JP5968247B2 - Burner, combustion furnace, burner assembly method, and burner repair method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば炭素含有燃料をガス化するガス化装置(より具体的には石炭をガス化する石炭ガス化装置)等の燃焼炉に用いられるバーナに関し、さらにはこのバーナを用いた燃焼炉ならびにバーナの組立方法およびバーナの補修方法に関するものである。 The present invention relates to a burner used in a combustion furnace such as a gasifier for gasifying carbon-containing fuel (more specifically, a coal gasifier for gasifying coal), and further a combustion furnace using the burner. Further, the present invention relates to a burner assembling method and a burner repairing method.
石炭ガス化装置のバーナとしては、下記特許文献1に記載されたものが知られている。バーナは、燃料炉内に挿入されて大きな熱負荷を受けるため、冷却水が流れる冷却管によって取り囲まれた構造となっている。図7には、特許文献1の図1に対応する図が示されている。同図に示されているように、バーナは、その先端が炉内102内に位置する状態で設置されている。バーナ二次管104の周囲には、バーナ冷却水管109が巻回されている。このバーナ冷却水管109は、バーナ二次管104の周囲に接した状態で設置され、バーナ二次管104の先端から炉外側まで設けられている。
バーナが挿通される開口部は、同図に示されているように、鉛直方向に並ぶ複数の炉壁管101を部分的に曲成して形成されるようになっている。図8には、この開口部を炉内側から見た図が示されており、この図から分かるように、炉壁管101の一部を押し広げて開口部103が形成されている。
As a burner of a coal gasifier, what was indicated in the following patent documents 1 is known. Since the burner is inserted into the fuel furnace and receives a large heat load, the burner is surrounded by a cooling pipe through which cooling water flows. FIG. 7 shows a diagram corresponding to FIG. As shown in the figure, the burner is installed with its tip positioned in the
As shown in the figure, the opening through which the burner is inserted is formed by partially bending a plurality of
図8に示した開口部103は、炉壁管101を部分的に曲成させて塑性変形させることによって形成するので、厳密な精度管理ができない。したがって、炉壁に形成した開口部とバーナとの間には隙間が不可避的に生じてしまう。また、開口部とバーナとの間の隙間からは、炉内の火炎による輻射やスラグが隙間を介して炉外へと漏洩し易くなる。これに対して、図7に示した従来構造では、耐火材108を充填したシールボックス107によって輻射やスラグの漏洩を防ぐ構造になっている。
しかし、たとえ耐火材108が配置されているとはいえ、輻射やスラグによる損傷は徐々にではあるが進行すると考えられ、更なる耐久性の向上が望まれる。
Since the
However, even though the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、耐久性の高いバーナおよび燃焼炉ならびにバーナの組立方法およびバーナの補修方法を提供することを目的とする。
また、高い耐久性を有しつつ位置精度良くバーナを取り付けることができるバーナおよび燃焼炉ならびにバーナの組立方法を提供することを目的とする。
また、高い耐久性を有しつつ劣化が早い冷却管の交換が容易とされたバーナおよび燃焼炉ならびにバーナの組立方法およびバーナの補修方法を提供することを目的とする。
This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the burner and combustion furnace with high durability, the assembly method of a burner, and the repair method of a burner.
It is another object of the present invention to provide a burner, a combustion furnace, and a burner assembling method that can attach a burner with high positional accuracy while having high durability.
It is another object of the present invention to provide a burner, a combustion furnace, a burner assembling method, and a burner repair method in which replacement of a cooling pipe having high durability and quick deterioration is facilitated.
上記課題を解決するために、本発明のバーナおよび燃焼炉ならびにバーナの組立方法およびバーナの補修方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるバーナは、燃焼炉の炉壁に形成された開口部を貫通して設置されたバーナ本体と、内部を流通する冷却媒体によって前記バーナ本体を冷却する冷却管と、を備えたバーナにおいて、前記冷却管は、前記バーナ本体の炉内側の先端から前記炉壁側に向けて、該バーナ本体の周囲に接した状態で該バーナ本体を取り囲むように設けられた第1冷却管と、前記開口部から炉外側にかけて、前記第1冷却管とともに前記バーナ本体を取り囲むように設けられ、かつ前記バーナ本体の中心軸線からの距離が前記第1冷却管よりも大きくなるように設けられた第2冷却管とを備え、前記開口部における前記バーナ本体の前記中心軸線に直交する面において、前記第1冷却管の径方向外側に位置している。
In order to solve the above problems, the burner and combustion furnace, the burner assembling method and the burner repairing method of the present invention employ the following means.
