JPH02230004A - 微粉炭燃焼方法 - Google Patents
微粉炭燃焼方法Info
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- JPH02230004A JPH02230004A JP1049874A JP4987489A JPH02230004A JP H02230004 A JPH02230004 A JP H02230004A JP 1049874 A JP1049874 A JP 1049874A JP 4987489 A JP4987489 A JP 4987489A JP H02230004 A JPH02230004 A JP H02230004A
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- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
- B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
- B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes
-
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- B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
- B02C23/24—Passing gas through crushing or disintegrating zone
- B02C23/32—Passing gas through crushing or disintegrating zone with return of oversize material to crushing or disintegrating zone
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
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- B02C2015/002—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs combined with a classifier
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2201/00—Staged combustion
- F23C2201/10—Furnace staging
- F23C2201/101—Furnace staging in vertical direction, e.g. alternating lean and rich zones
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K2201/00—Pretreatment of solid fuel
- F23K2201/10—Pulverizing
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は石炭焚ボイラにおける微粉炭燃焼方法に関する
． 〔従来の技術〕 第ｌＯ図は従来技術による微粉炭燃焼方法の一例を示す
系統図である．同図において、０１は固定式分級機を内
蔵する竪型石炭粉砕機、２は微粉炭管、３は分配器、４
は濃混合気供給管、５は淡混合気供給管、６は濃混合気
バーナ、７は淡混合気バーナ、８はボイラ火炉を示す． 竪型石炭粉砕機０１により微粉砕された石炭と燃焼用１
次空気からなる微粉炭混合気は、同石炭粉砕機０１から
排出されて微粉炭管２に導入された後、分配器３により
濃混合気と淡混合気に分けられる。
． 〔従来の技術〕 第ｌＯ図は従来技術による微粉炭燃焼方法の一例を示す
系統図である．同図において、０１は固定式分級機を内
蔵する竪型石炭粉砕機、２は微粉炭管、３は分配器、４
は濃混合気供給管、５は淡混合気供給管、６は濃混合気
バーナ、７は淡混合気バーナ、８はボイラ火炉を示す． 竪型石炭粉砕機０１により微粉砕された石炭と燃焼用１
次空気からなる微粉炭混合気は、同石炭粉砕機０１から
排出されて微粉炭管２に導入された後、分配器３により
濃混合気と淡混合気に分けられる。
濃混合気は濃混合気供給管４を経て、濃混合気バーナ６
よりボイラ火炉８内に噴出し燃焼する．一方淡混合気は
淡混合気供給管５を経て淡混合気バーナ７よりボイラ火
炉８内に噴出し燃焼する．このような従来の微粉炭燃焼
方法においては、微粉炭混合気を濃混合気と淡混合気に
分けて別個に燃焼させることにより、燃焼反応過程で窒
素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制する効果があるので、
最近の低ＮＯｘ燃焼装置としてはこのような方法が用い
られることが多い。
