JP2009216280A - 石炭焚きボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】
ＣＯガス濃度が均一となる様に２段燃焼用空気を供給し、余剰空気の低減を図り、又オーバエアポートの設置構造を簡単にし、製作コストの低減を図る。
【解決手段】
微粉炭バーナ群及び該微粉炭バーナ群の下流側に設けられ２段燃焼用空気を噴出するオーバエアポート群を備え、炉壁が伝熱管と伝熱管間に設けられたフィンで構成された２段燃焼方式の石炭焚きボイラに於いて、前記オーバエアポート群は伝熱管と伝熱管間にスリット状の２段燃焼用空気噴出口が形成され、該２段燃焼用空気噴出口より２段燃焼用空気を噴出する様構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、微粉炭を燃料とし、炉壁に沿って多数設けられた微粉炭バーナにより微粉炭を燃焼させる様にした火炉を具備する石炭焚きボイラに関するものである。

先ず、図４により微粉炭バーナを備えた２段燃焼方式の石炭焚きボイラの概略を説明する。

図中、１は石炭焚きボイラの火炉を示し、該火炉１の下部には複数段（図４では３段を示している）に微粉炭バーナ群２が配設されている。各微粉炭バーナ群２は壁面に沿って水平方向に所要数配設された微粉炭バーナ３を具備している。

前記微粉炭バーナ群２の上方（下流側）には所要段（図示では１段）のオーバエアポート群４が設けられている。各オーバエアポート群４は、水平方向に所要数配設されたオーバエアポート５によって構成される。各オーバエアポート群４は前記各微粉炭バーナ群２の前記微粉炭バーナ３と同数のオーバエアポート５を具備し、各オーバエアポート５は対応する前記微粉炭バーナ３の鉛直上方に位置する様に配設されている。

前記微粉炭バーナ群２には、燃焼用空気供給路６，７を介し燃焼用空気と共に微粉炭が供給される様になっている。更に、前記オーバエアポート群４には、前記燃焼用空気供給路６から分岐したオーバエアポート用空気燃焼路８を介して２段燃焼用の空気が前記オーバエアポート群４に供給される様になっている。

前記火炉１に於いて、微粉炭が燃焼用空気と共に前記微粉炭バーナ群２より噴出され燃焼し、更に、前記オーバエアポート群４から２段燃焼用空気が噴出され、燃焼ガスが前記２段燃焼用空気と混合され、ＮＯx が還元されると共に燃焼ガス中の固形未燃分（チャー）の燃焼が促進され、更にＣＯガスが燃焼する様になっている。

従来、燃焼ガス中の未燃分、ＣＯガス濃度を低減させる為、燃焼ガス中に効果的に２段燃焼用空気が供給できる様、個々の前記オーバエアポート５は対応する各微粉炭バーナ３の鉛直上方に位置する様に配設されている。

ところが、前記微粉炭バーナ３による燃焼で形成される火炎の形状は一定でなく、又前記火炉１を上昇する燃焼ガスは必ずしも、鉛直方向に上昇するとは限らず、燃焼ガス中の未燃分の分布、ＣＯガス分布、Ｏ2 ガス分布も燃焼ガスの流れに影響され、一定ではない。この為、前記オーバエアポート５から供給される２段燃焼用空気も最適な部位に最適な状況で供給されるとは限らない。

更に、燃焼ガスが前記オーバエアポート５，５との間を上昇する場合は、２段燃焼用の空気が燃焼ガスに充分供給されるとは限らない。

従って、部分的に２段燃焼用空気量が少なくなり、Ｏ2 ガス濃度が低くなりＣＯガス濃度が高くなる状態が発生する。この為、排気ガス中のＣＯガス濃度が既定値以下となる様に２段燃焼用空気を過剰に供給する必要があり、結果的に多くの余剰の空気量を必要としている。

従来の石炭焚きボイラに於いて、総供給空気量は、理論的に必要な燃焼用空気の量に対して、１５％〜２０％の余剰な空気を必要としている。

余剰の空気量が多いと、供給の為多くの動力を必要とし、設備が大型化すると共にランニングコストも上昇する。又、排気ガス量が増えるという問題も生ずる。

次に、図５、図６に示される様に、前記オーバエアポート５は、前記火炉１の炉壁９を貫通する様に設けられる。該炉壁９の上部は、鉛直方向に延びる伝熱管１０がフィン１１によって気密に連結された構造となっており、前記オーバエアポート５が貫通する部分では、前記伝熱管１０は前記オーバエアポート５を避ける様に屈曲され、更に隣接する伝熱管１０，１０同士が干渉しない様に、前記炉壁９に対して垂直な方向にも屈曲される等、３次元に屈曲される複雑な形状となっている。この為、前記オーバエアポート５を設置する為に多くのコストを必要としていた。

