JP3812055B2 - Burner device for startup of pressurized fluidized bed boiler - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置に関するものである。より詳しくは、起動用バーナを安全に再着火し得るようにした加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在開発中の加圧流動床ボイラの一例を図2を用いて説明する。
【0003】
図示しないコンプレッサからの加圧空気Aを加圧空気管1により供給することにより内部を加圧状態にされた圧力容器2の中には、流動床ボイラ3が設けられている。
【0004】
該流動床ボイラ3内の下部には、図2中左右方向へ延びて上方へ空気などの加圧用ガス4を噴出するようにした散気管5が前後に複数並設されている。
【0005】
更に、流動床ボイラ3内における散気管5の上部には、石炭粒或いは石炭スラリ等の燃料を供給する燃料供給管6と、ボイラ水を通すようにした伝熱管7が配設されると共に、燃料供給管6や伝熱管7の上部に達するレベルにまで石灰石等の脱硫材や砂等を混合したベッド材8が装入されている。
【0006】
前記散気管5は、ほぼ水平な連通管9を介して横向きに設けられた起動用バーナ10に接続されている。
【0007】
起動用バーナ10は、前記連通管9に前端が接続されたバーナケーシング11を備えており、該バーナケーシング11の内部には、前端に前部排気筒12が取付けられていて多孔材により構成された燃焼筒13が備えられており、該燃焼筒13の後端中心部には、軽油15を開閉弁17により供給し、開閉弁18により供給される圧縮空気19により燃焼筒13内に燃料を噴出するようにしたバーナ本体20が備えられている。
【0008】
更に、前記バーナケーシング11には、前記燃焼筒13の外周に燃焼用の加圧空気Aを導入するための加圧空気導入口21を備えていると共に、前記燃焼筒13の外周と仕切壁12aで区画された前部排気筒12の外周に、加圧空気Aをバイパスさせて導入するためのバイパス空気導入口22を備えている。
【0009】
前記起動用バーナ10には、先端が前記バーナケーシング11を貫通して燃焼筒13の内部まで延びるように抜き差しできる点火装置23が備えられていると共に、燃焼筒13を外側から監視して着火を確認するようにした火炎検出器24をバーナケーシング11に取付けている。
【0010】
前記加圧空気導入口21は空気導管25を介して前記圧力容器2に接続されており、空気導管25の途中にはモータなどの駆動装置26によって開度が調整されるようにしたバタフライ弁などのダンパ27が備えられている。
【0011】
また、前記空気導管25におけるダンパ27の上流位置と前記バイパス空気導入口22との間にはバイパス空気導管28が接続されており、該バイパス空気導管28の途中にはモータなどの駆動装置29によって開度を調整されるようにしたバタフライ弁などのバイパスダンパ30が備えられている。更に、前記空気導管25における前記バイパス空気導管28の接続位置より上流には、流量計31が設けられている。
【0012】
前記流動床ボイラ3を駆動するには、先ず、外部の図示しないコンプレッサを駆動して、圧力容器2内へ加圧空気Aを供給する。すると、加圧空気Aによって、圧力容器2内の圧力が高められ、加圧空気Aの一部は、圧力容器2の上部に接続された空気導管25へ入ることになる。
【0013】
そして、駆動装置26によりダンパ27を開けると共に、駆動装置29によりバイパスダンパ30を開けることにより、ほとんどの加圧空気Aが、起動用バーナ10、連通管9を介して散気管5に送られるようにする。
【0014】
この状態で、前記ダンパ27とバイパスダンパ30の開度を調節して加圧空気導入口21から燃焼筒13の外周に供給される加圧空気Aを調節した状態で、開閉弁17と開閉弁18を開けてバーナ本体20に起動着火のための軽油15と圧縮空気19を供給して噴射させ、点火装置23で点火することにより、軽油15を燃焼筒13内で燃焼させる。この時、軽油15の燃焼が確実に行われたことを火炎検出器24で確認する。
【0015】
軽油15の燃焼が確認されたら、軽油15の供給量を増加させ、これと同時に加圧空気導入口21から燃焼筒13に供給される加圧空気Aの流量を増加するように前記ダンパ27の開度を大きくし、バイパスダンパ30の開度を絞る方向に制御する。
【0016】
前記起動用バーナ10の燃焼筒13で燃焼した高温の排ガスは、前部排気筒12及び連通管9を介して散気管5に導かれ、散気管5から上方へと噴射させられて、ベッド材8が加熱される。
【0017】
