JP7386019B2 - Fine fuel fired boiler - Google Patents

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本発明は、粉砕機で粉砕された粉砕物を燃料として用いる微粉燃料焚きボイラに関する。 The present invention relates to a pulverized fuel-fired boiler that uses pulverized material pulverized by a pulverizer as fuel.

従来、褐炭や亜瀝青炭などの水分の比較的多い低品位灰を含む石炭、バイオマス、石油残渣などを粉砕及び乾燥してなる微粉燃料を燃料とする微粉燃料焚きボイラが知られている。特許文献1では、この種のボイラが開示されている。 BACKGROUND ART Conventionally, pulverized fuel-fired boilers are known that use pulverized fuel obtained by crushing and drying coal, biomass, petroleum residue, etc. containing low-grade ash with relatively high moisture content such as lignite or sub-bituminous coal. Patent Document 1 discloses this type of boiler.

特許文献1のボイラは、石炭を粉砕した微粉炭とバイオマスを粉砕した微粉バイオマスとを含む微粉燃料を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収するものである。このボイラは、鉛直方向に延びる火炉と、火炉の上部に接続された煙道と、煙道に設けられた過熱器、再熱器、節炭器などの熱交換器とを備える。炉壁には、複数の燃焼バーナが周方向に沿って配設されると共に、上下方向に複数段にわたって配置されている。これらの燃焼バーナは、微粉炭と加熱空気との混合気を火炉内へ吹き込む燃焼バーナと、微粉バイオマスと加熱空気との混合気を火炉内へ吹き込む燃焼バーナとを含む。燃焼バーナより上方には、追加空気を火炉内へ吹き込む追加空気ノズルが設けられている。火炉内でバーナ燃焼空気により着火した微粉燃料は、追加空気により完全燃焼する。燃焼により生じた排ガスと熱交換器の水との間で熱交換が行われ、蒸気が生成される。 The boiler disclosed in Patent Document 1 uses a combustion burner to combust pulverized fuel containing pulverized coal obtained by pulverizing coal and pulverized biomass obtained by pulverizing biomass, and recovers the heat generated by this combustion. This boiler includes a furnace extending in the vertical direction, a flue connected to the upper part of the furnace, and a heat exchanger such as a superheater, reheater, and economizer provided in the flue. A plurality of combustion burners are arranged along the circumferential direction on the furnace wall, and are arranged in multiple stages in the vertical direction. These combustion burners include a combustion burner that blows a mixture of pulverized coal and heated air into the furnace, and a combustion burner that blows a mixture of pulverized biomass and heated air into the furnace. Additional air nozzles are provided above the combustion burners to blow additional air into the furnace. The pulverized fuel ignited by the burner combustion air in the furnace is completely combusted by the additional air. Heat is exchanged between the exhaust gas produced by combustion and the water in the heat exchanger, producing steam.

特許文献1の第1実施形態に示されたボイラでは、バイオマスを粉砕及び乾燥するための粉砕乾燥機が設けられている。粉砕乾燥機に供給されたバイオマスは、加熱空気により乾燥されながらミルにより粉砕されて微粉バイオマスとなり、加熱空気に同伴してサイクロンへ気流搬送される。サイクロンでは、微粉バイオマスと加熱空気とが、サイクロンで微粉バイオマスと追加空気とに分離される。サイクロンの下部から出た微粉バイオマスは、バイオマス供給ラインを通じて火炉の燃焼バーナへバーナ燃焼空気として送られる。サイクロンの上部から出た追加空気は、追加空気供給ラインを通じて追加空気ノズルへ送られる。 The boiler shown in the first embodiment of Patent Document 1 is provided with a pulverizing dryer for pulverizing and drying biomass. The biomass supplied to the pulverizer/dryer is dried by heated air and pulverized by a mill to become pulverized biomass, which is then airflow-transported to the cyclone along with the heated air. In the cyclone, the pulverized biomass and heated air are separated into pulverized biomass and additional air in the cyclone. The pulverized biomass coming out of the lower part of the cyclone is sent as burner combustion air to the combustion burner of the furnace through the biomass supply line. Additional air exiting the top of the cyclone is routed through an additional air supply line to an additional air nozzle.

特開2016-95113号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-95113

火炉の燃焼バーナに供給されるバーナ燃焼空気と微粉燃料との空燃比(Air/Fuel Ratio)は、火炉の燃焼性能を制御するために用いられる。特許文献1では、サイクロンで固気分離を行うことにより、火炉の燃焼バーナに供給されるバーナ燃焼空気(搬送空気)と微粉燃料との空燃比を適切な値まで下げる。 The air/fuel ratio between burner combustion air and pulverized fuel supplied to the combustion burner of the furnace is used to control the combustion performance of the furnace. In Patent Document 1, the air-fuel ratio between burner combustion air (carrying air) supplied to a combustion burner of a furnace and pulverized fuel is lowered to an appropriate value by performing solid-gas separation using a cyclone.

上記特許文献1のサイクロンでは、流入する空気を利用して固気分離が行われることから、低負荷運転時に流入する空気の流量が低下すると固気分離能力が低下するおそれがある。逆に、低負荷運転時に固気分離能を維持するためにサイクロンに流入する空気の流量を増加させると、火炉においてサイクロンからの排気が流入する部分の空燃比が大きくなってしまう。 In the cyclone of Patent Document 1, solid-gas separation is performed using inflowing air, so if the flow rate of inflowing air decreases during low-load operation, the solid-gas separation ability may decrease. Conversely, if the flow rate of air flowing into the cyclone is increased in order to maintain solid-gas separation performance during low-load operation, the air-fuel ratio of the portion of the furnace into which the exhaust gas from the cyclone flows will increase.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、粉砕機から排出された搬送空気及び微粉燃料がサイクロンを介して燃焼バーナへ供給される微粉燃料焚きボイラにおいて、搬送空気の流量が低下してもサイクロンの固気分離能力を維持可能とすることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to improve the flow rate of the conveying air in a pulverized fuel-fired boiler in which the conveying air and pulverized fuel discharged from a crusher are supplied to a combustion burner via a cyclone. The objective is to maintain the solid-gas separation ability of the cyclone even if the flow rate decreases.

本発明の一態様に係る微粉燃料焚きボイラは、
炉壁に設けられた少なくとも1つの燃焼バーナを有する火炉と、
燃料を粉砕して微粉燃料とし、当該微粉燃料を搬送空気に乗せて排出する粉砕機と、
前記粉砕機から排出された前記微粉燃料を伴った前記搬送空気を固体と気体とに分離するマルチサイクロンと、
前記マルチサイクロンへ流入する前記微粉燃料を伴った前記搬送空気の流量を検出する流量計と、
前記マルチサイクロンで分離された前記搬送空気を前記火炉へ送る第1ラインと、
前記マルチサイクロンと微粉燃料供給管及びバルブを介して接続され、前記マルチサイクロンで分離された前記微粉燃料を前記燃焼バーナへ送る第2ラインとを備える。
前記マルチサイクロンは、外筒、前記外筒に内挿された内筒、及び、前記外筒と前記内筒の間に配置されたガイドベーンを各々有する複数のサイクロンと、前記複数のサイクロンの前記外筒の下部開口が開口している内部空間を有し前記微粉燃料供給管と接続された粉体出口部を含むケーシングと、前記サイクロンの各々について前記搬送空気の流入の許容と阻止とを切り替えることにより前記サイクロンの稼働と停止とを切り替える切替器と、前記流量計で検出された流量の増加に従って前記サイクロンの稼働数が増加し、前記流量の減少に従って前記サイクロンの稼働数が減少するように、前記切替器を制御するコントローラとを有する。
A pulverized fuel-fired boiler according to one aspect of the present invention includes:
a furnace having at least one combustion burner provided in the furnace wall;
A pulverizer that crushes fuel into pulverized fuel and discharges the pulverized fuel on conveying air;
a multi-cyclone that separates the conveying air with the pulverized fuel discharged from the pulverizer into solids and gas;
a flow meter that detects the flow rate of the carrier air accompanied by the pulverized fuel flowing into the multi-cyclone;
a first line that sends the carrier air separated by the multi-cyclone to the furnace;
A second line is connected to the multi-cyclone through a pulverized fuel supply pipe and a valve, and sends the pulverized fuel separated by the multi-cyclone to the combustion burner.
The multi-cyclone includes a plurality of cyclones each having an outer cylinder, an inner cylinder inserted into the outer cylinder, and a guide vane disposed between the outer cylinder and the inner cylinder, and the plurality of cyclones . switching between allowing and blocking inflow of the conveying air for each of the cyclones and a casing having an internal space with an open lower opening of the outer cylinder and including a powder outlet connected to the pulverized fuel supply pipe; A switch for switching between operation and stop of the cyclone, and a switch such that the number of cyclones in operation increases as the flow rate detected by the flow meter increases, and the number of cyclones in operation decreases as the flow rate decreases. , and a controller that controls the switching device.

