JP2008164188A

JP2008164188A - 微粉炭焚き貫流ボイラ及び微粉炭焚き貫流ボイラを備えた発電プラント

Info

Publication number: JP2008164188A
Application number: JP2006351536A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ito; 修伊藤; Masayuki Taniguchi; 正行谷口; Yoshinobu Kobayashi; 啓信小林; Keiichiro Yamamoto; 圭一朗山本; Yoshihiro Shimogoori; 嘉大下郡
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】本発明は火炉に垂直に配列した水壁管に対向して配置したバーナを有する微粉炭焚き貫流ボイラで、火炉内の熱負荷を均一化し火炉の水壁管の管壁温度の上昇を抑制する。
【解決手段】本発明の微粉炭焚き貫流ボイラは、複数の水壁管を垂直方向に夫々配列して火炉の水壁を構成し、火炉の所定の高さの位置となるボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管に複数のバーナを対向して夫々配置し、複数のミルのうちの１つのミルから火炉の所定の高さの位置に対向して配置された複数のバーナの一部に微粉炭を給炭する給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁に分岐してこれらの複数のバーナの一部に接続するように配設し、更に複数のミルのうちの他の１つのミルから火炉の所定の高さの位置に対向して配置された複数のバーナの残りの一部に微粉炭を給炭する別の給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁に分岐してこれらの複数のバーナの残りの一部に接続するように配設して構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、火炉に垂直に配列した水壁管を配設した微粉炭焚き貫流ボイラに係り、特に火炉に垂直に配列した水壁管を設置し石炭を粉砕した燃料の微粉炭を火炉に設けたバーナに供給する給炭管を備えた微粉炭焚き貫流ボイラ、及び微粉炭焚き貫流ボイラを備えた発電プラントに関する。

部分負荷時の熱効率向上のためボイラで燃料の燃焼量を調節して発生する蒸気圧力を変化させる変圧運転を行う微粉炭焚き貫流ボイラでは、火炉の水壁に垂直に配設した水壁管を適用した場合に火炉に垂直に配置した水壁管に設けたバーナから火炉内に供給される微粉炭の燃料に偏差が生じると、火炉内で熱負荷が局所的に集中して水壁管内の亜臨界圧領域の蒸気に核沸騰離脱現象が発生する。

そうなると伝熱劣化が起こって火炉の水壁管の冷却効果が不十分となり、水壁管の管壁温度が急激に上昇して水壁管の材質の許容温度を越えて破損に至る可能性が懸念されるという問題がある。

核沸騰から膜沸騰に離脱する核沸騰離脱によって生じる火炉の水壁管の管壁温度の大幅な上昇を抑制するためには、水壁管内を流れる流体の質量流量を十分大きくし、熱負荷の局所的な集中をさけて核沸騰離脱による管壁温度の上昇を避ける方法がある。

しかしながら、そのためには水壁管の入口にて流体の流量バランスを保つために管内流量の調節を行うオリフェス等を設置する必要がありボイラの構造が非常に複雑となる。

特許第３０９１２２０号公報には、この問題を解決するために水壁管内の質量流量を所定の量以下に設定して管内圧力損失を静水頭支配の状態にして摩擦圧力損失、加速圧力損失の相対的な割合を減少させることにより、自然循環特性が得られるようにした技術が開示されている。

特許第３０９１２２０号公報

ところで、特許第３０９１２２０号公報に記載されたような変圧運転を行う貫流ボイラでは、微粉炭の燃料を火炉に供給するバーナを火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の垂直の水壁管に対向式となるように配置すると、ボイラ前壁とボイラ後壁に夫々設けたバーナから火炉内に供給する微粉炭の燃料の偏差に起因して燃料が燃焼する熱負荷の分布に偏差が生じ、これが火炉の水壁管の出口の流体温度に反映されて、水壁管で発生する蒸気温度にアンバランスを生じる。

火炉内で熱負荷の分布に偏差が生じる原因は、ボイラの部分負荷に応じた燃料の微粉炭を製造する石炭粉砕用のミルの部分運転時にボイラ前壁又はボイラ後壁の何れか一方のバーナに運転中のミルから微粉炭を供給するように供給管を配設していることから、火炉のボイラ前壁とボイラ後壁との間でバーナから火炉内に供給される微粉炭の供給量に著しい差が生じることに起因するものである。

貫流ボイラの火炉内に生じる熱負荷の不均衡は、隣接して配設された水壁管の間の局所的な偏差ではないので、これらの複数の水壁管を火炉内の全周に亘って同一の管寄によって接続させないかぎり、水壁管で発生した蒸気温度のアンバランスは定常的に生じる。

よって、火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の水壁管に設けたバーナから供給される燃料の偏差に伴う熱負荷の不均衡によって水壁管内の蒸気の亜臨界圧領域にて核沸騰離脱が発生し、伝熱劣化により火炉水壁管の冷却効果が不十分となり火炉水壁管の管壁温度が大幅に上昇する恐れがある。

また、同一の管寄で複数の水壁管を接続することは水壁管と管寄との配設が非常に複雑となりボイラの構造が複雑化するので実用的ではない。

貫流ボイラの火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の水壁管に対向式にバーナを配置する場合、バーナ単独で燃焼炎を安定的に保持するに有利な構造を有しているので広い負荷範囲での燃焼性能確保に優れるが、発生蒸気温度にアンバランスが生じる問題があるために貫流ボイラの火炉の水壁を垂直に配列された水壁管で形成する場合には、バーナを火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の水壁管に対向式に配置して燃焼させる方式を適用することが困難であった。

本発明の目的は、火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の垂直に配列した水壁管に対向式で配置されたバーナを有する微粉炭焚き貫流ボイラにおいても、火炉内の熱負荷を均一化して火炉の水壁管の管壁温度の上昇を抑制する簡単な構成の微粉炭焚き貫流ボイラを提供することにある。

本発明の微粉炭焚き貫流ボイラは、火炉と、火炉の水壁を形成するように火炉に複数配置された水壁管と、水壁管を有する火炉の水壁を形成するボイラ前壁及びこのボイラ前壁に対向して配置されたボイラ後壁と、これらのボイラ前壁及びボイラ後壁に設置されて燃料の微粉炭を火炉の内部に供給する複数のバーナと、燃料の石炭を粉砕して微粉炭を製造する複数のミルと、これらのミルで製造した微粉炭を複数のバーナに夫々供給する給炭管とを備えた微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、複数の水壁管を垂直方向に夫々配列して火炉の水壁を構成し、火炉の所定の高さの位置となるボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管に複数のバーナを対向して夫々配置し、複数のミルのうちの１つのミルから火炉の所定の高さの位置に対向して配置された複数のバーナの一部に微粉炭を給炭する給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこれらの複数のバーナの一部に接続するように配設し、更に複数のミルのうちの他の１つのミルから火炉の所定の高さの位置に対向して配置された複数のバーナの残りの一部に微粉炭を給炭する別の給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこれらの複数のバーナの残りの一部に接続するように配設することを特徴とする。

