JP6201470B2 - Boiler equipment - Google Patents
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Description
本発明は、多量の水分を含有する含水物を燃料とし、ボイラ効率の向上を図るボイラ装置に関するものである。 The present invention relates to a boiler device that uses a hydrous material containing a large amount of water as a fuel to improve boiler efficiency.
近年、ボイラの燃料として、高水分含有のバイオマスや、高水分含有の褐炭等の低品位炭等の含水物を用いることが求められている。 In recent years, it has been required to use a high moisture content biomass or a water content such as a low grade coal such as a high moisture content lignite as a fuel for a boiler.
従来、ボイラの燃料として高含水物を用いる場合、先ず、乾燥機で乾燥させたあと、微粉砕機により300μm以下迄粉砕し、微粉砕した微粉をバーナに供給してボイラの火炉で燃焼させている。 Conventionally, when a high water content is used as fuel for a boiler, it is first dried with a dryer, then pulverized to 300 μm or less with a fine pulverizer, and the finely pulverized fine powder is supplied to a burner and burned in a boiler furnace. Yes.
従来のボイラ装置として、ビーターミル(粗粉砕機)を用いるものがある。粗粉砕機にはボイラの火炉から抽出された燃焼ガスの一部が導入される様になっており、粗粉砕機により粗粉砕されつつ燃焼ガスにより乾燥され、乾燥した粗粉が微粉砕機により更に粉砕され、微粉が生成される。 As a conventional boiler apparatus, there is one using a beater mill (rough crusher). Part of the combustion gas extracted from the furnace of the boiler is introduced into the coarse pulverizer. The coarse pulverizer is dried by the combustion gas while being coarsely pulverized by the coarse pulverizer. Further pulverization produces fine powder.
上記した従来のボイラ装置の場合、ボイラの火炉内の熱により含水物の水分を蒸発させる構成となっているので、ボイラ効率が悪いという問題があった。 In the case of the above-described conventional boiler device, there is a problem that the boiler efficiency is poor because the moisture content of the hydrated material is evaporated by the heat in the furnace of the boiler.
又、従来のボイラ装置の他の例として、乾燥装置を用いるものがある。乾燥装置により原炭が乾燥され、乾燥された原炭を微粉炭機により微粉砕することで乾燥した微粉が生成されるが、微粉炭機は粗粉砕機と比べて消費動力が大きく、ランニングコストが掛る。 Another example of a conventional boiler apparatus uses a drying apparatus. The raw coal is dried by a drying device, and the dried raw coal is finely pulverized by a pulverized coal machine to produce dried fine powder. However, the pulverized coal machine consumes more power than the coarse pulverizer and has a running cost. It takes.
尚、特許文献1には、低品位炭乾燥システムで乾燥された製品炭をミルにより微粉炭に粉砕し、石炭ガス化炉でガス化してガス化ガスを生成し、該ガス化ガスをガス精製した後、ガスタービンの燃焼器で燃焼して高温高圧の燃焼ガスを生成する石炭ガス化複合発電システムが開示されている。
In
本発明は斯かる実情に鑑み、ボイラ効率を向上させると共に、コストの低減を図る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 that improves boiler efficiency and reduces costs.
本発明は、塊状の含水物を粗粉に粗粉砕する粉砕機と、前記粗粉を乾燥させ乾燥粗粉を供給する乾燥システムと、火炉の炉壁に設けられ前記粗粉を燃料とし、着火源としてプラズマトーチを有するバーナと、1次空気を導入し前記粗粉を前記1次空気と混合された粗粉混合流として前記バーナに供給する搬送媒体供給手段とを具備するボイラ装置に係るものである。 The present invention includes a pulverizer that coarsely pulverizes a massive hydrated product into a coarse powder, a drying system that dries the coarse powder and supplies the dried coarse powder, a coarse powder that is provided on a furnace wall of a furnace and uses the coarse powder as fuel. The present invention relates to a boiler apparatus comprising a burner having a plasma torch as a fire source and a carrier medium supply means for introducing primary air and supplying the coarse powder to the burner as a coarse powder mixed flow mixed with the primary air. Is.