上記微粉燃料焚きボイラによれば、マルチサイクロンへ供給される搬送空気の流量が増えるとサイクロンの稼働数が増え、マルチサイクロンへ供給される搬送空気の流量が減るとサイクロンの稼働数が減少するので、稼働中のサイクロンには固気分離必要な流量の搬送空気が供給され、稼働中のサイクロンの固気分離能力を維持させることができる。また、マルチサイクロンへ供給される搬送空気の流量が減ったときに、搬送空気を強制的に追加しないので、マルチサイクロンから排出されて火炉に供給される空気は増加せず、当該火炉の空気が吹き込まれる部分の空燃比の上昇を抑えることができる。 According to the pulverized fuel-fired boiler, when the flow rate of carrier air supplied to the multi-cyclone increases, the number of cyclones in operation increases, and when the flow rate of carrier air supplied to the multi-cyclone decreases, the number of cyclones in operation decreases. The operating cyclone is supplied with carrier air at a flow rate necessary for solid-gas separation, and the solid-gas separation capability of the operating cyclone can be maintained. In addition, when the flow rate of carrier air supplied to the multi-cyclone decreases, carrier air is not forcibly added, so the air discharged from the multi-cyclone and supplied to the furnace does not increase, and the air in the furnace is It is possible to suppress an increase in the air-fuel ratio in the blown portion.

本発明によれば、粉砕機から排出された搬送空気及び微粉燃料がサイクロンを介して燃焼バーナへ供給される微粉燃料焚きボイラにおいて、搬送空気の流量が低下してもサイクロンの固気分離能力を維持することが可能となる。 According to the present invention, in a pulverized fuel-fired boiler in which conveying air and pulverized fuel discharged from a crusher are supplied to a combustion burner via a cyclone, the solid-gas separation capacity of the cyclone can be maintained even if the flow rate of the conveying air is reduced. It becomes possible to maintain.

図1は、本発明の一実施形態に係る微粉燃料焚きボイラの全体的な構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a pulverized fuel-fired boiler according to an embodiment of the present invention. 図2は、微粉燃料焚きボイラの制御系統の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a control system for a pulverized fuel-fired boiler. 図3は、図1に示すマルチサイクロンの概略構成図である。FIG. 3 is a schematic diagram of the multicyclone shown in FIG. 1. 図4は、変形例1に係るマルチサイクロンの概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a multi-cyclone according to modification 1.

図1は、本発明の第1実施形態に係る微粉燃料焚きボイラ1の全体的な構成を示す図であり、図2は、ボイラ1の制御系統の構成を示す図である。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る微粉燃料焚きボイラ1は、ボイラ本体10と、ボイラ本体10へ燃料を供給する燃料供給系統30と、ボイラ本体10からの排ガスを処理する排ガス処理系統60と、コントローラ9とを備える。 FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a pulverized fuel-fired boiler 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a control system of the boiler 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the pulverized fuel-fired boiler 1 according to the present embodiment includes a boiler body 10, a fuel supply system 30 that supplies fuel to the boiler body 10, and a system that processes exhaust gas from the boiler body 10. It includes an exhaust gas treatment system 60 and a controller 9.

〔ボイラ本体10の構成〕
ボイラ本体10は、微粉燃料を含む燃料を燃焼バーナ21により燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収するものである。微粉燃料は、湿潤燃料を乾燥及び粉砕してなる。湿潤燃料とは、水分を含む燃料であり、例えば、バイオマス、亜瀝青炭及び褐炭などの低品位炭、並びに、オイルコークス当の石油精製時に発生する固体残渣などがある。また、バイオマスとは、再生可能な生物由来の有機性資源であって、化石資源を除いたものと定義する。バイオマスには、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するリサイクル燃料(ペレットやチップ)などが含まれる。
[Configuration of boiler main body 10]
The boiler body 10 burns fuel including pulverized fuel using a combustion burner 21 and recovers the heat generated by this combustion. Pulverized fuel is obtained by drying and pulverizing wet fuel. Wet fuel is a fuel containing water, and includes, for example, biomass, low-grade coal such as sub-bituminous coal and lignite, and solid residue generated during petroleum refining such as oil coke. Furthermore, biomass is defined as renewable organic resources derived from living organisms, excluding fossil resources. Biomass includes, for example, thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, and recycled fuels (pellets and chips) made from these materials.

ボイラ本体10は、多段燃焼方式の火炉11と、燃焼装置12と、火炉11に接続された煙道41と、煙道41に設けられた熱交換器15とを備える。 The boiler body 10 includes a multi-stage combustion type furnace 11, a combustion device 12, a flue 41 connected to the furnace 11, and a heat exchanger 15 provided in the flue 41.

火炉11は、鉛直方向に延びる胴体を有し、炉内下部に一段目燃焼領域Aが形成され、一段目燃焼領域Aの上方に二段目燃焼領域Bが形成されている。燃焼装置12は、火炉11の炉壁に設けられ、一段目燃焼領域Aへバーナ燃焼一次空気及び微粉燃料の混合体を吹き込む少なくとも1つの燃焼バーナ21、及び、二段目燃焼領域Bへ二段燃焼空気を吹き込む少なくとも1つの二段燃焼空気ノズル26とを含む。本実施形態では、周方向に並べられた複数の燃焼バーナ21を一段として、鉛直方向に沿って複数段の燃焼バーナ21のセットが設けられている。また、複数段の燃焼バーナ21より上方に、周方向に並べられた複数の二段燃焼空気ノズル26が設けられている。 The furnace 11 has a body extending in the vertical direction, and has a first combustion area A formed in the lower part of the furnace, and a second combustion area B formed above the first combustion area A. The combustion device 12 is provided on the furnace wall of the furnace 11, and includes at least one combustion burner 21 that blows a mixture of burner-combusted primary air and pulverized fuel into a first-stage combustion area A, and a second-stage combustion burner 21 that blows a mixture of burner-combusted primary air and pulverized fuel into a first-stage combustion area B. at least one two-stage combustion air nozzle 26 for blowing combustion air. In this embodiment, a plurality of combustion burners 21 arranged in the circumferential direction are arranged in one stage, and a set of combustion burners 21 in multiple stages is provided along the vertical direction. Moreover, a plurality of two-stage combustion air nozzles 26 arranged in the circumferential direction are provided above the multiple-stage combustion burner 21 .

火炉11の上部には煙道41が接続されており、熱交換器15はこの煙道41を通過する排ガスから熱を回収する。煙道41内には、内部を水又は蒸気が流れる伝熱管15aが設けられている。熱交換器15は、過熱器(スーパーヒータ)、再熱器(リヒータ)、節炭器(エコノマイザ)等で構成される。 A flue 41 is connected to the upper part of the furnace 11, and the heat exchanger 15 recovers heat from the exhaust gas passing through the flue 41. A heat transfer tube 15a through which water or steam flows is provided in the flue 41. The heat exchanger 15 includes a superheater, a reheater, an economizer, and the like.

