JP3806250B2 - Pulverized coal 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、産業用ボイラ及び化学工業炉等に採用される微粉炭の燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種微粉炭燃焼装置について、図5に基づいて説明する。
【0003】
01はボイラ本体で、微粉炭ノズル28、空気ノズル29と共働するバーナ風箱02を有し、炉内03には過熱器、蒸発器、節炭器等に当たる伝熱管群04を設置し、燃焼排ガス24は同伝熱管群04を加熱して煙道05へと送られる。
【0004】
煙道05の途中には空気過熱器(AH)06が配置され、煙道05内の燃焼排ガス24は誘引通風機(IDF)07で引かれて空気過熱器(AH)06、灰捕集装置08を経て煙突09から大気に放出される。
【0005】
なお、30は炉底用再循環ガスラインで、煙道05から分岐し、燃焼排ガス24の一部を炉底用再循環ガス32として炉底用再循環ガス送風機31で送り、ボイラ本体01の底部に供給する。
【0006】
18は燃焼用空気で、押込み通風機(FDF)10により引かれて、燃焼用空気ライン11から主バーナ空気ライン12を経由し、前記空気過熱器(AH)06で加熱されて主バーナ燃焼用空気19として前記バーナ風箱02の空気ノズル29から炉内03内へ供給される。
【0007】
また、燃焼用空気18の一部は、燃焼用空気ライン11から分岐して送風機15により石炭粉砕用熱空気ライン13へ送られ、前記空気過熱器(AH)06で加熱されて石炭粉砕用熱空気20として温調用冷空気21と混合され、石炭粉砕機14へ供給される。
【0008】
石炭粉砕用熱空気20は石炭粉砕機14において、図示省略の外部設備から石炭供給ライン16で供給される石炭22と混合され、微粉炭混合気23として微粉炭供給ライン17から前記微粉炭ノズル28へ供給される。
【0009】
なお27は温度調節装置で、微粉炭供給ライン17の途中で微粉炭混合気23の温度を計測し、石炭粉砕用熱空気ダンパ25及び温調用冷空気ダンパ26を制御して石炭粉砕用熱空気20と温調用冷空気21の混合を調節し、これにより微粉炭混合気23の温度調節をおこなう。
【0010】
前記の様に構成された従来の装置では、図示省略の石炭供給設備から送り込まれてきた石炭22は石炭粉砕機14へ投入され、別途送り込まれてきた石炭粉砕用熱空気20によって乾燥されながら微粉化される。
【0011】
石炭粉砕用熱空気20は燃焼用空気ライン11から一部を分流し、石炭粉砕用の送風機15によって主バーナ燃焼用空気19と同様に空気加熱器(AH)06で加熱され、石炭粉砕機14の出口温度が所定値となる様温調用冷空気21と混合され、かつ調節されて石炭粉砕機14へ供給される。
【0012】
石炭粉砕機14で微粉化された石炭22は、石炭粉砕用熱空気20と混合して微粉炭混合気23を形成し、石炭粉砕機14から微粉炭供給ライン17を通しボイラ本体01に設けられたバーナ風箱02へ送り込まれる。
【0013】
なお、バーナ風箱02内には微粉炭混合気23を炉内03へ吹き込むための微粉炭ノズル28と、それを燃焼するに必要な酸素を供給するための燃焼用空気18を炉内03へ吹き込む空気ノズル29が設けられており、微粉炭混合気23は微粉炭ノズル28から炉内03へ供給される。
【0014】
他方、燃焼用空気18は、大気を押込み通風機(FDF)10によって空気加熱器(AH)06へ圧送し、別途空気加熱器(AH)06へ送り込まれてくる燃焼排ガス24と熱交換し、加熱された後、主バーナ燃焼用空気19としてバーナ風箱02へ送り込まれ空気ノズル29から炉内03へ吹き込まれる。
【0015】
炉内03へ投入された微粉炭混合気23は図示省略の着火源によって着火し、前記空気ノズル29から投入された主バーナ燃焼用空気19によって炉内03で燃焼を完結して燃焼排ガス24が生成される。
【0016】
燃焼排ガス24は誘引通風機(IDF)07によって煙道05を通して誘引され、伝熱管群04を通過する際にその保有熱によって詳細図示省略の伝熱管群04内の蒸気を加熱し、更に空気加熱器(AH)06へ送り込まれて燃焼用空気18を加熱した後、灰捕集装置08を経て煙突09から排出される。
【0017】
なお、燃焼排ガス24の一部は煙道05から分岐し、炉底用再循環ガス32として炉底用再循環ガス送風機31により炉底用再循環ガスライン30を通してボイラ本体01底部から炉内03へ供給し、伝熱管群04の入口における燃焼排ガス24温度の制御をおこなわせる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の燃焼装置においては、石炭粉砕用熱空気20として大気(酸素濃度21%)を使用しているため、石炭粉砕機14内に可燃範囲ゾーンが形成され、何らかの原因により着火源が発生した場合には、石炭粉砕機14内で火災発生の恐れがある。