又本発明は、前記バーナはノズル本体と該ノズル本体の先端部を囲む様に設けられた燃焼用空気調整装置を具備し、前記ノズル本体は内筒ノズルと、該内筒ノズルと同心に設けられた外筒ノズルと、先端が燃料導通空間の先端に近接する様に設けられた前記プラズマトーチとを有し、前記内筒ノズルと前記外筒ノズルとの間に前記燃料導通空間が形成され、該燃料導通空間に粗粉混合流が供給され、該粗粉混合流は前記燃料導通空間よりリング状に噴出され、前記プラズマトーチによって形成されるプラズマが前記粗粉混合流と交差する様構成されたボイラ装置に係るものである。 According to the present invention, the burner comprises a nozzle main body and a combustion air adjusting device provided so as to surround the tip of the nozzle main body, and the nozzle main body is provided concentrically with the inner cylinder nozzle. The outer cylinder nozzle and the plasma torch provided so that the tip is close to the tip of the fuel conduction space, and the fuel conduction space is formed between the inner cylinder nozzle and the outer cylinder nozzle. The coarse powder mixture flow is supplied to the fuel conduction space, the coarse powder mixture flow is ejected in a ring shape from the fuel conduction space, and the plasma formed by the plasma torch intersects the coarse powder mixture flow. This relates to a boiler apparatus.
又本発明は、前記粗粉混合流は常温の1次空気を搬送媒体とし、前記燃焼用空気調整装置からはボイラ起動時は常温の2次燃焼用空気が供給され、前記内筒ノズルからは常温の3次燃焼用空気が供給されるボイラ装置に係るものである。 In the present invention, the coarse powder mixed flow uses primary air at normal temperature as a carrier medium, and secondary combustion air at normal temperature is supplied from the combustion air adjusting device when the boiler is started. The present invention relates to a boiler apparatus to which room temperature tertiary combustion air is supplied.
又本発明は、前記燃料導通空間の先端部の少なくとも一部が、前記ノズル本体の中心に向う様、前記外筒ノズル、前記内筒ノズルが構成され、前記プラズマトーチによって形成される前記プラズマが前記粗粉混合流と交差する様構成されたボイラ装置に係るものである。 In the present invention, the outer cylinder nozzle and the inner cylinder nozzle are configured such that at least a part of the front end portion of the fuel conduction space faces the center of the nozzle body, and the plasma formed by the plasma torch is The present invention relates to a boiler device configured to intersect with the coarse powder mixed flow.
更に又本発明は、前記粗粉混合流は、搬送媒体の空気量が、搬送中の粗粉が自然発火することを抑止する様に設定された高濃度粗粉混合流であるボイラ装置に係るものである。 Furthermore, the present invention relates to the boiler device, wherein the coarse powder mixed flow is a high-concentration coarse powder mixed flow in which the amount of air in the carrier medium is set so as to suppress spontaneous combustion of the coarse powder being conveyed. Is.
本発明によれば、塊状の含水物を粗粉に粗粉砕する粉砕機と、前記粗粉を乾燥させ乾燥粗粉を供給する乾燥システムと、火炉の炉壁に設けられ前記粗粉を燃料とし、着火源としてプラズマトーチを有するバーナと、1次空気を導入し前記粗粉を前記1次空気と混合された粗粉混合流として前記バーナに供給する搬送媒体供給手段とを具備するので、前記含水物を微粉砕する為の微粉砕機を必要とせず、装置構成を簡略化及びコストの低減を図ることができると共に、前記火炉内に水分を持込まずボイラ効率を図ることができるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, a pulverizer for coarsely pulverizing a massive hydrated product into coarse powder, a drying system for drying the coarse powder and supplying the dried coarse powder, and the coarse powder provided on a furnace wall of a furnace as fuel. And a burner having a plasma torch as an ignition source, and a carrier medium supply means for introducing primary air and supplying the coarse powder to the burner as a coarse powder mixed flow mixed with the primary air. It does not require a pulverizer for finely pulverizing the hydrated material, can simplify the apparatus configuration and reduce the cost, and can achieve boiler efficiency without bringing moisture into the furnace. Show the effect.
