JP6946013B2

JP6946013B2 - Microcharcoal burner and boiler

Info

Publication number: JP6946013B2
Application number: JP2017029362A
Authority: JP
Inventors: 直也松井; 健有賀; 啓吾松本; 宏藤井; 裕基芳川; 五輪麿天野; 慎一関口; 学永冨; 富明上妻
Original assignee: Mitsubishi Power Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2037-02-20
Also published as: JP2018136051A

Description

本発明は、微粉炭バーナ及びボイラに関するものである。 The present invention relates to a pulverized coal burner and a boiler.

発電用又は工場用等のために蒸気発生を行う微粉炭焚きボイラには、固体微粉状燃料を燃焼させる微粉炭バーナが設置される。例えば、微粉炭バーナは、微粉炭と搬送空気（１次空気）との微粉炭混合気が流通する微粉炭管と、微粉炭管の流れ方向下流側端部に、微粉炭混合気を噴出するバーナノズルと、補助空気（２次空気）を噴出する補助空気ノズルを備える。 A pulverized coal burner that burns solid pulverized fuel is installed in a pulverized coal-fired boiler that generates steam for power generation or for factories. For example, the pulverized coal burner ejects the pulverized coal mixture to the pulverized coal pipe through which the pulverized coal mixture of the pulverized coal and the transport air (primary air) flows, and to the downstream end of the pulverized coal pipe in the flow direction. It is provided with a burner nozzle and an auxiliary air nozzle for ejecting auxiliary air (secondary air).

バーナノズルは、微粉炭バーナの先端に設けられ、二重構造の流路が形成されている。二重構造の流路の中心側には、微粉炭と１次空気が流通する微粉炭混合気供給路が形成され、外側には、２次空気が流通する２次空気供給路が形成される。 The burner nozzle is provided at the tip of the pulverized coal burner to form a double-structured flow path. A pulverized coal mixture supply path through which pulverized coal and primary air flow is formed on the center side of the double-structured flow path, and a secondary air supply path through which secondary air flows is formed on the outside. ..

また、補助空気ノズルは、バーナノズルの上方及び下方にそれぞれ設置され、補助空気（２次空気）が、補助空気ノズルから火炉内へ吹き込まれる。 Further, the auxiliary air nozzles are installed above and below the burner nozzles, respectively, and auxiliary air (secondary air) is blown into the furnace from the auxiliary air nozzles.

下記の特許文献１では、燃焼用補助空気である２次空気と２次補助空気それぞれについて、風量調整羽根によって風量調整が行われることや、各風量調整羽根が調整されることによって流れの状態が変化し、燃料の燃焼状態が変化することが記載されている。 In Patent Document 1 below, for each of the secondary air and the secondary auxiliary air, which are auxiliary air for combustion, the air volume is adjusted by the air volume adjusting blades, and the flow state is changed by adjusting each air volume adjusting blade. It is stated that it changes and the combustion state of the fuel changes.

特許第４９８３４１６号公報（特開２００８−３０９３５５号公報）Japanese Patent No. 4983416 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-309355) 特開平１１−２８１０１０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-281010 特開平１０−１８５１１０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-185110

微粉炭バーナは、要求されるボイラ性能に応じて、バーナノズルと補助空気ノズルの設置間隔が設定される。バーナノズルと補助空気ノズルの設置間隔が広く設定された場合、設置間隔が狭い場合と異なり、バーナノズルは、火炉の上方又は下方からの輻射が補助空気ノズルによって遮蔽されない表面積が大きくなる。その結果、バーナノズルは、火炉及びバーナ火炎からの輻射を受けやすくなる。また、バーナノズルと補助空気ノズルの間隔が広い場合、バーナノズルは、火炉及びバーナ火炎の高温ガスをバーナノズル周囲へ巻き込みやすくなる。したがって、補助空気ノズルがバーナノズルから離れている場合、バーナノズルが受ける熱負荷が増加し、バーナノズルの製品寿命が短くなるおそれがある。また、バーナノズルの形状変化により、排ガス性状が悪化するおそれがあり、状況によってはボイラを停止しなければならない可能性もある。なお、補助空気ノズルも熱負荷を受けているが、バーナノズルのほうが複雑な構造を有し、交換が困難であるため、熱負荷に対処する要求が高い。 For the pulverized coal burner, the installation interval between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle is set according to the required boiler performance. When the installation interval between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle is set wide, unlike the case where the installation interval is narrow, the burner nozzle has a large surface area where radiation from above or below the furnace is not blocked by the auxiliary air nozzle. As a result, the burner nozzle is susceptible to radiation from the furnace and burner flame. Further, when the distance between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle is wide, the burner nozzle easily entrains the high temperature gas of the furnace and the burner flame around the burner nozzle. Therefore, if the auxiliary air nozzle is separated from the burner nozzle, the heat load received by the burner nozzle may increase and the product life of the burner nozzle may be shortened. In addition, the shape change of the burner nozzle may deteriorate the exhaust gas properties, and depending on the situation, it may be necessary to stop the boiler. Although the auxiliary air nozzle is also subjected to a heat load, the burner nozzle has a more complicated structure and is difficult to replace, so that there is a high demand for dealing with the heat load.

さらに、上記特許文献２では、断熱性耐火材又は輻射熱防止板を設けて、バーナの２次流路と３次流路の間に設けられたダミー空間構成部材が、輻射熱によって熱変形されないようにすることが開示されている。しかし、断熱性耐火材又は輻射熱防止板は、火炉で生じた燃焼灰が付着しやすく、バーナノズルを閉塞するおそれがある。また、上記特許文献３では、ノズルの最外周に形成したガスノズルから、燃焼用空気とは別系統からの再循環ガスを投入して、ノズル部の冷却を行い、ノズル損傷を防止することが開示されている。しかし、通常の構成とは別系統が必要になり、設備が複雑になると共に、バーナ周囲に空気が投入されて燃焼性能に影響を与えるという問題がある。 Further, in Patent Document 2, a heat insulating refractory material or a radiant heat prevention plate is provided so that the dummy space constituent member provided between the secondary flow path and the tertiary flow path of the burner is not thermally deformed by radiant heat. It is disclosed to do. However, the heat insulating refractory material or the radiant heat prevention plate is liable to adhere to the combustion ash generated in the furnace, which may block the burner nozzle. Further, Patent Document 3 discloses that a recirculated gas from a system different from the combustion air is input from a gas nozzle formed on the outermost periphery of the nozzle to cool the nozzle portion and prevent nozzle damage. Has been done. However, there is a problem that a system different from the normal configuration is required, the equipment becomes complicated, and air is introduced around the burner to affect the combustion performance.

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、簡易な構成でバーナノズルが受ける熱負荷の影響を低減することが可能な微粉炭バーナ及びボイラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a pulverized coal burner and a boiler capable of reducing the influence of a heat load on a burner nozzle with a simple configuration.

