JP2616808B2 - サイクロン石炭燃焼炉における温度制御方法 - Google Patents

サイクロン石炭燃焼炉における温度制御方法

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JP2616808B2 JP63176549A JP17654988A JP2616808B2 JP 2616808 B2 JP2616808 B2 JP 2616808B2 JP 63176549 A JP63176549 A JP 63176549A JP 17654988 A JP17654988 A JP 17654988A JP 2616808 B2 JP2616808 B2 JP 2616808B2
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健一 藤井
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    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボイラ火炉などの工業炉を炉本体とし、こ
の炉本体の前炉として微粉炭、微粉オイルコークス、ス
ラッジなどの固体燃料(以下、単に石炭という)を燃焼
用旋回空気により燃焼させるサイクロン石炭燃焼炉の耐
火材および内鋼板などの内板を保護するための温度制御
方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来から、ボイラ火炉などの工業炉においては、炉本
体に前炉(一次炉)としてサイクロン石炭燃焼炉を設け
て石炭を部分燃焼させるようにしたものが知られてい
る。このような前炉を備えた工業炉(二次炉)は、燃焼
効果が優れたものであることから、広く用いられてい
る。
上記の従来型のサイクロン石炭燃焼炉の構造を示すも
のとして、たとえば先に提案した実開昭60−76717号公
報に示されるように、微粉炭と空気とをサイクロン石炭
燃焼炉内に供給するとともに、これらを高速旋回流とし
て効果的に混合して燃焼させることにより、微粉炭を部
分燃焼させる構造のものが開示されている。すなわち、
第4図に示すように、ボイラ火炉などの火炉(二次炉)
1の側壁にサイクロン本体2を横方向に取り付け、この
サイクロン本体に石炭投入口3、燃焼用旋回空気供給口
4および燃焼ガスを火炉へ導くガス導通口5を設け、サ
イクロン本体2の内部に、この本体2内で発生する燃焼
ガスを通過させ溶融スラグをせき止めるためのスラグバ
ッフル6を設けるとともに、スラグバッフルの燃焼ガス
上流側に下向きのスラグ流下口7を設けたサイクロン石
炭燃焼炉8が記載されている。10はスラグタンク、11は
燃焼室、12はバイパスライン、13は火炎である。
また1967年にELSEVIER PUBLISHING COMPANY(オラン
ダ国)から発行された“LARGE BOILER FURNACES"には、
サイクロン石炭燃焼炉の内板と外板との間に空気を通し
て炉を冷却する方法および装置が記載されている。
さらに燃焼炉に燃焼排ガス循環ラインを設けて、燃焼
排ガスを循環させることで、燃焼温度および耐火材温度
を制御する方法も、従来から知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の第4図に示すサイクロン石炭燃焼炉において
は、サイクロン本体周囲の耐火材および内鋼板を保護す
るために、これらを冷却する必要がある。
また上記のオランダ文献に記載されたサイクロン石炭
燃焼炉においては、低負荷運転時の冷却媒体量が確保で
きないために、内鋼板温度が過度に上昇し損傷するなど
の不都合点がある。
さらに上記の燃焼排ガス循環ラインを設ける方式で
は、循環排ガス量を増やすと、耐火材表面温度および内
鋼板温度が低下するものの、低負荷運転時には耐火材表
面温度が低下しすぎて燃焼トラブルを起こすおそれがあ
る。なおサイクロン石炭燃焼炉では、スラグの溶融流動
性確保の制約のため、耐火材表面温度の適正範囲はきわ
めて狭い。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、空冷式の
サイクロン石炭燃焼炉において、炉内壁を構成する耐火
