JP2022016036A - Coke oven drying burner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークス炉の炉体設備における火入れ時のコークス炉乾燥バーナーに関する。 The present invention relates to a coke oven drying burner at the time of burning in a coke oven body equipment.
従来、炭化室に装入された石炭を高温乾留してコークスを製造するコークス炉としては、蓄熱室の上部に複数の炭化室と燃焼室とが交互に配置された構造とされたものが提供されている。このコークス炉では、蓄熱室から燃料ガスや空気を燃焼室に供給して燃焼させ、この燃焼室に隣接して設けられた炭化室内に石炭を装入し、この石炭を高温で乾留することでコークスを製造する。 Conventionally, as a coke oven for producing coke by carbonizing coal charged in a carbonization chamber at a high temperature, a coke oven having a structure in which a plurality of carbonization chambers and a combustion chamber are alternately arranged above a heat storage chamber is provided. Has been done. In this coke oven, fuel gas and air are supplied from the heat storage chamber to the combustion chamber and burned, coal is charged into the carbonization chamber provided adjacent to the combustion chamber, and the coal is carbonized at a high temperature. Manufacture coke.
このようなコークス炉の炉体設備は、耐火煉瓦積みで築炉されており、築炉後の炉体は耐火煉瓦自体や目地モルタル等に含まれる水分で湿った状態にある。このため、実操業を開始する火入れに先立って、炉体を十分に乾燥させる必要がある。そして、築炉後の炉体乾燥は、コークス炉以外の炉でも実施されているが、特にコークス炉の炉体は、蓄熱室、燃焼室及び炭化室と複数の炉室に区切られた炉体構造をなしていることから、一般的には、炭化室でCOGや軽油などの燃料を燃焼し、その燃焼排ガスを燃焼室、蛇腹、蓄熱室、水平煙道等の炉体全体に導き、最終的に煙道及び煙突から燃焼ガスを大気に排出することで、炉体乾燥を行っている。 The furnace body equipment of such a coke furnace is constructed with refractory bricks, and the furnace body after the furnace construction is in a state of being moistened with moisture contained in the refractory bricks themselves and the joint mortar. For this reason, it is necessary to sufficiently dry the furnace body prior to the burning to start the actual operation. Drying of the furnace body after the construction of the furnace is also carried out in a furnace other than the coke furnace, but in particular, the furnace body of the coke furnace is divided into a heat storage chamber, a combustion chamber, a carbonization chamber and a plurality of furnace chambers. Due to its structure, in general, fuel such as COG and light oil is burned in the carbonization chamber, and the combustion exhaust gas is guided to the entire furnace body such as the combustion chamber, bellows, heat storage chamber, and horizontal flue, and finally. The furnace body is dried by discharging the combustion gas to the atmosphere from the flue and the chimney.
このような炉体乾燥を行う方法として、例えば炉蓋に設置したバーナーを用いてコークス炉の乾燥を行うことが知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、コークス炉の炉材には、一般に珪石煉瓦が使用されており、築炉後の乾燥・昇温時には、相転移に伴う体積変化によって亀裂が生じるおそれがある。これを回避するためには、昇温速度を遅くする必要があり、特に乾燥初期の250℃以下の温度範囲において昇温速度を極度に遅くし、その後、徐々に昇温速度を上げながら煉瓦温度が800℃になるまで昇温している。
As a method for drying the furnace body, for example, it is known to dry the coke oven using a burner installed on the furnace lid (see, for example, Patent Document 1).
Here, silica stone brick is generally used as the furnace material of the coke oven, and there is a possibility that cracks may occur due to the volume change accompanying the phase transition at the time of drying and raising the temperature after the furnace is built. In order to avoid this, it is necessary to slow down the temperature rise rate, especially in the temperature range of 250 ° C or less at the initial stage of drying, the temperature rise rate is extremely slowed down, and then the brick temperature is gradually increased. The temperature is raised until the temperature reaches 800 ° C.
