JP2929317B2 - 低放出及び低過剰空気システム - Google Patents
低放出及び低過剰空気システムInfo
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- JP2929317B2 JP2929317B2 JP7518014A JP51801495A JP2929317B2 JP 2929317 B2 JP2929317 B2 JP 2929317B2 JP 7518014 A JP7518014 A JP 7518014A JP 51801495 A JP51801495 A JP 51801495A JP 2929317 B2 JP2929317 B2 JP 2929317B2
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- Japan
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- fly ash
- pulverized coal
- particle size
- air
- coal
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、窒素酸化物の放出を低く生じさせると共に
低過剰空気を用いる石炭燃焼式蒸気発生装置及び方法に
関する。
低過剰空気を用いる石炭燃焼式蒸気発生装置及び方法に
関する。
一酸化窒素（NO）及び窒素酸化物（NO2）は、事実上
すべての化石燃料の燃焼過程の副産物である。歴史的に
は、燃焼の生成物に含有されるこれら無機化合物の量は
ボイラの性能に影響を及ぼすのには少なく、それらの割
合は一般に無視されていた。しかしながら、最近、窒素
の酸化物は太陽光と反応してスモッグを発生する完全光
化学オキシダント反応の構成要素のキーになることがわ
かった。今日、NO2及びNO（以下これらを総称してNOxと
言う）の放出はアメリカ合衆国及びその州の両当局によ
って規制されており、燃料燃焼装置の設計上考慮すべき
重要な問題となっている。
すべての化石燃料の燃焼過程の副産物である。歴史的に
は、燃焼の生成物に含有されるこれら無機化合物の量は
ボイラの性能に影響を及ぼすのには少なく、それらの割
合は一般に無視されていた。しかしながら、最近、窒素
の酸化物は太陽光と反応してスモッグを発生する完全光
化学オキシダント反応の構成要素のキーになることがわ
かった。今日、NO2及びNO（以下これらを総称してNOxと
言う）の放出はアメリカ合衆国及びその州の両当局によ
って規制されており、燃料燃焼装置の設計上考慮すべき
重要な問題となっている。
燃焼過程におけるNOxの生成は、しばしば、反応に必
要とされる窒素源の点から説明されている。すなわち、
NOxは、大気中の窒素と酸素との反応によって生じ（こ
の生成物は“サーマルNOx"と称される）、又はすべての
化石燃料中に含まれている窒素化合物が燃焼することに
よって生じる（この生成物は“フュエルNOx“と称され
ている）。サーマルNOxの生成は、時間、温度及びO2の
濃度を減少することによって減少することができる。他
方、フュエルNOxは全く温度には依存しないが、しか
し、燃料−空気化学量論及び滞留時間の非常に大きな函
数である。フュエルNOxを制御する多くの技術が開発さ
れており、その技術には例えば低過剰空気燃焼及び空気
ステージングのような燃焼過程の改良が含まれている。
富燃料状態及び有効滞留時間が十分である下では、燃料
に含まれている窒素がNOxよりも無害な分子状窒素に変
換することを最大にすることができる。
要とされる窒素源の点から説明されている。すなわち、
NOxは、大気中の窒素と酸素との反応によって生じ（こ
の生成物は“サーマルNOx"と称される）、又はすべての
化石燃料中に含まれている窒素化合物が燃焼することに
よって生じる（この生成物は“フュエルNOx“と称され
ている）。サーマルNOxの生成は、時間、温度及びO2の
濃度を減少することによって減少することができる。他
方、フュエルNOxは全く温度には依存しないが、しか
し、燃料−空気化学量論及び滞留時間の非常に大きな函
数である。フュエルNOxを制御する多くの技術が開発さ
