JP5678606B2 - Boiler equipment - Google Patents
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Description
本発明は、高温空気燃焼させるボイラ装置に関するものである。 The present invention relates to a boiler apparatus that performs high-temperature air combustion.
高温の燃焼用空気を燃料とは分離した空気ノズルで供給し、高温状態とした炉内に燃料を噴射して燃焼させる高温空気燃焼方式のボイラ装置(以下、高温空気燃焼ボイラ装置)がある。高温空気燃焼ボイラ装置では、炉内を高温にできることから、火炉の小型化が可能であり、又酸素濃度の低い還元雰囲気で燃焼を行わせることができるので、窒素酸化物発生を抑制することができるという利点がある。 There is a high-temperature air combustion type boiler apparatus (hereinafter referred to as a high-temperature air combustion boiler apparatus) in which high-temperature combustion air is supplied by an air nozzle separated from fuel and the fuel is injected into a furnace in a high-temperature state and burned. In the high-temperature air-fired boiler device, the furnace can be heated to a high temperature, so that the furnace can be downsized, and combustion can be performed in a reducing atmosphere with a low oxygen concentration. There is an advantage that you can.
一方、高温空気燃焼ボイラ装置は歴史が浅い為、ボイラ始動から高温空気燃焼に至る運転をより円滑に行うことが望まれる。 On the other hand, since the high temperature air combustion boiler apparatus has a short history, it is desired that the operation from the start of the boiler to the high temperature air combustion be performed more smoothly.
尚、高温空気燃焼させるボイラ装置としては、特許文献1に示されるものがあり、特許文献1に示されるボイラ装置では上下方向に、下側から高温空気ノズル、燃料ノズル、2次空気ノズルが個別に配設され、前記燃料ノズルから微粉炭が噴出され、前記高温空気ノズルから高温空気が微粉炭流に向けて噴射されて微粉炭が着火燃焼し、火炎の上方の前記2次空気ノズルから2次空気が噴出され、未燃焼の燃料が燃焼する様になっている。
In addition, as a boiler apparatus which carries out high temperature air combustion, there exists what is shown by
本発明は斯かる実情に鑑み、ボイラ始動から高温空気燃焼に至る運転をより円滑に行い得る高温空気燃焼用のボイラ装置を提供するものである。 In view of such circumstances, the present invention provides a boiler device for high-temperature air combustion that can smoothly perform operations from boiler startup to high-temperature air combustion.
本発明は、ボイラ火炉の炉壁に補助燃焼バーナを有する微粉炭バーナと、該微粉炭バーナと交互に配設され、高温燃焼用空気を噴出する空気ノズルと、前記補助燃焼バーナの燃焼状態、前記微粉炭バーナの燃焼状態及び前記空気ノズルの空気噴出状態を制御する制御装置とを具備し、該制御装置は、ボイラ火炉が低温の状態では前記空気ノズルを停止し、前記補助燃焼バーナによる燃焼を行い、ボイラ火炉温度が第1設定値に昇温した状態で、且つ空気ノズルを停止させた状態で、前記補助燃焼バーナから微粉炭バーナによる微粉炭燃焼へ移行させ、ボイラ火炉温度が第2設定値に達した状態で、前記微粉炭バーナへの燃焼空気を停止し、該微粉炭バーナからは微粉炭を噴出させ、前記空気ノズルから高温空気を噴出させ、高温空気燃焼を実現させるボイラ装置に係るものである。 The present invention includes a pulverized coal burner having an auxiliary combustion burner on a furnace wall of a boiler furnace, an air nozzle that is alternately arranged with the pulverized coal burner and ejects high-temperature combustion air, and a combustion state of the auxiliary combustion burner. A control device that controls the combustion state of the pulverized coal burner and the air ejection state of the air nozzle, and the control device stops the air nozzle when the boiler furnace is at a low temperature, and burns by the auxiliary combustion burner In a state where the boiler furnace temperature is raised to the first set value and the air nozzle is stopped, the auxiliary combustion burner is shifted to pulverized coal combustion by the pulverized coal burner, and the boiler furnace temperature is set to the second temperature. In a state where the set value has been reached, combustion air to the pulverized coal burner is stopped, pulverized coal is ejected from the pulverized coal burner, hot air is ejected from the air nozzle, and high-temperature air combustion is performed. Those of the boiler apparatus to.