ところで、炭化室にバーナーを配設し、その燃焼排ガスによって炉体を乾燥させる場合、バーナーは炭化室の入口近傍に設置され、その燃焼フレームが炭化室の奥行き方向に延在することになるため、炭化室の奥行き方向において燃焼フレームの温度偏差が生じる。よって、炭化室の炉壁を構成する珪石煉瓦の亀裂の発生を抑制するためには、燃焼フレームによって最も高温となる炭化室の炉壁位置の温度を監視して昇温する必要があった。このため、バーナーによる炉体の昇温速度をさらに遅くする必要があり、乾燥期間が非常に長くなるといった問題があった。
そこで、バーナーの燃焼フレームによる炭化室内の温度偏差を抑制するためには、バーナーの燃焼フレームによって直接炭化室の炉壁を加熱することがないように、バーナーの燃焼フレームを短炎化して、燃焼排ガスの顕熱によって炭化室を加熱することが考えられる。
By the way, when a burner is arranged in the carbonization chamber and the combustion exhaust gas is used to dry the furnace body, the burner is installed near the inlet of the carbonization chamber, and the combustion frame extends in the depth direction of the carbonization chamber. , The temperature deviation of the combustion frame occurs in the depth direction of the carbonization chamber. Therefore, in order to suppress the occurrence of cracks in the silica stone bricks constituting the furnace wall of the carbonization chamber, it is necessary to monitor the temperature of the furnace wall position of the carbonization chamber, which is the highest temperature by the combustion frame, and raise the temperature. Therefore, it is necessary to further slow down the rate of temperature rise of the furnace body by the burner, and there is a problem that the drying period becomes very long.
Therefore, in order to suppress the temperature deviation in the carbonization chamber due to the combustion frame of the burner, the combustion frame of the burner is shortened and burned so that the combustion frame of the burner does not directly heat the furnace wall of the carbonization chamber. It is conceivable that the carbonization chamber is heated by the apparent heat of the exhaust gas.
ところで、上述したバーナーとしては、燃料が供給される内管と、空気が自然供給される外管と、を備えた二重管構造とされている。内管には、その先端面が閉止されるとともに先端側側壁に複数のガス穴が設けられている。外管には、外管の管軸方向に沿って延びる長孔に形成され、周方向に間隔をあけて複数の空気取入口が形成されている。そして、外管には、同軸に設けられ、管軸回りに周回する円周方向に回転スライド可能に設けられた開閉筒が設けられている。この開閉筒には、外管の空気取入口に一致するように開口部が形成されている。開閉筒の回転スライドによって空気取入口の開度を固定し、外管内へのエア供給量が調整されるようになっている。 By the way, the burner described above has a double pipe structure including an inner pipe to which fuel is supplied and an outer pipe to which air is naturally supplied. The inner pipe is provided with a plurality of gas holes on the side wall on the tip side while the tip surface thereof is closed. The outer pipe is formed in an elongated hole extending along the pipe axis direction of the outer pipe, and a plurality of air intakes are formed at intervals in the circumferential direction. The outer pipe is provided with an opening / closing cylinder that is coaxially provided and is provided so as to be rotatable and slidable in the circumferential direction so as to rotate around the pipe axis. An opening is formed in the opening / closing cylinder so as to coincide with the air intake of the outer pipe. The opening of the air intake is fixed by the rotary slide of the opening / closing cylinder, and the amount of air supplied into the outer pipe is adjusted.
しかしながら、コークス炉の炉体設備における火入れ時の炉体乾燥する際に使用されるコークス炉乾燥バーナーにおいて、上述したような外管に対して回転スライドする開閉筒を設けてエア供給量を調整するバーナーでは、外管の周方向に配列される空気取入口の開口を製作する際に製作精度には限界があり製作誤差が生じている。さらに、開閉筒に形成される開口部の製作においても円周方向にずれる製作誤差が生じることになる。 However, in the coke oven drying burner used for drying the furnace body at the time of burning in the furnace body equipment of the coke oven, an opening / closing cylinder that rotates and slides with respect to the outer pipe as described above is provided to adjust the air supply amount. In the burner, when manufacturing the openings of the air intakes arranged in the circumferential direction of the outer pipe, there is a limit in the manufacturing accuracy and a manufacturing error occurs. Further, even in the production of the opening formed in the opening / closing cylinder, a production error that deviates in the circumferential direction occurs.