本発明の第１態様に係る微粉炭バーナは、微粉炭と１次空気の微粉炭混合気が流通する微粉炭混合気供給路と、前記微粉炭混合気供給路の外側に設けられ、２次空気が流通する２次空気供給路とを有し、前記微粉炭混合気と前記２次空気を火炉に対して噴出するバーナノズルと、前記バーナノズルの上方又は下方に設けられ、補助空気を前記火炉に対して噴出する補助空気ノズルと、前記バーナノズルと前記補助空気ノズルの間で前記バーナノズルに沿って設置され、保護用空気を前記火炉に対して噴出する保護用空気ノズルとを備える。 The pulverized coal burner according to the first aspect of the present invention is provided outside the pulverized coal mixture supply path through which the pulverized coal mixture and the pulverized coal mixture of the primary air flow, and the secondary pulverized coal mixture supply path. It has a secondary air supply path through which air flows, a burner nozzle that ejects the pulverized coal mixture and the secondary air to the furnace, and an auxiliary air provided above or below the burner nozzle to the furnace. It includes an auxiliary air nozzle that ejects air to the furnace, and a protective air nozzle that is installed between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle along the burner nozzle and ejects protective air to the furnace.

この構成によれば、バーナノズルと補助空気ノズルの間に保護用空気ノズルが設置されており、保護用空気ノズルは、保護用空気を火炉に対して噴出し、バーナノズルと補助空気ノズルの間に空気流れを形成する。また、保護用空気ノズルは、バーナノズルと補助空気ノズルの間でバーナノズルに沿って設けられることから、バーナノズルは、保護用空気ノズルによって、火炉の上方又は下方からの輻射が遮蔽される。その結果、バーナノズルが受ける熱負荷が低減される。 According to this configuration, a protective air nozzle is installed between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle, and the protective air nozzle ejects the protective air to the furnace, and the air is blown between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle. Form a flow. Further, since the protective air nozzle is provided between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle along the burner nozzle, the burner nozzle is shielded from radiation from above or below the furnace by the protective air nozzle. As a result, the heat load received by the burner nozzle is reduced.

上記第１態様において、前記バーナノズル、前記補助空気ノズル及び前記保護用空気ノズルは、それぞれ別部材であり、互いに離隔して設置されてもよい。 In the first aspect, the burner nozzle, the auxiliary air nozzle, and the protective air nozzle are separate members and may be installed apart from each other.

この構成によれば、保護用空気ノズルから噴出する保護用空気が、バーナノズルから噴出する微粉炭混合気及び２次空気や、補助空気ノズルから噴出する補助空気に対して影響を与えにくい。また、火炉及びバーナ火炎からの輻射によって温度上昇した保護用空気ノズルの熱が、バーナノズルに対して熱伝達されにくくなる。さらに、保護用空気ノズルから噴出する保護用空気が最小限に設定されることによって、保護用空気ノズルから噴出する保護用空気は、バーナノズルから噴出する微粉炭混合気及び２次空気や、補助空気ノズルから噴出する補助空気に対して影響を与えにくい。 According to this configuration, the protective air ejected from the protective air nozzle is unlikely to affect the pulverized coal mixture and secondary air ejected from the burner nozzle and the auxiliary air ejected from the auxiliary air nozzle. In addition, the heat of the protective air nozzle whose temperature has risen due to radiation from the furnace and the burner flame is less likely to be transferred to the burner nozzle. Further, by setting the protective air ejected from the protective air nozzle to the minimum, the protective air ejected from the protective air nozzle is the pulverized coal mixture and secondary air ejected from the burner nozzle, and auxiliary air. It does not easily affect the auxiliary air ejected from the nozzle.

上記第１態様において、前記保護用空気ノズルの先端位置は、前記バーナノズルの先端位置と同じ位置、又は、前記バーナノズルの先端位置よりも前記火炉側に位置してもよい。 In the first aspect, the tip position of the protective air nozzle may be the same as the tip position of the burner nozzle, or may be located closer to the furnace side than the tip position of the burner nozzle.

この構成によれば、バーナノズルが、保護用空気ノズルによって遮蔽される表面積が増加するため、火炉及びバーナ火炎からの輻射がより多く遮蔽される。 According to this configuration, the burner nozzle has an increased surface area shielded by the protective air nozzle, so that more radiation from the furnace and the burner flame is shielded.

上記第１態様において、前記保護用空気ノズルの幅は、前記バーナノズルの幅よりも広くてもよい。 In the first aspect, the width of the protective air nozzle may be wider than the width of the burner nozzle.

上記第１態様において、前記保護用空気ノズルは、前記バーナノズルの側方において前記バーナノズルに沿って更に設置されてもよい。 In the first aspect, the protective air nozzle may be further installed along the burner nozzle on the side of the burner nozzle.

この構成によれば、保護用空気ノズルは、バーナノズルの側方においてバーナノズルに沿って更に設けられることから、バーナノズルは、保護用空気ノズルによって、前記火炉の側方からの輻射が遮蔽される。 According to this configuration, since the protective air nozzle is further provided along the burner nozzle on the side of the burner nozzle, the burner nozzle is shielded from radiation from the side of the furnace by the protective air nozzle.

本発明の第２態様に係る微粉炭バーナは、微粉炭と１次空気の微粉炭混合気が流通する微粉炭混合気供給路と、前記微粉炭混合気供給路の外側に設けられ、２次空気が流通する２次空気供給路とを有し、前記微粉炭混合気と前記２次空気を火炉に対して噴出するバーナノズルと、前記バーナノズルの上方又は下方に設けられ、補助空気を前記火炉に対して噴出する補助空気ノズルと、前記バーナノズルと前記補助空気ノズルの間で前記バーナノズルに沿って設置された板状の保護用板材とを備える。 The pulverized coal burner according to the second aspect of the present invention is provided outside the pulverized coal mixture supply path through which the pulverized coal mixture and the pulverized coal mixture of the primary air flow, and the secondary pulverized coal mixture supply path. It has a secondary air supply path through which air flows, a burner nozzle that ejects the pulverized coal mixture and the secondary air to the furnace, and an auxiliary air provided above or below the burner nozzle to the furnace. A plate-shaped protective plate material installed along the burner nozzle between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle is provided.

この構成によれば、バーナノズルと補助空気ノズルの間に保護用板材が設置されており、保護用板材は、バーナノズルと補助空気ノズルの間でバーナノズルに沿って設けられることから、バーナノズルは、保護用板材によって、バーナノズルの上方又は下方から受ける火炉及びバーナ火炎からの輻射が遮蔽される。その結果、バーナノズルが受ける熱負荷が低減される。 According to this configuration, a protective plate material is installed between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle, and the protective plate material is provided along the burner nozzle between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle. Therefore, the burner nozzle is for protection. The plate material shields radiation from the furnace and burner flames received from above or below the burner nozzle. As a result, the heat load received by the burner nozzle is reduced.

本発明の第３態様に係るボイラは、火炉と、前記火炉の側壁を貫通して設けられる上記第１態様又は第２態様の微粉炭バーナとを備える。 The boiler according to the third aspect of the present invention includes a furnace and a pulverized coal burner according to the first or second aspect, which is provided so as to penetrate the side wall of the furnace.

本発明によれば、簡易な構成でバーナノズルが受ける熱負荷の影響を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the influence of the heat load on the burner nozzle with a simple configuration.

