JP2020139702A - 粉体燃料燃焼装置及び燃焼方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (8)
- 粉体燃料を燃焼させる燃焼装置であって、
前記粉体燃料を内部で燃焼させる1次燃焼室と、前記1次燃焼室から排出された燃焼ガスを燃焼させる2次燃焼室を備え、
前記1次燃焼室は、前記粉体燃料を内部に供給する燃料供給装置と、内部に空気を供給する1次空気供給口と、内部の前記粉体燃料に着火する着火バーナが設けられ、
前記1次燃焼室の底部には、下方に向けて狭まるように傾斜する傾斜部と、内部に空気を供給する底部空気供給口と、前記傾斜部の下方位置に設けられた灰出口と、筒状で上下方向に向けて配置され上端及び下端に開口を有し前記下端が前記灰出口に向けて配置され内部に空気が供給される底部空気噴射ノズルが設けられ、
前記2次燃焼室には、内部を加熱して前記1次燃焼室から排出された燃焼ガスに着火する2次バーナと、内部に燃焼用の空気を供給する2次空気供給口が設けられ、
前記1次空気供給口及び前記底部空気供給口に空気を供給する1次空気供給装置と、前記底部空気噴射ノズルに空気を供給する噴射空気供給装置と、前記2次空気供給口に空気を供給する2次空気供給装置と、
前記燃料供給装置、前記着火バーナ、前記2次バーナ、前記1次空気供給装置、前記噴射空気供給装置、及び前記2次空気供給装置の作動を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記燃料供給装置により前記1次燃焼室内に前記粉体燃料を所定量堆積させ、
堆積された前記粉体燃料に前記着火バーナによって着火を行うと共に、前記2次バーナを作動させて前記2次燃焼室内を加熱し、
前記堆積された前記粉体燃料のガス化燃焼を行う際に、前記1次空気供給装置及び前記噴射空気供給装置を作動させて前記堆積された前記粉体燃料の完全燃焼に必要な空気量よりも少ない空気量を前記1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給して前記1次燃焼室内で可燃性ガスを発生させ、
前記堆積された前記粉体燃料の直接燃焼を行う際に、前記1次空気供給装置及び前記噴射空気供給装置を作動させて前記1次燃焼室内に前記粉体燃料の直接燃焼に必要な空気量を前記1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給すると共に、前記燃料供給装置を作動させて前記1次燃焼室内に前記粉体燃料を供給して燃焼させ前記燃料供給装置をバーナとして作動させ、
前記堆積された前記粉体燃料のガス化燃焼を行う際、及び前記堆積された前記粉体燃料の直接燃焼を行う際に、前記2次空気供給装置を作動させ、前記2次空気供給口から前記可燃性ガスの完全燃焼に必要な量の2次燃焼用空気を供給して前記可燃性ガスを燃焼させることを特徴とする粉体燃料燃焼装置。 - 請求項1に記載の粉体燃料燃焼装置であって、
前記1次燃焼室内の前記粉体燃料の燠火燃焼及び灰化を行う際に、前記燃料供給装置による燃料の供給を停止させると共に、前記底部空気噴射ノズルからの空気の供給を停止させることを特徴とする粉体燃料燃焼装置。 - 請求項1又は2に記載の粉体燃料燃焼装置であって、
前記制御装置は、前記堆積された前記粉体燃料のガス化燃焼を行う際、及び前記堆積された前記粉体燃料の直接燃焼を行う際に、前記底部空気噴射ノズルに定期的又は不定期で前記粉体燃料を攪拌可能な噴射量で空気を噴射するよう前記噴射空気供給装置を制御することを特徴とする粉体燃料燃焼装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の粉体燃料燃焼装置であって、
前記燃料供給装置は、前記粉体燃料が投入される燃料用ホッパと、前記燃料用ホッパ内に上下方向に向けて配置され少なくとも下方に空気を噴射するホッパ用噴射ノズルと、前記ホッパ用噴射ノズルに空気を供給するホッパ用空気供給装置と、前記ホッパ用噴射ノズルの下方に設けられ前記粉体燃料を下方に送出する燃料送出装置と、前記粉体燃料と空気とが混合される混合管と、前記混合管に空気を供給する燃料用ブロワとを有し、
前記制御装置は、前記1次燃焼室内に前記粉体燃料を供給する際に、前記燃料用ブロワを作動させると共に、前記燃料送出装置を作動させ、前記混合管の内部で前記粉体燃料と前記燃料用ブロワから供給される空気を混合させて前記混合管から前記1次燃焼室に前記粉体燃料を供給し、所定のタイミングで前記ホッパ用空気供給装置を作動させて前記ホッパ用噴射ノズルから空気を噴射することを特徴とする粉体燃料燃焼装置。 - 粉体燃料燃焼装置によって粉体燃料を燃焼させる燃焼方法であって、
