JP3308343B2 - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
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- JP3308343B2 JP3308343B2 JP15001893A JP15001893A JP3308343B2 JP 3308343 B2 JP3308343 B2 JP 3308343B2 JP 15001893 A JP15001893 A JP 15001893A JP 15001893 A JP15001893 A JP 15001893A JP 3308343 B2 JP3308343 B2 JP 3308343B2
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- furnace
- air
- fuel supply
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼装置に係り、特に燃
焼効率を向上させるのに好適なボイラ装置に関する。
焼効率を向上させるのに好適なボイラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼装置の代表例である石炭焚ボイラに
おいては、図３に示すように燃料の微粉炭と一次空気は
石炭粉砕機（以下ミルと称す）１から送炭管２を通して
バーナ３へ供給される。一方、二次空気４はバーナ３用
および二段燃焼用アフターエアポート（以下ＡＡＰと称
す）用に各々設けられるウィンドボックス７、８の入口
ダンパ５、６によって所定の流量に制御され、バーナ３
およびＡＡＰ９を通して火炉１０へ供給される。
おいては、図３に示すように燃料の微粉炭と一次空気は
石炭粉砕機（以下ミルと称す）１から送炭管２を通して
バーナ３へ供給される。一方、二次空気４はバーナ３用
および二段燃焼用アフターエアポート（以下ＡＡＰと称
す）用に各々設けられるウィンドボックス７、８の入口
ダンパ５、６によって所定の流量に制御され、バーナ３
およびＡＡＰ９を通して火炉１０へ供給される。
【０００３】ミル１はボイラ定格負荷においても少なく
とも１台を予備機として休止させることが多い。バーナ
用ミル１のいずれかを休止させることにより火炉１０の
缶前と缶後でミル１の使用台数が異なる場合あるいは使
用台数が同一でも火炉１０の缶前と缶後でミル１の使用
台数が対称でない場合には火炉１０内のガス流動に偏り
が生じる。例えば缶後の最下段バーナ用ミル１を休止さ
せている場合の未燃ガス流速（流量）分布を図５に示す
が、缶前側の燃料および空気流量が缶後に比べて多いた
め、缶前側のそれらの運動量は缶後側より大きくなる。
その結果として、バーナ３の領域の炉内ガス流動は缶後
側に押された形状となり、図５に示すように未燃ガス流
速（流量）分布は缶後側が高くなる。この状態ではＡＡ
Ｐ９から空気を缶前と缶後で同量投入すると、缶後側の
空気が不足傾向となり、灰中未燃分およびＣＯの増加要
因となる。この現象を回避するために、ＡＡＰ用ウィン
ドボックス８の入口ダンパ６に缶前と缶後で偏差を与え
て、空気流量配分を調節する手法が採られることがある
（実開平２−９２４１５号）。しかしながら、この調節
手法は、特定の静的な運用パターンに対してのみ有効で
ある。また、火炉の排気系を通過する酸素濃度に応じ
て、ＡＡＰ用ウィンドボックス８の入口ダンパ６に缶前
と缶後の空気流量を制御する方法もある（実開昭６２−
１９２０４４号）。
とも１台を予備機として休止させることが多い。バーナ
用ミル１のいずれかを休止させることにより火炉１０の
缶前と缶後でミル１の使用台数が異なる場合あるいは使
用台数が同一でも火炉１０の缶前と缶後でミル１の使用
台数が対称でない場合には火炉１０内のガス流動に偏り
が生じる。例えば缶後の最下段バーナ用ミル１を休止さ
せている場合の未燃ガス流速（流量）分布を図５に示す
が、缶前側の燃料および空気流量が缶後に比べて多いた
め、缶前側のそれらの運動量は缶後側より大きくなる。
その結果として、バーナ３の領域の炉内ガス流動は缶後
側に押された形状となり、図５に示すように未燃ガス流
速（流量）分布は缶後側が高くなる。この状態ではＡＡ
Ｐ９から空気を缶前と缶後で同量投入すると、缶後側の
空気が不足傾向となり、灰中未燃分およびＣＯの増加要
因となる。この現象を回避するために、ＡＡＰ用ウィン
ドボックス８の入口ダンパ６に缶前と缶後で偏差を与え
て、空気流量配分を調節する手法が採られることがある
（実開平２−９２４１５号）。しかしながら、この調節
手法は、特定の静的な運用パターンに対してのみ有効で
ある。また、火炉の排気系を通過する酸素濃度に応じ
て、ＡＡＰ用ウィンドボックス８の入口ダンパ６に缶前
と缶後の空気流量を制御する方法もある（実開昭６２−
１９２０４４号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、休止
ミル１の選択が負荷あるいはミル１の保守状況などによ
