JP3243848U - タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラ本体内でスラグや受熱面汚染が発生しにくく、排煙の灰スラグ含有量が低いタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラを提供する。【解決手段】タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、ボイラ本体と燃焼器２とを備え、ボイラ本体内に炉床１０１とスラグ燃焼室１０２とが設けられ、スラグ燃焼室が入口と出口とを有し、スラグ燃焼室の出口が炉床に連通し、スラグ燃焼室が複数であり、複数のスラグ燃焼室が炉床の外周側を周回し、各スラグ燃焼室の出口の中心線がいずれも同一の仮想円の接線であり、燃焼器は、燃焼器の出口がスラグ燃焼室の入口に連通するようにボイラ本体に接続される。
【選択図】図２

Description

本考案は、燃焼ボイラ技術分野に関し、具体的には、タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラに関する。

液体スラグ排出ボイラは、燃料が燃焼して生成されたスラグがスラグ室の高温で液体に溶解して炉床から排出されるボイラである。

関連技術では、液体スラグ排出ボイラのスラグ室及び燃焼器は垂直配置構造を採用しており、言い換えれば、燃焼器の真下にスラグ室が設けられ、燃焼器及びスラグ室の全体は、ボイラ本体の炉室と水平方向に並列して配置され、燃焼器の出口は同時にスラグ室と炉室に連通している。このような配置構造の液体スラグ排出ボイラは、燃焼が不十分で、炎及び排煙に多くの灰スラグが存在するため、ボイラ本体内でスラグや受熱面汚染が発生し、排煙に多くの灰スラグが存在するため、リングや受熱面の排煙通路が塞がる場合も発生する。

本考案は、関連技術における技術的課題の１つを少なくともある程度解決することを目的としている。そのため、本考案の実施例はタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラを提供し、タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、ボイラ本体内でスラグや受熱面汚染が発生しにくく、排煙の灰スラグ含有量が低いという利点を有する。

本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、ボイラ本体であって、前記ボイラ本体内に炉床とスラグ燃焼室とが設けられ、前記スラグ燃焼室が入口と出口とを有し、前記スラグ燃焼室の出口が前記炉床に連通し、前記スラグ燃焼室が複数であり、複数の前記スラグ燃焼室が前記炉床の外周側を周回し、各前記スラグ燃焼室の出口の中心線がいずれも同一の仮想円の接線であるボイラ本体と、燃焼器であって、前記燃焼器の出口が前記スラグ燃焼室の入口に連通するように前記ボイラ本体に接続される燃焼器とを備える。

本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラでは、石炭、特に高アルカリ炭は燃焼器内で点火燃焼した後にスラグ燃焼室に入り、スラグ燃焼室内で液状スラグ膜燃焼の方式で激しく燃焼し、スラグ燃焼室内では、アルカリ金属及び液体灰スラグは一連の物理的及び化学的反応を行って一定の比率のアルカリ金属の硬化及び捕集を実現することで、高温炎におけるアルカリ金属の含有量及び灰スラグの含有量を大幅に低下させ、その後、石炭燃焼の炎がスラグ燃焼室を通過して炉床内に入ってタンジェンシャル燃焼して、炉床内で燃え尽きる。石炭燃焼の炎がスラグ燃焼室を通過する必要があるので、スラグ燃焼室の捕集作用はよりよく石炭に作用できることにより、石炭の灰スラグ成分を効果的に除去し、同時に、スラグ燃焼室から排出された燃え尽きなかった粉炭顆粒及び可燃性ガスなどの成分は炉床内で円に相接する方式で回転して燃焼を強化することで粉炭を十分に燃え尽きさせ、これにより、ボイラ本体内でスラグや受熱面汚染が発生しにくく、排煙の灰スラグの含有量が低くなる。

いくつかの実施例では、前記炉床は、上下方向に沿って延び、第１方向の両側に前記第１方向に沿って延びる前記スラグ燃焼室がそれぞれ設けられ、前記第１方向が上下方向に直交し、前記炉床は、第２方向の両側に前記第２方向に沿って延びる前記スラグ燃焼室がそれぞれ設けられ、前記第２方向が前記第１方向と上下方向とに直交し、前記スラグ燃焼室の出口と入口とが同一直線に位置し、前記スラグ燃焼室の出口の開口方向と入口の開口方向とが逆であり、及び／又は前記燃焼器がサイクロンバーナであってもよい。

いくつかの実施例では、前記炉床は、下炉床と上炉床とを有し、前記下炉床が前記上炉床に連通し且つ前記上炉床の下方に位置し、前記スラグ燃焼室の出口が前記下炉床に連通し、前記ボイラ本体が凹部を有し、前記凹部は、前記ボイラ本体の中心軸線周りに前記ボイラ本体を一周し、前記凹部は前記下炉床と上炉床との連通位置に位置してもよい。

いくつかの実施例では、前記タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、前記ボイラ本体に接続され、前記スラグ燃焼室の出口に設けられるスラグ捕集装置をさらに備えていてもよい。

いくつかの実施例では、前記スラグ捕集装置はスラグ捕集管束を有し、前記スラグ捕集管束は、平行に間隔をあけて配列された複数のスラグ捕集管を有し、前記スラグ捕集管内部に冷却媒体が収納されていてもよい。

