JP4088615B2 - Pulverized coal fuel supply device - Google Patents
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Description
本発明は、微粉炭を燃焼させる石炭焚きボイラ等の微粉炭燃料の燃焼装置に適用され、火炉内に微粉炭燃料を噴出して燃焼せしめるバーナを該火炉の燃焼ガス流動方向に複数段設置し、原料炭をミルにより粉砕した粉砕炭を前記バーナに送り込むように構成された微粉炭燃料供給装置に関する。 The present invention is applied to a combustion apparatus for pulverized coal fuel such as a coal-fired boiler that burns pulverized coal, and burners for injecting and burning pulverized coal fuel into a furnace are installed in a plurality of stages in the combustion gas flow direction of the furnace. The present invention also relates to a pulverized coal fuel supply apparatus configured to send pulverized coal obtained by pulverizing raw coal into a burner.
火炉内に微粉炭燃料を噴出して燃焼せしめるバーナを該火炉の燃焼ガス流動方向に複数段設置し、原料炭をミルにより粉砕した粉砕炭を前記バーナに送り込むように構成された石炭焚きボイラ等の微粉炭燃料の燃焼装置においては、高い微粉度の微粉炭燃料を各バーナに供給するための種々の技術が提供されている。
かかる技術の1つである特許文献1(特開2004−125327号公報)の技術においては、ミルからの微粉炭を一次的に貯蔵するホッパーと、該ホッパーから微粉炭を定量的に切り出す切り出しホッパーと、該切り出しホッパーと火炉のバーナとを接続する輸送配管に設けられた分級装置とをそなえて、微粉炭の搬送性を損なうことなく小粒径の微粉炭を安定してバーナに供給するように構成されている。
A coal-fired boiler configured to install a plurality of burners for injecting and burning pulverized coal fuel into the furnace in the combustion gas flow direction of the furnace, and to feed the pulverized coal obtained by pulverizing the raw coal into the burner. In the pulverized coal fuel combustion apparatus, various techniques for supplying pulverized coal fuel with high fineness to each burner are provided.
In the technique of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-125327), which is one of such techniques, a hopper that primarily stores pulverized coal from a mill, and a cutting hopper that quantitatively cuts pulverized coal from the hopper And a classifier provided in a transport pipe that connects the cutting hopper and the furnace burner so as to stably supply pulverized coal with a small particle size to the burner without impairing the transportability of the pulverized coal. It is configured.
石炭焚きボイラ等の微粉炭燃料の燃焼装置において、未燃分を無くして燃焼効率を向上しかつNOx発生量を低減した燃焼を行うには、火炉の燃焼ガス流動方向に複数段設置されているバーナから粗粒分が少なく高微粉度(200♯パスの微粉(粒度75μ以下の微粉)の占める割合が95%以上)の微粉炭の燃焼を火炉全体で行い、火炉の全燃焼域において均一な燃焼を保持する必要がある。
かかる燃焼を実現するために、前記複数段のバーナに均一に前記のような高微粉度の微粉炭を供給するようにすると、各バーナに微粉炭を供給するためのミルの動力増加やミルの負荷増大に伴うローラの摩耗増大を招く。
In a combustion apparatus for pulverized coal fuel such as a coal-fired boiler, multiple stages are installed in the flow direction of the combustion gas in the furnace to eliminate unburned components and improve combustion efficiency and reduce NOx generation. Combustion of pulverized coal from the burner with a small amount of coarse particles and high fineness (the ratio of fine powder of 200 # pass (fine powder of particle size of 75μ or less) is 95% or more) is performed throughout the furnace, and is uniform in the entire combustion zone of the furnace It is necessary to maintain combustion.
In order to realize such combustion, if the pulverized coal with high fineness as described above is uniformly supplied to the burners of the plurality of stages, the power of the mill for supplying the pulverized coal to each burner is increased. This causes an increase in roller wear accompanying an increase in load.
また、前記のように高微粉度の微粉炭を供給しかつローラの摩耗を回避するためにミルの容量に余裕を持たせた設計を行うと、ミルが大型化して設備コストの増大を招く。
さらに、前記ミルの内部には分級装置を備えているが、ミル内部での微粉炭の流れの偏流や該分級装置に吹き込まれる微粉炭の粒子濃度が高いために分級精度の上昇が困難であり、このため各バーナに均一な粒度の微粉炭を供給し難い。
In addition, if the design is made such that the pulverized coal having a high fineness is supplied and the capacity of the mill is sufficient to avoid wear of the roller as described above, the mill becomes larger and the equipment cost increases.
Furthermore, although a classification device is provided inside the mill, it is difficult to increase the classification accuracy due to the drift of the flow of pulverized coal inside the mill and the high concentration of pulverized coal particles blown into the classification device. Therefore, it is difficult to supply pulverized coal having a uniform particle size to each burner.
然るに、前記特許文献1(特開2004−125327号公報)の技術にあっては、ミルから送り出された粉砕炭を、複数のホッパーを通してから圧縮空気によって分級器に供給し、該分級器で微粉と粗粉とに分級し、微粉を火炉へ供給するとともに粗粉をミルに戻して再粉砕するように構成されているにとどまり、微粉炭の粒度を火炉の全燃焼域において均一な燃焼を保持するように制御する手段については開示されていない。 However, in the technique of Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-125327), the pulverized charcoal fed from the mill is supplied to the classifier by compressed air after passing through a plurality of hoppers. It is configured to classify the pulverized coal into coarse powder, supply the fine powder to the furnace, and return the coarse powder to the mill for re-grinding. No means for controlling to do so is disclosed.
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、火炉の燃焼ガス流動方向に複数段設置されたバーナへの微粉炭の粒度を、各段のバーナにおいて均一な燃焼を実現して未燃分及びNOx(窒素酸化物)の発生を抑制し得る粒度に保持し、ミルの容量を適正容量にしてミルの装置コストを低減可能にした微粉炭燃料供給装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention realizes uniform combustion in each stage of the burner arranged in a plurality of stages in the combustion gas flow direction of the furnace to achieve uniform combustion in each stage of the burner and NOx ( An object of the present invention is to provide a pulverized coal fuel supply device that maintains a particle size capable of suppressing the generation of nitrogen oxides and that can reduce the mill device cost by setting the mill capacity to an appropriate capacity.