り変化することに対して配慮がされておらず、特に自動
運転に対してはほとんど効力を有さなかった。本発明の
目的は、任意のミル運転パターンに対して最適なＡＡＰ
からの空気流量を缶前と缶後の配分を容易に設定可能な
燃焼装置を提供することである。
ミル１の選択が負荷あるいはミル１の保守状況などによ
り変化することに対して配慮がされておらず、特に自動
運転に対してはほとんど効力を有さなかった。本発明の
目的は、任意のミル運転パターンに対して最適なＡＡＰ
からの空気流量を缶前と缶後の配分を容易に設定可能な
燃焼装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、次
の構成によって達成される。すなわち、複数の燃料供給
装置から燃料と一次空気を各燃料供給装置に対応したバ
ーナへそれぞれ供給し、二次空気をバーナ用および二段
燃焼用アフターエアポート用にそれぞれ所定流量に制御
して供給する火炉を備えた燃焼装置において、各々の燃
料供給装置の運転状態が火炉内流動に及ぼす影響を係数
化し、任意の燃料供給装置の運転パターンに対して前記
各係数を加算化してアフターエアポート空気流量の火炉
の缶前と缶後のバイアス率をそれぞれ決定することで最
適なアフターエアポートからの空気流量を火炉の缶前と
缶後に配分する空気流量制御装置を備えた燃焼装置であ
る。
の構成によって達成される。すなわち、複数の燃料供給
装置から燃料と一次空気を各燃料供給装置に対応したバ
ーナへそれぞれ供給し、二次空気をバーナ用および二段
燃焼用アフターエアポート用にそれぞれ所定流量に制御
して供給する火炉を備えた燃焼装置において、各々の燃
料供給装置の運転状態が火炉内流動に及ぼす影響を係数
化し、任意の燃料供給装置の運転パターンに対して前記
各係数を加算化してアフターエアポート空気流量の火炉
の缶前と缶後のバイアス率をそれぞれ決定することで最
適なアフターエアポートからの空気流量を火炉の缶前と
缶後に配分する空気流量制御装置を備えた燃焼装置であ
る。
【０００６】また、本発明は上記発明のアフターエアポ
ート空気流量の火炉の缶前と缶後のバイアス率をそれぞ
れ決定した上で、さらに、二段燃焼比率を加味して最適
なアフターエアポートからの空気流量を火炉の缶前と缶
後に配分する構成も採用することができる。本発明の上
記燃料としては微粉炭、焼却用ゴミを、燃料供給装置と
しては石炭粉砕機、焼却用ゴミ供給装置を用いることが
できる。
ート空気流量の火炉の缶前と缶後のバイアス率をそれぞ
れ決定した上で、さらに、二段燃焼比率を加味して最適
なアフターエアポートからの空気流量を火炉の缶前と缶
後に配分する構成も採用することができる。本発明の上
記燃料としては微粉炭、焼却用ゴミを、燃料供給装置と
しては石炭粉砕機、焼却用ゴミ供給装置を用いることが
できる。
【０００７】
【作用】本発明は各々のミルが炉内流動に及ぼす影響を
係数化し、任意のミル運転パターンに対して各係数を加
算化してＡＡＰ空気流量を缶前缶後バイアス率を決定
し、あるいは、これに二段燃焼比率を加味してする任意
のミル運転パターンに対して最適なＡＡＰからの火炉の
缶前と缶後の空気流量配分がなされるため、高効率燃焼
が維持できる。
係数化し、任意のミル運転パターンに対して各係数を加
算化してＡＡＰ空気流量を缶前缶後バイアス率を決定
し、あるいは、これに二段燃焼比率を加味してする任意
のミル運転パターンに対して最適なＡＡＰからの火炉の
缶前と缶後の空気流量配分がなされるため、高効率燃焼
が維持できる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図面とともに説明する。
本実施例は先に説明した図３の石炭焚ボイラにおける燃
料と空気の供給状態を示す装置に適用される。そして、
各々のミル１が火炉１０内のガス流動に及ぼす影響を係
数化する。図１は缶前側の３つのミル１の各々に対する
炉内流動補正係数をＦ１、Ｆ２、Ｆ３とし、缶後側の３
つのミル１の各々に対する炉内ガス流動補正係数をＲ
１、Ｒ２、Ｒ３とする例を示す。石炭供給量の増加に伴
い、バーナ３の噴流の運転量が増加するため、前記各補
正係数の絶対値は大きくなる。火炉１０の缶前と缶後で
は図１に示すように補正係数は正負逆の特性となる。な
お、石炭供給量がゼロの場合はミル１は休止状態を示す
が、二次空気４の一部は冷却用としてＡＡＰ９から火炉
１０内に投入されるため、補正係数はゼロとならない場
合がある。
本実施例は先に説明した図３の石炭焚ボイラにおける燃
料と空気の供給状態を示す装置に適用される。そして、
各々のミル１が火炉１０内のガス流動に及ぼす影響を係
数化する。図１は缶前側の３つのミル１の各々に対する
炉内流動補正係数をＦ１、Ｆ２、Ｆ３とし、缶後側の３
つのミル１の各々に対する炉内ガス流動補正係数をＲ
１、Ｒ２、Ｒ３とする例を示す。石炭供給量の増加に伴
い、バーナ３の噴流の運転量が増加するため、前記各補
正係数の絶対値は大きくなる。火炉１０の缶前と缶後で
は図１に示すように補正係数は正負逆の特性となる。な
お、石炭供給量がゼロの場合はミル１は休止状態を示す