いくつかの実施例では、前記スラグ捕集管束の延在方向と上下方向との間に傾斜角度があり、前記傾斜角度が３０°より小さくてもよい。

いくつかの実施例では、前記タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、液体スラグホッパと水タンクとをさらに備え、前記液体スラグホッパは、入口と出口とを有し、前記スラグ燃焼室が前記液体スラグホッパの入口に連通するように前記ボイラ本体に接続され、前記スラグ捕集装置の一端が前記液体スラグホッパの内周面に設けられ、前記液体スラグホッパの出口が前記水タンクに連通していてもよい。

いくつかの実施例では、前記タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、スラグすくい上げ機を備え、前記スラグすくい上げ機は、前記水タンク内のスラグ粒をすくい上げるように前記水タンクに接続されていてもよい。

いくつかの実施例では、前記ボイラ本体の底部が乾燥スラグホッパを有し、前記乾燥スラグホッパの内部空間が前記炉床に連通していてもよい。

いくつかの実施例では、前記タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、スートブロワ及び／又はオーバファイアエア装置をさらに備え、前記ボイラ本体がメンブレン水冷壁を有し、前記メンブレン水冷壁は、前記炉床を周回し、前記メンブレン水冷壁には、前記炉床を連通する第１開口部及び／又は第２開口部が設けられ、前記スートブロワは蒸気ノズル、蒸気配管及び伸縮機構を有し、前記伸縮機構が前記メンブレン水冷壁の外壁面に設けられ、前記伸縮機構に前記蒸気ノズルが設けられ、前記伸縮機構が前記蒸気ノズルを前記第１開口部を通して前記炉床に進入させるか、又は前記炉床から退出させるように駆動し、前記蒸気ノズルが前記蒸気配管に連通し、前記オーバファイアエア装置が前記メンブレン水冷壁の外壁面に設けられ、前記オーバファイアエア装置の送風口が前記第２開口部内に設けられていてもよい。

本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラの概略構造図である。 図１におけるスラグ燃焼室の配列方式の概略図である。

以下、本考案の実施例を詳しく説明し、本実施例の一例は図面に示される。以下、図面を参照して説明される実施例は例示的なものであり、本考案を説明するためのものであり、本考案を限定するものとして理解してはならない。

以下、図１及び図２を参照して、本考案の実施例に係るタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラを説明する。

図１及び図２に示すように、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラはボイラ本体１と燃焼器２とを備える。

ボイラ本体１内には炉床１０１とスラグ燃焼室１０２とが設けられ、スラグ燃焼室１０２は入口と出口とを有し、スラグ燃焼室１０２の出口は炉床１０１に連通し、石炭はサイクロンバーナ２及びスラグ燃焼室１０２内で点火燃焼してスラグ燃焼室１０２の捕集によりほとんどの灰スラグ成分が除去され、ほとんどの灰スラグ成分が除去された石炭の炎はスラグ燃焼室の出口を通過して炉床１０１内に入り、その後に粉炭は炉床１０１内で燃え尽きる。

スラグ燃焼室１０２は複数あり、複数のスラグ燃焼室１０２は炉床１０１の外周側を周回し、各スラグ燃焼室１０２の出口の中心線はいずれも同一の仮想円の接線である。具体的には、図２に示すように、図面における破線は、仮想円及び仮想円の接線であり、仮想円の中心の炉床の横断面における投影軸線は、炉床１０１の横断面における中心線と平行であるか又はそれと重なり、言い換えれば、仮想円の円心は炉床１０１の中心線に位置してもよく、炉床１０１の中心線との間に一定の偏差距離があってもよく、炉床１０１の前側、後側、左側及び右側にいずれもスラグ燃焼室１０２が設けられ、スラグ燃焼室１０２の出口の開口方向はいずれも炉床１０１内に向かい、４つのスラグ燃焼室１０２から排出された石炭の炎は仮想円の接線方向に沿って移動し、その後、炉床１０１内で集まって仮想円の周方向に沿って回転上昇して燃焼し、回転燃焼時に、粉炭が均一に混合され、異なる温度の炎は互いにサポートし且つ炎の間は激しく混合し、これにより、石炭顆粒及び排煙内の可燃性成分を十分に燃焼させ、好ましくは、スラグ燃焼室１０２の出口の温度は１５００℃～１６００℃である。

燃焼器２は、燃焼器２の出口がスラグ燃焼室１０２の入口に連通するようにボイラ本体１に接続される。燃焼器２により石炭は引火燃焼し、かつ燃焼器２の動力場特性により、石炭の炎は十分な噴流剛性を有し、石炭の炎がスラグ燃焼室を通過して炉床１０１内に噴射できることを確保する。

関連技術では、液体スラグ排出ボイラのスラグ室と燃焼器とは垂直配置構造を採用しており、言い換えれば、燃焼器の真下にスラグ室が設けられ、燃焼器及びスラグ室の全体は、ボイラ本体の炉室と水平方向に並列して配置され、燃焼器の出口は同時にスラグ室及び炉室に連通する。粉炭は燃焼器内で引火した後に下へ移動してスラグ室に入り、スラグ室において短時間留まって灰スラグを分離し、その後、上へ移動してかつ曲がって炉室に入って燃え尽き、これによって熱を生成する。