又本発明は、前記制御装置が、前記補助燃焼バーナによる燃焼から前記微粉炭バーナによる燃焼に移行する過程で、前記補助燃焼バーナと前記微粉炭バーナの混焼状態を介在させるボイラ装置に係るものである。 The present invention also relates to a boiler device that interposes the mixed combustion state of the auxiliary combustion burner and the pulverized coal burner in a process in which the control device shifts from combustion by the auxiliary combustion burner to combustion by the pulverized coal burner. is there.
又本発明は、前記制御装置が、前記混焼状態を高温空気燃焼が実現する前又は後の少なくとも一方に介在させるボイラ装置に係るものである。 Further, the present invention relates to a boiler device in which the control device interposes the mixed combustion state at least before or after the high-temperature air combustion is realized.
又本発明は、前記制御装置が、前記ボイラ火炉温度が前記第2設定値より降下する場合に、前記空気ノズルからの高温空気の噴出を停止し、前記微粉炭バーナへ燃焼空気を供給し、微粉炭バーナによる燃焼に移行するボイラ装置に係るものである。 Further, in the present invention, when the boiler furnace temperature falls below the second set value, the control device stops jetting of high-temperature air from the air nozzle, and supplies combustion air to the pulverized coal burner, The present invention relates to a boiler device that shifts to combustion by a pulverized coal burner.
又本発明は、前記制御装置が、前記ボイラ火炉温度が前記第2設定値より降下する場合に、前記空気ノズルからの高温空気の噴出を停止し、前記微粉炭バーナへの微粉炭の供給を停止すると共に前記微粉炭バーナへの燃焼空気を供給し、補助燃焼バーナによる燃焼に移行するボイラ装置に係るものである。 Further, according to the present invention, when the boiler furnace temperature falls below the second set value, the control device stops jetting of high-temperature air from the air nozzle and supplies pulverized coal to the pulverized coal burner. The present invention relates to a boiler device that stops and supplies combustion air to the pulverized coal burner and shifts to combustion by an auxiliary combustion burner.
又本発明は、前記空気ノズルへ高温空気を供給するダクトとボイラ煙道とを接続する排ガス導管が設けられ、前記高温空気には抽出された排ガスが混合されるボイラ装置に係るものである。 The present invention also relates to a boiler apparatus provided with an exhaust gas conduit for connecting a duct for supplying high temperature air to the air nozzle and a boiler flue, and the extracted exhaust gas is mixed with the high temperature air.
本発明によれば、ボイラ火炉の炉壁に補助燃焼バーナを有する微粉炭バーナと、該微粉炭バーナと交互に配設され、高温燃焼用空気を噴出する空気ノズルと、前記補助燃焼バーナの燃焼状態、前記微粉炭バーナの燃焼状態及び前記空気ノズルの空気噴出状態を制御する制御装置とを具備し、該制御装置は、ボイラ火炉が低温の状態では前記空気ノズルを停止し、前記補助燃焼バーナによる燃焼を行い、ボイラ火炉温度が第1設定値に昇温した状態で、且つ空気ノズルを停止させた状態で、前記補助燃焼バーナから微粉炭バーナによる微粉炭燃焼へ移行させ、ボイラ火炉温度が第2設定値に達した状態で、前記微粉炭バーナへの燃焼空気を停止し、該微粉炭バーナからは微粉炭を噴出させ、前記空気ノズルから高温空気を噴出させ、高温空気燃焼を実現させるので、ボイラ始動から高温空気燃焼に至る迄円滑に、又確実に移行できるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, a pulverized coal burner having an auxiliary combustion burner on the furnace wall of a boiler furnace, an air nozzle that is alternately arranged with the pulverized coal burner and ejects high-temperature combustion air, and combustion of the auxiliary combustion burner And a control device for controlling the combustion state of the pulverized coal burner and the air ejection state of the air nozzle. The control device stops the air nozzle when the boiler furnace is at a low temperature, and the auxiliary combustion burner. When the boiler furnace temperature is raised to the first set value and the air nozzle is stopped, the auxiliary combustion burner is shifted to pulverized coal combustion with the pulverized coal burner, and the boiler furnace temperature is In a state where the second set value has been reached, combustion air to the pulverized coal burner is stopped, pulverized coal is ejected from the pulverized coal burner, hot air is ejected from the air nozzle, Because to realize, smoothly from the boiler start up to the high temperature air combustion, also exhibits an excellent effect of reliably migrated.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、図1、図2に於いて、本実施例に係るボイラ装置について概略を説明する。 First, referring to FIG. 1 and FIG. 2, an outline of the boiler apparatus according to the present embodiment will be described.