れており、その技術には例えば低過剰空気燃焼及び空気
ステージングのような燃焼過程の改良が含まれている。
富燃料状態及び有効滞留時間が十分である下では、燃料
に含まれている窒素がNOxよりも無害な分子状窒素に変
換することを最大にすることができる。
NOxの生成を減少するのに用いられているひとつの開
発された技術として、米国特許第4,294,178号明細書に
開示されているオフセット空気又は同心燃焼の技術があ
る。この燃焼技術においては、タンゼンシャル燃焼が用
いられ、燃料及び一次燃焼用空気が炉の中央の仮想円に
対して接線方向に導入されると共に、二次燃焼用空気が
前記仮想円よりも大きい同心の仮想円に対して接線方向
に導入される。この米国特許は、また、煙道ガスの再循
環の使用を開示しており、煙道ガスは燃料及び一次空気
流れと二次空気流れとの間に接線方向に導入される。こ
の同心又はオフセット空気燃焼技術は、NOxの生成を減
少し、また同時に炉壁のスラッキング及び腐食を減少す
るのに有効である。
発された技術として、米国特許第4,294,178号明細書に
開示されているオフセット空気又は同心燃焼の技術があ
る。この燃焼技術においては、タンゼンシャル燃焼が用
いられ、燃料及び一次燃焼用空気が炉の中央の仮想円に
対して接線方向に導入されると共に、二次燃焼用空気が
前記仮想円よりも大きい同心の仮想円に対して接線方向
に導入される。この米国特許は、また、煙道ガスの再循
環の使用を開示しており、煙道ガスは燃料及び一次空気
流れと二次空気流れとの間に接線方向に導入される。こ
の同心又はオフセット空気燃焼技術は、NOxの生成を減
少し、また同時に炉壁のスラッキング及び腐食を減少す
るのに有効である。
前述したように、NOxの生成を減少するための他の技
術として、空気ステージング又はオーバファイア空気を
使用する技術がある。この技術によれば、オーバファイ
ア空気ノズルが最も上方の石炭ノズルの風箱に設けられ
ている。そして、総燃焼用空気の約20％の空気がこれら
のオーバファイア空気ノズルを通して燃焼区域に導入さ
れる。その結果として、ファイアボールは多少亜当量空
気の状態である。そして、一般には15〜20％の過剰空気
の範囲での低過剰空気燃焼との組合せにより、NOxの生
成は、全富燃料状態の下で燃料に含まれている窒素化合
物の大部分が気相に変換することによって、制御され
る。この酸素不足の雰囲気において、発生した中間窒素
化合物がN2に変換する割合は最大に生じる。これに続い
て残りのオーバファイア空気を導入することにより、遅
い燃焼速度によって最大火炎温度を減少し、後の燃焼ス
テージにおけるサーマルNOxの生成を減少する。そし
て、より一層低いレベル（15％以下）の過剰空気を用い
ることは、これによりNOxの生成をより一層減少し、ま
たプラント効率をより一層増大することができるが、し
かし、燃料の不完全燃焼が生じてフライアッシュ中の未
燃炭素が高レベルで生じるために、過去において実際的
ではなかった。
術として、空気ステージング又はオーバファイア空気を
使用する技術がある。この技術によれば、オーバファイ
ア空気ノズルが最も上方の石炭ノズルの風箱に設けられ
ている。そして、総燃焼用空気の約20％の空気がこれら
のオーバファイア空気ノズルを通して燃焼区域に導入さ
れる。その結果として、ファイアボールは多少亜当量空
気の状態である。そして、一般には15〜20％の過剰空気
の範囲での低過剰空気燃焼との組合せにより、NOxの生
成は、全富燃料状態の下で燃料に含まれている窒素化合
物の大部分が気相に変換することによって、制御され
る。この酸素不足の雰囲気において、発生した中間窒素
化合物がN2に変換する割合は最大に生じる。これに続い
て残りのオーバファイア空気を導入することにより、遅
い燃焼速度によって最大火炎温度を減少し、後の燃焼ス
テージにおけるサーマルNOxの生成を減少する。そし
て、より一層低いレベル（15％以下）の過剰空気を用い
ることは、これによりNOxの生成をより一層減少し、ま
たプラント効率をより一層増大することができるが、し
かし、燃料の不完全燃焼が生じてフライアッシュ中の未
燃炭素が高レベルで生じるために、過去において実際的
ではなかった。