That is, a burner according to the present invention includes a burner body installed through an opening formed in a furnace wall of a combustion furnace, and a cooling pipe that cools the burner body with a cooling medium that circulates inside. In the burner, the cooling pipe is a first cooling pipe provided so as to surround the burner body in a state of being in contact with the periphery of the burner body from the inner end of the burner body toward the furnace wall side. When, toward either et furnace outside the opening, it is provided so as to surround said burner body with the first cooling tube, and provided so that the distance from the central axis of the burner body is greater than the first cooling tube And the second cooling pipe is positioned on the outer side in the radial direction of the first cooling pipe in a plane perpendicular to the central axis of the burner body in the opening .
第2冷却管の設置位置を、バーナ本体の中心軸線からの距離が第1冷却管よりも大きくなるように設けることにより、第2冷却管を開口部に投影した場合、第2冷却管によって開口部を塞ぐように位置させることができる。これにより、第2冷却管と開口部との隙間を介して炉内側から炉外を直接見込むことができる領域を小さく又は無くすことができ、炉内の火炎による輻射やスラグが隙間から炉外側に漏洩することを可及的に防止することができる。
第1冷却管と第2冷却管とは、それぞれ別の管としても良く、又は、共通の一連の管としても良い。また、第1冷却管と第2冷却管とを別の管とした場合でも、設置後に接続して連通させる構成としても良い。
第2冷却管は、例えば、開口部の近傍から炉外側に行くにしたがいバーナ本体の中心軸線からの距離が順次大きくなるように末広がりとなった略円錐台形状となるように設けられる。
なお、「バーナ本体の中心軸線からの距離」とは、バーナ本体の中心軸線からの最短距離を意味し、具体的にはバーナ本体の中心軸線に直交する面内において計測した中心軸線から距離を意味する。
また、第1冷却管がバーナ本体の周囲に接するとは、熱的に接することを意味し、厳密な意味でバーナ本体と第1冷却管が直接的に接していることのみを意味しているのではなく、例えば接続時に用いられるろう材が介在していても良いことをも含む意味である。
When the installation position of the second cooling pipe is provided so that the distance from the center axis of the burner body is larger than that of the first cooling pipe, the second cooling pipe is opened by the second cooling pipe when projected onto the opening. It can be positioned so as to close the part. As a result, a region where the outside of the furnace can be directly seen from the inside of the furnace through the gap between the second cooling pipe and the opening can be reduced or eliminated, and radiation and slag due to the flame in the furnace can be moved from the gap to the outside of the furnace. Leakage can be prevented as much as possible.
The first cooling pipe and the second cooling pipe may be separate pipes, or may be a common series of pipes. Even when the first cooling pipe and the second cooling pipe are separate pipes, they may be connected and communicated after installation.
The second cooling pipe is provided, for example, so as to have a substantially frustoconical shape that is divergent so that the distance from the central axis of the burner body increases sequentially as it goes from the vicinity of the opening to the outside of the furnace.
The “distance from the center axis of the burner body” means the shortest distance from the center axis of the burner body. Specifically, the distance from the center axis measured in a plane perpendicular to the center axis of the burner body means.
Moreover, that the 1st cooling pipe contacts the circumference | surroundings of a burner main body means that it contacts thermally, and it means only that a burner main body and the 1st cooling pipe are directly contacting in a strict meaning. Instead, it means that, for example, a brazing material used at the time of connection may be interposed.
さらに、本発明のバーナでは、前記第1冷却管は、前記バーナ本体に対して位置決めされた状態で設置され、前記第2冷却管は、前記炉壁側に対して位置決めされた状態で設置されることを特徴とする。 Further, in the burner of the present invention, the first cooling pipe is installed in a state of being positioned with respect to the burner body, and the second cooling pipe is installed in a state of being positioned with respect to the furnace wall side. It is characterized by that.
バーナ本体の先端位置は、炉内の燃焼状態を決定する重要な因子となる。第1冷却管は、設置時にバーナ本体に対して位置決めされているため、バーナ本体の設置とともにその位置が決まるようになっている。一方、第2冷却管は、バーナ本体ではなく炉壁側に対して位置決めされた状態で設置されるようになっており、バーナ本体の設置位置による影響を受けないようになっている。これにより、第2冷却管の設置位置を炉壁に形成された開口部に対して独立に決定することができ、第2冷却管と開口部との隙間を精度良く管理することができる。
なお、本発明の場合、第1冷却管と第2冷却管とは、それぞれ別の管とされ、設置後に互いに接続して共通の冷却媒体系統として直列に冷却媒体を流すこととしても良いし、それぞれを独立した冷却媒体系統に接続して並行して冷却媒体を流すこととしても良い。
The tip position of the burner body is an important factor that determines the combustion state in the furnace. Since the first cooling pipe is positioned with respect to the burner body at the time of installation, the position of the first cooling pipe is determined with the installation of the burner body. On the other hand, the second cooling pipe is installed in a state of being positioned with respect to the furnace wall side, not the burner body, and is not affected by the installation position of the burner body. Thereby, the installation position of a 2nd cooling pipe can be determined independently with respect to the opening part formed in the furnace wall, and the clearance gap between a 2nd cooling pipe and an opening part can be managed accurately.