しかし、考案人は、関連技術における通常の液体スラグ排出ボイラのボイラ本体内において、高アルカリ炭を燃焼させる時にスラグや受熱面汚染が発生しやすく、そして排煙には濃度が高いアルカリ金属及び灰スラグなどの成分があるため、ボイラ水冷壁と板形受熱面との間の排煙通路が塞がり、高アルカリ炭の灰スラグによりボイラ内でスラグや受熱面汚染が発生し、さらに熱交換の障害や煙道の詰まりがボイラの正常な運転に被害を及ぼすという場合を回避するために、ボイラ本体及び排煙通路を定期的に洗浄する必要があり、ボイラの正常な運転を確保するということを発見した。

考案者は深く研究した結果、関連技術の液体スラグ排出ボイラ及び固体スラグ排出のタンジェンシャル粉炭ボイラは、いずれも高アルカリ炭を燃焼させる際に、適応性が不十分であるという問題が存在し、通常の液体スラグ排出ボイラの受熱面と高温排煙との距離が短すぎ、アルカリ金属に対する捕集能力が不足し、炉床の耐汚染能力が低く、空気分級が不十分であるなどの欠陥があり、燃え尽きる割合が低いなどの問題が存在し、そして、通常の固体スラグ排出のタンジェンシャル粉炭ボイラには、アルカリ金属捕集能力が不足し、排煙内の灰スラグ含有量が高く、炉床及び受熱面にスラグが形成され、受熱面に汚れが形成され且つ排煙通路が塞がるなど、ボイラの運転の安全に被害を及ぼすという問題が存在することを発見した。それは、この二種類のボイラはいずれも高アルカリ炭の石炭品質特性に応じて十分に設計しておらず、高アルカリ炭の安全、クリーン、効率的な燃焼のニーズを十分に応えることができないからである。

このため、考案人はタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラを提案し、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラにおいて、高アルカリ炭は燃焼器により引燃した後に、まず、スラグ燃焼室内で燃焼し、アルカリ金属を硬化させて捕集することで、ほとんどの灰スラグ成分を液体スラグの形で炉床外に阻み、灰スラグ含有量の低い石炭の炎がスラグ燃焼室を通過して炉床内に入ってタンジェンシャル燃焼して、炉床内で燃え尽きる。高アルカリ石炭は燃焼器とスラグ燃焼室内において、着火や液体スラグ膜環境での燃焼が発生し、液体スラグ膜の燃焼環境は物理的および化学的反応によりアルカリ金属を硬化させて捕集し、したがって、スラグ燃焼室のアルカリ金属及び灰スラグに対する捕集作用はよりよく高アルカリ炭に作用することができ、これによって高アルカリ炭におけるアルカリ金属と灰スラグ成分とを効果的に除去するとともに、スラグ燃焼室から排出されたアルカリを含有する金属及び灰スラグ含有量のより低い石炭の炎は円に相接する方式で回転上昇して燃焼し、激しい混合により石炭顆粒と排煙内の他の可燃性成分が十分に燃え尽き、ボイラ本体内でスラグや受熱面汚染が発生しにくく、低窒素酸化物の燃焼方式を実現し、排煙をより清潔なものにする。

なお、高アルカリ炭は、アルカリ金属の比率が４％より高い石炭を指し、高アルカリ炭は、アルカリ金属の比率が４％より大きいので、灰の融点が低く、スラグや汚染が形成されやすく、尾部煙道が灰で塞ぎやすいなどボイラの運転安全に深刻に影響する問題がある。したがって、関連技術における液体スラグ排出ボイラ及び通常の固体スラグ排出ボイラは、高アルカリ炭を燃焼させる際に、スラグ形成が厳重で、受熱面に汚染が付着し且つ排煙通路が塞がるなどの状況が存在し、関連技術におけるボイラの運転上の安全リスクをもたらすこともある。これに対して、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、燃焼初期にアルカリ金属及び灰スラグ成分に対する捕集及び排出を十分に実現できるため、高アルカリ炭を燃焼させる際に、スラグが形成され、受熱面に汚染が付着し且つ排煙通路が塞がる状況も発生しない。本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、アルカリ金属の比率が４％より高い高アルカリ炭に適合する以外、アルカリ金属の比率が２％より低い普通の粉炭にも適合することができる。

同時に、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、製造しやすい利点を有し、関連技術の固体スラグ排出ボイラを改良することで本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラを得ることができ、具体的には、粉炭ボイラの周囲に複数のスラグ燃焼室を設け、スラグ燃焼室を固体スラグ排出ボイラの炉床に連通させることにより、関連技術の固体スラグ排出ボイラを本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラに改良することができる。これにより、液体スラグ排出燃焼方式により、まず鉱物の高温下の物理的および化学的反応によりアルカリ金属を捕集して硬化させ、その後、スラグ燃焼室の灰スラグを捕集して排除することで、後期炉床排煙に入る灰スラグ含有量を大幅に低下させ、さらに固体スラグ排出ボイラの高い炉床設計により、高温排煙を十分に冷却し、後期に凝結した乾燥したスラグを乾燥スラグ排出方式により炉床から排出する。