【0019】
また、微粉炭供給ライン17内及び微粉炭ノズル28内に微粉炭堆積が生じた場合、使用中(燃焼中)のバーナであれば先ず微粉炭ノズル28内の堆積微粉炭に着火、スラッキングを起こして微粉炭ノズル28及び微粉炭供給ライン17の通風抵抗が増加するため、ラインの微粉炭堆積が助長され、遂には微粉炭ノズル28及び微粉炭供給ライン17の焼損に至る恐れが有る。
【0020】
なお、これらの現象は、使用石炭の燃料比(固定炭素/揮発分)が低くなる程、その発生率も高くなる傾向にあるので、特に低燃料比炭の燃焼に当たっては、特別の安全対策を講じる必要がある。
【0021】
本発明は前記した従来の燃焼装置における種々の不具合を解消し、石炭粉砕機内での火災発生を防止し、かつ、微粉炭ノズル及び微粉炭供給ライン等の焼損発生を防止し、安全操業を行って装置の安定化、長寿命化を確保するようにした微粉炭燃焼装置を提供することを課題とするものである。
【0024】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたものであり、バーナ風箱に微粉炭混合気を供給する微粉炭供給ラインにO2 濃度再調節器を設けると共に、主バーナ空気ラインから主バーナ燃焼用空気を分流した微粉炭混合気用添加空気をO2 濃度再調節器に供給する微粉炭混合気O2 再調節用空気ラインを設け、微粉炭混合気のO2 濃度を計測するO2 調節装置により微粉炭混合気用添加空気の流路を開閉制御して適正O2 微粉炭混合気の供給量を調節した微粉炭燃焼装置を提供するものである。
【0025】
すなわち本発明によれば、微粉炭供給ラインに設けたO2 濃度再調節器を微粉炭混合気のO2 濃度が適正値を維持するように調節することにより、微粉炭供給ライン内に微粉炭堆積が生じた場合でも、不燃雰囲気を維持して石炭粉砕機及び微粉炭供給ラインにおける火災発生という不具合をなくしたものである。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図1乃至図4に基づいて説明する。
なお、前記した従来のものと同一部分には、図中同一の符号を付して示し、重複する説明は極力省略し、本実施の形態に固有の点に注力して説明する。
【0027】
44は石炭粉砕部O2 調節用GRラインで(GR:GAS RECIRCULATION)、炉底用再循環ガスライン30から分岐して石炭粉砕機14の上流で石炭粉砕用熱空気ライン13に連通し、炉底用再循環ガス32の一部を石炭粉砕部O2 調節用GR35として石炭粉砕用熱空気20及び温調用冷空気21に混合する径路を形成している。
【0028】
なお、この径路にはGR冷却器及び後述する石炭粉砕部O2 調節用GRダンパ46が設けられ、GR冷却器は石炭粉砕部O2 調節用GR35中に含まれる水分を除去してGR冷却器ドレン抜きライン36から系外に排出し、また石炭粉砕部O2 調節用GRダンパ46は石炭粉砕部O2 調節用GRライン44を流れる石炭粉砕部O2 調節用GR35の分量を制御してO2 濃度を調節する。
【0029】
33はO2 調節装置で、石炭粉砕機14を出る微粉炭混合気23をサンプリングして前記石炭粉砕部O2 調節用GRダンパ46の開度を制御して石炭粉砕機14に入る段階からO2 濃度を調節する。
【0030】
39はO2 濃度再調節器で、微粉炭供給ライン17から微粉炭ノズル28に至る微粉炭混合気23の径路に設けられ、同微粉炭供給ライン17の微粉炭混合気23と、主バーナ空気ライン12から分岐した微粉炭混合気O2 再調節用空気ライン38により微粉炭混合気用添加空気40を導入し、微粉炭ノズル28へ供給する適正O2 微粉炭混合気41の濃度を調節する。
【0031】
O2 濃度再調節器39の詳細は図2〜図4に示す様に、微粉炭供給ライン17から供給される微粉炭混合気23から微粉炭混合気排気42を分離して微粉炭混合気排気ライン43から取出し、残部は微粉炭混合気O2 再調節用空気ライン38から供給される微粉炭混合気用添加空気40と混合して適正O2 微粉炭混合気41として取り出す様に構成されている。
【0032】
なお、微粉炭混合気排気42は単独で又は主バーナ燃焼用空気19と混合してバーナ風箱02の空気ノズル29から炉内03内に供給される。
また、前記適正O2 微粉炭混合気41はO2 調節装置34でO2 濃度を計測され、微粉炭混合気O2 再調節用空気ライン38に配設された微粉炭混合気O2 再調節ダンパ37により微粉炭混合気用添加空気40の量を制御され、適正O2 微粉炭混合気41のO2 濃度を調節される。
