JP3702060B2 - Heavy oil emulsion fuel combustion equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、事業用、産業用の重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラや、重質油エマルジョン燃料中の水分を脱水したあとガス化する重質油ガス化コンバインドプラント等の重質油エマルジョン燃料燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5に従来の重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラの構成を示す。図5に示したボイラにおいて、重質油エマルジョン燃料101は、燃料タンク100からボイラ本体10のバーナに直接供給される。バーナには重質油エマルジョン燃料101の噴霧用蒸気9が供給され、燃焼し易い粒径まで重質油エマルジョン燃料101を霧化する。この後、燃料101はボイラ本体10内で燃焼される。
【0003】
一方、ボイラ本体10内の伝熱管等に付着する灰分等を吹き飛ばすために、別の水蒸気8がボイラ本体10内に供給される。ボイラ本体10で燃焼後の排ガス11は、脱硝装置20、脱塵装置30および湿式脱硫装置40を経て、煙突50から大気へ放出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術は、このように常温で重質油エマルジョン燃料101をボイラ本体10に供給するが、重質油エマルジョン燃料101中には、約20%〜30%の水分が含まれ、これがボイラ本体10内で蒸発するための熱が必要でありボイラ効率が低下する。
【0005】
本発明は、重質油エマルジョン燃料を用いるボイラ等の重質油エマルジョン燃料燃焼装置において、燃料中の水分による燃焼効率の低下を防ぐとともに排ガス中に含まれる水分による酸露点の上昇を防いだ重質油エマルジョン燃料燃焼装置を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、重質油エマルジョン燃料燃焼装置における前記課題を解決するため、重質油エマルジョン燃料を加熱して脱水し、脱水後の燃料を燃焼炉の燃料とする。一方、脱水した水分は少なくとも一部を燃焼装置の水分利用系へ送給し、従来は他から供給していた水分の代替として利用する。
【0007】
そして本発明による重質油エマルジョン燃料燃焼装置は重質油エマルジョン燃料を加熱して蒸発させて脱水する蒸発器を備え、その蒸発器は、加熱すべき重質油エマルジョン燃料が管内を流され加熱蒸気が管外を流される管束を有する蒸発器部分と、前記管束の上端が伸びていて前記蒸発器部分で加熱されて流出する重質油エマルジョン燃料から蒸発した蒸気と脱水したエマルジョン燃料とを分離するための水室構造一体にした構造を有している。
【0008】
本発明による燃焼装置において重質油エマルジョン燃料から脱水した水分を送給する燃焼装置の水分利用系としては、バーナアトマイズ蒸気系、スートブロワ蒸気系、または脱硫装置冷却水系などとすることができる。
【0009】
さらに、本発明による重質油エマルジョン燃料燃焼装置において、重質油エマルジョン燃料を脱水のため加熱して発生した水蒸気と軽質分可燃性ガスは、冷却して凝縮させることにより、水分と油分を分離して取り出すのが好ましい。
【0010】
この場合、重質油エマルジョン燃料を加熱した際に発生する水蒸気および軽質分可燃性ガスを加熱前の重質油エマルジョン燃料と熱交換させて冷却することにより、重質油エマルジョン燃料を脱水のために加熱した熱を回収することが好ましい。
【0011】
また、本発明による重質油エマルジョン燃料燃焼装置において重質油エマルジョン燃料を脱水のために加熱するのには、蒸気タービンの抽気蒸気またはスチームコンバータ生成蒸気を熱源として利用することができる。
【0012】
以上のように、本発明による重質油エマルジョン燃料燃焼装置では、重質油エマルジョン燃料中の水分を脱水し、脱水後の燃料のみを燃焼炉用燃料とすることにより、燃焼炉への多量水分投入による燃焼炉の効率低下を防止できる。また、脱水した水分も他から供給必要な水分の代替として利用するので燃焼装置全体の効率が向上することとなる。
【0013】
また、従来の重質油エマルジョン燃料燃焼装置では、多量の水分投入により出口排ガスの酸露点が高く、燃焼炉後流機器、配管内での結露による材料腐食あるいは煤塵の付着、堆積、ひどい場合は閉塞というトラブルを発生していたが、本発明の重質油エマルジョン燃料燃焼装置では、前記手段で燃焼炉への水分投入量が減少するので、これらのトラブルが解決できる。
【0014】
更に、本発明による重質油エマルジョン燃料燃焼装置では、脱水時の加熱により低沸点成分(水および一部の軽質油)が分離された重質油が燃焼炉のバーナへ供給されるので、重質油の霧化温度条件(200℃前後)でのベーパロックが解消され、燃焼炉の重質油の安定燃焼が維持される。
【0015】
重質油エマルジョン燃料は、常温で高粘性流体あるいは固体である重質油の輸送性とハンドリング性とを改善の為に、重質油発生元で水分(例えば30%)と混ぜてエマルジョン化し常温で流体として取り扱えるようするものであって、これを燃焼炉用燃料にそのまま使用する必要はなく、本発明の燃焼装置のように再度脱水して使用できるようにすれば燃焼装置の効率上有利になる。