発明の概要 本発明によれば、ひとつ又はそれ以上の低NOx燃焼方
式を用いる蒸気発生器は、フライアッシュ中の炭素損失
を制御しながら、さらに減少された過剰空気レベルで運
転される。更に詳細に説明すれば、過剰空気レベルはNO
xの放出を減少すると共に効率を増大するように減少さ
れ、かつ、二次空気とオーバファイア空気とがNOxの生
成を最小にするように調節されると共に、石炭の粒径が
炭素損失を最小にするように制御される。
式を用いる蒸気発生器は、フライアッシュ中の炭素損失
を制御しながら、さらに減少された過剰空気レベルで運
転される。更に詳細に説明すれば、過剰空気レベルはNO
xの放出を減少すると共に効率を増大するように減少さ
れ、かつ、二次空気とオーバファイア空気とがNOxの生
成を最小にするように調節されると共に、石炭の粒径が
炭素損失を最小にするように制御される。
図面の簡単な説明 図１は、本発明が適用される石炭燃焼式蒸気発生器の
一例を図解的に示す垂直断面図である。
一例を図解的に示す垂直断面図である。
図２は、図１の２−２線の断面に沿って蒸気発生器の
炉区域を示す平面図である。
炉区域を示す平面図である。
図３は、ひとつのタンゼンシャル燃焼装置を前方から
見て図解的に示す斜視図である。
見て図解的に示す斜視図である。
図４は、石炭の粒径の函数として、フライアッシュ中
の炭素率（％）と過剰空気率（％）との関係を示すグラ
フである。
の炭素率（％）と過剰空気率（％）との関係を示すグラ
フである。
図５は、本発明にしたがって測定される種々のパラメ
ータ及び制御される種々の函数を示す図である。
ータ及び制御される種々の函数を示す図である。
好適な実施例の説明 図面の図１は典型的な蒸気発生器10を示し、この蒸気
発生器10は炉区域12と、水平ガスパス14と、後部パス16
とを有している。炉区域12は水壁管18でライニングされ
ており、この水壁管18内で蒸気が発生させられる。ま
た、水平ガスパス14及び後部パス16は種々の熱交換器の
組合せ、すなわち節炭器、過熱器及び再熱器を収容して
おり、これらの熱交換器はすべてこの種蒸気発生器では
一般的なものであり、したがって図面では特別に符号を
付けて示していない。
発生器10は炉区域12と、水平ガスパス14と、後部パス16
とを有している。炉区域12は水壁管18でライニングされ
ており、この水壁管18内で蒸気が発生させられる。ま
た、水平ガスパス14及び後部パス16は種々の熱交換器の
組合せ、すなわち節炭器、過熱器及び再熱器を収容して
おり、これらの熱交換器はすべてこの種蒸気発生器では
一般的なものであり、したがって図面では特別に符号を
付けて示していない。
図１に示される蒸気発生器10は、公知のタンゼンシャ
ル燃焼方式である。石炭サイロ20はフィーダ22に石炭を
供給し、このフィーダ22は複数の粉砕機24に供給する石
炭の流量を制御する。これらの粉砕機24は、石炭を粉砕
する装置のみならず、粉砕機から排出される石炭の粒径
を制御する調節可能な分級器を包含している。また、熱
い一次燃焼用空気がダクト25によって粉砕機24に供給さ
れ、この一次空気は微粉炭を載せ、粉砕機を通過してバ
ーナにまで運ぶ。この場合、分級器を適当に調節するこ
とによって、適当な粒径の石炭粒子が一次燃焼用空気に
よって排出されるが、課題の粒径の石炭粒子は粉砕ロー
ラに再循環される。このような型式の粉砕機は一般的な
ものであり、したがってここでは詳細には説明しない。
ル燃焼方式である。石炭サイロ20はフィーダ22に石炭を
供給し、このフィーダ22は複数の粉砕機24に供給する石
炭の流量を制御する。これらの粉砕機24は、石炭を粉砕
する装置のみならず、粉砕機から排出される石炭の粒径
を制御する調節可能な分級器を包含している。また、熱
い一次燃焼用空気がダクト25によって粉砕機24に供給さ
れ、この一次空気は微粉炭を載せ、粉砕機を通過してバ
ーナにまで運ぶ。この場合、分級器を適当に調節するこ
とによって、適当な粒径の石炭粒子が一次燃焼用空気に
よって排出されるが、課題の粒径の石炭粒子は粉砕ロー
ラに再循環される。このような型式の粉砕機は一般的な
ものであり、したがってここでは詳細には説明しない。
粉砕された適当な粒径の石炭粒子は、一次燃焼用空気
と一緒に、石炭パイプ26を通して複数のタンゼンシャル