【0033】
本実施の形態は前記の様に構成されているので、微粉炭混合気23の供給を受けて炉内03で燃焼によって発生した燃焼排ガス24の一部を煙道05から分岐した炉底用再循環ガスライン30より更に分岐して、石炭粉砕部O2 調節用GR35として炉底用再循環ガスライン30から分流し、十分にGR冷却器45によって含有水分を除去した後、石炭粉砕機14入口へ送り込み別途送り込まれてくる石炭粉砕用熱空気20及び温調用冷空気21と混合する。
【0034】
これらの3者、即ち石炭粉砕用熱空気20、温調用冷空気21、石炭粉砕部O2 調節用GR35の混合は、石炭粉砕機14出口の微粉炭混合気23をサンプリングして、温度調節装置27とO2 調節装置33へ送り込み、所定の設定温度及び設定O2 濃度ととなる様石炭粉砕用熱空気20、温調用冷空気21及び石炭粉砕部O2 調節用GR35の流量をそれぞれ石炭粉砕用熱空気ダンパ25、温調用冷空気ダンパ26、石炭粉砕部O2 調節用GRダンパ46で調節して行う。
【0035】
石炭粉砕機14出口における微粉炭混合気23のO2 濃度は、燃料比が低く、揮発分が高い石炭程低い値に設定し、石炭粉砕機14内及び微粉炭供給ライン17内での炉内03からの火炎伝播あるいは系内での自然発火等による焼損を未然に防止できる様にする。
【0036】
しかし、低O2 濃度に調節された微粉炭混合気23をそのままバーナ風箱02へ送り込み微粉炭ノズル28から炉内03へ吹き込んで燃焼に供した場合は、着火不良及び燃焼不良となるのは明らかである。
【0037】
そこで本実施形態では、微粉炭供給ライン17にO2 濃度再調節器39を設け、一旦低O2 濃度に設定した微粉炭混合気23をバーナ風箱02入口で再び燃焼に適した適正O2 微粉炭混合気41としている。
【0038】
図2、図3、及び図4にはO2 濃度再調節器39の一例を示しているが、このO2 濃度再調節器39に送り込まれてきた低O2 濃度の微粉炭混合気23はO2 濃度再調節器39内で遠心分離作用により、適正O2 微粉炭混合気41と微粉炭混合気排気42に分離される。
【0039】
また、この適正O2 微粉炭混合気41は、O2 濃度再調節器39出口で主バーナ燃焼用空気19から分離した微粉炭混合気用添加空気40と混合する。
【0040】
他方、微粉炭混合気排気42はO2 濃度再調節器39から微粉炭混合気排気ライン43を通して主バーナ空気ライン12へ合流させて炉内03へ投入する(なお、ここで示した主バーナ空気ライン12への合流に代えて、炉底用再循環ガスライン30へ合流させることもある)。
【0041】
微粉炭混合気用添加空気40と微粉炭混合気排気42の流量調節は、O2 濃度再調節器39出口における微粉炭供給ライン17のO2 濃度及び図示省略の混合気差圧(炉内03圧との差圧)を常時計測し、適正O2 微粉炭混合気41を所定O2 濃度で且つ一定混合気差圧となる様、O2 調節装置34及び図示省略の混合気差圧調節装置によって、微粉炭混合気O2 再調節ダンパ37及び微粉炭混合気排気量調節ダンパ47を制御して行う。
【0042】
なお、石炭粉砕機14入口における石炭粉砕用熱空気20と石炭粉砕部O2 調節用GR35の混合割合は、石炭粉砕機14出口の微粉炭混合気23中のO2 濃度を10%〜21%の範囲で調節可能となる様に設定する。
【0043】
また、適正O2 微粉炭混合気41中のO2 濃度は常時17%〜21%となるようO2 濃度再調節器39において微粉炭混合気用添加空気40の量と微粉炭混合気排気42の量を調節する。
【0044】
この結果、低燃料比炭を使用時でも石炭粉砕機14内に可燃範囲ゾーンが形成される事もなく、また、微粉炭供給ライン17内も微粉炭堆積が生じた場合でも不燃雰囲気に維持されているので、石炭粉砕機14及び微粉炭供給ライン17における火災発生に配慮することもなくボイラの運転に専念できる。
【0045】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【0047】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、バーナ風箱に微粉炭混合気を供給する微粉炭供給ラインにO2 濃度再調節器を設けると共に、主バーナ空気ラインから主バーナ燃焼用空気を分流した微粉炭混合気用添加空気をO2 濃度再調節器に供給する微粉炭混合気O2 再調節用空気ラインを設け、微粉炭混合気のO2 濃度を計測するO2 調節装置により微粉炭混合気用添加空気の流路を開閉制御して適正O2 微粉炭混合気の供給量を調節する様にして微粉炭燃焼装置を構成したので、微粉炭供給ラインに設けたO2 濃度再調節器を微粉炭混合気のO2 濃度が適正値を維持するように調節することにより、微粉炭供給ライン内に微粉炭堆積が生じた場合でも、不燃雰囲気を維持して石炭粉砕機及び微粉炭供給ラインにおける火災発生という不具合をなくし、安全操業を確保して信頼性を高め、かつ、保守点検に要する時間、経費を節減して経済性を高めた微粉炭燃焼装置を得ることができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る微粉炭燃焼装置の系統図である。