本発明はかかる目的を達成するもので、火炉内に微粉炭燃料を噴出して燃焼せしめるバーナを該火炉の燃焼ガス流動方向に複数段設置し、原料炭をミルにより粉砕した粉砕炭を前記バーナに送り込むように構成された微粉炭燃料供給装置において、前記ミルと前記各段のバーナとを接続し前記ミルからの前記粉砕炭を前記バーナに搬送する微粉炭供給管のうち、前記火炉の出口に近い下流側バーナに接続される微粉炭供給管に前記ミルからの粉砕炭を粒度の粗い粗粉と粒度の小さい微粉とに分級する分級装置を設置し、該分級装置の微粉出口を前記下流側バーナに接続し、該分級装置の粗粉出口を前記下流側バーナよりも前記燃焼ガス流動方向上流側のバーナへの微粉炭供給管に接続して、前記分級装置で分級された前記微粉を前記下流側バーナに供給するとともに、前記粗粉を前記上流側のバーナに供給するように構成したことを第1の要旨とする。
そして請求項1記載の発明は、前記第1の要旨に加えて、前記複数段のバーナ毎に設けられた前記ミルを同一容量に構成し、前記下流側バーナよりも燃焼ガス流動方向上流側に配置された中間段のバーナへは前記ミルから前記微粉炭供給管を介して直接粉砕炭を供給し、前記分級装置の粗粉出口を前記中間段のバーナよりも前記燃焼ガス流動方向上流側のバーナへの微粉炭供給管に接続することにある。
The present invention achieves such an object. A burner for injecting and burning pulverized coal fuel into a furnace is installed in a plurality of stages in the combustion gas flow direction of the furnace, and pulverized coal obtained by pulverizing raw coal with a mill is used as the burner. In the pulverized coal fuel supply device configured to be fed into the pulverized coal fuel supply pipe, the outlet of the furnace among the pulverized coal supply pipes that connect the mill and the burners of each stage and convey the pulverized coal from the mill to the burner. A classification device for classifying the pulverized coal from the mill into coarse coarse particles and small fine particles is installed in the pulverized coal supply pipe connected to the downstream burner close to the downstream, and the fine powder outlet of the classification device is connected to the downstream Connected to the side burner, the coarse powder outlet of the classifier is connected to the pulverized coal supply pipe to the burner on the upstream side in the combustion gas flow direction from the downstream burner, and the fine powder classified by the classifier The downstream bar And supplies to the burner, the first aspect in that the coarse powder was configured to supply to the upstream side of the burner.
The invention of claim 1, wherein, in addition to the first aspect, the mill provided for each burner of the plurality of stages configured in the same volume, the combustion gas flow direction upstream of the downstream burner The pulverized coal is directly supplied from the mill to the intermediate stage burner via the pulverized coal supply pipe, and the coarse powder outlet of the classifier is located upstream of the intermediate stage burner in the combustion gas flow direction. It is to connect to the pulverized coal supply pipe to the burner.
火炉の燃焼ガス流動方向に複数段のバーナを設置した石炭焚きボイラ等の微粉炭燃料の燃焼装置においては、火炉の出口までの距離が大きい燃焼ガス流動方向上流側のバーナから火炉内に噴出される微粉炭燃料の燃焼時間が、火炉の出口までの距離が小さい燃焼ガス流動方向下流側のバーナからの微粉炭燃料の燃焼時間よりも長くなる。
このため、火炉の出口までの距離が小さく燃焼時間が短い前記下流側バーナからの微粉炭燃料の粒度を、前記のように未燃分を無くして着火性を向上しかつNOx発生量を低減した燃焼を行うに必要な高微粉度(200♯パスの微粉(粒度75μ以下の微粉)の占める割合が95%以上)に保持すると、前記燃焼時間が前記下流側バーナからの微粉炭燃料よりも長くなる燃焼ガス流動方向上流側のバーナからの微粉炭燃料は、その粒度を前記下流側バーナからの微粉炭燃料の粒度よりも粗にしても、前記下流側バーナからの微粉炭燃料と同レベルの完全燃焼を行うことが可能となる。
In a combustion device for pulverized coal fuel such as a coal-fired boiler with multiple burners installed in the combustion gas flow direction of the furnace, the burner is jetted into the furnace from the burner upstream in the combustion gas flow direction where the distance to the furnace outlet is large. The combustion time of the pulverized coal fuel becomes longer than the combustion time of the pulverized coal fuel from the burner on the downstream side in the combustion gas flow direction where the distance to the furnace outlet is small.
For this reason, the particle size of the pulverized coal fuel from the downstream burner with a short distance to the furnace outlet and a short combustion time is eliminated as described above to improve the ignitability and reduce the amount of NOx generated. Holding at the high fineness necessary for combustion (the proportion of fine powder of 200 # pass (fine powder of particle size 75 μm or less) is 95% or more), the combustion time is longer than the pulverized coal fuel from the downstream burner. The pulverized coal fuel from the upstream burner in the combustion gas flow direction has the same level as the pulverized coal fuel from the downstream burner even if the particle size is coarser than the particle size of the pulverized coal fuel from the downstream burner. Complete combustion is possible.
本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、火炉の出口に近い下流側バーナに接続される微粉炭供給管に前記ミルからの粉砕炭を粒度の粗い粗粉と粒度の小さい微粉とに分級する分級装置を設置し、該分級装置の微粉出口を火炉の出口までの距離が小さく燃焼時間が短い前記下流側バーナに接続して該下流側バーナからの微粉炭燃料の粒度を前記のような高微粉度に保持するとともに、該分級装置の粗粉出口を前記火炉の出口までの距離が大きく燃焼時間が長い燃焼ガス流動方向上流側のバーナへの微粉炭供給管に接続して該上流側バーナには前記下流側バーナへの微粉炭燃料よりも粒度が粗の微粉炭燃料を供給することにより、前記下流側バーナ及び上流側のバーナで、未燃分を無くして着火性を向上しかつNOx発生量を低減した同一レベルの燃焼を行うことができる。 The present invention has been made based on such knowledge, and classifies the pulverized coal from the mill into coarse pulverized powder and fine pulverized powder with a small particle size in a pulverized coal supply pipe connected to a downstream burner close to the outlet of the furnace. A classifier is connected, and the fine powder outlet of the classifier is connected to the downstream burner where the distance to the furnace outlet is small and the combustion time is short, and the particle size of the pulverized coal fuel from the downstream burner is as described above While maintaining a high fineness, the coarse powder outlet of the classifier is connected to the pulverized coal supply pipe to the burner on the upstream side in the combustion gas flow direction where the distance to the furnace outlet is large and the combustion time is long. By supplying pulverized coal fuel having a coarser particle size than the pulverized coal fuel to the downstream burner to the burner, the downstream burner and the upstream burner eliminate unburned components and improve ignitability. Reduced NOx generation It is possible to perform the level of combustion.