特開２００７−１９２４５２号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、ＣＯガス濃度が均一となる様に２段燃焼用空気を供給し、余剰空気の低減を図り、又オーバエアポートの設置構造を簡単にし、製作コストの低減を図り得る石炭焚きボイラを提供するものである。

本発明は、微粉炭バーナ群及び該微粉炭バーナ群の下流側に設けられ２段燃焼用空気を噴出するオーバエアポート群を備え、炉壁が伝熱管と伝熱管間に設けられたフィンで構成された２段燃焼方式の石炭焚きボイラに於いて、前記オーバエアポート群は伝熱管と伝熱管間にスリット状の２段燃焼用空気噴出口が形成され、該２段燃焼用空気噴出口より２段燃焼用空気を噴出する様構成した石炭焚きボイラに係るものである。

又本発明は、前記炉壁の外面に２段燃焼用空気供給箱が設けられ、該２段燃焼用空気供給箱の内部は複数の空気噴出室に分割され、該各空気噴出室は前記２段燃焼用空気噴出口によって火炉内部と連通し、前記各空気噴出室毎に２段燃焼用空気を供給可能とした石炭焚きボイラに係り、又前記２段燃焼用空気噴出口は、前記フィンに穿設されたスリット孔である石炭焚きボイラに係り、更に又前記２段燃焼用空気噴出口は、前記フィンが欠切され、伝熱管間に形成された間隙である石炭焚きボイラに係るものである。

本発明によれば、微粉炭バーナ群及び該微粉炭バーナ群の下流側に設けられ２段燃焼用空気を噴出するオーバエアポート群を備え、炉壁が伝熱管と伝熱管間に設けられたフィンで構成された２段燃焼方式の石炭焚きボイラに於いて、前記オーバエアポート群は伝熱管と伝熱管間にスリット状の２段燃焼用空気噴出口が形成され、該２段燃焼用空気噴出口より２段燃焼用空気を噴出する様構成したので、前記２段燃焼用空気噴出口を火炉の幅方向に適宜形成可能であり、幅方向に分散して２段燃焼用空気を噴出させることが可能となり、燃焼ガスとの混合が促進され、部分的に高濃度のＣＯが発生することが防止され、燃焼用空気の供給量を低減させることが可能である。

又本発明によれば、前記炉壁の外面に２段燃焼用空気供給箱が設けられ、該２段燃焼用空気供給箱の内部は複数の空気噴出室に分割され、該各空気噴出室は前記２段燃焼用空気噴出口によって火炉内部と連通し、前記各空気噴出室毎に２段燃焼用空気を供給可能としたので、２段燃焼用空気の供給量を調整することが可能となり、ＣＯの高濃度部分の発生を防止できる。

又本発明によれば、前記２段燃焼用空気噴出口は、前記フィンに穿設されたスリット孔であり、又前記２段燃焼用空気噴出口は、前記フィンが欠切され、伝熱管間に形成された間隙であるので、オーバエアポート群の構造が簡単で、製作が容易であり、製作コストを低減できるという優れた効果を発揮する。

以下、図１〜図３を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１は本発明が実施される火炉１の概略を示す斜視図であり、図中、微粉炭バーナ群２は省略し、図４中で示したものと同等のものには同符号を付してある。

オーバエアポート群４，４は相対向する壁面に上下所要段設けられる。尚、図１では、１段のオーバエアポート群４を示している。以下、該オーバエアポート群４について説明する。

火炉１の炉壁９の外面に、２段燃焼用空気供給箱１３を気密に設ける。該２段燃焼用空気供給箱１３は火炉１の全幅に亘る長さを有し、断面は中空矩形となっており、両幅端が開口されている。

前記２段燃焼用空気供給箱１３の中央には仕切板１４が設けられ、該仕切板１４は前記２段燃焼用空気供給箱１３の内部を左右の空気噴出室１３ａ，１３ｂに気密に仕切っている。前記２段燃焼用空気供給箱１３の一端にはオーバエアポート用空気燃焼路８ａが連通され、前記２段燃焼用空気供給箱１３の他端にはオーバエアポート用空気燃焼路８ｂが連通され、前記オーバエアポート用空気燃焼路８ａ，８ｂは燃焼用空気供給路６に接続されている（図４参照）。

前記炉壁９は前記２段燃焼用空気供給箱１３の一面を構成し、前記炉壁９の前記２段燃焼用空気供給箱１３の一面を構成する部分のフィン１１に２段燃焼用空気噴出口１５を形成する。

該２段燃焼用空気噴出口１５は、前記伝熱管１０，１０間に穿設されたスリット形状を有し、伝熱管１０，１０間の各列毎に、或は隔列毎に、或は３列毎等に形成され、上下方向の長さＬは、略２段燃焼用空気供給箱１３の高さ寸法に、幅寸法Ｗは略伝熱管１０，１０の間寸法に設定される。前記２段燃焼用空気噴出口１５の集合は、前記オーバエアポート群４を構成する。