燃焼方式風箱30内の石炭ノズル28（図３を参照）に供給
される。図３に示されるように、各風箱30は、複数の石
炭ノズル28と、複数の二次空気ノズル32とを有する。こ
れらの風箱30は、図２に示されるように、空気プレナム
34によって互いに接続されている。また、図１に示され
るように、燃焼ガスの熱を入来する空気に伝達する空気
予熱器36が、該空気を、一次空気としてダクト25を通し
て粉砕機24に、また二次空気としてダクト38を通して空
気プレナム34及び風箱30に、それぞれ供給する。空気プ
レナム34と風箱30との間には、図２及び図３に参照符号
40で示されるダンパが設けられている。これらのダンパ
40は、風箱30の石炭粒子導入レベルにおいて風箱から炉
内に供給する空気の量を制御する。
と一緒に、石炭パイプ26を通して複数のタンゼンシャル
燃焼方式風箱30内の石炭ノズル28（図３を参照）に供給
される。図３に示されるように、各風箱30は、複数の石
炭ノズル28と、複数の二次空気ノズル32とを有する。こ
れらの風箱30は、図２に示されるように、空気プレナム
34によって互いに接続されている。また、図１に示され
るように、燃焼ガスの熱を入来する空気に伝達する空気
予熱器36が、該空気を、一次空気としてダクト25を通し
て粉砕機24に、また二次空気としてダクト38を通して空
気プレナム34及び風箱30に、それぞれ供給する。空気プ
レナム34と風箱30との間には、図２及び図３に参照符号
40で示されるダンパが設けられている。これらのダンパ
40は、風箱30の石炭粒子導入レベルにおいて風箱から炉
内に供給する空気の量を制御する。
図２に示されるように、同心燃焼方式が用いられてお
り、広がる一次空気／石炭ファイアボールによって二次
空気の巻込みを減少するために、二次空気は隣接する炉
壁に向かって燃料から離れて向けられる。石炭及び一次
空気はライン44に沿って炉中央の小さい仮想円42に対し
て接線方向に向けられ、一方二次空気はライン46に沿っ
て仮想円42よりも大きくて同心の仮想円48に対して接線
方向に向けられる。したがって、空気がファイアボール
に有効に与えられることはなく、NOxの形成を減少する
初期の炉化学量論をもたらす。また、炉の壁に沿って向
けられた空気は、スラッギング及び腐食を防止するのに
有用である。ファイアボール中に酸素の欠乏を有するに
加えて、炉壁に酸素濃度を維持できるかどうかが、低過
剰空気運転が成功するかどうかの限界である。
り、広がる一次空気／石炭ファイアボールによって二次
空気の巻込みを減少するために、二次空気は隣接する炉
壁に向かって燃料から離れて向けられる。石炭及び一次
空気はライン44に沿って炉中央の小さい仮想円42に対し
て接線方向に向けられ、一方二次空気はライン46に沿っ
て仮想円42よりも大きくて同心の仮想円48に対して接線
方向に向けられる。したがって、空気がファイアボール
に有効に与えられることはなく、NOxの形成を減少する
初期の炉化学量論をもたらす。また、炉の壁に沿って向
けられた空気は、スラッギング及び腐食を防止するのに
有用である。ファイアボール中に酸素の欠乏を有するに
加えて、炉壁に酸素濃度を維持できるかどうかが、低過
剰空気運転が成功するかどうかの限界である。
図３は、ひとつのタンゼンシャル燃焼方式風箱30を簡
略化して、ダンパ40、石炭／一次空気ノズル28及び二次
空気ノズル32を示す図である。風箱30の頂部には複数の
オーバファイア空気ノズル50が設けられ、これらのオー
バファイア空気ノズル50は同じく風箱30が設けられてい
るダンパ50により制御される。図３に示したタンゼンシ
ャル燃焼方式風箱の変形として、石炭／一次空気ノズル
28を（二次空気ノズル32と交互に設ける代りに）一緒に
集合せしめ、燃焼速度及びそれ故温度及びNOx生成を制
御する他の燃焼方式とすることができる。
略化して、ダンパ40、石炭／一次空気ノズル28及び二次
空気ノズル32を示す図である。風箱30の頂部には複数の
オーバファイア空気ノズル50が設けられ、これらのオー
バファイア空気ノズル50は同じく風箱30が設けられてい
るダンパ50により制御される。図３に示したタンゼンシ
ャル燃焼方式風箱の変形として、石炭／一次空気ノズル