従ってかかる発明によれば、火炉の出口に近い下流側バーナに接続されるミルのみ前記高微粉度の微粉炭燃料粒度に対応した容量に設計すれば、上流側のバーナに接続されるミルは前記下流側バーナに接続されるミルよりも小容量の設計であっても、未燃分を無くして着火性を向上しかつNOx発生量を低減した前記下流側バーナ側と同一レベルの燃焼を行うことがが可能となる。
これにより、前記下流側バーナに接続される微粉炭供給管に分級装置を設置して、該分級装置からの微粉を下流側バーナに供給し該分級装置からの粗粉を上流側バーナに供給するというきわめて簡単な構造かつ低コストの微粉炭燃料供給装置で以って、各段のバーナにおいて均一な燃焼を実現して、未燃分を無くして着火性を向上しかつNOxの発生を抑制し得る燃焼を行うことが可能となる。
Therefore, according to this invention, if only the mill connected to the downstream burner near the outlet of the furnace is designed to have a capacity corresponding to the high fineness pulverized coal fuel particle size, the mill connected to the upstream burner is Even if the design is smaller than that of the mill connected to the downstream burner, combustion should be performed at the same level as that of the downstream burner with no unburned content, improved ignitability, and reduced NOx generation. Is possible.
Thereby, a classification device is installed in the pulverized coal supply pipe connected to the downstream burner, fine powder from the classification device is supplied to the downstream burner, and coarse powder from the classification device is supplied to the upstream burner. The pulverized coal fuel supply device with an extremely simple structure and low cost realizes uniform combustion in each stage of the burner, eliminates unburned components, improves ignitability, and suppresses the generation of NOx. It is possible to obtain combustion.
また、請求項2記載の発明は、前記第1の要旨に加えて、前記分級装置の微粉出口と前記下流側バーナとを接続する前記微粉炭供給管に前記微粉を溜める捕集ビンを設置し、該捕集ビン内に溜められる微粉の量を検出する微粉量検出手段と、該微粉量検出手段からの前記微粉の量の検出値に基づき該分級装置を通った微粉量が一定の目標範囲内になるように前記分級装置の回転数を制御するコントローラとを備えてなることを特徴とする。
かかる発明において、前記微粉量検出手段は具体的には次の2つの手段による。
(1)前記微粉量検出手段は前記捕集ビン内における微粉のレベルを検出するレベル計からなり、前記コントローラは前記レベル計からのレベル検出値が目標レベル範囲内になるように前記分級装置の回転数を制御するように構成される。
(2)前記微粉量検出手段は前記捕集ビン内における微粉の重量を検出するロードセルからなり、前記コントローラは前記ロードセルからの微粉重量検出値が目標重量範囲内になるように前記分級装置の回転数を制御するように構成される。
The invention of
In this invention, the fine powder amount detecting means is specifically based on the following two means.
(1) The fine powder amount detecting means comprises a level meter for detecting the level of fine powder in the collection bottle, and the controller is adapted to control the classifier so that the level detection value from the level meter is within a target level range. It is configured to control the rotational speed.
(2) The fine powder amount detection means comprises a load cell that detects the weight of fine powder in the collection bin, and the controller rotates the classifier so that the fine powder weight detection value from the load cell is within a target weight range. Configured to control the number.
かかる発明によれば、分級装置の微粉出口と下流側バーナとを接続する微粉炭供給管に微粉を溜める捕集ビンを設置して、該捕集ビン内に一時的に溜められる微粉の量を、レベル計による微粉のレベルあるいはロードセルによる微粉重量によって検出し、かかる微粉の量の検出値に基づき分級装置の回転数を下流側バーナへの微粉量が一定の目標範囲内になるように制御することにより、分級装置における分級精度を高精度に保持することが可能となり、各段のバーナに供給する微粉炭の粒度を、均一な燃焼を実現して未燃分及びNOxの発生を抑制し得る粒度に保持することができる。 According to this invention, the collection bin for collecting fine powder is installed in the pulverized coal supply pipe connecting the fine powder outlet of the classifier and the downstream burner, and the amount of fine powder temporarily stored in the collection bin is set. Detecting by the level of fine powder by the level meter or the fine powder weight by the load cell, and controlling the number of rotations of the classifier so that the fine powder amount to the downstream burner is within a certain target range based on the detected value of the fine powder amount. As a result, the classification accuracy in the classification device can be maintained with high accuracy, and the particle size of the pulverized coal supplied to the burners at each stage can be achieved to achieve uniform combustion and suppress the generation of unburned components and NOx. The particle size can be maintained.