前記２段燃焼用空気噴出口１５の内、前記仕切板１４より図１中右側に位置するものは前記オーバエアポート用空気燃焼路８ａに連通し、前記空気噴出室１３ａと前記火炉１内部とを連通し、前記仕切板１４より図１中左側に位置するものは前記オーバエアポート用空気燃焼路８ｂに連通し、前記空気噴出室１３ｂと前記火炉１内部とを連通する。

尚、前記長さＬ、前記幅寸法Ｗ、前記２段燃焼用空気噴出口１５の数は、供給すべき２段燃焼用空気量を満足する用に設定され、又供給流量を調整する為、前記オーバエアポート用空気燃焼路８ａ，８ｂにはダンパ（図示せず）が適宜設けられる。

又、上記説明では、前記２段燃焼用空気噴出口１５は、前記フィン１１にスリット孔を穿設して形成したが、前記伝熱管１０が残置する様に、前記フィン１１そのものを長さＬだけ欠切させてもよい。この場合、隣接する伝熱管１０，１０間の間隙が前記２段燃焼用空気噴出口１５を形成する。

前記オーバエアポート用空気燃焼路８ａから供給された２段燃焼用空気は、前記空気噴出室１３ａを経て前記２段燃焼用空気噴出口１５より炉内に噴出され、前記オーバエアポート用空気燃焼路８ｂから供給された２段燃焼用空気は、前記空気噴出室１３ｂを経て前記２段燃焼用空気噴出口１５より炉内に噴出される。

従って、２段燃焼用空気は前記火炉１の略全幅から噴出され、上昇する燃焼ガスに均一に供給させる。又、全幅に亘って噴出されることから、燃焼ガスとの混合も促進され、燃焼ガス中のＣＯ濃度の均一化、低濃度化が促進される。

２段燃焼用空気を火炉１の幅、全体に亘って分散して噴出させる様にしたので、燃焼ガスとの混合が促進され、又酸素濃度の均一化が図れる。部分的に高濃度のＣＯが発生することが防止され、全体としては、空気の供給量を低減させることが可能である。

本発明を実施することにより、余剰空気量を従来よりも低減することができ、燃焼用空気の総供給量が低減し、供給の為の多くの動力が減少するので、ランニングコストが低下する。

又、前記２段燃焼用空気噴出口１５を形成する場合、スリット孔の穿設、或はフィン１１を除去するだけでよく、製作が容易であり、製作コストも低減する。

尚、前記２段燃焼用空気供給箱１３の断面形状は、矩形に限らず、半円状であってよい等、適宜選択することが可能である。

又、前記２段燃焼用空気供給箱１３は仕切板１４によって内部を左右に２分割したが、２つの仕切板１４によって内部を幅方向に３分割し、分割された空気噴出室毎に２段燃焼用空気を供給し、更に各空気噴出室毎に供給空気量を調整する様にしてもよい。

本発明の実施の形態を示す概略斜視図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図２のＢ−Ｂ矢視図である。 ２段燃焼方式の石炭焚きボイラの概略図である。 該石炭焚きボイラの炉壁を示す部分斜視図である。 従来の２段燃焼用ポートが設けられている炉壁部分を示す説明図である。

符号の説明

１ 火炉
２ 微粉炭バーナ群
４ オーバエアポート群
８ オーバエアポート用空気燃焼路
９ 炉壁
１０ 伝熱管
１１ フィン
１３ ２段燃焼用空気供給箱
１４ 仕切板
１５ ２段燃焼用空気噴出口

Claims (4)

1. 微粉炭バーナ群及び該微粉炭バーナ群の下流側に設けられ２段燃焼用空気を噴出するオーバエアポート群を備え、炉壁が伝熱管と伝熱管間に設けられたフィンで構成された２段燃焼方式の石炭焚きボイラに於いて、前記オーバエアポート群は伝熱管と伝熱管間にスリット状の２段燃焼用空気噴出口が形成され、該２段燃焼用空気噴出口より２段燃焼用空気を噴出する様構成したことを特徴とする石炭焚きボイラ。
2. 前記炉壁の外面に２段燃焼用空気供給箱が設けられ、該２段燃焼用空気供給箱の内部は複数の空気噴出室に分割され、該各空気噴出室は前記２段燃焼用空気噴出口によって火炉内部と連通し、前記各空気噴出室毎に２段燃焼用空気を供給可能とした請求項１の石炭焚きボイラ。
3. 前記２段燃焼用空気噴出口は、前記フィンに穿設されたスリット孔である請求項１又は請求項２の石炭焚きボイラ。
4. 前記２段燃焼用空気噴出口は、前記フィンが欠切され、伝熱管間に形成された間隙である請求項１又は請求項２の石炭焚きボイラ。

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