【図2】図1のII部の詳細構造を示す拡大図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】図2のB−B断面図である。
【図5】従来の微粉炭燃焼装置の系統図である。
【符号の説明】
01 ボイラ本体
02 バーナ風箱
03 炉内
04 伝熱管群
05 煙道
06 空気加熱器空気過熱器
07 誘引通風機
08 灰捕集装置
09 煙突
10 押込み通風機
11 燃焼用空気ライン
12 主バーナ空気ライン
13 石炭粉砕用熱空気ライン
14 石炭粉砕機
15 送風機
16 石炭供給ライン
17 微粉炭供給ライン
18 燃焼用空気
19 主バーナ燃焼用空気
20 石炭粉砕用熱空気
21 温調用冷空気
22 石炭
23 微粉炭混合気
24 燃焼排ガス
25 石炭粉砕用熱空気ダンパ
26 温調用冷空気ダンパ
27 温度調節装置
28 微粉炭ノズル
29 空気ノズル
30 炉底用再循環ガスライン
31 炉底用再循環ガス送風機
32 炉底用再循環ガス
33 O2 調節装置
34 O2 調節装置
35 石炭粉砕部O2 調節用GR
36 GR冷却器ドレン抜きライン
37 微粉炭混合気O2 再調節ダンパ
38 微粉炭混合気O2 再調節用空気ライン
39 O2 濃度再調節器
40 微粉炭混合気用添加空気
41 適正O2 微粉炭混合気
42 微粉炭混合気排気
43 微粉炭混合気排気ライン
44 石炭粉砕部O2 調節用GRライン
45 GR冷却器
46 石炭粉砕部O2 調節用GRダンパ
47 微粉炭混合気排気量調節ダンパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion apparatus for pulverized coal employed in business, industrial boilers, chemical industrial furnaces and the like.
[0002]
[Prior art]
This conventional pulverized coal combustion apparatus will be described with reference to FIG.
[0003]
01 is a boiler body, has a
[0004]
An air superheater (AH) 06 is arranged in the middle of the
[0005]
[0006]
[0007]
Further, a part of the
[0008]
Coal pulverization
[0009]
A
[0010]
In the conventional apparatus configured as described above, the
[0011]
A portion of the
[0012]
[0013]
In the
[0014]
On the other hand, the
[0015]
The pulverized
[0016]
The
[0017]
A part of the
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional combustion apparatus described above, since the atmosphere (
[0019]
Further, when pulverized coal accumulation occurs in the pulverized
[0020]
These phenomena tend to increase the lower the fuel ratio (fixed carbon / volatile content) of the coal used, so special safety measures should be taken, especially when burning low-fuel ratio coal. It is necessary to take.