図1に於いて、1は火炉、2は排ガスの余熱を熱源とした熱交換器、3は微粉炭ミル、4は炉壁に設けられた所要数の微粉炭バーナ、5は炉壁に設けられた燃焼空気ノズル、6は1次空気を送出する1次空気送風機、7は2次空気を送出する2次空気送風機、8は排気ガスを排出する排ガス送風機、23は制御装置を示している。前記微粉炭バーナ4と前記燃焼空気ノズル5とは水平方向に所定ピッチで交互に配設されている。又、前記微粉炭バーナ4、前記燃焼空気ノズル5は上下に複数段(図示では2段を例示している)配設され、前記微粉炭バーナ4と前記燃焼空気ノズル5は上下で隣接する配置となっている。即ち、前記微粉炭バーナ4と前記燃焼空気ノズル5とは、水平方向、上下方向でそれぞれ交互に配置されている。
In FIG. 1, 1 is a furnace, 2 is a heat exchanger using the residual heat of exhaust gas as a heat source, 3 is a pulverized coal mill, 4 is a required number of pulverized coal burners provided on the furnace wall, and 5 is provided on the furnace wall 6 is a primary air blower for sending primary air, 7 is a secondary air blower for sending secondary air, 8 is an exhaust gas blower for discharging exhaust gas, and 23 is a control device. . The pulverized
尚、交互に配設された前記微粉炭バーナ4と前記燃焼空気ノズル5は、一段であってもよい。
Note that the pulverized
前記熱交換器2には1次空気送風ダクト11を介して前記1次空気送風機6が接続され、前記1次空気送風ダクト11は前記熱交換器2で所定温度、例えば200℃に加熱された1次空気を前記微粉炭ミル3に導くものである。該微粉炭ミル3は、塊状の石炭を微粉炭に粉砕し、1次空気を搬送媒体とし、微粉炭供給管12を介し微粉炭混合流を前記微粉炭バーナ4に個別に送給する。又、各微粉炭供給管12にはカットダンパ13が設けられており、該カットダンパ13により前記微粉炭供給管12を個別に遮断、開放が可能となっており、前記微粉炭バーナ4に対して独立して微粉炭の供給停止が行える様になっている。
The primary air blower 6 is connected to the
又、前記1次空気送風ダクト11の前記熱交換器2の上流側と下流側とが1次空気バイパスダクト9によって接続されており、加熱前の低温の空気が加熱後の1次空気に混合される様になっている。前記1次空気バイパスダクト9には流量調整弁10が設けられ、該流量調整弁10により低温の空気の混合量が調整され、前記微粉炭ミル3に供給する1次空気の温度が調整される様になっている。
Further, the upstream side and the downstream side of the
前記熱交換器2には2次空気送風ダクト14が接続され、更に該2次空気送風ダクト14は前記熱交換器2と前記微粉炭バーナ4と前記燃焼空気ノズル5とに個別に接続され、前記微粉炭バーナ4に接続される2次空気送風ダクト14aには第1流量調整ダンパ17が設けられ、前記燃焼空気ノズル5に接続される2次空気送風ダクト14bには第2流量調整ダンパ18が設けられている。
A secondary
前記2次空気送風機7から送出された2次空気は燃焼用空気として、前記2次空気送風ダクト14を経て前記熱交換器2で加熱され、更に前記2次空気送風ダクト14、前記2次空気送風ダクト14aを経て前記微粉炭バーナ4に送給される。
The secondary air sent out from the secondary air blower 7 is heated by the
同様に、前記2次空気送風機7から送出された2次空気は燃焼用空気として、前記2次空気送風ダクト14を経て前記熱交換器2で加熱され、更に前記2次空気送風ダクト14、前記2次空気送風ダクト14bを経て前記燃焼空気ノズル5に送給される。
Similarly, the secondary air sent out from the secondary air blower 7 is heated as the combustion air in the