上記により、ベッド材8が所定の温度まで加熱されたら、起動用バーナ10への軽油15の供給を停止し、バイパスダンパ30を開くと共に、ダンパ27を閉じることにより、全ての加圧空気Aをバイパス空気導入口22及び連通管9を介して散気管5へ送るようにする。この時、加熱されたベッド材8に多量の加圧空気Aが供給されて加圧空気Aが急激な加熱によって膨張することによりベッド材8の流動(バブリング)が行われて流動層が形成される。
【0018】
この状態で、燃料供給管6からベッド材8の内部に石炭粒或いは石炭スラリ等の燃料を供給すると、供給された燃料は流動層の中で撹拌されつつ、流動層の熱で効率良く燃焼されることとなる。上記したように形成された流動層により、内部に配設された伝熱管7内を流れるボイラ水などが加熱されて蒸気が発生される。一方、流動床ボイラ3を出た燃焼ガスは、図示しない外部のタービンを駆動し、該タービンに接続された前記コンプレッサを駆動して、圧力容器2内へ加圧空気Aを供給するようになる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように加圧流動床ボイラを起動する際に、起動用バーナ10に供給される軽油15への着火が不点火となる場合が生じていた。
【0020】
即ち、バーナ本体20に供給される軽油15の量と加圧空気導入口21から導入される加圧空気Aとの比率が最適な状態からずれていたり、また点火装置23の火花の状態が悪かったり、或いはバーナ本体20から噴出される軽油15の噴射流と点火装置23の火花の位置とがずれていたりした場合に、着火が行われないことがある。
【0021】
このように軽油15の着火が不着火となった場合には、着火されなかったことを火炎検出器24によって知ることができるので、直ちに開閉弁17を閉じて軽油15の供給を停止するが、その時には既に数リットルもの軽油15がバーナ本体20の先端から燃焼筒13内に吹き出されており、吹き出された軽油15は燃焼筒13を通ってバーナケーシング11の底部に溜まることになり、この時底部に溜まった軽油15’は揮発性なので、そのままにしておくと、気化して可燃ガスが起動用バーナ10の内部に充満するようになる。
【0022】
そして、この可燃ガスの濃度が十分に薄まらないうちに起動用バーナ10を誤って再着火してしまうと、可燃ガスに引火して激しく燃焼するおそれがあり、起動用バーナ10を損傷する虞れがある。
【0023】
本発明は、上述の実情に鑑み、起動用バーナの不着火が生じても、安全に再着火し得るようにした加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置を提供することを目的とするものである。
【0024】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、流動床ボイラの散気管に接続された連通管に前端が接続されたバーナケーシングを備え、該バーナケーシングの内部に、前端に前部排気筒を取付けた燃焼筒を備え、該燃焼筒の後端部に、軽油を供給し圧縮空気により燃焼筒内に燃料を噴出するようにしたバーナ本体を備え、前記バーナケーシングに、前記燃焼筒の外周に加圧空気を導入する加圧空気導入口を備えると共に、前部排気筒の外周に加圧空気を導入するバイパス空気導入口を備えている加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置であって、前記バーナケーシングにおける燃焼筒の外側位置に、不活性ガス開閉弁を備えた不活性ガス導入管を接続したことを特徴とする加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置、に係るものである。
【0025】
請求項2に記載の発明は、不活性ガス導入管に加熱器を備えていることを特徴とする請求項1に記載の加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置、に係るものである。
【0026】
請求項3に記載の発明は、燃焼筒と散気管との間の経路に、ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度検出器を設け、不着火信号の入力により不活性ガス開閉弁を開作動し、一酸化炭素濃度検出器による一酸化炭素の検出濃度が設定値以下になった時に不活性ガス開閉弁を閉作動する制御器を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置、に係るものである。
【0027】
請求項1に記載の発明では、加圧流動床ボイラを起動する際に、起動用バーナに供給される軽油への着火が不着火となり軽油がバーナケーシングの内底部に溜まっても、バーナケーシングの内底部に溜まった軽油を不活性ガスの供給により除去するようにしているので、その後に再びバーナ本体から軽油を噴射させて着火を行う場合に、気化した可燃ガスが急激に燃焼するようなことがなくなり、再着火時の安全性を高めることができる。