【0016】
また、本発明による重質油エマルジョン燃料燃焼装置においては、重質油エマルジョン燃料を加熱、脱水蒸発させる蒸発器が、加熱すべき重質油エマルジョン燃料が管内を流され加熱蒸気が管外を流される管束を有する蒸発器部分と、前記管束の上端が伸びていて前記蒸発器部分で加熱されて流出する重質油エマルジョン燃料から蒸発した蒸気と脱水したエマルジョン燃料とを分離するための水室構造一体にした構造としていることにより、機器、配管を減らし、設置スペースを削減することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態による重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラについて図1に基づいて具体的に説明する。尚、以下の実施形態において、図5に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【0018】
図1に示した重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラでは、図5に示したボイラと同様、ボイラ本体10と排ガス処理系の脱硝装置20、脱塵装置30、湿式脱硫装置40および煙突50等から構成される重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラにおける燃料供給系に対し、重質油エマルジョン燃料中水分の脱水システムが配備されている。160は蒸気タービン設備を示している。
【0019】
図1に示した燃焼ボイラにおける脱水システムは、重質油エマルジョン燃料タンク100、重質油エマルジョン燃料加熱器110、燃料中の水分蒸発器120、脱水後の燃料貯蔵タンク130および油水分離器150等から構成される。
【0020】
重質油エマルジョン燃料製造元から送られてきた燃料は燃料タンク100に貯蔵される。このタンク100から図示していないポンプを介して送られる重質油エマルジョン燃料101は、後述する重質油エマルジョン燃料加熱器110で水蒸気および軽質油可燃ガスからなる蒸気121の潜熱および顕熱を吸収し温度上昇する。
【0021】
加熱器110を出た重質油エマルジョン燃料102は、水分蒸発器120に供給される。水分蒸発器120の加熱源は図2に示す蒸気タービン設備160の高圧・中圧蒸気タービン161の再熱用抽気蒸気の一部あるいはスチームコンバータ166の蒸気顕熱及び潜熱を利用する。
【0022】
蒸気タービン設備の具体的な構成を図2に示している。蒸気タービン設備は、高圧・中圧蒸気タービン161、低圧蒸気タービン162、復水器163、給水加熱器164、脱気器165ならびにスチームコンバータ166等により構成されている。
【0023】
ここで、脱水設備の水分蒸発器120で重質油エマルジョン燃料中の水分を蒸発させるための蒸気として、高圧・中圧タービンの再熱用抽気蒸気167もしくはスチームコンバータ166からのボイラスートブロワ用蒸気168を利用し、その水分蒸発器凝縮水169は、脱気器165もしくはスチームコンバータ166へ再び戻される。
【0024】
高圧蒸気タービンの再熱用抽気蒸気167の一部は例えば260℃の過熱蒸気であり、水分蒸発器120を出たあと蒸気タービン系統の脱気器165へ戻される。水分蒸発器120の構造を図3に示してある。
水分蒸発器120に供給されて高温になった重質油エマルジョン燃料は、蒸発器上部の水室172で重質油分122と水蒸気および軽質可燃性ガスからなる蒸気121に分離する。
【0025】
従来、水分蒸発器120は、図4に示すように気液分離140と別置きにされていた。この場合、燃料111を水分蒸発器120から気液分離140へ送る配管は、蒸発した水分の流速が速くならないように大口径の配管が必要となり、気液分離140でも蒸気121が重質油分122に混入しないように、また重質油分122が蒸気121に同伴されないように流速を遅くする必要があり内径の大きい気液分離140を必要としていた。
【0026】
図3に水分蒸発器120と気液分離140を一体にした構造を示す。蒸発器は胴170と管束A171aを固定した管板A173aと管板B173bが一体となった構造で、胴170の上部側面に再熱用抽気蒸気167またはボイラースートブロア用蒸気168の流入管177、下部側面に排出管178が接続されている。
【0027】
胴170の下部には、燃料174が設置してあり重質油エマルジョン燃料102の流入管179が接続されている。また、上部には水室172が設置してあり、水室172の側面には重質油分122が流出するノズル175、蒸気121が流出するノズル176が設置してある。また、水室172の内部には、管束B171bが設置されている。管束B171bは管板A173aにボルトで固定されるか、あるいは胴170と水室172のフランジと共締めされる構造である。
【0028】
重質油エマルジョン燃料102は燃料室174下部の流入管179より供給され、管束A171aの管内を通過し上部の管束B171bへと移動される。その間に胴170の側面より流入してきた再熱用抽気蒸気167またはボイラースートブロア用蒸気168によって加熱され、重質油エマルジョン燃料102中の水分は蒸発する。
【0029】