28を（二次空気ノズル32と交互に設ける代りに）一緒に
集合せしめ、燃焼速度及びそれ故温度及びNOx生成を制
御する他の燃焼方式とすることができる。
しかして、本発明のひとつの目的は、20％又はそれ以
上の通常の過剰空気率と比較して15％以下、好適には５
〜10％の低い過剰空気率でもって燃焼過程をなし遂げる
ことにある。前述したように、過剰空気の単なる減少は
未燃燃料を生じさせ、この未燃燃料はフライアッシュ中
の炭素としてあらわれる。多くの商業的な装置をこの目
的のために利用することができる。例えば、ひとつの技
術によれば、フライアッシュのサンプルを燃焼させて、
炭素を二酸化炭素に変換させ、それから既知量のフライ
アッシュによって生成された二酸化炭素の量が測定され
る。炭素含量は、また、比抵抗及び中性子放射化技術に
よっても測定することができる。フライアッシュのサン
プルは、好適には、蒸気発生器の後部パス16を去る又は
空気予熱器36を去る燃焼ガス流れ中からとられる。しか
し、他の場所、例えば沈降分離装置のフライアッシュホ
ッパ内からフライアッシュのサンプルをとることもでき
る。
上の通常の過剰空気率と比較して15％以下、好適には５
〜10％の低い過剰空気率でもって燃焼過程をなし遂げる
ことにある。前述したように、過剰空気の単なる減少は
未燃燃料を生じさせ、この未燃燃料はフライアッシュ中
の炭素としてあらわれる。多くの商業的な装置をこの目
的のために利用することができる。例えば、ひとつの技
術によれば、フライアッシュのサンプルを燃焼させて、
炭素を二酸化炭素に変換させ、それから既知量のフライ
アッシュによって生成された二酸化炭素の量が測定され
る。炭素含量は、また、比抵抗及び中性子放射化技術に
よっても測定することができる。フライアッシュのサン
プルは、好適には、蒸気発生器の後部パス16を去る又は
空気予熱器36を去る燃焼ガス流れ中からとられる。しか
し、他の場所、例えば沈降分離装置のフライアッシュホ
ッパ内からフライアッシュのサンプルをとることもでき
る。
図１に示されるように、フライアッシュ中の炭素を検
出する検出器54が、蒸気発生器10の後部パス16内であっ
てこの後部パス内の熱変換器に続く場所に設けられてい
る。この検出器54からの測定信号は制御装置56に送ら
れ、この制御装置56が粉砕機24の分級器を制御して石炭
の粒径を制御するようにする。一般に、粉砕機の分級器
は、単に最小粒径のセッティングで作動され、その結果
常に非常に細かい石炭粒子が提供されて少ない炭素が維
持されるものと想定される。しかしながら、環境のため
に必要とされるよりも小さな粒径のセッティングでもっ
て粉砕機を作動することは好ましくないものである。す
なわち、第１に、必要とされるよりも小さな粒径のセッ
ティングでもって粉砕機を作動するには相当のエネルギ
を必要とし、このエネルギの必要は得ようとする利益と
比較して考えなければならない。また、もし分級器が非
常に細かい粒径にセッティングされている場合には、分
級器から粉砕ローラに再循環される大粒径の石炭粒子の
量が増大し、これにより粉砕機が新しい石炭を処理する
能力が減少する。したがって、これにより粉砕機の能力
が蒸気発生器のために不十分となり、過度の粉砕機能力
が要求されることになる。
出する検出器54が、蒸気発生器10の後部パス16内であっ
てこの後部パス内の熱変換器に続く場所に設けられてい
る。この検出器54からの測定信号は制御装置56に送ら
れ、この制御装置56が粉砕機24の分級器を制御して石炭
の粒径を制御するようにする。一般に、粉砕機の分級器
は、単に最小粒径のセッティングで作動され、その結果
常に非常に細かい石炭粒子が提供されて少ない炭素が維
持されるものと想定される。しかしながら、環境のため
に必要とされるよりも小さな粒径のセッティングでもっ
て粉砕機を作動することは好ましくないものである。す
なわち、第１に、必要とされるよりも小さな粒径のセッ
ティングでもって粉砕機を作動するには相当のエネルギ
を必要とし、このエネルギの必要は得ようとする利益と
比較して考えなければならない。また、もし分級器が非
常に細かい粒径にセッティングされている場合には、分
級器から粉砕ローラに再循環される大粒径の石炭粒子の