本発明の第１実施形態に係る微粉炭焚きボイラを示す縦断面図である。It is a vertical sectional view which shows the pulverized coal-fired boiler which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る微粉炭焚きボイラの微粉炭バーナを示す縦断面図である。It is a vertical sectional view which shows the pulverized coal burner of the pulverized coal fired boiler which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る微粉炭焚きボイラの微粉炭バーナを示す正面図である。It is a front view which shows the pulverized coal burner of the pulverized coal-fired boiler which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る微粉炭焚きボイラの微粉炭バーナを示す横断面図であり、図３のIV−IV線で切断した図である。It is a cross-sectional view which shows the pulverized coal burner of the pulverized coal fired boiler which concerns on 1st Embodiment of this invention, and is the figure cut along line IV-IV of FIG. 本発明の第１実施形態に係る微粉炭焚きボイラの微粉炭バーナの変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of the pulverized coal burner of the pulverized coal fired boiler which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る微粉炭焚きボイラの微粉炭バーナを示す縦断面図である。It is a vertical sectional view which shows the pulverized coal burner of the pulverized coal fired boiler which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る微粉炭焚きボイラについて、図面を用いて説明する。
図１に示すように、微粉炭焚きボイラ１は、その内部に火炉２が形成されている。火炉２の側壁３には、微粉炭バーナ１０のバーナノズル１４、補助空気ノズル１５及び保護用空気ノズル２０が側壁３を貫通して設けられている。火炉２の鉛直方向上部には少なくとも１つの伝熱管群１９が設置され、火炉２で生じた高温燃焼ガスと熱交換を行い、高温の蒸気を生成している。 [First Embodiment]
Hereinafter, the pulverized coal-fired boiler according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the pulverized coal-fired boiler 1 has a furnace 2 formed inside the boiler 1. A burner nozzle 14, an auxiliary air nozzle 15, and a protective air nozzle 20 of the pulverized coal burner 10 are provided on the side wall 3 of the furnace 2 so as to penetrate the side wall 3. At least one heat transfer tube group 19 is installed in the upper part of the furnace 2 in the vertical direction, exchanges heat with the high-temperature combustion gas generated in the furnace 2, and generates high-temperature steam.

微粉炭バーナ１０は、バーナ風箱１１と、バーナノズル１４と、補助空気ノズル１５と、保護用空気ノズル２０などを備える。バーナノズル１４には微粉炭管１６が連結されている。 The pulverized coal burner 10 includes a burner wind box 11, a burner nozzle 14, an auxiliary air nozzle 15, a protective air nozzle 20, and the like. A pulverized coal pipe 16 is connected to the burner nozzle 14.

微粉炭管１６には、微粉炭混合気輸送管１７が連結され、微粉炭混合気輸送管１７は、微粉炭と、微粉炭を搬送する１次空気（搬送用空気）との混合気体である微粉炭混合気を微粉炭管１６に供給する。燃焼用空気コンパートメント１２には、燃焼用空気ダクト１８が連結され、燃焼用空気ダクト１８は、燃焼用空気を燃焼用空気コンパートメント１２に供給する。 A pulverized coal mixture transport pipe 17 is connected to the pulverized coal pipe 16, and the pulverized coal mixture transport pipe 17 is a mixed gas of pulverized coal and primary air (transport air) for transporting the pulverized coal. The pulverized coal mixture is supplied to the pulverized coal pipe 16. A combustion air duct 18 is connected to the combustion air compartment 12, and the combustion air duct 18 supplies combustion air to the combustion air compartment 12.

微粉炭バーナ１０は、バーナノズル１４と補助空気ノズル１５などを有している。バーナノズル１４と補助空気ノズル１５には、ノズル操作桿（図示せず。）が接続されている。 The pulverized coal burner 10 has a burner nozzle 14, an auxiliary air nozzle 15, and the like. A nozzle operating rod (not shown) is connected to the burner nozzle 14 and the auxiliary air nozzle 15.

微粉炭焚きボイラ１の火炉２には、石炭粉砕設備（図示せず。）で石炭が微粉化されて生成された微粉炭が、１次空気（搬送用空気）と混合された微粉炭混合気として微粉炭バーナ１０から供給される。すなわち、微粉炭混合気は、微粉炭混合気輸送管１７を流れて、バーナ風箱１１に装着された微粉炭管１６へ供給され、その後、バーナノズル１４から火炉２内へ吹き込まれる。 In the furnace 2 of the pulverized coal-fired boiler 1, pulverized coal produced by pulverizing coal in a coal crushing facility (not shown) is mixed with primary air (transport air). Is supplied from the pulverized coal burner 10. That is, the pulverized coal mixture flows through the pulverized coal mixture transport pipe 17, is supplied to the pulverized coal pipe 16 mounted on the burner wind box 11, and is then blown into the furnace 2 from the burner nozzle 14.

燃焼用空気は、送風設備（図示せず。）から燃焼用空気ダクト１８を流れて、バーナ風箱１１へ送り込まれる。バーナ風箱１１内は例えば鉛直方向に３段に仕切られ、中段となる中心部が燃焼用空気コンパートメント１２であり、上段と下段が補助空気コンパートメント１３である。 The combustion air flows from the ventilation equipment (not shown) through the combustion air duct 18 and is sent to the burner air box 11. The inside of the burner wind box 11 is divided into three stages in the vertical direction, for example, the central portion as the middle stage is the combustion air compartment 12, and the upper and lower stages are the auxiliary air compartment 13.

バーナ風箱１１へ供給された燃焼用空気は、バーナ風箱１１の内部で２次空気（主燃焼用空気）と補助空気に分流される。バーナ風箱１１内で分流された２次空気は、燃焼用空気コンパートメント１２に供給され、補助空気は、補助空気コンパートメント１３に供給される。 The combustion air supplied to the burner air box 11 is divided into secondary air (main combustion air) and auxiliary air inside the burner air box 11. The secondary air separated in the burner air box 11 is supplied to the combustion air compartment 12, and the auxiliary air is supplied to the auxiliary air compartment 13.

燃焼用空気コンパートメント１２の出口部には、バーナノズル１４と保護用空気ノズル２０が装着されている。バーナノズル１４には、その中心部、かつ、微粉炭管１６の延長上の下流側に微粉炭混合気供給路２３が形成される。また、微粉炭混合気供給路２３には、微粉炭管１６から供給された微粉炭混合気が火炉２へ噴き出す噴出孔２１が設けられる。したがって、微粉炭混合気は、バーナ風箱１１外部に接続された微粉炭混合気輸送管１７、微粉炭混合気輸送管１７と連結された微粉炭管１６を流れた後、噴出孔２１から火炉２へ噴き出される。 A burner nozzle 14 and a protective air nozzle 20 are mounted at the outlet of the combustion air compartment 12. The burner nozzle 14 is formed with a pulverized coal mixture supply path 23 at the center thereof and on the downstream side on the extension of the pulverized coal pipe 16. Further, the pulverized coal mixture supply path 23 is provided with an ejection hole 21 for ejecting the pulverized coal mixture supplied from the pulverized coal pipe 16 into the furnace 2. Therefore, the pulverized coal mixture flows through the pulverized coal mixture transport pipe 17 connected to the outside of the burner wind box 11 and the pulverized coal pipe 16 connected to the pulverized coal mixture transport pipe 17, and then flows through the ejection hole 21 to the furnace. It is spouted to 2.

燃焼用空気コンパートメント１２には、燃焼用空気コンパートメント１２内に配置された微粉炭管１６の外側において、２次空気が流通する２次空気供給路２５が形成される。２次空気供給路２５は、燃焼用空気コンパートメント１２の壁部２７と微粉炭管１６の管壁１６ａとの間の空間である。 In the combustion air compartment 12, a secondary air supply path 25 through which secondary air flows is formed outside the pulverized coal pipe 16 arranged in the combustion air compartment 12. The secondary air supply path 25 is a space between the wall portion 27 of the combustion air compartment 12 and the pipe wall 16a of the pulverized coal pipe 16.