また、本発明の微粉炭焚き貫流ボイラを備えた発電プラントは、５００ＭＷ以上の電気出力を有しており、この微粉炭焚き貫流ボイラは、火炉と、火炉の水壁を形成するように火炉に複数配置された水壁管と、水壁管を有する火炉の水壁を形成するボイラ前壁及びこのボイラ前壁に対向して配置されたボイラ後壁と、これらのボイラ前壁及びボイラ後壁に設置されて燃料の微粉炭を火炉の内部に供給する複数のバーナと、燃料の石炭を粉砕して微粉炭を製造する複数のミルと、これらのミルで製造した微粉炭を複数のバーナに夫々供給する給炭管とを備え、複数の水壁管を垂直方向に夫々配列して火炉の水壁を構成し、火炉の所定の高さの位置となるボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管に複数のバーナを対向して夫々配置し、複数のミルのうちの１つのミルから火炉の所定の高さの位置に対向して配置された複数のバーナに微粉炭を給炭する給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこれらの複数のバーナに接続するように配設するように構成しており、更に、微粉炭焚き貫流ボイラから排出される排ガスは、微粉炭焚き貫流ボイラの下流側に配置した触媒装置、空気予熱器、電気集塵器またはバグフィルタ、及び脱硫装置を流下するように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の垂直に配列した水壁管に対向して配置されたバーナを有する微粉炭焚き貫流ボイラにおいても、火炉内の熱負荷を均一化して火炉の水壁管の管壁温度の上昇を抑制する簡単な構成の微粉炭焚き貫流ボイラが実現できる。

本発明の微粉炭焚き貫流ボイラの実施例について以下に図面を用いて説明する。

本発明の一実施例である微粉炭焚き貫流ボイラについて説明する。図１は本発明の一実施例である微粉炭焚き貫流ボイラ１の構造を示しており、微粉炭焚き貫流ボイラ１はボイラを構成する火炉２を備えている。

火炉２の内壁を構成する水壁５には垂直方向に並列に多数の水管を配列した複数の水壁管１０が設置されている。これらの垂直方向に配列した水壁管１０を設置した火炉２の水壁５は、ボイラ前面側のボイラ前壁６と、このボイラ前壁６に対向したボイラ後面側のボイラ後壁７と、これらのボイラ前壁６とボイラ後壁７との側面となるボイラ右側壁及びボイラ左壁とから構成されている。

また、炉２の天井には水壁管１０を有する後部伝熱面４が備えられている。

微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２の水壁５を形成する水壁管１０を備えたボイラ前壁６とボイラ後壁７には、燃料の微粉炭を搬送用の空気と共に火炉２の内部に供給して燃焼させる複数のバーナ８と、このバーナ８より上部に位置して燃焼用空気を火炉２の内部に供給する複数の空気ノズル１２とが夫々設置されている。

火炉２には火炉２の水壁５を構成する垂直に配列した複数の水壁管１０にて燃焼ガス３からの輻射熱により加熱されて発生した蒸気を集積する混合管寄せ１３が配設されている。

燃料の微粉炭は石炭をミル１４によって粉砕されて微粉炭に製造され、ミル１４で製造した微粉炭を搬送空気の一次空気に同伴させて複数配設した給炭管１８を通じて複数のバーナ８からボイラの火炉２の内部に供給して火炉２で燃焼させる。

本実施例の微粉炭焚き貫流ボイラ１ではミル１４は６台設置されており、この６台のミル１４はそれぞれ（１）〜（６）の番号を付して区別している。

火炉２の水壁５を構成する水壁管１０を備えたボイラ前壁６とボイラ後壁７に設置した複数のバーナ８は、火炉２の壁面の設置される所定の高さが夫々異なっており、最上段の所定の高さであるボイラ前壁６のＥ及びボイラ後壁７のＦの高さ、中段の所定の高さであるボイラ前壁６のＣ及びボイラ後壁７のＤの高さ、下段の所定の高さであるボイラ前壁６のＡ及びボイラ後壁７のＢの高さの位置のバーナとして表示されている。

これらのバーナ８は火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とに対向して配置されており、前記した最上段のＥ及びＦの高さ、中段のＣ及びＤの高さ、下段のＡ及びＢの各高さの位置にバーナ８は夫々６本ずつ配置されている。

ここでボイラ前壁６とボイラ後壁７にて対向するバーナ８の高さは必ずしも同一の高さに配置されるものでなく、ボイラ水壁の熱負荷を適正に調整するために、図１０に示すように最上段のＥ及びＦの高さ、中段のＣ及びＤの高さ、下段のＡ及びＢの各高さがそれぞれ千鳥式に高さ方向にずれて配置される場合もある。この場合においてもボイラ前壁６とボイラ後壁７での最上段、中段、下段のバーナをそれぞれ対向するバーナとする。

バーナ８及び空気ノズル１２に燃焼用空気を供給する空気の供給系統は、空気ブロア１９と、空気ブロア１９から空気を取り込んで加熱する空気予熱器２２と、空気予熱器２２にて加熱した空気を燃焼用空気としてバーナ８及び空気ノズル１２に供給する空気配管１１から構成される。

また、バーナ８から供給された微粉炭と空気、及び空気ノズル１２から供給された燃焼用空気によって火炉２の内部で燃料の微粉炭が燃焼して生じた燃焼ガス３は、火炉２を流下して微粉炭焚き貫流ボイラ１から排ガス３ｂとして排出される。

排出された排ガス３ｂは微粉炭焚き貫流ボイラ１の下流側に設置された触媒装置２１にて脱硝処理された後に空気予熱器２２で熱回収され、更にその下流側で排ガス３bの脱塵、脱硫処理されて大気中に放出される。

次に、燃料の微粉炭をミル１４からバーナ８に供給する供給管１８の配設方法について図２を用いて説明する。図２は図１の微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２をＸ−Ｘの方向に断面した部分断面図を模式的に示している
。