いくつかの実施例では、炉床１０１は上下方向に沿って延び、炉床１０１は第１方向（図２に示す左右方向）の両側に第１方向に沿って延びるスラグ燃焼室１０２がそれぞれ設けられ、第１方向は上下方向に直交し、炉床１０１は、第２方向（図２に示す前後方向）の両側に第２方向に沿って延びるスラグ燃焼室１０２がそれぞれ設けられ、第２方向は第１方向と上下方向とに直交し、スラグ燃焼室１０２の出口と入口とは同一直線に位置し、スラグ燃焼室１０２の出口の開口方向と入口の開口方向とは逆である。

図２に示すように、炉床１０１の前側、後側、左側及び右側にいずれもスラグ燃焼室１０２が設けられ、ここで、前側のスラグ燃焼室１０２と後側のスラグ燃焼室１０２は前後方向に沿って延び、前側のスラグ燃焼室１０２は前端に位置する入口と後端に位置する出口とを有し、後端のスラグ燃焼室１０２は後端に位置する入口と前端に位置する出口とを有し、前側のスラグ燃焼室１０２の出口の中心線は仮想円の円心の右側に位置し、後側のスラグ燃焼室１０２の出口の中心線は仮想円の円心の左側に位置し、左側のスラグ燃焼室１０２及び右側のスラグ燃焼室１０２は左右方向に沿って延び、左側のスラグ燃焼室１０２は、左側に位置する入口と右側に位置する出口とを有し、右側のスラグ燃焼室１０２は右側に位置する入口と左側に位置する出口とを有し、左側のスラグ燃焼室１０２の出口の中心線は仮想円の前側に位置し、右側のスラグ燃焼室１０２の出口の中心線は仮想円の後側に位置する。燃焼器２から排出された石炭の炎は、燃焼器２に接続されるスラグ燃焼室１０２の延在方向に沿って移動し、スラグ燃焼室１０２を通過した後に炉床１０１に入り、その後、仮想円の周方向に沿って時計回りに回転する。

前側のスラグ燃焼室１０２の出口と後側のスラグ燃焼室１０２の出口との間の距離は好ましくは２ｍ～４ｍであり、左側のスラグ燃焼室１０２の出口と右側のスラグ燃焼室１０２の出口との間の距離は好ましくは２ｍ～４ｍであり、これにより、炉床１０１内に十分な燃焼空間があることを確保し、粉炭の十分な燃焼時間と相対的に安定している温度環境を満たす。

燃焼器から排出された石炭の炎はスラグ燃焼室の延在方向に沿ってスラグ燃焼室を通過しなければ炉床に入ることができないため、ガス火炎と石炭顆粒物とのスラグ燃焼室内の滞留時間及び移動経路が長く、液体スラグ燃焼環境においてアルカリ金属に対する捕集及び硬化に有利であり、スラグ燃焼室のアルカリ金属及び灰スラグの捕集作用は十分に石炭の炎に作用することができ、高アルカリ炭内のほとんどのアルカリ金属及び灰成分を液体スラグに形成して排出し、炉床に入るアルカリ金属及び灰スラグ含有量を効果的に減少させる。粉炭が高アルカリ炭である時、高アルカリ炭内の５０％以上のアルカリ金属はスラグ燃焼室内に捕集され、その後に液体スラグとして形成されて排出され、これにより、炉床に入るアルカリ金属含有量を減少させ、スラグが形成され、受熱面に汚染が付着し且つ排煙通路が塞がる状況を回避する。

なお、スラグ燃焼室は上下方向において一層設置されるとは限らない。他のいくつかの実施例では、スラグ燃焼室は上下方向において多層設置され、各層はいずれも炉床の前側、後側、左側及び右側に位置する４つのスラグ燃焼室を有する。

なお、スラグ燃焼室の延在方向は上下方向に直交する方向に限らず、他のいくつかの実施例では、建造や取り付けのために、スラグ燃焼室の延在方向と水平方向との間に小さい夾角があり、この時、仮想円と水平方向との間に小さい夾角がある。

いくつかの実施例では、燃焼器２はサイクロンバーナである。

サイクロンバーナは他の構造の燃焼器と比べて、スラグ燃焼室内でより強い液体スラグ膜燃焼環境を生成することができ、一方では、スラグ燃焼室の灰スラグ成分とアルカリ金属に対する捕集効果を強めることができ、他方では、石炭燃焼時の灰スラグを汚染付着傾向がより低い石炭灰に改質することができる。

いくつかの実施例では、炉床１０１は下炉床１０１１と上炉床１０１２とを有し、下炉床１０１１は上炉床１０１２に連通し且つ上炉床１０１２の下方に位置し、スラグ燃焼室１０２の出口は下炉床１０１１に連通し、ボイラ本体１は凹部１０３を有し、凹部１０３はボイラ本体１の中心軸線回りにボイラ本体１を一周し、凹部１０３は下炉床１０１１と上炉床１０１２との連通位置に位置する。

図１及び図２に示すように、下炉床１０１１の前側、後側、左側及び右側にはいずれもスラグ燃焼室１０２が設けられ、下炉床１０１１内の温度は１４００℃～１７００℃である。４つのスラグ燃焼室から排出された炎及び燃え尽きなかった粉炭は下炉床内で回転混合し且つ燃焼し、これにより、ほとんどの粉炭は下炉床内で燃え尽き、粉炭燃焼の熱は上に移動して上炉床内で熱を十分に交換する。