よりボイラ火炉８内に噴出し燃焼する．一方淡混合気は
淡混合気供給管５を経て淡混合気バーナ７よりボイラ火
炉８内に噴出し燃焼する．このような従来の微粉炭燃焼
方法においては、微粉炭混合気を濃混合気と淡混合気に
分けて別個に燃焼させることにより、燃焼反応過程で窒
素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制する効果があるので、
最近の低ＮＯｘ燃焼装置としてはこのような方法が用い
られることが多い。
次に第１１図は固定式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕ｌ
１０１の一例を示す縦断面図である．この図において、
供給管１０から投入された塊粉炭等の被粉砕物は、回転
テーブル２０上で粉砕ローラ３０により荷重が与えられ
てお｝砕され、粉体となって同回転テーブル２０の外周
へ飛ばされる。一方、下方の熱封入口部４０から吹上部
５０を通りミル内部へ、熱風が送入される．回転テーブ
ル２０の外周へ飛ばされた上記粉体は、この熱風即ち搬
送気体によって上方へ吹き上げられ、固定式ベーン８０
を通過して固定式分級機６０内に送り込まれ、細粉と粗
粉に分離される。そして細粉は微粉炭管１１０から取り
出され、粗扮は固定式分級機６０の内周壁に沿って回転
テーブル２０上に落下し再粉砕される。
１０１の一例を示す縦断面図である．この図において、
供給管１０から投入された塊粉炭等の被粉砕物は、回転
テーブル２０上で粉砕ローラ３０により荷重が与えられ
てお｝砕され、粉体となって同回転テーブル２０の外周
へ飛ばされる。一方、下方の熱封入口部４０から吹上部
５０を通りミル内部へ、熱風が送入される．回転テーブ
ル２０の外周へ飛ばされた上記粉体は、この熱風即ち搬
送気体によって上方へ吹き上げられ、固定式ベーン８０
を通過して固定式分級機６０内に送り込まれ、細粉と粗
粉に分離される。そして細粉は微粉炭管１１０から取り
出され、粗扮は固定式分級機６０の内周壁に沿って回転
テーブル２０上に落下し再粉砕される。
前記の従来の微粉炭燃焼方法において、ボイラの未燃損
失を低減するためには、燃焼される石炭の微粉度は細か
ければ細かい程良い。しかし過度に微粉度を高くすると
、粉砕機の能力低下や消費動力の増加が著しく、且つ振
動発生等の問題があるため、固定式分級機を内蔵する竪
型石炭粉砕機を使用した従来の微粉炭燃焼方法において
は、微粉度は２００メッシュパス８０％以下で運用され
るのが一般的である．固定式分級機を内蔵する竪型石炭
粉砕機の一殻的な特性を第１２図に示す。同図に示すよ
うに、前記の粉砕機で２００メッシュパス８０％程度に
粉砕した場合、微粉炭中には１００メッシュ以上の粗大
粒子が約２．４％含まれているが、これは固定式分級機
の特性上避け難い現象である。
失を低減するためには、燃焼される石炭の微粉度は細か
ければ細かい程良い。しかし過度に微粉度を高くすると
、粉砕機の能力低下や消費動力の増加が著しく、且つ振
動発生等の問題があるため、固定式分級機を内蔵する竪
型石炭粉砕機を使用した従来の微粉炭燃焼方法において
は、微粉度は２００メッシュパス８０％以下で運用され
るのが一般的である．固定式分級機を内蔵する竪型石炭
粉砕機の一殻的な特性を第１２図に示す。同図に示すよ
うに、前記の粉砕機で２００メッシュパス８０％程度に
粉砕した場合、微粉炭中には１００メッシュ以上の粗大
粒子が約２．４％含まれているが、これは固定式分級機
の特性上避け難い現象である。
さて、上述のように粉砕された微粉炭の混合気は分配器
によって濃混合気と淡混合気とに分けられるが、上記の
分配器は慣性力による分級作用を利用しており、その特
性上前記の１００メッシュ以上の粗大粒子の大部分は濃
混合気側に流れて行《ことは避け難い．上記の分配器の
形状の一例を第１３図に示すが、同図において、微粉炭
混合気入口３ａより分配器内に導入された微粉炭混合気
は、慣性力により濃混合気と淡混合気に分けられ、それ
ぞれ濃混合気出口３ｂおよび淡混合気出口３Ｃから排出
される．上記分配器において、入口の微粉炭中には１０
０メッシュ以上の粗大粒子が２．５％含まれていたが、
そのうちの９５％以上が濃混合気出口より排出されてい
る． 濃混合気バーナは、微粉炭を理論燃焼空気量以下の低酸
素雲囲気で燃焼させることにより、窒素酸化物の発生を
抑制するものであるが、上記のように濃混合気中には、
１００メッシュ以上の粗大粒子が多量に含まれており、
これらは低酸素雰囲気内で十分燃え切ることができず、
その大半が未燃分として残るため、灰中未燃分が高く、
それに伴いボイラの未燃填失が高いという問題があった
．微粉度と灰中未燃分との一般的関係を第１４図に示す
． また一方では、石炭燃焼灰の有効利用の観点から、灰中
未燃分を規定値以下に抑える必要もしばしば生じるが、
このような場合には空気過剰率を増加する等の運転を必
要とするので、窒素酸化物の発生を存効に抑制すること