また、請求項5記載の発明は、前記第1の要旨に加えて、前記分級装置の微粉出口と前記下流側バーナとを接続する前記微粉炭供給管に前記微粉を溜める捕集ビンを設置し、該捕集ビンの前記微粉炭供給管への接続部に、空気流により該捕集ビン内の微粉を前記微粉炭供給管内に搬送する空気搬送装置を設けるとともに、該空気搬送装置への空気量を調整する空気量調整手段を設け、前記空気量調整手段により前記空気搬送装置の空気量を調整することにより、前記捕集ビンから微粉炭供給管に搬送される微粉の量を制御するように構成してなることを特徴とする。
かかる発明によれば、分級装置の微粉出口と下流側バーナとを接続する微粉炭供給管に微粉を溜める捕集ビンを設置して、該捕集ビン内の微粉を空気搬送装置により下流側バーナに供給し、空気量調整手段により該空気搬送装置の空気量を調整して捕集ビンから下流側バーナに供給される微粉量を制御することにより、下流側バーナへの微粉量を常時適正量に維持することができる。
The invention of claim 5, wherein, in addition to the first aspect, established a collecting bottle for storing the fines to the pulverized coal supply pipe which connects the fines outlet of the classification device and said downstream burner In addition, an air conveyance device that conveys the fine powder in the collection bin into the pulverized coal supply pipe by an air flow is provided at a connection portion of the collection bin to the pulverized coal supply pipe, and air to the air conveyance device An air amount adjusting means for adjusting the amount is provided, and the amount of fine powder conveyed from the collection bin to the pulverized coal supply pipe is controlled by adjusting the air amount of the air conveying device by the air amount adjusting means. It is characterized by comprising.
According to this invention, the collection bin for collecting fine powder is installed in the pulverized coal supply pipe that connects the fine powder outlet of the classifier and the downstream burner, and the fine powder in the collection bin is moved to the downstream burner by the air conveying device. The amount of fine powder supplied to the downstream burner is always controlled by adjusting the air amount of the air conveying device by the air amount adjusting means and controlling the amount of fine powder supplied from the collection bin to the downstream burner. Can be maintained.
また、参考技術は、火炉内に微粉炭燃料を噴出して燃焼せしめるバーナを該火炉の燃焼ガス流動方向に複数段設置し、原料炭をミルにより粉砕した粉砕炭を前記バーナに送り込むように構成された微粉炭燃料供給装置において、前記ミルを前記バーナと同数設けて各段のバーナに微粉炭供給管を介して接続するとともに、前記火炉における燃焼ガス流動方向上流側のバーナに接続されるミルを、その粒度が該上流側のバーナよりも前記火炉の出口に近い下流側のミルの粒度よりも大きくなるように構成した。
かかる参考技術において好ましくは、前記バーナと同数設けた複数のミルは、前記火炉の出口に近い下流側のミルが粒度の最も小さいミルに構成され、燃焼ガス流動方向上流側になるに従い粒度の大きいミルにより構成する。
In addition, the reference technology is configured such that burners for injecting and burning pulverized coal fuel into a furnace are installed in multiple stages in the combustion gas flow direction of the furnace, and pulverized coal obtained by pulverizing raw coal by a mill is sent to the burner. In the pulverized coal fuel supply apparatus, the same number of the mills as the burners are connected to the burners at each stage via the pulverized coal supply pipes, and the mills are connected to the burners on the upstream side in the combustion gas flow direction in the furnace. Was configured such that its particle size was larger than that of the downstream mill closer to the furnace outlet than the upstream burner .
In such a reference technique , preferably, the plurality of mills provided in the same number as the burner is configured such that the downstream mill close to the furnace outlet is the smallest in particle size, and the particle size increases toward the upstream in the combustion gas flow direction. Consists of a mill.
かかる参考技術によれば、火炉の出口までの距離が大きく燃焼時間が長い燃焼ガス流動方向上流側のバーナに接続されるミルを、その粒度が火炉の出口までの距離が小さく燃焼時間が短い下流側バーナに接続されるミルよりも大きくなるように構成することにより、下流側のバーナに接続されるミルからの微粉炭燃料の粒度を高微粉度に保持するとともに、上流側バーナに接続されるミルからの微粉炭燃料の粒度を前記下流側バーナよりも粗とすることにより、前記下流側バーナ及び上流側のバーナで、未燃分を無くして着火性を向上しかつNOx発生量を低減した同一レベルの燃焼を行うことができる。
これにより、前記上流側のバーナに接続されるミルの容量を下流側バーナに接続されるミルの容量よりも小さく設計しても、未燃分を無くしかつNOx発生量を低減した同一レベルの燃焼を行うことが可能となり、ミルを小型化、低コスト化することができる。
According to such a reference technique , a mill connected to a burner on the upstream side in the flow direction of the combustion gas with a long distance to the furnace outlet and a long combustion time is connected to the downstream with a small particle size and a short combustion time to the furnace outlet. By configuring so as to be larger than the mill connected to the side burner, the particle size of the pulverized coal fuel from the mill connected to the downstream burner is maintained at a high fineness and connected to the upstream burner. By making the particle size of the pulverized coal fuel from the mill coarser than that of the downstream burner, the downstream burner and the upstream burner eliminate unburned components to improve ignitability and reduce NOx generation. The same level of combustion can be performed.
Thus, even if the capacity of the mill connected to the upstream burner is designed to be smaller than the capacity of the mill connected to the downstream burner, the combustion at the same level that eliminates unburned parts and reduces the amount of NOx generated This makes it possible to reduce the size and cost of the mill.
本発明によれば、下流側バーナに接続される微粉炭供給管に高精度の分級装置を設置することにより、火炉の出口に近い下流側バーナに接続されるミルのみ高微粉度の微粉炭燃料粒度に対応した容量に設計すれば、上流側のバーナに接続されるミルは前記下流側バーナに接続されるミルよりも小容量の設計であっても、未燃分を無くしかつNOx発生量を低減した前記下流側バーナ側と同一レベルの燃焼を行うことが可能となる。
これにより、前記下流側バーナに接続される微粉炭供給管に分級装置を設置して、該分級装置からの微粉を下流側バーナに供給し該分級装置からの粗粉を上流側バーナに供給するというきわめて簡単な構造かつ低コストの微粉炭燃料供給装置で以って、各段のバーナにおいて均一な燃焼を実現して未燃分及びNOxの発生を抑制し得る燃焼を行うことが可能となる。
According to the present invention, a pulverized coal fuel having a high fineness only in a mill connected to the downstream burner close to the furnace outlet is provided by installing a high-precision classification device in the pulverized coal supply pipe connected to the downstream burner. If the capacity corresponding to the particle size is designed, even if the mill connected to the upstream burner is designed to have a smaller capacity than the mill connected to the downstream burner, the unburned portion is eliminated and the amount of NOx generated is reduced. It is possible to perform combustion at the same level as the reduced downstream burner side.
