JPH01121612A - ボイラ用バーナ装置 - Google Patents
ボイラ用バーナ装置Info
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- JPH01121612A JPH01121612A JP27839987A JP27839987A JPH01121612A JP H01121612 A JPH01121612 A JP H01121612A JP 27839987 A JP27839987 A JP 27839987A JP 27839987 A JP27839987 A JP 27839987A JP H01121612 A JPH01121612 A JP H01121612A
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Landscapes
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ボイラ用バーナ装置の改良に関する。
従来使用されている石油焚ボイラ用バーナガンの構造を
第３図に示す。図中１１はバーナガン本体。
第３図に示す。図中１１はバーナガン本体。
１２はバーナチップ、１３は燃料供給ライン、１４は噴
霧媒体としての蒸気供給ライン、 １６はバーナガン移
動装置、１７はボイラ燃焼室壁、１８は燃料噴霧である
。一般にバーナガンは大型ボイラで１６〜４０個。
霧媒体としての蒸気供給ライン、 １６はバーナガン移
動装置、１７はボイラ燃焼室壁、１８は燃料噴霧である
。一般にバーナガンは大型ボイラで１６〜４０個。
小型ボイラで８〜１２個あり、例えば昼夜間の電力需要
に合せて、需要が多い時には全数のバーナガンを使用し
、需要が少ない時は一部のガンを休止させる。その際、
１６αに示すように、バーナガンは火炎１９に直接さら
されない位置まで引き抜かれる。
に合せて、需要が多い時には全数のバーナガンを使用し
、需要が少ない時は一部のガンを休止させる。その際、
１６αに示すように、バーナガンは火炎１９に直接さら
されない位置まで引き抜かれる。
第４図は、ガン挿入から引抜きまでの、運転パターン及
びバーナチップ先端の温度変化例を示したものである。
びバーナチップ先端の温度変化例を示したものである。
運転パターンを簡単に説明すると次のようになる。
■ バーナ挿入：
バーを挿入と同時に、バーナチップは加熱され１分後に
は約７１５℃に達する。
は約７１５℃に達する。
■燃料供給および燃焼（通常は蒸気も供給）：燃料弁を
開（と同時に温度は急激に下降し。
開（と同時に温度は急激に下降し。
燃焼中はほぼ１２０℃前後となる。
■パージ前遮断時間（Ｎ、Ｆ、Ｔ） ：燃料弁を鯖じる
と同時に温度は上昇し、１分後には約４６０℃に達する
。
と同時に温度は上昇し、１分後には約４６０℃に達する
。
■蒸気噴射による掃除：
蒸気弁を開（と同時に温度は下降し、蒸気噴射中は約３
００℃となる。
００℃となる。
■パージ後遮断時間（ｎ、ｆ、ｔ） ：蒸気弁を閉じる
と同時に温度は上昇し、１分後に約６４０℃に上昇する
。
と同時に温度は上昇し、１分後に約６４０℃に上昇する
。
■バーナ引抜き：
バーナ引抜き開始と同時に温度は下降を始める。
なお、バーナチップの材質としては９合金鋼又はＯｒス
テンレス等の耐熱鋼が使用されているが。
テンレス等の耐熱鋼が使用されているが。
寿命は１〜２年程度あり、実用上問題は少ない。
従来９五油火力用燃料として比較的良質の重油が使用さ
れているため、バーナチップに関する問題は比較的少な
かった。
れているため、バーナチップに関する問題は比較的少な
かった。
しかしながら、現在の石油価格の上昇、更には石油資源
の枯渇に伴ない２石炭又は固形物を含む低質油の有効利
用が不可欠となってきている。その場合２石炭をそのま
ま燃料として使用するには。
の枯渇に伴ない２石炭又は固形物を含む低質油の有効利
用が不可欠となってきている。その場合２石炭をそのま
ま燃料として使用するには。
運搬、貯蔵、燃焼のしやすさ及び灰処理等の問題があり
、これらの問題点を解決するため９石炭を微粉化して石
油との混合物（ＣＯＭ）又は水との混合物（ＣＷＭ ）
を燃料に使用するボイラが注目されている。
、これらの問題点を解決するため９石炭を微粉化して石
油との混合物（ＣＯＭ）又は水との混合物（ＣＷＭ ）
を燃料に使用するボイラが注目されている。
上記゛のｃｏＭ、 ｃｗＭ又はピッチ等の固形物を含む
低質油を燃料とする場合、燃料中の石炭粒子又は固形物
による摩耗のため、従来の構造・材質のバーナチップで
は寿命が非常に短くなる。
低質油を燃料とする場合、燃料中の石炭粒子又は固形物
による摩耗のため、従来の構造・材質のバーナチップで
は寿命が非常に短くなる。
本脣明は前記問題点を解決するために、耐摩耗性材料で
形成されたノズルチップを備えたものにおいて、噴霧媒