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に於いて、本発明の実施例に係る含水物乾燥システムが適用されるボイラ装置1について説明する。
First, referring to FIG. 1, a
図1中、2は該ボイラ装置1の火炉を示し、3は該火炉2の炉壁に設けられたバーナを示している。前記火炉2の炉壁には、炉内からの輻射熱を吸収する伝熱管(図示せず)が設けられ、又前記火炉2の上方には、発生した蒸気を過熱する為のスーパヒータ(過熱蒸気発生器)4が設けられている。
In FIG. 1, 2 indicates a furnace of the
又、図1中、5は多量の水分を含有しているバイオマスや低品位炭等の含水物を乾燥させる含水物乾燥システムを示している。含水物、例えば塊状の褐炭6が前記含水物乾燥システム5に供給されると、該含水物乾燥システム5にて前記褐炭6の粗粉砕及び乾燥が行われ、粗粉炭(乾燥粗粉)である乾燥褐炭7として前記バーナ3に供給される。
In FIG. 1,
該バーナ3に前記乾燥褐炭7が供給されることで、前記バーナ3にて前記乾燥褐炭7が燃焼され、前記火炉2内に火炎が形成される。燃焼により生じた燃焼排ガス8は、前記火炉2内を加熱し、又前記スーパヒータ4と熱交換をし、煙道9を介して排気される様になっている。
By supplying the
次に、図2に於いて、前記含水物乾燥システム5について説明する。
Next, referring to FIG. 2, the hydrated
図2中、11は塊状の前記褐炭6を所定の粒径、例えば2mm以下の粗粉炭に粉砕する粉砕機を示している。尚、該粉砕機11としては、例えばハンマーミル等が使用される。
In FIG. 2,
又、図2中、12は粉砕された前記褐炭6を乾燥させる乾燥室13が内部に形成された乾燥装置を示し、前記乾燥室13の側壁の上部に褐炭供給ライン14が接続されている。
該褐炭供給ライン14の途中には前記粉砕機11が設けられ、該粉砕機11の下流側には、粉砕された前記褐炭6を貯溜可能な褐炭ホッパ15が接続され、該褐炭ホッパ15の下流側には前記乾燥室13への前記褐炭6の切出し量を調整する切出し装置16が接続されている。前記粉砕機11、前記褐炭供給ライン14、前記褐炭ホッパ15、前記切出し装置16により含水物供給手段が構成される。
In FIG. 2,
The
又、前記乾燥室13の他の側壁の下部には褐炭排出ライン17が接続され、該褐炭排出ライン17は第1搬送ライン18の中途部に接続されている。該第1搬送ライン18には該第1搬送ライン18に第1搬送用空気19を供給するブロア21が設けられている。該ブロア21より搬送媒体として前記第1搬送用空気19が供給されることで、前記乾燥装置12により乾燥された粗粉炭である前記乾燥褐炭7が、前記第1搬送ライン18を介して前記第1搬送用空気19と一体に搬送される様になっている。
Further, a
尚、前記ブロア21より供給される前記第1搬送用空気19は、常温、例えば60℃以下となっており、前記乾燥褐炭7が搬送中に発火するのを防止している。
The
前記第1搬送ライン18には、粒径の大きい前記乾燥褐炭7と前記第1搬送用空気19とを分離させるサイクロン等の第1分離装置22が設けられ、該第1分離装置22の下流側には、該第1分離装置22により分離された前記第1搬送用空気19から、更に前記乾燥褐炭7の微粉末を分離させるバグフィルタ等の第2分離装置23が設けられている。
The
又、該第2分離装置23には排気ライン24が接続され、該排気ライン24を介して前記第1分離装置22、前記第2分離装置23により前記乾燥褐炭7が分離された前記第1搬送用空気19が外部に排気される様になっている。
Further, an
前記第1分離装置22の下方にロータリバルブ25が設けられ、又前記第2分離装置23の下方にはロータリバルブ26,27が設けられており、前記第1分離装置22、前記第2分離装置23はそれぞれ前記ロータリバルブ25〜27を介して、前記乾燥褐炭7を貯留する貯溜容器であるバンカ28に接続されている。該バンカ28の下方には、該バンカ28に貯留された前記乾燥褐炭7から、所定量の該乾燥褐炭7を第2搬送ライン29に送給する計量器31が設けられている。
A
前記第2搬送ライン29には、該第2搬送ライン29内に1次空気である第2搬送用空気32を供給する搬送媒体供給手段としてのブロア33が設けられている。該ブロア33より前記第2搬送用空気32が供給されることで、該第2搬送用空気32が前記計量器31より切出された前記乾燥褐炭7と一体となり、前記第2搬送ライン29を介して粗粉混合流47(図3参照)として前記バーナ3に搬送される様になっている。