〔燃料供給系統30の構成〕
燃料供給系統30は、粉砕機31と、粉砕機31からの排気を固気分離するマルチサイクロン33とを有する。本実施形態では、燃料として湿潤燃料を用いているため、粉砕機31として、湿潤燃料を粉砕するとともに乾燥する粉砕乾燥機が採用されている。但し、粉砕機31は、粉砕乾燥機に限定されず、粉砕物である微粉燃料が搬送空気で気流搬送される粉砕機であればよい。また、燃料も湿潤燃料に限定されず、最終的に微粉燃料の状態で燃焼バーナ21へ供給される燃料であればよい。
[Configuration of fuel supply system 30]
The fuel supply system 30 includes a crusher 31 and a multi-cyclone 33 that separates exhaust gas from the crusher 31 into solid and gas. In this embodiment, since wet fuel is used as the fuel, a pulverizer/dryer that pulverizes and dries the wet fuel is employed as the pulverizer 31. However, the pulverizer 31 is not limited to a pulverizer/dryer, but may be any pulverizer in which the pulverized fuel, which is the pulverized powder, is conveyed in an air flow using conveying air. Furthermore, the fuel is not limited to wet fuel, but may be any fuel that is ultimately supplied to the combustion burner 21 in the form of pulverized fuel.

粉砕機31へは、燃料供給装置32から湿潤燃料が供給される。燃料供給装置32は、例えば、ベルトコンベヤなどの定量供給装置と計量装置とを含み(いずれも図示略)、粉砕機31への湿潤燃料の供給量を調整することができる。燃料供給装置32はコントローラ9へ湿潤燃料の供給量を伝達する。コントローラ9は、湿潤燃料の供給量から火炉11へ供給される微粉燃料の供給量を推定することができる。 Wet fuel is supplied to the crusher 31 from a fuel supply device 32 . The fuel supply device 32 includes, for example, a constant supply device such as a belt conveyor and a metering device (both not shown), and can adjust the amount of wet fuel supplied to the crusher 31. The fuel supply device 32 transmits the amount of wet fuel supplied to the controller 9. The controller 9 can estimate the amount of pulverized fuel supplied to the furnace 11 from the amount of wet fuel supplied.

また、粉砕機31には、粉砕機31へ搬送空気を供給する粉砕機空気供給ライン35が接続されている。粉砕機空気供給ライン35には、空気加熱ライン34から温度の調整された搬送空気が供給される。空気加熱ライン34は、押込送風機62と、ガスエアヒータ61とを有する。送風機62からの送風量は風量計46で検出される。押込送風機62から空気加熱ライン34へ送り出された空気は、ガスエアヒータ61を通じて加熱されて高温の搬送空気となり、粉砕機空気供給ライン35を通じて粉砕機31へ供給される。空気加熱ライン34には、送風機62から送り出された空気がガスエアヒータ61をバイパスして粉砕機31へ流れるバイパス路39が設けられている。バイパス路39には、第4調整装置40が設けられている。また、空気加熱ライン34であってバイパス路39によってバイパスされている部分には、第3調整装置37が設けられている。更に、粉砕機空気供給ライン35には温度計43が設けられており、後述する粉砕燃料排出ライン70には粉砕機31から排出されたガスの温度を検出する温度計79が設けられている。粉砕機空気供給ライン35を通じて粉砕機31へ供給される搬送空気の温度は、温度計43で検出された温度に基づいて温度計79で検出された温度が所定温度となるように、調整装置37,40により調整される。 Furthermore, a crusher air supply line 35 is connected to the crusher 31 for supplying conveying air to the crusher 31 . The crusher air supply line 35 is supplied with temperature-adjusted conveyance air from the air heating line 34 . The air heating line 34 includes a forced air blower 62 and a gas air heater 61. The amount of air blown from the blower 62 is detected by the airflow meter 46. Air sent from the forced air blower 62 to the air heating line 34 is heated through the gas air heater 61 to become high-temperature conveying air, and is supplied to the crusher 31 through the crusher air supply line 35. The air heating line 34 is provided with a bypass path 39 through which the air sent out from the blower 62 bypasses the gas air heater 61 and flows to the crusher 31. A fourth adjustment device 40 is provided in the bypass path 39. Further, a third adjustment device 37 is provided in a portion of the air heating line 34 that is bypassed by the bypass path 39. Furthermore, a thermometer 43 is provided in the pulverizer air supply line 35, and a thermometer 79 for detecting the temperature of the gas discharged from the pulverizer 31 is provided in the pulverized fuel discharge line 70, which will be described later. The temperature of the conveying air supplied to the crusher 31 through the crusher air supply line 35 is controlled by the adjusting device 37 so that the temperature detected by the thermometer 79 is a predetermined temperature based on the temperature detected by the thermometer 43. , 40.

粉砕機空気供給ライン35には、昇圧ファン47と調整装置48とが設けられている。調整装置48は、例えば、流量調整弁やダンパなどの搬送空気の流量を調整する手段であってよい。粉砕機空気供給ライン35を通じて粉砕機31へ供給される搬送空気の流量は、燃料供給装置32から粉砕機31へ供給される燃料の量に応じて、調整装置48により調整される。 The crusher air supply line 35 is provided with a booster fan 47 and a regulator 48 . The adjustment device 48 may be, for example, a means for adjusting the flow rate of the conveying air, such as a flow rate adjustment valve or a damper. The flow rate of the conveying air supplied to the crusher 31 through the crusher air supply line 35 is adjusted by the regulating device 48 depending on the amount of fuel supplied to the crusher 31 from the fuel supply device 32 .

空気加熱ライン34のガスエアヒータ61よりも下流側から、バーナ燃焼空気ライン36が分岐している。空気加熱ライン34で加熱された空気の一部は、バーナ燃焼空気ライン36を通じて粉砕機31を経ずに直接にバーナへ送られる。バーナ燃焼空気ライン36は、分岐部44で二段燃焼空気ライン36aとバーナ燃焼二次空気ライン36bとに分岐する。バーナ燃焼空気ライン36を通じて送られた空気の一部は、バーナ燃焼二次空気ライン36bを経てバーナ燃焼二次空気として燃焼バーナ21へ送られる。また、バーナ燃焼空気ライン36を通じて送られた空気の残部は、二段燃焼空気ライン36aを通じて二段燃焼空気として二段燃焼空気ノズル26へ送られる。 A burner combustion air line 36 branches off from the air heating line 34 downstream of the gas air heater 61 . A portion of the air heated in the air heating line 34 is sent directly to the burner through the burner combustion air line 36 without passing through the crusher 31. The burner combustion air line 36 branches at a branch portion 44 into a two-stage combustion air line 36a and a burner combustion secondary air line 36b. A portion of the air sent through the burner combustion air line 36 is sent to the combustion burner 21 as burner combustion secondary air via the burner combustion secondary air line 36b. Additionally, the remainder of the air sent through the burner combustion air line 36 is sent to the two-stage combustion air nozzle 26 as second-stage combustion air through the second-stage combustion air line 36a.

二段燃焼空気ライン36aには、合流部64において、後述する二段燃焼空気追加ライン72が接続されている。二段燃焼空気ライン36aの合流部64よりも下流側には第2調整装置76が設けられている。第2調整装置76は、例えば、流量調整弁、ダンパなどであってよい。二段燃焼空気ライン36aの合流部64よりも下流側には、第2圧力計68、及び第2二段燃焼空気流量計69が設けられている。 A second-stage combustion air additional line 72, which will be described later, is connected to the second-stage combustion air line 36a at the merging portion 64. A second adjustment device 76 is provided downstream of the confluence section 64 of the two-stage combustion air line 36a. The second adjustment device 76 may be, for example, a flow rate adjustment valve, a damper, or the like. A second pressure gauge 68 and a second two-stage combustion air flow meter 69 are provided downstream of the confluence section 64 of the two-stage combustion air line 36a.