そのため、開閉筒を回転させて空気取入口の開口量を調整する際に、開閉筒を所定の回転位置で停止させて空気取入口を所定の開度に調整しても、上述したように製作誤差があるために複数の空気取入口のすべてが同じ開口量とならずに、開口面積にばらつきが生じていた。例えば、円周方向に隣接する一方が50%の開度となり、他方が30%の開度となる。このようにエア供給量がばらつくことから、コークス炉全体で燃焼状態を安定させることが困難となっており、その点で改良の余地があった。 Therefore, when the opening / closing cylinder is rotated to adjust the opening amount of the air intake, even if the opening / closing cylinder is stopped at a predetermined rotation position and the air intake is adjusted to a predetermined opening, it is manufactured as described above. Due to the error, not all of the plurality of air intakes had the same opening amount, and the opening area varied. For example, one adjacent in the circumferential direction has an opening of 50%, and the other has an opening of 30%. Since the amount of air supplied varies in this way, it is difficult to stabilize the combustion state in the entire coke oven, and there is room for improvement in that respect.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、エア供給量のばらつきを抑制することができ、燃焼状態の安定性を向上できるコークス炉乾燥バーナーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a coke oven drying burner capable of suppressing variations in the amount of air supply and improving the stability of the combustion state.
前記目的を達成するため、本発明に係るコークス炉乾燥バーナーでは、蓄熱室の上部に燃焼室と炭化室とが交互に配列された構造を有するコークス炉の炉体設備における火入れ時の炉体乾燥する際に使用されるコークス炉乾燥バーナーであって、燃料が供給される内管と、空気が自然供給される外管と、を備えた二重管構造とされ、前記内管には、その先端面が閉止されるとともに先端側側壁に複数のガス穴が設けられ、前記外管には、該外管の管軸方向に沿って延びる長孔に形成され、周方向に間隔をあけて複数の空気取入口が形成され、前記外管に同軸に設けられ、前記管軸方向にスライド可能に設けられた開閉筒が設けられ、前記開閉筒は、前記空気取入口に対して全閉位置と、全開位置との間の任意の位置で位置決めされることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the coke oven drying burner according to the present invention, the furnace body drying at the time of burning in the furnace body equipment of the coke oven having a structure in which the combustion chamber and the carbonization chamber are alternately arranged in the upper part of the heat storage chamber. It is a coke oven drying burner used for cooking, and has a double pipe structure including an inner pipe to which fuel is supplied and an outer pipe to which air is naturally supplied. The tip surface is closed and a plurality of gas holes are provided on the side wall on the tip side, and the outer pipe is formed into elongated holes extending along the pipe axis direction of the outer pipe, and a plurality of holes are spaced apart in the circumferential direction. An air intake is formed, and an opening / closing cylinder provided coaxially with the outer pipe and slidable in the direction of the pipe axis is provided, and the opening / closing cylinder is in a fully closed position with respect to the air intake. It is characterized in that it is positioned at an arbitrary position between the fully open position and the fully open position.