The
尚、前記ブロア33より供給される前記第2搬送用空気32は、常温であり、更に搬送媒体として機能する最小限の流量として、前記乾燥褐炭7が搬送中に発火するのを防止すると共に、常温空気によるボイラ効率低下を抑制している。
The second conveying
次に、図3に於いて、本発明の第1の実施例に係る前記バーナ3の一例について説明する。
Next, an example of the
図3中、35は前記火炉2の炉壁を示している。前記バーナ3はボイラの前記火炉2下部の壁面に沿って水平方向に所要数、且つ複数段配設される様になっている。
In FIG. 3,
前記炉壁35にスロート36が設けられ、前記炉壁35の反火炉2側にウインドボックス37が取付けられ、該ウインドボックス37の内部に前記バーナ3が前記スロート36と同心に設けられている。又、前記ウインドボックス37には燃焼用空気供給路38が接続されている。前記ウインドボックス37の先端部(火炉2内側の端部)には燃焼用空気調整装置である2次空気調整装置39が設けられ、該2次空気調整装置39は前記スロート36と同心となっている。
A
前記バーナ3は、ノズル本体41と前記2次空気調整装置39とを具備し、該2次空気調整装置39は前記ノズル本体41の先端部(炉内側の端部)を囲む様に設けられている。
The
前記ノズル本体41は、同心多重筒状に設けられた外筒ノズル42と内筒ノズル43、及び該内筒ノズル43の内部に収納されたプラズマトーチ44とを具備している。
The
前記外筒ノズル42、前記内筒ノズル43の断面形状はそれぞれ円形であり、前記外筒ノズル42と前記内筒ノズル43との間には、中空筒状の空間で前記火炉2側端が開放された燃料導通空間45が形成される。
The cross sections of the
該燃料導通空間45の断面積(流路面積)と、前記内筒ノズル43の断面積(流路面積)との比は、該内筒ノズル43の断面積が前記燃料導通空間45の断面積より、10倍以下の任意の倍数、好ましくは、1:5〜1:10となっており、前記内筒ノズル43の断面積が前記燃料導通空間45の断面積より際だって大きく設定される。従って、前記燃料導通空間45は前記内筒ノズル43の周囲に形成された細いリング形状となっている。
The ratio of the cross-sectional area (flow path area) of the
前記外筒ノズル42の基部(前記反火炉2側の端部)には褐炭供給管46が連通され、該褐炭供給管46は、前記第2搬送ライン29(図2参照)を介して前記計量器31(図2参照)及び前記バンカ28(図2参照)に接続されている。前記計量器31及び前記バンカ28からは、前記第2搬送用空気32(図2参照)を搬送媒体として前記乾燥褐炭7が供給され、前記第2搬送用空気32と前記乾燥褐炭7の混合流である粗粉混合流47は、前記褐炭供給管46を介して前記燃料導通空間45に流入し、該燃料導通空間45を流動して該燃料導通空間45の先端から噴出される。
A
前記内筒ノズル43の基部には、3次空気導入管48の一端が開口し、該3次空気導入管48の他端は前記燃焼用空気供給路38に開口し、前記ウインドボックス37に供給される2次燃焼用空気49の一部を取入れ、燃焼用補助空気即ち3次燃焼用空気51として前記内筒ノズル43に導いている。又、前記3次空気導入管48の途中には、3次空気調整装置としてのダンパ50が設けられ、前記3次燃焼用空気51の流量調整を行う様になっている。前記ダンパ50はユニット化され、前記3次空気導入管48に対して着脱が可能となっている。
One end of a tertiary
前記2次空気調整装置39は、前記ノズル本体41の先端部を収納する補助空気調整機構52と、該補助空気調整機構52の外側に同心多重に設けられた主空気調整機構53から構成されている。
The secondary
主ダクト54が、前記ノズル本体41と同心に設けられる。前記主ダクト54は先端に向って縮径し、前記スロート36に連続する様になっている。又、前記主ダクト54の内部に、該主ダクト54と同心に副ダクト55が設けられる。該副ダクト55は、略前記主ダクト54と相似形であり、先端に向って縮径する形状を有し、前記主ダクト54と前記副ダクト55との間に2次空気導出空間56が形成される。又、前記副ダクト55と前記ノズル本体41との間には副2次空気導出空間57が形成される。
A
前記主ダクト54と前記副ダクト55とに共通に対峙する区画壁板58が、前記ノズル本体41と同心に設けられる。
A