体通路に冷却用気体を送給する流路な連通したことを特
徴とするボイラ用バーナ装置を提案するものである。
形成されたノズルチップを備えたものにおいて、噴霧媒
体通路に冷却用気体を送給する流路な連通したことを特
徴とするボイラ用バーナ装置を提案するものである。
熱応力や高温に弱い耐摩耗性材料が冷却用気体により冷
却され、熱衝撃や過熱が防止される。
却され、熱衝撃や過熱が防止される。
本発明の一実施例の構造を第１図に示す。図中。
１はバーナガン本体、２はバーナチップ、３は燃料供給
ライン、４は噴霧媒体としての蒸気供給ライン、５は冷
却用気体としての補助蒸気供給ライン、６はバーナガン
移動装置、７はボイラ燃焼室壁、８は燃料噴霧、９は火
炎である。
ライン、４は噴霧媒体としての蒸気供給ライン、５は冷
却用気体としての補助蒸気供給ライン、６はバーナガン
移動装置、７はボイラ燃焼室壁、８は燃料噴霧、９は火
炎である。
バーナチップ２の材質としては、 ｃｏＭ、ｃｗＭ又
は低質油等の燃料゛で摩耗されない、 ＡＪ２０３，５
１３Ｎ４゜Ｓｉｎ、 ５ＩＡＬＯＮ等のセラミックス又
はＷＣ，−Ｇｏ等の超硬合金又はサーメット等の耐摩耗
性の優れた材料を使用する。
は低質油等の燃料゛で摩耗されない、 ＡＪ２０３，５
１３Ｎ４゜Ｓｉｎ、 ５ＩＡＬＯＮ等のセラミックス又
はＷＣ，−Ｇｏ等の超硬合金又はサーメット等の耐摩耗
性の優れた材料を使用する。
従来使用されている耐熱合金、並びにＡＪ２０３ ｅＺ
ｒＯ２，Ｓｉ３Ｎ、 、 ＳｉＧ及びＷＣ−ｃｏの６つ
の材質の特性を第１表に示す。この表から、 Ａｚ２ｏ
３．ＺｒＯ２゜５ｔ３Ｎ４． ＳｔＣというセラミック
ス材料は、 硬度が高（耐摩耗性が優れるが、破壊靭性
値が低（衝撃及び熱衝撃に対し弱いことが判る。一方、
耐熱鋼では特に高温での硬度が低くｓ ＣＯＭ、ＣＷ
Ｍ等の燃料では摩耗が激しくなる。超硬合金であるＷＣ
−Ｇ。
ｒＯ２，Ｓｉ３Ｎ、 、 ＳｉＧ及びＷＣ−ｃｏの６つ
の材質の特性を第１表に示す。この表から、 Ａｚ２ｏ
３．ＺｒＯ２゜５ｔ３Ｎ４． ＳｔＣというセラミック
ス材料は、 硬度が高（耐摩耗性が優れるが、破壊靭性
値が低（衝撃及び熱衝撃に対し弱いことが判る。一方、
耐熱鋼では特に高温での硬度が低くｓ ＣＯＭ、ＣＷ
Ｍ等の燃料では摩耗が激しくなる。超硬合金であるＷＣ
−Ｇ。
は、セラミックと金属の中間的性質を有し、ある程度の
硬度とある程度の靭性な兼ね備えた材料であるが、第１
表の（注）に記されるように、大気雰囲気７００℃以上
に加熱すると数時間のオーダで急激に酸化し始める。
硬度とある程度の靭性な兼ね備えた材料であるが、第１
表の（注）に記されるように、大気雰囲気７００℃以上
に加熱すると数時間のオーダで急激に酸化し始める。
＆ Ｆ・ｌ Ｉ ＆ −ｒ −１＝ｔ 訣 ＋！
＞’／！、 １１ｑ ｈ、 ｈ−ノ ｔ”Ａシ（；
２゜出典１（セラミック）；新素材コーザーズブック…
（技術評論社）Ｐ２３６ 出典２（超硬合金）；粉末冶金（技術書院） Ｐ １１
６出典３（耐熱鋼） ；機械工学便覧（日本機械工学会
綿）Ｐ５−３．３８ したがって、ノ署−ナチップ２の材料として、セラミッ
ク材料を使用する場合には起動停止時の熱衝撃を緩和す
る必要があり、また超硬合金材料を使用する場合には酸
化開始温度を越えないようにする必要がある。第１図の
補助蒸気供給ライン５は、バーナチップ２の挿入起動及
び停止引抜時に、′運転時の数分の−の量の蒸気を７２
−ナチップ２に送って冷却し、バーナチップ２に破損を
生じさせるような高温や過度の温度差即ち熱応力が１発
生しないようにする為のものである。この場合に必要な
蒸気量は、バーナチップの形状、ボイラ燃焼室の火炎か
らバーナチップへの入熱量、セラミック材料の耐熱衝撃
温度等によって異なるが、あるケースで熱応力解析を行
ったところ、セラミックの中では耐熱衝撃性の優れる８
１３Ｎ４を使用すると。
＞’／！、 １１ｑ ｈ、 ｈ−ノ ｔ”Ａシ（；
２゜出典１（セラミック）；新素材コーザーズブック…
（技術評論社）Ｐ２３６ 出典２（超硬合金）；粉末冶金（技術書院） Ｐ １１
６出典３（耐熱鋼） ；機械工学便覧（日本機械工学会
綿）Ｐ５−３．３８ したがって、ノ署−ナチップ２の材料として、セラミッ
ク材料を使用する場合には起動停止時の熱衝撃を緩和す
る必要があり、また超硬合金材料を使用する場合には酸
化開始温度を越えないようにする必要がある。第１図の
補助蒸気供給ライン５は、バーナチップ２の挿入起動及
び停止引抜時に、′運転時の数分の−の量の蒸気を７２
−ナチップ２に送って冷却し、バーナチップ２に破損を
生じさせるような高温や過度の温度差即ち熱応力が１発
生しないようにする為のものである。この場合に必要な
蒸気量は、バーナチップの形状、ボイラ燃焼室の火炎か
らバーナチップへの入熱量、セラミック材料の耐熱衝撃
温度等によって異なるが、あるケースで熱応力解析を行
