JP6270468B2 - Heavy oil-fired boiler combustion method and heavy oil-fired boiler - Google Patents
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本発明は、アスファルト等の重質油を燃料とする重質油焚きボイラに係り、特に、ボイラから排出される煤塵量を低減する重質油焚きボイラの燃焼方法及び重質油焚きボイラに関する。 The present invention relates to a heavy oil-fired boiler using heavy oil such as asphalt as fuel, and more particularly to a combustion method of a heavy oil-fired boiler and a heavy oil-fired boiler that reduce the amount of dust discharged from the boiler.
従来の油焚きボイラは、液体燃料を蒸気等の噴霧媒体により微粒化(霧化)させた状態で火炉内に吹き込み、火炎を形成して燃焼させている。このような油焚きバーナで使用される燃焼バーナは、液体燃料及び噴霧媒体の供給配管先端部に設けたバーナチップを備えている。このバーナチップは、液体燃料及び噴霧媒体を混合して微粒化した後、先端に形成された複数の噴出孔から微粒化燃料を噴射可能となっている。 In a conventional oil-fired boiler, liquid fuel is blown into a furnace in a state of being atomized (atomized) with a spray medium such as steam to form a flame and burned. A combustion burner used in such an oil-burning burner includes a burner tip provided at the tip of a supply pipe for liquid fuel and spray medium. This burner tip is capable of injecting atomized fuel from a plurality of ejection holes formed at the tip after mixing and atomizing the liquid fuel and the spray medium.
図6に示す実施形態の重質油焚きボイラ10Bは、アスファルト等の重質油を燃焼させるものであり、火炉11と燃焼装置12Bとを有している。
燃焼装置12Bは、火炉壁の上下方向に複数段(図示の例では5段)が装着された燃焼バーナ20Bを有している。なお、各段には、例えば周方向に沿って4個が均等間隔で配設されており、各段の燃焼バーナ20Bは全て同じ仕様である。
A heavy oil fired
The
各燃焼バーナ20Bは、燃料の重質油及び噴霧用蒸気を導入し、重質油と噴霧用蒸気とを混合する。この結果、重質油を微粒化して重質油噴霧粒子を含む混合流体が燃焼バーナ20Bから火炉11内に噴射され、これを燃焼させて火炎を形成する。こうして火炉11内の下部に火炎が生じると、燃焼ガス(排ガス)が火炉11内を上昇し、煙道31を通って排ガス管37に導かれる。
なお、図中の符号13は燃料供給配管、14は蒸気供給配管、32は二次過熱器、33は一次過熱器、34,35は蒸発器、36は節炭器で、40は二次空気(OFA;Over Fire Air)、50は追加空気投入部より供給される二段燃焼空気(AA;Additional Air)である。
Each
In the figure, reference numeral 13 is a fuel supply pipe, 14 is a steam supply pipe, 32 is a secondary superheater, 33 is a primary superheater, 34 and 35 are evaporators, 36 is a economizer, and 40 is secondary air. (OFA; Over Fire Air), 50 is a two-stage combustion air (AA) supplied from the additional air input unit.
従来の油焚きボイラでは、例えば下記の特許文献1に開示されているように、窒素酸化物(NOx)及び煤煙を抑制するため、内部混合形高圧気流噴霧式燃焼方法及び油バーナのバーナチップを改善することが行われている。
また、下記の特許文献2に開示されているように、微粉固体を含有するスラリ状燃料の高効率、低公害燃焼を図るため、内部混合式アトマイザの空気投入方法を改善する技術も知られている。
In conventional oil-fired boilers, for example, as disclosed in Patent Document 1 below, in order to suppress nitrogen oxides (NOx) and soot, an internal mixed high-pressure air spray combustion method and a burner tip of an oil burner are provided. Improvements are being made.
In addition, as disclosed in Patent Document 2 below, a technique for improving the air injection method of an internal mixing atomizer is also known in order to achieve high efficiency and low pollution combustion of a slurry-like fuel containing finely divided solids. Yes.