バーナ８は、ボイラ前壁６とボイラ後壁７であって火炉の高さ方向に複数段配置されている。そして、ミル１４で粉砕した微粉炭は、ボイラ前壁６とボイラ後壁７の同じ段に配置されたバーナ８に、給炭管を通じて夫々導いている。図１は、ボイラ前壁６とボイラ後壁７において、バーナ８が火炉の高さ方向にそれぞれ３段配置されている。

図２において、（１）〜（６）の番号を付して表示した６台のミル１４で粉砕した微粉炭は、火炉２の壁面のボイラ前壁６とボイラ後壁７の最上段の所定の高さであるＥ及びＦの高さ、中段の所定の高さであるＣ及びＤの高さ、下段の所定の高さであるＡ及びＢの各高さの位置に夫々に設置した各６本のバーナ８に給炭管１８を通じて夫々導いている。

図２に示すように、最上段のボイラ前壁６のＥの高さ及びボイラ後壁７のＦの高さに位置するバーナ８に微粉炭を供給する給炭管１８の配設は、（５）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８のうちの３本を、火炉２のボイラ後壁７の最上段のＦの高さに設置された６本のバーナ８のうちの３本に夫々接続するように配設する。

そして、（５）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８のうちの３本の配設方法は、ボイラ後壁７のＦの高さに位置する火炉２の左側のバーナ８から右側のバーナ８にかけて１番目、３番目、５番目に位置するバーナ８に１本おきに接続するように配設して、これらの３本のバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

また、（５）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８のうちの他の３本は、火炉２のボイラ前壁６の最上段のＥの高さに設置された６本のバーナ８のうちの３本に夫々接続するように配設する。

そしてその配設方法は、ボイラ前壁６のＥの高さに位置する火炉２の右側のバーナ８から左側のバーナ８にかけて１番目、３番目、５番目に位置するバーナ８に１本おきに接続してこれらの３本のバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

同様に、（６）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８のうちの３本を、火炉２のボイラ後壁７の最上段のＦの高さに設置された火炉２の左側のバーナ８から右側のバーナ８にかけて２番目、４番目、６番目に位置するバーナ８に１本おきに接続してバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

また、（６）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８のうちの他の３本は、火炉２のボイラ前壁６の最上段のＥの高さに設置された火炉２の右側のバーナ８から左側のバーナ８にかけて２番目、４番目、６番目に位置するバーナ８に１本おきに接続してバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

このようにバーナ８が最上段のＥ及びＦの同一の高さのボイラ前壁６とボイラ後壁７とに夫々６台設置している場合のように、所定の高さである同一の高さのボイラ前壁６とボイラ後壁７とに偶数列のバーナ本数を有する配置では、（５）のミル１４及び（６）のミル１４とからバーナ８に接続する給炭管１８を、丁度、火炉２の壁面のボイラ前壁６に設けたバーナ８と、このバーナ８と相対向して位置するようにボイラ後壁７に設けたバーナ８との双方に、異なるミル１４から接続するように配設している。

即ち、ボイラ前壁６とボイラ後壁７とに相対向して配置されたバーナ８には、異なる（５）のミル１４と（６）のミル１４とから燃料の微粉炭を供給するように給炭管１８を夫々配設している。

したがって、給炭管１８による微粉炭の搬送における圧損に差異がない場合には、ほぼ同量の石炭を（５）のミル１４及び（６）のミル１４から各給炭管１８を通じて火炉２の壁面のボイラ前壁６とボイラ後壁７に設置した複数のバーナ８に均等に供給できる。

上記の実施例によれば、（５）のミル１４と（６）のミル１４から火炉２の所定の高さに設置されたバーナ８に夫々供給する微粉炭をボイラ前壁６とボイラ後壁７とから均等に火炉２の内部に供給することが可能となる。

よって、微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とでは、ボイラの部分負荷時に複数台あるミル１４の一部に休止運転するものがあっても、運転中の同一のミル１４からは微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とに配設したバーナ８に微粉炭を均等に供給できるので、微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７との間の熱負荷を均一化することが可能となる。

また、図２には明示されていない（２）と（３）のミル１４で粉砕した微粉炭を中段のボイラ前壁６のＣ及びボイラ後壁７のＤの高さに夫々配置した６本のバーナ８に供給する給炭管１８、並びに、（１）と（４）のミル１４で粉砕した微粉炭を下段のボイラ前壁６のＡ及びボイラ後壁７のＢの高さに夫々配置した６本のバーナ８に供給する給炭管１８の配設方法は、前述した（２）と（３）のミル１４から最上段のボイラ前壁６のＥの高さ及びボイラ後壁７のＦの高さに位置する６本のバーナ８に微粉炭を供給する給炭管１８の配設方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。

本実施例によれば、微粉炭焚き貫流ボイラの全負荷帯域において、特に約半数のバーナが休止するような部分負荷の状態においても、火炉のボイラ前壁とボイラ後壁とに設置した複数のバーナから供給する燃料の投入量をほぼ均等に調節することが可能となり、微粉炭燃料の火炉への供給量の偏差を抑制させて微粉炭焚き貫流ボイラの熱負荷を均一化することができる。

これによって微粉炭焚き貫流ボイラの火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の熱負荷が不均一化の場合に生じる火炉の水壁管内の蒸気の亜臨界圧領域での核沸騰離脱の発生が防止でき、伝熱劣化による火炉の水壁管の管壁温度の上昇を抑制することが可能となる。

次に、本実施例による微粉炭焚き貫流ボイラの作用効果を説明する。

図８は、図１及び図２に示す本実施例の微粉炭焚き貫流ボイラと、比較のために本実施例と異なる構成の微粉炭焚き貫流ボイラについて、火炉２の水壁５として垂直に配列した水壁管１０の出口の蒸気温度を計算してこの蒸気温度の分布を火炉２の内周方向に沿って表示したものである。

図８に示した火炉２の水壁管１０の出口の蒸気温度を計算する基となった微粉炭焚き貫流ボイラの構成は、バーナ８の全てが火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とに対向して配置された方式のものである。

図８の中で図８（ｃ）は、図１乃至図２に示した本実施例のように２台のミル１４から微粉炭をバーナ８に供給する給炭管１８がミル１４から火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７に夫々分岐して、最上段、中段、下段の所定の高さである各同一の高さに対向して配置されたバーナ８に接続される構成を採用した微粉炭焚き貫流ボイラについて計算したものである。

垂直方向に並列に配置される火炉２の水壁５を構成する水壁管１０を上昇する流体の平均管内質量流速は１０００ｋｇ／ｍ^２ｓと比較的低流速の条件に設定し、ボイラ負荷５０％の運転条件に設定している。