In the case of the present invention, the first cooling pipe and the second cooling pipe are respectively separate pipes, and may be connected to each other after installation to flow the cooling medium in series as a common cooling medium system, Each may be connected to an independent cooling medium system and the cooling medium may flow in parallel.
さらに、本発明のバーナでは、前記第1冷却管は、設置後に、前記バーナ本体に対して炉内側に向けて取り外し可能とされていることを特徴とする。 Furthermore, the burner according to the present invention is characterized in that the first cooling pipe can be detached from the burner body toward the inside of the furnace after installation.
第1冷却管を設置後に取り外し可能とすることとした。これにより、炉内に設置されて熱負荷が高く劣化が早い第1冷却管のみを取り外すことができる。また、バーナ本体に対して取り外すことができるので、バーナ本体を取り外す工程が不要となり、第1冷却管の交換時間を大幅に短縮することができる。また、第1冷却管を炉内側に向けて取り外し可能としているので、炉内側からアクセスして引き抜くだけで済み、炉外側に設置されている例えばシールボックスや配管等を取り外す必要がなくなり、極めて簡便に第1冷却管の交換作業を行うことができる。
また、第2冷却管は、第2冷却管を開口部に投影した場合、第2冷却管によって開口部を塞ぐように設置されているので、開口部から炉内側に取り出すことが困難となっている。また、第2冷却管は第1冷却管のように炉内に設置されていないので熱負荷が低く第1冷却管ほど交換頻度が多くない。そこで、本発明では、第1冷却管のみを取り外す一方で、第2冷却管を取り外さずに残しておくことができる。
It was decided that the first cooling pipe could be removed after installation. Thereby, it is possible to remove only the first cooling pipe that is installed in the furnace and has a high thermal load and is quickly deteriorated. Moreover, since it can remove with respect to a burner main body, the process which removes a burner main body becomes unnecessary, and the replacement time of a 1st cooling pipe can be shortened significantly. In addition, since the first cooling pipe can be removed toward the inside of the furnace, it is only necessary to access it from the inside of the furnace and pull it out. For example, there is no need to remove a seal box or piping installed outside the furnace, making it extremely simple. In addition, the replacement work of the first cooling pipe can be performed.
In addition, when the second cooling pipe is projected onto the opening, the second cooling pipe is installed so as to close the opening with the second cooling pipe, so that it is difficult to take out from the opening to the inside of the furnace. Yes. Further, since the second cooling pipe is not installed in the furnace like the first cooling pipe, the heat load is low and the replacement frequency is not so high as the first cooling pipe. Therefore, in the present invention, only the first cooling pipe can be removed while the second cooling pipe can be left without being removed.
また、本発明の燃焼炉は、上記のいずれかに記載されたバーナを備えていることを特徴とする。 Moreover, the combustion furnace of this invention is equipped with the burner described in any one of the above.
上記のバーナを備えているので、炉内の火炎による輻射やスラグが開口部から炉外側に漏洩することを可及的に防止することができる燃焼炉を提供することができる。
また、第2冷却管の設置位置を炉壁に形成された開口部に対して独立に決定することができ、第2冷却管と開口部との隙間を精度良く決定することができる燃焼炉を提供することができる。
また、バーナ本体に対して第1冷却管を取り外すことにより、第1冷却管の交換作業が簡便とされた燃焼炉を提供することができる。
なお、燃焼炉としては、例えば炭素含有燃料をガス化するガス化装置(さらに好ましくは石炭をガス化する石炭ガス化装置)とされ、この場合には上記のバーナはコンバスタ用バーナとして採用されることが好ましい。
Since the above burner is provided, it is possible to provide a combustion furnace that can prevent radiation and slag due to flame in the furnace from leaking from the opening to the outside of the furnace as much as possible.
In addition, a combustion furnace that can determine the installation position of the second cooling pipe independently of the opening formed in the furnace wall and can accurately determine the gap between the second cooling pipe and the opening. Can be provided.
Further, by removing the first cooling pipe from the burner body, it is possible to provide a combustion furnace in which the replacement work of the first cooling pipe is simplified.
The combustion furnace is, for example, a gasifier that gasifies carbon-containing fuel (more preferably, a coal gasifier that gasifies coal). In this case, the burner is used as a combustor burner. It is preferable.