ところで、アスファルト等の重質油を燃料とする重質油焚きボイラでは、重質油の燃料特性から、燃焼後にボイラから排出される煤塵量(未燃分)が多いという問題を有している。このような煤塵対策として、従来は微粒化に用いる蒸気(噴霧媒体)の消費率をアップさせた低煤塵アトマイザを使用している。しかし、この蒸気は、ボイラで発生させた蒸気の一部を利用するものであるから、消費蒸気量が多いことはボイラ効率の悪化に繋がるため好ましくない。 By the way, heavy oil fired boilers that use heavy oil such as asphalt have a problem that the amount of dust discharged from the boiler after combustion is large due to the fuel characteristics of heavy oil. . As a measure against such dust, conventionally, a low dust atomizer with an increased consumption rate of steam (atomizing medium) used for atomization is used. However, since this steam uses a part of the steam generated in the boiler, it is not preferable to consume a large amount of steam because it leads to deterioration of boiler efficiency.
また、従来の重質油焚きバーナ10Bは、同仕様の燃焼バーナ20Bが上下方向に複数段配置されている。このため、図6に示すように、下段側の燃焼バーナ20Bから投入された重質油噴霧粒子の粒子軌跡(実線表示)と、上段側の燃焼バーナ20Bから投入された重質油噴霧粒子の粒子軌跡(破線表示)とを比較すると、下段側の燃焼バーナ20Bから投入された重質油噴霧粒子の粒子軌跡が長くなり、この結果、重質油噴霧粒子が火炉11内にある滞留時間も長くなる。
Further, in the conventional heavy
このような背景から、排出される煤塵量を増加させることなく、重質油の微粒化に消費される噴霧媒体の消費率を抑制できる重質油焚きボイラの燃焼方法が望まれる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、煤塵排出量を増加させることなく噴霧媒体の消費率抑制が可能となる重質油焚きボイラの燃焼方法及び重質油焚きボイラを提供することにある。
From such a background, a combustion method of a heavy oil fired boiler that can suppress the consumption rate of the spray medium consumed for atomization of heavy oil without increasing the amount of discharged dust is desired.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to burn a heavy oil-fired boiler capable of suppressing the consumption rate of the spray medium without increasing the dust discharge amount. And providing a heavy oil fired boiler.
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る重質油焚きボイラの燃焼方法は、燃焼バーナの燃料噴霧器に重質油燃料及び微粒化流体(噴霧媒体)を導入して混合し、微粒化された重質油噴霧粒子を含む混合流体を燃焼用空気とともに火炉内へ噴射投入して燃焼させる重質油焚きボイラの燃焼方法であって、前記燃料噴霧器の先端部には、オイルアトマイザが設けられており、前記火炉の上下方向に複数段配置されている前記燃焼バーナから噴射投入される前記重質油噴霧粒子の粒径は、下段側より上段側が小さくなるように設定されており、前記下段側の燃焼バーナが有するオイルアトマイザは、前記上段側の燃焼バーナが有するオイルアトマイザよりも大粒径噴霧タイプであることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
A combustion method of a heavy oil fired boiler according to the present invention includes heavy oil fuel and atomized fluid (atomizing medium) introduced into and mixed with a fuel sprayer of a combustion burner, and includes atomized heavy oil spray particles. A combustion method of a heavy oil-fired boiler that injects and mixes a mixed fluid into a furnace together with combustion air , and an oil atomizer is provided at the tip of the fuel sprayer, and the vertical direction of the furnace The particle size of the heavy oil spray particles injected and injected from the combustion burner arranged in a plurality of stages is set so that the upper stage side is smaller than the lower stage side, and the oil atomizer included in the lower stage combustion burner Is characterized in that it is of a larger particle size spray type than the oil atomizer of the upper combustion burner .