粉砕機31は、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心を有し回転駆動される粉砕テーブルと、粉砕テーブルの上方に対向配置された複数の粉砕ローラとを備える(いずれも図示略)。粉砕機31に供給された湿潤燃料は、粉砕ローラと粉砕テーブルとの間で所定の大きさまで粉砕され、搬送空気により分級されると共に加熱乾燥され、微粉燃料となる。本実施形態に係る粉砕機31は竪型ローラミルであるが、粉砕機31はこれに限定されず、例えば、ボールミルやロッドミルなどの公知の粉砕機であってよい。 The pulverizer 31 includes a pulverizing table that has a rotation axis extending in the vertical direction and is rotationally driven within a housing, and a plurality of pulverizing rollers that are disposed opposite to each other above the pulverizing table (both are not shown). The wet fuel supplied to the crusher 31 is crushed to a predetermined size between a crushing roller and a crushing table, classified by conveying air, and heated and dried to become pulverized fuel. Although the crusher 31 according to this embodiment is a vertical roller mill, the crusher 31 is not limited to this, and may be a known crusher such as a ball mill or a rod mill, for example.

微粉燃料は、粉砕機31から搬送空気に同伴して排出され、排出ライン70を通じてマルチサイクロン33に流入する。排出ライン70には、マルチサイクロン33へ流入する微粉燃料を伴った搬送空気(含粉搬送空気)の流量を検出する搬送空気流量計63が設けられている。マルチサイクロン33では、含粉搬送空気とが、固体(微粉燃料)と気体(追加二段燃焼空気)とに固気分離される。 The pulverized fuel is discharged from the crusher 31 along with the conveying air and flows into the multi-cyclone 33 through the discharge line 70. The discharge line 70 is provided with a conveying air flow meter 63 that detects the flow rate of the conveying air (powder-containing conveying air) accompanied by the pulverized fuel flowing into the multi-cyclone 33 . In the multi-cyclone 33, the powder-containing conveying air is separated into solid (pulverized fuel) and gas (additional two-stage combustion air).

マルチサイクロン33の気体排出口33aは、二段燃焼空気追加ライン72(請求の範囲の「第1ライン」に相当)の始端が接続されている。二段燃焼空気追加ライン72の終端は二段燃焼空気ライン36aと接続されて、二段燃焼空気ノズル26へ到る。二段燃焼空気追加ライン72には第1調整装置75が設けられている。二段燃焼空気追加ライン72において、第1調整装置75より空気の流れの上流側又は下流側の部分には追加二段燃焼空気流量計66及び追加二段燃焼空気圧力計67が設けられている。追加二段燃焼空気流量計66は、マルチサイクロン33から排出された追加二段燃焼空気の流量を検出する。追加二段燃焼空気圧力計67は、マルチサイクロン33から排出された追加二段燃焼空気の圧力を検出する。 The gas discharge port 33a of the multi-cyclone 33 is connected to the starting end of a two-stage combustion air addition line 72 (corresponding to the "first line" in the claims). The terminal end of the additional second-stage combustion air line 72 is connected to the second-stage combustion air line 36a and reaches the second-stage combustion air nozzle 26. The second stage combustion air addition line 72 is provided with a first adjustment device 75 . In the additional two-stage combustion air line 72, an additional two-stage combustion air flow meter 66 and an additional two-stage combustion air pressure gauge 67 are provided on the upstream or downstream side of the air flow from the first adjustment device 75. . The additional two-stage combustion air flow meter 66 detects the flow rate of the additional two-stage combustion air discharged from the multi-cyclone 33. The additional two-stage combustion air pressure gauge 67 detects the pressure of the additional two-stage combustion air discharged from the multi-cyclone 33.

サイクロン33の下部固体排出口33bは、微粉燃料供給管38を介してバーナ燃焼一次空気ライン71(請求の範囲の「第2ライン」に相当)が接続されている。微粉燃料供給管38とバーナ燃焼一次空気ライン71との接続部分には、バーナ燃焼一次空気と微粉燃料とを混合する混合部78が設けられている。バーナ燃焼一次空気ライン71の終端は燃焼バーナ21と接続されており、バーナ燃焼一次空気ライン71を通じて燃焼バーナ21へバーナ燃焼一次空気が送られる。バーナ燃焼一次空気ライン71には、昇圧ファン77、及び、バーナ燃焼一次空気流量計65が設けられている。昇圧ファン77は、バーナ燃焼一次空気の流速及び圧力を調整する。バーナ燃焼一次空気流量計65は、バーナ燃焼一次空気の流量を検出する。 The lower solid discharge port 33b of the cyclone 33 is connected to a burner combustion primary air line 71 (corresponding to the "second line" in the claims) via a pulverized fuel supply pipe 38. A mixing section 78 for mixing the burner combustion primary air and the pulverized fuel is provided at a connection portion between the pulverized fuel supply pipe 38 and the burner combustion primary air line 71. The terminal end of the burner combustion primary air line 71 is connected to the combustion burner 21 , and burner combustion primary air is sent to the combustion burner 21 through the burner combustion primary air line 71 . The burner combustion primary air line 71 is provided with a booster fan 77 and a burner combustion primary air flow meter 65 . The boost fan 77 adjusts the flow rate and pressure of the burner combustion primary air. Burner combustion primary air flow meter 65 detects the flow rate of burner combustion primary air.

〔排ガス処理系統60の構成〕
煙道41の下流側には、熱交換器15で熱交換を行った排ガスが排出される排ガスライン49が接続されている。排ガスライン49には、選択還元型触媒50、ガスエアヒータ61、集塵機51、誘引送風機52、及び脱硫装置53が設けられ、下流端部に煙突54が設けられている。ガスエアヒータ61は、空気加熱ライン34を流れる空気を、排ガスと熱交換することにより加熱するものである。
[Configuration of exhaust gas treatment system 60]
An exhaust gas line 49 is connected to the downstream side of the flue 41, through which exhaust gas that has undergone heat exchange in the heat exchanger 15 is discharged. The exhaust gas line 49 is provided with a selective reduction catalyst 50, a gas air heater 61, a dust collector 51, an induced blower 52, and a desulfurization device 53, and a chimney 54 is provided at the downstream end. The gas air heater 61 heats the air flowing through the air heating line 34 by exchanging heat with exhaust gas.

〔ボイラ1の制御系統の構成〕
コントローラ9は、サイクロン制御部96を含む。コントローラ9は、いわゆるコンピュータであって、例えば、マイクロコントローラ、CPU、MPU、PLC、DSP、ASIC又はFPGA等のプロセッサ91と、ROM、RAM等のメモリ92とを有する。メモリ92には、サイクロン制御プログラム93を含むプロセッサ91が実行するプログラムが記憶されている。また、メモリ92には、プロセッサ91が行う処理に使用される、微粉燃料供給量、空燃比などのデータが格納されている。コントローラ9では、メモリ92に記憶されたプログラムをプロセッサ91が読み出して実行することにより、サイクロン制御部96として機能するための処理が行われる。
[Configuration of control system of boiler 1]
The controller 9 includes a cyclone control section 96. The controller 9 is a so-called computer, and includes a processor 91 such as a microcontroller, CPU, MPU, PLC, DSP, ASIC, or FPGA, and a memory 92 such as a ROM or RAM. The memory 92 stores programs executed by the processor 91, including a cyclone control program 93. Further, the memory 92 stores data such as the amount of pulverized fuel supplied and the air-fuel ratio, which are used in the processing performed by the processor 91. In the controller 9, a processor 91 reads and executes a program stored in a memory 92, thereby performing processing for functioning as a cyclone control unit 96.