凹部１０３はボイラ本体１において環状を呈し、凹部１０３は下炉床１０１１と上炉床１０１２との連通位置に収縮口を形成させる。ボイラ本体１に近い壁面の炎、燃え尽きなかった石炭顆粒及び燃焼により生成された灰スラグなどは凹部により下炉床に押圧されるか又は炉床の中心にプッシュされ、これにより上炉床内にスラグが形成され且つ受熱面に汚染が付着する場合を大幅に軽減し、同時に、上炉床内の水冷壁が炎からの衝撃を受けることを回避する。

上炉床１０１２の高さは下炉床１０１１より高く、且つ上炉床１０１２の頂部に多段板形受熱面が設けられ、上炉床１０１２の高い空間により、粉炭燃焼により生成された熱が板形受熱面の底部まで移動した際に８００℃～９００℃に低下することができ、これにより、板形受熱面にスラグが形成され且つ受熱面に汚染が付着する場合を回避すると同時に、以下の排煙通路が塞がることを回避することができる。

なお、他のいくつかの実施例では、ボイラ本体は凹部を有しなくてもよく、ボイラ本体は上下方向に沿って延びる直筒状である。

いくつかの実施例では、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、スラグ捕集装置３をさらに備え、スラグ捕集装置３はボイラ本体１に接続され且つスラグ燃焼室１０２の出口に設けられる。

スラグ捕集装置は、スラグ燃焼室から排出されることになる炎及び粉炭を捕集する役割を果たし、これにより、粉炭の多くの不純物はスラグ燃焼室内に留まり、その後に液体スラグホッパによって収集される。

いくつかの実施例では、スラグ捕集装置３はスラグ捕集管束を有し、スラグ捕集管束は、平行に間隔をあけて配列された複数のスラグ捕集管を有し、スラグ捕集管内部に冷却媒体が収納される。

図１に示すように、スラグ捕集管束はスラグ燃焼室の出口に設けられ且つ上下方向に沿って延び、隣接するスラグ捕集管の間の空間のサイズはスラグ捕集管の管径の１～３倍であることが好ましい。スラグ捕集管の外周面の温度を維持するようにスラグ捕集管内部には循環冷却水が設けられ、スラグ燃焼室内の炎及び粉炭は複数のスラグ捕集管の間の隙間を通過して下炉床内に入り、炎及び粉炭がスラグ捕集管束を通過する時、一方では、スラグ捕集管自身が不純物を阻み、他方では、スラグ捕集管の外周面は低い温度で吸着効果を奏するので、不純物がスラグ捕集管に付着し、且つスラグ捕集管の延在方向に沿って滑り落ちる。

なお、スラグ捕集装置の構造は、平行に間隔をあけて配列された複数のスラグ捕集管を有することに限らず、他のいくつかの実施例では、複数のスラグ捕集管は多角形の側線の形式でスラグ燃焼室の出口に配列され、例えば、スラグ捕集装置は３つのスラグ捕集管を有し、３つのスラグ捕集管は三角形のように配列され、且つ三角形の中心線はスラグ燃焼室の出口の中心線と重なる。

いくつかの実施例では、スラグ捕集管束の延在方向と上下方向との間に傾斜角度があり、傾斜角度は３０°より小さい。

図１に示すように、左側のスラグ燃焼室１０２の出口にあるスラグ捕集管束は上から下へ延び且つ右へ傾斜し、右側のスラグ燃焼室１０２の出口にあるスラグ捕集管束は上から下へ延び且つ左へ傾斜し、同様に、前側のスラグ燃焼室１０２の出口にあるスラグ捕集管束は上から下へ延び且つ後へ傾斜し、後側のスラグ燃焼室１０２の出口にあるスラグ捕集管束は上から下へ延び且つ前へ傾斜する。

３０°より小さい傾斜角度により、スラグ捕集管に付着した不純物は自動的に滑り落ちることができ、同時に、スラグ捕集管束と炎や粉炭との接触面積を確保し、これにより、不純物を捕集する効果を確保する。

いくつかの実施例では、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、液体スラグホッパ４と水タンク５とをさらに備え、液体スラグホッパ４は入口と出口とを有し、液体スラグホッパ４は、スラグ燃焼室１０２が液体スラグホッパ４の入口に連通するようにボイラ本体１に接続され、スラグ捕集装置３の一端は液体スラグホッパ４の内周面に設けられ、液体スラグホッパ４の出口は水タンク５に連通する。

図１及び図２に示すように、各スラグ燃焼室１０２の底部にはそれぞれ１つの液体スラグホッパ４が設けられ、液体スラグホッパ４の横断面は上から下へ小さくなり、スラグ捕集装置３の下端は液体スラグホッパ４の内周面に設けられ、液体スラグホッパ４の出口は液体スラグホッパ４の底部に設けられ、液体スラグホッパ４の出口はスラグウェル１３を介して水タンク５に連通する。

燃焼器からスラグ燃焼室内に排出された石炭の炎は燃焼中に、アルカリ金属を含有する溶融状態の液体灰スラグを生成し、アルカリ金属を含有する液体灰スラグは液体スラグホッパによって収集されてスラグウェルを介して水タンク内に排出され、スラグ捕集装置が捕集した不純物もスラグホッパ内に滑り落ちて水タンク内に排出され、水タンクに造粒水が貯溜されており、液体灰スラグ及びアルカリ金属熔融物は急速に冷却されて小さな固体スラグ粒になり、後続処理を容易にする。