燃料投入行程、着火行程、ガス化燃焼行程、直接燃焼行程、及び燠火・灰化行程より構成され、
前記粉体燃料燃焼装置は、
前記粉体燃料を内部で燃焼させる1次燃焼室と、前記1次燃焼室から排出されたガスを燃焼させる2次燃焼室を備え、
前記1次燃焼室は、前記粉体燃料を内部に供給する燃料供給装置と、内部に空気を供給する1次空気供給口と、内部の前記粉体燃料に着火する着火バーナが設けられ、
前記1次燃焼室の底部には、下方に向けて狭まるように傾斜する傾斜部と、内部に空気を供給する底部空気供給口と、前記傾斜部の下方位置に設けられた灰出口と、筒状で上下方向に向けて配置され上端及び下端に開口を有し前記下端が前記灰出口に向けて配置され内部に空気が供給される底部空気噴射ノズルが設けられ、
前記2次燃焼室には、内部を加熱する2次バーナと、内部に燃焼用の空気を供給する2次空気供給口が設けられ、
前記1次空気供給口及び前記底部空気供給口に空気を供給する1次空気供給装置と、前記底部空気噴射ノズルに空気を供給する噴射空気供給装置と、前記2次空気供給口に空気を供給する2次空気供給装置と、
前記燃料供給装置、前記着火バーナ、前記2次バーナ、前記1次空気供給装置、前記噴射空気供給装置、及び前記2次空気供給装置の作動を制御する制御装置を備え、
前記制御装置により、
前記燃料投入行程では、前記燃料供給装置により前記1次燃焼室内に前記粉体燃料を所定量堆積させ、
前記着火行程では、前記2次バーナによって前記2次燃焼室内を加熱し、前記2次燃焼室内が所定温度に達した後、前記堆積された前記粉体燃料に前記着火バーナによって着火し、
前記ガス化燃焼行程では、前記堆積された前記粉体燃料の完全燃焼に必要な空気量よりも少ない空気量を前記1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給して前記1次燃焼室内で可燃性ガスを発生させ、前記可燃性ガスを前記2次燃焼室内に導入し、前記2次空気供給口から2次燃焼用空気を供給して前記可燃性ガスを完全燃焼させ、
前記直接燃焼行程では、前記1次空気供給装置及び前記噴射空気供給装置を作動させて前記1次燃焼室内に前記粉体燃料の直接燃焼に必要な空気量を前記1次空気供給口、前記底部空気供給口、及び前記底部空気噴射ノズルから供給すると共に、前記燃料供給装置を作動させて前記1次燃焼室内に前記粉体燃料を供給して燃焼させ前記燃料供給装置をバーナとして作動させ、前記1次燃焼室から排出される燃焼ガスを前記2次燃焼室内に導入し、前記2次空気供給口から2次燃焼用空気を供給して前記燃焼ガスを完全燃焼させ、
前記燠火・灰化行程では、前記燃料供給装置による燃料の供給を停止させ、前記1次燃焼室内に残存する前記粉体燃料を燠火燃焼させて灰化させることを特徴とする粉体燃料燃焼方法。 - 請求項5に記載の粉体燃料燃焼方法であって、
前記燠火・灰化行程において、前記底部空気噴射ノズルからの空気の供給を停止させることを特徴とする粉体燃料燃焼方法。 - 請求項5又は6に記載の粉体燃料燃焼方法であって、
前記制御装置により、前記ガス化燃焼行程、及び前記直接燃焼行程において、前記底部空気噴射ノズルに定期的又は不定期で前記粉体燃料を攪拌可能な噴射量で空気を噴射するよう前記噴射空気供給装置を制御することを特徴とする粉体燃料燃焼方法。 - 請求項5〜7のいずれか一項に記載の粉体燃料燃焼方法であって、
前記燃料供給装置は、前記粉体燃料が投入される燃料用ホッパと、前記燃料用ホッパ内に上下方向に向けて配置され少なくとも下方に空気を噴射するホッパ用噴射ノズルと、前記ホッパ用噴射ノズルに空気を供給するホッパ用空気供給装置と、前記ホッパ用噴射ノズルの下方に設けられ前記粉体燃料を下方に送出する燃料送出装置と、前記粉体燃料と空気とが混合される混合管と、前記混合管に空気を供給する燃料用ブロワとを有し、
前記燃料投入行程及び前記直接燃焼行程において、前記制御装置により、前記燃料用ブロワを作動させると共に、前記燃料送出装置を作動させ、前記混合管の内部で前記粉体燃料と前記燃料用ブロワから供給される空気を混合させて前記混合管から前記1次燃焼室に前記粉体燃料を供給し、所定のタイミングで前記ホッパ用空気供給装置を作動させて前記ホッパ用噴射ノズルから空気を噴射することを特徴とする粉体燃料燃焼方法。
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