コントローラ9には、風量計46、温度計43、搬送空気流量計63、バーナ燃焼一次空気流量計65、追加二段燃焼空気流量計66、追加二段燃焼空気圧力計67、二段燃焼空気圧力計68、及び、二段燃焼空気流量計69を含む各種計器が電気的に接続されている。コントローラ9は、これらの計器からの検出信号を取得する。 The controller 9 includes an air flow meter 46, a thermometer 43, a carrier air flow meter 63, a burner combustion primary air flow meter 65, an additional two-stage combustion air flow meter 66, an additional two-stage combustion air pressure gauge 67, and a two-stage combustion air pressure meter. Various instruments including a total 68 and a two-stage combustion air flow meter 69 are electrically connected. The controller 9 acquires detection signals from these instruments.

また、コントローラ9には、燃料供給装置32、第1調整装置75、第2調整装置76、第3調整装置37、第4調整装置40、送風機62、昇圧ファン77、第1ロータリバルブ81、及び、第2ロータリバルブ83を含む各種機器が電気的に接続されている。コントローラ9は、これらの機器の動作を監視し、また、これらの機器に対し制御信号を出力することにより、これらの機器の動作を制御する。 The controller 9 also includes a fuel supply device 32, a first adjustment device 75, a second adjustment device 76, a third adjustment device 37, a fourth adjustment device 40, a blower 62, a boost fan 77, a first rotary valve 81, and , and various devices including the second rotary valve 83 are electrically connected. The controller 9 monitors the operations of these devices and controls the operations of these devices by outputting control signals to these devices.

〔ボイラ1の動作例〕
ここで、上記構成のボイラ1の動作について説明する。粉砕機31では、供給された湿潤燃料が所定の粒径に粉砕されると共に、搬送空気により乾燥される。湿潤燃料が粉砕及び乾燥されてなる微粉燃料は、搬送空気に同伴してマルチサイクロン33へ気流搬送される。マルチサイクロン33では、含粉搬送空気が微粉燃料と空気とに固気分離される。
[Example of operation of boiler 1]
Here, the operation of the boiler 1 having the above configuration will be explained. In the pulverizer 31, the supplied wet fuel is pulverized to a predetermined particle size and dried by conveying air. The pulverized fuel obtained by pulverizing and drying the wet fuel is air-flow-transported to the multi-cyclone 33 along with the transport air. In the multi-cyclone 33, the powder-containing conveying air is solid-gas separated into pulverized fuel and air.

マルチサイクロン33の気体排出口33aから排出された空気は、追加二段燃焼空気として二段燃焼空気追加ライン72へ流れ出る。この追加二段燃焼空気は、二段燃焼空気ライン36aを通じて供給されてきた二段燃焼空気とともに、二段燃焼空気ノズル26へ送られ、二段燃焼空気ノズル26から火炉11内へ噴出する。 The air discharged from the gas outlet 33a of the multi-cyclone 33 flows out to the additional second-stage combustion air line 72 as additional second-stage combustion air. This additional second-stage combustion air is sent to the second-stage combustion air nozzle 26 together with the second-stage combustion air supplied through the second-stage combustion air line 36a, and is ejected from the second-stage combustion air nozzle 26 into the furnace 11.

マルチサイクロン33の粉体排出口33bから排出された微粉燃料は、微粉燃料供給管38を通じてバーナ燃焼一次空気ライン71へ流入する。バーナ燃焼一次空気ライン71に流入した微粉燃料は、バーナ燃焼一次空気ライン71を通じて気流搬送されて、燃焼バーナ21へ至る。ここで、バーナ燃焼一次空気ライン71を流れるバーナ燃焼一次空気の流速及び圧力の少なくとも一方は昇圧ファン77によって調整される。 The pulverized fuel discharged from the powder outlet 33b of the multi-cyclone 33 flows into the burner combustion primary air line 71 through the pulverized fuel supply pipe 38. The pulverized fuel that has flowed into the burner combustion primary air line 71 is carried by airflow through the burner combustion primary air line 71 and reaches the combustion burner 21 . Here, at least one of the flow rate and pressure of the burner combustion primary air flowing through the burner combustion primary air line 71 is adjusted by the booster fan 77 .

微粉燃料とバーナ燃焼一次空気との混合体は、燃焼バーナ21から火炉11内へ吹き込まれ、それが着火することで一段目燃焼領域Aに火炎が生じる。一段目燃焼領域Aの燃焼ガスは、上昇して二段目燃焼領域Bに至る。二段目燃焼領域Bでは、二段燃焼空気ノズル26から吹き出した二段燃焼空気によって、燃焼ガスと二段燃焼空気が反応することで微粉燃料の酸化燃焼が完結され、微粉燃料の燃焼によるNOxの発生量が低減される。 A mixture of pulverized fuel and burner combustion primary air is blown into the furnace 11 from the combustion burner 21, and when it is ignited, a flame is generated in the first stage combustion area A. The combustion gas in the first stage combustion area A rises and reaches the second stage combustion area B. In the second-stage combustion region B, the second-stage combustion air blown out from the second-stage combustion air nozzle 26 completes the oxidation combustion of the pulverized fuel by the reaction between the combustion gas and the second-stage combustion air, and NOx is generated by the combustion of the pulverized fuel. The amount of generation is reduced.

そして、燃焼により生じた排ガスは、熱交換器15の伝熱管15aを流れる水及び/又は蒸気と熱交換し、その熱が回収される。伝熱管15aで生じた蒸気は、例えば、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。煙道41から排ガスライン49へ流出した排ガスは、排ガスライン49を通じるうちに、選択還元型触媒50によりNOxなどの有害物質が除去され、集塵機51で粒子状物質が除去され、脱硫装置53により硫黄分が除去された後、煙突54から大気中に排出される。 Then, the exhaust gas generated by the combustion exchanges heat with water and/or steam flowing through the heat exchanger tubes 15a of the heat exchanger 15, and the heat is recovered. The steam generated in the heat exchanger tubes 15a is supplied, for example, to a power generation plant (for example, a turbine, etc.) not shown. The exhaust gas flowing out from the flue 41 to the exhaust gas line 49 has harmful substances such as NOx removed by a selective reduction catalyst 50 while passing through the exhaust gas line 49, particulate matter is removed by a dust collector 51, and is removed by a desulfurization device 53. After the sulfur content is removed, it is discharged into the atmosphere from the chimney 54.

また、排ガスライン49に高温の排ガスが流れることで、ガスエアヒータ61が作動する。即ち、送風機62が駆動し、外部からの空気の一部が空気加熱ライン34に送り込まれ、この空気がガスエアヒータ61により排ガスと熱交換することで加熱される。そして、加熱により高温となった空気の一部は、粉砕機空気供給ライン35を通じて粉砕機31に供給される。 Furthermore, the gas air heater 61 is activated by the flow of high temperature exhaust gas into the exhaust gas line 49. That is, the blower 62 is driven, a part of the air from the outside is sent into the air heating line 34, and this air is heated by exchanging heat with the exhaust gas by the gas air heater 61. A part of the air, which has become high in temperature due to heating, is supplied to the crusher 31 through the crusher air supply line 35.