前記主ダクト54の周辺部と前記区画壁板58との間に、円周等間隔で回転可能に多数のアウタ空気ベーン59が設けられ、該アウタ空気ベーン59は、リンク機構(図示せず)を介して同期回動可能であり、空気流れに対する傾斜角を変更可能となっている。
A large number of
前記副ダクト55の周辺部と前記区画壁板58との間に、円周等間隔で回転可能に多数のインナ空気ベーン61が設けられ、該インナ空気ベーン61は、前記アウタ空気ベーン59と同様にリンク機構(図示せず)を介して同期回動可能であり、空気流れに対する傾斜角を変更可能となっている。
A large number of
前記主ダクト54、前記アウタ空気ベーン59等により前記主空気調整機構53が構成され、前記副ダクト55、前記インナ空気ベーン61により前記補助空気調整機構52が構成される。
The main
尚、前記主ダクト54の先端は、前記スロート36に連続し、前記副ダクト55の先端は前記炉壁35の内壁面から後退した位置にあり、前記外筒ノズル42と前記内筒ノズル43の先端は同位置であり、前記外筒ノズル42、前記内筒ノズル43の先端は、前記副ダクト55の先端近傍となっている。
The front end of the
前記ノズル本体41について更に説明する。
The
該ノズル本体41は、前記ウインドボックス37を反火炉2側から貫通し、又先端部が前記区画壁板58を貫通した状態で設けられる。
The
前記外筒ノズル42の先端部側には円形の先端側フランジ62が設けられ、該先端側フランジ62は前記区画壁板58に反火炉2側から当接する様になっており、前記先端側フランジ62が前記区画壁板58に当接することで、前記ノズル本体41の先端が位置決めされる構造となっている。又、前記先端側フランジ62は、前記区画壁板58の外筒ノズル貫通部を閉塞する様になっている。
A circular front
又、前記ノズル本体41が前記ウインドボックス37の壁部63を貫通する部分には、円筒形状のノズルホルダ64が設けられている。該ノズルホルダ64の内径は、前記先端側フランジ62の外径より大きくなっている。
A
前記ノズル本体41の基端部側には、前記ノズルホルダ64に当接する円形の基端側フランジ65が設けられ、該基端側フランジ65は前記ノズルホルダ64に反火炉2側から当接し、前記基端側フランジ65はボルト等の固着具によって前記ノズルホルダ64に固定される。而して、前記外筒ノズル42は前記基端側フランジ65、前記ノズルホルダ64を介して前記ウインドボックス37に固定される様になっている。
On the base end side of the
前記ノズル本体41の基端には外筒端板66が固着され、前記ノズル本体41の基端が閉塞されている。
An outer
前記内筒ノズル43は、前記外筒ノズル42の内部に反火炉2側から挿入されて設けられる。
The
前記内筒ノズル43の前記3次空気導入管48が連通する位置より先端側に、内筒ノズル固定フランジ67が設けられており、該内筒ノズル固定フランジ67が前記外筒端板66に当接し、前記内筒ノズル固定フランジ67と前記外筒端板66とがボルト等の固着具により固定され、前記内筒ノズル43は前記外筒ノズル42に取付けられる様になっている。
An inner cylinder
前記内筒ノズル43の基端には内筒端板68が固着され、該内筒端板68によって前記内筒ノズル43の基端が閉塞される。前記内筒端板68には、筒体のプラズマトーチホルダ69が設けられている。該プラズマトーチホルダ69の軸心は、前記内筒端板68の中心から外れた位置を通過し、且つ前記内筒ノズル43の軸心に対して傾斜している。
An inner
図示では、前記プラズマトーチホルダ69の軸心は、前記内筒端板68の中心から下側に外れた位置を通過しており、又軸心は先端に向って上昇する様に傾斜している。
In the figure, the axis of the
前記プラズマトーチ44は、前記プラズマトーチホルダ69に挿通され、該プラズマトーチホルダ69を介して前記内筒端板68に支持される。従って、取付けられた前記プラズマトーチ44は、軸心が先端に向って上昇する様に傾斜する。
The
又、前記プラズマトーチ44の先端は、前記内筒ノズル43の先端と一致、或は略一致した状態であり、且つ、前記プラズマトーチ44の先端は、前記内筒ノズル43の内面に接触するか、略接触する様に近接した状態となる。
Further, the tip of the
尚、先端の位置調整は、前記プラズマトーチ44を前記プラズマトーチホルダ69に対してスライドさせることで行われる。
The tip position is adjusted by sliding the
以下、作用について説明する。 The operation will be described below.