又、前記火炉1の煙道16と前記2次空気送風ダクト14とは排ガス導管15によって接続され、該排ガス導管15には排ガス流量調整器20が設けられている。前記排ガス導管15は熱交換される前の高温の排ガスを前記煙道16から抽出し、熱交換後の前記2次空気に混合させている。高温の排ガスが2次空気に混合されることで、前記熱交換器2により加熱される以上の高温の2次空気の温度が得られる。
The
前記排ガス流量調整器20は流量調整機能と開閉機能を有し、後述する高温空気燃焼が行われる場合に開とされ、高温の排ガスが2次空気に混合され、高温となった2次空気は高温空気燃焼用の燃焼用空気として前記燃焼空気ノズル5に送給される。
The exhaust gas
ここで、排ガスが混合される前の2次空気温度は250℃〜300℃であり、高温空気燃焼用として混合後の2次空気温度は550℃〜1350℃である。尚、高温空気燃焼の安定性、熱効率等を考慮すると、750℃〜850℃、例えば800℃程度の温度とするのが好ましい。 Here, the secondary air temperature before the exhaust gas is mixed is 250 ° C. to 300 ° C., and the secondary air temperature after mixing for high temperature air combustion is 550 ° C. to 1350 ° C. In view of the stability of high-temperature air combustion, thermal efficiency, etc., the temperature is preferably 750 ° C. to 850 ° C., for example, about 800 ° C.
前記第1流量調整ダンパ17は、前記微粉炭バーナ4に送給する2次空気の流量を調整し、或は2次空気の供給の遮断を行う。又、前記第2流量調整ダンパ18は、前記燃焼空気ノズル5への高温燃焼用2次空気の供給停止、更に流量調整を行う。又、前記第1流量調整ダンパ17と前記第2流量調整ダンパ18は、択一的に開閉され、前記第1流量調整ダンパ17が開放されている時は、前記第2流量調整ダンパ18が全閉され、該第2流量調整ダンパ18が開放されている時は前記第1流量調整ダンパ17は全閉とされる。
The first flow
尚、前記微粉炭バーナ4には、2次空気に旋回流を与える風量調整羽根(後述)を有しており、該風量調整羽根の角度を調整することで、旋回力を調整し、2次空気の流量を調整する。更に、風量調整羽根同士を密着させることで2次空気の供給の遮断を行うこともできる。
The pulverized
前記微粉炭バーナ4は、補助燃焼バーナ(後述)を有しており、該補助燃焼バーナは油、又はガスを燃料とし、低温(例えば室温)で自立燃焼可能となっている。該補助燃焼バーナには燃料供給管19が接続され、該補助燃焼バーナは前記燃料供給管19を介して図示しない燃料供給源に接続されている。該燃料供給管19には、油流量調整弁21が設けられ、該油流量調整弁21により燃料の供給量が調整され、又燃料の供給停止が行われる。
The pulverized
前記煙道16には、排ガス温度を検出する温度検出器22が設けられ、該温度検出器22の検出結果は前記制御装置23に入力される。又、該制御装置23には、ボイラ装置本体の総合的な制御を行う、主制御装置からボイラ負荷状態に応じた燃焼状態を要求する燃焼制御指令が入力される。
The
前記制御装置23は、前記温度検出器22からの温度検出信号、及び燃焼制御指令に基づき、前記微粉炭ミル3、前記流量調整弁10、前記カットダンパ13、前記第1流量調整ダンパ17、前記第2流量調整ダンパ18、前記排ガス流量調整器20、前記油流量調整弁21を所要のタイミングで駆動、開閉を制御し、前記微粉炭バーナ4の燃焼状態、前記燃焼空気ノズル5からの高温空気の噴出を制御する。
The
図3は、本実施例に用いられる前記微粉炭バーナ4の一例を示している。以下、図3を参照して微粉炭バーナ4の概略を説明する。
FIG. 3 shows an example of the pulverized
火炉1の炉壁24にスロート25が設けられ、前記炉壁24の反火炉側にウインドボックス26が取付けられ、該ウインドボックス26の内部に微粉炭バーナ4が前記スロート25と同心に設けられている。
A