量が増大し、これにより粉砕機が新しい石炭を処理する
能力が減少する。したがって、これにより粉砕機の能力
が蒸気発生器のために不十分となり、過度の粉砕機能力
が要求されることになる。
炭素検出器54は、粉砕機の分級器のセッティングを制
御するために、プラント作動制御装置56を介して粉砕機
24に接続されている。
御するために、プラント作動制御装置56を介して粉砕機
24に接続されている。
図４のグラフは、微粉炭の粒径の函数として、過剰空
気率（％）とフライアッシュ中の炭素率（％）との関係
を示す。このグラフから、過剰空気率が減少するにした
がって、フライアッシュ中の炭素率が増大し、また粒径
が減少するにしたがってフライアッシュ中の炭素率が減
少することを容易に見ることができる。また、たとえ過
剰空気率が減少し、かつ粒径も減少されたとしても、フ
ライアッシュ中の炭素率を所要のレベルに維持できるこ
とを見ることができる。もしフライアッシュが例えばシ
ンダーブロック又はアグレゲートのような副産物に用い
られる場合には、炭素率がわずかに５％のフライアッシ
ュが処理のために送られ、フライアッシュ中の炭素のエ
ネルギ損失と石炭をより細かく粉砕するのに必要とされ
るエネルギとの間でトレードオフが行われる。このよう
な例において、プラント効率の解析は有益である。その
ためのコンピュータ化したシステムは、オンラインでプ
ラントデータを受け、プラント効率を計算する。それか
ら、最大のプラント効率によりフライアッシュ中の所要
炭素率を決定する。利用できるこのようなシステムのひ
とつとして、コンバッション エンジニアリング トー
タル オン−ライン パフォーマンス システム（Comb
ustion Engineering Total On−Line Performance
System:CETOPS）がある。
気率（％）とフライアッシュ中の炭素率（％）との関係
を示す。このグラフから、過剰空気率が減少するにした
がって、フライアッシュ中の炭素率が増大し、また粒径
が減少するにしたがってフライアッシュ中の炭素率が減
少することを容易に見ることができる。また、たとえ過
剰空気率が減少し、かつ粒径も減少されたとしても、フ
ライアッシュ中の炭素率を所要のレベルに維持できるこ
とを見ることができる。もしフライアッシュが例えばシ
ンダーブロック又はアグレゲートのような副産物に用い
られる場合には、炭素率がわずかに５％のフライアッシ
ュが処理のために送られ、フライアッシュ中の炭素のエ
ネルギ損失と石炭をより細かく粉砕するのに必要とされ
るエネルギとの間でトレードオフが行われる。このよう
な例において、プラント効率の解析は有益である。その
ためのコンピュータ化したシステムは、オンラインでプ
ラントデータを受け、プラント効率を計算する。それか
ら、最大のプラント効率によりフライアッシュ中の所要
炭素率を決定する。利用できるこのようなシステムのひ
とつとして、コンバッション エンジニアリング トー
タル オン−ライン パフォーマンス システム（Comb
ustion Engineering Total On−Line Performance
System:CETOPS）がある。
図５は、測定される適当な作動パラメータとそれに対
応して制御される函数とを図式的に示す。このシステム
において、一定の標準制御リンケージが維持されてい
る。燃料流量は負荷の測定に応じて蒸気ドラム圧力によ
り維持され、また総空気流量は煙道ガス中の酸素の測定
により維持される。しかしながら、本発明によれば、酸
素の設定値は減少させられ、所要の低い量の過剰空気が
得られる。煙道ガス中で測定されたNOxの生成量は、二
次空気と比較してのオーバファイア空気の割合を制御す
るのに用いられる。
応して制御される函数とを図式的に示す。このシステム
において、一定の標準制御リンケージが維持されてい
る。燃料流量は負荷の測定に応じて蒸気ドラム圧力によ
り維持され、また総空気流量は煙道ガス中の酸素の測定
により維持される。しかしながら、本発明によれば、酸
素の設定値は減少させられ、所要の低い量の過剰空気が
得られる。煙道ガス中で測定されたNOxの生成量は、二
次空気と比較してのオーバファイア空気の割合を制御す