先ず、未粉砕の塊状の前記褐炭6が前記粉砕機11に投入される。前記褐炭6は前記粉砕機11にて粒径が2mm以下程度となる様粗粉砕され、該粉砕機11により粉砕された前記褐炭6が前記褐炭ホッパ15に貯留される。該褐炭ホッパ15に貯留された前記褐炭6は、前記切出し装置16により切出し量を調整され、前記褐炭供給ライン14を介して前記乾燥装置12の前記乾燥室13内に投入される。
First, the unpulverized lump of
該乾燥室13内に投入された前記褐炭6は、前記乾燥室13内で蒸気等の流動媒体が供給されることで流動化し、前記褐炭排出ライン17に向って流動する過程で加熱され、乾燥される。
The
前記乾燥室13より排出された前記乾燥褐炭(粗粉炭)7は、前記褐炭排出ライン17を介して前記第1搬送ライン18に導入される。前記ブロア21より前記第1搬送ライン18に前記第1搬送用空気19が供給されることで、前記乾燥褐炭7は前記第1搬送用空気19と一体となって前記第1分離装置22へと搬送される。
The dried lignite (coarse coal) 7 discharged from the drying
この時、前記第1搬送用空気19は前記乾燥褐炭7の自然発火を防止する様、常温、例えば60℃以下となっている。
At this time, the
前記第1分離装置22では、前記乾燥褐炭7のうち、粒径の大きい該乾燥褐炭7が前記第1搬送用空気19から分離され、粒径の大きい前記乾燥褐炭7が分離された前記第1搬送用空気19は、前記第2分離装置23へと送給される。
In the first separation device 22, the
又、該第2分離装置23では、前記第1分離装置22では分離しきれなかった、前記乾燥褐炭7の微粉末が前記第1搬送用空気19から分離され、前記乾燥褐炭7の微粉末が分離された前記第1搬送用空気19は、前記排気ライン24を介して外部へ排気される。
In the second separation device 23, the fine powder of the
前記第1分離装置22、前記第2分離装置23で前記第1搬送用空気19から分離された前記乾燥褐炭7は、前記ロータリバルブ25,26,27を介して前記バンカ28へと送給され、該バンカ28に前記乾燥褐炭7が貯留される。
The dried
前記バンカ28に貯留された前記乾燥褐炭7は、前記計量器31により所定の重量が切出され、前記第2搬送ライン29に送給される。前記ブロア33より前記第2搬送ライン29に前記第2搬送用空気32(1次空気)が供給されることで、前記乾燥褐炭7と前記第2搬送用空気32とが混合され、前記粗粉混合流47として前記バーナ3へと送給される。
A predetermined weight of the
この時、前記第2搬送用空気32は、前記乾燥褐炭7の自然発火を防止する様常温であり、更に搬送媒体として機能する最小限の流量となっている。本実施例では、前記粗粉混合流47の空気/粗粉炭質量比(A/C)を、0.01以上0.5以下の高濃度粗粉混合流となる様、前記ブロア33より供給される前記第2搬送用空気32の流量が調整され、前記計量器31により前記バンカ28から切出される前記乾燥褐炭7の切出し量が調整される。
At this time, the
又、前記2次燃焼用空気49は、ボイラ起動時は常温の状態で供給され、該2次燃焼用空気49が分流される前記3次燃焼用空気51も常温である。
The
燃焼用空気として、前記2次燃焼用空気49が前記ウインドボックス37を介し、前記主空気調整機構53、前記補助空気調整機構52を経て前記スロート36に噴出される。
As the combustion air, the
又、前記2次燃焼用空気49は、前記主空気調整機構53、前記補助空気調整機構52を通過する過程で、前記アウタ空気ベーン59、前記インナ空気ベーン61の角度が調整され、旋回流の強さが調整され、風量調整される。
In addition, the
又、前記3次空気導入管48で分流された前記3次燃焼用空気51が、前記内筒ノズル43より前記スロート36に向って噴出される。
Further, the
又、高濃度の前記粗粉混合流47が前記燃料導通空間45に供給され、更に前記燃料導通空間45を先端に向って流動し、先端から前記スロート36に向って薄肉のリング状に噴出される。
In addition, the high-concentration coarse powder