また、図８の（ａ）及び図８の（ｂ）は、図８（ｃ）との比較のために、一台のミルから微粉炭をバーナに供給する給炭管が、同一の高さに対向して配置されたバーナに接続されている構成の微粉炭焚き貫流ボイラについて計算したものである。

そして図８（ａ）では水壁管を上昇する流体の平均管内質量流速は２０００ｋｇ／ｍ^２ｓと比較的高流速の条件に設定し、図８の（ｂ）では水壁管を上昇する流体の平均管内質量流速は１０００ｋｇ／ｍ^２ｓと比較的低流速の条件に設定し、ボイラ負荷は何れも５０％の運転条件に設定している。

また、ボイラ負荷５０％の運転を実施する場合に、６台のミルのうち３台を運転し、他の３台は休止の状態とする。この場合に通常運用するバーナは、微粉炭焚き貫流ボイラでは、中段のＣ、Ｄの高さにある火炉のボイラ前壁とボイラ後壁に対向して設けたバーナと、下段のＢの高さにあるボイラ後壁に設けたバーナとで燃焼させることが望ましいので、これらのバーナに給炭管を通じて微粉炭を供給する３台のミルを運転することになる。

そうすると、火炉のボイラ後壁のバーナには、ボイラ前壁のバーナに比較して約２倍の微粉炭が供給されることになるので、その結果、図８の（ａ）に示したように水壁管の出口の蒸気温度は供給された燃料の偏差を反映して後壁の水壁管出口の蒸気温度分布がボイラ前壁のそれに比較して高い温度分布を形成することになる。

図８の（ａ）に示した場合では、平均管内質量流速が高流速の条件であり、摩擦圧力損失が全水頭で支配的であるので、熱負荷の大きい火炉の中央部での水壁管の蒸発量が増加すると摩擦圧力損失の増加分が静水頭の減少分を上回る。

よって熱負荷の大きい火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の部分の流量がより減少するので火炉の水壁管内で核沸騰離脱が容易に発生し、水壁管のメタル温度の上昇による伝熱管の損傷の可能性が非常に高くなる。

図８の（ｂ）では、平均管内質量流速は１０００ｋｇ／ｍ^２ｓと低流速の条件であり、静水頭が全圧力損失で支配的であるので、熱負荷の大きい火炉の中央部での水壁管の蒸発量が増加すると静水頭の減少分が摩擦圧力損失の増加分を上回るため、全水頭は火炉の中央部の水壁管のものが周辺部の水壁管のものよりも小さくなり、火炉２の中央部での水壁管の流量が増加する。

これにより、火炉のボイラ前壁とボイラ後壁では、コーナ部と中央部の熱負荷の分布に差があっても、水壁管の蒸気温度の差は図８（ａ）に比較して緩和されるが、依然としてボイラ後壁ではバーナから投入される燃料量の偏差を反映してボイラ後壁の水壁管の蒸気温度分布がボイラ前壁に比較して高く、水壁管の管内質量流速を低減させるだけではこの温度分布の差は解消されない。

これに対して図８の（ｃ）に示した本実施例で負荷５０％の運転を実施する場合には、図１及び図２で説明したように火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とに対向して配置されたバーナ８から火炉２に夫々供給される微粉炭の供給量がほぼ同量になるように、ミル１４からバーナ８に給炭管１８を配設し、中段のＣ、Ｄの高さにある火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７に対向して設けたバーナ８のうちの半分のバーナ８と、下段のＡ，Ｂの高さにあるボイラ前壁６とボイラ後壁７に設けたバーナ８とから微粉炭を火炉２の内部に供給して燃焼するように、６台あるミル１４のうちの３台の（１）、（２）、（４）のミル１４を運転させる。

即ち、火炉２のボイラ前壁６の下段のＡの高さにあるバーナ８には、半分の本数のバーナ８に対して（１）、（４）のミル１４から給炭管１８を通じて微粉炭を夫々供給する。同様に、火炉２のボイラ後壁７の下段のＢの高さにあるバーナ８には、半分の本数のバーナ８に対して（１）、（４）のミル１４から給炭管１８を通じて微粉炭を夫々供給する。

また、火炉２のボイラ前壁６の中段のＣの高さにあるバーナ８には、半分の本数のバーナ８に対して（３）のミル１４から給炭管１８を通じて微粉炭を供給し、火炉２のボイラ後壁７の中段のＤの高さにあるバーナ８には、半分の本数のバーナ８に対して（２）のミル１４から給炭管１８を通じて微粉炭を供給するようにしている。

前記したようにミル１４と火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の各段の高さに配置されたバーナ８とを接続する給炭管１８を配設したことにより、これらのミル１４から給炭管１８を通じて中段のＣ、Ｄの高さのバーナ８の半分と、下段のＡ、Ｂの高さのバーナ８とから火炉２に微粉炭が投入されるので、火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７の水壁管１０で発生する蒸気温度にアンバランスが生じるのが解消される。

従って、火炉に垂直方向に配列した水壁管１０を流れる流体の平均管内質量流速を１０００ｋｇ／ｍ^２ｓ以下と比較的低流速の条件に設定し、ボイラ負荷を５０％以下の運転条件に設定して運転するようにすれば、火炉のボイラ前壁６とボイラ後壁７の垂直に配列した水壁管１０で発生する蒸気に生じる蒸気温度の差は抑制されるので、垂直に配列した水壁管１０に対向して配置されたバーナ８を有する微粉炭焚き貫流ボイラでの部分負荷運転においても、火炉２の内周に沿って熱負荷の均一化ができるので、核沸騰離脱による伝熱劣化により水壁管１０の管壁温度の上昇を抑制することができる。

また、水壁管１０を流れる流体の平均管内質量流速はボイラ負荷が約５０％の１０００ｋｇ／ｍ^２ｓからボイラ負荷が約３０％の４００ｋｇ／ｍ^２ｓの範囲に設定して運転しても、火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７の垂直に配列した水壁管１０で発生する蒸気の温度の差は同様に抑制され、微粉炭焚き貫流ボイラでの部分負荷運転時に火炉の内周に沿って熱負荷の均一化ができるので核沸騰離脱による伝熱劣化により水壁管の管壁温度の上昇の抑制が可能となる。

次に、本実施例による微粉炭焚き貫流ボイラの別の作用効果を説明する。

図９は、図８の（ｃ）と同様に、図１乃至図５に示す本発明の各実施例の微粉炭焚き貫流ボイラについて、火炉２の水壁５として垂直に配列した水壁管１０を流れる流体の管内質量流速を計算してこの管内質量流速の分布を火炉２の内周方向に沿って表示したものである。