材およびメタル面の両者を広い運転負荷にわたって保護
するために、二次燃焼用空気および二段燃焼用空気のい
ずれをも炉体冷却用空気として利用し、低負荷運転時に
おける炉体冷却空気量の低下を防止するため炉体冷却空
気循環ラインを設けて、炉壁の温度を検知しつつ冷却空
気循環量を制御することにより、低負荷運転時でも炉壁
温度を制御することができる方法を提供することを目的
とするものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
上記の目的を達成するために、本発明のサイクロン石
炭燃焼炉における温度制御方法は、図面に示すように、
二次炉1の側壁にサイクロン本体2を横方向に取り付
け、このサイクロン本体に石炭投入口3、燃焼用旋回空
気供給口4、燃焼ガスを二次炉へ導くガス導通口5およ
びスラグ流下口7を設けたサイクロン石炭燃焼炉8にお
いて、燃焼空気をサイクロン本体2の内板16と外板17と
の間の冷却気体流路18に供給してサイクロン本体2を冷
却した後、二次空気および二段燃焼空気として使用し、
さらに二次炉の燃焼排ガスの一部を前記燃焼空気ととも
にサイクロン本体2の冷却に循環使用し、内板16温度を
検知して、サイクロン本体2を冷却した後の循環空気の
ライン27のダンパ28または弁を開閉制御して、冷却気体
流路18へ送る循環空気量を調節することを特徴としてい
る。すなわち、内板16温度の過上昇防止のために、循環
空気量をダンパ28または弁で調整する。
また本発明の方法は、燃焼空気をサイクロン本体2の
内板16と外板17との間の冷却気体流路18に供給してサイ
クロン本体2を冷却した後、二次空気および二段燃焼空
気として使用し、さらに二次炉の燃焼排ガスの一部を前
記燃焼空気とともにサイクロン本体2の冷却に循環使用
し、内板16に内張りされた耐火材32の表面温度を検知し
て、燃焼排ガス循環ライン25のダンパ34または弁を開閉
制御することを特徴としている。すなわち、耐火材32表
面温度の制御のために、循環排ガス量をダンパ34または
弁で調整する。なお、燃焼排ガスライン24は、ボイラ出
口から煙突入口のどの部分から取り出してもよい。
〔実 施 例〕
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に
説明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器
の材質、形状、その相対配置などは、とくに特定的な記
載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
第1図は本発明のサイクロン石炭燃焼炉における温度
制御方法を実施する装置の一例を示している。燃焼空気
を押込ファン14により空気予熱器15に送入し、ここで加
熱した後、加熱された燃焼空気をサイクロン本体2の内
鋼板などの内板16と外鋼板などの外板17との間の冷却気
体流路18に供給して、サイクロン本体2を冷却する。冷
却気体流路18を出た空気は、二次空気および二段燃焼空
気として使用される。20は二次空気ライン、21は二段燃
焼空気ラインである。
またボイラ火炉などの二次炉1の燃焼排ガスの一部を
前記燃焼空気とともに、サイクロン本体2の冷却に循環
使用し、燃焼排ガスの残部は前記空気予熱器15、誘引フ
ァン22を経て煙突23から排出される。24は燃焼排ガスラ
イン、25は燃焼排ガス循環ラインである。
そして内板16の温度を温度検出器26で検知して、サイ
クロン本体2を冷却した後の循環空気が流れる空気循環
ライン27のダンパ28を開閉制御して、冷却気体流路18へ
送る循環空気量を調節する。30は制御装置、31は循環フ
ァンである。
温度検出器26の検知温度(内板の温度)が高すぎる
と、ダンパ28を開いて循環空気量を多くするように制御
する。
また内板16には耐火材32が内張りされており、この耐
火材32の表面温度を温度検出器33で検知して、燃焼排ガ
ス循環ライン25のダンパ34を開閉制御する。35は制御装
置である。
温度検出器33の検知温度が高いと、ダンパ34を開いて
燃焼排ガス循環量を多くして、耐火材32表面温度を低く
するように制御する。
なお一例として各部の温度を挙げると、空気予熱器15