管束B171bの上部から流出する蒸気121と重質油分122は、水室172内で分離され気液分離器の効果を果たす。この場合、水室172は、水室172内部の蒸気121および重質油分122の各々の流速を低く保つように、通常別置きで設けた場合の気液分離器140より胴内径が大きくなっている。
【0030】
蒸発器上部で分離された重質油分122は、フラッシャー147で大気圧付近まで減圧した後、燃料貯蔵タンク130に一旦貯蔵され、ボイラ燃料131としてボイラ本体10のバーナ口へ供給される。
【0031】
ボイラ本体10のバーナ口へ供給されるこのボイラ燃料131は低沸点成分(水および一部の軽質油)が分離された重質油なので、重質油の霧化温度条件(200℃前後)でのベーパロックが解消され、ボイラでの重質油の安定燃焼が維持される。
【0032】
尚、重質油分122は水蒸気および軽質可燃性ガスからなる蒸気121が蒸発した時点で常温では流動性がなくなる為、燃料貯蔵タンク130およびバーナ口までの配管は加熱し流動性を保持する必要がある。
【0033】
蒸発した蒸気121は、一部はボイラバーナのアトマイズ用蒸気9として使用される。それ以外の蒸気は、それの持つ潜熱および顕熱を加熱器110で回収され蒸気121は凝縮後、水および軽質油分の混入した液体141となる。
【0034】
アトマイズ用蒸気9は、ボイラ本体10に不可欠なものであり、前記したように燃料中水分を利用しなければ他から供給必要であるものが、燃料中の水分でこれを補うことが出来るため、ボイラ本体10に他から供給する水分が減少でき、ボイラ本体10の効率向上と後流機器の信頼性の向上を達成することができる。
【0035】
この水分および油分を各々同システム内で有効に利用するため、油水分離器150で油分151と水分152に分離し、油分151はボイラの点火トーチ用等の燃料に、水分152は脱硫装置40の冷却水41に使用される。
【0036】
また、アトマイズ用蒸気同様、脱硝装置用冷却水は、ボイラ本体10に不可欠なものであり、プラントの使用水量を本発明によって減少させることが出来る。
【0037】
また、本実施形態では重質油エマルジョン燃料の脱水用熱源として蒸気タービン160の再熱用抽気蒸気167を使用するため、ボイラ本体10での排ガス顕熱により蒸気を発生させるための熱交換器が不要となるとともに、構成機器の簡素化が可能であり、その結果、システムの運転・信頼性が向上する。さらに、ボイラ排ガスの顕熱を利用せず一度蒸気タービンの出力に用いられた蒸気を使用するため、プラント効率の向上が考えられる。
【0038】
また、加熱器110を出た軽質油分の混入した液体(または一部蒸気)は、その顕熱を蒸気タービン設備160の復水器163から脱気器165までの給水加熱ラインで回収することが望ましい。
【0039】
【発明の効果】
以上のように本発明による重質油エマルジョン燃料燃焼装置では、燃料の重質油エマルジョン燃料を加熱して脱水したのち燃焼炉へ送給すると共に、前記したように脱水した水分の少なくとも一部を燃焼装置の水分利用系へ送給するように構成しており、この構成によれば、重質油エマルジョン燃料燃焼装置に送給する水分が大幅に減少でき、燃焼装置の効率向上と後流機器の酸露点上昇にともなう煤塵付着、堆積、閉塞等のトラブルが解消でき信頼性向上が達成できる。
【0040】
また、本発明による燃焼装置における重質油エマルジョン燃料を加熱、脱水蒸発させる蒸発器は、加熱すべき重質油エマルジョン燃料が管内を流され加熱蒸気が管外を流される管束を有する蒸発器部分と、前記管束の上端が伸びていて前記蒸発器部分で加熱されて流出する重質油エマルジョン燃料から蒸発した蒸気と脱水したエマルジョン燃料とを分離するための水室構造とを一体にした構造を有することにより、機器、配管を減らし、設置スペースを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による重質油エマルジョン燃料燃焼装置の系統図。
【図2】図1における蒸気タービンの系統を示す説明図。
【図3】図1における蒸発器の構造を示す縦断面図。
【図4】蒸発器と気液分離器を用いた従来の重質油エマルジョン燃料燃焼装置の構成を示す説明図。
【図5】従来の重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラの系統図。
【符号の説明】
8 水蒸気
9 噴霧用蒸気
10 ボイラ本体
11 排ガス
20 脱硝装置
30 脱塵装置
40 湿式脱硝装置
41 脱硫装置用冷却水
100 燃料タンク
101 重質油エマルジョン燃料
102 重質油エマルジョン燃料
110 重質油エマルジョン燃料加熱器
111 燃料
120 水分蒸発器
121 水蒸気および軽質油可燃ガスからなる蒸気
122 重質油分
130 燃料貯蔵タンク
131 ボイラ燃料
140 気液分離器
141 水および軽質油分の混入した液体
147 フラッシャー
150 油水分離器
151 油分
152 水分
160 蒸気タービン設備
161 高圧・中圧蒸気タービン
162 低圧蒸気タービン
163 復水器
164 給水加熱器
165 脱気器
166 スチームコンバータ
167 再熱用抽気蒸気
168 ボイラスートブロア用蒸気
169 重質油エマルジョン燃料中の水分蒸発器凝縮水
170 胴
171a 管束A
172 水室
171b 管束B
173a 管板A
173b 管板B
174 燃料室
175 ノズル
176 ノズル
177 流入管
178 排出管