また、バーナノズル１４には、微粉炭混合気供給路２３の外側に設けられ、燃焼用空気コンパートメント１２の２次空気供給路２５から供給された２次空気が流通する２次空気供給路２４が形成される。また、２次空気供給路２４には、当該噴出孔２１の外周囲において２次空気が火炉２へ噴き出す噴出孔２２が設けられている。したがって、燃焼用空気コンパートメント１２に供給された２次空気は、バーナノズル１４の２次空気供給路２４を流れた後、微粉炭管１６から供給される微粉炭混合気を取り囲むように、バーナノズル１４の噴出孔２２から火炉２内へ吹き込まれる。 Further, the burner nozzle 14 is provided on the outside of the pulverized coal mixture supply path 23, and forms a secondary air supply path 24 through which the secondary air supplied from the secondary air supply path 25 of the combustion air compartment 12 flows. Will be done. Further, the secondary air supply path 24 is provided with an ejection hole 22 for ejecting secondary air to the furnace 2 around the outer periphery of the ejection hole 21. Therefore, the secondary air supplied to the combustion air compartment 12 flows through the secondary air supply path 24 of the burner nozzle 14 and then surrounds the pulverized coal mixture supplied from the pulverized coal pipe 16. It is blown into the furnace 2 from the ejection hole 22.

バーナノズル１４における仕切板２８は、板状部材であり、バーナノズル１４の上流側端部から下流側端部にかけて設置されている。仕切板２８は、微粉炭混合気が内部に流通する微粉炭混合気供給路２３と、２次空気が内部に流通する２次空気供給路２４を区画し、微粉炭混合気の流通と２次空気の流通を分離している。 The partition plate 28 in the burner nozzle 14 is a plate-shaped member, and is installed from the upstream end to the downstream end of the burner nozzle 14. The partition plate 28 divides the pulverized coal air-fuel mixture supply path 23 in which the pulverized coal mixture flows inside and the secondary air supply path 24 in which the secondary air flows inside, and distributes the pulverized coal mixture and the secondary air. The air flow is separated.

図１に示すように、補助空気コンパートメント１３には、その出口部に補助空気ノズル１５が装着されており、補助空気コンパートメント１３に供給された補助空気は、補助空気ノズル１５から火炉２内へ吹き込まれる。補助空気ノズル１５は、バーナノズル１４に対して上方及び下方に設置される。 As shown in FIG. 1, the auxiliary air compartment 13 is equipped with an auxiliary air nozzle 15 at its outlet, and the auxiliary air supplied to the auxiliary air compartment 13 is blown into the furnace 2 from the auxiliary air nozzle 15. Is done. The auxiliary air nozzle 15 is installed above and below the burner nozzle 14.

火炉２内へ吹き込まれた微粉炭混合気は、着火源（図示せず。）によって着火し、図１に示すように、火炉２の内部に微粉炭火炎を形成する。微粉炭火炎は、２次空気（主燃焼用空気）及び補助空気によって燃焼を継続し、微粉炭の燃焼によって発生した燃焼ガスが火炉２内を上昇する。伝熱管群１９の入口付近では、ほぼ燃焼が完結している。 The pulverized coal mixture blown into the furnace 2 is ignited by an ignition source (not shown), and as shown in FIG. 1, a pulverized coal flame is formed inside the furnace 2. The pulverized coal flame continues to be burned by the secondary air (main combustion air) and the auxiliary air, and the combustion gas generated by the combustion of the pulverized coal rises in the furnace 2. Combustion is almost complete near the inlet of the heat transfer tube group 19.

微粉炭混合気の微粉炭が燃焼した高温の燃焼ガスは、熱交換器の伝熱面を構成する火炉２の側壁３との熱交換で吸熱され、火炉２内を上昇するに伴って温度が低下する。 The high-temperature combustion gas in which the pulverized coal of the pulverized coal mixture is burned is absorbed by heat exchange with the side wall 3 of the furnace 2 constituting the heat transfer surface of the heat exchanger, and the temperature rises as the inside of the furnace 2 rises. descend.

図２に示すように、バーナノズル１４は、燃焼用空気コンパートメント１２の壁面に対して、ノズル駆動用軸２６の軸中心回りに回動可能に支持され、鉛直上下方向に揺動可能としている。バーナノズル１４には、ノズル操作桿（図示せず。）が取り付けられている。バーナ風箱１１の外部からノズル操作桿を微粉炭管１６の軸方向に沿う方向へ移動操作することによって、バーナノズル１４は、ノズル駆動用軸２６を支点として、鉛直上方向又は下方向を向くように揺動されて噴出し方向が調節される。 As shown in FIG. 2, the burner nozzle 14 is rotatably supported around the center of the nozzle driving shaft 26 with respect to the wall surface of the combustion air compartment 12, and is swingable in the vertical vertical direction. A nozzle operating rod (not shown) is attached to the burner nozzle 14. By moving the nozzle operating rod from the outside of the burner wind box 11 in the direction along the axial direction of the pulverized coal pipe 16, the burner nozzle 14 faces vertically upward or downward with the nozzle driving shaft 26 as a fulcrum. The ejection direction is adjusted by being swung around.

また、補助空気ノズル１５は、補助空気コンパートメント１３の壁面に支持されている。補助空気ノズル１５は、燃焼用の補助空気が流通する。保護用空気ノズル２０は、噴出孔３１を有し、噴出孔３１から補助空気を火炉２に対して噴出する。 Further, the auxiliary air nozzle 15 is supported on the wall surface of the auxiliary air compartment 13. Auxiliary air for combustion flows through the auxiliary air nozzle 15. The protective air nozzle 20 has an ejection hole 31, and auxiliary air is ejected from the ejection hole 31 to the furnace 2.

保護用空気ノズル２０は、燃焼用空気コンパートメント１２に配置され、燃焼用空気が保護用空気として流通する。保護用空気ノズル２０は、噴出孔２９を有し、噴出孔２９から保護用空気を火炉２に対して噴出する。 The protective air nozzle 20 is arranged in the combustion air compartment 12, and the combustion air flows as the protective air. The protective air nozzle 20 has an ejection hole 29, and the protective air is ejected from the ejection hole 29 to the furnace 2.

保護用空気ノズル２０は、図２及び図３に示すように、バーナノズル１４と補助空気ノズル１５の間に設置される。補助空気ノズル１５は、バーナノズル１４に対して上方及び下方に設置される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the protective air nozzle 20 is installed between the burner nozzle 14 and the auxiliary air nozzle 15. The auxiliary air nozzle 15 is installed above and below the burner nozzle 14.

本実施形態では、バーナノズル１４、補助空気ノズル１５及び保護用空気ノズル２０は、それぞれ別部材であり、互いに離隔して設置されている。これにより、保護用空気ノズル２０から噴出する保護用空気が、バーナノズル１４から噴出する微粉炭混合気及び２次空気や、補助空気ノズル１５から噴出する補助空気に対して影響を与えにくい。また、火炉２及びバーナ火炎からの輻射によって温度上昇した保護用空気ノズル２０の熱が、バーナノズル１４に対して熱伝達されにくくなる。 In the present embodiment, the burner nozzle 14, the auxiliary air nozzle 15, and the protective air nozzle 20 are separate members and are installed apart from each other. As a result, the protective air ejected from the protective air nozzle 20 is less likely to affect the pulverized coal mixture and secondary air ejected from the burner nozzle 14 and the auxiliary air ejected from the auxiliary air nozzle 15. Further, the heat of the protective air nozzle 20 whose temperature has risen due to radiation from the furnace 2 and the burner flame is less likely to be transferred to the burner nozzle 14.