このような重質油焚きボイラの燃焼方法によれば、火炉の上下方向に複数段配置されている燃焼バーナから噴射投入される重質油噴霧粒子の粒径は、火炉内における重質油噴霧粒子の粒子軌跡が長く滞留時間も長い下段側と比較して、火炉内における重質油噴霧粒子の粒子軌跡が短く滞留時間も短い上段側が小さくなるように設定されている。
すなわち、火炉内の滞留時間が長い(重質油噴霧粒子の燃焼時間が長い)下段側の燃焼バーナには、微粒化流体の消費率が低い大粒径噴霧タイプのアトマイザを採用し、火炉内の滞留時間が短い(重質油噴霧粒子の燃焼時間が短い)上段側の燃焼バーナには、微粒化流体の消費率が高い小粒径噴霧タイプのアトマイザを採用することにより、ボイラ出口の煤塵量を増加させることなく、微粒化流体の消費率を各バーナ段に必要十分な値に抑えることが可能になる。
According to the combustion method of such a heavy oil fired boiler, the particle size of the heavy oil spray particles injected from the combustion burners arranged in a plurality of stages in the vertical direction of the furnace is the same as that of the heavy oil spray in the furnace. Compared to the lower stage where the particle trajectory of particles is long and the residence time is long, the upper stage side where the particle trajectory of heavy oil spray particles in the furnace is short and the residence time is short is set smaller.
That is, a large particle size spray type atomizer with a low consumption rate of atomized fluid is adopted for the lower combustion burner for a long residence time in the furnace (the combustion time of heavy oil spray particles is long). The combustion burner on the upper stage has a short particle residence time (short combustion time for heavy oil spray particles) and adopts a small particle size spray type atomizer with a high consumption rate of atomized fluid. The consumption rate of the atomized fluid can be suppressed to a necessary and sufficient value for each burner stage without increasing the amount.
上記の発明において、前記燃焼バーナに供給される前記重質油燃料の流量は、火炉内の滞留時間が長い下段側より上段側が小量となるように設定されていることが好ましく、これにより、火炉内の粒子軌跡を有効利用したバーナ配置及び燃料分配となる。このため、ボイラ出口の煤塵量を増加させることなく、微粒化流体の消費率を各バーナ段に必要十分な値に抑えることが可能になる。 In the above invention, the flow rate of the heavy oil fuel supplied to the combustion burner is preferably set so that the upper side is smaller than the lower side where the residence time in the furnace is long, Burner arrangement and fuel distribution that make effective use of particle trajectories in the furnace. For this reason, the consumption rate of the atomized fluid can be suppressed to a necessary and sufficient value for each burner stage without increasing the amount of dust at the outlet of the boiler.
本発明に係る重質油焚きボイラは、燃焼バーナの燃料噴霧器に重質油燃料及び微粒化流体を導入して混合し、微粒化された重質油噴霧粒子を含む混合流体を燃焼用空気とともに火炉内へ噴射投入して燃焼させる重質油焚きボイラであって、前記燃料噴霧器の先端部には、オイルアトマイザが設けられており、前記燃焼バーナは、前記火炉の上下方向に複数段配置され、かつ、前記燃焼バーナから噴射投入される前記重質油噴霧粒子は、上段側より下段側の粒径が大きくなるように配置されており、前記下段側の燃焼バーナが有するオイルアトマイザは、前記上段側の燃焼バーナが有するオイルアトマイザよりも大粒径噴霧タイプであることを特徴とするものである。 A heavy oil fired boiler according to the present invention introduces and mixes heavy oil fuel and atomized fluid into a fuel sprayer of a combustion burner, and mixes the mixed fluid containing atomized heavy oil spray particles together with combustion air. A heavy oil fired boiler that injects into a furnace and burns it , and an oil atomizer is provided at the tip of the fuel sprayer, and the combustion burners are arranged in a plurality of stages in the vertical direction of the furnace. And, the heavy oil spray particles injected from the combustion burner are arranged so that the particle size of the lower stage side is larger than the upper stage side, and the oil atomizer of the lower stage combustion burner is the It is characterized by being a larger particle size spray type than the oil atomizer of the combustion burner on the upper stage side .