【0028】
請求項2に記載の発明では、不活性ガス供給源の不活性ガスを起動用バーナに供給する際に、加熱器により不活性ガスを加熱するようにしているので、バーナケーシングの内底部に溜まった軽油の気化を促進させて溜まった軽油を除去するための時間を短縮できる。
【0029】
請求項3に記載の発明では、不着火信号の入力により不活性ガス開閉弁を開作動し、バーナケーシングの内底部に溜まった軽油の除去が終了したことを一酸化炭素濃度検出器により自動的に検出して不活性ガス開閉弁を閉作動するようにした制御器を備えているので、起動用バーナを再起動させるまでの時間を短縮することができると共に、不活性ガスの使用量を低減できる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例と共に説明する。
【0031】
図1は本発明の実施の形態例を示したもので、不活性ガスとして窒素ガスを用いた場合を示している。加圧流動床ボイラに備えられている起動用バーナ10において、該起動用バーナ10を構成しているバーナケーシング11における燃焼筒13の外側上部位置に、窒素ガス開閉弁(不活性ガス開閉弁)32を備えた窒素ガス導入管(不活性ガス導入管)33を接続し、該窒素ガス導入管33を窒素ガス供給源(不活性ガス供給源)34に接続して、該窒素ガス供給源34からの窒素ガス(不活性ガス)35を、窒素ガス導入管33に備えた窒素ガス開閉弁32の開閉によって前記起動用バーナ10に供給できるようにしている。
【0032】
また、前記窒素ガス導入管33に、窒素ガス供給源34からの窒素ガス35を加熱するようにした加熱器36を備えている。
【0033】
前記窒素ガス供給源34としては、窒素ガスボンベ等としてもよく、また、前記したような加圧流動床ボイラにおいては、一般に流動床ボイラ3の停止時に燃料供給管6内の燃料をパージして窒素ガスによる置換を行ったり、或いは石炭バンカに窒素ガス供給管を埋設して石炭の自然発火を防止する等の方法が実施されており、このような箇所への窒素ガスの供給を、空気を取入れて高濃度の窒素ガスを製造する窒素ガス製造装置を備えて行っているので、この窒素ガス製造装置で製造した窒素ガスを用いることもできる。
【0034】
また、不活性ガスとしては、上記した窒素ガス以外に、他の駆動されているボイラ等からの排ガスを利用することもできる。
【0035】
図1に示した構成において、加圧流動床ボイラを起動する際に、起動用バーナ10に供給される軽油15への着火が不着火に終った場合には、火炎検出器24によって着火されなかったことが検出され、直ちに開閉弁17が閉じられることにより軽油15の供給が停止される。
【0036】
しかし、この時には既に数リットルもの軽油15がバーナ本体20の先端から燃焼筒13内に吹き出されてバーナケーシング11の底部に溜まっているので、前記火炎検出器24により検出された軽油15への不着火に基づいて、窒素ガス開閉弁32を開けて窒素ガス供給源34の窒素ガス35を燃焼筒13の外周に供給する。窒素ガス35の供給を所定時間行うことにより、前記バーナケーシング11の底部に溜まっていた軽油15’を蒸発させてバーナケーシング11の底部から除去する。上記バーナケーシング11に溜まった軽油15’を総て除去することができたら、窒素ガス開閉弁32を閉じて窒素ガス35の供給を停止する。
【0037】
上記したように、加圧流動床ボイラを起動する際に、起動用バーナ10に供給される軽油15への着火が不着火に終って軽油15’がバーナケーシング11の内底部に溜まっても、前記したように溜まった軽油15’を窒素ガス35の供給によって除去するようにしているので、その後に再びバーナ本体20から軽油15を噴射させて着火を行う場合に、気化した可燃ガスが急激に燃焼するようなことがなくなり、再着火時の安全性を高めることができる。
【0038】
また、窒素ガス供給源34の窒素ガス35を起動用バーナ10に供給する際に、前記加熱器36によって窒素ガス35を加熱すれば、バーナケーシング11内底部に溜まった軽油15’の気化を促進させて溜まった軽油15’を除去するための時間を短縮することができる。
【0039】
また、図1においては、前記軽油15の不着火によってバーナケーシング11内底部に溜まった軽油15’の除去作業を自動的に行わせるための装置を備えている。
【0040】
即ち、燃焼筒13と散気管5との間の経路、例えば連通管9に、該連通管9の内部を通るガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度検出器37を設け、該一酸化炭素濃度検出器37による一酸化炭素の検出濃度38を入力すると共に、前記火炎検出器24によって得られる不着火信号39を入力するようにした制御器40を備えており、該制御器40に不着火信号39が入力されることにより窒素ガス開閉弁32を開作動し、バーナケーシング11の内底部に溜まった軽油15’の除去が終了して一酸化炭素濃度検出器37からの一酸化炭素の検出濃度38が設定値以下になった時に窒素ガス開閉弁32を閉じるようにしている。