上記した様に、前記粗粉混合流47を搬送する前記第2搬送用空気32は、流量が少なくなっている為、前記粗粉混合流47を燃焼させるには充分な燃焼用空気を供給する必要がある。
As described above, since the flow rate of the second conveying
前記内筒ノズル43の断面積は、前記燃料導通空間45の断面積に対して充分大きい。
従って、リング状に噴出された前記粗粉混合流47の内部には、前記内筒ノズル43から噴出された前記3次燃焼用空気51が供給され、前記粗粉混合流47の外周からは前記主空気調整機構53、前記補助空気調整機構52からの前記2次燃焼用空気49が供給される。従って、前記粗粉混合流47が燃焼する為の充分な燃焼用空気が供給される。
The cross-sectional area of the
Therefore, the
ここで、前記2次燃焼用空気49と前記3次燃焼用空気51の流量比率を例示すると、2次燃焼用空気流量:3次燃焼用空気流量=8:2〜5:5である。尚、瀝青炭等の高品位炭を粉砕した微粉炭を燃料とする従来のバーナでは、3次燃焼用空気の割合はせいぜい5%以下となっている。
Here, the flow rate ratio between the
前記プラズマトーチ44から火炎(プラズマ)71が発せられ、該プラズマ71により前記粗粉炭混合流47の着火が行われる。
A flame (plasma) 71 is emitted from the
尚、前記プラズマトーチ44の軸心は、前記ノズル本体41の軸心に対して傾斜しており、前記プラズマ71が前記粗粉混合流47の流れと交差する様に設定されている。特に、該プラズマ71の高温域が、前記粗粉混合流47に交差する様に、前記プラズマトーチ44の先端位置、傾斜が設定されている。
Note that the axis of the
本実施例では、燃料として供給される前記乾燥褐炭7の径が2mm以下程度の粗粉であり、更に燃焼用空気の温度が常温と、従来のバーナの燃焼用空気の温度(200℃〜300℃)に比して低くなっている。然し乍ら、前記乾燥褐炭7は揮発分が多いこと、又着火源として前記プラズマトーチ44を用いており、該プラズマトーチ44のプラズマが高温(中心部は6000℃)であることから、前記乾燥褐炭7の粒径が大きく、燃焼用空気の温度が常温であっても、着火が可能であり、又燃焼が定常的に維持される。
In this embodiment, the
尚、ボイラの起動後、前記火炉2が加熱され、燃焼用空気の温度が所定温度以上、例えば120℃以上迄上昇した後は、加熱された燃焼用空気及び前記火炉2からの輻射熱により燃焼が定常的に維持されるので、前記プラズマ71を消すことができる。
After the boiler is started, the
上述の様に、第1の実施例の前記ボイラ装置1では、燃料として揮発分の多い前記乾燥褐炭7を用い、着火手段として高温の前記プラズマ71を用いているので、2mm以下程度の乾燥褐炭(粗粉炭)7であっても着火及び燃焼の維持が可能となっている。
As described above, in the
従って、前記乾燥褐炭7を微粉砕する為の竪型ローラミル等の微粉砕機を必要とせず、又粗粉砕の為の前記粉砕機11は微粉砕機よりも消費動力が少ないので、装置構成を簡略化できると共に、コストの低減を図ることができる。
Therefore, a fine pulverizer such as a vertical roller mill for finely pulverizing the dried
又、第1の実施例の前記ボイラ装置1では、水分を含有する前記褐炭6を前記乾燥装置12にて乾燥させ、前記乾燥褐炭7として前記バーナ3に供給しているので、前記火炉2内に水分が持込まれ、該火炉2内で水分が蒸発することによる該火炉2内の温度低下を防止することができ、ボイラ効率を向上させることができる。
In the
又、前記乾燥装置12にて乾燥させた前記乾燥褐炭7を前記バンカ28に貯留し、前記計量器31が前記乾燥褐炭7の切出し量を調整しているので、前記バーナ3に安定して粗粉混合流47を供給することができ、前記バーナ3の燃焼が維持される。
Further, since the dried
又、ボイラ起動時は、前記2次燃焼用空気49、前記3次燃焼用空気51は常温でよいので、前記2次燃焼用空気49、前記3次燃焼用空気51を加熱する為の機構が不要となり、装置を簡略化することができる。