このような重質油焚きボイラによれば、燃焼バーナは、火炉の上下方向に複数段配置され、かつ、燃焼バーナから噴射投入される重質油噴霧粒子は、上段側より下段側の粒径が大きくなるように配置されているので、火炉内の滞留時間が長い下段側の燃焼バーナに微粒化流体の消費率が低い大粒径噴霧タイプのアトマイザを採用し、火炉内の滞留時間が短い上段側の燃焼バーナに微粒化流体の消費率が高い小粒径噴霧タイプのアトマイザを採用することにより、ボイラ出口の煤塵量を増加させることなく、微粒化流体の消費率を各バーナ段に必要十分な値に抑えることが可能になる。 According to such a heavy oil fired boiler, the combustion burner is arranged in a plurality of stages in the vertical direction of the furnace, and the heavy oil spray particles injected from the combustion burner have a particle size lower than the upper stage. Is installed so that the residence time in the furnace is long, the large burner type atomizer with low atomization fluid consumption rate is adopted for the lower combustion burner, and the residence time in the furnace is short By adopting a small particle size spray type atomizer with high atomization fluid consumption rate in the upper combustion burner, the consumption rate of atomization fluid is required for each burner stage without increasing the amount of dust at the boiler outlet It becomes possible to suppress to a sufficient value.
上述した本発明によれば、重質油を燃料とする重質油焚きボイラにおいて、火炉内の粒子軌跡(滞留時間)を有効利用することにより、ボイラ出口から排出される煤塵量を増加させることなく、蒸気等の微粒化流体消費率を各バーナ段に必要十分な値に抑えることが可能になる。 According to the present invention described above, in a heavy oil-fired boiler using heavy oil as a fuel, the amount of dust discharged from the boiler outlet is increased by effectively using the particle trajectory (residence time) in the furnace. In addition, the consumption rate of atomized fluid such as steam can be suppressed to a necessary and sufficient value for each burner stage.
以下、本発明に係る重質油焚きボイラの燃焼方法及び重質油焚きボイラの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示す実施形態の重質油焚きボイラ10は、例えば流体燃料としてアスファルト等の重質油を用いるコンベンショナルボイラである。この重質油焚きボイラ10は、火炉11と燃焼装置12とを有している。火炉11は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉11を構成する火炉壁の下部に燃焼装置12が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of a combustion method of a heavy oil-fired boiler and a heavy oil-fired boiler according to the present invention will be described based on the drawings.
A heavy oil-fired
燃焼装置12は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ20を有している。本実施形態の燃焼バーナ20は、周方向に沿って、例えば、4個均等間隔で配設されたものを1セットとして、例えば、5セット、すなわち5段配置されている。なお、燃焼バーナ20の配置場所や個数については、図示の構成に限定されるものではない。