本発明では、外管の周方向に間隔をあけて配列される複数の空気取入口に対して開閉筒が管軸方向にスライドすることで空気取入口の開口量を調整することができる。この場合には、開閉筒のスライド位置に関わらず、複数の空気取入口のそれぞれを同じ開口量に精度よく調整することができる。
そのため、本発明のコークス炉乾燥バーナーでは、各空気取入口から外管内に吸引される空気吸引量が均等となってばらつきを低減することができる。これにより、乾燥工程における多数のバーナーの空気比のばらつきを低減するように制御することができる。したがって、広い燃焼負荷範囲においても燃焼が安定していることから、乾燥初期から乾燥後半の全領域において、安定して乾燥を行うことができる。
また、この場合には、開閉筒を外筒に沿って管軸方向にスライドさせるといった簡単な構成により、エア供給量のばらつきを抑制できる。
In the present invention, the opening amount of the air intake can be adjusted by sliding the opening / closing cylinder in the direction of the pipe axis with respect to a plurality of air intakes arranged at intervals in the circumferential direction of the outer pipe. In this case, each of the plurality of air intakes can be accurately adjusted to the same opening amount regardless of the slide position of the opening / closing cylinder.
Therefore, in the coke oven drying burner of the present invention, the amount of air sucked into the outer pipe from each air intake port becomes uniform and variation can be reduced. Thereby, it is possible to control so as to reduce the variation in the air ratio of many burners in the drying process. Therefore, since combustion is stable even in a wide combustion load range, stable drying can be performed in the entire region from the initial stage of drying to the latter half of drying.
Further, in this case, the variation in the air supply amount can be suppressed by a simple configuration in which the opening / closing cylinder is slid along the outer cylinder in the pipe axis direction.
また、本発明に係るコークス炉乾燥バーナーでは、前記開閉筒を前記管軸方向の任意の位置で固定し、前記空気取入口の開口量を調整する位置決め手段が設けられていることを特徴としてもよい。 Further, the coke oven drying burner according to the present invention is also characterized in that the opening / closing cylinder is fixed at an arbitrary position in the pipe axis direction and a positioning means for adjusting the opening amount of the air intake is provided. good.
このような構成によれば、位置決め手段により開閉筒のスライド位置を任意の位置に高い精度で位置決めすることができ、空気取入口の開口量を簡単な構造で容易に調整することができる。 According to such a configuration, the slide position of the opening / closing cylinder can be positioned at an arbitrary position with high accuracy by the positioning means, and the opening amount of the air intake can be easily adjusted with a simple structure.
また、本発明に係るコークス炉乾燥バーナーでは、前記開閉筒は、前記外管の外周側に配置されていることが好ましい。 Further, in the coke oven drying burner according to the present invention, it is preferable that the opening / closing cylinder is arranged on the outer peripheral side of the outer pipe.
このような構成によれば、外方から開閉筒を目視することが可能であり、管軸方向に位置決めされる開閉筒の位置を容易に確認することができる。 With such a configuration, the opening / closing cylinder can be visually observed from the outside, and the position of the opening / closing cylinder positioned in the pipe axis direction can be easily confirmed.
本発明のコークス炉乾燥バーナーによれば、エア供給量のばらつきを抑制することができ、燃焼状態の安定性を向上できる。 According to the coke oven drying burner of the present invention, it is possible to suppress the variation in the air supply amount and improve the stability of the combustion state.
