JP3223485U

JP3223485U - Burner device and gasification furnace equipped with the same

Info

Publication number: JP3223485U
Application number: JP2019002851U
Authority: JP
Inventors: 啓介松尾; 皐平松尾; 慎也 ▲濱▼▲崎▼; 亀山　達也; 達也亀山
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: CN212805733U

Abstract

【課題】バーナ装置およびそれを備えたガス化炉を提供する。【解決手段】酸化剤供給配管２１０と、燃料供給配管２２０と、酸化剤噴出口２３１と、燃料噴出口２３２とを有するバーナ先端部２３０と、バーナ先端部２３０に連結されるバーナ本体部２４０と、バーナ本体部２４０の内側に配置される内筒部２６０と、を備え、バーナ先端部２３０は、内筒部２６０の端部を収容する凹部２３５と、酸化剤噴出口２３１へ酸化剤を導く酸化剤流路２３１ａ、２３１ｂと、燃料噴出口２３２へ燃料流体を導く燃料流路２３２ａ、２３２ｂとが形成された単一の部材であり凹部２３５および内筒部２６０は、内筒部２６０の内周側から凹部２３５に向けて導かれる冷却媒体を内筒部２６０とバーナ本体部２４０との間に形成される流通流路ＦＰへ導く冷却流路ＣＰを形成する。【選択図】図５A burner apparatus and a gasification furnace including the burner apparatus are provided. SOLUTION: An oxidant supply pipe 210, a fuel supply pipe 220, an oxidant jet outlet 231, a burner tip 230 having a fuel jet 232, and a burner main body 240 connected to the burner tip 230. The inner cylinder part 260 disposed inside the burner main body part 240, and the burner tip part 230 guides the oxidant to the recessed part 235 that accommodates the end part of the inner cylinder part 260 and the oxidant jet outlet 231. The oxidant flow paths 231a and 231b and the fuel flow paths 232a and 232b for guiding the fuel fluid to the fuel jet outlet 232 are a single member, and the recess 235 and the inner cylindrical portion 260 are formed in the inner cylindrical portion 260. A cooling flow path CP is formed that guides the cooling medium guided from the peripheral side toward the recess 235 to the flow path FP formed between the inner cylinder portion 260 and the burner body portion 240. [Selection] Figure 5

Description

本開示は、バーナ装置およびそれを備えたガス化炉に関する。 The present disclosure relates to a burner apparatus and a gasification furnace including the burner apparatus.

従来、ガス化炉設備として、石炭等の炭素含有固体燃料をガス化炉内に供給し、炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化することで、可燃性ガスを生成する炭素含有燃料ガス化設備（石炭ガス化設備）が知られている。ガス化炉設備においては、コンバスタ部から流下するスラグを加熱して流動・排出を促進する目的で、スラグ溶融バーナ装置が使用される（例えば、特許文献１参照）。スラグ溶融バーナ装置は、バーナ先端部から燃料流体および酸化剤（空気、酸素、水蒸気など）を噴射して燃焼させ、高温の火炎を生成することによりスラグを加熱して流動・排出を促進する。 Conventionally, as a gasifier facility, carbon-containing fuel gasification that generates combustible gas by supplying carbon-containing solid fuel such as coal into the gasifier and partially combusting the carbon-containing solid fuel for gasification Equipment (coal gasification equipment) is known. In the gasification furnace facility, a slag melting burner device is used for the purpose of heating the slag flowing down from the combustor section to promote flow and discharge (see, for example, Patent Document 1). The slag melting burner device injects and burns a fuel fluid and an oxidant (air, oxygen, water vapor, etc.) from the tip of the burner to generate a high-temperature flame, thereby heating the slag to promote flow and discharge.

特許第５２０５２０３号公報Japanese Patent No. 5205203

特許文献１に開示されるスラグ溶融バーナ装置は、内部に燃料配管および酸化剤配管等を収容する外筒の先端にバーナチップ金物を取り付け、バーナチップ金物の先端に噴射孔を有するバーナチップを、取付用キャップを介して取り付けたものである。バーナチップ金物とバーナチップとが異なる部材であるものや温度差があるものには、ガス化炉内の輻射熱による熱伸び差の影響が生じる場合があり、これらの接続部分に燃料流体および酸化剤の漏れが生じると、接続部分付近で燃料流体が着火して接続部分が焼損してしまう可能性がある。また、バーナチップは、ガス化炉内の輻射熱だけでなく、スラグ溶融バーナ装置自身の火炎による跳ね返りの熱影響も受けて温度差が大きくなりやすい。そのため、接続部分の焼損が更に悪化する可能性があり、よりバーナチップ金物とバーナチップとの温度差を抑制する必要がある。 In the slag melting burner device disclosed in Patent Document 1, a burner tip hardware is attached to the tip of an outer cylinder that accommodates a fuel pipe, an oxidant pipe, and the like inside, and a burner tip having an injection hole at the tip of the burner tip hardware, It is attached via an attachment cap. If the burner tip hardware is different from the burner tip, or if there is a temperature difference, there may be an effect of thermal expansion difference due to radiant heat in the gasification furnace. If the leakage occurs, the fuel fluid may ignite near the connection portion and the connection portion may be burned out. Also, the burner tip is subject not only to the radiant heat in the gasification furnace, but also to the thermal effect of bounce due to the flame of the slag melting burner device itself, and the temperature difference tends to increase. Therefore, there is a possibility that the burnout of the connection portion is further deteriorated, and it is necessary to further suppress the temperature difference between the burner tip metal and the burner tip.

また、スラグ溶融バーナ装置の点火および消火時においてバーナチップ金物が熱膨張と熱収縮を繰り返すことにより接続部分に緩みが生じる。これにより、点火および消火に熱影響を受けて温度差が大きくなり熱伸び差が生じ、燃料流体および酸化剤の漏れが生じたことによる接続部分の焼損によりバーナチップが脱落してしまう可能性がある。 Further, when the slag melting burner device is ignited and extinguished, the burner tip hardware repeatedly undergoes thermal expansion and contraction, thereby loosening the connection portion. As a result, the temperature difference increases due to the thermal effects of ignition and extinguishment, resulting in a difference in thermal elongation, and the burner tip may fall off due to burnout of the connection due to leakage of the fuel fluid and oxidant. is there.

本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであって、バーナ先端部の焼損および脱落を防止することが可能なバーナ装置およびそれを備えたガス化炉を提供することを目的とする。 This indication is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the burner apparatus which can prevent the burnout and drop-off | omission of a burner front-end | tip part, and a gasification furnace provided with the same.

本開示の一態様に係るバーナ装置は、酸化剤を供給する第１供給配管と、燃料流体を供給する第２供給配管と、前記第１供給配管から供給される前記酸化剤を噴出する酸化剤噴出口と、前記第２供給配管から供給される前記燃料流体を噴出する燃料噴出口とを有するバーナ先端部と、前記バーナ先端部に連結されるとともに軸線方向に沿って延びる筒状に形成されるバーナ本体部と、前記軸線方向に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記バーナ本体部の内側に配置される内筒部と、を備え、前記バーナ先端部は、前記内筒部の端部を収容する凹部と、前記酸化剤噴出口へ前記酸化剤を導く酸化剤流路と、前記燃料噴出口へ前記燃料流体を導く燃料流路とが形成された単一の部材であり、前記凹部および前記内筒部は、前記内筒部の内周側から前記凹部に向けて導かれる冷却媒体を前記内筒部と前記バーナ本体部との間に形成される流通流路へ導く冷却流路を形成する。 A burner device according to an aspect of the present disclosure includes a first supply pipe that supplies an oxidant, a second supply pipe that supplies a fuel fluid, and an oxidant that ejects the oxidant supplied from the first supply pipe. A burner tip having a jet port and a fuel jet port for jetting the fuel fluid supplied from the second supply pipe, and a cylindrical shape connected to the burner tip and extending along the axial direction. A burner body part, and an inner cylinder part formed inside the burner body part while being formed in a cylindrical shape extending along the axial direction, and the burner tip part is an end of the inner cylinder part A single member formed with a recess that accommodates a portion, an oxidant channel that guides the oxidant to the oxidant jet, and a fuel channel that guides the fuel fluid to the fuel jet, The concave portion and the inner cylinder portion are arranged on the inner circumference of the inner cylinder portion. From forming a cooling passage leading to the flow conduit formed between the cooling medium is guided toward the recess and the inner cylinder portion and the burner body portion.

バーナ先端部の焼損および脱落を防止することが可能なバーナ装置およびそれを備えたガス化炉を提供することができる。 It is possible to provide a burner device capable of preventing burner tipping and dropping off, and a gasification furnace including the burner device.

本開示の一実施形態に係るガス化炉設備を手協した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal gasification combined cycle power generation equipment which cooperated with the gasification furnace equipment concerning one embodiment of this indication. 図１に示すガス化炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the gasification furnace shown in FIG. 図２に示すスラグ溶融バーナ装置へ酸化剤を供給する酸化剤供給系統および燃料流体を供給する燃料供給系統を示す図である。It is a figure which shows the oxidant supply system which supplies an oxidant to the slag fusion burner apparatus shown in FIG. 2, and the fuel supply system which supplies a fuel fluid. 図３におけるスラグ溶融バーナ装置の近傍の断面図である。It is sectional drawing of the vicinity of the slag fusion burner apparatus in FIG. 図４に示すスラグ溶融バーナ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the slag melting burner apparatus shown in FIG. 図５に示すスラグ溶融バーナ装置のＡ−Ａ矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of the slag fusion burner apparatus shown in FIG. 図５に示すスラグ溶融バーナ装置の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the slag melting burner device shown in FIG. 5. 図５に示すスラグ溶融バーナ装置の内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the slag melting burner apparatus shown in FIG.

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るガス化炉設備１４を適用した石炭ガス化複合発電設備１０の概略構成図である。図２は、図１に示すガス化炉１０１の縦断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a combined coal gasification combined power generation facility 10 to which a gasification furnace facility 14 according to an embodiment of the present disclosure is applied. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the gasification furnace 101 shown in FIG.

