JP3668989B2 - バーナスロート部 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明はボイラ等の火炉の炉壁に開口されるバーナスロート部に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
火炉例えばボイラは、炉内で燃料を燃焼させ、この燃焼熱により蒸気等を発生させるものである。その炉壁には、図3に示すように、耐火材30でスロート状に形成された開口部(バーナスロート部)31が設けられている。
【0003】
バーナスロート部31にはこれを通して高温(例えば約1200〜1300℃)の炉2内に向けて燃料(微粉炭)を噴出する微粉炭燃焼バーナ3が設けられている。微粉炭燃焼バーナ3の外筒7の外周には、噴出される微粉炭に沿って炉2内へ向けて燃焼用空気を送り込むための環状の通風路10が設けられ、この通風路10には燃焼用空気の速度分布を変えるためのベーン12が設けられている。
【0004】
従って、微粉炭が微粉炭燃焼バーナ3から炉2内へ向けて噴出され、油バーナ5によって点火されて火炎となり炉2内を加熱する。また、この時の燃焼用空気が通風路10から送り込まれて微粉炭の燃焼を調整している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のバーナスロート部31は、火炉2内が高温例えば約1200〜1300℃になるため、耐熱性の面からSUSなどの鋼板ではもたないので耐火材30により形成されるが、耐火材30であると微粉炭燃焼の場合には燃焼ガス中に浮遊する融けた灰(燃焼に伴って発生した灰やスラグ)がその表面に付着、いわゆるクリンカ32が付着・生長する。このようなクリンカ32の付着・生長は、バーナ3の噴霧角を阻害し、燃焼のアンバランス、及び経時的に生長したクリンカ32の脱落による炉壁の損傷などの二次的な弊害を起こすことから従来から問題視されていた事象であり、これを解決する有効な手段はなかった。例えば、図3に示すように、空気溜33に周方向に所定の間隔を隔てて火炉2に向かって空気を噴出する噴出ノズル34を設けることが提案されるが、この場合、空気が正常に流れていてもクリンカの生成を抑えきれず生長堆積し、クリンカに貫通孔35ができる程度で時間の経過と共に噴出ノズル34の閉塞を起す。このため、停缶(ボイラ停止)時にはクリンカ32落とし及び灰出し作業をかならず行わなければならなかった。
【0006】
そこで、本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、クリンカの付着、生長を抑制することができるバーナスロート部を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のバーナスロート部は、バーナからの微粉炭を高温の火炉内に向けて噴出するために炉壁に開口され、かつ耐火材によりスロート状に形成された開口部に、その耐火材の表面に向けて空気等の冷却体を噴出する噴出口を設け、該噴出口に、クリンカの経時的な部分付着の抑制及び上記噴出口の清掃を行うための高圧のアスピレート用空気を供給できるように構成したものである。
【0008】
【作用】
微粉炭燃焼における耐火材へのクリンカの付着は火炎(約1200〜1300℃)からうける輻射熱による耐火材表面温度の上昇が主な要因である。このため、噴出口から空気等の冷却体を耐火材の表面に向けて噴出することで、耐火材の表面及びスロート部の雰囲気の温度が低下するので、クリンカの付着・生長が抑制される。さらに、噴出口に高圧のアスピレート用空気を供給できるようにしたので、クリンカの経時的な部分付着の抑制及び噴出口の清掃を行うことができる。
【0009】
。
【実施例】
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
【0010】
図1及び図2において、1はボイラ等の火炉2の炉壁を示し、この炉壁1は水管壁によって形成される。炉壁1には、微粉炭燃焼バーナ3からの微粉炭を高温の火炉2内に向けて噴出するために開口部(バーナスロート部)4が開口されている。
【0011】
微粉炭燃焼バーナ3は、中心に設けられた起動用の油バーナ(重油等の油を燃料とするバーナ)5と、その油バーナ5の外側に所定の間隔を隔てて配設され、一次空気を供給する内筒6と、その内筒6の外側に所定の間隔を隔てて配設され、微粉炭を供給する外筒7とから主になっており、その外側に油バーナ5の点火を行うための点火バーナ26が備えられている。内筒6と外筒7は、ほぼ同軸上に設けられると共に出口側がそれぞれ順次縮径されている。内筒6には一次空気供給管8が接続されていると共に、外筒7には微粉炭供給管9が接続されており、一次空気と微粉炭とが混合されて噴出されるようになっている。
