JPH02101305A

JPH02101305A - 低揮発分固体燃料の燃焼装置および燃焼方法

Info

Publication number: JPH02101305A
Application number: JP25376588A
Authority: JP
Inventors: Kimiya Sakamoto; 公哉坂本; Fumio Koda; 幸田　文夫; Shigeki Morita; 茂樹森田; Shigeto Nakashita; 中下　成人; Kimiharu Kuramasu; 公治倉増
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1988-10-11
Filing date: 1988-10-11
Publication date: 1990-04-13

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は微粉固体燃料の燃焼装置および燃焼方法に係り
、特に、無煙炭などの低揮発分固体燃料の安定着火およ
び保炎を得るに好適な低揮発分固体燃料の燃焼装置およ
び燃焼方法に関する。

〔従来の技術〕

無煙炭のような低揮発分固体燃料の燃焼にあたっては、
一般に、１０〜３０％の助燃燃料（主として燃料油）が
用いられる。この場合には、助燃燃料によって着火・保
炎が安定に維持されるため、無煙炭の搬送や火炉への投
入について特別な考慮を払うことなく、通常は、無煙炭
−燃料油混合体を火炉内に低流速で下向きに投入する方
法がとられている。この方法をとることによって無煙炭
を発電用燃料として問題なく使用することができるが、
高価な燃料油を多量に使用するため、発電コストが上昇
する。このため、最近は、サイクロンを利用したり、旋
回型バーナを利用するなどの試みがなされている。

しかしなから、低揮発分固体燃料が本質的に有している
着火が極めて困難であるという特性についての検討が不
十分であるため、旋回バーナが特徴とする火炎的再循環
領域による燃焼火炎の安定維持という最大の利点を必ず
しも十分に活用し得ていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

無煙炭のような低揮発分固体燃料は着火温度が高く、例
えば通常の瀝青炭の着火温度が約４００°〜４５０°Ｃ
であるのに対しである種の無煙炭では着火温度が８００
℃以上に達するものがあり、バーナから火炉内に投入さ
れた後着火するまでに要する時間（以下１着火時間と称
する）が、同一投入条件で比較した場合、瀝青炭の２倍
以上を要することになり、バーナの旋回噴流による再循
環域内で着火状態に到達し得ない。すなわち、旋回型バ
ーナの特徴を無煙炭のような低揮発分固体燃料に適用す
るについて、これまで、燃料微小粒子をバーナ近傍で急
速に着火温度に到達させることについての配慮がなされ
ていなかった。このため、着火時間の遅れを補償するた
めに、たとえば、幅広い負荷帯にわたって、燃料油等の
補助燃料によるバックアップ燃焼を欠くことができない
という問題を抱えていた。

本発明の目的は、上記従来技術の有していた課題を解決
して、低揮発分固体燃料の安定着火および保炎を得るた
めに好適な固体燃料燃焼装置および燃焼方法を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、下記構成の燃焼装置を用いて燃焼を行わせ
ることによって達成することができる。

すなわち、１）バーナノズルの火炉側噴口に末広がり中空コーンを
設置し、該中空コーンの側部に管路を配し、該管路の他
端をバーナノズルのベンチュリ部に接続させた構造とし
、さらに２）上記管路に加熱装置および冷却装置を装着し、３）上記管路に空気送入口を設け、４）上記中空コーンの火炉側端部に複数個のリターンピ
ースを取付け、５）上記中空コーンに、さらに、セラミックヒータを配
設した構造の燃焼装置を用いることによる。

〔作用〕

前記の構成とすることによる作用は、それぞれ下記の通
りである。

１）中空コーンの側部に配設した管路の他端がバーナノ
ズルのベンチュリ部に接続されているため該管路内が負
圧となり、巻き返しによって末広がり中空コーンの裏側
に導かれた微粉炭混合気が該管路内に吸引される。これ
によって、中空コーンの裏側で着火した微粉炭粒子群の
中空コーンからの逸脱を防止し、中空コーン裏側での火
炎核の安定な形成を助ける作用をする。