前記微粉炭バーナ4は、ノズル本体27と該ノズル本体27の先端部を囲む様に設けられた2次空気調整装置28を具備している。
The pulverized
前記ノズル本体27は、該ノズル本体27と同心に設けられた内筒ノズル29、該内筒ノズル29の中心線上に配設されたオイルバーナ31を具備している。前記ノズル本体27と前記内筒ノズル29間には中空筒状の空間で前記火炉1側端が開放された燃料導通空間32が形成される。
The
前記ノズル本体27の基部(反火炉1側の端部)には前記微粉炭供給管12が連通し、該微粉炭供給管12を介して微粉炭混合流33が、前記燃料導通空間32に接線方向から流入し、該燃料導通空間32内部を旋回しながら先端に向って流れ、先端から噴出される。
The pulverized
前記ウインドボックス26には前記2次空気送風ダクト14が連通しており、該2次空気送風ダクト14を介して燃焼用空気が2次燃焼用空気34として流入する。又、前記内筒ノズル29の基部には前記ウインドボックス26の内部に開口する3次空気導入管35が連通し、前記ウインドボックス26に送給される燃焼用空気を取入れ、燃焼用補助空気即ち3次燃焼用空気36として前記内筒ノズル29に導いている。
The secondary
前記2次空気調整装置28は、基部の全周が前記ウインドボックス26の内部に対して開口され、先端に向って縮径する2次空気ガイドダクト37と、該2次空気ガイドダクト37の基部に円周等間隔で設けられた風量調整羽根38を有し、該風量調整羽根38は水平な回転軸39を中心に回転可能であり、全ての風量調整羽根38は回転駆動機構41によって同期駆動される様になっている。尚、前記2次空気ガイドダクト37は、2次空気噴出ノズルとして機能する。
The
前記回転駆動機構41により前記風量調整羽根38を所要角度に維持することで、前記2次燃焼用空気34に旋回流が与えられ、又前記風量調整羽根38の角度によって旋回強さが調整され、又隣接する前記風量調整羽根38を相互に密着させれば、前記2次空気ガイドダクト37の基部の開口部を全閉することができる。尚、前記2次空気ガイドダクト37の先端は、前記スロート25に連続している。
By maintaining the air
上記微粉炭バーナでの燃焼について略述すると、前記オイルバーナ31に燃料として油が供給され、油が噴霧されると共に着火され、補助燃焼が行われる。炉内が所定温度(予め設定した温度)に上昇する迄、補助燃焼が継続され、炉内が所定温度に達し、前記2次燃焼用空気34が微粉炭を自立燃焼させるに充分な温度となった状態で、前記微粉炭供給管12から微粉炭混合流33が供給される。
Briefly describing the combustion in the pulverized coal burner, oil is supplied to the
該微粉炭混合流33は、前記燃料導通空間32を旋回しながら流動し、又該燃料導通空間32を通過する過程で縮流され、前記ノズル本体27の先端より噴出される。又、前記ウインドボックス26から前記2次燃焼用空気34が前記2次空気調整装置28に送給され、前記2次燃焼用空気34は前記風量調整羽根38により旋回が与えられ、更に風量調整され、前記2次空気ガイドダクト37を介して前記スロート25から火炉1に噴出される。
The pulverized coal mixed
前記オイルバーナ31による補助燃焼と前記微粉炭バーナ4による微粉炭燃焼との混焼状態が継続され、前記微粉炭バーナ4による微粉炭燃焼が自立燃焼(定常燃焼)可能な状態となると、前記オイルバーナ31による補助燃焼が停止され、前記微粉炭バーナ4による定常燃焼に移行する。
When the mixed combustion state of the auxiliary combustion by the
次に、図4を参照して本実施例に係るボイラ装置の作動について説明する。図4は、第1の高温空気燃焼の態様を示しており、以下の説明に於いて、応答性に起因するタイムラグは無視するものとする。 Next, the operation of the boiler device according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a first mode of high-temperature air combustion, and in the following description, the time lag due to responsiveness is ignored.