いくつかの実施例では、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、スラグすくい上げ機６をさらに備え、スラグすくい上げ機６は、水タンク５内のスラグ粒をすくい上げるように水タンク５に接続される。

図１に示すように、スラグすくい上げ機６は水平方向に沿って延びると同時に延在方向の２つのスラグ燃焼室１０２に対応する水タンク５に接続される。これにより、スラグすくい上げ機６によって、２つのスラグ燃焼室１０２に対応する水タンク５内のスラグ粒をすくい上げて統一処理する。

なお、他のいくつかの実施例では、タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラはスラグすくい上げ機が設置されず、手動などの方式で水タンク内のスラグ粒をすくい上げてもよい。

いくつかの実施例では、ボイラ本体１の底部は乾燥スラグホッパ１０４を有し、乾燥スラグホッパ１０４の内部空間は炉床１０１に連通する。

図１に示すように、下炉床１０１１の底部は乾燥スラグホッパ１０４の内部空間に連通し、乾燥スラグホッパ１０４の横断面は上から下へ次第に小さくなり、乾燥スラグホッパ１０４の底部に出口が設けられ、乾燥スラグホッパ１０４の出口はスラグすくい上げ機６に向かって設置される。

スラグ燃焼室から下炉床に排出された燃え尽きなかった粉炭は、燃焼時に、固体顆粒に凝結したスラグ粒及び灰粒子を生成し、固体顆粒のスラグ粒及び灰粒子が落下して乾燥スラグホッパによって収集された後にスラグすくい上げ機に排出され、これにより、固体顆粒のスラグ粒及び灰粒子は水タンク内からすくい上げられたスラグ粒とともに輸送されて処理される。

いくつかの実施例では、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、スートブロワ７及び／又はオーバファイアエア装置８をさらに備え、ボイラ本体１はメンブレン水冷壁を有し、メンブレン水冷壁は炉床１０１を周回し、メンブレン水冷壁には、炉床１０１に連通する第１開口部及び／又は第２開口部が設けられ、スートブロワ７は蒸気ノズル、蒸気配管及び伸縮機構を有し、伸縮機構がメンブレン水冷壁の外壁面に設けられ、伸縮機構には蒸気ノズルが設けられ、伸縮機構は、蒸気ノズルを第１開口部を通して炉床１０１に進入させるかまたは炉床１０１から退出させるように駆動し、蒸気ノズルは蒸気配管に連通し、オーバファイアエア装置８がメンブレン水冷壁の外壁面に設けられ、オーバファイアエア装置８の送風口は第２開口部内に設けられる。

図１に示すように、メンブレン水冷壁は上下方向を一周することで上炉床１０１２を形成し、石炭燃焼により生成された熱と熱交換を十分に行い、メンブレン水冷壁には、炉床１０１に連通する第１開口部と第２開口部とが設けられる。

図１に示すように、ボイラ本体１の左右両側には複数のスートブロワ７がそれぞれ設けられ、任意側の複数のスートブロワ７は上下方向に沿って間隔をあけて配列され、伸縮機構はメンブレン水冷壁の外壁面に設けられ、伸縮機構は伸縮シリンダであってもよいし、スクリューに設けられるスライダであってもよく、スクリューはステッピングモータの駆動により回転し、蒸気ノズルは伸縮機構の一端に設けられ且つ伸縮機構の駆動により左右方向に沿って移動し、これにより、蒸気ノズルは第１開口部を通して上炉床１０１２に進入するか、または上炉床１０１２から退出することができ、蒸気配管は蒸気ノズルに連通することで蒸気ノズルに高圧蒸気を提供する。スートブロワは炉床内の受熱面にある堆積灰とドロスを速やかに吹き落とすことができ、これにより、スラグや受熱面汚染が発生する状況を回避する。

図１に示すように、ボイラ本体１の左右両側にはそれぞれオーバファイアエア装置８が設けられ、オーバファイアエア装置８はメンブレン水冷壁の外壁面に設けられ、オーバファイアエア装置８の送風口は第２開口部内に設けられる。オーバファイアエア装置は炉床内に多段オーバファイアエアを提供するために使用され、オーバファイアエアは炉床の幅方向及び深さ方向に沿って移動して排煙と十分に混合することで二段燃焼を実現し、これによって粉炭の完全燃焼を実現し、高い燃焼効率を達成し、低窒素酸化物燃焼方式を実現し、排煙をより清潔にする。また、オーバファイアエア装置は上炉床内の排煙温度分布をより均一にし、受熱面の蒸気温度及び壁温度の分布を均一にし、板形熱交換面の入口の煙の温度を大幅に低下させることができ、これにより、高アルカリ炭を燃焼させる場合でも、スラグが形成され受熱面に汚れが付着し且つ排煙通路が塞がる状況が発生しにくい。

なお、他のいくつかの実施例では、タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラはスートブロワとオーバファイアエア装置を有しなくてもよく、またはスートブロワを有しなくてもよく、またはオーバファイアエア装置を有しなくてもよい。