２）中空コーン裏側の微粉炭粒子が着火温度に到達して
いない場合には、当然のことながら、中空コーン裏側に
まだ火炎核が形成されていないので、この場合は、着火
温度に到達するまで微粉炭粒子を加熱する必要がある。

管路に装着した加熱装置は、この問題を解決するために
、該管路に吸引され該管路を通過する未着火微粉炭粒子
の温度上昇を促進し、ベンチュリ部を経て再び火炉側噴
口から火炉内に投入された際の着火を容易にする作用を
果す２また。鎖管路は再循環ループを形成しているので
、一部の微粉炭粒子は該加熱装置によって繰り返し加熱
されることになる。

中空コーン裏側に火炎核が形成された後は、該加熱装置
の作動を停止し、逆に、管路内に吸引されてくる赤熱灰
による溶融事故を予防するために冷却装置を作動させる
。

３）管路に設けた空気送入口は該管路内に堆積物が生じ
た場合の掃除用として使用する。

４）末広がり中空コーンはそれ自体が燃料混合気の巻き
返しを起こさせるものであるが、その火炉側端部にリタ
ーンピースを付設することによって、中空コーン裏側へ
の燃料粒子の供給がさらに促進される。

５）中空コーン裏側に導入された燃料粒子群をセラミッ
クヒータからの熱によって積極的に加熱して、火炎核の
形成をさらに促進する。

〔実施例〕

以下、本発明の低揮発分固体燃料の燃焼装置および燃焼
方法について、実施例によってさらに具体的に説明する
。

実施例１第１図に本発明低揮発分固体燃料の燃焼装置の組立断面
図を示す０本装置は、ケーシング１、二次空気レジスタ
２、三次空気レジスタ３、二次ベーン４、ガイドスリー
ブ５．バーナスロート６、微粉炭輸送管７．微粉炭バー
ナノズル８、微粉炭ノズル火炉側噴口９を有することは
従来技術の装置（第３図）と同様であるが、バーナスロ
ート６およびガイドスリーブ５に囲まれてなる微粉炭バ
ーナノズル８の火炉側噴口９を末広がり形状としてあり
、その内側に末広がり中空コーン１０を装着しである。

また、中空コーン１０の側部に管路１２を取付け、該管
路の一端は微粉炭バーナノズル８のベンチュリ部１３に
接続してあり、該管路１２には、さらに、電熱式ヒータ
またはセラミックヒータを用いた加熱装置１４および水
冷式または空冷式の冷却装置１５を設けである。さらに
、中空コーン１０の火炉側端部に複数個のリターンピー
ス１８がサポート１９を介して取付けてあり、また、中
空コーン１０の裏側１１にセラミックヒータ２０を配設
しである。

次に、上記第１図の燃焼装置を用いて行う燃焼の方法に
ついて説明する。まず、微粉炭輸送管７を経て微粉炭バ
ーナノズル８内に導入した微粉炭混合気をベンチュリ部
１３を矢印３０のように流すと、管路１２のベンチュリ
接続部に負圧が生ずるので、管路１２の中に矢印３３に
示すような気体の流れが発生する。これにより、末広が
り中空コーン１０の裏側１１に滞留している微粉炭混合
気は管路１２内に吸引される。管路１２内に吸引された
微粉炭混合気を加熱装置１４によって着火温度に近づく
ように加熱昇温する。中空コーン１０の裏側１１に火炎
核が形成された後は、加熱装置１４の作動を停止し冷却
装置１５を作動させることによって管路１２内での赤熱
灰による溶融事故の発生を防止する。また、中空コーン
１０の裏側１１に十分安定な火炎核を形成させるために
はこの部分に多量の微粉炭粒子が供給されることが必要
であるが、リターンピース１８はこの供給を促進するた
めに設けたものであり、これによって矢印３２に示す流
れが形成され、中空コーン１０の裏側１１に多量の微粉
炭粒子が供給されることになる。また、中空コーン１０
に配設したセラミックヒータ２０は中空コーン裏側１１
に供給された微粉炭粒子の昇温を助長して、その着火を
促進する。

なお、管路１２に配設した空気送入管１６は、管路１２
に閉塞事故が生じた場合の対策あるいは閉塞予防のため
に、骸骨ＩＧから空気を送スして管路Ｉ２を掃除するた
めに設けたものである。