るのに用いられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｎ 1/00 １１３ Ｆ２３Ｎ 1/00 １１３Ｚ 5/00 5/00 Ｊ (56)参考文献 特開 昭60−30911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−191805（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−297719（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−309714（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−147470（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−42202（ＪＰ，Ｂ２) 特表 平５−507345（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23K 1/00 - 3/02 F23N 1/00 113 F23N 5/00 F23C 11/00
Claims (3)
- 【請求項１】微粉炭燃焼式蒸気発生器を運転する方法に
おいて、 ａ）石炭を第１の粒径に粉砕し、この第１の粒径の微粉
炭の流れ及び一次燃焼用空気の流れを蒸気発生器の炉中
央の実質的に水平な内側仮想円に対して接線方向に向け
るようにして、これら微粉炭及び一次燃焼用空気を前記
炉内で燃焼させる段階と、 ｂ）二次燃焼用空気の流れを前記内側仮想円と同心でか
つこの内側仮想円を取り囲む外側仮想円に対して接線方
向に向けるようにして、二次燃焼用空気を前記炉内に導
入し、煙道ガス中のNOxを減少せしめると共に、炉壁に
隣接して酸化雰囲気を維持せしめる段階と、 ｃ）オーバファイア燃焼用空気を前記微粉炭、一次燃焼
用空気及び二次燃焼用空気よりも上方の位置から前記炉
内に導入して、前記煙道ガス中のNOxをさらに減少せし
める段階と、 ｄ）前記蒸気発生器の運転効率を測定する段階と、 ｅ）前記一次、二次及びオーバファイア燃焼用空気の量
を化学量論よりも上の15％以下のレベルに調節すると共
に、前記二次燃焼用空気と前記オーバファイア燃焼用空
気との割合を前記煙道ガス中のNOxが最小となるように
調節する段階と、 ｆ）フライアッシュ中の未燃炭素の函数として変化する
フライアッシュの性状を監視する段階と、 ｇ）この監視したフライアッシュの性状を、フライアッ
シュ中の未燃炭素の許容率を表すフライアッシュ性状の
所望値と比較する段階と、 を包含し、もし監視したフライアッシュの性状がフライ
アッシュ性状の所望値と異なるときには、 ｉ）微粉炭を前記第１の粒径に粉砕するのに必要とされ
る相対的に低いエネルギと、石炭を前記第１の粒径より
も相対的により細かい粒径に粉砕するのに必要とされる
算定レベルのエネルギ消費との差であって、石炭をより
細かく粉砕するのに必要とされるエネルギを表す差を計
算する段階と、 ii）前記第１の粒径を有する微粉炭のフライアッシュ中
の相対的に高いレベルの未燃炭素と、前記第１の粒径を
有する微粉炭に代えて前記相対的により細かい粒径の微
粉炭を燃焼させたときにおけるフライアッシュ中に存在
する算定レベルの未燃炭素との差であって、前記相対的
により細かい粒径の微粉炭に代えて前記第１の粒径の微
粉炭を燃焼させることによるフライアッシュ中の炭素の
エネルギ損失を表す差を計算する段階と、 iii）フライアッシュ中の炭素のエネルギ損失と、石炭
をより細かく粉砕するのに必要とされるエネルギとの間
でトレードオフを行うように選択した値に微粉炭の粒径
を調節する段階と、 を包含してなる方法。 - 【請求項２】請求項１記載の方法において、前記フライ
アッシュ中の未燃炭素の許容率を５％又はそれ以下に維
持するようにした方法。 - 【請求項３】請求項１記載の方法において、前記一次、
二次及びオーバファイア燃焼用空気を集合して与えられ
る過剰燃焼用空気を化学量論よりも上の５〜10％のレベ
ルに維持するようにした方法。
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