また、本発明のバーナの組立方法は、燃焼炉の炉壁に形成された開口部を貫通して設置されたバーナ本体と、内部を流通する冷却媒体によって前記バーナ本体を冷却する冷却管とを備えたバーナにおいて、前記冷却管は、前記バーナ本体の炉内側の先端から前記炉壁側に向けて、該バーナ本体の周囲に接した状態で該バーナ本体を取り囲むように設けられた第1冷却管と、前記開口部から炉外側にかけて、前記第1冷却管とともに前記バーナ本体を取り囲むように設けられ、かつ前記バーナ本体の中心軸線からの距離が前記第1冷却管よりも大きくなるように設けられた第2冷却管とを備えているバーナの組立方法であって、前記第1冷却管を、前記バーナ本体に対して位置決めされた状態で設置し、前記第2冷却管を、前記開口部における前記バーナ本体の前記中心軸線に直交する面において、前記第1冷却管の径方向外側に位置させて、前記炉壁側に対して位置決めされた状態で設置することを特徴とする。 The burner assembling method of the present invention comprises a burner main body installed through an opening formed in a furnace wall of a combustion furnace, and a cooling pipe for cooling the burner main body with a cooling medium flowing inside. In the burner provided, the cooling pipe is provided so as to surround the burner body in a state of being in contact with the periphery of the burner body from the tip inside the furnace of the burner body toward the furnace wall side. a tube, subjected either et furnace outside the opening, is provided so as to surround said burner body with the first cooling tube, and as the distance from the central axis of the burner body is greater than the first cooling tube A burner assembly method comprising a second cooling pipe provided, wherein the first cooling pipe is installed in a state of being positioned with respect to the burner main body, and the second cooling pipe is connected to the opening. In the department In the plane perpendicular to the central axis line of the serial burner body, said first and is positioned radially outward of the cooling tube, characterized in that it placed in a state of being positioned with respect to the furnace wall side.
また、本発明のバーナの補修方法は、燃焼炉の炉壁に形成された開口部を貫通して設置されたバーナ本体と、内部を流通する冷却媒体によって前記バーナ本体を冷却する冷却管とを備えたバーナにおいて、前記冷却管は、前記バーナ本体の炉内側の先端から前記炉壁側に向けて、該バーナ本体の周囲に接した状態で該バーナ本体を取り囲むように設けられた第1冷却管と、前記開口部から炉外側にかけて、前記第1冷却管とともに前記バーナ本体を取り囲むように設けられ、かつ前記バーナ本体の中心軸線からの距離が前記第1冷却管よりも大きくなるように設けられた第2冷却管とを備え、前記開口部における前記バーナ本体の前記中心軸線に直交する面において、前記第1冷却管の径方向外側に位置しているバーナの補修方法であって、前記第1冷却管を、前記バーナ本体に対して炉内側に向けて取り外すことを特徴とする。 The burner repair method of the present invention comprises a burner body installed through an opening formed in a furnace wall of a combustion furnace, and a cooling pipe for cooling the burner body by a cooling medium flowing through the inside. In the burner provided, the cooling pipe is provided so as to surround the burner body in a state of being in contact with the periphery of the burner body from the tip inside the furnace of the burner body toward the furnace wall side. a tube, subjected either et furnace outside the opening, is provided so as to surround said burner body with the first cooling tube, and as the distance from the central axis of the burner body is greater than the first cooling tube and a second cooling tube provided in the plane perpendicular to the central axis of the burner body in said opening, a method of repairing a burner which is located radially outward of the first cooling tube, The serial first cooling tube, and wherein the removing toward the furnace interior to said burner body.
第2冷却管の設置位置を、バーナ本体の中心軸線からの距離が第1冷却管よりも大きくなるように設けることにより、第2冷却管を開口部に投影した場合、第2冷却管によって開口部を塞ぐように位置させることとしたので、第2冷却管と開口部との隙間を介して炉内側から炉外を直接見込むことができる領域を小さく又は無くすことができ、炉内の火炎による輻射やスラグが隙間から炉外側に漏洩することを可及的に防止することができる。
第1冷却管を設置時にバーナ本体に対して位置決めする一方で、第2冷却管をバーナ本体ではなく炉壁側に対して位置決めすることとしたので、第2冷却管の設置位置を開口部に対してバーナ本体とは別に独立に決定することができ、隙間を精度良く管理することができる。
第1冷却管を設置後にバーナ本体から取り外し可能とすることとしたので、炉内に設置されて熱負荷が高く劣化が早い第1冷却管をバーナ本体とは別に取り外すことができ、簡便に第1冷却管の交換をすることができる。
When the installation position of the second cooling pipe is provided so that the distance from the center axis of the burner body is larger than that of the first cooling pipe, the second cooling pipe is opened by the second cooling pipe when projected onto the opening. Since it is positioned so as to block the part, the region where the outside of the furnace can be directly seen from the inside of the furnace through the gap between the second cooling pipe and the opening can be reduced or eliminated, and the flame inside the furnace Radiation and slag can be prevented as much as possible from leaking out of the furnace through the gap.
While the first cooling pipe is positioned with respect to the burner main body at the time of installation, the second cooling pipe is positioned with respect to the furnace wall rather than the burner main body. On the other hand, it can be determined independently of the burner body, and the gap can be managed with high accuracy.