Thereby, a classification device is installed in the pulverized coal supply pipe connected to the downstream burner, fine powder from the classification device is supplied to the downstream burner, and coarse powder from the classification device is supplied to the upstream burner. With the pulverized coal fuel supply device having a very simple structure and low cost, it is possible to achieve uniform combustion in each stage of the burner and to perform combustion capable of suppressing the generation of unburned components and NOx. .
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this example are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.
図1は、本発明の第1実施例に係る石炭焚きボイラにおける微粉炭燃料供給装置の系統図である。
図1において、1はボイラの火炉、1aは該火炉1からの燃焼ガスの出口である火炉出口、2a、2b、2cは前記火炉1内に微粉炭燃料を噴出して燃焼せしめるバーナで、該火炉1の燃焼ガス流動方向(Y矢方向)に複数段設置されている。前記火炉出口1aに最も近いバーナ2aが下流側バーナ、該下流側バーナ2aよりも前記火炉出口1aから最も離れたバーナ2cが上流側バーナ、2bが中流側バーナを構成する。5は前記各バーナ2a、2b、2cの下流側にアディショナルエアを供給するためのアディショナルエアノズルである。
FIG. 1 is a system diagram of a pulverized coal fuel supply apparatus in a coal fired boiler according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a furnace of a boiler, 1a is a furnace outlet which is an outlet of combustion gas from the
3a、3b、3cは原料炭を粉砕して微粉炭(粉砕炭)を生成するミルで、3aが下流側ミル、3cが上流側ミル、3bが中流側ミルを構成する。前記各ミルの詳細構造は後述する。4a、4b、4cは前記下流側ミル3a、中流側ミル3b、上流側ミル3cと前記下流側バーナ2a、中流側バーナ2b、上流側バーナ2cとをそれぞれ接続する微粉炭供給管である。
10は分級装置で、前記火炉出口1aに最も近い位置に設けられた下流側バーナ2aに接続される微粉炭供給管4aに設置されて前記下流側ミル3aからの粉砕炭を粒度の粗い粗粉と粒度の小さい微粉とに分級するものである。
3a, 3b, and 3c are mills that pulverize raw coal to generate pulverized coal (crushed coal). 3a is a downstream mill, 3c is an upstream mill, and 3b is a midstream mill. The detailed structure of each mill will be described later.
A
前記分級装置10の微粉出口は前記微粉炭供給管4aに接続されて前記下流側バーナ2aに該微粉炭供給管4aを通して微粉を供給する。また、該分級装置10の粗粉出口は、フィーダ12及び粗粉管11を介して前記上流側バーナ2cの微粉炭供給管4cに接続され、前記分級装置10からの粗粉及び前記上流側ミル3cからの粉砕炭(微粉炭)を混合し微粉炭供給管4cを通して前記上流側バーナ2cに供給するようになっている。
また、前記中流側ミル3bからの粉砕炭(微粉炭)は微粉炭供給管4bを通して中流側バーナ2bに直接粉砕炭(微粉炭)を供給するようになっている。
The fine powder outlet of the
The pulverized coal (pulverized coal) from the intermediate
図8は前記ミル3(下流側ミル3a、中流側ミル3b、上流側ミル3c)の詳細を示す断面図で、図8において、41は台座、40は本体ケース、33はローラ軸の軸端部に固着されて軸心回りにモータ等により回転駆動され荷重装置36により粉砕荷重が負荷されるローラ、34は回転中心32a回りにモータ等により回転駆動される粉砕テーブルであり、原料炭(被粉砕物)は供給管32を通って前記粉砕テーブル34上の受け面34aに落下し、ローラ33の粉砕面と粉砕テーブル34の受け面34aとの間に噛み込まれる。
そして、該原料炭は、荷重装置36により粉砕荷重を負荷されながら回転している前記ローラ33によって、回転中心32a回りに回転している粉砕テーブル34の受け面34aに押圧され、微粉状に粉砕される。35は偏流板である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing details of the mill 3 (
The coking coal is pressed against the receiving
このようにして粉砕された微粒分は熱風供給口38からの熱風によって乾燥されながら上方の分級装置31に搬送される。粗粒分は本体ケース40の内壁まで飛ばされて該内壁に沿って落下し、粉砕テーブル34の受け面34aに戻される。
該分級装置31においては、駆動モータ39により回転駆動される回転羽根31aによって前記粉砕炭を微粉と粗粉とに分級し、粗粉は粉砕テーブル34の受け面34aに落下させ、微粉は微粉出口管37を通して前記微粉炭供給管4(4a、4b、4c)に送り込まれる。31bは該分級装置31の整流コーンである。
The fine particles thus pulverized are conveyed to the upper classifier 31 while being dried by hot air from the hot
In the classifier 31, the pulverized charcoal is classified into fine powder and coarse powder by a
図2は、図1における分級装置10の概略断面図である。
図2において、19は本体ケース、14は整流コーン、13は前記ミル3(下流側ミル3a、中流側ミル3b、上流側ミル3c)の微粉出口管37からの粉砕炭(前記ミル3からの微粉分)を導入するための粉砕炭入口管、16は微粉出口管、11は粗粉管である。
15は分級機駆動モータ25によりN矢印のように回転駆動される回転軸18に固定されて回転する回転羽根であり、該回転羽根15により前記粉砕炭入口管13から導入される粉砕炭を微粉と粗粉とに分級する。
該回転羽根15の回転によって分級された微粉は微粉出口16を通って微粉炭供給管4aに送り込まれ、該微粉炭供給管4aを通って前記下流側バーナ2aの供給される。一方、該回転羽根15の回転によって分級された粗粉は粗粉管11及びフィーダ12を通って
前記上流側バーナ2cの微粉炭供給管4cに送り込まれ、前記上流側ミル3cからの粉砕炭(微粉炭)とを混合され、微粉炭供給管4cを通して前記上流側バーナ2cに供給される。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