179 流入管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heavy oil emulsion fuel combustion apparatus such as a heavy oil emulsion fuel combustion boiler for business use and industrial use, and a heavy oil gasification combined plant that gasifies after dehydrating water in the heavy oil emulsion fuel. About.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 shows the configuration of a conventional heavy oil emulsion fuel combustion boiler. In the boiler shown in FIG. 5, the heavy oil emulsion fuel 101 is directly supplied from the fuel tank 100 to the burner of the boiler body 10. Steam for spraying heavy oil emulsion fuel 101 is supplied to the burner, and the heavy oil emulsion fuel 101 is atomized to a particle size that is easy to burn. Thereafter, the fuel 101 is burned in the boiler body 10.
[0003]
On the other hand, another steam 8 is supplied into the boiler body 10 in order to blow off ash and the like adhering to the heat transfer tubes and the like in the boiler body 10. The exhaust gas 11 after combustion in the boiler body 10 is discharged from the chimney 50 to the atmosphere through the denitration device 20, the dust removal device 30 and the wet desulfurization device 40.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional technique, the heavy oil emulsion fuel 101 is supplied to the boiler body 10 at room temperature as described above. The heavy oil emulsion fuel 101 contains about 20% to 30% of water, which is the boiler body. The heat | fever for evaporating in 10 is required, and boiler efficiency falls.
[0005]
The present invention provides a heavy oil emulsion fuel combustion apparatus such as a boiler using heavy oil emulsion fuel, which prevents a decrease in combustion efficiency due to moisture in the fuel and prevents an increase in acid dew point due to moisture contained in the exhaust gas. It is an object to provide a quality oil emulsion fuel combustion apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems in the heavy oil emulsion fuel combustion apparatus, the present invention heats and dehydrates the heavy oil emulsion fuel, and uses the dehydrated fuel as fuel for the combustion furnace. On the other hand, at least a part of the dehydrated water is sent to the moisture utilization system of the combustion apparatus, and is used as a substitute for moisture that has been conventionally supplied.