また、ガスエアヒータ61で高温となった空気の残部は、バーナ燃焼二次空気及び二段燃焼空気として、バーナ燃焼空気ライン36を通じて燃焼バーナ21及び二段燃焼空気ノズル26へ送られる。ここで、二段燃焼空気追加ライン72を二段燃焼空気が逆流しないように、第2調整装置76を流れる二段燃焼空気の流量及び圧力の少なくとも一方が調整される。更に、二段燃焼空気ノズル26から炉内へ吹き込まれる二段燃焼空気が、風量計46で検出された送風機62の送風量の所定割合となるように、第1調整装置75、及び第2調整装置76が調整される。上記の所定割合は、燃料の種類や炉形状によって異なるが、例えば、微粉燃料が微粉バイオマスの場合は3割程度である。 Further, the remainder of the air heated to high temperature by the gas air heater 61 is sent to the combustion burner 21 and the two-stage combustion air nozzle 26 through the burner combustion air line 36 as burner combustion secondary air and second-stage combustion air. Here, at least one of the flow rate and pressure of the second stage combustion air flowing through the second adjustment device 76 is adjusted so that the second stage combustion air does not flow backward through the second stage combustion air additional line 72. Furthermore, the first adjustment device 75 and the second adjustment device are arranged so that the second stage combustion air blown into the furnace from the second stage combustion air nozzle 26 becomes a predetermined ratio of the air flow rate of the blower 62 detected by the air flow meter 46. Device 76 is adjusted. The above predetermined ratio varies depending on the type of fuel and the shape of the furnace, but is about 30% when the pulverized fuel is pulverized biomass, for example.

〔マルチサイクロン33の構成〕
ここで、マルチサイクロン33の構成について詳細に説明する。図3は、マルチサイクロン33の概略構成図である。
[Configuration of multi-cyclone 33]
Here, the configuration of the multi-cyclone 33 will be explained in detail. FIG. 3 is a schematic diagram of the multi-cyclone 33.

図3に示すマルチサイクロン33は、ケーシング20と、ケーシング20内に設けられた複数のサイクロン22とを備える。ケーシング20は、胴部20cと、胴部20cの上部に接続された入口部20aと、胴部20cの下部に接続された粉体出口部20bとを有する。入口部20aは粉砕機31からの排出ライン70と接続されている。粉体出口部20bは、バーナ燃焼一次空気ライン71への微粉燃料供給管38と接続されている。 The multi-cyclone 33 shown in FIG. 3 includes a casing 20 and a plurality of cyclones 22 provided within the casing 20. The casing 20 has a body part 20c, an inlet part 20a connected to the upper part of the body part 20c, and a powder outlet part 20b connected to the lower part of the body part 20c. The inlet portion 20a is connected to a discharge line 70 from the crusher 31. The powder outlet portion 20b is connected to a pulverized fuel supply pipe 38 to the burner combustion primary air line 71.

複数のサイクロン22は、ケーシング20の胴部20cに収容されている。各サイクロン22は実質的に同じ構造を有する。即ち、各サイクロン22は、外筒23と、外筒23に内挿された内筒25とを有する。内筒25の周囲には外筒23内に旋回流を形成させるガイドベーン24が設けられている。内筒25の下端は外筒23内に位置し、内筒25の上端は、ケーシング20の胴部20cを貫く気体出口管20dと接続されている。気体出口管20dは二段燃焼空気追加ライン72と接続されている。外筒23の上部開口から進入した含粉搬送空気は、ガイドベーン24を通過するときに加速され、外筒23内で強力な下降旋回流を生じさせる。微粉燃料は強い遠心力を受けて外筒23に達し、旋回流と共に降下し、外筒23の下部開口よりケーシング20の粉体出口部20bへ排出される。外筒23下部で反転した旋回流は、外筒23内の中心部を旋回上昇して内筒25の下部開口へ進入する。内筒25の上部開口から出た搬送空気は、気体出口管20dを通って二段燃焼空気追加ライン72へ流出する。 The plurality of cyclones 22 are housed in the body 20c of the casing 20. Each cyclone 22 has substantially the same structure. That is, each cyclone 22 has an outer cylinder 23 and an inner cylinder 25 inserted into the outer cylinder 23. Guide vanes 24 are provided around the inner cylinder 25 to form a swirling flow inside the outer cylinder 23. The lower end of the inner cylinder 25 is located within the outer cylinder 23, and the upper end of the inner cylinder 25 is connected to a gas outlet pipe 20d penetrating the body 20c of the casing 20. The gas outlet pipe 20d is connected to a two-stage combustion air addition line 72. The powder-containing conveying air that enters from the upper opening of the outer cylinder 23 is accelerated when passing through the guide vanes 24 and generates a strong downward swirling flow within the outer cylinder 23. The pulverized fuel reaches the outer cylinder 23 under strong centrifugal force, descends with a swirling flow, and is discharged from the lower opening of the outer cylinder 23 to the powder outlet portion 20b of the casing 20. The swirling flow reversed at the lower part of the outer cylinder 23 swirls upward in the center of the outer cylinder 23 and enters the lower opening of the inner cylinder 25 . The conveying air exiting from the upper opening of the inner cylinder 25 flows out to the second stage combustion air addition line 72 through the gas outlet pipe 20d.

内筒25内には、その流路の閉止と開放とを切り替える切替器27が設けられている。切替器27は、例えば、バルブ、シャッター、ダンパ、スライドゲートなどの、流路の閉止と開放とが可能な手段であればその態様は問わない。各切替器27の動作はコントローラ9のサイクロン制御部96によって制御される。 A switch 27 is provided within the inner cylinder 25 to switch between closing and opening the flow path. The switching device 27 may be of any type as long as it is capable of closing and opening the flow path, such as a valve, shutter, damper, or slide gate. The operation of each switch 27 is controlled by a cyclone control section 96 of the controller 9.

切替器27で内筒25内の流路が閉止されることによって、サイクロン22への含粉搬送空気の流入が阻止される。また、切替器27で内筒25内の流路が開放されることによって、サイクロン22への含粉搬送空気の流入が許容される。このように、各サイクロン22に設けられた切替器27は、当該サイクロン22への含粉搬送空気の流入の許容と阻止とを切り替えることにより、当該サイクロン22の稼働と停止とを切り替える。なお、含粉搬送空気の流入が阻止されているサイクロン22を「停止しているサイクロン22」とし、含粉搬送空気の流入が許容されているサイクロン22を「稼働しているサイクロン22」とする。 By closing the flow path in the inner cylinder 25 with the switch 27, the powder-containing transport air is prevented from flowing into the cyclone 22. Furthermore, by opening the flow path in the inner cylinder 25 by the switch 27, the powder-containing transport air is allowed to flow into the cyclone 22. In this way, the switch 27 provided in each cyclone 22 switches between allowing and blocking the powder-containing conveying air from flowing into the cyclone 22, thereby switching between operating and stopping the cyclone 22. Note that a cyclone 22 in which the inflow of powder-containing transport air is blocked is referred to as a "stopped cyclone 22", and a cyclone 22 in which the inflow of powder-containing transport air is allowed is referred to as an "operating cyclone 22". .

上記のように、サイクロン22の稼働数が可変となる構成を有するマルチサイクロン33では、搬送空気流量計63で検出された含粉搬送空気の流量に応じてサイクロン22の稼働数が調整される。具体的には、コントローラ9のサイクロン制御部96は、搬送空気流量計63で検出された含粉搬送空気の流量を取得し、この流量に基づいてサイクロン22の稼働数を決定し、決定した稼働数のサイクロン22が稼働し余のサイクロン22が停止するように、各切替器27に切替信号を送り、各切替器27を動作させる。なお、サイクロン22の稼働数は、含粉搬送空気の流量を稼働しているサイクロン22に分配したときに、稼働しているサイクロン22で所定の固気分離能力を発揮できるように決定される。含粉搬送空気の流量とサイクロン22の稼働数とを関係づける情報は、実験、シミュレーション、或いは計算により求められて、予めコントローラ9に記憶されている。サイクロン制御部96は、このような情報を利用して、搬送空気流量計63で検出された含粉搬送空気の流量からサイクロン22の稼働数を決定する。 As described above, in the multi-cyclone 33 having a configuration in which the number of operating cyclones 22 is variable, the number of operating cyclones 22 is adjusted according to the flow rate of powder-containing conveying air detected by the conveying air flow meter 63. Specifically, the cyclone control unit 96 of the controller 9 acquires the flow rate of the powder-containing conveying air detected by the conveying air flow meter 63, determines the number of operating cyclones 22 based on this flow rate, and controls the determined operating number. A switching signal is sent to each switch 27 to operate each switch 27 so that some cyclones 22 are operated and the remaining cyclones 22 are stopped. The number of operating cyclones 22 is determined so that when the flow rate of the powder-containing conveying air is distributed to the operating cyclones 22, the operating cyclones 22 can exhibit a predetermined solid-gas separation ability. Information relating the flow rate of the powder-containing conveyance air to the number of operating cyclones 22 is obtained through experiments, simulations, or calculations and is stored in the controller 9 in advance. Using such information, the cyclone control unit 96 determines the number of operating cyclones 22 from the flow rate of the powder-containing conveying air detected by the conveying air flow meter 63.