が、二次空気４の一部は冷却用としてＡＡＰ９から火炉
１０内に投入されるため、補正係数はゼロとならない場
合がある。
【０００９】ＡＡＰ９の空気流量の缶前と缶後の配分バ
イアス比率は、各補正係数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ３の合計値の半分として与えられる。すなわち、
缶前ＡＡＰ９の空気流量比率ＦF（ｘ）は ＦF(ｘ)＝１／２−{(Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３)／２} （１） 缶後ＡＡＰ９の空気流量比率ＦR（ｘ）は ＦR(ｘ)＝１／２＋{(Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３)／２} （２） とすることができる。本バイアス比率ＦF（ｘ）、Ｆ
R（ｘ）に基づきＡＡＰ９の火炉１０の缶前、缶後の空
気流量最適比率設定をそれぞれ容易に行うことができ
る。
イアス比率は、各補正係数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ３の合計値の半分として与えられる。すなわち、
缶前ＡＡＰ９の空気流量比率ＦF（ｘ）は ＦF(ｘ)＝１／２−{(Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３)／２} （１） 缶後ＡＡＰ９の空気流量比率ＦR（ｘ）は ＦR(ｘ)＝１／２＋{(Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３)／２} （２） とすることができる。本バイアス比率ＦF（ｘ）、Ｆ
R（ｘ）に基づきＡＡＰ９の火炉１０の缶前、缶後の空
気流量最適比率設定をそれぞれ容易に行うことができ
る。
【００１０】図２は本発明を制御系へ組み入れた例を示
す。上記各ミル１に対する補正係数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を関数として計算機に記憶させ、全体
のミル１の運転パターンに対して自動的に式（１）と式
（２）の計算を行わせる。計算結果は合計ＡＡＰ空気流
量指令の信号系にＦF（ｘ）およびＦR（ｘ）を補正係数
として組み込むことにより最適配分を自動的に制御され
る。各ミル１に対する補正係数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３は各ミル１に固有の特性であるため、こ
れらの係数を加算することにより、任意のミル運転パタ
ーンに対してバーナ３の領域の炉内ガス流動パターンを
評価することができる。したがって、この加算値を火炉
１０の運転あるいは制御に用いることにより、図４に示
すように、常に適正なＡＡＰ空気流量の缶前、缶後の配
分が得られる。二段燃焼比率すなわちＡＡＰ９の空気流
量合計値が広い範囲で変化する場合においては、図２に
おける補正信号ＦF（ｘ）、ＦR（ｘ）の上流側あるいは
下流側に、二段燃焼比率による補正信号を加えてもよ
い。この場合は、さらにきめ細かな制御が可能となる。
す。上記各ミル１に対する補正係数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を関数として計算機に記憶させ、全体
のミル１の運転パターンに対して自動的に式（１）と式
（２）の計算を行わせる。計算結果は合計ＡＡＰ空気流
量指令の信号系にＦF（ｘ）およびＦR（ｘ）を補正係数
として組み込むことにより最適配分を自動的に制御され
る。各ミル１に対する補正係数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３は各ミル１に固有の特性であるため、こ
れらの係数を加算することにより、任意のミル運転パタ
ーンに対してバーナ３の領域の炉内ガス流動パターンを
評価することができる。したがって、この加算値を火炉
１０の運転あるいは制御に用いることにより、図４に示
すように、常に適正なＡＡＰ空気流量の缶前、缶後の配
分が得られる。二段燃焼比率すなわちＡＡＰ９の空気流
量合計値が広い範囲で変化する場合においては、図２に
おける補正信号ＦF（ｘ）、ＦR（ｘ）の上流側あるいは
下流側に、二段燃焼比率による補正信号を加えてもよ
い。この場合は、さらにきめ細かな制御が可能となる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、任意のミル運転パター
ンに対してＡＡＰ空気量の缶前、缶後配分が最適化され
るので、高効率な燃焼を維持できる。
ンに対してＡＡＰ空気量の缶前、缶後配分が最適化され
るので、高効率な燃焼を維持できる。
【図１】 本発明の一実施例の各ミルに対する炉内流動
補正係数の例を示す図である。
補正係数の例を示す図である。
【図２】 本発明の一実施例の炉内流動補正係数を空気
流量制御装置へ組み込む例を示す図である。
流量制御装置へ組み込む例を示す図である。
【図３】 石炭焚きボイラにおける燃料と空気の供給状
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