[0007]
The heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to the present invention includes an evaporator for heating and evaporating the heavy oil emulsion fuel to dehydrate, and the evaporator is heated by flowing the heavy oil emulsion fuel to be heated in the pipe. Separation of vaporized and dehydrated emulsion fuel from the evaporator portion having a bundle of tubes through which steam flows outside the tube, and the heavy oil emulsion fuel that is heated at the evaporator portion and heated by the evaporator portion It has a structure that is integrated with a water chamber structure for this purpose.
[0008]
In the combustion apparatus according to the present invention, the water utilization system of the combustion apparatus for feeding water dehydrated from the heavy oil emulsion fuel may be a burner atomizing steam system, a soot blower steam system, or a desulfurization apparatus cooling water system.
[0009]
Furthermore, in the heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to the present invention, water vapor and light flammable gas generated by heating the heavy oil emulsion fuel for dehydration is cooled and condensed to separate water and oil. It is preferable to take it out.
[0010]
In this case, the heavy oil emulsion fuel is dehydrated by heat exchange and cooling of the steam and light combustible gas generated when the heavy oil emulsion fuel is heated with the heavy oil emulsion fuel before heating. It is preferable to recover the heat that is heated.
[0011]
Further, in order to heat the heavy oil emulsion fuel for dehydration in the heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to the present invention, the steam extracted from the steam turbine or the steam converter generated steam can be used as a heat source.
[0012]
As described above, in the heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to the present invention, water in the heavy oil emulsion fuel is dehydrated, and only the fuel after dehydration is used as fuel for the combustion furnace, so that a large amount of water is supplied to the combustion furnace. It is possible to prevent a reduction in efficiency of the combustion furnace due to charging. In addition, since the dehydrated water is used as a substitute for the water that needs to be supplied from others, the efficiency of the entire combustion apparatus is improved.
[0013]
In addition, in conventional heavy oil emulsion fuel combustion equipment, the acid dew point of the exhaust gas from the exhaust gas is high due to a large amount of water input, and in the case of material corrosion or dust adhesion, accumulation, or severe cases due to condensation in the downstream equipment of the combustion furnace or piping Although the trouble of blockage occurred, in the heavy oil emulsion fuel combustion apparatus of the present invention, since the amount of water input to the combustion furnace is reduced by the above means, these troubles can be solved.
[0014]
Furthermore, in the heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to the present invention, heavy oil from which low-boiling components (water and some light oils) are separated by heating during dehydration is supplied to the burner of the combustion furnace. The vapor lock under the atomization temperature condition (around 200 ° C.) of the quality oil is eliminated, and stable combustion of the heavy oil in the combustion furnace is maintained.
[0015]
Heavy oil emulsion fuel is emulsified by mixing it with water (for example, 30%) at the source of heavy oil to improve transportability and handling of heavy oil that is a highly viscous fluid or solid at room temperature. It is not necessary to use it as a fuel for a combustion furnace as it is, and if it can be dehydrated and used again like the combustion device of the present invention, it is advantageous in terms of efficiency of the combustion device. Become.
[0016]
Further, in the heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to the present invention, the evaporator for heating and dehydrating and evaporating the heavy oil emulsion fuel has the heavy oil emulsion fuel to be heated flowing inside the pipe and the heating steam flowing outside the pipe. And a water chamber structure for separating vapor evaporated from dehydrated emulsion fuel from heavy oil emulsion fuel that is heated at the evaporator portion and that flows out of the heavy oil emulsion fuel. With a structure that integrates and , equipment and piping can be reduced, and installation space can be reduced.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a heavy oil emulsion fuel combustion boiler according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the same components as those of the conventional apparatus shown in FIG.
[0018]
The heavy oil emulsion fuel combustion boiler shown in FIG. 1 includes a boiler body 10, an exhaust gas treatment system denitration device 20, a dust removal device 30, a wet desulfurization device 40, a chimney 50, and the like, similar to the boiler shown in FIG. A heavy oil emulsion fuel moisture dehydration system is provided for a fuel supply system in a heavy oil emulsion fuel combustion boiler. Reference numeral 160 denotes a steam turbine facility.