上記のようにサイクロン22の稼働数が調整される結果、搬送空気流量計63で検出された流量の増加に従ってサイクロン22の稼働数が増加し、搬送空気流量計63で検出された流量の減少に従ってサイクロン22の稼働数を減少することとなる。 As a result of adjusting the number of cyclones 22 in operation as described above, the number of cyclones 22 in operation increases as the flow rate detected by the conveyance air flow meter 63 increases, and as the flow rate detected in the conveyance air flow meter 63 decreases. The number of cyclones 22 in operation will be reduced.

以上に説明したように、本実施形態に係る微粉燃料焚きボイラ1は、炉壁に設けられた少なくとも1つの燃焼バーナ21を有する火炉11と、燃料を粉砕して微粉燃料とし、当該微粉燃料を搬送空気に乗せて排出する粉砕機31と、粉砕機31から排出された微粉燃料を伴った搬送空気を固体と気体とに分離するマルチサイクロン33と、マルチサイクロン33へ流入する微粉燃料を伴った搬送空気の流量を検出する流量計63と、マルチサイクロン33で分離された搬送空気を火炉11へ送る第1ライン(二段燃焼空気追加ライン72)と、マルチサイクロン33で分離された微粉燃料を燃焼バーナ21へ送る第2ライン(バーナ燃焼一次空気ライン71)とを備える。マルチサイクロン33は、複数のサイクロン22と、サイクロン22の各々について搬送空気の流入の許容と阻止とを切り替えることによりサイクロン22の稼働と停止とを切り替える切替器27と、流量計で検出された流量の増加に従ってサイクロン22の稼働数が増加し、流量の減少に従ってサイクロン22の稼働数が減少するように、切替器27を制御するコントローラ9とを有する。 As explained above, the pulverized fuel-fired boiler 1 according to the present embodiment includes a furnace 11 having at least one combustion burner 21 provided on the furnace wall, and a furnace 11 that pulverizes fuel into pulverized fuel and converts the pulverized fuel into powdered fuel. A pulverizer 31 discharges the pulverized fuel on the conveying air, a multi-cyclone 33 that separates the pulverized fuel discharged from the pulverizer 31 into solid and gas, and a pulverized fuel flowing into the multi-cyclone 33. A flow meter 63 that detects the flow rate of the carrier air, a first line (two-stage combustion air additional line 72) that sends the carrier air separated by the multi-cyclone 33 to the furnace 11, and a pulverized fuel separated by the multi-cyclone 33. A second line (burner combustion primary air line 71) is provided to send to the combustion burner 21. The multi-cyclone 33 includes a plurality of cyclones 22, a switch 27 that switches between operating and stopping the cyclone 22 by switching between allowing and blocking the inflow of carrier air for each of the cyclones 22, and a flow rate detected by a flow meter. The controller 9 controls the switch 27 so that the number of cyclones 22 in operation increases as the flow rate increases, and the number of cyclones 22 in operation decreases as the flow rate decreases.

上記微粉燃料焚きボイラ1によれば、マルチサイクロン33へ供給される搬送空気の流量が増えるとサイクロン22の稼働数が増え、マルチサイクロン33へ供給される搬送空気の流量が減るとサイクロン22の稼働数が減少するので、稼働中のサイクロン22に固気分離必要な流量の含粉搬送空気を供給することができる。これにより、稼働中のサイクロンの固気分離能力を維持させることができる。よって、ボイラ1の低負荷運転時などの搬送空気の流量が定常運転時と比較して低下した場合においても、マルチサイクロン33の固気分離能力を維持することができる。これにより、ボイラ1のターンダウン比(ボイラの定格ガス流量と制御可能な最小ガス流量の比)を低下させることができ、低負荷時においてもボイラ1は停止することなく運転できることから、パージ損失が少なくなり運転効率が高くなるので、ランニングコストの削減に寄与することができる。 According to the pulverized fuel-fired boiler 1, when the flow rate of the carrier air supplied to the multi-cyclone 33 increases, the number of operating cyclones 22 increases, and when the flow rate of the carrier air supplied to the multi-cyclone 33 decreases, the number of operating cyclones 22 increases. Since the number is reduced, powder-containing conveying air can be supplied to the cyclone 22 during operation at a flow rate necessary for solid-gas separation. This allows the solid-gas separation ability of the cyclone to be maintained during operation. Therefore, even when the flow rate of the conveying air is lower than during steady operation, such as during low load operation of the boiler 1, the solid-gas separation ability of the multi-cyclone 33 can be maintained. As a result, the turndown ratio of boiler 1 (the ratio between the rated gas flow rate of the boiler and the minimum controllable gas flow rate) can be lowered, and since boiler 1 can be operated without stopping even under low load, the purge loss is reduced. This reduces running costs and improves operating efficiency, contributing to a reduction in running costs.

また、上記のように低負荷運転時においても、マルチサイクロン33へ導入する搬送空気を強制的に追加しないので、マルチサイクロン33から排出されて火炉11に供給される搬送空気(二段燃焼空気)は増加せず、当該火炉11の二段燃焼空気が吹き込まれる部分(二段目燃焼領域B)の空燃比の上昇を抑えることができる。 Furthermore, as mentioned above, even during low-load operation, the carrier air introduced into the multi-cyclone 33 is not forcibly added, so the carrier air (two-stage combustion air) is discharged from the multi-cyclone 33 and supplied to the furnace 11. does not increase, and an increase in the air-fuel ratio of the portion of the furnace 11 into which the second-stage combustion air is blown (second-stage combustion region B) can be suppressed.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び/又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention may include modifications to the specific structure and/or functional details of the above embodiments without departing from the spirit of the present invention. .

例えば、マルチサイクロン33は単一のケーシング20に複数のサイクロン22が収容されたものに限定されない。図4は、変形例1に係るマルチサイクロン33Aが示されている。変形例1に係るマルチサイクロン33Aは、複数のサイクロン22を有し、それらが並列的に接続されたものである。各サイクロン22の外筒23は排出ライン70と接続され、各サイクロン22の外筒23へ排出ライン70から含粉搬送空気が供給される。また、各サイクロン22の内筒25は二段燃焼空気追加ライン72と接続され、各サイクロン22の内筒25から二段燃焼空気追加ライン72へ搬送空気が流れ出る。各サイクロン22の外筒23の下部は微粉燃料供給管38と接続され、各サイクロン22の外筒23から排出された微粉燃料は微粉燃料供給管38を通じてバーナ燃焼一次空気ライン71へ供給される。 For example, the multi-cyclone 33 is not limited to one in which a plurality of cyclones 22 are housed in a single casing 20. FIG. 4 shows a multi-cyclone 33A according to a first modification. The multi-cyclone 33A according to the first modification has a plurality of cyclones 22, which are connected in parallel. The outer cylinder 23 of each cyclone 22 is connected to a discharge line 70, and powder-containing conveying air is supplied from the discharge line 70 to the outer cylinder 23 of each cyclone 22. Further, the inner cylinder 25 of each cyclone 22 is connected to the second stage combustion air addition line 72, and the conveying air flows out from the inner cylinder 25 of each cyclone 22 to the second stage combustion air addition line 72. The lower part of the outer cylinder 23 of each cyclone 22 is connected to a pulverized fuel supply pipe 38, and the pulverized fuel discharged from the outer cylinder 23 of each cyclone 22 is supplied to the burner combustion primary air line 71 through the pulverized fuel supply pipe 38.