各燃焼バーナ20は、燃料の重質油を導入するため、燃料供給配管13を介して燃料供給源(不図示)に連結されており、燃料供給配管13には燃料供給量の調整を行う流量調整弁(不図示)が設けられている。また、各燃焼バーナ20は、微粒化流体の噴霧用蒸気を導入するため、各蒸気供給配管14を介して蒸気供給源(不図示)に連結されており、蒸気供給配管14には蒸気供給量の調整を行う流量調整弁(不図示)が設けられている。
The combustion device 12 has a plurality of
Each
従って、各燃焼バーナ20は、燃料供給源から燃料供給配管13を通して燃料の重質油が供給されるとともに、蒸気供給源から蒸気供給配管14を通して噴霧用蒸気が供給されることとなる。このため、各燃焼バーナ20は、重質油と噴霧用蒸気とを混合することにより、重質油を微粒化して重質油噴霧粒子を含む混合流体として火炉11内に噴射し、これを燃焼させて火炎を形成することができる。
Therefore, each
火炉11は、上部に煙道31が連結されている。この煙道31には、対流伝熱部(熱回収部)として排ガスの熱を回収するため、例えばバーナ側から順に2次過熱器32,一次過熱器33,蒸発器34,35及び節炭器(エコノマイザ)36が設けられており、火炉11での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。なお、これらの熱交換器類については、その配置や数等を例示したものであり、特に限定されるものではない。
煙道31は、その下流側に熱交換を行った排ガスを排出する排ガス管37が連結されている。この排ガス管37には、図示しない脱硫装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。
The
The
従って、燃焼装置12に各燃焼バーナ20が重質油と噴霧用蒸気との混合流体を火炉11内に噴射すると、火炉11では、混合流体と空気とが燃焼して火炎を生じる。こうして火炉11内の下部で火炎が生じると、燃焼ガス(排ガス)がこの火炉11内を上昇し、煙道31に排出される。なお、下段側の燃焼バーナ20から投入された重質油噴霧粒子の粒子軌跡(実線表示)は、上段側の燃焼バーナ20から投入された重質油噴霧粒子の粒子軌跡(破線表示)より長くなり、従って、重質油噴霧粒子が火炉11内に滞留する時間も長くなる。
Therefore, when each
このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器36によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムを介して火炉壁の各水管(図示せず)に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。
さらに、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は二次過熱器32及び一次過熱器33に導入され、燃焼ガスによって過熱される。二次過熱器32及び一次過熱器33で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント(例えばタービン等)に供給される。なお、本実施形態では、火炉11をドラム型(蒸気ドラム)として説明したが、この構造に限定されるものではない。
At this time, water supplied from a water supply pump (not shown) is preheated by the
Further, saturated steam of a steam drum (not shown) is introduced into the
次に、燃焼装置12の構成例について詳細に説明する。
本実施形態の燃焼バーナ20は、例えば図2及び図3に示すように構成されている。図中の符号21は、燃料の重質油を微粒化して火炉11内へ噴射投入する重質油噴霧器(燃料噴霧器)である。この重質油噴霧器21の先端部には、微粒化流体として導入する噴霧用蒸気の圧力によって重質油燃料を微粒化して噴出するため、複数の噴出孔22aを有するオイルアトマイザ22が設けられている。
Next, a configuration example of the combustion apparatus 12 will be described in detail.
The
また、重質油噴霧器21の外周には、空気取入孔23aを有するハウジングチューブ23が設けられ、その先端部外面には、すなわちオイルアトマイザ22の近傍には、一次空気(図中の矢印A1)を旋回させて供給するためのスワラー24が円周方向に複数設けられている。
ハウジングチューブ23及びスワラー24の周囲は、二次空気(図中の矢印A2)の空気通路25を形成するため、筒状のバーナスロート26で覆われている。さらに、バーナスロート26の外周には、三次空気(図中の矢印A3)を供給する空気通路27が設けられており、この空気通路27内には可変式空気ダンパ28を装備している。
Further, a
The periphery of the