Since the first cooling pipe can be removed from the burner body after installation, the first cooling pipe installed in the furnace and having high heat load and quick deterioration can be removed separately from the burner body. One cooling pipe can be replaced.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[参考実施形態]
以下、本発明の参考実施形態について、図1乃至図3を用いて説明する。
図1には、石炭ガス化炉(燃焼炉)のコンバスタ1に用いられるバーナ3周りの構造が示されている。石炭ガス化炉は、図示しない石炭粉砕機によって微粉化された微粉炭を部分燃焼させて可燃性ガスを得るものである。コンバスタ1は、微粉炭を燃焼させることによって燃焼熱を生成し、下流側に位置するリダクタ(図示せず)におけるガス化反応に必要な熱量やスラグを溶融させるための熱量を供給するものである。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[ Reference embodiment]
A reference embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a structure around a
バーナ3は、コンバスタ1の周囲に複数設けられており、図1にはそのうちの1つのバーナ3が示されている。バーナ3は、炉壁に形成された開口部11に挿通されている。炉壁は、図2及び図3に示されているように、上下方向に延在して平行に設けられた複数の炉壁管9と、隣り合う炉壁管9同士を接続する接続壁10とから構成されている。炉壁管9内には冷却水が流れるようになっている。炉壁に形成される開口部11は、炉壁管9の一部を曲成することによって形成されている。具体的には、開口部11に相当する位置の炉壁管9の一部分を炉外側にかつ側方に曲成させる。隣り合う炉壁管9も順次曲成させることにより、図3に示したような開口部11が形成される。図1には炉外側に曲成された炉壁管9が示されており、図2には側方に曲成された炉壁管9が示されている。
A plurality of
バーナ3は、炉外から炉内にわたって配置されるバーナ本体5と、このバーナ本体5の周りに巻回された冷却管7とを備えている。
バーナ本体5内には、微粉炭や空気(一次空気や二次空気)が流通するようになっており、バーナ本体5から供給された微粉炭および空気によって炉内にて火炎が形成されるようになっている。
The
In the
冷却管7は、内部に冷却水(冷却媒体)が流通するようになっており、バーナ本体5の先端5a側に配置された第1冷却管7aと、第1冷却管7aよりもバーナ本体5の基端部側(図1において左側)に配置された第2冷却管7bとを備えている。
第1冷却管7aは、伝熱性を得るためにバーナ本体5の外周面に接した状態でバーナ本体5を取り囲むように配置されている。第1冷却管7aの設置領域Aは、バーナ本体5の先端5aから炉壁側にかけて、より具体的にはバーナ本体5の先端5aから開口部11近傍でかつ開口部11よりも炉外側に入った位置にかけて設けられている。
The
The
第2冷却管7bは、第1冷却管7aに対して連続的に接続されている。すなわち、第1冷却管7aと第2冷却管7bとは、一連の連続した冷却管7とされている。第2冷却管7bは、バーナ本体5の中心軸線Cからの距離r2が、中心軸線Cから第1冷却管7aまでの距離r1よりも大きくなるように設けられている。ここで、距離r1,r2は、中心軸線Cからの最短距離を意味し、具体的には中心軸線Cに直交する面内にて計測した距離すなわち半径を意味する。
そして、第2冷却管7bは、開口部11の近傍から炉外側に行くにしたがいバーナ本体5の中心軸線Cからの距離r2が順次大きくなるように末広がりとなった略円錐台形状となるように設けられている。このような末広がり形状とすることにより、第2冷却管7bを開口部11に投影した場合、図3に示されているように、第2冷却管7bによって開口部11を塞ぐように位置させることができる。これにより、第1冷却管7aと開口部11との隙間を介して炉内側から炉外を直接見込むことができる領域を小さく又は無くすことができる。
第2冷却管7bの設置領域Bは、開口部11の近傍から炉外側にわたって、より具体的には開口部11近傍でかつ開口部11よりも炉外側に入った位置からさらに炉外側にわたって設けられている。
The
Then, as the
The installation area B of the
炉外側には、炉壁管9によって形成された開口部11を覆うようにシールボックス13が設けられている。シールボックス13は例えばステンレス製とされている。シールボックス13内には、耐火材15が充填されている。耐火材15としては、アルミナやSiCが好適に用いられる。
これらシールボックス13及び耐火材15により、加圧された炉内の圧力を維持するとともに、バーナ3と開口部11との隙間から炉外へと不可避的に漏出する輻射やスラグが更に外部へと漏出しないようになっている。
A
The
上記構成によるバーナ3は、以下のように使用される。
図示しない供給源から微粉炭および空気がバーナ本体5内に供給され、バーナ本体5内で所定の空気比にて調整され混合された混合気がバーナ本体5の先端から噴出される。バーナ本体5から噴出された混合気は、炉内にて、既に形成されている燃料領域に投入され、所望の燃焼状態が維持される。
炉内に形成された火炎による燃焼熱からバーナ本体5を保護するため、冷却管7内に冷却水が流される。冷却水は図示しない冷却水源から供給され、バーナ本体5の先端5aの第1冷却管7aから第2冷却管7bへと流され、第2冷却管7bから外部へと流出される。
