂ系に適用する場合には、全てのバ−ナ
から水平方向に噴出するか、または、上段側バ−ナ１３
からは下向きに、下段バ−ナからは水平方向に噴出す
る。ボイラ負荷が高いときにはＡ系とＢ系の両方を使用
するので、バ−ナゾ−ン全体に粉砕炭が分散する。この
ような構成とした場合、ひとつの水平断面上に配置され
たバ−ナについてみると、水平面に対する噴出方向の異
なるバ−ナが、複数個配置される。それぞれのバ−ナに
ついて、噴出方向を上向き、水平、及び下向きに設定で
きる構成とすると、ひとつの微粉炭供給ライン１１を、
Ａ系としてもＢ系としても使用できる。

【００５３】バ−ナからの噴出方向の設定方法は、本実
施例で述べたものに限定されない。ボイラの運用条件に
応じて、バ−ナ毎に最適な噴出方向を設定すればよい。

【００５４】次に図１８に示す他の実施例について説明
する。

【００５５】図１８は、微粉炭供給ライン１１の設置方
法の変形例である。上段側バ−ナ１３をＡ系に、下段側
バ−ナ１４をＢ系に接続する。このときには、それぞれ
の微粉炭供給ライン１１は高さ方向だけでなく、水平方
向にも分岐する。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、ボイラの負荷が低いと
きにも微粉炭の燃焼が良好に行われるものを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の、褐炭焚きボイラの構成を示す図であ
る。

【図２】従来の、褐炭焚きボイラでの、バ−ナの配置構
成を示す図である。

【図３】従来のバ−ナの構造を示す図である。

【図４】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、微粉炭を焚くボイラの構成を示す図である。

【図５】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、バ−ナの配置構成を示す図である。

【図６】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、バ−ナの配置構成を示す変形例である。

【図７】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、燃料の石炭をボイラに供給する投入パターンを示す
図である。

【図８】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、燃料の石炭をボイラに供給する投入パターンを示す
変形例である。

【図９】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、ボイラ負荷が高いときの燃焼状態を示す図である。

【図１０】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、ボイラ負荷が低いときの燃焼状態を示す図である。

【図１１】従来技術における、ボイラ負荷が低いときの
燃焼状態を示す図である。

【図１２】本発明の実施形態を示す実施例にかかるもの
で、ボイラ負荷と石炭乾燥用燃焼ガス温度の関係を示す
図である。

【図１３】本発明の実施形態を示す他の実施例にかかる
もので、微粉炭供給ラインを示す図である。

【図１４】本発明の実施形態を示す他の実施例にかかる
もので、微粉炭供給ラインを示す変形例である。

【図１５】本発明の実施形態を示す他の実施例にかかる
もので、微粉炭供給ラインを示す変形例である。

【図１６】本発明の実施形態を示す他の実施例にかかる
もので、微粉炭供給ラインを示す変形例である。

【図１７】本発明の実施形態を示す他の実施例にかかる
もので、微粉炭供給ラインとバ−ナの配置構成を示す図
である。

【図１８】本発明の実施形態を示す他の実施例にかかる
もので、微粉炭を焚くボイラの構成を示す図である。

【符号の説明】

１…ボイラ、３…後部伝熱部、４…熱交換器、５…吸引
口、６…粉砕器、７…石炭、８…石炭供給器、１１…微
粉炭供給ライン、１３…上段側バ−ナ、１４…下段側バ
−ナ、２１…排ガスダクト。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２２Ｇ 7/08 Ｆ２２Ｇ 7/08 Ｆ２３Ｋ 3/02 ３０２ Ｆ２３Ｋ 3/02 ３０２ (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 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 木山 研滋 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 Ｆターム(参考） 3K065 TA08 TA09 TC01 TD07 TF02 TH01 TH04 TH09 TH10 TH13 TM02 TM03 3L021 AA00 BA01 CA06 DA31