いくつかの実施例では、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、板形受熱面９をさらに備え、板形受熱面９はボイラ本体１に接続され、ボイラ本体１内に排煙通路１０５が設けられ、炉床１０１の頂部は排煙通路１０５に連通し、炉床１０１の頂部及び／又は排煙通路１０５内に板形受熱面９が設けられる。

図１に示すように、板形受熱面９はフロント板形過熱器９０１、バック板形過熱器９０２、高温過熱器９０３、高温再熱器９０４及び低温再熱器９０５を有し、フロント板形過熱器９０１、バック板形過熱器９０２、高温過熱器９０３及び高温再熱器９０４は上炉床１０１２の頂部に設けられ且つ左から右へ順次配列され、低温再熱器９０５は排煙通路１０５内に設けられる。

ボイラ本体１は前壁と後壁とを有し、上炉床１０１２には、前壁に近い第１管板形熱交換面と後壁に近い第２管板形熱交換面とが設けられ、フロント板形過熱器９０１は懸垂方式で上炉床１０１２の頂部に設けられ且つ第１管板形熱交換面に隣接し、バック板形過熱器９０２は懸垂方式で上炉床１０１２の頂部に設けられ且つ第２管板形熱交換面に隣接し、高温過熱器９０３は、炉床１０１、フロント板形過熱器９０１及びバック板形過熱器９０２により順次加熱された後に依然として所定の温度に達していない過熱蒸気を所定の主蒸気温度まで引き続き加熱するために使用され、高温再熱器９０４は、低温再熱器９０５により過熱された後の蒸気タービンから排出された蒸気を所定の再加熱蒸気温度に加熱するために使用される。

いくつかの実施例では、本考案の実施例のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラは、エコノマイザ１１と空気予熱器１２とをさらに備え、エコノマイザ１１と空気予熱器１２とがそれぞれボイラ本体１に接続され、エコノマイザ１１と空気予熱器１２の少なくとも一部とが排煙通路１０５内に位置する。

図１に示すように、エコノマイザ１１は空気予熱器１２に対して排煙通路１０５内の上流に位置する。エコノマイザと空気予熱器はいずれも排煙通路１０５から排出される排煙の余熱を回収するために使用される。

本考案の説明では、「上」、「下」、「左」、「右」、「水平」、「頂」、「底」などの用語により指示される方位又は位置関係は、図面に示す内容に基づく方位又は位置関係であり、本考案を容易に説明し且つ説明を簡素化するためのものに過ぎず、指示される装置又は素子が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構造及び操作しなければならないことを指示したり暗示したりするものではないので、本考案を制限するものとして理解してはならない。

また、「第１」、「第２」という用語は部品又は方向を区別するためのみに用いられ、相対的な重要性を指示又は暗示するもの、あるいは指示される技術的特徴の数を暗黙的に指示するものとして理解してはならない。これにより、「第１」、「第２」により限定される特徴は、少なくとも１つの該特徴を明示するか、又は暗黙的に含むことができる。本考案の説明では、具体的且つ明確な限定がない限り、「複数」の意味は少なくとも２つであり、例えば２つ、３つ等である。

本考案では、具体的且つ明確な限定がない限り、「取り付け」、「つながる」、「接続」、「固定」などの用語は広義的に理解するべきであり、例えば、固定的な接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、又は一体的なものであってもよく、機械的な接続であってもよく、電気的な接続であってもよく、又は互いに通信できるものであってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体による間接的な接続であってもよく、２つの部品内部の連通又は２つの部品の互いの作用関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本考案における上記用語の具体的な意味を理解することができる。

本考案では、明確な規定や限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」または「下」にあることは、第１特徴及び第２特徴が直接接触することであってもよく、または第１特徴及び第２特徴が中間媒体によって間接的に接触することであってもよい。そして、第１特徴が第２特徴「の上」、「上方」と「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上または斜め上にあることであってもよく、または第１特徴の水平高さが第２特徴より高いのみを示してもよい。第１特徴が第２特徴「の下」、「下方」と「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真下または斜め下にあることであってもよく、または第１特徴の水平高さが第２特徴より低いことのみを示してもよい。

本考案では、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体的な例」、または「一部の例」などの用語は、実施例または一例に合わせて説明される具体的な特徴、構造、材料または特点が、本考案の少なくとも１つの実施例または一例に含まれることを指す。本明細書では、上記用語に対する例示的な説明は、必ず同じ実施例または一例を対象とするとは限らない。そして、説明される具体的な特徴、構造、材料または特点は、いずれか１つまたは複数の例において適切な方式で組み合わせることができる。また、互いに矛盾しない限り、当業者は本明細書で説明される異なる実施例または例及び異なる実施例または例の特徴を結合したり組み合わせたりすることができる。

上記実施例を示し且つ説明したが、上記実施例が例示的なものに過ぎず、本考案への限定として理解してはならず、当業者による上記実施例の変化、修正、入れ替えと変形はいずれも本考案の保護範囲内にあることを理解されたい。

１ ボイラ本体
１０１ 炉床
１０１１ 下炉床
１０１２ 上炉床
１０２ スラグ燃焼室
１０３ 凹部
１０４ 乾燥スラグホッパ
１０５ 排煙通路
２ 燃焼器
３ スラグ捕集装置
４ 液体スラグホッパ
５ 水タンク
６ スラグすくい上げ機
７ スートブロワ
８ オーバファイアエア装置
９ 板形受熱面
９０１ フロント板形過熱器
９０２ バック板形過熱器
９０３ 高温過熱器
９０４ 高温再熱器
９０５ 低温再熱器
１１ エコノマイザ
１２ 空気予熱器
１３ スラグウェル