本実施形態に係るガス化炉設備１４が適用される石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Integrated Coal Gasification Combined Cycle）１０は、空気を主とする酸化剤として用いており、ガス化炉設備１４において、燃料から可燃性ガス（生成ガス）を生成する空気燃焼方式を採用している。そして、石炭ガス化複合発電設備１０は、ガス化炉設備１４で生成した生成ガスを、ガス精製設備１６で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン１７に供給して発電を行っている。すなわち、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備となっている。ガス化炉設備１４に供給する燃料としては、例えば、石炭等の炭素含有固体燃料が用いられる。 An integrated coal gasification combined cycle (IGCC) 10 to which the gasifier facility 14 according to the present embodiment is applied uses air as an oxidant, and the gasifier facility 14 The air combustion system that generates combustible gas (product gas) from the fuel is adopted. And the coal gasification combined cycle power generation facility 10 refines the produced gas generated in the gasification furnace facility 14 into a fuel gas by the gas purification facility 16, and then supplies it to the gas turbine 17 to generate power. That is, the coal gasification combined power generation facility 10 of the present embodiment is an air combustion type (air blowing) power generation facility. As the fuel supplied to the gasifier facility 14, for example, a carbon-containing solid fuel such as coal is used.

石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）１０は、図１に示すように、給炭設備１１と、ガス化炉設備１４と、チャー回収設備１５と、ガス精製設備１６と、ガスタービン１７と、蒸気タービン１８と、発電機１９と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generator）２０とを備えている。 As shown in FIG. 1, a coal gasification combined power generation facility (gasification combined power generation facility) 10 includes a coal supply facility 11, a gasification furnace facility 14, a char recovery facility 15, a gas purification facility 16, and a gas turbine. 17, a steam turbine 18, a generator 19, and an exhaust heat recovery boiler (HRSG) 20.

給炭設備１１は、原炭として炭素含有固体燃料である石炭が供給され、石炭を石炭ミル（図示略）などで粉砕することで、細かい粒子状に粉砕した微粉炭を製造する。給炭設備１１で製造された微粉炭は、給炭ライン１１ａ出口で後述する空気分離設備４２から供給される搬送用イナートガスとしての窒素ガスによって加圧されて、ガス化炉設備１４へ向けて供給される。イナートガスとは、酸素含有率が約５体積％以下の不活性ガスであり、窒素ガスや二酸化炭素ガスやアルゴンガスなどが代表例であるが、必ずしも約５体積％以下に制限されるものではない。 The coal supply facility 11 is supplied with coal, which is a carbon-containing solid fuel, as raw coal, and pulverizes the coal with a coal mill (not shown) to produce pulverized coal pulverized into fine particles. The pulverized coal produced in the coal supply facility 11 is pressurized by nitrogen gas as a transfer inert gas supplied from an air separation facility 42 described later at the outlet of the coal supply line 11a, and supplied toward the gasifier facility 14. Is done. Inert gas is an inert gas having an oxygen content of about 5% by volume or less, and typical examples include nitrogen gas, carbon dioxide gas, and argon gas. However, the inert gas is not necessarily limited to about 5% by volume or less. .

ガス化炉設備１４は、給炭設備１１で製造された微粉炭が供給されると共に、チャー回収設備１５で回収されたチャー（石炭の未反応分と灰分）が再利用を目的として供給されている。 The gasifier facility 14 is supplied with pulverized coal produced by the coal supply facility 11 and char (unreacted coal and ash) recovered by the char recovery facility 15 for reuse. Yes.

また、ガス化炉設備１４には、ガスタービン１７（圧縮機６１）からの圧縮空気供給ライン４１が接続されており、ガスタービン１７で圧縮された圧縮空気の一部が昇圧機６８で所定圧力に昇圧されてガス化炉設備１４に供給可能となっている。空気分離設備４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン４３によって空気分離設備４２とガス化炉設備１４とが接続されている。そして、この第１窒素供給ライン４３には、給炭設備１１からの給炭ライン１１ａが接続されている。 In addition, a compressed air supply line 41 from a gas turbine 17 (compressor 61) is connected to the gasifier furnace 14, and a part of the compressed air compressed by the gas turbine 17 is given a predetermined pressure by a booster 68. The gas can be supplied to the gasifier facility 14 after being boosted. The air separation facility 42 separates and generates nitrogen and oxygen from air in the atmosphere, and the air separation facility 42 and the gasifier facility 14 are connected by a first nitrogen supply line 43. The first nitrogen supply line 43 is connected to a coal supply line 11 a from the coal supply facility 11.

また、第１窒素供給ライン４３から分岐する第２窒素供給ライン４５もガス化炉設備１４に接続されており、この第２窒素供給ライン４５には、チャー回収設備１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、空気分離設備４２は、酸素供給ライン４７によって、圧縮空気供給ライン４１と接続されている。そして、空気分離設備４２によって分離された窒素は、第１窒素供給ライン４３及び第２窒素供給ライン４５を流通することで、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用される。また、空気分離設備４２によって分離された酸素は、酸素供給ライン４７及び圧縮空気供給ライン４１を流通することで、ガス化炉設備１４において酸化剤として利用される。 In addition, a second nitrogen supply line 45 branched from the first nitrogen supply line 43 is also connected to the gasification furnace facility 14, and a char return line 46 from the char recovery facility 15 is connected to the second nitrogen supply line 45. It is connected. Further, the air separation facility 42 is connected to the compressed air supply line 41 by an oxygen supply line 47. Then, the nitrogen separated by the air separation facility 42 is used as coal or char transport gas by flowing through the first nitrogen supply line 43 and the second nitrogen supply line 45. The oxygen separated by the air separation facility 42 is used as an oxidant in the gasifier facility 14 by flowing through the oxygen supply line 47 and the compressed air supply line 41.

ガス化炉設備１４は、例えば、２段噴流床形式のガス化炉１０１（図２参照）を備えている。ガス化炉設備１４は、内部に供給された石炭（微粉炭）およびチャーを酸化剤（空気、酸素）により部分燃焼させることでガス化させ生成ガスとする。なお、ガス化炉設備１４は、石炭やチャーに含まれる灰分（スラグ）などをガス化炉１０１外に排出する異物除去設備４８が設けられている。そして、このガス化炉設備１４には、チャー回収設備１５に向けて生成ガスを供給する生成ガスライン４９が接続されており、チャーを含む生成ガスが排出可能となっている。この場合、図２に示すように、生成ガスライン４９にシンガスクーラ１０２（ガス冷却器）を設けることで、生成ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収設備１５に供給してもよい。 The gasifier furnace 14 includes, for example, a two-stage spouted bed gasifier 101 (see FIG. 2). The gasification furnace facility 14 is gasified by partially burning coal (pulverized coal) and char supplied therein with an oxidant (air, oxygen) to produce a product gas. The gasifier facility 14 is provided with a foreign matter removing facility 48 that discharges ash (slag) contained in coal or char to the outside of the gasifier 101. The gasification furnace equipment 14 is connected to a production gas line 49 for supplying the production gas toward the char recovery equipment 15 so that the production gas containing char can be discharged. In this case, as shown in FIG. 2, a syngas cooler 102 (gas cooler) may be provided in the product gas line 49 to cool the product gas to a predetermined temperature and then supply it to the char recovery facility 15.

チャー回収設備１５は、集塵設備５１と供給ホッパ５２とを備えている。この場合、集塵設備５１は、１つまたは複数のサイクロンやポーラスフィルタにより構成され、ガス化炉設備１４で生成された生成ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵設備５１で生成ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵設備５１と供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。 The char collection facility 15 includes a dust collection facility 51 and a supply hopper 52. In this case, the dust collection facility 51 is configured by one or a plurality of cyclones or porous filters, and can separate char contained in the product gas generated by the gasification furnace facility 14. The product gas from which the char has been separated is sent to the gas purification facility 16 through the gas discharge line 53. The supply hopper 52 stores the char separated from the generated gas by the dust collection equipment 51. A bin may be disposed between the dust collection facility 51 and the supply hopper 52, and a plurality of supply hoppers 52 may be connected to the bin. A char return line 46 from the supply hopper 52 is connected to the second nitrogen supply line 45.

ガス精製設備１６は、チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製設備１６は、生成ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン１７に供給する。なお、チャーが分離された生成ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ_２Ｓなど）が含まれているため、このガス精製設備１６では、アミン吸収液などによって硫黄分を除去回収して、有効利用する。 The gas purification facility 16 performs gas purification by removing impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds from the product gas from which the char has been separated by the char recovery facility 15. The gas purification facility 16 then refines the produced gas to produce fuel gas, and supplies this to the gas turbine 17. Since the product gas from which the char has been separated still contains sulfur (H ₂ S, etc.), the gas purification facility 16 removes and recovers the sulfur with an amine absorption liquid and effectively uses it. To do.

ガスタービン１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を備えており、圧縮機６１とタービン６３とは、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２には、圧縮機６１からの圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製設備１６からの燃料ガス供給ライン６６が接続され、また、タービン６３に向かって延びる燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン１７は、圧縮機６１からガス化炉設備１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気の一部とガス精製設備１６から供給された燃料ガスの少なくとも一部とを混合して燃焼させることで燃焼ガスを発生させ、発生させた燃焼ガスをタービン６３へ向けて供給する。そして、タービン６３は、供給された燃焼ガスにより回転軸６４を回転駆動させることで発電機１９を回転駆動させる。 The gas turbine 17 includes a compressor 61, a combustor 62, and a turbine 63, and the compressor 61 and the turbine 63 are connected by a rotating shaft 64. A compressed air supply line 65 from the compressor 61 is connected to the combustor 62, a fuel gas supply line 66 from the gas purification facility 16 is connected to the combustor 62, and a combustion gas supply line 67 extending toward the turbine 63 is connected. Is connected. In addition, the gas turbine 17 is provided with a compressed air supply line 41 extending from the compressor 61 to the gasifier facility 14, and a booster 68 is provided in the middle. Accordingly, the combustor 62 generates combustion gas by mixing and combusting a part of the compressed air supplied from the compressor 61 and at least a part of the fuel gas supplied from the gas purification facility 16. The generated combustion gas is supplied to the turbine 63. The turbine 63 rotates the generator 19 by rotating the rotating shaft 64 with the supplied combustion gas.