以下、本発明の実施形態によるコークス炉乾燥バーナーについて、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the coke oven drying burner according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施形態によるコークス炉乾燥バーナー(図3及び図4に示すバーナー40)は、蓄熱室の上部に燃焼室と炭化室とが交互に配列された構造を有するコークス炉1の炉体設備における火入れ時の炉体乾燥する際に使用される。
As shown in FIG. 1, the coke oven drying burner according to the present embodiment (
本実施形態であるコークス炉1は、図1に示すように、並列された複数の炭化室10を備えており、隣接する2つの炭化室10の間に、燃焼室20が配置されている。
そして、図2に示すように、並列する炭化室10及び燃焼室20の下方側に、蓄熱室30が配設されている。
As shown in FIG. 1, the
Then, as shown in FIG. 2, a
炭化室10の上面には、図1及び図2に示すように、石炭を装入するための装入口12が複数形成されており、炭化室10の端部には、炭化室10から発生する排ガスを排出するための上昇管14が配置され、この上昇管14がドライメン3に接続されている。
また、炭化室10は、並列する炭化室10の間に設けられた燃焼室20からの熱を効率的に石炭へと伝達するために、炭化室10の一対の炉壁(燃焼室20側に位置する炉壁)の距離が比較的短くされている。すなわち、炭化室10の炉幅が狭くされているのである。
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
Further, the
燃焼室20の上面には、図1及び図2に示すように、燃焼室20内部の点検を行う点検孔21と温度計22とが配設されている。また、この燃焼室20には、図2に示すように、仕切り壁24が配設されている。
蓄熱室30は、燃焼室20に対して燃焼ガス及びエアを導入するとともに、燃焼室20内の排ガスが排出される構成とされており、図2に示すように、燃焼ガス及びエアの供給管5及び煙道7に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
The
ここで、炭化室10、燃焼室20及び蓄熱室30を含むコークス炉1の炉体設備は、珪石煉瓦を積み上げて構成されており、築炉時には、珪石煉瓦および目地モルタル等が水分を含んでいることから、実操業を開始する火入れ前には、炉体設備の乾燥を行う必要がある。
コークス炉1の炉体設備の乾燥は、図3に示すように、炭化室10の炉蓋からバーナー40を挿入し、このバーナー40の燃焼排ガスを炭化室10から燃焼室20及び蓄熱室30を含む炉体設備全体に導入することで実施される。
Here, the furnace body equipment of the
For drying the furnace body equipment of the
次に、本実施形態におけるバーナー40の構造について、図4を参照して詳しく説明する。
バーナー40は、燃料Eが供給される内管41と、1次空気A1が自然供給される外管42と、を備えた二重管構造とされている。本実施形態では、外管42とバーナータイル48の間に、2次空気A2が導入される2次空気流路49が形成されている。
ここで、内管41及び外管42において、管軸O方向で先端側を前方とし、その反対側を後方として以下説明する。
Next, the structure of the
The
Here, in the
内管41は、その先端面がノズル先端部41aによって閉止されるとともに先端側の側壁に複数のガス穴43(43A、43B)が管軸O方向に沿って複数(本実施形態では2列)配列されて設けられている。ガス穴43のガス穴径は3mm以上8mm以下の範囲内とされており、ガス穴43の個数が10個以上30個以下の範囲内とされている。
なお、本実施形態では、図5に示すように、ノズル先端部41a寄りの1列目のガス穴43Aと2列目のガス穴43Bが千鳥配置により設けられている。これらのガス穴43A、43Bが周方向に形成される領域は、内管41のノズル先端部41aから後方に100mm以上300mm以下の範囲内とされている。
The tip surface of the
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the
ガス穴43は、ノズル先端部41a側から1列目のガス穴43Aの穴中心Cまでの距離Yにおいて、1列目のガス穴43Aの穴径をd1としたときに、(1)式を満たすように設定されている。
The
図5に示すように、内管41のノズル先端部41aにおける外周縁部41dの曲率半径Rは5mm以上となっている。
また、内管41における1列目のガス穴43Aのガス穴径をd1とし、2列目以降のガス穴43Bのガス穴径をd2としたときに(2)を満たすように設定されている。
As shown in FIG. 5, the radius of curvature R of the outer
Further, it is set to satisfy (2) when the gas hole diameter of the
内管41における1列目のガス穴径d1と、2列目以降のガス穴径d2との穴径比d1:d2は、5:3~7:3とされている。