【0041】
上記構成によれば、加圧流動床ボイラを起動する際に、起動用バーナ10に供給される軽油15への着火が不着火に終ったことが火炎検出器24によって検出されると、不着火信号39が制御器40に入力されることにより、制御器40は窒素ガス開閉弁32を開けるように作動し、これにより窒素ガス供給源34の窒素ガス35が起動用バーナ10に供給される。
【0042】
前記窒素ガス35の供給によりバーナケーシング11の内底部に溜まった軽油15’が気化されて可燃ガス(一酸化炭素)となり、この一酸化炭素が窒素ガス35と共に連通管9を流れることにより、窒素ガス35中の一酸化炭素の濃度が一酸化炭素濃度検出器37により検出される。この時の一酸化炭素の検出濃度38は高い値を示している。
【0043】
前記バーナケーシング11内底部に溜まった軽油15’が気化により減少してなくなると、前記一酸化炭素濃度検出器37による一酸化炭素の検出濃度38が急激に小さくなるので、上記一酸化炭素の検出濃度38が設定値以下になると、制御器40は前記窒素ガス開閉弁32を自動的に閉めるように作動する。
【0044】
従って、上記によれば、バーナケーシング11の内底部に溜まった軽油15’の除去が終了したことを自動的に検出して窒素ガス35の供給を停止するので、起動用バーナ10を再起動させるまでの時間を短縮することができると共に、窒素ガス35の使用量も低減することができる。
【0045】
尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0046】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、加圧流動床ボイラを起動する際に、起動用バーナに供給される軽油への着火が不着火に終り軽油がバーナケーシングの内底部に溜まっても、バーナケーシングの内底部に溜まった軽油を不活性ガスの供給により除去するようにしているので、その後に再びバーナ本体から軽油を噴射させて着火を行う場合に、気化した可燃ガスが急激に燃焼するようなことがなくなり、再着火時の安全性を高めることができる効果がある。
【0047】
請求項2に記載の発明によれば、不活性ガス供給源の不活性ガスを起動用バーナに供給する際に、加熱器により不活性ガスを加熱するようにしているので、バーナケーシングの内底部に溜まった軽油の気化を促進させて溜まった軽油を除去するための時間を短縮できる効果がある。
【0048】
請求項3に記載の発明によれば、不着火信号の入力により不活性ガス開閉弁を開作動し、バーナケーシングの内底部に溜まった軽油の除去が終了したことを一酸化炭素濃度検出器により自動的に検出して不活性ガス開閉弁を閉作動するようにした制御器を備えているので、起動用バーナを再起動させるまでの時間を短縮することができると共に、窒素ガスの使用量を低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の概略側断面図である。
【図2】従来の加圧流動床ボイラにおける起動用バーナ装置の一例を示す概略側断面図である。
【符号の説明】
3 流動床ボイラ
5 散気管
9 連通管
11 バーナケーシング
12 前部排気筒
13 燃焼筒
15 軽油
19 圧縮空気
20 バーナ本体
21 加圧空気導入口
22 バイパス空気導入口
32 窒素ガス開閉弁(不活性ガス開閉弁)
33 窒素ガス導入管(不活性ガス導入管)
36 加熱器
37 一酸化炭素濃度検出器
38 検出濃度
39 不着火信号
40 制御器
A 加圧空気[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a burner device for starting a pressurized fluidized bed boiler. More particularly, the present invention relates to a start-up burner device for a pressurized fluidized bed boiler that can safely re-ignite the start-up burner.
[0002]
[Prior art]
An example of a pressurized fluidized bed boiler currently under development will be described with reference to FIG.