蒸気タービン１８は、ガスタービン１７の回転軸６４に連結されるタービン６９を備えており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７（タービン６３）からの排ガスライン７０が接続されており、排熱回収ボイラ２０への給水とタービン６３の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そして、排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン７１が設けられると共に蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。また、排熱回収ボイラ２０で生成する蒸気には、ガス化炉１０１のシンガスクーラ１０２で生成ガスと熱交換して生成された蒸気を含んでもよい。従って、蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が回転駆動し、回転軸６４を回転させることで発電機１９を回転駆動させる。 The steam turbine 18 includes a turbine 69 that is connected to a rotating shaft 64 of the gas turbine 17, and the generator 19 is connected to a base end portion of the rotating shaft 64. The exhaust heat recovery boiler 20 is connected to an exhaust gas line 70 from the gas turbine 17 (the turbine 63), and heat exchange is performed between the feed water to the exhaust heat recovery boiler 20 and the exhaust gas of the turbine 63, thereby generating steam. Is generated. The exhaust heat recovery boiler 20 is provided with a steam supply line 71 and a steam recovery line 72 between the steam 69 and the turbine 69 of the steam turbine 18, and a condenser 73 is provided in the steam recovery line 72. Further, the steam generated in the exhaust heat recovery boiler 20 may include steam generated by heat exchange with the generated gas in the syngas cooler 102 of the gasification furnace 101. Therefore, in the steam turbine 18, the turbine 69 is rotationally driven by the steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 20, and the generator 19 is rotationally driven by rotating the rotating shaft 64.

そして、排熱回収ボイラ２０の出口から煙突７５までには、ガス浄化設備７４を備えている。 A gas purification facility 74 is provided from the outlet of the exhaust heat recovery boiler 20 to the chimney 75.

ここで、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。 Here, the action | operation of the coal gasification combined cycle power generation equipment 10 of this embodiment is demonstrated.

本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭設備１１に原炭（石炭）が供給されると、石炭は、給炭設備１１において細かい粒子状に粉砕されることで微粉炭となる。給炭設備１１で製造された微粉炭は、空気分離設備４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を流通してガス化炉設備１４に供給される。また、後述するチャー回収設備１５で回収されたチャーが、空気分離設備４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５を流通してガス化炉設備１４に供給される。更に、後述するガスタービン１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離設備４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通してガス化炉設備１４に供給される。 In the coal gasification combined power generation facility 10 of the present embodiment, when raw coal (coal) is supplied to the coal supply facility 11, the coal is pulverized by being pulverized into fine particles in the coal supply facility 11. . The pulverized coal produced in the coal supply facility 11 is supplied to the gasifier facility 14 through the first nitrogen supply line 43 by nitrogen supplied from the air separation facility 42. Further, the char recovered by the char recovery facility 15 to be described later is supplied to the gasifier facility 14 through the second nitrogen supply line 45 by nitrogen supplied from the air separation facility 42. Further, compressed air extracted from a gas turbine 17 described later is boosted by a booster 68 and then supplied to the gasifier facility 14 through the compressed air supply line 41 together with oxygen supplied from the air separation facility 42.

ガス化炉設備１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、生成ガスを生成する。そして、この生成ガスは、ガス化炉設備１４から生成ガスライン４９を通って排出され、チャー回収設備１５に送られる。 In the gasifier furnace 14, the supplied pulverized coal and char are combusted by compressed air (oxygen), and the pulverized coal and char are gasified to generate product gas. Then, this generated gas is discharged from the gasifier facility 14 through the generated gas line 49 and sent to the char recovery facility 15.

このチャー回収設備１５にて、生成ガスは、まず、集塵設備５１に供給されることで、生成ガスに含有する微粒のチャーが分離される。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。一方、生成ガスから分離した微粒のチャーは、供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通ってガス化炉設備１４に戻されてリサイクルされる。 In the char recovery facility 15, the product gas is first supplied to the dust collection facility 51, whereby fine char contained in the product gas is separated. The product gas from which the char has been separated is sent to the gas purification facility 16 through the gas discharge line 53. On the other hand, the fine char separated from the product gas is deposited in the supply hopper 52, returned to the gasifier facility 14 through the char return line 46, and recycled.

チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスは、ガス精製設備１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給する。この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製設備１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスによりタービン６３を回転駆動することで、回転軸６４を介して圧縮機６１及び発電機１９を回転駆動する。このようにして、ガスタービン１７は発電を行うことができる。 The product gas from which the char has been separated by the char recovery facility 15 is subjected to gas purification by removing impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds in the gas purification facility 16 to produce fuel gas. The compressor 61 generates compressed air and supplies it to the combustor 62. The combustor 62 mixes the compressed air supplied from the compressor 61 and the fuel gas supplied from the gas refining facility 16 and combusts to generate combustion gas. By rotating the turbine 63 with this combustion gas, the compressor 61 and the generator 19 are rotationally driven via the rotating shaft 64. In this way, the gas turbine 17 can generate power.

そして、排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７におけるタービン６３から排出された排ガスと排熱回収ボイラ２０への給水とで熱交換を行うことにより蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン１８に供給する。蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９を回転駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を回転駆動し、発電を行うことができる。なお、ガスタービン１７と蒸気タービン１８は同一軸として１つの発電機１９を回転駆動しなくてもよく、別の軸として複数の発電機を回転駆動しても良い。 The exhaust heat recovery boiler 20 generates steam by exchanging heat between the exhaust gas discharged from the turbine 63 in the gas turbine 17 and the feed water to the exhaust heat recovery boiler 20, and the generated steam is used as the steam turbine 18. To supply. In the steam turbine 18, the turbine 69 is rotationally driven by the steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 20, whereby the generator 19 can be rotationally driven via the rotating shaft 64 to generate electric power. The gas turbine 17 and the steam turbine 18 do not have to rotate and drive one generator 19 as the same axis, and may rotate and drive a plurality of generators as different axes.

その後、ガス浄化設備７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排気ガスが煙突７５から大気へ放出される。 Thereafter, in the gas purification equipment 74, harmful substances in the exhaust gas discharged from the exhaust heat recovery boiler 20 are removed, and the purified exhaust gas is released from the chimney 75 to the atmosphere.

次に、図１に示すガス化炉設備１４が備えるガス化炉１０１について図２を参照して説明する。
ガス化炉１０１は、鉛直方向に延びて形成されており、鉛直方向の下方側に微粉炭及び酸素が供給され、部分燃焼させてガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通している。ガス化炉１０１は、圧力容器１１０と、圧力容器１１０の内部に設けられるガス化炉壁（炉壁）１１１とを有している。 Next, the gasifier 101 provided in the gasifier facility 14 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
The gasification furnace 101 is formed so as to extend in the vertical direction. Pulverized coal and oxygen are supplied to the lower side in the vertical direction, and the product gas gasified by partial combustion is directed from the lower side in the vertical direction to the upper side. Are in circulation. The gasification furnace 101 includes a pressure vessel 110 and a gasification furnace wall (furnace wall) 111 provided inside the pressure vessel 110.

そして、ガス化炉１０１は、圧力容器１１０とガス化炉壁１１１との間の空間にアニュラス部１１５を形成している。また、ガス化炉１０１は、ガス化炉壁１１１の内部の空間において、鉛直方向の下方側（つまり、生成ガスの流通方向の上流側）から順に、コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７、リダクタ部１１８を形成している。 In the gasification furnace 101, an annulus portion 115 is formed in a space between the pressure vessel 110 and the gasification furnace wall 111. Further, the gasification furnace 101 has a combustor unit 116, a diffuser unit 117, and a reductor unit 118 in order from the lower side in the vertical direction (that is, the upstream side in the flow direction of the product gas) in the space inside the gasification furnace wall 111. Is forming.

圧力容器１１０は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、上端部にガス排出口１２１が形成される一方、下端部（底部）にスラグホッパ１２２が形成されている。ガス化炉壁１１１は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、その壁面が圧力容器１１０の内面と対向して設けられている。本実施形態では圧力容器１１０は例えば円筒形状で、ガス化炉壁１１１のディフューザ部１１７も例えば円筒形状に形成されている。そして、ガス化炉壁１１１は、図示しない支持部材により圧力容器１１０内面に連結されている。 The pressure vessel 110 is formed in a cylindrical shape having a hollow space inside, a gas discharge port 121 is formed at the upper end portion, and a slag hopper 122 is formed at the lower end portion (bottom portion). The gasification furnace wall 111 is formed in a cylindrical shape whose inside is a hollow space, and the wall surface thereof is provided to face the inner surface of the pressure vessel 110. In this embodiment, the pressure vessel 110 has a cylindrical shape, for example, and the diffuser portion 117 of the gasification furnace wall 111 is also formed in a cylindrical shape, for example. The gasification furnace wall 111 is connected to the inner surface of the pressure vessel 110 by a support member (not shown).

ガス化炉壁１１１は、圧力容器１１０の内部を内部空間１５４と外部空間１５６に分離する。ガス化炉壁１１１は、横断面形状がコンバスタ部１１６とリダクタ部１１８との間のディフューザ部１１７で変化する形状とされている。ガス化炉壁１１１は、鉛直上方側となるその上端部が、圧力容器１１０のガス排出口１２１に接続され、鉛直下方側となるその下端部が圧力容器１１０の底部と隙間を空けて設けられている。そして、圧力容器１１０の底部に形成されるスラグホッパ１２２には、貯留水が溜められており、ガス化炉壁１１１の下端部が貯留水に浸水することで、ガス化炉壁１１１の内外を封止している。ガス化炉壁１１１には、バーナ１２６、１２７が挿入され、内部空間１５４にシンガスクーラ１０２が配置されている。 The gasification furnace wall 111 separates the interior of the pressure vessel 110 into an internal space 154 and an external space 156. The gasification furnace wall 111 has a cross-sectional shape that changes in a diffuser portion 117 between the combustor portion 116 and the reductor portion 118. The upper end portion of the gasification furnace wall 111 on the vertically upper side is connected to the gas discharge port 121 of the pressure vessel 110, and the lower end portion on the vertically lower side is provided with a gap from the bottom portion of the pressure vessel 110. ing. The slag hopper 122 formed at the bottom of the pressure vessel 110 stores stored water, and the lower end of the gasification furnace wall 111 is immersed in the stored water, thereby sealing the inside and outside of the gasification furnace wall 111. It has stopped. Burners 126 and 127 are inserted into the gasification furnace wall 111, and the syngas cooler 102 is disposed in the internal space 154.