【図４】 本発明の一実施例の炉内未燃ガス流動の缶前
缶後の流速（流量）分布を示す図である。
缶後の流速（流量）分布を示す図である。
【図５】 缶前缶後でミル運転台数に差がある場合に現
れる炉内未燃ガス流動の缶前缶後の流速（流量）の偏差
状況を示す図である。
れる炉内未燃ガス流動の缶前缶後の流速（流量）の偏差
状況を示す図である。
１…ミル、２…送炭管、３…バーナ、４…二次空気、５
…バーナ用ウインドボックス入口ダンパ、６…ＡＡＰ用
ウインドボックス入口ダンパ、７…バーナ用ウインドボ
ックス、８…ＡＡＰ用ウインドボックス、９…ＡＡＰ、
１０…火炉
…バーナ用ウインドボックス入口ダンパ、６…ＡＡＰ用
ウインドボックス入口ダンパ、７…バーナ用ウインドボ
ックス、８…ＡＡＰ用ウインドボックス、９…ＡＡＰ、
１０…火炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−225208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−171309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−284108（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−192044（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23C 11/00
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の燃料供給装置から燃料と一次空気
を各燃料供給装置に対応したバーナへそれぞれ供給し、
二次空気をバーナ用および二段燃焼用アフターエアポー
ト用にそれぞれ所定流量に制御して供給する火炉を備え
た燃焼装置において、 各々の燃料供給装置の運転状態が火炉内流動に及ぼす影
響を係数化し、任意の燃料供給装置の運転パターンに対
して前記各係数を加算化してアフターエアポート空気流
量の火炉の缶前と缶後のバイアス率をそれぞれ決定する
ことで最適なアフターエアポートからの空気流量を火炉
の缶前と缶後に配分する空気流量制御装置を備えたこと
を特徴とする燃焼装置。 - 【請求項２】 複数の燃料供給装置から燃料と一次空気
を各燃料供給装置に対応したバーナへそれぞれ供給し、
二次空気をバーナ用および二段燃焼用アフターエアポー
ト用にそれぞれ所定流量に制御して供給する火炉を備え
た燃焼装置において、 各々の燃料供給装置の運転状態が火炉内流動に及ぼす影
響を係数化し、任意の燃料供給装置の運転パターンに対
して前記各係数を加算化してアフターエアポート空気流
量の火炉の缶前と缶後のバイアス率をそれぞれ決定し、
さらに、二段燃焼比率を加味して最適なアフターエアポ
ートからの空気流量を火炉の缶前と缶後に配分する空気
流量制御装置を備えたことを特徴とする燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15001893A JP3308343B2 (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15001893A JP3308343B2 (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712310A JPH0712310A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3308343B2 true JP3308343B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=15487692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15001893A Expired - Fee Related JP3308343B2 (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3308343B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275362A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃焼装置 |
| JP4969464B2 (ja) | 2008-01-08 | 2012-07-04 | 三菱重工業株式会社 | バーナ構造 |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP15001893A patent/JP3308343B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0712310A (ja) | 1995-01-17 |
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