出口の空気温度は200℃前後、冷却気体流路18の出口の
空気温度は600℃前後、二次炉1の出口の燃焼排ガス温
度は300℃前後である。また第1図において、(a)は
二次空気量、(b)は二段燃焼空気量、(c)は冷却後
の循環空気量、(d)は循環燃焼排ガス量を示してい
る。
第2図は、サイクロン石炭燃焼炉内の各部の温度と燃
焼負荷との関係を実測した結果を示している。第2図に
おいて、実線は従来の循環なしの場合の実測値を示し、
破線は空気循環と燃焼排ガス循環とを含む本発明の方法
を実施した場合の実測値を示している。
第3図は、本発明の方法を実施した場合の各空気量お
よび循環燃焼排ガス量の実測例を示している。
なお(a)〜(d)は第1図に示すものと同じであ
る。
〔発明の効果〕
本発明は上記のように構成されているので、耐火材、
内鋼板などの温度制御をすることができ、このためこれ
らの温度の過上昇による材料損傷を防止することができ
るという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のサイクロン石炭燃焼炉における温度制
御方法を実施する装置の一例を示す説明図、第2図は燃
焼負荷と各部の温度との関係を示す線図、第3図は燃焼
負荷と循環気体流量との関係を示す線図、第4図は従来
のサイクロン石炭燃料炉の一例を示す断面図である。 1……火炉(二次炉)、2……サイクロン本体、3……
石炭投入口、4……燃焼用旋回空気供給口、5……ガス
導通口、6……スラグバッフル、7……スラグ流下口、
8……サイクロン石炭燃焼炉、10……スラグタンク、11
……燃焼室、12……バイパスライン、13……火炎、14…
…押込ファン、15……空気予熱器、16……内板、17……
外板、18……冷却気体流路、20……二次空気ライン、21
……二段燃焼空気ライン、22……誘引ファン、23……煙
突、24……燃焼排ガスライン、25……燃焼排ガス循環ラ
イン、26……温度検出器、27……空気循環ライン、28…
…ダンパ、30……制御装置、31……循環ファン、32……
耐火材、33……温度検出器、34……ダンパ、35……制御
装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−133703(JP,A) 特開 平1−170847(JP,A) 特開 昭63−61612(JP,A) 特開 昭58−16121(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二次炉の側壁にサイクロン本体を横方向に
    取り付け、このサイクロン本体に石炭投入口、燃焼用旋
    回空気供給口、燃焼ガスを二次炉へ導くガス導通口およ
    びスラグ流下口を設けたサイクロン石炭燃焼炉におい
    て、燃焼空気をサイクロン本体の内板と外板との間の冷
    却気体流路に供給してサイクロン本体を冷却した後、二
    次空気および二段燃焼空気として使用し、さらに二次炉
    の燃焼排ガスの一部を前記燃焼空気とともにサイクロン
    本体の冷却に循環使用し、内板温度を検知して、サイク
    ロン本体を冷却した後の循環空気のラインのダンパまた
    は弁を開閉制御して、冷却気体流路へ送る循環空気量を
    調節することを特徴とするサイクロン石炭燃焼炉におけ
    る温度制御方法。
  2. 【請求項2】二次炉の側壁にサイクロン本体を横方向に
    取り付け、このサイクロン本体に石炭投入口、燃焼用旋
    回空気供給口、燃焼ガスを二次炉へ導くガス導通口およ
    びスラグ流下口を設けたサイクロン石炭燃焼炉におい
    て、燃焼空気をサイクロン本体の内板と外板との間の冷
    却気体流路に供給してサイクロン本体を冷却した後、二
    次空気および二段燃焼空気として使用し、さらに二次炉
    の燃焼排ガスの一部を前記燃焼空気とともにサイクロン
    本体の冷却に循環使用し、内板に内張りされた耐火材の
    表面温度を検知して、燃焼排ガス循環ラインのダンパま
    たは弁を開閉制御することを特徴とするサイクロン石炭
    燃焼炉における温度制御方法。
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