In FIG. 2, 19 is a main body case, 14 is a rectifying cone, 13 is pulverized charcoal (from the mill 3) from a fine
Reference numeral 15 denotes a rotating blade fixed to a rotating shaft 18 that is rotationally driven as indicated by an arrow N by a
The fine powder classified by the rotation of the rotary blade 15 is sent to the pulverized
かかる第1実施例によれば、火炉出口1aに近い下流側バーナ2aに接続される微粉炭供給管4aにミル3aからの粉砕炭を粒度の粗い粗粉と粒度の小さい微粉とに分級する分級装置10を設置し、該分級装置10の微粉出口16を火炉出口1aまでの距離が小さく燃焼時間が短い下流側バーナ2aに接続して、該下流側バーナ2aからの微粉炭燃料の粒度を高微粉度(200♯パスの微粉(粒度75μ以下の微粉)の占める割合が95%以上)に保持するとともに、該分級装置10の粗粉出口(粗粉管11)を前記火炉出口1aまでの距離が大きく燃焼時間が長い燃焼ガス流動方向の上流側バーナ2cへの微粉炭供給管4cに接続して、該上流側バーナ2cには前記下流側バーナ2aへの微粉炭燃料よりも粒度が粗の微粉炭燃料を供給することにより、前記下流側バーナ2a及び上流側バーナ2cで、未燃分を無くして着火性を向上しかつNOx発生量を低減した同一レベルの燃焼を行うことができる。
According to the first embodiment, the pulverized
即ち、火炉1の燃焼ガス流動方向に複数段のバーナ2a、2b、2cを設置した石炭焚きボイラ等の微粉炭燃料の燃焼装置においては、火炉出口1aまでの距離が大きい燃焼ガス流動方向上流側バーナ2cから火炉1内に噴出される微粉炭燃料の燃焼時間が、火炉出口1aまでの距離が小さい燃焼ガス流動方向の下流側バーナ2aからの微粉炭燃料の燃焼時間よりも長くなる。
このため、火炉出口1aまでの距離が小さく燃焼時間が短い下流側バーナ2aからの微粉炭燃料の粒度を、未燃分を無くして着火性を向上しかつNOx発生量を低減した燃焼を行うに必要な高微粉度に保持すると、前記燃焼時間が前記下流側バーナ2aからの微粉炭燃料よりも長くなる燃焼ガス流動方向の上流側バーナ2cからの微粉炭燃料は、その粒度を前記下流側バーナ2aからの微粉炭燃料の粒度よりも粗にしても、前記下流側バーナ2aからの微粉炭燃料と同レベルの完全燃焼を行うことが可能となる。
That is, in a combustion apparatus for pulverized coal fuel such as a coal-fired boiler in which a plurality of
For this reason, in order to perform combustion in which the particle size of the pulverized coal fuel from the downstream burner 2a with a short distance to the furnace outlet 1a and a short combustion time is eliminated, the ignitability is improved and the NOx generation amount is reduced. If the required high fineness is maintained, the combustion time becomes longer than the pulverized coal fuel from the downstream burner 2a, and the pulverized coal fuel from the
従ってかかる実施例によれば、火炉出口1aに近い下流側バーナ2aに接続されるミル3aのみ前記高微粉度の微粉炭燃料粒度に対応した容量に設計すれば、上流側バーナ2cに接続されるミル3cは前記下流側バーナ2aに接続されるミル3cよりも小容量の設計であっても、未燃分を無くしかつNOx発生量を低減した前記下流側バーナ側と同一レベルの燃焼を行うことが可能となる。
これにより、前記下流側バーナ2aに接続される微粉炭供給管4aに分級装置10を設置して、該分級装置10からの微粉を下流側バーナ2aに供給し該分級装置10からの粗粉を上流側バーナ2cに供給するという、きわめて簡単な構造かつ低コストの微粉炭燃料供給装置で以って、各段のバーナにおいて均一な燃焼を実現して未燃分及びNOx(窒素酸化物)の発生を抑制し得る燃焼を行うことが可能となる。
Therefore, according to this embodiment, if only the
Thereby, the
図3は本発明の第2実施例を示す図1対応図である。
この実施例においては、ミル3a、3b、3cをバーナ2a、2b、2cと同数設けて、各段のバーナ2a、2b、2cに微粉炭供給管4a、4b、4cを介して接続するとともに、前記火炉1における燃焼ガス流動方向の上流側バーナ2cに接続される上流側ミル3cを、その粒度が該上流側バーナ2cよりも前記火炉出口1aに近い下流側バーナ2aに接続される下流側ミル3aの粒度よりも大きく構成し、さらに前記下流側バーナ2aと上流側バーナ2cとの間に位置する中流側バーナ2bに接続される中流側ミル3b粒度を前記下流側ミル3aと上流側ミル3cとの中間粒度に構成している。
即ちかかる実施例においては、前記バーナ2と同数設けた複数のミル3は、前記火炉出口1aに近い下流側ミル3aが粒度の最も小さいミルに構成され、燃焼ガス流動方向上流側になるに従い粒度の大きいミル3により構成する。
FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, the same number of
That is, in this embodiment, the plurality of mills 3 provided in the same number as the
かかる第2実施例によれば、火炉出口1aまでの距離が大きく燃焼時間が長い燃焼ガス流動方向の上流側バーナ2cに接続される上流側ミル3cを、その粒度が火炉出口1aまでの距離が小さく燃焼時間が短い下流側バーナ2aに接続される下流側ミル3aよりも大きくなるように構成することにより、下流側バーナ2aに接続されるミルからの微粉炭燃料の粒度を高微粉度に保持するとともに、上流側バーナ2cに接続される上流側ミル3cからの微粉炭燃料の粒度を前記下流側バーナ2aよりも粗とすることにより、前記下流側バーナ2a及び上流側バーナ2cで、未燃分を無くして着火性を向上しかつNOx発生量を低減した同一レベルの燃焼を行うことが可能となる。
According to the second embodiment, the
これにより、前記上流側バーナ2cに接続される上流側ミル3cの容量及び前記中流側バーナ2bに接続される中流側ミル3bの容量を、下流側バーナ2aに接続される下流側ミル3aの容量よりも小さく設計しても、未燃分を無くしかつNOx発生量を低減した同一レベルの燃焼を行うことが可能となり、ミル3a、3b、3cを小型化、低コスト化することができる。
その他の構成は前記第1実施例(図1)と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
Thereby, the capacity of the
Other configurations are the same as those of the first embodiment (FIG. 1), and the same members are denoted by the same reference numerals.