アニュラス部１１５は、圧力容器１１０の内側とガス化炉壁１１１の外側に形成された空間、つまり外部空間１５６であり、例えば空気分離設備４２で分離された不活性ガスである窒素が、図示しない窒素供給ラインを通って供給される。このため、アニュラス部１１５は、窒素が充満する空間となる。なお、このアニュラス部１１５の鉛直方向の上部付近には、ガス化炉１０１内を均圧にするための図示しない炉内均圧管が設けられている。炉内均圧管は、ガス化炉壁１１１の内外を連通して設けられ、ガス化炉壁１１１の内部（コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７及びリダクタ部１１８）と外部（アニュラス部１１５）との圧力差を所定圧力以内となるよう略均圧にしている。 The annulus portion 115 is a space formed inside the pressure vessel 110 and outside the gasification furnace wall 111, that is, an external space 156. For example, nitrogen which is an inert gas separated by the air separation equipment 42 is not shown. Supplied through a nitrogen supply line. For this reason, the annulus portion 115 becomes a space filled with nitrogen. An in-furnace pressure equalizing tube (not shown) for equalizing the pressure in the gasification furnace 101 is provided in the vicinity of the upper portion of the annulus portion 115 in the vertical direction. The pressure equalizing pipe in the furnace is provided so as to communicate between the inside and outside of the gasification furnace wall 111, and the pressure between the inside (combustor part 116, diffuser part 117 and reductor part 118) and outside (annulus part 115) of the gasification furnace wall 111. The pressure is almost equalized so that the difference is within a predetermined pressure.

コンバスタ部１１６は、微粉炭及びチャーと空気とを一部燃焼させる空間となっており、本実施形態では、コンバスタ部１１６におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２６からなる燃焼装置が配置されている。コンバスタ部１１６で微粉炭及びチャーの一部を燃焼した高温の燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通過してリダクタ部１１８に流入する。 The combustor unit 116 is a space for partially burning pulverized coal, char, and air. In the present embodiment, a combustion apparatus including a plurality of burners 126 is disposed on the gasification furnace wall 111 in the combustor unit 116. Has been. The high-temperature combustion gas obtained by burning part of the pulverized coal and char in the combustor unit 116 passes through the diffuser unit 117 and flows into the reductor unit 118.

リダクタ部１１８は、ガス化反応に必要な高温状態に維持されコンバスタ部１１６からの燃焼ガスに微粉炭を供給し部分酸化燃焼させて、微粉炭を揮発分（一酸化炭素、水素、低級炭化水素等）へと分解してガス化されて生成ガスを生成する空間となっており、リダクタ部１１８におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２７からなる燃焼装置が配置されている。 The reductor unit 118 is maintained at a high temperature necessary for the gasification reaction, supplies pulverized coal to the combustion gas from the combustor unit 116, and partially oxidizes and burns the pulverized coal to volatile components (carbon monoxide, hydrogen, lower hydrocarbons). And the like, and a gasification furnace wall 111 in the reductor portion 118 is provided with a combustion device including a plurality of burners 127.

シンガスクーラ１０２は、ガス化炉壁１１１の内部に設けられると共に、リダクタ部１１８のバーナ１２７の鉛直方向の上方側に設けられている。シンガスクーラ１０２は熱交換器であり、ガス化炉壁１１１の鉛直方向の下方側（生成ガスの流通方向の上流側）から順に、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４が配置されている。これらのシンガスクーラ１０２は、リダクタ部１１８において生成された生成ガスと熱交換を行うことで、生成ガスを冷却する。また、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４は、図に記載されたその数量を限定するものではない。 The syngas cooler 102 is provided inside the gasification furnace wall 111 and is provided above the burner 127 of the reductor unit 118 in the vertical direction. The syngas cooler 102 is a heat exchanger, and in order from the lower side in the vertical direction of the gasification furnace wall 111 (upstream side in the flow direction of the product gas), an evaporator 131, a superheater (superheater) 132, A charcoal unit (economizer) 134 is arranged. These syngas coolers 102 cool the generated gas by exchanging heat with the generated gas generated in the reductor unit 118. Further, the quantity of the evaporator (evaporator) 131, the superheater (superheater) 132, and the economizer 134 is not limited.

次に、本実施形態のガス化炉１０１が備えるスラグ溶融バーナ装置２００について図面を参照して説明する。図３は、図２に示すスラグ溶融バーナ装置２００へ酸化剤を供給する酸化剤供給系統３００および燃料流体を供給する燃料供給系統４００を示す図である。図４は、図３におけるスラグ溶融バーナ装置の近傍の断面図である。図５は、図４に示すスラグ溶融バーナ装置２００の概略断面図である。図６は、図５に示すスラグ溶融バーナ装置２００のＡ−Ａ矢視断面図である。図７は、図５に示すスラグ溶融バーナ装置２００の斜視図である。図８は、図５に示すスラグ溶融バーナ装置２００の内部構造を示す斜視図である。 Next, the slag melting burner device 200 provided in the gasification furnace 101 of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing an oxidant supply system 300 that supplies an oxidant to the slag melting burner apparatus 200 shown in FIG. 2 and a fuel supply system 400 that supplies a fuel fluid. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of the slag melting burner apparatus in FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the slag melting burner apparatus 200 shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the slag melting burner device 200 shown in FIG. FIG. 7 is a perspective view of the slag melting burner apparatus 200 shown in FIG. FIG. 8 is a perspective view showing the internal structure of the slag melting burner apparatus 200 shown in FIG.

図２に示すように、スラグ溶融バーナ装置２００は、ガス化炉壁１１１の内部空間であってコンバスタ部１１６の下方に設けられるスラグ溶融バーナ燃焼室１１９に配置される装置である。スラグ溶融バーナ装置２００は、酸化剤を供給する酸化剤供給配管２１０と、燃料流体を供給する燃料供給配管２２０を備える。本実施形態において、酸化剤は例えば酸素であるが、他の酸化剤を用いてもよい。また、本実施形態において、燃料流体は、例えば天然ガス（ＬＮＧ）であるが、他の燃料流体を用いてもよい。 As shown in FIG. 2, the slag melting burner apparatus 200 is an apparatus disposed in a slag melting burner combustion chamber 119 provided in the internal space of the gasification furnace wall 111 and below the combustor unit 116. The slag melting burner device 200 includes an oxidant supply pipe 210 that supplies an oxidant and a fuel supply pipe 220 that supplies a fuel fluid. In this embodiment, the oxidizing agent is oxygen, for example, but other oxidizing agents may be used. In the present embodiment, the fuel fluid is, for example, natural gas (LNG), but other fuel fluids may be used.

図３に示すように、酸化剤供給系統３００は、酸素供給設備３１０と、酸素弁３２０とを備える。燃料供給系統４００は、燃料供給設備４１０と、燃料流体弁４２０とを備える。制御装置（図示略）により酸素弁３２０および燃料流体弁４２０の開度を制御することにより、酸化剤供給配管２１０に供給される酸化剤の供給量、および燃料供給配管２２０に供給される燃料流体の供給量が調整される。 As shown in FIG. 3, the oxidant supply system 300 includes an oxygen supply facility 310 and an oxygen valve 320. The fuel supply system 400 includes a fuel supply facility 410 and a fuel fluid valve 420. By controlling the opening degree of the oxygen valve 320 and the fuel fluid valve 420 by a control device (not shown), the supply amount of the oxidant supplied to the oxidant supply pipe 210 and the fuel fluid supplied to the fuel supply pipe 220 The supply amount is adjusted.

図４に示すように、スラグ溶融バーナ装置２００は、スラグホールＨに付着し、あるいはスラグホールＨから下方へ流下するスラグＳを火炎により加熱流動させる装置である。スラグＳは、石炭などの炭素含有固体燃料の灰分が溶融したものである。スラグ溶融バーナ装置２００は、酸化剤および燃料流体の噴射方向の中心軸となるバーナ軸線Ｘ１が、スラグホール中心点（スラグホールＨの下縁を形成する円の中心）Ｃを通るようにガス化炉壁１１１に設けられたシールボックス１１１ａを介してガス化炉壁１１１に取り付けられている。 As shown in FIG. 4, the slag melting burner device 200 is a device that heats and flows the slag S that adheres to the slag hole H or flows downward from the slag hole H by a flame. The slag S is obtained by melting ash of a carbon-containing solid fuel such as coal. The slag melting burner apparatus 200 is gasified so that the burner axis X1 which is the central axis in the injection direction of the oxidant and the fuel fluid passes through the slag hole center point (the center of the circle forming the lower edge of the slag hole H) C. It is attached to the gasification furnace wall 111 via a seal box 111 a provided on the furnace wall 111.

図４に示すようにスラグホールＨからスラグＳが流下している場合、スラグ溶融バーナ装置２００の先端は、スラグＳに近接した位置に配置される。この場合、スラグ溶融バーナ装置２００の先端領域は、スラグＳを含めたスラグ溶融バーナ燃焼室１１９からの輻射熱と、自身が生成した火炎による跳ね返りの熱（主として輻射熱）影響を受けてしまう。そのため、スラグ溶融バーナ装置２００の先端領域を適切に冷却することが必要である。 As shown in FIG. 4, when the slag S flows down from the slag hole H, the tip of the slag melting burner device 200 is disposed at a position close to the slag S. In this case, the tip region of the slag melting burner device 200 is affected by radiant heat from the slag melting burner combustion chamber 119 including the slag S and rebound heat (mainly radiant heat) due to the flame generated by itself. Therefore, it is necessary to cool the tip region of the slag melting burner device 200 appropriately.

スラグ溶融バーナ装置２００は、図４に示すように着火して使用する時にはスラグ溶融バーナ燃焼室１１９でスラグ溶融バーナ装置２００の先端部がスラグホールＨに近接した所定位置に配置されて、火炎によりスラグＳを加熱流動させるが、スラグ溶融バーナ装置２００を不要時には、スラグ溶融バーナ装置２００が延びる軸線Ｘ２に沿ってガス化炉壁１１１側に移動させて、スラグ溶融バーナ燃焼室１１９の内部から引き抜くことが可能な構造となっている。そのため、スラグ溶融バーナ装置２００は、未使用時にはスラグ溶融バーナ燃焼室１１９の内部から引き抜かれた状態となり、スラグ溶融バーナ装置２００を高温雰囲気から擁護するようにしても良い。 When the slag melting burner device 200 is ignited and used as shown in FIG. 4, the tip of the slag melting burner device 200 is disposed at a predetermined position close to the slag hole H in the slag melting burner combustion chamber 119, and The slag S is heated and flowed, but when the slag melting burner device 200 is unnecessary, the slag melting burner device 200 is moved to the gasification furnace wall 111 side along the axis X2 in which the slag melting burner device 200 extends, and is extracted from the slag melting burner combustion chamber 119. It has a possible structure. Therefore, the slag melting burner device 200 may be pulled out from the slag melting burner combustion chamber 119 when not in use and protect the slag melting burner device 200 from a high temperature atmosphere.