保護用空気ノズル２０は、例えば扁平状の部材である。バーナノズル１４の上方に設けられた保護用空気ノズル２０は、下面２０ａが、バーナノズル１４の上面１４ｂに対向しつつ、上面１４ｂに沿って設置される。また、バーナノズル１４の下方に設けられた保護用空気ノズル２０は、上面２０ｂが、バーナノズル１４の下面１４ａに対向しつつ、下面１４ａに沿って設置される。これにより、バーナノズル１４は、保護用空気ノズル２０によって、火炉２及びバーナ火炎からの輻射が遮蔽される。その結果、バーナノズル１４が受ける熱負荷が低減される。 The protective air nozzle 20 is, for example, a flat member. The protective air nozzle 20 provided above the burner nozzle 14 is installed along the upper surface 14b while the lower surface 20a faces the upper surface 14b of the burner nozzle 14. Further, the protective air nozzle 20 provided below the burner nozzle 14 is installed along the lower surface 14a while the upper surface 20b faces the lower surface 14a of the burner nozzle 14. As a result, the burner nozzle 14 is shielded from radiation from the furnace 2 and the burner flame by the protective air nozzle 20. As a result, the heat load received by the burner nozzle 14 is reduced.

発明者らは、あるボイラの微粉炭バーナ１０について伝熱解析を実施し、その結果をもとに、比較的小型のボイラの微粉炭バーナ１０（バーナノズル１４の高さが４００ｍｍ）における、バーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０の中心との間の中心間距離と、バーナノズル１４の表面温度との関係を検証した。 The inventors conducted a heat transfer analysis on the pulverized coal burner 10 of a certain boiler, and based on the result, the burner nozzle 14 in the pulverized coal burner 10 of a relatively small boiler (the height of the burner nozzle 14 is 400 mm). The relationship between the center-to-center distance between the center of the burner nozzle 20 and the center of the protective air nozzle 20 and the surface temperature of the burner nozzle 14 was verified.

その結果、バーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０の中心との間の中心間距離が４００ｍｍ以上となったとき、バーナノズル１４の表面温度が２０℃以上上昇し、中心間距離が６００ｍｍ以上となったとき、バーナノズル１４の表面温度が３０℃以上上昇し、中心間距離が８００ｍｍ以上となったとき、バーナノズル１４の表面温度が４０℃以上上昇する。したがって、バーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０の中心との間の中心間距離が遠くなるほど、バーナノズル１４の表面温度の上昇幅が大きくなる傾向にある。よって、許容できるバーナノズル１４の表面温度の上昇範囲に基づいて、バーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０の中心との間の中心間距離を設定できる。 As a result, when the center-to-center distance between the center of the burner nozzle 14 and the center of the protective air nozzle 20 is 400 mm or more, the surface temperature of the burner nozzle 14 rises by 20 ° C. or more, and the center-to-center distance becomes 600 mm or more. Then, when the surface temperature of the burner nozzle 14 rises by 30 ° C. or more and the distance between the centers becomes 800 mm or more, the surface temperature of the burner nozzle 14 rises by 40 ° C. or more. Therefore, as the distance between the centers of the burner nozzle 14 and the center of the protective air nozzle 20 increases, the increase in the surface temperature of the burner nozzle 14 tends to increase. Therefore, the distance between the centers of the burner nozzle 14 and the center of the protective air nozzle 20 can be set based on the allowable increase range of the surface temperature of the burner nozzle 14.

また、バーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０の中心との間の中心間距離が近いほど、バーナノズル１４の表面温度の上昇幅が小さくなる傾向にある。したがって、バーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０を近づけると、表面温度の上昇幅を小さくできることが推測される。一方、バーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０が近接している場合、保護用空気ノズル２０から噴出する保護用空気が、バーナノズル１４から噴出する微粉炭混合気及び２次空気の流れを乱す可能性がある。また、バーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０が近接している場合、火炉２及びバーナ火炎からの輻射によって温度上昇した保護用空気ノズル２０の熱が、輻射又は熱伝導によって、バーナノズル１４に対して熱伝達される可能性がある。よって、保護用空気ノズル２０から噴出される保護用空気の流れや、保護用空気ノズル２０自体の温度などを考慮して、バーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０の中心との間の中心間距離を設定することが望ましい。 Further, the closer the center-to-center distance between the center of the burner nozzle 14 and the center of the protective air nozzle 20 is, the smaller the increase in the surface temperature of the burner nozzle 14 tends to be. Therefore, it is presumed that the rise in surface temperature can be reduced by bringing the center of the burner nozzle 14 closer to the protective air nozzle 20. On the other hand, when the center of the burner nozzle 14 and the protective air nozzle 20 are close to each other, the protective air ejected from the protective air nozzle 20 can disturb the flow of the pulverized coal mixture and the secondary air ejected from the burner nozzle 14. There is sex. Further, when the center of the burner nozzle 14 and the protective air nozzle 20 are close to each other, the heat of the protective air nozzle 20 whose temperature has risen due to radiation from the furnace 2 and the burner flame is applied to the burner nozzle 14 by radiation or heat conduction. There is a possibility of heat transfer. Therefore, in consideration of the flow of the protective air ejected from the protective air nozzle 20 and the temperature of the protective air nozzle 20 itself, the distance between the center of the burner nozzle 14 and the center of the protective air nozzle 20 It is desirable to set the distance.

保護用空気ノズル２０の火炉２側の先端位置は、図２に示すように、バーナノズル１４の先端位置と同じ位置、又は、バーナノズル１４の先端位置よりも火炉２側に位置している。保護用空気ノズル２０が、バーナノズル１４の先端位置よりも火炉２側に突出して設けられることによって、バーナノズル１４の焼損をより確実に防止できる。但し、保護用空気ノズル２０が焼損する可能性が高くなるため、両者の焼損の可能性を考慮することが望ましい。 As shown in FIG. 2, the tip position of the protective air nozzle 20 on the furnace 2 side is the same as the tip position of the burner nozzle 14, or is located closer to the furnace 2 than the tip position of the burner nozzle 14. By providing the protective air nozzle 20 so as to project toward the furnace 2 side from the tip position of the burner nozzle 14, it is possible to more reliably prevent the burner nozzle 14 from burning. However, since there is a high possibility that the protective air nozzle 20 will burn out, it is desirable to consider the possibility of both burning out.

保護用空気ノズル２０の幅方向長さは、図３に示すように、バーナノズル１４の幅方向長さと同じ、又は、バーナノズル１４の幅方向長さよりも広い幅である。保護用空気ノズル２０が、バーナノズル１４の幅方向長さよりも広い幅を有することによって、バーナノズル１４の焼損をより確実に防止できる。 As shown in FIG. 3, the width direction length of the protective air nozzle 20 is the same as the width direction length of the burner nozzle 14, or is wider than the width direction length of the burner nozzle 14. Since the protective air nozzle 20 has a width wider than the width direction of the burner nozzle 14, it is possible to more reliably prevent the burner nozzle 14 from burning.