The hole diameter ratio d1: d2 between the gas hole diameter d1 in the first row and the gas hole diameter d2 in the second and subsequent rows in the
また、本実施形態では、内管41の材質として高温酸化しにくいステンレス鋼のSUS304が採用されている。本実施形態では、SUS304を使用することで、内管41の内面に酸化鉄が生成されることを防ぎ、ガス穴43の閉塞を抑制できる構成となっている。
この場合には、ガス穴43が形成される内管41にSUS304を用いることで、内管41周辺の温度が800℃を超えるような場合であっても、高温酸化によりノズル内面に酸化鉄が生成しガス穴43の近傍に付着することによる閉塞を防止することができる。
Further, in the present embodiment, SUS304, which is a stainless steel that does not easily oxidize at high temperature, is adopted as the material of the
In this case, by using SUS304 for the
図4に示すように、外管42は、管本体42Aと、管本体42Aの後端側(基端部42c側)に設けられる空気導入筒部42Bと、を有している。空気導入筒部42Bは、周方向に一定の間隔をあけて複数の空気取入口44が形成され、1次空気A1が外管42内に自然供給される構造とされている。内管41の外周面41bと外管42の内周面42aとの間には、1次空気流路42Cが形成されている。
As shown in FIG. 4, the
空気取入口44は、図6に示すように、空気導入筒部42Bの管軸O方向の中央より前方の領域に配置されている。空気取入口44は、外管42の管軸O方向に沿って延びる長孔に形成され、複数の空気取入口44が同形状となっている。外管42は、複数の空気取入口44が周方向に一定の間隔をあけて配列されることで、周方向に均一に1次空気A1が外管42内に供給されるように構成されている。
As shown in FIG. 6, the
そして、図4に示すように、外管42の管本体42Aは、外径寸法Dと管軸O方向の長さ寸法T(外管先端部42bから炭化室10の外面10aまでの距離)の関係が(3)式を満たすように設定されている。
Then, as shown in FIG. 4, the
図4に示すように、内管41のノズル先端部41aは、外管42の外管先端部42bよりも後退した位置に配置されている。その後退距離は、例えば150mm以上600mm以下の範囲内とされている。
As shown in FIG. 4, the
また、図6に示すように、外管42には、外管42に同軸に設けられ、空気導入筒部42Bに対して管軸O方向にスライド可能に開閉筒45が設けられている。開閉筒45は、複数の空気取入口44を全閉する閉止位置と全開する全開位置との間の任意の位置で位置決め可能に構成されている。開閉筒45は、閉止位置では空気導入筒部42Bの外周側を覆うように配置され、全開位置では空気導入筒部42Bの後方に退避するように配置される。
Further, as shown in FIG. 6, the
空気導入筒部42Bの外周面42eには、管軸O方向に沿って延びる帯状の案内ガイド46が設けられている。案内ガイド46は、長さ方向に延在するスリット46Aが形成され、このスリット46Aに沿って開閉筒45に設けられるスライド片45Aがスライド可能に支持されている。
また、案内ガイド46には、管軸O方向に目盛が表示された目盛板46B(位置決め手段)が設けられている。これにより開閉筒45を目盛板46Bの目盛りに合せて空気導入筒部42Bに対して任意の位置に位置決めすることができる。
A band-shaped guide guide 46 extending along the pipe axis O direction is provided on the outer
Further, the
そして、図1及び図2に示すように、コークス炉1の炉体設備の乾燥を行う際には、図4に示すバーナー40を用いてCOGや軽油などの燃料Eを燃焼し、バーナー40の燃焼排ガスの顕熱によって炭化室10の炉壁を加熱乾燥するとともに、この燃焼排ガスを、炭化室10へと排出され、燃焼室20及び蓄熱室30を含む炉体設備全体に導入させる。
このとき、乾燥時の温度管理は、珪石煉瓦の相転移に伴う体積変化に起因する亀裂の発生を抑制するために、炭化室10の炉壁のうち最も高温となる領域の温度を監視することになる。
Then, as shown in FIGS. 1 and 2, when the furnace body equipment of the
At this time, the temperature control during drying is to monitor the temperature of the hottest region of the furnace wall of the
次に、上述したバーナー40の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態のバーナー40では、図6に示すように、外管42の周方向に間隔をあけて配列される複数の空気取入口44に対して開閉筒45が管軸O方向にスライドすることで空気取入口44の開口量を調整することができる。この場合には、開閉筒45のスライド位置に関わらず、複数の空気取入口44のそれぞれを同じ開口量に精度よく調整することができる。