図５に示すように、スラグ溶融バーナ装置２００は、バーナ先端部２３０と、バーナ本体部２４０と、接合部２５０と、内筒部２６０と、を備える。 As shown in FIG. 5, the slag melting burner device 200 includes a burner tip portion 230, a burner main body portion 240, a joint portion 250, and an inner cylinder portion 260.

バーナ先端部２３０は、スラグ溶融バーナ装置２００が延びる軸線Ｘ２の先端に設けられる部材であり、スラグホールＨに近接した所定位置に配置される。バーナ先端部２３０は、酸化剤供給配管２１０から供給される酸化剤をスラグ溶融バーナ燃焼室１１９へ噴出する複数の酸化剤噴出口２３１と、燃料供給配管２２０から供給される燃料流体をスラグホールＨから流下するスラグＳへ向けて噴出する燃料噴出口２３２とを有する。 The burner tip 230 is a member provided at the tip of the axis X 2 in which the slag melting burner device 200 extends, and is disposed at a predetermined position close to the slag hole H. The burner tip 230 has a plurality of oxidant jets 231 through which the oxidant supplied from the oxidant supply pipe 210 is jetted into the slag melting burner combustion chamber 119 and the fuel fluid supplied from the fuel supply pipe 220 into the slag hole H. And a fuel jet port 232 for jetting toward the slag S flowing down from the tank.

バーナ先端部２３０は、平坦面２３３を有する噴出部２３０Ａと、バーナ本体部２４０に連結される連結部２３０Ｂと、を有する。図５に示すように、バーナ先端部２３０は、噴出部２３０Ａと連結部２３０Ｂを一体に形成した単一の部材である。バーナ先端部２３０は、例えば、耐熱性および耐腐食性に優れたニッケル基合金により形成されている。 The burner tip portion 230 has an ejection portion 230 A having a flat surface 233 and a connecting portion 230 B connected to the burner main body portion 240. As shown in FIG. 5, the burner front end portion 230 is a single member in which the ejection portion 230A and the connecting portion 230B are integrally formed. The burner tip 230 is formed of, for example, a nickel-based alloy having excellent heat resistance and corrosion resistance.

本実施形態では、噴出部２３０Ａが有する平坦面２３３は、鉛直方向の斜め上方にスラグホールＨに向けて傾斜する面になるよう配置されている。酸化剤噴出口２３１および燃料噴出口２３２は、平坦面２３３に開口するように形成されている。また、上述した実施形態では噴出部２３０Ａが有する平坦面２３３は、鉛直方向の斜め上方にスラグホールＨに向けて傾斜するように配置されているが、噴出部２３０Ａが有する平坦面２３３は、鉛直方向から傾斜する形状や軸線Ｘ２方向に対する角度は限定をしない。火炎の噴射方向はスラグＳなどの加熱流動する対象物に対して向けることができれば、例えば、鉛直方向の斜め下方、垂直方向などとしてもよい。連結部２３０Ｂは、軸線Ｘ２方向に沿って延びるように円筒状に形成される外周面を有する部材である。 In the present embodiment, the flat surface 233 included in the ejection portion 230A is arranged to be a surface inclined toward the slag hole H obliquely upward in the vertical direction. The oxidant outlet 231 and the fuel outlet 232 are formed so as to open on the flat surface 233. In the above-described embodiment, the flat surface 233 included in the ejection portion 230A is disposed so as to incline toward the slag hole H obliquely upward in the vertical direction, but the flat surface 233 included in the ejection portion 230A is vertical. The shape inclined from the direction and the angle with respect to the direction of the axis X2 are not limited. As long as the injection direction of the flame can be directed to an object to be heated and flowed such as the slag S, it may be, for example, an obliquely downward vertical direction or a vertical direction. The connecting portion 230B is a member having an outer peripheral surface formed in a cylindrical shape so as to extend along the direction of the axis X2.

図７の斜視図に示すように、燃料噴出口２３２は、平坦面２３３の例えば略中央位置の１箇所に設けられている。酸化剤噴出口２３１は、燃料噴出口２３２を取り囲むように例えば４箇所に設けられている。なお、燃料噴出口２３２は、１箇所以上の複数箇所に設けるようにしてもよく、酸化剤噴出口２３１は、４箇所以上の複数箇所に設けるようにしてもよい。 As shown in the perspective view of FIG. 7, the fuel ejection port 232 is provided at one location on the flat surface 233, for example, at a substantially central position. The oxidant jets 231 are provided at, for example, four locations so as to surround the fuel jets 232. The fuel jets 232 may be provided at one or more places, and the oxidant jets 231 may be provided at four or more places.

図５に示すように、バーナ先端部２３０は、酸化剤噴出口２３１へ酸化剤を導く第１酸化剤流路２３１ａと、酸化剤供給配管２１０から第１酸化剤流路２３１ａへ酸化剤を導くにあたり、第２酸化剤流路２３１ｂを加工して設置し易いように一部が屈曲するように内部に形成されている。また、バーナ先端部２３０は、燃料噴出口２３２へ燃料流体を導く第１燃料流路２３２ａと、燃料供給配管２２０から第１燃料流路２３２ａへ燃料流体を導く第２燃料流路２３２ｂを加工しやすいように一部が屈曲するように内部に形成されている。 As shown in FIG. 5, the burner tip 230 guides the oxidant from the oxidant supply pipe 210 to the first oxidant channel 231 a and the first oxidant channel 231 a that guides the oxidant to the oxidant jet port 231. At this time, the second oxidant channel 231b is formed so as to be partially bent so that the second oxidant channel 231b can be easily processed and installed. Also, the burner tip 230 processes the first fuel flow path 232a that guides the fuel fluid to the fuel jet port 232, and the second fuel flow path 232b that guides the fuel fluid from the fuel supply pipe 220 to the first fuel flow path 232a. It is formed inside so that a part is bent so that it may be easy.

図５に示すように、バーナ先端部２３０のバーナ本体部２４０側には、軸線Ｘ２の位置に形成されるとともにバーナ本体部２４０側に突出した凸部２３４と、凸部２３４よりも平坦面２３３側に凹んだ凹部２３５とが形成されている。凸部２３４には、酸化剤供給配管２１０の一端部および燃料供給配管２２０の一端部が挿入されている。図６に示すように、凹部２３５は、軸線Ｘ２回りの周方向に沿って凸部２３４を取り囲むように形成されている。
図５に示すように、凹部２３５は、内筒部２６０のバーナ先端部２３０側の一端部を収容する空間となっている。 As shown in FIG. 5, on the burner main body 240 side of the burner tip 230, a convex portion 234 that is formed at the position of the axis X 2 and protrudes toward the burner main body 240 side, and a flat surface 233 than the convex portion 234. A recess 235 that is recessed to the side is formed. One end of the oxidant supply pipe 210 and one end of the fuel supply pipe 220 are inserted into the convex portion 234. As shown in FIG. 6, the recessed part 235 is formed so that the convex part 234 may be surrounded along the circumferential direction around the axis line X2.
As shown in FIG. 5, the recess 235 is a space that accommodates one end of the inner cylinder 260 on the burner tip 230 side.

図５に示すように、バーナ先端部２３０の内側から形成される凹部２３５は、軸線Ｘ２に沿った方向において上方側における深さよりも下方側における深さが深くなっている。これは、凹部２３５の底部（最も平坦面２３３に近接した部分）から平坦面２３３までの距離が同等になるようにしたものである。また凹部２３５の底部から平坦面２３３までの距離は噴出部２３０Ａの機械的強度を確保できる範囲で、短くすることが好ましい。凹部２３５内には、後述するように冷却水Ｗが流通することによりバーナ先端部２３０が冷却されるため、平坦面２３３から凹部２３５の底部までの距離を同等とすることにより、平坦面２３３の各位置で同等の冷却効果が得られる。 As shown in FIG. 5, the recess 235 formed from the inside of the burner tip 230 is deeper on the lower side than on the upper side in the direction along the axis X2. This is such that the distance from the bottom of the recess 235 (the portion closest to the flat surface 233) to the flat surface 233 is equal. Moreover, it is preferable to shorten the distance from the bottom part of the recessed part 235 to the flat surface 233 within the range which can ensure the mechanical strength of the ejection part 230A. As will be described later, the burner tip 230 is cooled by the cooling water W flowing in the recess 235, so that the distance from the flat surface 233 to the bottom of the recess 235 is equalized, so that the flat surface 233 The same cooling effect can be obtained at each position.

バーナ本体部２４０は、バーナ先端部２３０に連結されるとともに軸線Ｘ２方向に沿って延びる筒状に形成される部材である。バーナ本体部２４０は、例えば、ステンレス系金属材料により形成されている。バーナ本体部２４０は、バーナ先端部２３０に連結されるように、バーナ先端部２３０の連結部２３０Ｂと同一の外径を有する。 The burner body 240 is a member that is connected to the burner tip 230 and is formed in a cylindrical shape that extends along the direction of the axis X2. The burner body 240 is made of, for example, a stainless metal material. The burner body 240 has the same outer diameter as the connecting portion 230B of the burner tip 230 so as to be connected to the burner tip 230.

接合部２５０は、バーナ先端部２３０が有する連結部２３０Ｂのバーナ本体部２４０の側の端部と、バーナ本体部２４０のバーナ先端部２３０側の端部とを例えば溶接により接合した部分である。接合部２５０は、軸線Ｘ２回りの周方向の全周に設けられていて、接合部２５０の内周側には、後述するように冷却水Ｗが流通す流路が形成される。バーナ先端部２３０とバーナ本体部２４０とは、接合部２５０によって、軸線Ｘ２回りの周方向の全周の領域で連結されている。 The joint part 250 is a part obtained by joining, for example, welding, an end part of the connecting part 230B of the burner tip part 230 on the burner body part 240 side and an end part of the burner body part 240 on the burner tip part 230 side. The joint portion 250 is provided on the entire circumference in the circumferential direction around the axis X2, and a flow path through which the cooling water W flows is formed on the inner peripheral side of the joint portion 250 as described later. The burner tip portion 230 and the burner main body portion 240 are connected by a joint portion 250 in the entire circumferential region around the axis line X2.