[0019]
The dehydration system in the combustion boiler shown in FIG. 1 includes a heavy oil emulsion fuel tank 100, a heavy oil emulsion fuel heater 110, a moisture evaporator 120 in fuel, a fuel storage tank 130 after dehydration, an oil water separator 150, and the like. Consists of
[0020]
The fuel sent from the heavy oil emulsion fuel manufacturer is stored in the fuel tank 100. The heavy oil emulsion fuel 101 sent from the tank 100 via a pump (not shown) absorbs the latent heat and sensible heat of the steam 121 composed of water vapor and light oil combustible gas by a heavy oil emulsion fuel heater 110 described later. The temperature rises.
[0021]
The heavy oil emulsion fuel 102 that has exited the heater 110 is supplied to the moisture evaporator 120. As a heating source of the water evaporator 120, a part of reheat extraction steam of the high-pressure / medium-pressure steam turbine 161 of the steam turbine equipment 160 shown in FIG. 2 or steam sensible heat and latent heat of the steam converter 166 is used.
[0022]
A specific configuration of the steam turbine equipment is shown in FIG. The steam turbine equipment includes a high-pressure / medium-pressure steam turbine 161, a low-pressure steam turbine 162, a condenser 163, a feed water heater 164, a deaerator 165, a steam converter 166, and the like.
[0023]
Here, as steam for evaporating the water in the heavy oil emulsion fuel in the water evaporator 120 of the dehydration facility, the reheat extraction steam 167 of the high pressure / medium pressure turbine or the steam for the boiler soot blower 168 from the steam converter 166 is used. The water evaporator condensate 169 is returned to the deaerator 165 or the steam converter 166 again.
[0024]
A part of the reheat extraction steam 167 of the high pressure steam turbine is, for example, superheated steam at 260 ° C., and is returned to the deaerator 165 of the steam turbine system after leaving the moisture evaporator 120. The structure of the moisture evaporator 120 is shown in FIG.
The heavy oil emulsion fuel that has been supplied to the water evaporator 120 and has reached a high temperature is separated into a heavy oil component 122 and steam 121 composed of water vapor and light combustible gas in the water chamber 172 at the top of the evaporator.
[0025]
Conventionally, the water evaporator 120 has been every separate the gas-liquid separator 140 as shown in FIG. In this case, piping for sending the fuel 111 from moisture evaporator 120 to the gas-liquid separator 140, a pipe having a large diameter as the flow rate of evaporated water is not faster required, the gas-liquid separator 140 even steam 121 is heavy as not mixed into oil 122, also heavy oil 122 is needed a large gas-liquid separator 140 need internal diameter to slow the flow rate so as not to be entrained in the vapor 121.
[0026]
Shows a structure integrally water evaporator 120 and the gas-liquid separator 140 in FIG. The evaporator has a structure in which a tube plate A 173a and a tube plate B 173b to which a cylinder 170 and a tube bundle A 171a are fixed are integrated, and an inflow pipe 177 of reheat extraction steam 167 or boiler soot blower steam 168 is formed on the upper side surface of the cylinder 170. A discharge pipe 178 is connected to the lower side surface.
[0027]
A fuel chamber 174 is installed at the lower portion of the barrel 170, and an inflow pipe 179 for the heavy oil emulsion fuel 102 is connected thereto. In addition, a water chamber 172 is installed in the upper part, and a nozzle 175 from which the heavy oil component 122 flows out and a nozzle 176 from which the steam 121 flows out are installed on the side surface of the water chamber 172. A tube bundle B 171 b is installed inside the water chamber 172. The tube bundle B 171 b is structured to be fixed to the tube plate A 173 a with bolts or to be fastened together with the body 170 and the flange of the water chamber 172.
[0028]
The heavy oil emulsion fuel 102 is supplied from the inflow pipe 179 at the lower part of the fuel chamber 174, passes through the pipe bundle A171a, and is moved to the upper pipe bundle B171b. In the meantime, it is heated by the reheat extraction steam 167 or the boiler soot blower steam 168 flowing in from the side surface of the cylinder 170, and the water in the heavy oil emulsion fuel 102 evaporates.
[0029]
The steam 121 and the heavy oil component 122 flowing out from the upper part of the tube bundle B 171 b are separated in the water chamber 172 and serve as a gas-liquid separator. In this case, the inner diameter of the water chamber 172 is larger than that of the gas-liquid separator 140 that is normally provided separately so as to keep the flow rates of the steam 121 and the heavy oil component 122 inside the water chamber 172 low. Yes.