In addition, since the
又、第1の実施例の前記バーナ3では、前記ダンパ50を前記3次空気導入管48から切離し、前記内筒ノズル固定フランジ67と前記外筒端板66との固定を解除することで、前記内筒ノズル43を反火炉2側に引出すことができる。又、前記基端側フランジ65と前記ノズルホルダ64との固定を解除することで、前記外筒ノズル42を反火炉2側に引出すことができる。又、前記プラズマトーチ44についても、反火炉2側に引出すことができる。
Further, in the
従って、前記ノズル本体41について、組立て、分解、保守は全て前記ウインドボックス37の外部から行うことができ、作業性がよい。
Accordingly, the
次に、図4に於いて、本発明の第2の実施例に係るバーナ3について説明する。尚、図4中、図3中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
Next, a
第1の実施例に於いては、プラズマトーチ44を内筒ノズル43の内部に設けたが、第2の実施例では、前記プラズマトーチ44をノズル本体41の外部に設けている。
In the first embodiment, the
壁部63のノズルホルダ64の上方を貫通し、又区画壁板58を貫通して前記プラズマトーチ44が設けられる。該プラズマトーチ44の軸心は、先端に向う程前記ノズル本体41の軸心に接近する様傾斜しており、前記プラズマトーチ44の先端は、外筒ノズル42の先端と一致、又は略一致している。更に、前記プラズマトーチ44の先端が、前記外筒ノズル42の先端に接する、或は略接する程度に接近している。
The
又、前記プラズマトーチ44の傾斜は、該プラズマトーチ44によって形成されるプラズマ71(特に高温域)が燃料導通空間45から噴出される粗粉混合流47と交差する角度に設定されている。
The inclination of the
而して、前記燃料導通空間45から噴出される前記粗粉混合流47は、前記プラズマトーチ44によって着火され、又定常的に燃焼する。
Thus, the coarse powder
第2の実施例に於いても、前記乾燥褐炭7の粒径が2mm以下程度と大きく、燃焼用空気の温度が常温でも、前記粗粉混合流47に着火可能であり、又燃焼を定常的に維持できる。
Also in the second embodiment, the particle size of the
尚、本発明では、前記燃料導通空間45から噴出される前記粗粉混合流47に、前記プラズマ71の高温域が交差する様に構成されればよく、上記実施例の他に、図5に示される様に構成されてもよい。
In the present invention, the coarse powder
外筒ノズル42、内筒ノズル43の一部を中心側に屈曲させ、前記燃料導通空間45の先端部の一部が、中心側に向う様に屈曲させる。プラズマトーチ44は、前記内筒ノズル43の内部に該内筒ノズル43と平行に、且つ該内筒ノズル43の内壁面に近接させて設けられる。
A part of the
前記プラズマトーチ44から発せられる前記プラズマ71は、前記内筒ノズル43の軸心と平行に形成されるが、前記粗粉混合流47が中心に向う様偏流されるので、該粗粉混合流47と前記プラズマ71が交差し、前記粗粉混合流47が着火、燃焼する。尚、該粗粉混合流47と前記プラズマ71とをより確実に交差させる為、第1の実施例、又は第2の実施例と同様、前記プラズマトーチ44を傾斜させてもよい。
The
又、前記燃料導通空間45を中心側に屈曲させるのは全周であってもよく、一部に限定されるものではない。
Further, the
1 ボイラ装置 2 火炉
3 バーナ 5 含水物乾燥システム
6 褐炭(含水物) 7 乾燥褐炭
11 粉砕機 12 乾燥装置(乾燥システム)
28 バンカ 31 計量器
32 第2搬送用空気(1次空気) 33 ブロア(搬送媒体供給手段)
39 2次空気調整装置 41 ノズル本体
42 外筒ノズル 43 内筒ノズル
44 プラズマトーチ 45 燃料導通空間
47 粗粉混合流 49 2次燃焼用空気
51 3次燃焼用空気 71 プラズマ
DESCRIPTION OF
28
39 Secondary
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