１つの保護用空気ノズル２０（図示の例では２つの保護用空気ノズル２０の片方）から噴出する保護用空気の１段の合計流量は、例えば、ボイラ全体に供給される燃焼用空気流量の全体量のうち０．５％〜３．０％程度である。１つの保護用空気ノズル２０の１段の合計流量は、例えば要求されるボイラの性能に基づく燃焼用空気流量の全体量から決定される。１つの保護用空気ノズル２０の１段の合計流量が、燃焼用空気流量の全体量のうち０．５％未満であると、冷却性能が低下し焼損したり、燃焼灰が付着する可能性が高まる。また、１つの保護用空気ノズル２０の１段の合計流量が、燃焼用空気流量の全体量のうち３．０％を超えると、他のバーナノズル１４の２次空気の流量や、補助空気ノズル１５から補助空気の流量が低下し、微粉炭バーナ１０の燃焼性能が低下する。 The total flow rate of one stage of protective air ejected from one protective air nozzle 20 (one of the two protective air nozzles 20 in the illustrated example) is, for example, the total flow rate of combustion air supplied to the entire boiler. It is about 0.5% to 3.0% of the amount. The total flow rate of one stage of one protective air nozzle 20 is determined from, for example, the total amount of combustion air flow rate based on the required boiler performance. If the total flow rate of one stage of one protective air nozzle 20 is less than 0.5% of the total flow rate of combustion air, the cooling performance may deteriorate and burnout or combustion ash may adhere. Increase. Further, when the total flow rate of one stage of one protective air nozzle 20 exceeds 3.0% of the total amount of the combustion air flow rate, the flow rate of the secondary air of the other burner nozzle 14 or the auxiliary air nozzle 15 As a result, the flow rate of auxiliary air decreases, and the combustion performance of the pulverized coal burner 10 decreases.

保護用空気ノズル２０は、噴出孔２９を細く形成することによって、少ない流量で流速を確保することができる。 The protective air nozzle 20 can secure the flow velocity with a small flow rate by forming the ejection hole 29 into a thin shape.

また、図３及び図４に示すように、微粉炭バーナ１０のバーナノズル１４や補助空気ノズル１５は、火炉２の側壁３に形成された凹部３Ａ内に設置されることが一般的である。本実施形態でも、バーナノズル１４、補助空気ノズル１５及び保護用空気ノズル２０が、側壁３の凹部３Ａ内に設置される場合は、側壁３によって火炉２及びバーナ火炎からの輻射が遮蔽されるため、側方からの輻射の影響を受けにくい。したがって、上述した実施形態では、保護用空気ノズル２０は、バーナノズル１４に対して上方及び下方に設置される構成について説明した。 Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the burner nozzle 14 and the auxiliary air nozzle 15 of the pulverized coal burner 10 are generally installed in the recess 3A formed in the side wall 3 of the furnace 2. Also in this embodiment, when the burner nozzle 14, the auxiliary air nozzle 15, and the protective air nozzle 20 are installed in the recess 3A of the side wall 3, the side wall 3 shields the radiation from the furnace 2 and the burner flame. It is not easily affected by radiation from the side. Therefore, in the above-described embodiment, the configuration in which the protective air nozzle 20 is installed above and below the burner nozzle 14 has been described.

なお、バーナノズル１４が、側壁３の凹部３Ａ内に設置されず、図５に示すように、側壁３の表面から突出した位置に設けられる場合は、バーナノズル１４の側方においても保護用空気ノズル２０が、バーナノズル１４の側面１４ｃに沿って設置されてもよい。この場合、バーナノズル１４の側方に設けられた保護用空気ノズル２０は、側面２０ｃが、バーナノズル１４の側面１４ｃに対向しつつ、側面１４ｃに沿って設置される。これにより、バーナノズル１４が、保護用空気ノズル２０によって、火炉２及びバーナ火炎からの輻射から遮蔽される表面積が増加するため、火炉２及びバーナ火炎からの輻射がより多く遮蔽される。 If the burner nozzle 14 is not installed in the recess 3A of the side wall 3 but is provided at a position protruding from the surface of the side wall 3, as shown in FIG. 5, the protective air nozzle 20 is also provided on the side of the burner nozzle 14. However, it may be installed along the side surface 14c of the burner nozzle 14. In this case, the protective air nozzle 20 provided on the side of the burner nozzle 14 is installed along the side surface 14c while the side surface 20c faces the side surface 14c of the burner nozzle 14. As a result, the surface area of the burner nozzle 14 shielded from the radiation from the furnace 2 and the burner flame by the protective air nozzle 20 increases, so that the radiation from the furnace 2 and the burner flame is shielded more.

また、本実施形態では、図１において、火炉２の一つの面において、バーナノズル１４が２つ、補助空気ノズル１５が４つ設置される場合を図示したが、本発明は、この例に限定されない。例えば、ボイラ出力等により、バーナノズル１４や補助空気ノズル１５の設置数は変化し、本実施形態に係る保護用空気ノズル２０は、バーナノズル１４や補助空気ノズル１５の設置数に関わらず適用可能である。 Further, in the present embodiment, the case where two burner nozzles 14 and four auxiliary air nozzles 15 are installed on one surface of the furnace 2 is shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to this example. .. For example, the number of burner nozzles 14 and auxiliary air nozzles 15 installed changes depending on the boiler output and the like, and the protective air nozzle 20 according to the present embodiment can be applied regardless of the number of burner nozzles 14 and auxiliary air nozzles 15 installed. ..

さらに、微粉炭焚きボイラ１の燃焼方式（バーナ配置方式）として、バーナ風箱１１を火炉２の４隅に配置する旋回燃焼方式と、バーナ風箱１１を火炉２の壁面に設置する対向燃焼の場合等があるが、本発明は、いずれの燃焼方式にも適用可能である。 Further, as a combustion method (burner arrangement method) of the pulverized coal-fired boiler 1, a swirl combustion method in which the burner wind box 11 is arranged at the four corners of the furnace 2 and a counter-combustion method in which the burner wind box 11 is installed on the wall surface of the furnace 2. Although there are cases, the present invention can be applied to any combustion method.

以上、本実施形態によれば、バーナノズル１４の上方及び下方に保護用空気ノズル２０が設置されることで、火炉２の輻射からバーナノズル１４を保護することができる。また、保護用空気ノズル２０がバーナノズル１４から適切な距離を隔てて設置されることによって、バーナノズル１４から噴出される２次空気が乱されたり拡散されたりすることなく、燃焼性能を妨げることがない。そして、火炉２及びバーナ火炎からの輻射によって温度上昇した保護用空気ノズル２０自体の熱が、輻射又は熱伝導によって、バーナノズル１４に対して熱伝達される可能性も少ない。 As described above, according to the present embodiment, by installing the protective air nozzles 20 above and below the burner nozzle 14, the burner nozzle 14 can be protected from the radiation of the furnace 2. Further, by installing the protective air nozzle 20 at an appropriate distance from the burner nozzle 14, the secondary air ejected from the burner nozzle 14 is not disturbed or diffused, and the combustion performance is not hindered. .. Then, the heat of the protective air nozzle 20 itself whose temperature has risen due to radiation from the furnace 2 and the burner flame is unlikely to be transferred to the burner nozzle 14 by radiation or heat conduction.

さらに、保護用空気ノズル２０から保護用空気が噴出されるため、火炉２の高温ガスがバーナノズル１４の周囲へ巻き込まれることや燃焼灰がバーナノズル１４近傍に付着することも防ぐ。したがって、バーナノズル１４が受ける熱負荷が小さくなり、バーナノズル１４の耐久性を向上させることができる。 Further, since the protective air is ejected from the protective air nozzle 20, it is possible to prevent the high temperature gas of the furnace 2 from being caught around the burner nozzle 14 and the combustion ash from adhering to the vicinity of the burner nozzle 14. Therefore, the heat load received by the burner nozzle 14 is reduced, and the durability of the burner nozzle 14 can be improved.