[0030]
The heavy oil component 122 separated at the upper part of the evaporator is decompressed to near atmospheric pressure by the flasher 147 and then temporarily stored in the fuel storage tank 130 and supplied as boiler fuel 131 to the burner port of the boiler body 10.
[0031]
Since this boiler fuel 131 supplied to the burner port of the boiler body 10 is a heavy oil from which low-boiling components (water and some light oils) are separated, it is used under heavy oil atomization temperature conditions (around 200 ° C.). This eliminates the vapor lock and maintains stable combustion of heavy oil in the boiler.
[0032]
The heavy oil component 122 loses its fluidity at room temperature when the vapor 121 composed of water vapor and light flammable gas evaporates. Therefore, the piping to the fuel storage tank 130 and the burner port must be heated to maintain fluidity. is there.
[0033]
A part of the evaporated steam 121 is used as steam 9 for atomizing a boiler burner. The other steam is recovered by the heater 110 in the latent heat and sensible heat of the steam, and the steam 121 becomes a liquid 141 mixed with water and light oil after being condensed.
[0034]
The atomizing steam 9 is indispensable for the boiler body 10, and as described above, if the moisture in the fuel is not used, it is necessary to supply it from the other, but the moisture in the fuel can supplement this. Moisture supplied from the other to the boiler body 10 can be reduced, and the efficiency of the boiler body 10 and the reliability of the downstream equipment can be improved.
[0035]
In order to effectively use the water and oil in the system, the oil / water separator 150 separates the water and oil into oil 151 and water 152. The oil 151 is used as fuel for the ignition torch of the boiler, and the water 152 is supplied from the desulfurizer 40. Used for cooling water 41.
[0036]
Further, like the steam for atomization, the cooling water for the denitration device is indispensable for the boiler body 10, and the amount of water used in the plant can be reduced by the present invention.
[0037]
In the present embodiment, the reheat extraction steam 167 of the steam turbine 160 is used as a heat source for dehydration of the heavy oil emulsion fuel. Therefore, a heat exchanger for generating steam by exhaust gas sensible heat in the boiler body 10 is provided. In addition to being unnecessary, the components can be simplified, and as a result, the operation and reliability of the system are improved. Furthermore, since the steam once used for the output of the steam turbine is used without using the sensible heat of the boiler exhaust gas, the plant efficiency can be improved.
[0038]
In addition, the liquid (or a part of steam) mixed with light oil that has exited the heater 110 can be recovered in the feed water heating line from the condenser 163 to the deaerator 165 of the steam turbine facility 160. desirable.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, in the heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to the present invention, the heavy oil emulsion fuel is heated and dehydrated and then fed to the combustion furnace, and at least a part of the dehydrated water as described above is supplied. It is configured to be fed to the moisture utilization system of the combustion device, and according to this configuration, the moisture delivered to the heavy oil emulsion fuel combustion device can be greatly reduced, improving the efficiency of the combustion device and the downstream equipment Troubles such as dust adhesion, accumulation, and blockage accompanying the rise of acid dew point can be solved, and improvement in reliability can be achieved.
[0040]
Further, the evaporator for heating and dehydrating and evaporating heavy oil emulsion fuel in the combustion apparatus according to the present invention has an evaporator portion having a tube bundle in which the heavy oil emulsion fuel to be heated flows inside the pipe and the heated steam flows outside the pipe. When the structure obtained by integrating the water chamber structure for separating the emulsion fuel was dehydrated and vapor evaporated from the heavy oil emulsified fuel flowing out is heated in the evaporator portion have elongation upper end of the tube bundle By having it, equipment and piping can be reduced and the installation space can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an explanatory diagram showing a system of the steam turbine in FIG. 1. FIG.
3 is a longitudinal sectional view showing the structure of the evaporator in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration of a conventional heavy oil emulsion fuel combustion apparatus using an evaporator and a gas-liquid separator.
FIG. 5 is a system diagram of a conventional heavy oil emulsion fuel combustion boiler.