ボイラ始動時、炉内温度が低い場合(例えば室温Ta)、前記制御装置23により前記油流量調整弁21が開かれ、油の供給が開始されると共に供給量の調整が行われる。又前記第1流量調整ダンパ17が開放され、前記微粉炭バーナ4に2次空気が送給され、前記微粉炭バーナ4に設けられたオイルバーナ31による補助燃焼が行われる。該オイルバーナ31による補助燃焼が行われる状態では、前記第2流量調整ダンパ18、前記排ガス流量調整器20は閉塞され、前記カットダンパ13も閉塞された状態となっている。
When the temperature in the furnace is low at the start of the boiler (for example, room temperature Ta), the
前記オイルバーナ31による燃焼で炉内の温度が上昇し、前記温度検出器22が検出する温度が予め設定された第1設定温度、例えば500℃、或はボイラの負荷率が例えば30%となったところで、前記微粉炭ミル3が起動され、又前記カットダンパ13が開放され、前記微粉炭バーナ4に微粉炭が供給され、前記微粉炭バーナ4による微粉炭燃焼が開始される。尚、前記微粉炭バーナ4による微粉炭燃焼が始っても前記オイルバーナ31による燃焼は、継続されており、該オイルバーナ31と前記微粉炭バーナ4による混焼が行われる。又、前記第1設定温度、ボイラの負荷率は、ボイラの容量、運転状態等によって適宜設定されるものであり、500℃或は30%に限定されるものではない。
The temperature in the furnace rises due to combustion by the
更に、炉内の温度が上昇し、前記温度検出器22が検出する温度が予め設定された第2設定温度、例えば800℃、或はボイラの負荷率が例えば75%となったところで、前記オイルバーナ31による燃焼が停止される。該オイルバーナ31による燃焼の停止に伴い、前記油流量調整弁21が閉となる。尚、前記第2流量調整ダンパ18、前記排ガス流量調整器20の閉状態は継続している。尚、前記混焼状態は、予め混焼時間を設定しておき、設定した混焼時間が終了した時点で前記オイルバーナ31の燃焼を停止してもよい。又、前記第2設定温度、ボイラの負荷率も、ボイラの容量、運転状態等によって適宜設定されるものであり、800℃或は75%に限定されるものではない。
Further, when the temperature in the furnace rises and the temperature detected by the
ここでは前記微粉炭バーナ4による定常燃焼が行われる。ボイラの燃焼の態様が、該微粉炭バーナ4の定常燃焼でよい場合、或は要求されるボイラの負荷率が低い場合は、前記微粉炭バーナ4の定常燃焼が継続される。
Here, steady combustion is performed by the pulverized
更に、高温空気燃焼に移行する場合は、前記温度検出器22が検出する排気温度が、高温空気燃焼に移行する温度T1(第2設定温度)となった場合、前記第1流量調整ダンパ17が閉じられ、2次空気の供給が停止される。2次空気の供給が停止されることで、前記微粉炭バーナ4の微粉炭燃焼は停止されるが、微粉炭は継続して噴射される。
Further, when shifting to high-temperature air combustion, when the exhaust temperature detected by the
前記排ガス流量調整器20が開とされ、2次空気に高温の排ガスが混合され、2次空気の温度が高温空気燃焼に必要な温度に調整される。前記第2流量調整ダンパ18が開とされ、前記燃焼空気ノズル5から高温空気が噴出される。前記微粉炭バーナ4から噴出された微粉炭は、隣接する前記燃焼空気ノズル5から噴出された高温空気と炉内部で混合接触して燃焼する。
The exhaust
従って、微粉炭の燃焼状態は、燃焼温度のピークのない、なだらかな燃焼となり、又酸素濃度の低い環境での燃焼となり、窒素酸化物(NOx )の発生を抑制できる。高温空気燃焼が定常状態に達すると、負荷率は100%又は略100%であり、この時の排気温度はTbである。 Therefore, the combustion state of the pulverized coal becomes a gentle combustion without a peak of the combustion temperature, and becomes a combustion in an environment having a low oxygen concentration, and the generation of nitrogen oxides (NO x ) can be suppressed. When the hot air combustion reaches a steady state, the load factor is 100% or substantially 100%, and the exhaust temperature at this time is Tb.