バーナ先端部２３０が接合部２５０を介してバーナ本体部２４０に接合されているため、接合部２５０を取り外すことにより、バーナ本体部２４０に連結されるバーナ先端部２３０が形成する酸化剤噴出口２３１および燃料噴出口２３２を他の形状のものに変更することができる。例えば、酸化剤噴出口２３１および燃料噴出口２３２の口径の異なるバーナ先端部２３０に変更することにより、スラグ溶融バーナ装置２００より噴射する火炎の性状を調整することができる。 Since the burner tip 230 is joined to the burner body 240 via the joint 250, the oxidant outlet 231 formed by the burner tip 230 connected to the burner body 240 is removed by removing the joint 250. In addition, the fuel outlet 232 can be changed to another shape. For example, the properties of the flame injected from the slag melting burner device 200 can be adjusted by changing to the burner tip 230 having different diameters of the oxidant outlet 231 and the fuel outlet 232.

内筒部２６０は、軸線Ｘ２方向に沿って延びる円筒状に形成されるとともにバーナ本体部２４０の内側に配置される部材である。図５に示すように、内筒部２６０は、第１内筒部材２６１と、第２内筒部材２６２と、第１規制部材２６３と、第２規制部材２６４と、を有する。本実施形態のスラグ溶融バーナ装置２００は、バーナ本体部２４０の内側に内筒部２６０を配置した二重管構造となっている。 The inner cylinder portion 260 is a member that is formed in a cylindrical shape that extends along the direction of the axis X 2 and that is disposed inside the burner body portion 240. As shown in FIG. 5, the inner cylinder portion 260 includes a first inner cylinder member 261, a second inner cylinder member 262, a first restriction member 263, and a second restriction member 264. The slag melting burner device 200 of the present embodiment has a double tube structure in which an inner cylinder portion 260 is disposed inside the burner main body portion 240.

第１内筒部材２６１は、内筒部２６０の基端側に設けられるとともに軸線Ｘ２方向に沿って延びる円筒状に形成される部材である。第１内筒部材２６１の内周側には、酸化剤供給配管２１０と燃料供給配管２２０が配置される。第１内筒部材２６１のバーナ先端部２３０側の端部は、第２内筒部材２６２のバーナ本体部２４０側の端部に溶接により軸線Ｘ２回りの周方向の全周が接合されている。 The first inner cylinder member 261 is a member formed in a cylindrical shape that is provided on the proximal end side of the inner cylinder portion 260 and extends along the direction of the axis X2. An oxidant supply pipe 210 and a fuel supply pipe 220 are disposed on the inner peripheral side of the first inner cylinder member 261. The end of the first inner cylinder member 261 on the burner tip end 230 side is joined to the end of the second inner cylinder member 262 on the burner main body 240 side by welding along the entire circumference in the circumferential direction around the axis X2.

第１内筒部材２６１の内周側の空間には、バーナ本体部２４０からバーナ先端部２３０へ向けた方向に冷却水供給設備（図示略）から供給される冷却水（冷却媒体）Ｗが供給される。冷却水供給設備から供給される冷却水Ｗの圧力（例えば、５〜６ＭＰａ）は、スラグ溶融バーナ燃焼室１１９の圧力（例えば、２〜３ＭＰａ）よりも大きい。 Cooling water (cooling medium) W supplied from a cooling water supply facility (not shown) is supplied to the space on the inner peripheral side of the first inner cylinder member 261 in the direction from the burner body 240 to the burner tip 230. Is done. The pressure (for example, 5 to 6 MPa) of the cooling water W supplied from the cooling water supply facility is larger than the pressure (for example, 2 to 3 MPa) of the slag melting burner combustion chamber 119.

第１内筒部材２６１の外周面とバーナ本体部２４０の内周面との間には、冷却水Ｗを流通させる流通流路ＦＰが形成されている。図５および図８に示すように、第１内筒部材２６１の内周側の空間に供給された冷却水Ｗは、内筒部２６０と凹部２３５との間に形成される冷却流路ＣＰを介して、流通流路ＦＰに導かれる。 Between the outer peripheral surface of the first inner cylinder member 261 and the inner peripheral surface of the burner main body 240, a flow passage FP through which the cooling water W is circulated is formed. As shown in FIGS. 5 and 8, the cooling water W supplied to the space on the inner peripheral side of the first inner cylinder member 261 has a cooling channel CP formed between the inner cylinder part 260 and the recess 235. Through the flow path FP.

第２内筒部材２６２は、内筒部２６０の先端側に設けられるとともに軸線Ｘ２方向に沿って延びる円筒状に形成される部材である。第２内筒部材２６２の内周側には、酸化剤供給配管２１０と燃料供給配管２２０とバーナ先端部２３０の凸部２３４が配置される。第２内筒部材２６２のバーナ本体部２４０側の端部は、第１内筒部材２６１のバーナ先端部２３０側の端部に例えば溶接により接合されている。 The second inner cylinder member 262 is a member formed in a cylindrical shape that is provided on the distal end side of the inner cylinder portion 260 and extends along the direction of the axis X2. On the inner peripheral side of the second inner cylinder member 262, the oxidant supply pipe 210, the fuel supply pipe 220, and the convex part 234 of the burner tip 230 are arranged. The end of the second inner cylinder member 262 on the burner main body 240 side is joined to the end of the first inner cylinder member 261 on the burner tip 230 side, for example, by welding.

第１規制部材２６３は、第２内筒部材２６２の先端側の内周面に取り付けられる部材である。第１規制部材２６３は、本実施形態ではバーナ先端部２３０の凹部２３５の上方側に挿入された状態で配置される。凹部２３５に第１規制部材２６３を挿入することにより、凹部２３５と内筒部２６０との間に形成される空間である冷却流路ＣＰが、内筒部２６０の内周側を冷却水Ｗが流通する空間よりも狭くなるように規制される。 The first regulating member 263 is a member that is attached to the inner peripheral surface on the distal end side of the second inner cylinder member 262. In the present embodiment, the first restricting member 263 is arranged in a state of being inserted above the concave portion 235 of the burner tip portion 230. By inserting the first regulating member 263 into the recess 235, the cooling flow path CP that is a space formed between the recess 235 and the inner cylinder portion 260 is formed by the cooling water W on the inner peripheral side of the inner cylinder portion 260. It is regulated to be narrower than the space where it circulates.

第２規制部材２６４は、第２内筒部材２６２の先端側の内周面に取り付けられる部材である。第２規制部材２６４は、本実施形態ではバーナ先端部２３０の凹部２３５の下方側に挿入された状態で配置される。凹部２３５に第２規制部材２６４を挿入することにより、凹部２３５と内筒部２６０との間に形成される空間である冷却流路ＣＰが、内筒部２６０の内周側を冷却水Ｗが流通する空間よりも狭くなるように規制される。 The second restricting member 264 is a member that is attached to the inner peripheral surface on the distal end side of the second inner cylinder member 262. In the present embodiment, the second restricting member 264 is arranged in a state of being inserted below the concave portion 235 of the burner tip portion 230. By inserting the second restricting member 264 into the recess 235, the cooling flow path CP that is a space formed between the recess 235 and the inner cylinder portion 260 is formed by the cooling water W on the inner peripheral side of the inner cylinder portion 260. It is regulated to be narrower than the space where it circulates.

このように、凹部２３５および内筒部２６０は、内筒部２６０のバーナ先端部２３０側の端部を凹部２３５に挿入することにより、内筒部２６０の内周側から凹部２３５の底部に向けて導かれる冷却水Ｗを流通流路ＦＰへ導く冷却流路ＣＰを形成する。冷却流路ＣＰは、第１規制部材２６３および第２規制部材２６４により、内筒部２６０の内周側を冷却水Ｗが流通する空間よりも流路幅が狭くなるように規制されている。 In this way, the recess 235 and the inner cylinder 260 are inserted from the inner peripheral side of the inner cylinder 260 toward the bottom of the recess 235 by inserting the end of the inner cylinder 260 on the burner tip 230 side into the recess 235. Then, a cooling flow path CP that guides the cooling water W that is guided to the circulation flow path FP is formed. The cooling channel CP is regulated by the first regulating member 263 and the second regulating member 264 so that the channel width becomes narrower than the space in which the cooling water W flows on the inner peripheral side of the inner cylinder portion 260.

第１規制部材２６３および第２規制部材２６４により規制された流路は冷却流路ＣＰと流路断面積が均一となり流通する冷却水Ｗの流量が一定となり凹部２３５に均等に冷却水Ｗを導くことができる。また、冷却流路ＣＰは狭いほど冷却水Ｗの流通速度が増加して熱伝達率が向上するため、高い流通速度で流通する冷却水Ｗによってバーナ先端部２３０を効率よく冷却することができる。 The flow passages restricted by the first restriction member 263 and the second restriction member 264 have the same flow passage cross-sectional area as the cooling flow passage CP, the flow rate of the circulating cooling water W is constant, and the cooling water W is evenly guided to the recesses 235. be able to. Moreover, since the flow rate of the cooling water W increases and the heat transfer rate improves as the cooling channel CP becomes narrower, the burner tip 230 can be efficiently cooled by the cooling water W flowing at a high flow rate.

以上説明した本実施形態のスラグ溶融バーナ装置２００が奏する作用及び効果について説明する。
本実施形態のスラグ溶融バーナ装置２００によれば、バーナ先端部２３０が、内筒部２６０の端部を収容する凹部２３５と、酸化剤噴出口２３１へ酸化剤を導く第１酸化剤流路２３１ａ、第２酸化剤流路２３１ｂと、燃料噴出口２３２へ燃料流体を導く第１燃料流路２３２ａ、第２燃料流路２３２ｂとが形成された単一の部材となっている。 The operation and effect of the slag melting burner device 200 of the present embodiment described above will be described.
According to the slag melting burner device 200 of this embodiment, the burner tip 230 has a recess 235 that houses the end of the inner cylinder 260 and a first oxidant flow path 231a that guides the oxidant to the oxidant jet 231. The second oxidant channel 231b and the first fuel channel 232a and the second fuel channel 232b for guiding the fuel fluid to the fuel jet port 232 are a single member.