【0012】
また、外筒7の先端部外側には、二次空気を供給する環状の通風路10が設けられ、この通風路10は多数のバーナ3(火炉2例えばボイラには通常多数のバーナ3が備えられている)に空気を分岐して送給する空気ダクトに接続されている。
【0013】
通風路10の内部には、多数のバーナベーン12が環状に配置され、これらバーナベーン12は、通風路10に形成されたベーン取付板13にベーン軸14を介して回動可能に取り付けられている。また、バーナベーン12には回動アーム15が取り付けられ、この回動アーム15の外側端部間がリンク16によりピンを介して連結されて環状のリンク機構17が構成されている。前記ベーン軸14の1つが図に示すように駆動軸18を介してベーン駆動装置19に連結されており、ベーン駆動装置19の駆動によりリンク機構17を介して多数のバーナベーン12の角度を一斉に変え、バーナベーン12相互間の間隔を広げたり狭めたりしてベーン開度を調整し、バーナ3に供給する空気の旋回力を強くしたり弱くしたりして燃焼状態を変化させることができるようになっている。
【0014】
このように、内筒6と外筒7から噴出された混合体が、その周囲から供給された二次空気とよく混合して、高温(例えば約1200〜1300℃)の火炉2内に噴出 (例えば、噴出角度θは約27°である)されるようになっており、噴出された微粉炭が油バーナ5によって点火されて火炎となり炉2内を加熱する。これにより、炉壁1である水管壁内を通るプロセス流体が加熱される。
【0015】
炉壁1に開口された開口部4はスロート状に形成されている。これは、バーナ3側の縮径部4aとスロート平行部4bとが鋼板(SUS310など)により、火炉側の縮径部4cが耐火材20によりそれぞれ形成されている。バーナ3側の縮径部4aの内側全周には空気溜(空気チャンバ)21が形成され、この空気チャンバ21にはスロート冷却用の空気を供給する空気管22が接続されており、空気供給装置(図示せず)からファン等により所定の圧力(例えば 1.1kg/cm 2 )になった空気が常時(ボイラ運転時(相当するバーナの運転が停止しているときでも))空気管22を介して空気チャンバ21に供給されるようになっている。空気管22には、経時的な部分付着の抑制および噴出口23の清掃のための高圧(例えば4〜7kg/cm2 )のアスピレート用の空気を供給するアスピレート空気管24が接続されている。アスピレート用の空気は、▲1▼バーナ3が多数例えば20個備えられている場合で、運転されていないバーナ3のバーナスロート部4に通じる空気チャンバ21に例えば5秒間隔で間欠的に供給されると共に、▲2▼火炉2(ボイラ)運転停止直後、火炉2内がまだ高温の時に供給されるようにする。
【0016】
また、スロート平行部4bを区画する鋼板は空気チャンバ21に接続されたリング状の空気噴出管25の一部として形成されており、スロート平行部4bとバーナ3側の縮径部4aを区画する鋼板は空気により常時ほぼ均一に冷却されるようになっている。
【0017】
空気噴出管25の噴出口23は、火炉2側の縮径部4cの表面全周(耐火材20の表面)に向けて空気を噴出するように形成されており、噴出口23からの空気によって耐火材20の表面及びスロート部4の雰囲気が冷却されるようになっている。
【0018】
次に本実施例の作用を述べる。
【0019】
まず、石炭ミル(図示せず)等により粉砕された微粉炭がバーナ3の外筒7から噴出されると共に、内筒6から一次空気が、通風路10から二次空気がそれぞれ噴出され、微粉炭が油バーナ5によって点火されて火炎となり火炉2内を加熱する。これにより、炉壁1である水管壁内を通るプロセス流体が加熱される。
【0020】
この高温(例えば約1200〜1300℃)の火炉2内では、燃焼に伴って大量の灰が発生し、燃焼ガス中に融けた灰が浮遊する。このとき、火炉2(火炎)からうける輻射熱によるバーナスロート部4(耐火材20)の表面温度が上昇しすぎると、その表面にクリンカが付着・生長するが、噴出口23から常時空気が耐火材20の表面(火炉2側の縮径部の全周全面)に向けて噴出されるため、クリンカの付着・生長が抑制される。
【0021】