ったところ、セラミックの中では耐熱衝撃性の優れる８
１３Ｎ４を使用すると。
蒸気量は運転時に噴霧媒体として供給する量のｋｎ以下
でよいとの結果を得た。
でよいとの結果を得た。
その時の運転パターンおよびバーナチップ先端の温度変
化（計算値）を第２図に示す。図中の■〜■について、
以下に補足説明する。
化（計算値）を第２図に示す。図中の■〜■について、
以下に補足説明する。
■補助蒸気供給：
補助蒸気供給ライン５の弁を開く。
■バーナ挿入：
バーナ挿入と同時にバーナチップ２は昇温し始めるが、
１分後で４００℃である。また。
１分後で４００℃である。また。
この状態で５分間保持した場合でも温度は５００℃程度
にしかならない。
にしかならない。
■蒸気および燃料の供給：
蒸気供給ライン４および燃料供給ライン３の弁を開くと
同時に温度は急激に下降するが、初期温度は５００℃以
下としているため。
同時に温度は急激に下降するが、初期温度は５００℃以
下としているため。
この形状での８１３Ｎ４の熱衝撃許容範囲内であり、バ
ーナチップには何ら問題は生じない。燃焼中は従来と同
程度の温度となる。
ーナチップには何ら問題は生じない。燃焼中は従来と同
程度の温度となる。
■パージ前遮断時間（Ｎ、Ｆ、Ｔ、） ：燃料および蒸
気を止めた場合にも、ライン５の補助蒸気が流れている
ので、温度の上昇は比較的少ない。
気を止めた場合にも、ライン５の補助蒸気が流れている
ので、温度の上昇は比較的少ない。
■蒸気噴射による掃除：
燃料供給ライン３に蒸気を送り掃除を行なう。温度は下
降し従来と同程度の温度となる。
降し従来と同程度の温度となる。
■パージ後遮断時間（ｎ、ｆ、ｔ、） ：燃料供給ライ
ン３の停止とともに温度は上昇し始めるが、ライン５の
補助蒸気が流れているので、温度の上昇は比較的少ない
。
ン３の停止とともに温度は上昇し始めるが、ライン５の
補助蒸気が流れているので、温度の上昇は比較的少ない
。
■バーナ引抜き：
バーナ引抜き開始と同時に温度は下降を始める。
■補助蒸気の停止：
バーナ引抜き後補助蒸気を止める。
ｗｅ −ｃｏ等の超硬合金の場合にも、上記と同じ°運
転・ぞターンにより最高温度を５００℃以下（計算値）
とすることが出来るので、酸化が激しくなる７００℃に
対し余裕を持ってＷＣ−Ｇｏを使用することができる。
転・ぞターンにより最高温度を５００℃以下（計算値）
とすることが出来るので、酸化が激しくなる７００℃に
対し余裕を持ってＷＣ−Ｇｏを使用することができる。
上記説明においては、起動・停止時とその前後にのみ補
助蒸気を供給して冷却する場合について述べたが、これ
を常時供給するようにしてもよい。
助蒸気を供給して冷却する場合について述べたが、これ
を常時供給するようにしてもよい。
その場合には、バーナガンを引き抜かなくてもバーナチ
ップ２は過熱されないので、バーナガン移動袋ｒｒｔ６
を省略することもできる。（ただしこの場合は、運転を
止めたバーナにも常に蒸気を送り続けるので、プラント
全体としての効率は多少低くなることもあり、設備費と
この効率低下のパランう１ スから、バーナガン移動装置６を設置するかどうかを決
めることになる。） また、上記実施例では、冷却用気体としての補助蒸気供
給ライン５が燃料噴霧媒体としての蒸気供給ライン４か
ら分岐して設けられているが、補助蒸気は全（別の系統
から導いてもよい。さらに。
ップ２は過熱されないので、バーナガン移動袋ｒｒｔ６
を省略することもできる。（ただしこの場合は、運転を
止めたバーナにも常に蒸気を送り続けるので、プラント
全体としての効率は多少低くなることもあり、設備費と
この効率低下のパランう１ スから、バーナガン移動装置６を設置するかどうかを決
めることになる。） また、上記実施例では、冷却用気体としての補助蒸気供
給ライン５が燃料噴霧媒体としての蒸気供給ライン４か
ら分岐して設けられているが、補助蒸気は全（別の系統
から導いてもよい。さらに。
冷却用気体としては、蒸気に限るものではなく空気その
他任意の気体を用いることができる。
他任意の気体を用いることができる。
本発明においては９次の効果が奏せられる。
（１）バーナチップの材料として、 ３１３Ｎ４等の
セラミックスまたはＷＣ−Ｃｏ等のサーメットを使用す
ることにより、 ＣＯＭ、ＣＷＭ、低質油等を燃料とす
るバーナにおいて、その耐摩耗性を向上させ熱応力を緩
和することにより、セラミック等の熱衝撃による破損を
防止できる。
セラミックスまたはＷＣ−Ｃｏ等のサーメットを使用す
ることにより、 ＣＯＭ、ＣＷＭ、低質油等を燃料とす
るバーナにおいて、その耐摩耗性を向上させ熱応力を緩
和することにより、セラミック等の熱衝撃による破損を
防止できる。
し過熱を防止することにより、サーメットの酸化による
劣化を防止することができる。
劣化を防止することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は同じく各