図９に示した場合でも図８の（ｃ）と同様に負荷５０％の運転を実施し、図１及び図２で説明したように火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とに対向して配置されたバーナ８から火炉２に夫々供給される微粉炭の供給量がほぼ同量になるように、火炉２のボイラ前壁６の下段のＡの高さにあるバーナ８には、半分の本数のバーナ８に対して（１）、（４）のミル１４から給炭管１８を通じて微粉炭を夫々供給する。同様に、火炉２のボイラ後壁７の下段のＢの高さにあるバーナ８には、半分の本数のバーナ８に対して（１）、（４）のミル１４から給炭管１８を通じて微粉炭を夫々供給している。

これによって火炉２の各段のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの高さに設けたバーナ８から均等に微粉炭が火炉２内に投入でき、火炉２内での熱負荷のアンバランスは解消される。

図９では垂直方向に配置される火炉２の水壁管１０内での平均管内質量流速は１０００ｋｇ／ｍ^２ｓと比較的低流速の条件に設定しているので静水頭が全水頭で支配的である。よって熱負荷の大きくなる火炉２の中央部の水壁管１０の蒸発量が増加しても静水頭の減少分が摩擦圧力損失の増加分を上回るため、全水頭においては火炉２の中央部の水壁管１０がコーナ部水壁管より小さくなる。

従って、火炉に垂直方向に配列した水壁管１０を流れる流体の平均管内質量流速をボイラ負荷５０％にて１０００ｋｇ／ｍ^２ｓ〜４００ｋｇ／ｍ^２ｓと比較的低流速の条件に設定して運転するようにすれば、火炉２の中央部の水壁管１０の流量が増加して熱負荷の大きい中央部の水壁管に多く流れ、中央部の水壁管の流量が増加するという自然循環特性が得られる。これは、必然的に水壁管出口の蒸気温度を均一化することにつながり、微粉炭焚き貫流ボイラの温度制御の観点で好適な特性となる。

本発明の他の実施例である微粉炭焚き貫流ボイラの構成について図３を用いて説明する。

本実施例の微粉炭焚き貫流ボイラ１は、図１及び図２に示した先の実施例と基本構成は共通しているので、この先の実施例と共通した構成の説明は省略し、相違する部分についてのみ説明する。

図３に示した本実施例の場合も図２に示した先の実施例と同様に図１の微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２をＸ−Ｘの方向に断面した部分断面図を模式的に示している
。

図３の実施例においては、最上段と中段と下段の各段に配置したバーナ８のうち、最上段の所定の高さであるボイラ前壁６のＥの高さ及びボイラ後壁７のＦの高さに配置したバーナ８と、このバーナ８に燃料の微粉炭をミル１４から供給する給炭管１８の配設について説明し、中段と下段の所定の高さである各段に配置したバーナ８と給炭管１８の配設については最上段に配設した構成と同様であるのでその説明を省略する。

図３において、所定の高さである最上段のボイラ前壁６のＥの高さ及びボイラ後壁７のＦの高さに位置する各６本のバーナ８に微粉炭を供給する各６本の給炭管１８の配設は、（５）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８のうちの３本を、火炉２のボイラ後壁７の最上段のＦの高さに設置された６本のバーナ８のうちの３本に夫々接続するように配設する。

そして、（５）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８のうちの３本の配設方法は、火炉２のボイラ後壁７の最上段のＦの高さに位置する火炉２の左側のバーナ８から右側のバーナ８にかけて１番目、３番目、５番目に位置するバーナ８に１本おきに接続するように配設して、これらの３本のバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

また、（５）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８のうちの他の３本は、火炉２のボイラ前壁６の最上段のＥの高さに設置された火炉２の右側のバーナ８のうちの３本に夫々接続するように配設する。

そしてその配設方法は、ボイラ前壁６のＥの高さに位置する火炉２の右側のバーナ８から左側のバーナ８にかけて２番目、４番目、６番目に位置するバーナ８に１本おきに接続してこれらの３本のバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

また、（６）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８のうちの他の３本は、火炉２のボイラ前壁６の最上段のＥの高さに設置された火炉２の右側のバーナ８から左側のバーナ８にかけて１番目、３番目、５番目に位置するバーナ８に１本おきに接続してバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

本実施例では、同一の（５）のミル１４及び同一の（６）のミル１４から分岐した６本の給炭管１８は、同一の高さである最上段のＦの位置のボイラ後壁７に配置された３本のバーナ８及び最上段のＥの位置のボイラ前壁６に配置された３本のバーナ８に夫々接続されているが、図２で示した先の実施例のバーナ８の配置形態とは異なり、同一の（５）のミル１４及び（６）のミル１４から分岐した６本の各給炭管１８は、同一の高さである最上段のＦ及びＥの位置に配置された相対向するバーナ８に夫々接続されるように配設されている。

即ち、ボイラ前壁６とボイラ後壁７とに相対向して配置されたバーナ８には、同一の（５）のミル１４、並びに同一の（６）のミル１４から燃料の微粉炭を供給するように給炭管１８を夫々配設している。

したがって、火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７との所定の高さである同一の高さに偶数列、例えば６個のバーナ８を有する配置では、同一の（５）のミル１４及び（６）のミル１４からバーナ８と同じ本数の給炭管１８を、火炉２の壁面のボイラ前壁６とボイラ後壁７の同一の高さ位置に設置され相対向して配置されたバーナ８に接続するように配設していることから、一部のミル１４に部分的な休止があっても、稼動中のミル１４から給炭管１８を通じて微粉炭が供給されているバーナ８は常時対向配置されたバーナ８となる。

本実施例によれば、この対向配置したバーナ８から供給された微粉炭が燃焼して生じる燃焼炎９を相対向して火炉２の内部に形成させることが出来ることから、微粉炭焚き貫流ボイラの火炉のボイラ前壁とボイラ後壁の熱負荷をより均一化することが可能となる。

本実施例によれば、ボイラの火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とに対向して配置されたバーナ８から火炉２の内部に供給された微粉炭が火炉の中心部で相互に衝突するので、燃料の微粉炭の混合が促進され、微粉炭の燃焼も促進するので火炉の熱負荷が安定して確保できる。

本発明の更に他の実施例である微粉炭焚き貫流ボイラについて図４を用いて説明する。

本実施例の微粉炭焚き貫流ボイラ１は、図１及び図２に示した先の実施例と基本構成は共通しているので、共通した構成の説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。