すなわち、噴出口23から常温の空気を耐火材20の表面に噴出すると、耐火材20の表面が冷却されて表面温度が低くなると共に、スロート部4の雰囲気温度が低下する。これにより、溶けた灰がその表面に衝突すると表面温度が低いので灰が急冷されて固化状態になると考えられるため、灰が耐火材20に衝突しても付着、成長しにくくなり、耐火材20へのクリンカの付着・生長が抑制される。
【0022】
また、バーナスロート部4の平行部4bを鋼板により形成することで、鋼板はクリンカが付着・生長しにくいので、クリンカの付着範囲を最少限に抑えることができる。また、スロート平行部4b及びバーナ3側の縮径部4aを区画する鋼板は、空気噴出管25及び空気チャンバ21としても兼ねているため、空気により常時ほぼ均一に冷却されるので、火炉2内が例えば約1200〜1300℃の高温となってその輻射熱をうけても、鋼板の延命を図れる。
【0023】
従って、バーナスロート部4の平行部4bを鋼板により形成すると共に、火炉2側の耐火材20により形成される縮径部4cに向けて空気を噴出することで、バーナスロート部4へのクリンカの付着・生長を抑制することができる。これにより、クリンカの付着による火炎の不安定及び複数バーナ相互の燃焼アンバランスが解消し、安定燃焼の確立を達成できると共に、火炉壁収熱のアンバランスを解消することができ、クリンカの付着による二次弊害を軽減することができる。また、バーナスロート部4へのクリンカの付着・生長が抑制されるので、停缶 (ボイラ停止)時における炉壁の清掃(クリンカ落とし)及び灰出し作業の工数の低減が図れる。
【0024】
さらに、火炉2(ボイラ)運転時であって、運転が停止されているバーナ3のバーナスロート部4に通じる空気チャンバ21に、例えば5秒間隔で間欠的に高圧例えば7kg/cm2 のアスピレート用の空気をアスピレート空気管24及び空気管21を介して供給する。これにより、アスピレート用の空気がバーナスロート部4の耐火材20の全周表面に噴出されて、その表面上に付着しているクリンカが飛散して除去される。また、アスピレート用の空気は、火炉2(ボイラ)運転停止直後、火炉2内がまだ高温の時に空気チャンバ21に供給され、バーナスロート部4の耐火材20の全周表面に噴出される。これにより、バーナスロート部4の耐火材20の表面上に付着しているクリンカを冷却されて固着する前に飛散することが可能となる。よって、アスピレート用の空気を常備することで、経時的な部分付着の抑制および噴出口23の清掃を行える。
【0025】
なお、本実施例では噴出口から空気を噴出させて耐火材の表面を冷却したが、耐火材の表面を冷却することができるならばどのような冷却体でも良く、例えば蒸気を用いてもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、バーナスロート部ヘのクリンカの付着・生長を抑制できると共にクリンカの経時的な部分付着の抑制及び噴出口の清掃を行えるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の要部の拡大断面図である。
【図3】従来の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 炉壁
2 火炉
3 バーナ
4 開口部
20 耐火材
23 噴出口
Claims (1)
- バーナからの微粉炭を高温の火炉内に向けて噴出するために炉壁に開口され、かつ耐火材によりスロート状に形成された開口部に、その耐火材の表面に向けて空気等の冷却体を噴出する噴出口を設け、該噴出口に、クリンカの経時的な部分付着の抑制及び上記噴出口の清掃を行うための高圧のアスピレート用空気を供給できるように構成したことを特徴とするバーナスロート部。
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JPH08121751A JPH08121751A (ja) | 1996-05-17 |
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Cited By (1)
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1994
- 1994-10-20 JP JP25489394A patent/JP3668989B2/ja not_active Expired - Fee Related
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