図4は本発明の第3実施例を示す図1対応図である。
この実施例においては、前記分級装置10の微粉出口16(図2参照)と前記下流側バーナ2aとを接続する微粉炭供給管4aに前記微粉を溜める捕集ビン20を設置している。27は該捕集ビン20の出口を開閉するフィーダである。
23は該捕集ビン20内に溜められる微粉22のレベルを検出するレベル計、21前記捕集ビン内における微粉の重量を検出するロードセル、24は前記分級装置10における分級機駆動モータ25の回転数を制御するモータコントローラであり、前記レベル計23からの微粉レベル検出値及び前記ロードセル21からの微粉重量検出値は前記モータコントローラ24に入力される。
FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
In this embodiment, a
23 is a level meter for detecting the level of
図5は、かかる第3実施例における制御ブロック図である。
図5において、前記レベル計23からの微粉レベル検出値及び前記ロードセル21からの微粉重量検出値はモータコントローラ24のモータ回転数算出部242に入力される。241はレベル設定部で、図6(A)のように、微粉レベルの上昇に従いモータ回転数(分級機駆動モータ25の回転数)を低下するように設定されている。243は重量設定部で、図6(B)のように、ロードセル出力の増加(微粉重量の増加)に従いモータ回転数(分級機駆動モータ25の回転数)を低下するように設定されている。
FIG. 5 is a control block diagram in the third embodiment.
In FIG. 5, the fine powder level detection value from the level meter 23 and the fine powder weight detection value from the
前記モータ回転数算出部242においては、前記微粉レベル検出値と前記レベル設定部241に設定された微粉レベル設定値とを比較して、微粉レベル検出値が微粉レベル設定値になるようなモータ回転数(モータ回転数の補正値)を算出する。
また、前記モータ回転数算出部242においては、前記微粉重量検出値(ロードセル出力)と前記重量設定部243に設定された微粉重量設定値とを比較して、微粉重量検出値が微粉重量設定値になるようなモータ回転数(モータ回転数の補正値)を算出する。
244はモータ制御装置で、前記微粉レベルによるモータ回転数の補正値あるいは微粉重量によるモータ回転数の補正値のいずれか一方または双方によるモータ回転数の補正値で以って分級機駆動モータ25の回転数を制御する。
これにより、前記レベル検出値がレベル設定部241に設定された目標レベル範囲内になるように、あるいは前微粉重量検出値が重量設定部243に設定された目標重量範囲内になるように、前記分級装置の回転数を制御することができる。
The motor rotation
Further, in the motor rotation
Thereby, the level detection value is within the target level range set in the
かかる第3実施例によれば、分級装置10の微粉出口と下流側バーナ2aとを接続する微粉炭供給管4aに微粉を溜める捕集ビン20を設置して、該捕集ビン20内に一時的に溜められる微粉22の量を、レベル計23による微粉のレベルあるいはロードセル21による微粉重量によって検出し、かかる微粉の量の検出値に基づき分級装置10の回転数を下流側バーナ2aへの微粉量が一定の目標範囲内になるように制御することにより、分級装置10における分級精度を高精度に保持すること可能となる。
これにより、各段のバーナ2a、2b、2cに供給する微粉炭の粒度を、均一な燃焼を実現して未燃分及びNOxの発生を抑制し得る粒度に保持することができる。
その他の構成は前記第1実施例(図1)と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
According to the third embodiment, the
Thereby, the particle size of the pulverized coal supplied to the
Other configurations are the same as those of the first embodiment (FIG. 1), and the same members are denoted by the same reference numerals.
図7は本発明の第4実施例を示す図1対応図である。
この実施例においては、前記分級装置10の微粉出口16(図2参照)と前記下流側バーナ2aとを接続する前記微粉炭供給管4aに前記微粉を溜める捕集ビン20を設置し、該捕集ビン20のフィーダ40出口の前記微粉炭供給管4aへの接続部に、空気圧縮機43から空気管44を通して供給される空気流のエジェクタ作用により該捕集ビン20内の微粉を前記微粉炭供給管4a内に搬送する空気搬送装置41を設けるとともに、該空気搬送装置41への空気量を調整する空気制御弁42を設けている。
そして、前記空気制御弁42によって前記空気搬送装置41の空気量を調整することにより前記捕集ビン20からフィーダ40を介して微粉炭供給管4aに搬送される微粉の量を制御する。
FIG. 7 is a block diagram corresponding to FIG. 1, showing a fourth embodiment of the present invention.
In this embodiment, a
Then, the amount of fine powder conveyed from the
かかる第4実施例によれば、分級装置10の微粉出口16(図2参照)と下流側バーナ2aとを接続する微粉炭供給管4aに微粉を溜める捕集ビン20を設置して、該捕集ビン20内の微粉22を空気搬送装置41のエジェクタ作用により下流側バーナ2aに供給するとともに、空気制御弁42により該空気搬送装置41の空気量を調整して捕集ビン20から下流側バーナ2aに供給される微粉量を制御することにより、該下流側バーナ2aへの微粉量を常時適正量に維持することができる。
According to the fourth embodiment, the
本発明によれば、火炉の燃焼ガス流動方向に複数段設置されたバーナへの微粉炭の粒度を、各段のバーナにおいて均一な燃焼を実現して未燃分及びNOx(窒素酸化物)の発生を抑制し得る粒度に保持することが可能となって、ミルの容量を適正容量にしてミルの装置コストを低減可能にした微粉炭燃料供給装置を提供できる。 According to the present invention, the particle size of the pulverized coal to the burners installed in a plurality of stages in the flow direction of the combustion gas in the furnace is realized so that uniform combustion can be achieved in each stage of the burner, and the unburned matter and NOx (nitrogen oxide) A pulverized coal fuel supply apparatus can be provided in which the generation capacity can be maintained and the mill capacity can be set to an appropriate capacity and the mill apparatus cost can be reduced.