これにより、各空気取入口44から外管42内に吸引される空気吸引量のばらつきを低減することができる。したがって、乾燥工程における多数のバーナー40の空気比をばらつきを低減するように制御することができる。また、この場合には、開閉筒45を外管42に沿って管軸O方向にスライドさせる簡単な構成となる。
Next, the operation of the
In the
Thereby, it is possible to reduce the variation in the amount of air suction sucked from each
また、本実施形態では、外管42の空気導入筒部42Bに設けられる目盛板46Bにより開閉筒45のスライド位置を任意の位置に高い精度で位置決めすることができ、複数の空気取入口44の開口量を簡単な構造で容易に調整することができる。
Further, in the present embodiment, the slide position of the opening /
上述した本実施形態によるバーナー40では、外管42の複数の空気取入口44から外管42内に供給されるエア供給量のばらつきを抑制することができ、燃焼状態の安定性を向上できる。
In the
次に、上述した実施形態によるコークス炉乾燥バーナーの効果を裏付けるために行った実施例について以下説明する。 Next, an example carried out to support the effect of the coke oven drying burner according to the above-described embodiment will be described below.
(実施例)
実施例では、上記図6に示す外管42に形成される複数の空気取入口44から取り入れられるエアの状態を確認するために、FEMモデルを作成して数値シミュレーション解析を行い、その効果を確認した。
(Example)
In the embodiment, in order to confirm the state of the air taken in from the plurality of
本実施例による数値シミュレーション解析では、図7(a)に示すように、上述した実施形態に示す前後スライド(管軸方向へのスライド)する第1開閉筒451をモデル化した実施ケースと、図7(b)に示すようにスライド方向が外管42に対して周方向に回転させる回転スライドする第2開閉筒452をモデル化した比較ケースとを使用し、温度とエア流速の分布を解析することによりエア供給量のばらつきを確認した。
図7(a)に示す符号44Aは第1開閉筒451によって開度が調整された空気取入口を示し、図7(b)に示す符号44Bは第2開閉筒452によって開度が調整された空気取入口を示している。
In the numerical simulation analysis according to this embodiment, as shown in FIG. 7A, an embodiment model of the first opening /
図7(a)、(b)は、数値シミュレーション解析の結果であってバーナーにおける内管41の先端部(ノズル先端部41a)の近傍温度の分布を示している。
この結果、図7(a)に示す実施ケースの前後スライドの第1開閉筒451におけるガス穴近傍(図の符号K1)の温度が、図7(b)に示す比較ケースの回転スライドの第2開閉筒452におけるガス穴近傍(図の符号K2)の温度よりも高温になっていることが確認された。一方、ノズル先端部41aよりも前方の領域(符号K3、K4)の温度は、第2開閉筒452の方が第1開閉筒451よりも高温になっていることが確認された。
7 (a) and 7 (b) are the results of numerical simulation analysis and show the distribution of the temperature in the vicinity of the tip portion (
As a result, the temperature in the vicinity of the gas hole (reference numeral K1 in the figure) in the first opening /
また、図8(a)、(b)に示すように、数値シミュレーション解析の結果であってバーナーにおける内管41の先端部(ノズル先端部41a)の近傍の空気の流れを示すベクトルの分布を示している。図8(a)は実施ケースを示し、図8(b)は比較ケースを示している。
図8(a)、(b)において、上側の分布図V1はバーナーとその前方領域を示した図であり、下側の分布図V2は上記分布図V1のバーナー部分(図の枠内)を拡大した図である。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, the distribution of the vector showing the air flow in the vicinity of the tip end portion (
In FIGS. 8A and 8B, the upper distribution map V1 is a diagram showing a burner and its front region, and the lower distribution map V2 is a burner portion (inside the frame of the figure) of the distribution map V1. It is an enlarged view.