上記構成のマルチサイクロン33Aにおいて、切替器27Aは排出ライン70と各サイクロン22の外筒23とを接続する枝管70aに設けられている。この切替器27Aは、枝管70aの流路の閉止と開放とを切り替える手段である。切替器27Aによって、サイクロン22の外筒23への含粉搬送空気の流入の許容と阻止とが切り替わることによって、サイクロン22の稼働と停止とを切り替えることができる。 In the multi-cyclone 33A having the above configuration, the switch 27A is provided in the branch pipe 70a that connects the discharge line 70 and the outer cylinder 23 of each cyclone 22. This switch 27A is a means for switching between closing and opening the flow path of the branch pipe 70a. The switch 27A switches between allowing and blocking the powder-containing transport air from flowing into the outer cylinder 23 of the cyclone 22, thereby allowing the cyclone 22 to be switched between operating and stopping.

1 :微粉燃料焚きボイラ
9 :コントローラ
10 :ボイラ本体
11 :火炉
12 :燃焼装置
15 :熱交換器
20 :ケーシング
21 :燃焼バーナ
22 :サイクロン
23 :外筒
24 :ガイドベーン
25 :内筒
26 :二段燃焼空気ノズル
27,27A :切替器
30 :燃料供給系統
31 :粉砕機
32 :燃料供給装置
33,33A :マルチサイクロン
34 :空気加熱ライン
35 :粉砕機空気供給ライン
36 :バーナ燃焼空気ライン
36a :二段燃焼空気ライン
36b :バーナ燃焼二次空気ライン
37,40,75,76:調整装置
38 :微粉燃料供給管
39 :バイパス路
41 :煙道
43 :温度計
46 :風量計
49 :排ガスライン
50 :選択還元型触媒
51 :集塵機
52 :誘引送風機
53 :脱硫装置
54 :煙突
60 :排ガス処理系統
61 :ガスエアヒータ
62 :押込送風機
63 :搬送空気流量計(流量計)
65 :バーナ燃焼一次空気流量計
66 :追加二段燃焼空気流量計
67 :追加二段燃焼空気圧力計
68 :二段燃焼空気圧力計
69 :二段燃焼空気流量計
70 :排出ライン
70a :枝管
71 :バーナ燃焼一次空気ライン(第2ライン)
72 :二段燃焼空気追加ライン(第1ライン)
77 :昇圧ファン
81 :第1ロータリバルブ
82 :中間チャンバ
83 :第2ロータリバルブ
91 :プロセッサ
92 :メモリ
93 :サイクロン制御プログラム
94 :空燃比調整プログラム
96 :サイクロン制御部
1: Pulverized fuel fired boiler 9: Controller 10: Boiler main body 11: Furnace 12: Combustion device 15: Heat exchanger 20: Casing 21: Combustion burner 22: Cyclone 23: Outer cylinder 24: Guide vane 25: Inner cylinder 26: Two Stage combustion air nozzles 27, 27A: Switcher 30: Fuel supply system 31: Pulverizer 32: Fuel supply device 33, 33A: Multi-cyclone 34: Air heating line 35: Pulverizer air supply line 36: Burner combustion air line 36a: Two-stage combustion air line 36b: Burner combustion secondary air line 37, 40, 75, 76: Adjustment device 38: Powdered fuel supply pipe 39: Bypass path 41: Flue 43: Thermometer 46: Air flow meter 49: Exhaust gas line 50 : Selective reduction catalyst 51 : Dust collector 52 : Induced blower 53 : Desulfurizer 54 : Chimney 60 : Exhaust gas treatment system 61 : Gas air heater 62 : Forced blower 63 : Conveying air flow meter (flow meter)
65: Burner combustion primary air flow meter 66: Additional two-stage combustion air flow meter 67: Additional two-stage combustion air pressure gauge 68: Two-stage combustion air pressure gauge 69: Two-stage combustion air flow meter 70: Discharge line 70a: Branch pipe 71: Burner combustion primary air line (second line)
72: Two-stage combustion air additional line (first line)
77: Boosting fan 81: First rotary valve 82: Intermediate chamber 83: Second rotary valve 91: Processor 92: Memory 93: Cyclone control program 94: Air-fuel ratio adjustment program 96: Cyclone control section

Claims (2)

炉壁に設けられた少なくとも1つの燃焼バーナを有する火炉と、
燃料を粉砕して微粉燃料とし、当該微粉燃料を搬送空気に乗せて排出する粉砕機と、
前記粉砕機から排出された前記微粉燃料を伴った前記搬送空気を固体と気体とに分離するマルチサイクロンと、
前記マルチサイクロンへ流入する前記微粉燃料を伴った前記搬送空気の流量を検出する流量計と、
前記マルチサイクロンで分離された前記搬送空気を前記火炉へ送る第1ラインと、
前記マルチサイクロンと微粉燃料供給管及びバルブを介して接続され、前記マルチサイクロンで分離された前記微粉燃料を前記燃焼バーナへ送る第2ラインとを備え、
前記マルチサイクロンは、外筒、前記外筒に内挿された内筒、及び、前記外筒と前記内筒の間に配置されたガイドベーンを各々有する複数のサイクロンと、前記複数のサイクロンの前記外筒の下部開口が開口している内部空間を有し前記微粉燃料供給管と接続された粉体出口部を含むケーシングと、前記サイクロンの各々について前記搬送空気の流入の許容と阻止とを切り替えることにより前記サイクロンの稼働と停止とを切り替える切替器と、前記流量計で検出された流量の増加に従って前記サイクロンの稼働数が増加し、前記流量の減少に従って前記サイクロンの稼働数が減少するように、前記切替器を制御するコントローラとを有する、粉燃料焚きボイラ。
a furnace having at least one combustion burner provided in the furnace wall;
A pulverizer that crushes fuel into pulverized fuel and discharges the pulverized fuel on conveying air;
a multi-cyclone that separates the conveying air with the pulverized fuel discharged from the pulverizer into solids and gas;
a flow meter that detects the flow rate of the carrier air accompanied by the pulverized fuel flowing into the multi-cyclone;
a first line that sends the carrier air separated by the multi-cyclone to the furnace;
A second line connected to the multi-cyclone via a pulverized fuel supply pipe and a valve and sending the pulverized fuel separated by the multi-cyclone to the combustion burner,
The multi-cyclone includes a plurality of cyclones each having an outer cylinder, an inner cylinder inserted into the outer cylinder, and a guide vane disposed between the outer cylinder and the inner cylinder, and the plurality of cyclones . switching between allowing and blocking inflow of the conveying air for each of the cyclones and a casing having an internal space with an open lower opening of the outer cylinder and including a powder outlet connected to the pulverized fuel supply pipe; A switch for switching between operation and stop of the cyclone, and a switch such that the number of cyclones in operation increases as the flow rate detected by the flow meter increases, and the number of cyclones in operation decreases as the flow rate decreases. , and a controller that controls the switching device.
前記マルチサイクロンの前記ケーシングは、前記複数のサイクロンを収容する胴部と、前記胴部の下部に接続された前記粉体出口部と、前記胴部の上部に接続された入口部とを含む、The casing of the multi-cyclone includes a body that accommodates the plurality of cyclones, the powder outlet connected to a lower part of the body, and an inlet connected to an upper part of the body.
請求項1に記載の微粉燃料焚きボイラ。The pulverized fuel-fired boiler according to claim 1.
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