このような構成の燃焼バーナ20において、燃料の重質油と噴霧用蒸気は、重質油噴霧器21の内部を通って先端部のオイルアトマイザ22に至り、例えば径の異なる大小複数の噴出孔22aから重質油を微粒化した混合流体が所定の方向(例えば斜め前方)へ噴出する。この混合流体は、ハウジングチューブ23内を通ってくる燃焼用空気及びスワラー24によって旋回しながら供給される一次空気と最初に接触し、互いに混合しつつ火炎域を形成する。
In the
一方、スワラー24とバーナスロート26との隙間を通過してくる二次空気、及びバーナスロート26の外側より供給される三次空気は、一次空気による火炎領域より逸脱した未燃分と混合しつつ、主火炎下流部に安定した火炎域を形成する。
このとき、火炎の状態と、排ガス中のNOx濃度及び酸素濃度とに応じて、可変式空気ダンパ28の開度操作をして、三次空気の供給量を調節する。なお、NOx濃度及び酸素濃度は、煙道31の後部適所に設けられた図示しないNOx濃度計及び酸素濃度計の計測値である。
On the other hand, the secondary air passing through the gap between the swirler 24 and the
At this time, according to the state of the flame and the NOx concentration and oxygen concentration in the exhaust gas, the opening degree of the
さて、上述した構成の燃焼バーナ20において、本実施形態では、以下に説明する燃焼方法を採用する。
すなわち、燃焼バーナ20の重質油噴霧器21に重質油燃料及び微粒化流体の蒸気を導入して混合し、微粒化された重質油噴霧粒子を含む混合流体を燃焼用空気とともに火炉内へ噴射投入して燃焼させる重質油焚きボイラ10において、火炉11の上下方向に複数段配置されている燃焼バーナ20から噴射投入される重質油噴霧粒子の粒径が、下段側より上段側を小さく設定した燃焼方法を採用する。
In the
That is, the heavy oil fuel and the atomized fluid vapor are introduced into and mixed with the
図示の構成例では、上下方向に5段の燃焼バーナ20が配置され、各段には、例えば周方向に沿って4個が均等間隔で配設されている。
このような燃焼バーナ20について、例えば下段側の2段に配置する重質油噴霧器21には、オイルアトマイザ22に低蒸気消費率の大粒径噴霧タイプを採用し、上段側の2段に配置する重質油噴霧器21には、オイルアトマイザ22に高蒸気消費率の小粒径噴霧タイプを採用する。また、中間の1段については、蒸気消費率及び噴射粒径が大粒径噴霧タイプ及び小粒径噴霧タイプの中間となるオイルアトマイザ22を採用している。なお、各段に配置される複数の燃焼バーナ20においては、全てに同じオイルアトマイザ22が採用されている。
In the illustrated configuration example, five stages of
For such a
この結果、火炉11の上下方向に5段配置されている燃焼バーナ20は、火炉11内に噴射された重質油噴霧粒子の粒子軌跡が長く滞留時間も長い下段側で大きな粒径となるように設定され、かつ、火炉11内に噴射された重質油噴霧粒子の粒子軌跡が短く滞留時間も短い上段側で小さな粒径となるように設定されている。すなわち、火炉11内に噴射投入される重質油粒子の粒径は、下段側に配置した燃焼バーナ20から上段側に配置した燃焼バーナ20へ段階的に小さくなるように設定されている。換言すれば、上下方向に複数段配置されている燃焼バーナ20から噴射投入される重質油噴霧粒子の粒径は、滞留時間の長い下段側より滞留時間の短い上段側が小さくなるように設定されている。
As a result, the
このような燃焼方法を採用すれば、微粒化流体として使用される蒸気の消費率は、各バーナ段に必要十分な値に抑えることができ、しかも、ボイラ出口の排ガス管37から排出される煤塵量を増加させることもない。
これは、図4に基づいて以下に説明する重質油噴霧粒子(以下、「油粒子」ともいう)の燃焼プロセスによるものである。
If such a combustion method is adopted, the consumption rate of the steam used as the atomized fluid can be suppressed to a value necessary and sufficient for each burner stage, and the dust discharged from the
This is due to the combustion process of heavy oil spray particles (hereinafter also referred to as “oil particles”) described below with reference to FIG.