[Explanation of symbols]
8 Steam 9 Steam for spraying 10 Boiler body 11 Exhaust gas 20 Denitration device 30 Dedusting device 40 Wet denitration device 41 Cooling water for desulfurization device 100 Fuel tank 101 Heavy oil emulsion fuel 102 Heavy oil emulsion fuel 110 Heavy oil emulsion fuel heating 111 Fuel 120 Water vaporizer 121 Steam consisting of water vapor and light oil combustible gas 122 Heavy oil content 130 Fuel storage tank 131 Boiler fuel 140 Gas-liquid separator 141 Liquid 147 mixed with water and light oil Flasher 150 Oil / water separator 151 Oil content 152 Moisture 160 Steam Turbine Equipment 161 High / Medium Pressure Steam Turbine 162 Low Pressure Steam Turbine 163 Condenser 164 Feed Water Heater 165 Deaerator 166 Steam Converter 167 Reheat Extraction Steam 168 Boiler Soot Blower Steam 169 Heavy Oil Emulsion Moisture evaporator condensate 170 in barrel fuel 170 barrel 171a tube bundle A
172 Water chamber 171b Tube bundle B
173a Tube sheet A
173b Tube sheet B
174 Fuel chamber 175 Nozzle 176 Nozzle 177 Inflow pipe 178 Outlet pipe 179 Inflow pipe

Claims (5)

重質油エマルジョン燃料を加熱して脱水したあと燃焼炉へ送給するとともに、脱水した水分の少なくとも一部を燃焼炉の水分利用系へ送給するように構成された重質油エマルジョン燃料燃焼装置において、重質油エマルジョン燃料を加熱、蒸発させて脱水する蒸発器を備え、同蒸発器は、加熱すべき重質油エマルジョン燃料が管内を流され加熱蒸気が管外を流される管束を有する蒸発器部分と、前記管束の上端が伸びていて前記蒸発器部分で加熱されて流出する重質油エマルジョン燃料から蒸発した蒸気と脱水したエマルジョン燃料とを分離するための水室構造一体にした構造を有することを特徴とする重質油エマルジョン燃料燃焼装置。A heavy oil emulsion fuel combustion apparatus configured to heat and dehydrate heavy oil emulsion fuel and then send it to a combustion furnace, and to supply at least part of the dehydrated water to a moisture utilization system of the combustion furnace In which a heavy oil emulsion fuel is heated, evaporated and dehydrated, and the evaporator has a tube bundle in which the heavy oil emulsion fuel to be heated flows in the pipe and the heated steam flows outside the pipe. and vessel portion was integrated and water chamber structure for separating the emulsion fuel was dehydrated and vapor evaporated from the heavy oil emulsion fuel is heated effluent at the top is the evaporator portion has grown of the tube bundle A heavy oil emulsion fuel combustion apparatus characterized by having a structure . 上記水分利用系が、バーナアトマイズ用蒸気系、スートブロワ用蒸気系、および脱硫装置冷却水系の少なくともいづれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の重質油エマルジョン燃料燃焼装置。2. The heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to claim 1, wherein the moisture utilization system is at least one of a burner atomizing steam system, a soot blower steam system, and a desulfurizer cooling water system. 重質油エマルジョン燃料を加熱した際発生する水蒸気および軽質分可燃ガスを冷却して凝縮させ、水分と油分とを分離し取り出すことを特徴とする請求項1に記載の重質油エマルジョン燃料燃焼装置。The heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to claim 1, wherein water vapor and light component combustible gas generated when the heavy oil emulsion fuel is heated are cooled and condensed to separate and take out water and oil components. . 重質油エマルジョン燃料を加熱した際発生する水蒸気および軽質分可燃ガスを加熱前の重質油エマルジョン燃料と熱交換させて冷却することを特徴とする請求項3に記載の重質油エマルジョン燃料燃焼装置。The heavy oil emulsion fuel combustion according to claim 3, wherein water vapor and light combustible gas generated when the heavy oil emulsion fuel is heated are heat-exchanged with the heavy oil emulsion fuel before heating and cooled. apparatus. 重質油エマルジョン燃料の加熱を蒸気タービンの抽気蒸気またはスチームコンバータ生成蒸気で行うことを特徴とする請求項1〜4の一つに記載の重質油エマルジョン燃料燃焼装置。The heavy oil emulsion fuel combustion apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the heavy oil emulsion fuel is heated by extraction steam of a steam turbine or steam generated by a steam converter.
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