図8(a)、(b)に示す符号E1、E2は、それぞれガス穴43近傍の空気の流れ(ベクトル)を示している。
この結果、実施ケースの前後スライドの第1開閉筒451の方が比較ケースの回転スライドの第2開閉筒452よりも空気取入口44からガス穴43に向かう空気量が多いことが確認された。
Reference numerals E1 and E2 shown in FIGS. 8A and 8B indicate the air flow (vector) in the vicinity of the
As a result, it was confirmed that the amount of air from the
図9は、実験炉において、前後スライドの第1開閉筒451と回転スライドの第2開閉筒452におけるブロア吸引圧(-mmAq)毎の壁付近の温度の標準偏差を示している。なお、ブロアは、上記の外管に相当する。ブロア吸引圧は-5mmAq、-10mmAq、-15mmAqとした。この結果、それぞれ前後スライドの方が標準偏差が小さくなっており、吸引圧、すなわち、エア供給量のばらつきが小さくなっていることが確認された。
FIG. 9 shows the standard deviation of the temperature near the wall for each blower suction pressure (-mmAq) in the first opening /
以上、本発明によるコークス炉乾燥バーナーの実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Although the embodiment of the coke oven drying burner according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
例えば、本実施形態では、開閉筒45が外管42の空気導入筒部42Bの外側に嵌合して外周面42eに沿って管軸O方向にスライドする構成となっているが、このような構成に限定されることはない。例えば、図10に示すバーナー40は、外管42の空気導入筒部42Bの内周面側に開閉筒45が管軸O方向にスライド可能に嵌入された構成であってもかまわない。この場合も、開閉筒45がスライドすることにより外管42に形成される複数の空気取入口44に対して全閉位置と、全開位置との間の任意の位置で位置決めすることができる。
For example, in the present embodiment, the opening /
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to replace the components in the above-described embodiment with well-known components as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 コークス炉
10 炭化室
11 炉壁
20 燃焼室
30 蓄熱室
40 バーナー(コークス炉乾燥バーナー)
41 内管
41a ノズル先端部
41b 外周面
42 外管
42a 内周面
42e 外周面
42B 空気導入筒部
42C 1次空気流路
43 ガス穴
44 空気取入口
45 開閉筒
46 案内ガイド
46B 目盛板(位置決め手段)
A1 1次空気
A2 2次空気
E 燃料
O 管軸
1
30
41
A1 Primary air A2 Secondary air E Fuel O Pipe shaft
Claims (3)
燃料が供給される内管と、空気が自然供給される外管と、を備えた二重管構造とされ、
前記内管には、その先端面が閉止されるとともに先端側側壁に複数のガス穴が設けられ、
前記外管には、該外管の管軸方向に沿って延びる長孔に形成され、周方向に間隔をあけて複数の空気取入口が形成され、
前記外管に同軸に設けられ、前記管軸方向にスライド可能に設けられた開閉筒が設けられ、
前記開閉筒は、前記空気取入口に対して全閉位置と、全開位置との間の任意の位置で位置決めされることを特徴とするコークス炉乾燥バーナー。 A coke oven drying burner used for drying the furnace body at the time of burning in the furnace body equipment of a coke oven having a structure in which combustion chambers and carbonization chambers are alternately arranged in the upper part of the heat storage chamber.
It has a double pipe structure with an inner pipe to which fuel is supplied and an outer pipe to which air is naturally supplied.
The inner pipe is provided with a plurality of gas holes on the side wall on the tip side while the tip surface thereof is closed.
The outer pipe is formed in an elongated hole extending along the pipe axis direction of the outer pipe, and a plurality of air intakes are formed at intervals in the circumferential direction.
An opening / closing cylinder provided coaxially with the outer pipe and slidable in the direction of the pipe axis is provided.
A coke oven drying burner characterized in that the opening / closing cylinder is positioned at an arbitrary position between a fully closed position and a fully open position with respect to the air intake.
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