図４に示した本実施例も図２に示した先の実施例と同様に図１の微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２をＸ−Ｘの方向に断面した部分断面図を模式的に示している
。

図４の実施例においては、５本のバーナ８と５本の給炭管１８を火炉２の壁面のボイラ前壁６とボイラ後壁７との双方に夫々配設している。

図４の実施例では、最上段と中段と下段の各段に配置したバーナ８のうち、最上段の所定の高さであるボイラ前壁６のＥの高さ及びボイラ後壁７のＦの高さに配置したバーナ８と、これらのバーナ８に燃料の微粉炭を（５）のミル１４及び（６）のミル１４から供給する給炭管１８の配設について説明し、中段と下段の所定の高さである各段に配置したバーナ８と給炭管１８の配設については最上段に配設した構成と同様であるのでその説明を省略する。

図４において、最上段のボイラ前壁６のＥの高さ及びボイラ後壁７のＦの高さに位置する各５本バーナ８に微粉炭を供給する各５本の給炭管１８の配設は、（５）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうちの３本を、火炉２のボイラ後壁７の最上段のＦの高さに設置された５本のバーナ８のうちの３本に夫々接続するように配設する。

そして、（５）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうちの３本の配設方法は、火炉２のボイラ後壁７の最上段のＦの高さに位置する火炉２の左側のバーナ８から右側のバーナ８にかけて１番目、３番目、５番目に位置するバーナ８に１本おきに接続するように配設して、これらの３本のバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

また、（５）のミル１４から分岐した他の２本の給炭管１８の配設方法は、火炉２のボイラ前壁６の最上段のＥの高さに位置する火炉２の右側のバーナ８から左側のバーナ８にかけて２番目、４番目に位置するバーナ８に接続してこれらの２本のバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

同様に、（６）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうちの２本を、火炉２のボイラ後壁７の最上段のＦの高さに設置された火炉２の左側のバーナ８から右側のバーナ８にかけて２番目、４番目に位置するバーナ８に接続してバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

また、（６）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうちの他の３本は、火炉２のボイラ前壁６の最上段のＥの高さに設置された火炉２の右側のバーナ８から左側のバーナ８にかけて１番目、３番目、５番目に位置するバーナ８に１本おきに接続してバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

本実施例のようにバーナ８が火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７との同一の高さに奇数列、例えば５個のバーナ８が設置されていて、火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７との同一の高さに奇数列のバーナ本数を有する配置では、同一の（５）のミル１４及び同一の（６）のミル１４からは、火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とにバーナ８と同じ本数の給炭管１８を配設することができず、火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７との間でバーナ８に接続される給炭管１８の本数に１本の差がでる。

バーナ８に接続した各給炭管１８で微粉炭の搬送における圧損に差異がない場合には、その給炭管１８の数の比に応じた微粉炭の量が微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とに設置したバーナ８に供給されることになる。

このように、本実施例では微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とで給炭の量に差がでるが、ミル１４の一部が部分的に休止していても、稼動中の同一のミル１４からは微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７の同一の高さに設置したバーナ８に給炭管１８を通じて燃料を所定量供給できることに変わりはなく、微粉炭焚き貫流ボイラ１の熱負荷の均一化を著しく妨げることにはならない。

バーナ８の配列はボイラの容量と火炉に設置されるバーナのサイズから定まるので本実施例のボイラのようにバーナ８を奇数列設置させる場合も生じるが、前述したようにバーナ８を奇数列設置した微粉炭焚き貫流ボイラにおいても火炉の熱負荷を均一化させることが可能となる。

本発明の別の実施例である微粉炭焚き貫流ボイラについて図５を用いて説明する。

図５に示した本実施例も図２に示した先の実施例と同様に図１の微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２をＸ−Ｘの方向に断面した部分断面図を模式的に示している
。

図５の実施例においては、図４に示した実施例と同様に５本のバーナ８と、（５）のミル１４又は（６）のミル１４からこれらのバーナ８に接続する５本の給炭管１８とを火炉２の壁面のボイラ前壁６とボイラ後壁７との双方に夫々配設している。

図５の実施例では、最上段と中段と下段の各段に配置したバーナ８のうち、最上段の所定の高さであるボイラ前壁６のＥの高さ及びボイラ後壁７のＦの高さに配置したバーナ８と、これらのバーナ８に燃料の微粉炭を（５）のミル１４及び（６）のミル１４から供給する給炭管１８の配設について説明し、中段と下段の所定の高さである各段に配置したバーナ８と給炭管１８の配設については最上段に配設した構成と同様であるのでその説明を省略する。

図５において、最上段のボイラ前壁６のＥの高さ及びボイラ後壁７のＦの高さに位置する各５本バーナ８に微粉炭を供給する各５本の給炭管１８の配設は、（５）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうちの３本を、火炉２のボイラ後壁７の最上段のＦの高さに設置された５本のバーナ８のうちの３本に夫々接続するように配設する。

また、（５）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうちの他の２本は、火炉２のボイラ前壁６の最上段のＥの高さに設置された火炉２の左側のバーナ８から一番目と３番目の２本のバーナ８に夫々接続して、これらの２本のバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

更に、最上段のボイラ前壁６のＥの高さに位置する火炉２の右側から１番目のバーナ８には（５）のミル１４ではなく、（６）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうちの１本の給炭管１８が接続するように配置されている。

そして（６）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうちの２本を、火炉２のボイラ後壁７の最上段のＦの高さに設置された火炉２の左側のバーナ８から右側のバーナ８にかけて２番目、４番目に位置するバーナ８に接続してバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

また、（６）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうちの他の３本は、火炉２のボイラ前壁６の最上段のＥの高さに設置された火炉２の右側のバーナ８から左側のバーナ８にかけて１番目、２番目、４番目に位置するバーナ８に接続してバーナ８から微粉炭を火炉２の内部に供給し、この微粉炭を燃焼させて燃焼炎９を形成させるようにしている。

つまり本実施例では、図４に示した先の実施例とは異なり、同一の（５）のミル１４及び（６）のミル１４から分岐した５本の給炭管１８のうち４本の給炭管１８は、火炉２のボイラ後壁７の右側から１番目に位置するバーナ８、並びにボイラ前壁６の右側から１番目に位置するバーナ８を除いて、火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とに相対向して配置された各２組のバーナ８に給炭管１８が夫々接続されるように配設されている。