Claims (10)

1. タンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラであって、
   ボイラ本体（１）であって、前記ボイラ本体（１）内に炉床（１０１）とスラグ燃焼室（１０２）とが設けられ、前記スラグ燃焼室（１０２）が入口と出口とを有し、前記スラグ燃焼室（１０２）の出口が前記炉床（１０１）に連通し、前記スラグ燃焼室（１０２）が複数であり、複数の前記スラグ燃焼室（１０２）が前記炉床（１０１）の外周側を周回し、各前記スラグ燃焼室（１０２）の出口の中心線がいずれも同一の仮想円の接線であるボイラ本体（１）と、
   燃焼器（２）であって、前記燃焼器（２）の出口が前記スラグ燃焼室（１０２）の入口に連通するように前記ボイラ本体（１）に接続される燃焼器（２）とを備えることを特徴とするタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。
2. 前記炉床（１０１）は、上下方向に沿って延び、第１方向の両側に前記第１方向に沿って延びる前記スラグ燃焼室（１０２）がそれぞれ設けられ、前記第１方向が上下方向に直交し、前記炉床（１０１）は、第２方向の両側に前記第２方向に沿って延びる前記スラグ燃焼室（１０２）がそれぞれ設けられ、前記第２方向が前記第１方向と上下方向とに直交し、前記スラグ燃焼室（１０２）の出口と入口とが同一直線に位置し、前記スラグ燃焼室（１０２）の出口の開口方向と入口の開口方向とが逆であり、及び／又は前記燃焼器（２）がサイクロンバーナであることを特徴とする請求項１に記載のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。
3. 前記炉床（１０１）は、下炉床（１０１１）と上炉床（１０１２）とを有し、
   前記下炉床（１０１１）が前記上炉床（１０１２）と連通し且つ前記上炉床（１０１２）の下方に位置し、前記スラグ燃焼室（１０２）の出口が前記下炉床（１０１１）に連通し、
   前記ボイラ本体（１）が凹部（１０３）を有し、
   前記凹部（１０３）は、前記ボイラ本体（１）の中心軸線周りに前記ボイラ本体（１）を一周し、前記下炉床（１０１１）と上炉床（１０１２）との連通位置に位置することを特徴とする請求項２に記載のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。
4. 前記ボイラ本体（１）に接続され、前記スラグ燃焼室（１０２）の出口に設けられるスラグ捕集装置（３）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。
5. 前記スラグ捕集装置（３）はスラグ捕集管束を有し、
   前記スラグ捕集管束は、平行に間隔をあけて配列された複数のスラグ捕集管を有し、前記スラグ捕集管の内部に冷却媒体が収納されることを特徴とする請求項４に記載のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。
6. 前記スラグ捕集管束の延在方向と上下方向との間に傾斜角度があり、前記傾斜角度が３０°より小さいことを特徴とする請求項５に記載のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。
7. 液体スラグホッパ（４）と水タンク（５）とをさらに備え、
   前記液体スラグホッパ（４）は、入口と出口とを有し、前記スラグ燃焼室（１０２）が前記液体スラグホッパ（４）の入口に連通するように前記ボイラ本体（１）に接続され、前記スラグ捕集装置（３）の一端が前記液体スラグホッパ（４）の内周面に設けられ、前記液体スラグホッパ（４）の出口が前記水タンク（５）に連通することを特徴とする請求項４に記載のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。
8. スラグすくい上げ機（６）をさらに備え、
   前記スラグすくい上げ機（６）は、前記水タンク（５）内のスラグ粒をすくい上げるように前記水タンク（５）に接続されることを特徴とする請求項７に記載のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。
9. 前記ボイラ本体（１）の底部が乾燥スラグホッパ（１０４）を有し、前記乾燥スラグホッパ（１０４）の内部空間が前記炉床（１０１）に連通することを特徴とする請求項１に記載のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。
10. スートブロワ（７）及び／又はオーバファイアエア装置（８）をさらに備え、
    前記ボイラ本体（１）がメンブレン水冷壁を有し、
    前記メンブレン水冷壁は、前記炉床（１０１）を周回し、前記メンブレン水冷壁には、前記炉床（１０１）を連通する第１開口部及び／又は第２開口部が設けられ、
    前記スートブロワ（７）は蒸気ノズル、蒸気配管及び伸縮機構を有し、前記伸縮機構が前記メンブレン水冷壁の外壁面に設けられ、前記伸縮機構に前記蒸気ノズルが設けられ、前記伸縮機構が前記蒸気ノズルを前記第１開口部を通して前記炉床（１０１）に進入させるか、または前記炉床（１０１）から退出させるように駆動し、前記蒸気ノズルが前記蒸気配管に連通し、
    前記オーバファイアエア装置（８）が前記メンブレン水冷壁の外壁面に設けられ、前記オーバファイアエア装置（８）の送風口が前記第２開口部内に設けられることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタンジェンシャル燃焼方式の液体スラグ排出ボイラ。