なお、第２図に、第１図のＡ−Ａ’視図を示す。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、低揮発分固体燃料の燃焼におい
て、本発明構成の燃焼装置および本発明の燃焼方法を採
用することによって、従来技術の有していた課題を解消
して、低揮発分固体燃料の安定な着火および保炎を得る
ことができた。

また、ボイラ起動時のようなバーナ負荷の低い使用条件
（この条件下では、二次・三次空気の温度が低く、かつ
、微粉炭混合気の微粉炭粒子濃度が低いため、火炎が不
安定になりやすい）での助燃用燃料油の使用量を著しく
軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の低揮発分固体燃料の燃焼装置の一実施
例の構成を示す側断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’視
正正面図第３図は従来の固体燃料の燃焼装置の構成を示
す側断面図である。１・・・ケーシング２・・・二次空気レジスタ３・・・三次空気レジスタ４・・・二次ベーン５・・・ガイドスリーブ６・・・バーナスロート７・・・微粉炭輸送管８・・・微粉炭バーナノズル９・・・微粉炭バーナ火炉側噴口１０・・・末広がり中空コーン１１・・・末広がり中空コーン裏側１２・・・管路１３・・・ベンチュリ部１４・・・加熱装置１５・・・冷却装置１６・・・空気送入管１７・・・空気送入弁１８・・・リターンピース１９・・・リターンピース用サポート２０・・・セラミックヒータ３０、３１．３２．３３・・・微粉炭混合気の流れ代理
人弁理士　　中　村　純之助

Claims

【特許請求の範囲】１、バーナスロート内にガイドスリーブ、二次空気レジ
スタ、三次空気レジスタ、二次ベーンとともに微粉炭バ
ーナノズルを備えた燃焼装置において、微粉炭バーナノ
ズルの火炉側噴口に末広がり中空コーンを設け、かつ、
該中空コーンの側部に微粉炭バーナノズルベンチユリ部
に接続する管路を配設したことを特徴とする低揮発分固
体燃料の燃焼装置。２、上記管路が加熱装置および冷却装置を装着した管路
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の低
揮発分固体燃料の燃焼装置。３、上記管路が空気送入口を有する管路であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の低揮発分固体燃料
の燃焼装置。４、上記末広がり中空コーンがその火炉側端部に複数個
のリターンピースを取付けた末広がり中空コーンである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の低揮発分
固体燃料の燃焼装置。５、上記末広がり中空コーンがセラミックヒータを配設
した末広がり中空コーンであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の低揮発分固体燃料の燃焼装置。６、バーナスロート内にガイドスリーブ、二次空気レジ
スタ、三次空気レジスタ、二次ベーンとともに微粉炭バ
ーナノズルを備えた燃焼装置を用いる燃焼方法において
、微粉炭バーナノズルの火炉側噴口に設けた末広がり中
空コーンと、該中空コーンの側部に配設し、上記バーナ
ノズルのベンチユリ部に接続する管路とによって、上記
中空コーンの裏側に滞留する微粉炭混合気を吸引して上
記ベンチユリ部に再循環させることを特徴とする低揮発
分固体燃料の燃焼方法。７、上記再循環微粉炭混合気を上記管路に装置した加熱
装置および冷却装置によって加熱あるいは冷却すること
を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の低揮発分固体
燃料の燃焼方法。８、上記管路内に堆積した堆積物を該管路に設けた空気
送入口からの送入空気によって除去することを特徴とす
る特許請求の範囲第６項記載の低揮発分固体燃料の燃焼
方法。９、上記中空コーン裏側への微粉炭混合気の供給を該中
空コーンの火炉側端部に取付けたリターンピースによっ
て促進することを特徴とする特許請求の範囲第６項記載
の低揮発分固体燃料の燃焼方法。１０、上記中空コーンの裏側に供給された微粉炭混合気
を該中空コーンに配設したセラミックヒータにより加熱
して火炎核の形成を促進させることを特徴とする特許請
求の範囲第６項記載の低揮発分固体燃料の燃焼方法。