ボイラの負荷が低下し、排ガス温度が前記温度T1より低下した場合は、前記第2流量調整ダンパ18が閉とされ、前記燃焼空気ノズル5からの高温空気の噴出が停止されると共に前記第1流量調整ダンパ17が開とされ、温度の低い2次空気が前記微粉炭バーナ4に燃焼用空気として供給され、前記微粉炭バーナ4による微粉炭定常燃焼が行われる。
When the load of the boiler is reduced and the exhaust gas temperature is lower than the temperature T1, the second flow
再び、排ガス温度が前記温度T1を超えた場合は、前記第1流量調整ダンパ17が閉とされ、前記第2流量調整ダンパ18、前記排ガス流量調整器20が開とされ、前記微粉炭バーナ4からは微粉炭が噴出され、前記燃焼空気ノズル5からは高温燃焼用空気が噴出され、高温空気燃焼に移行する。
When the exhaust gas temperature exceeds the temperature T1 again, the first flow
即ち、前記第1流量調整ダンパ17、前記第2流量調整ダンパ18、前記排ガス流量調整器20の開閉の切替えにより、微粉炭定常燃焼と高温空気燃焼とが切替えられる。
That is, the pulverized coal steady combustion and the high-temperature air combustion are switched by switching the opening and closing of the first flow
尚、実際には、負荷が低下しても、炉内温度は敏感には低下しないので、高温空気燃焼に移行すると、負荷の変動があった場合でも、高温空気燃焼が継続する。 Actually, even if the load decreases, the furnace temperature does not decrease sensitively. Therefore, when shifting to high-temperature air combustion, high-temperature air combustion continues even when the load fluctuates.
次に、図5を参照して本実施例に係るボイラ装置の作動について説明する。図5は、第2の高温空気燃焼の態様を示しており、以下の説明に於いても、応答性に起因するタイムラグは無視するものとする。 Next, the operation of the boiler apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a second mode of high-temperature air combustion, and in the following description, the time lag due to responsiveness is ignored.
ボイラ始動時、前記微粉炭ミル3が停止状態で、前記カットダンパ13が閉、前記第2流量調整ダンパ18、前記排ガス流量調整器20がそれぞれ閉の状態で、前記制御装置23により前記油流量調整弁21が開かれ、油の供給が開始されると共に供給量の調整が行われる。又、前記第1流量調整ダンパ17が開放され、前記微粉炭バーナ4に2次空気が送給され、前記微粉炭バーナ4に設けられたオイルバーナ31による燃焼が行われる。
When the boiler is started, the pulverized
前記オイルバーナ31による燃焼で炉内の温度が上昇し、前記温度検出器22により検出する排ガスの温度が温度T1となったところで、前記第1流量調整ダンパ17が閉となり、前記微粉炭バーナ4への2次空気の供給が停止され、前記排ガス流量調整器20、前記第2流量調整ダンパ18が開かれ、排ガスが混合された高温の2次空気が前記燃焼空気ノズル5に供給される。
When the temperature in the furnace rises due to combustion by the
前記微粉炭バーナ4への2次空気の供給が停止されることで、前記オイルバーナ31の燃焼が停止され、該オイルバーナ31からは油のみが炉内に噴射される。又、隣接する燃焼空気ノズル5からは高温の燃焼用空気が噴出されており、油と高温空気による高温空気燃焼が行われる。
By stopping the supply of secondary air to the pulverized
油による高温空気燃焼状態となり、所定時間経過したところで、前記微粉炭ミル3が稼働され、前記カットダンパ13が開とされ、前記微粉炭バーナ4に微粉炭が供給され、前記微粉炭バーナ4からは油が噴出されると共に微粉炭が噴出され、油と微粉炭の混焼状態の高温空気燃焼となる。混焼状態が予め設定した時間を経過したところで、前記油流量調整弁21が閉とされ、前記微粉炭バーナ4の微粉炭燃焼のみによる高温空気燃焼に移行する。