図4(b)に示す燃焼プロセスの第1段階においては、重質油噴霧器21から火炉11内へ向けて流出した油粒子PL,PSが、重質油噴霧器21の周囲に投入される一次空気と混合され、さらに、これと同時に火炉11内の輻射熱を受けて急激に温度上昇する。温度上昇した油粒子PL,PSでは、熱分解によりガス燃料(揮発分)Gを放出するガス化が行われる。
In the first stage of the combustion process shown in FIG. 4 (b), the primary air that the oil particles PL and PS that have flowed out of the
燃焼プロセスの第2段階において、油粒子PL,PSは、時間経過に伴って火炉11内のさらに高温の領域へ移動し、ガス化したガス燃料Gが燃焼する。また、ガス燃料Gの燃焼と同時に、油粒子PL,PSの残留固形物である粒子状のチャーCが温度上昇して高温化する。この時点が最も高温の領域となり、揮発分Gの燃焼は完了し、さらに、炭素分を主体とするチャーCの燃焼が開始される。
In the second stage of the combustion process, the oil particles PL and PS move to a higher temperature region in the
そして、さらに時間が経過した第3段階において、チャーC及びガス燃料Gに分解された油粒子PL,PSは、ガス燃料Gの消失により残ったチャーCが火炉11内を移動し、第2段階より温度の低い領域に到達する。このため、チャーCの燃焼は、最も高温の領域から温度低下した領域で行われることとなり、最終段階では、未燃分の粒子及び灰よりなる煤塵Caが火炉11の外部へ排出される。
Then, in the third stage where the time has passed, the oil particles PL and PS decomposed into the char C and the gas fuel G move the remaining char C due to the disappearance of the gas fuel G in the
図4(a)に示すように、大粒径の油粒子PL及び小粒径の油粒子PSは、横軸の滞留時間が経過することにより質量(%)が減少する。なお、滞留時間の経過は、粒子軌跡が長くなることを意味している。 As shown in FIG. 4A, the mass (%) of the oil particles PL having a large particle diameter and the oil particles PS having a small particle diameter decrease as the residence time on the horizontal axis elapses. Note that the passage of the residence time means that the particle trajectory becomes longer.
図4(a)では、大粒径の油粒子PLが質量50%の状態に到達する滞留時間と比較して、少粒径の油粒子PSは短時間の滞留時間で同じ状態に到達している。従って、滞留時間の長い下段側で微粒化に使用する蒸気量を低減して粒径を大きくしても、上述した燃焼プロセスにおいては、滞留時間が長い分だけ小粒径と略同じ状態まで燃焼が進行する。
従って、上述した燃焼方法のように、微粒化流体として使用される蒸気の消費率を各バーナ段に必要十分な値に抑えても、ボイラ出口の排ガス管37から排出される煤塵量が増加するようなことはない。すなわち、火炉11の粒子軌跡を有効活用して、粒径の異なる重質油噴霧粒子を確実に燃焼させることで、煤塵排出量の増加を防止できる。
In FIG. 4 (a), the oil particle PS with a small particle size reaches the same state with a short residence time as compared with the residence time when the oil particle PL with a large particle size reaches a state of 50% by mass. Yes. Therefore, even if the amount of steam used for atomization is reduced on the lower side where the residence time is long and the particle size is increased, in the combustion process described above, the combustion is performed to the same state as that of the small particle size because of the longer residence time. Progresses.
Therefore, even if the consumption rate of the steam used as the atomizing fluid is suppressed to a necessary and sufficient value for each burner stage as in the combustion method described above, the amount of dust discharged from the
ところで、上述した実施形態では、上下方向に5段の燃焼バーナ20について、下段側から大中小の順に異なる三種類の粒子径を採用しているが、各段に異なる粒子径を採用して下段側から上段側へ小径としてもよい。
また、燃焼バーナ20の上下方向段数は5段に限定されることはなく、他の複数段(例えば2〜6段程度)においても、本実施形態と同様に下段側から上段側へ小径となるようにすればよい。
By the way, in embodiment mentioned above, about the
Further, the number of vertical stages of the
また、図5に示す変形例の重質油焚きボイラ10Aにおいて、燃焼装置12Aの燃焼バーナ20Aは、各段で噴射する粒径が異なるだけでなく、供給する重質油燃料の流量についても、火炉11内の滞留時間が長い下段側より上段側が小量となるように設定されている。
このようにしても、火炉11内の粒子軌跡を有効利用したバーナ配置及び燃料分配となり、滞留時間の長い下段側から噴射投入する燃料割合を増しても重質油噴霧粒子を確実に燃焼させて煤塵排出量の増加を防止できる。従って、ボイラ出口の煤塵量を増加させることなく、微粒化流体の消費率を各バーナ段に必要十分な値に抑えることが可能になる。
Further, in the heavy oil fired
Even in this case, burner arrangement and fuel distribution that effectively use the particle trajectory in the
また、本実施形態の重質油焚きボイラ10,10Aは、燃料噴霧器21に重質油燃料及び蒸気を導入して混合する燃焼バーナ20,20Aについて、噴射投入される重質油噴霧粒子の粒径が大きいものを下段側に配置し、上段側程粒径が大きくなるように配置している。すなわち、火炉11内の滞留時間が長い下段側の燃焼バーナ20,20Aに蒸気消費率が低い大粒径噴霧タイプのオイルアトマイザ22を採用し、火炉11内の滞留時間が短い上段側の燃焼バーナ20,20Aに蒸気消費率が高い小粒径噴霧タイプのオイルアトマイザ22を採用している。
Further, the heavy oil-fired
このように、火炉11内の粒子軌跡を有効利用して重質油噴霧粒子を燃焼させるバーナ配置の重質油焚きボイラ10,10Aは、ボイラ出口の煤塵量を増加させることなく、微粒化流体の蒸気消費率を各バーナ段に必要十分な値に抑えることが可能になる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、たとえば微粒化流体としてくうきの利用が可能であるなど、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
Thus, the heavy oil-fired
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, For example, it can change suitably in the range which does not deviate from the summary, such as utilization of a squeal as a atomization fluid.