またさらに、保護用空気ノズル２０は、噴出孔２９を細く形成することによって、少ない流量で流速を確保することができる。その結果、保護用空気ノズル２０から投入される空気流量を最小限にして燃焼性能に与える影響を小さくできる。また、流速を確保しているため、燃焼灰の付着によるバーナノズル１４の閉塞も回避することができる。 Furthermore, the protective air nozzle 20 can secure the flow velocity with a small flow rate by forming the ejection hole 29 into a thin shape. As a result, the influence on the combustion performance can be minimized by minimizing the air flow rate introduced from the protective air nozzle 20. Further, since the flow velocity is secured, it is possible to avoid clogging of the burner nozzle 14 due to the adhesion of combustion ash.

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係る微粉炭焚きボイラについて、図面を用いて説明する。なお、第１実施形態と重複する構成要素及び作用については、詳細な説明を省略する。
上述した第１実施形態では、バーナノズル１４の上方及び下方、又は側方において、バーナノズル１４に沿って、保護用空気ノズル２０が設置される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、保護用空気ノズル２０の代わりに板状部材が設置されてもよい。 [Second Embodiment]
Hereinafter, the pulverized coal-fired boiler according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The detailed description of the components and actions that overlap with those of the first embodiment will be omitted.
In the above-described first embodiment, the case where the protective air nozzle 20 is installed along the burner nozzle 14 above, below, or to the side of the burner nozzle 14 has been described, but the present invention is not limited to this example. , A plate-shaped member may be installed instead of the protective air nozzle 20.

例えば、図６に示すように、バーナノズル１４の上方及び下方において、バーナノズル１４に沿って、保護用板材３０が設置される。保護用板材３０は、例えば、パンチングメタル（多孔板）又は耐熱性耐火材などである。 For example, as shown in FIG. 6, the protective plate material 30 is installed above and below the burner nozzle 14 along the burner nozzle 14. The protective plate material 30 is, for example, a punching metal (perforated plate) or a heat-resistant refractory material.

保護用板材３０は、バーナノズル１４と補助空気ノズル１５の間に設置される。補助空気ノズル１５は、バーナノズル１４に対して上方及び下方に設置されていることから、保護用板材３０も、補助空気ノズル１５に対応して、バーナノズル１４に対して上方及び下方に設置される。 The protective plate material 30 is installed between the burner nozzle 14 and the auxiliary air nozzle 15. Since the auxiliary air nozzle 15 is installed above and below the burner nozzle 14, the protective plate material 30 is also installed above and below the burner nozzle 14 in response to the auxiliary air nozzle 15.

本実施形態では、バーナノズル１４、補助空気ノズル１５及び保護用板材３０は、それぞれ別部材であり、互いに離隔して設置されている。これにより、火炉２及びバーナ火炎からの輻射によって温度上昇した保護用板材３０の熱が、バーナノズル１４に対して熱伝達されにくくなる。 In the present embodiment, the burner nozzle 14, the auxiliary air nozzle 15, and the protective plate material 30 are separate members, and are installed apart from each other. As a result, the heat of the protective plate material 30, whose temperature has risen due to radiation from the furnace 2 and the burner flame, is less likely to be transferred to the burner nozzle 14.

保護用板材３０は、板状部材である。バーナノズル１４の上方に設けられた保護用板材３０は、下面３０ａが、バーナノズル１４の上面１４ｂに対向しつつ、上面１４ｂに沿って設置される。バーナノズル１４の下方に設けられた保護用板材３０は、上面３０ｂが、バーナノズル１４の下面１４ａに対向しつつ、下面１４ａに沿って設置される。これにより、バーナノズル１４は、保護用板材３０によって、火炉２及びバーナ火炎からの輻射が遮蔽される。その結果、バーナノズル１４が受ける熱負荷が低減される。 The protective plate material 30 is a plate-shaped member. The protective plate material 30 provided above the burner nozzle 14 is installed along the upper surface 14b while the lower surface 30a faces the upper surface 14b of the burner nozzle 14. The protective plate material 30 provided below the burner nozzle 14 is installed along the lower surface 14a while the upper surface 30b faces the lower surface 14a of the burner nozzle 14. As a result, the burner nozzle 14 is shielded from radiation from the furnace 2 and the burner flame by the protective plate material 30. As a result, the heat load received by the burner nozzle 14 is reduced.

比較的小型のボイラの微粉炭バーナ１０（バーナノズル１４の高さが４００ｍｍ）について、バーナノズル１４の中心と保護用板材３０の中心との間の中心間距離と、バーナノズル１４の表面温度との関係は、第１実施形態において上述したバーナノズル１４の中心と保護用空気ノズル２０の中心との間の中心間距離と、バーナノズル１４の表面温度との関係と同等である。 Regarding the pulverized coal burner 10 of a relatively small boiler (the height of the burner nozzle 14 is 400 mm), the relationship between the center-to-center distance between the center of the burner nozzle 14 and the center of the protective plate material 30 and the surface temperature of the burner nozzle 14 is , The relationship between the center-to-center distance between the center of the burner nozzle 14 and the center of the protective air nozzle 20 described above in the first embodiment and the surface temperature of the burner nozzle 14 is equivalent.

したがって、バーナノズル１４の中心と保護用板材３０の中心との間の中心間距離が４００ｍｍ以上となったとき、バーナノズル１４の表面温度が２０℃以上上昇し、中心間距離が６００ｍｍ以上となったとき、バーナノズル１４の表面温度が３０℃以上上昇し、中心間距離が８００ｍｍ以上となったとき、バーナノズル１４の表面温度が４０℃以上上昇する。したがって、バーナノズル１４の中心と保護用板材３０の中心との間の中心間距離が遠くなるほど、バーナノズル１４の表面温度の上昇幅が大きくなる傾向にある。よって、許容できるバーナノズル１４の表面温度の上昇範囲に基づいて、バーナノズル１４の中心と保護用板材３０の中心との間の中心間距離を設定できる。 Therefore, when the center-to-center distance between the center of the burner nozzle 14 and the center of the protective plate material 30 is 400 mm or more, the surface temperature of the burner nozzle 14 rises by 20 ° C. or more and the center-to-center distance becomes 600 mm or more. When the surface temperature of the burner nozzle 14 rises by 30 ° C. or more and the distance between the centers becomes 800 mm or more, the surface temperature of the burner nozzle 14 rises by 40 ° C. or more. Therefore, as the distance between the centers of the burner nozzle 14 and the center of the protective plate 30 increases, the increase in the surface temperature of the burner nozzle 14 tends to increase. Therefore, the distance between the centers of the burner nozzle 14 and the center of the protective plate material 30 can be set based on the allowable increase range of the surface temperature of the burner nozzle 14.