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉砕した燃料の微粉炭を気流中で燃焼させ
   る縦方向に長いボイラと、該ボイラに備えられ、かつボ
   イラ内に前記微粉炭を噴射する複数のバ−ナと、該バ−
   ナの上側であるボイラの後部伝熱部に備わる熱交換器
   と、前記後部伝熱部に設けられ、かつ前記ボイラで燃焼
   した燃焼ガスの一部を吸引する吸引口と、前記バ−ナに
   供給される燃料の石炭を粉砕する粉砕器と、前記吸引口
   から吸引された燃焼ガスを前記粉砕器に導く排ガスダク
   トと、該粉砕器で粉砕された微粉炭を前記燃焼ガスによ
   り前記バーナに搬送する微粉炭供給ラインとを有する石
   炭焚きボイラの燃焼装置において、 前記バーナを縦に並べて配置し、 前記ボイラの負荷が多いときには上側から下側まで配置
   された前記バーナに微粉炭の燃料を供給し、 前記ボイラの負荷が少ないときには上側に配置された前
   記バーナに微粉炭の燃料を供給することを特徴とする石
   炭焚きボイラの燃焼装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載されたものにおいて、 ボイラの負荷変動に応じて、微粉炭を搬送する燃焼ガス
   に含まれる微粉炭濃度を変化させ、 微粉炭濃度の変化量は、上側に配置されたバーナの近傍
   では少なく、下側に配置されたバーナの近傍では大きく
   したことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載されたものにおいて、 ボイラの負荷変動に応じて、前記バ−ナの近傍の局所熱
   負荷が変化するようにし、 前記局所熱負荷の変化は上側配置のバ−ナの近傍では小
   さく、下側配置のバ−ナの近傍では大きくすることを特
   徴とする石炭焚きボイラの燃焼装置。
4. 【請求項４】粉砕した燃料の微粉炭を気流中で燃焼させ
   る縦方向に長いボイラと、該ボイラに備えられ、かつボ
   イラ内に前記微粉炭を噴射する複数のバ−ナと、該バ−
   ナの上側であるボイラの後部伝熱部に備わる熱交換器
   と、前記後部伝熱部に設けられ、かつ前記ボイラで燃焼
   した燃焼ガスの一部を吸引する吸引口と、前記バ−ナに
   供給される燃料の石炭を粉砕する粉砕器と、前記吸引口
   から吸引された燃焼ガスを前記粉砕器に導く排ガスダク
   トと、該粉砕器で粉砕された微粉炭を前記燃焼ガスによ
   り前記バーナに搬送する微粉炭供給ラインとを有する石
   炭焚きボイラの燃焼装置において、 前記バーナを縦に並べて配置し、 上側に配置された前記バーナに微粉炭の燃料を供給する
   第一の微粉炭供給路と、上側から下側までの前記バーナ
   に微粉炭の燃料を供給する第二の微粉炭供給路とを設
   け、 ボイラの負荷が少ないときには第一の微粉炭供給路より
   微粉炭を供給し、ボイラの負荷が多いときには第二の微
   粉炭供給路より微粉炭を供給することを特徴とする石炭
   焚きボイラの燃焼装置。
5. 【請求項５】粉砕した燃料の微粉炭を気流中で燃焼させ
   る縦方向に長いボイラと、該ボイラに備えられ、かつボ
   イラ内に前記微粉炭を噴射する複数のバ−ナと、該バ−
   ナの上側であるボイラの後部伝熱部に備わる熱交換器
   と、前記後部伝熱部に設けられ、かつ前記ボイラで燃焼
   した燃焼ガスの一部を吸引する吸引口と、前記バ−ナに
   供給される燃料の石炭を粉砕する粉砕器と、前記吸引口
   から吸引された燃焼ガスを前記粉砕器に導く排ガスダク
   トと、該粉砕器で粉砕された微粉炭を前記燃焼ガスによ
   り前記バーナに搬送する微粉炭供給ラインとを有する石
   炭焚きボイラの燃焼装置において、 前記バーナを縦に並べて配置し、 ボイラの負荷が多いときには上側から下側までの前記バ
   ーナに全体的に微粉炭が供給され、ボイラの負荷が少な
   いときには上側の前記バーナに微粉炭が供給されるよう
   にボイラの負荷量に応じてバーナに供給される微粉炭の
   量を変えることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼装
   置。
6. 【請求項６】請求項５に記載されたものにおいて、 バーナに供給される微粉炭の量を変える変更手段を設け
   たことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼装置。
7. 【請求項７】請求項１から６のいずれか一つにおいて、 前記バーナを前記ボイラの回りにほぼ等間隔に分散配置
   したことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼装置。
8. 【請求項８】請求項１から７のいずれか一つにおいて、 前記ボイラの最上段に配置されたバ−ナの近傍から前記
   吸引口までの間にス−パ−ヒ−タ−を備えたことを特徴
   とする、石炭焚きボイラの燃焼装置。