The
Pulverized coal and air are supplied into the
In order to protect the
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
第2冷却管7bの設置位置を、バーナ本体5の中心軸線Cからの距離r2が、中心軸線Cから第1冷却管7aの距離r1よりも大きくなるように設けることにより、第2冷却管7bを開口部11に投影した場合、第2冷却管7bによって開口部11を塞ぐように位置させることができる(図3参照)。これにより、第2冷却管7bと開口部11との隙間を介して炉内側から炉外を直接見込むことができる領域を小さく又は無くすことができ、炉内の火炎による輻射やスラグが隙間から炉外側に漏洩することを可及的に防止することができる。
特に、第1冷却管7aと開口部との間に隙間S(図1参照)が形成されていても、第2冷却管7bによって炉内から炉外を直接見込む領域を無くすことができるので、輻射やスラグがシールボックス11内に直接流入することを防ぐことができる。これは、図7及び図8を用いて示した従来技術のように、本実施形態のような末広がり形状とされた第2冷却管7bがなく、隙間を介してシールボックス内を炉内側から直接見込むことができるようになっている場合に比べて顕著な効果を奏する。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
By installing the
In particular, even if a gap S (see FIG. 1) is formed between the
[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態について、図4乃至図6を用いて説明する。
本実施形態は、参考実施形態に対して、第1冷却管7a及び第2冷却管7bの配置や構成等が相違する。それ以外の共通する構成については同一の符号を付しその説明を省略する。
First Embodiment
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This embodiment is different from the reference embodiment in the arrangement and configuration of the
本実施形態の第1冷却管7aは、バーナ本体5に対して固定されて位置決めされている。一方、第2冷却管7bは、バーナ本体5に対して直接固定されておらず、炉壁側、具体的にはシールボックスに対して固定されている。ただし、第1冷却管7aと第2冷却管7bとは連通した状態で直列に取り付けられている。すなわち、第2冷却管7bは、第1冷却管7aを介してバーナ本体5に対して間接的に固定されているが、直接固定されているわけではない。なお、第1冷却管7aと第2冷却管7bとを直列に接続せず、別々の冷却水源に接続して並列に構成しても良い。
冷却水は、第1冷却管7aの先端側(図4において右側)まで導かれた後に、第1冷却管7a内を基端側(図4において左側)に向けて流れ、その後に第2冷却管7bの先端側(図4において右側)へと導かれて第2冷却管7b内を流れた後に外部へと流出する。
The
The cooling water is guided to the distal end side (right side in FIG. 4) of the
図4及び図5に示すように、第1冷却管7aは、伝熱性を得るためにバーナ本体5の外周面に接した状態でバーナ本体5を取り囲むように配置されている。第1冷却管7aの設置領域Aは、バーナ本体5の先端5aから炉壁側にかけて、より具体的にはバーナ本体5の先端5aから炉壁管9によって形成された開口部11近傍でかつ開口部11よりも炉外側に入った位置にかけて設けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
第2冷却管7bは、バーナ本体5の中心軸線Cからの距離r2が、中心軸線Cから第1冷却管7aまでの距離r1よりも大きくなるように設けられている。具体的には、第2冷却管7bは、開口部11の近傍から炉外側に行くにしたがいバーナ本体5の中心軸線Cからの距離r2が順次大きくなるように末広がりとなった略円錐台形状となるように設けられている。このような末広がり形状とすることにより、第2冷却管7bを開口部11に投影した場合、第2冷却管7bによって開口部11を塞ぐように位置させることができる。これにより、第2冷却管7bと開口部11との隙間を介して炉内側から炉外を直接見込むことができる領域を小さく又は無くすことができる。この点は、図3を用いて説明したように、参考実施形態とほぼ同様である。
The
ただし、本実施形態は、以下の点で参考実施形態と相違する。
本実施形態の第2冷却管7bの設置領域Bは、開口部11と略同じ位置から炉外側にわたって設けられている。この点で、開口部11から炉外側に入った位置から第2冷却管7bを設けている参考実施形態(図1参照)と相違する。すなわち、本実施形態の第2冷却管7bは、参考実施形態よりも炉内側にオフセットされた位置に設けられている。
また、本実施形態の第2冷却管7bは、バーナ本体5の中心軸線Cに直交する面内で見た場合に、第1冷却管7aの外周側に位置している。すなわち、本実施形態の第2冷却管7bは、第1冷却管7aの径方向外側に重ねられてオーバーラップした状態で設けられている。したがって、本実施形態の第2冷却管7bと開口部11との隙間S’(図4及び図5参照)は、参考実施形態の隙間S(図1及び図2参照)に比べて小さくなっている。これにより、本実施形態では、隙間S’から流入するおそれのある輻射やスラグを大きく減じることができる。
However, this embodiment is different from the reference embodiment in the following points.