バーナ８に接続した各給炭管１８で微粉炭の搬送に圧損に差異がない場合には、その給炭管１８の数の比に応じた微粉炭の量が微粉炭焚き貫流ボイラ１の火炉２のボイラ前壁６とボイラ後壁７とに設置したバーナ８に供給されることになる。

図６に本発明に係わる微粉炭焚き貫流ボイラを備えた一実施例である５００ＭＷ以上の比較的大きな電気出力を有する発電プラントの全体構成を示す。

発電プラントの出力としては５００ＭＷ〜１１００ＭＷのクラスに本発明に係わる微粉炭焚き貫流ボイラは適用可能である。

図６において、本実施例の発電プラントに採用される微粉炭焚き貫流ボイラの詳細構造は、図１乃至図５に示した各実施例と基本的に同じ構成であるので、ここでの説明は省略する。

尚、図６に示した発電プラントの微粉炭焚き貫流ボイラ１では、燃料の石炭は貯炭場１５から運炭設備（図示せず）によって石炭バンカ１６に運ばれ、この石炭バンカ１６から石炭をミル１４に供給することによって粉砕して微粉炭を製造している。

また、火炉２の内部で燃料の微粉炭を燃焼して発生する燃焼ガスは、火炉２の水壁を構成する水壁管を加熱し、火炉２の下流側に設置した過熱器、再熱器、節炭器（共に図示せず）を流下してから排ガス３ｂとして火炉２から排出される。

火炉２から排出された排ガス３ｂは、火炉２の下流側に配置された触媒装置２１でＮＯｘを低減させ、更に下流側に配置された空気予熱器２２に流下して熱回収される。

触媒装置２１及び空気予熱器２２を順次流下した排ガス３ｂはこれらの下流側に配置された乾式電気集塵器２３に流入し、ここで排ガス３ｂ中に滞留しているフライアッシュを除塵した後に、更に下流側に配置された湿式脱硫装置２５に流入して排ガス３ｂ中の硫黄酸化物を除去し、クリーンな排ガスとなって煙突２９から排ガス３ｂを大気中に放出する。

この湿式脱硫装置２５では排ガス３ｂのＳＯｘを水中に溶解して除去し、さらに脱硫装置内のスプレー噴霧による主に発生するミストＳＯ３は湿式電気集塵器２７により除去される。

このように排ガス３ｂ中から規制物質が除去された排ガス３ｂは水分飽和であるため、湿式電気集塵器２７の下流側に設置されたガスガスヒータ（再加熱器）２８によって再加熱することにより煙突２９から放出される排ガス３ｂに生じる煙の白煙化を抑制する。

ガスガスヒータ２８で必要とする熱は、乾式電気集塵器２３の上流側に設置されたガスガスヒータ（熱回収器）２０によって熱回収された熱を用いる。

図７に本発明に係わる微粉炭焚き貫流ボイラを備えた他の実施例である５００ＭＷ〜１１００ＭＷの比較的大きな電気出力を有する発電プラントの全体構成を示す。

図７に示した本実施例の発電プラントに採用される微粉炭焚き貫流ボイラの詳細構造は、図１乃至図５に示した各実施例と基本的に同じ構成であるので、ここでの説明は省略する。また、本実施例の発電プラントの構成も図６に示した発電プラントと基本的な構成は同じなので、共通する構成の説明は省略し、相違する部分だけ説明する。

図７において、火炉２から排出されて触媒装置２１及び空気予熱器２２を流下した排ガス３ｂは、下流側に設置されたバグフィルタ２４に流入して排ガス３ｂ中に滞留しているフライアッシュを除塵した後に、更に下流側に設置されたＳ分の少ない微粉炭焚きボイラで用いられて簡便に脱硫処理ができる乾式脱硫装置２６に流入する。

そして、この乾式脱硫装置２６にて硫黄酸化物を除去してクリーンな排ガスとなった排ガス３ｂは煙突２９から大気に放出されるように構成されている。

本発明は火炉に垂直に配列した水壁管を配設した微粉炭焚き貫流ボイラ、特に火炉に垂直に配列した水壁管を設置し石炭を粉砕した燃料の微粉炭を火炉に設けたバーナに供給する給炭管を備えた微粉炭焚き貫流ボイラに適用可能である。

また本発明は火炉の熱負荷を均一化することができるので、全負荷帯域だけでなくバーナの一部を休止させる部分負荷の運転状態を行う上記の微粉炭焚き貫流ボイラに適用するのに好適である。

本発明の実施例である微粉炭焚き貫流ボイラの構成を示す側面図。図１に示した本発明の実施例の微粉炭焚きボイラの火炉をＸ−Ｘの方向に断面した本発明の一実施例である微粉炭焚きボイラの火炉の構造を示す部分断面図。図１に示した本発明の実施例の微粉炭焚きボイラの火炉をＸ−Ｘの方向に断面した本発明の他の実施例である微粉炭焚きボイラの火炉の構造を示す部分断面図。図１に示した本発明の実施例の微粉炭焚きボイラの火炉をＸ−Ｘの方向に断面した本発明の更に他の実施例である微粉炭焚きボイラの火炉の構造を示す部分断面図。図１に示した本発明の実施例の微粉炭焚きボイラの火炉をＸ−Ｘの方向に断面した本発明の別の実施例である微粉炭焚きボイラの火炉の構造を示す部分断面図。本発明に係わる微粉炭焚き貫流ボイラを備えた一実施例である発電プラントの概略系統図。本発明に係わる微粉炭焚き貫流ボイラを備えた他の実施例である発電プラントの概略系統図。本発明の実施例の構成と、比較のために本発明の実施例が採用されていない構成の微粉炭焚き貫流ボイラについて、火炉の水壁管の出口蒸気温度を夫々計算した蒸気温度の分布図。本発明の実施例である微粉炭焚き貫流ボイラによる火炉の水壁管を流れる流体の管内質量流速を計算した管内質量流速の分布図。ボイラ前壁とボイラ後壁において、バーナを火炉高さ方向にずれて配置した場合の微粉炭焚き貫流ボイラの構成を示す側面図。

符号の説明

１：微粉炭焚き貫流ボイラ、２：火炉、３：燃焼ガス、３ｂ：排ガス、４：後部伝熱面、５：水壁、６：ボイラ前壁、７：ボイラ後壁、８：バーナ、９：燃焼炎、１０：水壁管、１１：空気配管、１２：空気ノズル、１３：混合管寄せ、１４：ミル、１５：貯炭場、１６：石炭バンカ、１７：給炭機、１８：給炭管、１９：空気ブロア、２０：ガスガスヒータ（熱回収器）、２１：脱硝装置、２２：空気予熱器、２３：乾式電気集塵器、２４：バグフィルタ、２５：湿式脱硫装置、２６：乾式脱硫装置、２７：湿式電気集塵器、２８：ガスガスヒータ（再加熱器）、２９：煙突。