また、バーナノズル１４の中心と保護用板材３０の中心との間の中心間距離が近いほど、バーナノズル１４の表面温度の上昇幅が小さくなる傾向にある。したがって、バーナノズル１４の中心と保護用板材３０を近づけると、表面温度の上昇幅を小さくできることが推測される。一方、バーナノズル１４の中心と保護用板材３０が近接している場合、火炉２及びバーナ火炎からの輻射によって温度上昇した保護用板材３０の熱が、輻射又は熱伝導によって、バーナノズル１４に対して熱伝達される可能性がある。よって、保護用板材３０自体の温度などを考慮して、バーナノズル１４の中心と保護用板材３０の中心との間の中心間距離を設定することが望ましい。 Further, the closer the distance between the centers of the burner nozzle 14 and the center of the protective plate material 30 is, the smaller the increase in the surface temperature of the burner nozzle 14 tends to be. Therefore, it is presumed that the increase in surface temperature can be reduced by bringing the center of the burner nozzle 14 closer to the protective plate material 30. On the other hand, when the center of the burner nozzle 14 and the protective plate material 30 are close to each other, the heat of the protective plate material 30 whose temperature has risen due to radiation from the furnace 2 and the burner flame is heated to the burner nozzle 14 by radiation or heat conduction. May be transmitted. Therefore, it is desirable to set the distance between the centers of the burner nozzle 14 and the center of the protective plate 30 in consideration of the temperature of the protective plate 30 itself.

保護用板材３０の火炉２側の先端位置は、バーナノズル１４の先端位置と同じ位置、又は、バーナノズル１４の先端位置よりも火炉２側に位置している。保護用板材３０が、バーナノズル１４の先端位置よりも火炉２側に突出して設けられることによって、バーナノズル１４の焼損をより確実に防止できる。但し、保護用板材３０が焼損する可能性が高くなるため、両者の焼損の可能性を考慮することが望ましい。 The tip position of the protective plate material 30 on the furnace 2 side is the same as the tip position of the burner nozzle 14, or is located closer to the furnace 2 than the tip position of the burner nozzle 14. By providing the protective plate material 30 so as to project toward the furnace 2 side from the tip position of the burner nozzle 14, it is possible to more reliably prevent the burner nozzle 14 from burning. However, since there is a high possibility that the protective plate material 30 will be burnt, it is desirable to consider the possibility of both burning.

保護用板材３０の幅方向長さは、バーナノズル１４の幅方向長さと同じ、又は、バーナノズル１４の幅方向長さよりも広い幅である。保護用板材３０が、バーナノズル１４の幅方向長さよりも広い幅を有することによって、バーナノズル１４の焼損をより確実に防止できる。 The width direction length of the protective plate material 30 is the same as the width direction length of the burner nozzle 14, or is wider than the width direction length of the burner nozzle 14. Since the protective plate material 30 has a width wider than the width direction of the burner nozzle 14, it is possible to more reliably prevent the burner nozzle 14 from burning.

また、バーナノズル１４が、側壁３の凹部内に設置されず、表面から突出した位置に設けられる場合は、バーナノズル１４の側方においても保護用板材３０が、バーナノズル１４の側面に沿って設置されてもよい。これにより、バーナノズル１４が、保護用板材３０によって、火炉２及びバーナ火炎からの輻射から遮蔽される表面積が増加するため、火炉２及びバーナ火炎からの輻射がより多く遮蔽される。 Further, when the burner nozzle 14 is not installed in the recess of the side wall 3 but is provided at a position protruding from the surface, the protective plate material 30 is also installed on the side of the burner nozzle 14 along the side surface of the burner nozzle 14. May be good. As a result, the surface area of the burner nozzle 14 shielded from the radiation from the furnace 2 and the burner flame by the protective plate material 30 increases, so that the radiation from the furnace 2 and the burner flame is shielded more.

以上、本実施形態によれば、バーナノズル１４の上方及び下方に保護用板材３０を設置することで、火炉２の輻射からバーナノズル１４を保護することができる。また、保護用板材３０がバーナノズル１４から適切な距離を隔てて設置されることによって、火炉２及びバーナ火炎からの輻射によって温度上昇した保護用板材３０自体の熱が、輻射又は熱伝導によって、バーナノズル１４に対して熱伝達される可能性が少ない。したがって、バーナノズル１４が受ける熱負荷が小さくなり、バーナノズル１４の耐久性を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the burner nozzle 14 can be protected from the radiation of the furnace 2 by installing the protective plate material 30 above and below the burner nozzle 14. Further, when the protective plate material 30 is installed at an appropriate distance from the burner nozzle 14, the heat of the protective plate material 30 itself whose temperature has risen due to radiation from the furnace 2 and the burner flame is generated by radiation or heat conduction to the burner nozzle. There is little possibility of heat transfer to 14. Therefore, the heat load received by the burner nozzle 14 is reduced, and the durability of the burner nozzle 14 can be improved.

なお、上述した第１及び第２実施形態では、燃料として石炭を使用したが、高品位炭や低品位炭であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、油やガス、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。 In the first and second embodiments described above, coal is used as the fuel, but it can be applied to high-grade coal and low-grade coal, and is not limited to coal, but oil, gas, and renewable. Biomass used as an organic resource derived from various organisms may be used, for example, thinned wood, waste wood, drifting wood, grass, waste, sludge, tires, and recycled fuel (pellets and chips) made from these. It is also possible to use.

１：微粉炭焚きボイラ
２：火炉
３：側壁
３Ａ：凹部
１０：微粉炭バーナ
１１：バーナ風箱
１２：燃焼用空気コンパートメント
１３：補助空気コンパートメント
１４：バーナノズル
１４ａ：下面
１４ｂ：上面
１４ｃ：側面
１５：補助空気ノズル
１６：微粉炭管
１６ａ：管壁
１７：微粉炭混合気輸送管
１８：燃焼用空気ダクト
１９：伝熱管群
２０：保護用空気ノズル
２０ａ：下面
２０ｂ：上面
２０ｃ：側面
２１：噴出孔
２２：噴出孔
２３：微粉炭混合気供給路
２４：２次空気供給路
２５：２次空気供給路
２６：ノズル駆動用軸
２７：壁部
２８：仕切板
２９：噴出孔
３０：保護用板材
３０ａ：下面
３０ｂ：上面
３１：噴出孔
1: Dust-fired boiler 2: Fire furnace 3: Side wall 3A: Recess 10: Dust-burner burner 11: Burner air box 12: Combustion air compartment 13: Auxiliary air compartment 14: Burner nozzle 14a: Bottom surface 14b: Top surface 14c: Side surface 15: Auxiliary air nozzle 16: pulverized coal pipe 16a: pipe wall 17: pulverized coal air-fuel mixture transport pipe 18: combustion air duct 19: heat transfer tube group 20: protective air nozzle 20a: lower surface 20b: upper surface 20c: side surface 21: ejection hole 22: Ejection hole 23: Dust pulverized coal mixture supply path 24: Secondary air supply path 25: Secondary air supply path 26: Nozzle drive shaft 27: Wall part 28: Partition plate 29: Ejection hole 30: Protective plate material 30a : Lower surface 30b: Upper surface 31: Ejection hole

Claims

It has a pulverized coal mixture supply path through which the pulverized coal and the pulverized coal mixture of the primary air flow, and a secondary air supply path provided outside the pulverized coal mixture supply path through which the secondary air flows. , The burner nozzle that ejects the pulverized coal mixture and the secondary air to the furnace,
An auxiliary air nozzle provided above or below the burner nozzle and ejecting auxiliary air to the furnace,
A plate-shaped protective plate material installed along the burner nozzle between the burner nozzle and the auxiliary air nozzle, and
With
The protective plate material is provided with a plurality of holes.
The tip position of the protective plate material is the same position as the tip position of the burner nozzle, or the pulverized coal burner located closer to the furnace side than the tip position of the burner nozzle.

With a furnace
The pulverized coal burner according to claim 1, which is provided so as to penetrate the side wall of the furnace.
Boiler with.