The installation area B of the
Further, the
次に、本実施形態のバーナ3の組立方法について説明する。
先ず、新たにバーナ3を取り付ける場合には、第1冷却管7aが固定されて位置決めされて一体となったバーナ本体5を炉壁に形成した開口部11へと挿入する。そして、バーナ本体5の先端5aの炉内への突出量Tが所望値となるようにバーナ本体5を炉壁側に対して固定する。この突出量Tは、バーナ3による炉内の燃焼状態を決定する重要な因子となるため精度良く管理される必要がある。
その後、炉外側に固定された第2冷却管7bを設置し第2冷却管7bの位置を決定する。そして、第1冷却管7aの下流側と第2冷却管7bの上流側とを連通するように接続する。
Next, the assembly method of the
First, when the
Then, the
このように、第1冷却管7aと第2冷却管7bとを別々に設置して位置決めした後に接続することとしたので、以下のような作用効果を奏することができる。
炉内の燃焼状態を決めるバーナ本体5の突出量Tを優先してバーナ本体5の位置決めを行うようにしたので、バーナ3による所望の燃焼状態を確保することができる。一方、第2冷却管7bは、バーナ本体5ではなく炉壁側に対して位置決めされた状態で設置されるようになっており、バーナ本体5の設置位置による影響を受けないようになっている。これにより、第2冷却管7bの設置位置を開口部11に対して独立に決定することができ、第2冷却管7bと開口部11との隙間S’を精度良く管理することができる。すなわち、バーナ本体5に対して固定された第1冷却管7aによって開口部11との隙間を第1冷却管7aによって決定することを回避して、バーナ本体5の設置とは別に独立して設置することができる第2冷却管7bによって隙間S’を調整することとし、隙間S’を可及的に小さくすることができる。
As described above, since the
Since the
次に、バーナ3を所定時間使用した後に、第1冷却管7aを取り外して交換する補修方法について説明する。
図6に示すように、先ず、第1冷却管7aと第2冷却管7bとをシールボックス13の外側の切断位置Dにて切断して分離する。そして、バーナ本体5や第2冷却管7bを残したままで、すなわちコンバスタ1側に接続したままで、炉内側からアクセスして第1冷却管7aのみを取り外す。
そして、新たな第1冷却管7aをバーナ本体5に対して挿入して固定し、第2冷却管7bと連通するように接続することで交換工程を完了させる。
Next, a repair method for removing and replacing the
As shown in FIG. 6, first, the
And a new
このように、第1冷却管7aを設置後に取り外し可能とすることとした。これにより、炉内に設置されて熱負荷が高く劣化が早い第1冷却管7aを取り外すことができる。また、バーナ本体5に対して取り外すことができるので、バーナ本体5を取り外す工程が不要となり、第1冷却管7aの交換時間を大幅に短縮することができる。また、第1冷却管7aを炉内側に向けて取り外し可能としているので、炉内側からアクセスして引き抜くだけで済み、炉外側に設置されている例えばシールボックス13や配管等を取り外す必要がなくなり、極めて簡便に第1冷却管7aの交換作業を行うことができる。
また、第2冷却管7bは、開口部11に対して投影した場合に開口部11を塞ぐように設置されている(図3参照)ので、開口部11から炉内側に取り出すことが困難となっている。また、第2冷却管7bは第1冷却管7aのように炉内に設置されていないので第1冷却管7aほど熱負荷が高くなく交換頻度が多くない。そこで、本実施形態では、第1冷却管7aのみを取り外す一方で、第2冷却管7bを取り外さずに残しておくことができ、より交換作業を簡便にすることができる。
In this way, the
Moreover, since the
なお、上述した各実施形態では、石炭をガス化する石炭ガス化炉を前提として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、炭素含有燃料であれば石炭に限定されるものではなく、また燃焼を伴う炉であればガス化炉に限定されるものでもなく、バーナを用いた燃焼炉に広く適用できるものである。 In each of the above-described embodiments, the description has been made on the assumption of a coal gasification furnace that gasifies coal. However, the present invention is not limited to this, and is not limited to coal as long as it is a carbon-containing fuel. If it is a furnace with combustion, it is not limited to a gasification furnace, but can be widely applied to combustion furnaces using burners.