[0021]
The present invention eliminates various problems in the conventional combustion apparatus described above, prevents the occurrence of fire in the coal pulverizer, prevents the occurrence of burning of the pulverized coal nozzle and the pulverized coal supply line, etc., and performs safe operation. Therefore, it is an object of the present invention to provide a pulverized coal combustion apparatus that ensures stabilization of the apparatus and a longer life.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is provided with an O 2 concentration readjustment device in a pulverized coal supply line for supplying a pulverized coal mixture to a burner wind box, and main burner combustion from the main burner air line. diverts use air and the pulverized coal mixture additives air provided pulverized coal mixture O 2 readjust air line for supplying the O 2 concentration readjusting device, O 2 adjusted for measuring the O 2 concentration of the pulverized coal-air mixture The present invention provides a pulverized coal combustion apparatus in which the flow rate of the additive air for the pulverized coal mixture is controlled by the apparatus to adjust the supply amount of the appropriate O 2 pulverized coal mixture.
[0025]
That is, according to the present invention, by adjusting the O 2 concentration readjusting device provided in the pulverized coal supply line, as the O 2 concentration of the pulverized coal-air mixture to maintain a proper value, pulverized coal in the pulverized coal supply line Even if deposition occurs, the incombustible atmosphere is maintained and the problem of fire occurrence in the coal pulverizer and pulverized coal supply line is eliminated.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The same parts as those of the conventional one are denoted by the same reference numerals in the drawings, and redundant description will be omitted as much as possible, and the description will focus on points unique to the present embodiment.
[0027]
44 is a GR line for adjusting the coal crushing section O 2 (GR: GAS RECIRCULATION), branched from the
[0028]
In addition, a GR cooler and a later-described coal damper O 2 adjusting GR damper 46 are provided in this path, and the GR cooler removes moisture contained in the coal grinder O 2 adjusting GR 35 to remove the GR cooler. The draining line 36 discharges the system outside, and the coal pulverizing part O 2 adjusting GR damper 46 controls the amount of the coal pulverizing part O 2 adjusting GR 35 flowing through the coal pulverizing part O 2 adjusting
[0029]
[0030]
39 is an O 2 concentration readjustment device, provided in the path of the pulverized
[0031]
As shown in FIGS. 2 to 4, the details of the O 2
[0032]
The pulverized
Further, the appropriate O 2 pulverized
[0033]
Since the present embodiment is configured as described above, a part of the
[0034]
These three components, namely, coal pulverizing
[0035]
The O 2 concentration of the pulverized
[0036]
However, when the pulverized
[0037]
Therefore, in the present embodiment, the pulverized
[0038]
2, 3, and in FIG. 4 shows an example of the O 2
[0039]
Further, the appropriate O 2 pulverized
[0040]
On the other hand, the pulverized coal
[0041]
Flow rate regulation of the pulverized coal
[0042]
The mixing ratio of the coal pulverizing
[0043]
Also, appropriate O 2 pulverized coal O 2 concentration of the mixture in the 41 amount and pulverized coal mixture exhaust pulverized coal
[0044]
As a result, a combustible range zone is not formed in the
[0045]
Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and it goes without saying that various modifications may be made to the specific structure within the scope of the present invention. Absent.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pulverized coal mixture in which the O 2 concentration readjustment device is provided in the pulverized coal supply line for supplying the pulverized coal mixture to the burner wind box and the main burner combustion air is divided from the main burner air line. Add pulverized coal mixture O 2 readjustment air line for supplying air additive air to O 2 concentration readjustment device, and add pulverized coal mixture by O 2 adjustment device that measures O 2 concentration of pulverized coal mixture Since the pulverized coal combustion device was configured to control the supply of the appropriate O 2 pulverized coal mixture by opening and closing the air flow path, the O 2 concentration readjuster provided in the pulverized coal supply line was replaced with pulverized coal. by the O 2 concentration of the mixture is adjusted to maintain the proper value, even if the pulverized coal deposits has occurred in the pulverized coal supply line, a fire in the coal pulverizer and pulverized coal supply line to maintain the incombustible atmosphere to eliminate the problem that occurs, the probability of the safety operation It was possible to obtain a pulverized coal combustion apparatus with improved reliability by reducing the time and cost required for maintenance inspection and improving the economy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a pulverized coal combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing a detailed structure of a portion II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 5 is a system diagram of a conventional pulverized coal combustion apparatus.
[Explanation of symbols]
01
36 GR
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