1 火炉
1a 火炉出口
2a 下流側バーナ
2b 中流側バーナ
2c 上流側バーナ
3a 下流側ミル
3b 中流側ミル
3c 上流側ミル
4a、4b、4c 微粉炭供給管
5 アディショナルエアノズル
10 分級装置
11 粗粉管
13 粉砕炭入口管
15 回転羽根
16 微粉出口
20 捕集ビン
21 ロードセル
23 レベル計
24 モータコントローラ
31 分級装置(ミル)
41 空気搬送装置
42 空気制御弁
1 furnace 1a furnace outlet 2a
41 Air Conveying Device 42 Air Control Valve
Claims (5)
更に、前記複数段のバーナ毎に設けられた前記ミルを同一容量に構成し、前記下流側バーナよりも燃焼ガス流動方向上流側に配置された中間段のバーナへは前記ミルから前記微粉炭供給管を介して直接粉砕炭を供給し、前記分級装置の粗粉出口を前記中間段のバーナよりも前記燃焼ガス流動方向上流側のバーナへの微粉炭供給管に接続してなることを特徴とする微粉炭燃料供給装置。 A pulverized coal fuel supply configured to inject a pulverized coal fuel into a furnace and install it in multiple stages in the combustion gas flow direction of the furnace, and to feed the pulverized coal obtained by pulverizing the raw coal into a burner. In the apparatus, the pulverized coal connected to the downstream burner near the outlet of the furnace among the pulverized coal supply pipes that connect the mill and the burners at each stage and convey the pulverized coal from the mill to the burner. In the supply pipe, a classification device for classifying the pulverized coal from the mill into coarse coarse particles and small fine particles is installed, and the fine powder outlet of the classification device is connected to the downstream burner, and the classification device The coarse powder outlet is connected to the pulverized coal supply pipe to the burner on the upstream side in the combustion gas flow direction from the downstream burner, and the fine powder classified by the classifier is supplied to the downstream burner, and Coarse powder Configured to provide a serial upstream burner,
Further, the mill provided for each of the plurality of stages of burners is configured to have the same capacity, and the pulverized coal is supplied from the mill to the intermediate stage burner disposed upstream of the downstream burner in the combustion gas flow direction. The pulverized coal is supplied directly through a pipe, and the coarse powder outlet of the classifier is connected to a pulverized coal supply pipe to the burner upstream of the intermediate stage burner in the combustion gas flow direction. the pulverized coal fuel supply system you.
更に、前記分級装置の微粉出口と前記下流側バーナとを接続する前記微粉炭供給管に前記微粉を溜める捕集ビンを設置し、該捕集ビン内に溜められる微粉の量を検出する微粉量検出手段と、該微粉量検出手段からの前記微粉の量の検出値に基づき該分級装置を通った微粉量が一定の目標範囲内になるように前記分級装置の回転数を制御するコントローラとを備えてなることを特徴とする微粉炭燃料供給装置。 A pulverized coal fuel supply configured to inject a pulverized coal fuel into a furnace and install it in multiple stages in the combustion gas flow direction of the furnace, and to feed the pulverized coal obtained by pulverizing the raw coal into a burner. In the apparatus, the pulverized coal connected to the downstream burner near the outlet of the furnace among the pulverized coal supply pipes that connect the mill and the burners at each stage and convey the pulverized coal from the mill to the burner. In the supply pipe, a classification device for classifying the pulverized coal from the mill into coarse coarse particles and small fine particles is installed, and the fine powder outlet of the classification device is connected to the downstream burner, and the classification device The coarse powder outlet is connected to the pulverized coal supply pipe to the burner on the upstream side in the combustion gas flow direction from the downstream burner, and the fine powder classified by the classifier is supplied to the downstream burner, and Coarse powder Configured to provide a serial upstream burner,
Furthermore, a collection bin for storing the fine powder is installed in the pulverized coal supply pipe connecting the fine powder outlet of the classifier and the downstream burner, and the amount of fine powder for detecting the amount of fine powder stored in the collection bin And a controller that controls the number of revolutions of the classifier so that the amount of fine powder that has passed through the classification device is within a predetermined target range based on the detected value of the amount of fine powder from the fine powder amount detection means. pulverized coal fuel supply system you characterized in that it comprises.
更に、前記分級装置の微粉出口と前記下流側バーナとを接続する前記微粉炭供給管に前記微粉を溜める捕集ビンを設置し、該捕集ビンの前記微粉炭供給管への接続部に、空気流により該捕集ビン内の微粉を前記微粉炭供給管内に搬送する空気搬送装置を設けるとともに、該空気搬送装置への空気量を調整する空気量調整手段を設け、前記空気量調整手段により前記空気搬送装置の空気量を調整することにより前記捕集ビンから微粉炭供給管に搬送される微粉の量を制御するように構成してなることを特徴とする微粉炭燃料供給装置。 A pulverized coal fuel supply configured to inject a pulverized coal fuel into a furnace and install it in multiple stages in the combustion gas flow direction of the furnace, and to feed the pulverized coal obtained by pulverizing the raw coal into a burner. In the apparatus, the pulverized coal connected to the downstream burner near the outlet of the furnace among the pulverized coal supply pipes that connect the mill and the burners at each stage and convey the pulverized coal from the mill to the burner. In the supply pipe, a classification device for classifying the pulverized coal from the mill into coarse coarse particles and small fine particles is installed, and the fine powder outlet of the classification device is connected to the downstream burner, and the classification device The coarse powder outlet is connected to the pulverized coal supply pipe to the burner on the upstream side in the combustion gas flow direction from the downstream burner, and the fine powder classified by the classifier is supplied to the downstream burner, and Coarse powder Configured to provide a serial upstream burner,
Furthermore, a collection bin for storing the fine powder is installed in the pulverized coal supply pipe connecting the pulverized powder outlet of the classifier and the downstream burner, and the connection portion of the collection bin to the pulverized coal supply pipe is An air conveying device that conveys the fine powder in the collection bin into the pulverized coal supply pipe by an air flow is provided, and an air amount adjusting means that adjusts the air amount to the air conveying device is provided, and the air amount adjusting means pulverized coal fuel supply system you characterized by being configured to control the amount of fines to be transported to the pulverized coal supply pipe from the collecting bottle by adjusting the amount of air in the pneumatic conveying system.
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