バーナ先端部２３０が複数の部材を接続する構造ではないため、複数の部材の接続部分から燃料流体および酸化剤が漏れて燃料流体に着火することで接続部分が焼損することがない。また、冷却水Ｗによる冷却効果を、複数部材を接続する構造の接触部分のように熱伝達が阻害されることがなく、冷却水Ｗによる熱伝達を単一の部材の全体に伝搬させることができる。 Since the burner tip portion 230 does not have a structure for connecting a plurality of members, the connecting portion does not burn out due to the fuel fluid and the oxidant leaking from the connecting portions of the plurality of members and igniting the fuel fluid. Further, the cooling effect of the cooling water W can be propagated to the whole of a single member without the heat transfer being hindered like the contact portion of the structure connecting a plurality of members. it can.

そのため、複数部材を接続する構造に比べ、焼損する可能性を抑制することができる。また、スラグＳを含めたスラグ溶融バーナ燃焼室１１９からの輻射熱や、スラグ溶融バーナ装置２００自身が生成する火炎の熱に対して、複数部材を接続する構造の接触部分のように熱伝達が阻害されることがなく、単一の部材の全体に伝搬しつつ、冷却水Ｗへと伝搬させることができるため、複数の部材を接続する構造に比べ、焼損する可能性を抑制することができる。 Therefore, compared with the structure which connects several members, possibility of burning out can be suppressed. In addition, heat transfer is inhibited like a contact portion of a structure in which a plurality of members are connected to the radiant heat from the slag melting burner combustion chamber 119 including the slag S and the heat of the flame generated by the slag melting burner device 200 itself. However, since it can be propagated to the cooling water W while propagating to the whole of a single member, the possibility of burning is suppressed as compared with a structure in which a plurality of members are connected.

また、バーナ先端部２３０が複数の部材を接続する構造ではないため、スラグ溶融バーナ装置２００の点火および消火時に熱影響を受けて温度差が大きくなり熱伸び差が生じる場合であっても燃料流体および酸化剤の漏出による接続部分の焼損の可能性を抑制することができる。 Further, since the burner tip 230 is not structured to connect a plurality of members, even when the temperature difference is increased due to the thermal influence during ignition and extinguishing of the slag melting burner device 200, the fuel fluid is generated. In addition, it is possible to suppress the possibility of burning of the connection portion due to leakage of the oxidant.

また、本実施形態のスラグ溶融バーナ装置２００によれば、バーナ先端部２３０のバーナ本体部２４０の側の端部と、バーナ本体部２４０のバーナ先端部２３０の側の端部とが接合部２５０により接合されている。スラグ溶融バーナ燃焼室１１９からの輻射熱による影響の少ない位置でバーナ先端部２３０とバーナ本体部２４０とが接合されるため、これらの接合位置が焼損する不具合を抑制することができる。さらには、接合部２５０の内周側には、冷却水Ｗが流通する流路が形成されているので、接合位置が焼損する不具合を抑制することができる。 Further, according to the slag melting burner device 200 of the present embodiment, the end of the burner front end 230 on the burner main body 240 side and the end of the burner main body 240 on the burner front end 230 side are joined portions 250. It is joined by. Since the burner front end portion 230 and the burner main body portion 240 are joined at a position where the influence of the radiant heat from the slag melting burner combustion chamber 119 is small, it is possible to suppress a problem that these joining positions burn out. Furthermore, since the flow path through which the cooling water W flows is formed on the inner peripheral side of the joint portion 250, it is possible to suppress a problem that the joint position is burned out.

また、本実施形態のスラグ溶融バーナ装置２００によれば、バーナ先端部２３０がバーナ本体部２４０に連結される連結部２３０Ｂを有し、連結部２３０Ｂとバーナ本体部２４０のバーナ先端部２３０の側の端部とが溶接により接合されている。連結部２３０Ｂと筒状のバーナ本体部２４０を接合しているため、バーナ本体部２４０が延びる軸線Ｘ２回りの全周においてバーナ先端部２３０とバーナ本体部２４０とを強固に接合することができる。 Further, according to the slag melting burner device 200 of the present embodiment, the burner tip 230 has the connecting portion 230B connected to the burner main body 240, and the connecting portion 230B and the burner main body 240 on the side of the burner tip 230. Are joined by welding. Since the connecting portion 230B and the cylindrical burner main body 240 are joined, the burner tip 230 and the burner main body 240 can be firmly joined on the entire circumference around the axis X2 in which the burner main body 240 extends.

なお、上記実施形態では、微粉炭から可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉を備えたＩＧＣＣを一例として説明したが、本開示のガス化炉設備は、例えば間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ等のバイオマス燃料など、他の炭素含有固体燃料をガス化するものにも適用可能である。また、本開示のガス化炉設備は、発電用に限らず、所望の化学物質を得る化学プラント用ガス化炉にも適用可能である。 In the above-described embodiment, the IGCC including a coal gasification furnace that generates combustible gas from pulverized coal has been described as an example. However, the gasification furnace equipment of the present disclosure includes, for example, thinned wood, waste wood, driftwood, grass It can also be applied to those that gasify other carbon-containing solid fuels, such as biomass fuels such as waste, sludge, and tires. Moreover, the gasification furnace equipment of this indication is applicable not only for the electric power generation but to the gasification furnace for chemical plants which obtains a desired chemical substance.

また、上述した実施形態では、燃料として石炭を使用したが、高品位炭や低品位炭など他の炭素含有固体燃料であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマス燃料であってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。なお、本実施形態はガス化炉１０１として、タワー型ガス化炉について説明してきたが、ガス化炉１０１はクロスオーバー型ガス化炉でも、ガス化炉１０１内の各機器の鉛直上下方向を生成ガスのガス流れ方向を合わせるように置き換えることで、同様に実施が可能である。 In the embodiment described above, coal is used as the fuel. However, the present invention can be applied to other carbon-containing solid fuels such as high-grade coal and low-grade coal, and is not limited to coal. It may be a biomass fuel used as an organic resource derived from, for example, thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, and recycled fuel (pellets and chips) made from these raw materials Can also be used. In addition, although this embodiment demonstrated the tower type gasification furnace as the gasification furnace 101, the gasification furnace 101 produces | generates the vertical up-down direction of each apparatus in the gasification furnace 101 also with a crossover type gasification furnace. It can be implemented in the same way by replacing the gas flow direction to match.

以上の説明において、噴出部２３０Ａが有する平坦面２３３は、鉛直方向の斜め上方にスラグホールＨに向けて傾斜するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、バーナ本体部２４０が延びる軸線Ｘ２に直交する方向に向けるようにしてもよい。また、例えば、鉛直方向の斜め下方に向けて傾斜するものとしてもよい。 In the above description, the flat surface 233 included in the ejection portion 230A is inclined obliquely upward in the vertical direction toward the slag hole H, but may be in another form. For example, the burner main body 240 may be directed in a direction orthogonal to the axis X2. Further, for example, it may be inclined obliquely downward in the vertical direction.

以上説明した実施形態に記載のバーナ装置は、例えば以下のように把握される。
本開示に係るバーナ装置（２００）は、酸化剤を供給する酸化剤供給配管（２１０）と、燃料流体を供給する燃料供給配管（２２０）と、酸化剤供給配管（２１０）から供給される酸化剤を噴出する酸化剤噴出口（２３１）と、燃料供給配管（２２０）から供給される燃料流体を噴出する燃料噴出口（２３２）とを有するバーナ先端部（２３０）と、バーナ先端部（２３０）に連結されるとともに軸線（Ｘ２）方向に沿って延びる筒状に形成されるバーナ本体部（２４０）と、軸線（Ｘ２）方向に沿って延びる筒状に形成されるとともにバーナ本体部（２４０）の内側に配置される内筒部（２６０）と、を備え、バーナ先端部（２３０）は、内筒部（２６０）の一端部を収容する凹部（２３５）と、酸化剤噴出口（２３１）へ酸化剤を導く酸化剤流路（２３１ａ，２３１ｂ）と、燃料噴出口（２３２）へ燃料流体を導く燃料流路（２３２ａ，２３２ｂ）とが形成された単一の部材であり、記凹部（２３５）および内筒部（２６０）は、内筒部（２６０）の内周側から凹部（２３５）に向けて導かれる冷却媒体を内筒部（２６０）とバーナ本体部（２４０）との間に形成される流通流路（ＦＰ）へ導く冷却流路（ＣＰ）を形成する。 The burner device described in the embodiment described above is grasped as follows, for example.
The burner device (200) according to the present disclosure includes an oxidant supply pipe (210) for supplying an oxidant, a fuel supply pipe (220) for supplying a fuel fluid, and an oxidant supplied from the oxidant supply pipe (210). Burner tip (230) having an oxidant jet (231) for jetting the agent and a fuel jet (232) for jetting the fuel fluid supplied from the fuel supply pipe (220), and a burner tip (230 ) And a burner body (240) formed in a cylindrical shape extending along the axis (X2) direction, and a burner body (240) formed in a cylindrical shape extending along the axis (X2) direction. ), And a burner tip (230) includes a recess (235) that houses one end of the inner cylinder (260), and an oxidant jet (231). Acid) which leads the oxidant to It is a single member in which the agent flow path (231a, 231b) and the fuel flow path (232a, 232b) for guiding the fuel fluid to the fuel injection port (232) are formed, and the concave portion (235) and the inner cylinder portion (260) is a circulation flow formed between the inner cylinder part (260) and the burner body part (240) with the cooling medium guided from the inner peripheral side of the inner cylinder part (260) toward the recess (235). A cooling channel (CP) leading to the channel (FP) is formed.

本開示に係るスラグ溶融バーナ装置（２００）によれば、バーナ先端部（２３０）が、内筒部（２６０）の一端部を収容する凹部（２３５）と、酸化剤噴出口（２３１）へ酸化剤を導く酸化剤流路（２３１ａ，２３１ｂ）と、燃料噴出口（２３２）へ燃料流体を導く燃料流路（２３２ａ，２３２ｂ）とが形成された単一の部材となっている。 According to the slag melting burner device (200) according to the present disclosure, the burner tip (230) is oxidized into the recess (235) that houses one end of the inner cylinder (260) and the oxidant jet (231). It is a single member formed with an oxidant flow path (231a, 231b) for guiding the agent and a fuel flow path (232a, 232b) for guiding the fuel fluid to the fuel outlet (232).