Claims

火炉と、火炉の水壁を形成するように火炉に複数配置された水壁管と、水壁管を有する火炉の水壁を形成するボイラ前壁及びこのボイラ前壁に対向して配置されたボイラ後壁と、これらのボイラ前壁及びボイラ後壁に設置されて燃料の微粉炭を火炉の内部に供給する複数のバーナと、燃料の石炭を粉砕して微粉炭を製造する複数のミルと、これらのミルで製造した微粉炭を複数のバーナに夫々供給する給炭管とを備えた微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、複数の水壁管をほぼ垂直方向に夫々配列して火炉の水壁を構成し、火炉の所定の高さの位置となるボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管に複数のバーナを対向して夫々配置し、複数のミルのうちの１つのミルから火炉の所定の高さの位置で対向する水壁面に配置された複数のバーナの一部に微粉炭を給炭する給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこれらの複数のバーナの一部に接続するように配設し、更に複数のミルのうちの他の１つのミルから火炉の所定の高さの位置で対向する水壁面に配置された複数のバーナの残りの一部に微粉炭を給炭する別の給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこれらの複数のバーナの残りの一部に接続するように配設することを特徴とする微粉炭焚き貫流ボイラ。
請求項１に記載の微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、火炉の所定の高さの位置のボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管に対向して配置された複数のバーナのうち、相対向するバーナには、複数のミルのうちの１つのミルから微粉炭を給炭する給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこの相対向して配置されたバーナに夫々接続するように配設したことを特徴とする微粉炭焚き貫流ボイラ。
請求項１に記載の微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、火炉の所定の高さの位置のボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管に対向して配置された複数のバーナのうち、相対向するバーナには、複数のミルのうちの１つのミルから微粉炭を給炭する給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁のうちの一方に分岐してこの相対向して配置されたバーナの一方に接続するように配設し、複数のミルのうちの他の１つのミルから微粉炭を給炭する別の給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁のうちの他方に分岐してこの相対向して配置されたバーナの他方に接続するように配設したことを特徴とする微粉炭焚き貫流ボイラ。
請求項１に記載の微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、火炉の所定の高さの位置となるボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管に配置された複数のバーナは、偶数列のバーナ本数によって配置されていることを特徴とする微粉炭焚き貫流ボイラ。
請求項１に記載の微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、火炉の所定の高さの位置となるボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管に配置された複数のバーナは、奇数列のバーナ本数によって配置されていることを特徴とする微粉炭焚き貫流ボイラ。
請求項１に記載の微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、各ミルから分岐して配設された給炭管を通じて火炉のボイラ前壁に設けた複数のバーナに供給される微粉炭の量と、このミルから分岐して配設された給炭管を通じてボイラ後壁に設けた複数のバーナに供給される微粉炭の量との比は、火炉の同一高さのボイラ前壁の水壁管に設けたバーナの本数と、火炉の同一高さのボイラ後壁の水壁管に設けたバーナの本数との比にほぼ等しくなるように構成していることを特徴とする微粉炭焚き貫流ボイラ。
請求項１に記載の微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、火炉にほぼ垂直方向に配列された水壁管を流れる流体の平均管内質量流速はボイラ負荷５０％にて１０００ｋｇ／ｍ^２ｓ〜４００ｋｇ／ｍ^２ｓとなるように運用されることを特徴とする微粉炭焚き貫流ボイラ。
微粉炭焚き貫流ボイラを備えた発電プラントが５００ＭＷ〜１１００ＭＷの電気出力を有しており、この微粉炭焚き貫流ボイラは、火炉と、火炉の水壁を形成するように火炉に複数配置された水壁管と、水壁管を有する火炉の水壁を形成するボイラ前壁及びこのボイラ前壁に対向して配置されたボイラ後壁と、これらのボイラ前壁及びボイラ後壁に設置されて燃料の微粉炭を火炉の内部に供給する複数のバーナと、燃料の石炭を粉砕して微粉炭を製造する複数のミルと、これらのミルで製造した微粉炭を複数のバーナに夫々供給する給炭管とを備えた微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、複数の水壁管をほぼ垂直方向に夫々配列して火炉の水壁を構成し、火炉の同一高さの位置となるボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管に複数のバーナを対向して夫々配置し、複数のミルのうちの１つのミルから火炉の所定の高さの位置で対向する水壁面に配置された複数のバーナの一部に微粉炭を給炭する給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこれらの複数のバーナの一部に接続するように配設し、更に複数のミルのうちの他の１つのミルから火炉の所定の高さの位置で対向する水壁面に配置された複数のバーナの残りの一部に微粉炭を給炭する別の給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこれらの複数のバーナの残りの一部に接続するよう配設して構成しており、微粉炭焚き貫流ボイラから排出される排ガスは、微粉炭焚き貫流ボイラの下流側に配置した空気予熱器、電気集塵器またはバグフィルタを流下するように少なくとも構成されていることを特徴とする微粉炭焚き貫流ボイラを備えた発電プラント。
火炉と、火炉の水壁を形成するように火炉に複数配置された水壁管と、水壁管を有する火炉の水壁を形成するボイラ前壁及びこのボイラ前壁に対向して配置されたボイラ後壁と、これらのボイラ前壁及びボイラ後壁に設置されて燃料の微粉炭を火炉の内部に供給する複数のバーナと、燃料の石炭を粉砕して微粉炭を製造する複数のミルと、これらのミルで製造した微粉炭を複数のバーナに夫々供給する給炭管とを備えた微粉炭焚き貫流ボイラにおいて、複数の水壁管を垂直方向に夫々配列して火炉の水壁を構成し、前記ボイラ前壁及びボイラ後壁の各水壁管にバーナを前記火炉の高さ方向に複数段配置し、複数のミルのうちの１つのミルから前記ボイラ前壁及びボイラ後壁の同じ段に配置された複数のバーナの一部に微粉炭を給炭する給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこれらの複数のバーナの一部に接続するように配設し、更に複数のミルのうちの他の１つのミルから前記ボイラ前壁及びボイラ後壁の同じ段に配置された複数のバーナの残りの一部に微粉炭を給炭する別の給炭管をボイラ前壁及びボイラ後壁とに分岐してこれらの複数のバーナの残りの一部に接続するように配設することを特徴とする微粉炭焚き貫流ボイラ。