1 コンバスタ
3 バーナ
5 バーナ本体
7 冷却管
7a 第1冷却管
7b 第2冷却管
9 炉壁管
10 接続壁
11 開口部
13 シールボックス
15 耐火材
C 中心軸線
S,S’ 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
内部を流通する冷却媒体によって前記バーナ本体を冷却する冷却管と、
を備えたバーナにおいて、
前記冷却管は、
前記バーナ本体の炉内側の先端から前記炉壁側に向けて、該バーナ本体の周囲に接した状態で該バーナ本体を取り囲むように設けられた第1冷却管と、
前記開口部から炉外側にかけて、前記第1冷却管とともに前記バーナ本体を取り囲むように設けられ、かつ前記バーナ本体の中心軸線からの距離が前記第1冷却管よりも大きくなるように設けられた第2冷却管と、
を備え、
前記第2冷却管は、前記開口部における前記バーナ本体の前記中心軸線に直交する面において、前記第1冷却管の径方向外側に位置していることを特徴とするバーナ。 A burner body installed through an opening formed in the furnace wall of the combustion furnace;
A cooling pipe for cooling the burner body with a cooling medium flowing through the inside;
In the burner with
The cooling pipe is
A first cooling pipe provided so as to surround the burner body in a state of being in contact with the periphery of the burner body from the tip inside the furnace of the burner body toward the furnace wall side;
Toward either et furnace outside the opening, it is provided so as to surround said burner body with the first cooling tube, and the distance from the central axis of the burner body is provided to be larger than the first cooling tube A second cooling pipe;
Equipped with a,
The second cooling pipe is located on a radially outer side of the first cooling pipe in a plane perpendicular to the central axis of the burner body in the opening .
前記第2冷却管は、前記炉壁側に対して位置決めされた状態で設置されることを特徴とする請求項1に記載のバーナ。 The first cooling pipe is installed in a state of being positioned with respect to the burner body,
The burner according to claim 1, wherein the second cooling pipe is installed in a state of being positioned with respect to the furnace wall side.
内部を流通する冷却媒体によって前記バーナ本体を冷却する冷却管と、
を備えたバーナにおいて、
前記冷却管は、
前記バーナ本体の炉内側の先端から前記炉壁側に向けて、該バーナ本体の周囲に接した状態で該バーナ本体を取り囲むように設けられた第1冷却管と、
前記開口部から炉外側にかけて、前記第1冷却管とともに前記バーナ本体を取り囲むように設けられ、かつ前記バーナ本体の中心軸線からの距離が前記第1冷却管よりも大きくなるように設けられた第2冷却管と、
を備えているバーナの組立方法であって、
前記第1冷却管を、前記バーナ本体に対して位置決めされた状態で設置し、
前記第2冷却管を、前記開口部における前記バーナ本体の前記中心軸線に直交する面において、前記第1冷却管の径方向外側に位置させて、前記炉壁側に対して位置決めされた状態で設置することを特徴とするバーナの組立方法。 A burner body installed through the opening formed in the furnace wall of the combustion furnace;
A cooling pipe for cooling the burner body with a cooling medium flowing through the inside;
In the burner with
The cooling pipe is
A first cooling pipe provided so as to surround the burner body in a state of being in contact with the periphery of the burner body from the tip inside the furnace of the burner body toward the furnace wall side;
Toward either et furnace outside the opening, it is provided so as to surround said burner body with the first cooling tube, and the distance from the central axis of the burner body is provided to be larger than the first cooling tube A second cooling pipe;
A method for assembling a burner comprising:
Installing the first cooling pipe in a state of being positioned with respect to the burner body;
In a state where the second cooling pipe is positioned on the outer side in the radial direction of the first cooling pipe on the surface perpendicular to the central axis of the burner body in the opening , and is positioned with respect to the furnace wall side. A method for assembling a burner, characterized in that it is installed.
内部を流通する冷却媒体によって前記バーナ本体を冷却する冷却管と、
を備えたバーナにおいて、
前記冷却管は、
前記バーナ本体の炉内側の先端から前記炉壁側に向けて、該バーナ本体の周囲に接した状態で該バーナ本体を取り囲むように設けられた第1冷却管と、
前記開口部から炉外側にかけて、前記第1冷却管とともに前記バーナ本体を取り囲むように設けられ、かつ前記バーナ本体の中心軸線からの距離が前記第1冷却管よりも大きくなるように設けられた第2冷却管と、
を備え、前記開口部における前記バーナ本体の前記中心軸線に直交する面において、前記第1冷却管の径方向外側に位置しているバーナの補修方法であって、
前記第1冷却管を、前記バーナ本体に対して炉内側に向けて取り外すことを特徴とするバーナの補修方法。 A burner body installed through the opening formed in the furnace wall of the combustion furnace;
A cooling pipe for cooling the burner body with a cooling medium flowing through the inside;
In the burner with
The cooling pipe is
A first cooling pipe provided so as to surround the burner body in a state of being in contact with the periphery of the burner body from the tip inside the furnace of the burner body toward the furnace wall side;
Toward either et furnace outside the opening, it is provided so as to surround said burner body with the first cooling tube, and the distance from the central axis of the burner body is provided to be larger than the first cooling tube A second cooling pipe;
A method of repairing a burner located on a radially outer side of the first cooling pipe in a plane perpendicular to the central axis of the burner body in the opening ,
A burner repairing method, wherein the first cooling pipe is removed from the burner body toward the inside of the furnace.
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