バーナ先端部（２３０）が複数の部材を接続する構造ではないため、複数の部材の接続部分から燃料流体および酸化剤が漏れて燃料流体が着火して接続部分が焼損することがない。また、スラグ（Ｓ）を含めたスラグ溶融バーナ燃焼室（１１９）からの輻射熱や、バーナ装置（２００）自身が生成する火炎に対して、複数部材を接続する構造の接触部分のように熱伝達が阻害されることがなく、単一の部材の全体に伝搬しつつ、冷却水（Ｗ）させて冷却することができるため、複数の部材を接続する構造に比べ、焼損する可能性を抑制することができる。 Since the burner tip (230) is not structured to connect a plurality of members, the fuel fluid and the oxidant leak from the connection portions of the plurality of members, and the fuel fluid is ignited so that the connection portions are not burned. In addition, heat transfer is performed like a contact portion of a structure connecting multiple members against radiant heat from the slag melting burner combustion chamber (119) including the slag (S) and flame generated by the burner device (200) itself. Can be cooled by cooling water (W) while propagating to the whole of a single member, so that the possibility of burning is suppressed compared to a structure in which a plurality of members are connected. be able to.

また、バーナ先端部（２３０）が複数の部材を接続する構造ではないため、スラグ溶融バーナ装置２００の点火および消火時に熱影響を受けて温度差が大きくなり熱伸び差が生じる場合であっても、燃料流体および酸化剤の漏出による接続部分の焼損の可能性を抑制することができる。 Further, since the burner tip (230) is not a structure for connecting a plurality of members, even when the slag melting burner device 200 is affected by heat at the time of ignition and extinguishing, the temperature difference increases and a thermal expansion difference occurs. In addition, it is possible to suppress the possibility of burning of the connection portion due to leakage of the fuel fluid and the oxidant.

本開示に係るバーナ装置（２００）は、バーナ先端部（２３０）のバーナ本体部（２４０）側の端部と、バーナ本体部（２４０）のバーナ先端部（２３０）側の端部とを溶接により接合した接合部（２５０）を備える。
本開示に係るバーナ装置（２００）によれば、スラグ溶融バーナ燃焼室（１１９）からの輻射熱による影響の少ない位置でバーナ先端部（２３０）とバーナ本体部（２４０）とが接合されるため、これらの接合位置が焼損する不具合を抑制することができる。また、接合部（２５０）の内周側には、冷却水が流通す流路が形成されているので、接合位置が焼損する不具合を抑制することができる。 The burner device (200) according to the present disclosure welds an end portion on the burner main body portion (240) side of the burner front end portion (230) and an end portion on the burner front end portion (230) side of the burner main body portion (240). The joint part (250) joined by is provided.
According to the burner device (200) according to the present disclosure, the burner tip (230) and the burner main body (240) are joined at a position less affected by radiant heat from the slag melting burner combustion chamber (119). The problem that these joining positions burn out can be suppressed. Moreover, since the flow path through which the cooling water flows is formed on the inner peripheral side of the joint portion (250), it is possible to suppress a problem that the joint position burns out.

本開示に係るバーナ装置（２００）において、バーナ先端部（２３０）は、酸化剤噴出口（２３１）および燃料噴出口（２３２）が形成される平坦面（２３３）を有する噴出部（２３０Ａ）と、バーナ本体部（２４０）に連結される連結部（２３０Ｂ）を有し、接合部（２５０）は、連結部（２３０Ｂ）とバーナ本体部（２４０）のバーナ先端部（２３０）側の端部を溶接により接合する。
本開示に係るバーナ装置（２００）によれば、連結部（２３０Ｂ）と筒状のバーナ本体部（２４０）を接合しているため、バーナ本体部（２４０）が延びる軸線（Ｘ２）回りの全周においてバーナ先端部（２３０）とバーナ本体部（２４０）とを強固に接合することができる。 In the burner device (200) according to the present disclosure, the burner tip (230) includes an ejection portion (230A) having a flat surface (233) on which the oxidant ejection port (231) and the fuel ejection port (232) are formed. The connecting part (230B) is connected to the burner body part (240), and the joining part (250) is an end part on the burner tip part (230) side of the connecting part (230B) and the burner body part (240). Are joined by welding.
According to the burner device (200) according to the present disclosure, since the connecting portion (230B) and the cylindrical burner main body portion (240) are joined, the entire area around the axis line (X2) in which the burner main body portion (240) extends. The burner tip (230) and the burner body (240) can be firmly joined around the circumference.

以上説明した実施形態に記載のガス化炉は、例えば以下のように把握される。
本開示に係るガス化炉（１０１）は、上記のいずれかに記載のバーナ装置（２００）を備え、炭素含有固体燃料を燃焼させてガス化するガス化炉（１０１）であって、バーナ装置（２００）が、炭素含有固体燃料中の灰分が溶融・捕集されたスラグ（Ｓ）を加熱流動させる。
本開示に係るガス化炉（１０１）によれば、バーナ先端部（２３０）の焼損および脱落を防止することが可能なバーナ装置（２００）を備えるガス化炉（１０１）を提供することができる。 The gasification furnace described in the embodiment described above is grasped as follows, for example.
A gasification furnace (101) according to the present disclosure includes the burner device (200) according to any one of the above, and is a gasification furnace (101) that burns and gasifies a carbon-containing solid fuel, the burner device. (200) heats and flows the slag (S) in which the ash in the carbon-containing solid fuel is melted and collected.
According to the gasification furnace (101) according to the present disclosure, it is possible to provide the gasification furnace (101) including the burner device (200) capable of preventing the burner tip (230) from being burned out and falling off. .

なお、上述した実施形態では、ガス化炉設備（１４）に用いるガス化炉（１０１）に適用するバーナ装置（２００）について説明したが、スラグ溶融に限定されずに、高温の火炎や燃焼ガスを必要とするバーナ装置（２００）についても適用することができる。 In the above-described embodiment, the burner apparatus (200) applied to the gasification furnace (101) used in the gasification furnace equipment (14) has been described. However, the present invention is not limited to slag melting, but a high-temperature flame or combustion gas. The present invention can also be applied to a burner device (200) that requires

１０石炭ガス化複合発電設備
１４ガス化炉設備
１０１ガス化炉
１１６コンバスタ部
１１７ディフューザ部
１１８リダクタ部
１１９スラグ溶融バーナ燃焼室
２００スラグ溶融バーナ装置（バーナ装置）
２１０酸化剤供給配管
２２０燃料供給配管
２３０バーナ先端部
２３０Ａ噴出部
２３０Ｂ連結部
２３１酸化剤噴出口
２３１ａ第１酸化剤流路
２３１ｂ第２酸化剤流路
２３２燃料噴出口
２３２ａ第１燃料流路
２３２ｂ第２燃料流路
２３３平坦面
２３４凸部
２３５凹部
２４０バーナ本体部
２５０接合部
２６０内筒部
２６１第１内筒部材
２６２第２内筒部材
２６３第１規制部材
２６４第２規制部材
３００酸化剤供給系統
３１０酸素供給設備
３２０酸素弁
４００燃料供給系統
４１０燃料供給設備
４２０燃料流体弁
ＣＰ冷却流路
ＦＰ流通流路
Ｈスラグホール
Ｓスラグ
Ｗ冷却水
Ｘ１バーナ軸線
Ｘ２軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Coal gasification combined cycle power generation equipment 14 Gasification furnace equipment 101 Gasification furnace 116 Combustor part 117 Diffuser part 118 Reductor part 119 Slag melting burner combustion chamber 200 Slag melting burner apparatus (burner apparatus)
210 Oxidant supply pipe 220 Fuel supply pipe 230 Burner tip 230A Spout part 230B Connecting part 231 Oxidant jet outlet 231a First oxidant flow path 231b Second oxidant flow path 232 Fuel jet outlet 232a First fuel flow path 232b First 2 Fuel flow path 233 Flat surface 234 Convex part 235 Concave part 240 Burner body part 250 Joint part 260 Inner cylinder part 261 First inner cylinder member 262 Second inner cylinder member 263 First restriction member 264 Second restriction member 300 Oxidant supply system 310 Oxygen supply equipment 320 Oxygen valve 400 Fuel supply system 410 Fuel supply equipment 420 Fuel fluid valve CP Cooling flow path FP Distribution flow path H Slag hole S Slag W Cooling water X1 Burner axis X2 Axis

Claims

An oxidant supply pipe for supplying the oxidant;
Fuel supply piping for supplying fuel fluid;
A burner tip having an oxidant jet for ejecting the oxidant supplied from the oxidant supply pipe, and a fuel jet for ejecting the fuel fluid supplied from the fuel supply pipe;
A burner main body portion connected to the tip end portion of the burner and formed in a cylindrical shape extending along the axial direction;
An inner cylinder portion formed in a cylindrical shape extending along the axial direction and disposed inside the burner main body portion,
The burner tip portion is formed from the inside of the burner body portion and accommodates one end portion of the inner cylinder portion, an oxidant flow path for guiding the oxidant to the oxidant jet port, and the fuel jet port A single member formed with a fuel flow path for guiding the fuel fluid,
The concave portion and the inner cylindrical portion pass a cooling medium guided from the inner peripheral side of the inner cylindrical portion toward the bottom portion of the concave portion to a flow passage formed between the inner cylindrical portion and the burner main body portion. A burner device for forming a cooling flow path for guiding.

A burner main body side end portion of the burner main body portion and a burner main body portion end portion of the burner main body portion on the burner front end side; and a cooling channel on the inner peripheral side of the joint portion. The burner device according to claim 1 formed.

The burner tip has a jet part having a flat surface on which the oxidant jet and the fuel jet are formed, and a connecting part connected to the burner body part,
The burner device according to claim 2, wherein the joining portion joins the connecting portion and an end portion of the burner main body portion on the burner tip portion side.

Fuel supply piping for supplying fuel fluid;
A burner tip having a fuel outlet for ejecting the fuel fluid supplied from the fuel supply pipe;
A burner main body portion connected to the tip end portion of the burner and formed in a cylindrical shape extending along the axial direction;
An inner cylinder portion formed in a cylindrical shape extending along the axial direction and disposed inside the burner main body portion,
The burner tip is a single member formed from the inside of the burner main body and formed with a recess for accommodating one end of the inner cylinder and a fuel flow path for guiding the fuel fluid to the fuel outlet. And
The concave portion and the inner cylindrical portion pass a cooling medium guided from the inner peripheral side of the inner cylindrical portion toward the bottom portion of the concave portion to a flow path formed between the inner cylindrical portion and the burner main body portion. A burner device for forming a cooling flow path for guiding.

A burner device according to any one of claims 1 to 4, comprising:
A gasification furnace for burning and gasifying a carbon-containing solid fuel,
A gasification furnace in which the burner device heats and flows slag in which ash in the carbon-containing solid fuel is melted.