運転ステップでの温度パターンを示す図。 第３図は従来のボイラ用バーナ装置の一例を示す図、第
４図は同じく各運転ステップでの温度ノくターンを示す
図である。 １．１１・・・バーナガン本体、２．１２・・・バーナ
チップ。 ３．１３・・・燃料供給ライン、４．１４・・・蒸気供
給ライン。 ５・・・補助蒸気供給ライン。 ６．１６・・・バーナガン移動装置。 ７．１７・・・ボイラ燃焼室壁、 ８．１８・・・
燃料噴霧。 ９．１９・・・火炎
運転ステップでの温度パターンを示す図。 第３図は従来のボイラ用バーナ装置の一例を示す図、第
４図は同じく各運転ステップでの温度ノくターンを示す
図である。 １．１１・・・バーナガン本体、２．１２・・・バーナ
チップ。 ３．１３・・・燃料供給ライン、４．１４・・・蒸気供
給ライン。 ５・・・補助蒸気供給ライン。 ６．１６・・・バーナガン移動装置。 ７．１７・・・ボイラ燃焼室壁、 ８．１８・・・
燃料噴霧。 ９．１９・・・火炎
Claims (1)
- 耐摩耗性材料で形成されたノズルチップを備えたものに
おいて、噴霧媒体通路に冷却用気体を送給する流路を連
通したことを特徴とするボイラ用バーナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27839987A JPH01121612A (ja) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | ボイラ用バーナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27839987A JPH01121612A (ja) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | ボイラ用バーナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01121612A true JPH01121612A (ja) | 1989-05-15 |
Family
ID=17596803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27839987A Pending JPH01121612A (ja) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | ボイラ用バーナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01121612A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010117051A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Nippon Steel Corp | 高耐性バーナーチップ |
| WO2020170622A1 (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-27 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | ボイラ |
-
1987
- 1987-11-05 JP JP27839987A patent/JPH01121612A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010117051A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Nippon Steel Corp | 高耐性バーナーチップ |
| WO2020170622A1 (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-27 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | ボイラ |
| JP2020134069A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | ボイラ |
| KR20210114501A (ko) * | 2019-02-22 | 2021-09-23 | 미쓰비시주코마린마시나리 가부시키가이샤 | 보일러 |
| CN113439180A (zh) * | 2019-02-22 | 2021-09-24 | 三菱重工船用机械株式会社 | 锅炉 |
| CN113439180B (zh) * | 2019-02-22 | 2023-12-01 | 三菱重工船用机械株式会社 | 锅炉 |
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