[0003]
A fluidized
[0004]
In the lower part of the fluidized
[0005]
Furthermore, a
[0006]
The air diffuser 5 is connected to an
[0007]
The
[0008]
Further, the burner casing 11 is provided with a pressurized
[0009]
The
[0010]
The pressurized
[0011]
Further, a
[0012]
In order to drive the fluidized
[0013]
Then, the
[0014]
In this state, the opening /
[0015]
When the combustion of the
[0016]
The high-temperature exhaust gas combusted in the
[0017]
As described above, when the
[0018]
In this state, when fuel such as coal particles or coal slurry is supplied from the
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the pressurized fluidized bed boiler is started as described above, there has been a case where ignition to the
[0020]
That is, the ratio of the amount of
[0021]
In this way, when the ignition of the
[0022]
If the
[0023]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention aims to provide a startup burner device for a pressurized fluidized bed boiler that can be safely re-ignited even if the startup burner is not ignited. is there.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a burner casing having a burner casing having a front end connected to a communication pipe connected to a diffuser pipe of a fluidized bed boiler, and a front exhaust pipe attached to the front end inside the burner casing. A burner body that supplies light oil to the rear end portion of the combustion cylinder and jets fuel into the combustion cylinder by compressed air, and the burner casing is provided with pressurized air around the outer periphery of the combustion cylinder. A pressurized burner apparatus for starting a pressurized fluidized bed boiler having a pressurized air introduction port for introduction and a bypass air introduction port for introducing pressurized air to the outer periphery of the front exhaust pipe, The present invention relates to a starter burner device for a pressurized fluidized bed boiler, characterized in that an inert gas introduction pipe provided with an inert gas on-off valve is connected to an outer position of the combustion cylinder.
[0025]
The invention described in
[0026]
According to a third aspect of the present invention, a carbon monoxide concentration detector for detecting the carbon monoxide concentration in the gas is provided in the path between the combustion cylinder and the air diffuser, and the inert gas is opened and closed by the input of a non-ignition signal. 2. A controller for opening the valve and closing the inert gas on / off valve when the detected concentration of carbon monoxide by the carbon monoxide concentration detector becomes lower than a set value. This relates to a starter burner device for a pressurized fluidized bed boiler according to 2.
[0027]
In the first aspect of the present invention, when the pressurized fluidized bed boiler is started, even if the light oil supplied to the starting burner is not ignited and the light oil accumulates at the inner bottom of the burner casing, Since the light oil accumulated in the inner bottom is removed by supplying inert gas, the vaporized combustible gas will burn suddenly when light oil is injected again from the burner body and then ignited. Can be eliminated, and safety at the time of re-ignition can be improved.
[0028]
In the second aspect of the invention, when the inert gas from the inert gas supply source is supplied to the start-up burner, the inert gas is heated by the heater, so that it accumulates at the inner bottom of the burner casing. The time for removing the accumulated light oil can be shortened by promoting the vaporization of the light oil.
[0029]
In the invention according to
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and shows a case where nitrogen gas is used as an inert gas. In the
[0032]
The nitrogen gas introduction pipe 33 is provided with a
[0033]
The nitrogen
[0034]
In addition to the nitrogen gas described above, exhaust gas from other driven boilers can be used as the inert gas.
[0035]
In the configuration shown in FIG. 1, when starting the pressurized fluidized bed boiler, if the
[0036]
At this time, however, several liters of
[0037]
As described above, when the pressurized fluidized bed boiler is started, even if the
[0038]
Further, when the nitrogen gas 35 from the nitrogen
[0039]
Further, in FIG. 1, a device for automatically removing
[0040]
That is, a carbon
[0041]
According to the above configuration, when starting the pressurized fluidized bed boiler, if the
[0042]
By supplying the nitrogen gas 35, the
[0043]
When the
[0044]
Therefore, according to the above, since it is automatically detected that the removal of the
[0045]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0046]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when the pressurized fluidized bed boiler is started, even if the light oil supplied to the starting burner is not ignited and the light oil is accumulated in the inner bottom portion of the burner casing, Since the light oil accumulated in the inner bottom of the burner casing is removed by supplying inert gas, the vaporized combustible gas burns rapidly when ignition is performed by injecting light oil again from the burner body. There is no such a thing, and there is an effect that the safety at the time of re-ignition can be improved.
[0047]
According to the second aspect of the present invention, when the inert gas of the inert gas supply source is supplied to the starting burner, the inert gas is heated by the heater. This has the effect of shortening the time for removing the accumulated light oil by promoting the vaporization of the accumulated light oil.
[0048]
According to the third aspect of the present invention, the carbon monoxide concentration detector detects that the inert gas on-off valve is opened by the input of the non-ignition signal and the removal of the light oil accumulated in the inner bottom portion of the burner casing is completed. Since it has a controller that automatically detects and closes the inert gas on-off valve, it can reduce the time to restart the start burner and reduce the amount of nitrogen gas used. There is an effect that can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional side view of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional side view showing an example of a starting burner device in a conventional pressurized fluidized bed boiler.
[Explanation of symbols]
3 Fluidized bed boiler 5
33 Nitrogen gas introduction pipe (inert gas introduction pipe)
36
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