When a predetermined time elapses after the oil enters a high-temperature air combustion state, the pulverized
前記オイルバーナ31による油燃焼で高温空気燃焼を実現した後、前記微粉炭バーナ4による微粉炭燃焼に移行する場合、短時間で高温空気燃焼に至り、又高温空気燃焼に到達する迄が硫黄分の少ない油燃焼であり、又高温空気燃焼状態で微粉炭燃焼に移行するので、微粉炭燃焼が最初から高温で、還元雰囲気での燃焼となり、窒素酸化物(NOx )の発生を最大限に抑制できる。即ち、前記オイルバーナ31による油燃焼で高温空気燃焼を実現させることで、ボイラ始動から高温空気燃焼に至る迄の間に発生する窒素酸化物を大幅に低減できる。
After realizing high-temperature air combustion by oil combustion by the
ボイラの運転負荷低下の情報がボイラ装置の制御装置から前記制御装置23に入力されると、前記油流量調整弁21が開とされ、前記オイルバーナ31による油燃焼が行われる。該オイルバーナ31の油燃焼で高温空気燃焼が維持された状態で、前記カットダンパ13が閉とされ、前記微粉炭バーナ4への微粉炭の供給が停止され、該オイルバーナ31の油燃焼単独での高温空気燃焼が維持される。この状態で、ボイラ負荷が更に低下し、排ガス温度が温度T1より低くなったところで、前記第1流量調整ダンパ17が開とされ、前記第2流量調整ダンパ18、前記排ガス流量調整器20が閉とされ、前記燃焼空気ノズル5への高温空気の供給が停止され、前記オイルバーナ31による定常燃焼運転に移行する。
When information on a decrease in the operating load of the boiler is input from the control device of the boiler device to the
負荷が低下し、高温空気燃焼から定常燃焼へと移行する場合でも、高温空気燃焼が維持された状態で、前記微粉炭バーナ4での微粉炭燃焼が停止されるので、微粉炭燃焼は高温空気燃焼状態のみでの燃焼となり、やはり、窒素酸化物の発生を抑制できる。
Even when the load decreases and the high temperature air combustion shifts to the steady combustion, the pulverized coal combustion in the pulverized
次に、ボイラ負荷が上昇し、排ガス温度がT1を超えると、前記第1流量調整ダンパ17が閉となり、前記第2流量調整ダンパ18、前記排ガス流量調整器20が開とされ、高温空気が前記燃焼空気ノズル5に供給される。この場合、上記した様に前記オイルバーナ31による油燃焼で高温空気燃焼が実現された後、前記微粉炭バーナ4による微粉炭燃焼に移行してもよいが、図示では、微粉炭燃焼に移行せず、油燃焼単独で高温空気燃焼を維持している場合を示している。
Next, when the boiler load rises and the exhaust gas temperature exceeds T1, the first flow
本実施例では、高温空気燃焼を微粉炭燃焼で維持するか、或は油燃焼で維持するかを適宜、選択可能である。尚、上記実施例に於いて、補助バーナの燃料を油として説明したが、燃料はガスであってもよい。 In the present embodiment, it is possible to appropriately select whether to maintain high-temperature air combustion by pulverized coal combustion or oil combustion. In the above embodiment, the fuel of the auxiliary burner has been described as oil, but the fuel may be gas.
1 火炉
2 熱交換器
3 微粉炭ミル
4 微粉炭バーナ
5 燃焼空気ノズル
9 1次空気バイパスダクト
11 1次空気送風ダクト
12 微粉炭供給管
13 カットダンパ
14 2次空気送風ダクト
15 排ガス導管
17 第1流量調整ダンパ
18 第2流量調整ダンパ
19 燃料供給管
20 排ガス流量調整器
21 油流量調整弁
22 温度検出器
23 制御装置
27 ノズル本体
29 内筒ノズル
31 オイルバーナ
33 微粉炭混合流
34 2次燃焼用空気
36 3次燃焼用空気
38 風量調整羽根
41 回転駆動機構
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