10,10A,10B 重質油焚きボイラ
11 火炉
12,12A,12B 燃焼装置
13 燃料供給配管
14 蒸気供給配管
20,20A,20B 燃焼バーナ
21 重質油噴霧器(燃料噴霧器)
22 オイルアトマイザ
22a 噴出孔
23 ハウジングチューブ
23a 空気取入孔
24 スワラー
25,27 空気通路
26 バーナスロート
28 可変式空気ダンパ
31 煙道
10, 10A, 10B Heavy oil fired
22
Claims (5)
前記燃料噴霧器の先端部には、オイルアトマイザが設けられており、
前記火炉の上下方向に複数段配置されている前記燃焼バーナから噴射投入される前記重質油噴霧粒子の粒径は、下段側より上段側が小さくなるように設定されており、
前記下段側の燃焼バーナが有するオイルアトマイザは、前記上段側の燃焼バーナが有するオイルアトマイザよりも大粒径噴霧タイプであることを特徴とする重質油焚きボイラの燃焼方法。 Heavy oil fuel and atomized fluid are introduced and mixed in the fuel sprayer of the combustion burner, and the mixed fluid containing the atomized heavy oil spray particles is injected into the furnace together with combustion air and burned. A method for burning an oil fired boiler,
An oil atomizer is provided at the tip of the fuel sprayer,
The particle size of the heavy oil spray particles injected from the combustion burner arranged in a plurality of stages in the vertical direction of the furnace is set so that the upper side is smaller than the lower side ,
The method of burning a heavy oil-fired boiler , wherein the oil atomizer of the lower combustion burner is of a larger particle size spray type than the oil atomizer of the upper combustion burner .
前記燃料噴霧器の先端部には、オイルアトマイザが設けられており、
前記燃焼バーナは、前記火炉の上下方向に複数段配置され、かつ、前記燃焼バーナから噴射投入される前記重質油噴霧粒子は、上段側より下段側の粒径が大きくなるように配置されており、
前記下段側の燃焼バーナが有するオイルアトマイザは、前記上段側の燃焼バーナが有するオイルアトマイザよりも大粒径噴霧タイプであることを特徴とする重質油焚きボイラ。 Heavy oil fuel and atomized fluid are introduced and mixed in the fuel sprayer of the combustion burner, and the mixed fluid containing the atomized heavy oil spray particles is injected into the furnace together with combustion air and burned. An oil-fired boiler,
An oil atomizer is provided at the tip of the fuel sprayer,
The combustion burner is arranged in a plurality of stages in the vertical direction of the furnace, and the heavy oil spray particles injected and injected from the combustion burner are arranged so that the particle size on the lower stage side is larger than the upper stage side. And
The heavy oil fired boiler , wherein the oil atomizer of the lower combustion burner is of a larger particle size spray type than the oil atomizer of the upper combustion burner .
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