ができないという問題があった．上記従来の燃焼方法に
おける空気過剰率とＮＯｘおよび灰中未燃分との関係を
第１５図に示す。
によって濃混合気と淡混合気とに分けられるが、上記の
分配器は慣性力による分級作用を利用しており、その特
性上前記の１００メッシュ以上の粗大粒子の大部分は濃
混合気側に流れて行《ことは避け難い．上記の分配器の
形状の一例を第１３図に示すが、同図において、微粉炭
混合気入口３ａより分配器内に導入された微粉炭混合気
は、慣性力により濃混合気と淡混合気に分けられ、それ
ぞれ濃混合気出口３ｂおよび淡混合気出口３Ｃから排出
される．上記分配器において、入口の微粉炭中には１０
０メッシュ以上の粗大粒子が２．５％含まれていたが、
そのうちの９５％以上が濃混合気出口より排出されてい
る． 濃混合気バーナは、微粉炭を理論燃焼空気量以下の低酸
素雲囲気で燃焼させることにより、窒素酸化物の発生を
抑制するものであるが、上記のように濃混合気中には、
１００メッシュ以上の粗大粒子が多量に含まれており、
これらは低酸素雰囲気内で十分燃え切ることができず、
その大半が未燃分として残るため、灰中未燃分が高く、
それに伴いボイラの未燃填失が高いという問題があった
．微粉度と灰中未燃分との一般的関係を第１４図に示す
． また一方では、石炭燃焼灰の有効利用の観点から、灰中
未燃分を規定値以下に抑える必要もしばしば生じるが、
このような場合には空気過剰率を増加する等の運転を必
要とするので、窒素酸化物の発生を存効に抑制すること
ができないという問題があった．上記従来の燃焼方法に
おける空気過剰率とＮＯｘおよび灰中未燃分との関係を
第１５図に示す。
更に第７図には、従来の微粉炭燃焼方法における灰中未
燃分とＮＯｘの関係を破線で示すが、両者のうち一方を
減少すれば他方は増加する傾向にあり、灰中未燃分とＮ
Ｏｘとを共に低減するためには、何らかの新しい技術が
必要であった． 更に、前記の濃混合気と淡混合気の濃度比とＮＯｘ量お
よび未燃分量との関係は第１６図のような傾向があり、
濃度比を大きくすると、ＮＯｘは下がるが未燃分は増大
する．したがってＮＯｘと未燃分の両方を通正値に維持
するためには、ボイラ負荷や炭種の変化等に応じ、上記
の濃度比を任意に且つ自動的に制御する必要があるが、
従来の微粉炭燃焼方法においてはそのような制御は不可
能であった。
燃分とＮＯｘの関係を破線で示すが、両者のうち一方を
減少すれば他方は増加する傾向にあり、灰中未燃分とＮ
Ｏｘとを共に低減するためには、何らかの新しい技術が
必要であった． 更に、前記の濃混合気と淡混合気の濃度比とＮＯｘ量お
よび未燃分量との関係は第１６図のような傾向があり、
濃度比を大きくすると、ＮＯｘは下がるが未燃分は増大
する．したがってＮＯｘと未燃分の両方を通正値に維持
するためには、ボイラ負荷や炭種の変化等に応じ、上記
の濃度比を任意に且つ自動的に制御する必要があるが、
従来の微粉炭燃焼方法においてはそのような制御は不可
能であった。
本発明は、従来の微粉炭燃焼方法の上記欠点を解消し、
灰中未燃分および徘ガ、ス中の窒素酸化物の濃度がとも
に低く、且つ着火性能の優れた微粉炭燃焼方法を提供す
ることを目的とする．〔課題を解決するための手段〕 本発明は、前記目的を達成するために、回転弐分級機を
内蔵する竪型石炭粉砕機から排出された微粉炭混合気を
分配器により濃混合気と淡混合気に分け、それら濃淡両
混合気をそれぞれ別のバーナ噴出口から同一の火炉内へ
噴出して燃焼させる方法において、上記濃混合気の空燃
比を１〜２とするとともに上記淡混合気の空燃比を３〜
６とし、かつ微粉炭の微粉度の範囲を１００メッシュ残
１．５％以下に調整することを特徴とする微粉炭燃焼方
法を提案するものである． ［作用］ 第５図は、回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の特
性を示す図である．同図に示されるように、本石炭粉砕
機で２００メッシュバス８５％で粉砕した場合、微粉炭
中の１００メッシュ以上の粗大粒子は０．１％まで減少
される．第１５図に示すように、低酸素雰囲気内の燃焼
においては１００メッシュ以上の粗大粒子は未燃分とし
て残る可能性が高いが、本粉砕機を使用することにより
、１００メッシュ以上の粗大粒子量が格段に低減できる
ので、ボイラの未燃損失を従来よりも著しく低減するこ
とができる．また、従来並みの未燃損失が許容される場
合には、１００メッシュ以上の粗大粒子が少ない分だけ
、第１５図における空気過剰率を低く運転することがで
き、ボイラ排ガス中の窒素酸化物濃度を従来よりも格段
に低減することもできる．また、回転式分級機の回転数
を調整することにより、微粉粒度を任意且つ自動的に変
更することができる．第１３図に示す分配器に、異なる
粒度の微粉炭を供給した時の出口の濃淡混合気の濃度比
を第１７図に示す．粒度が小さい場合には、遠心力によ
る濃淡の分級作用が小さくなるため、同図に示すように
濃度比は小さくなる．したがって、第１６図に示すよう
に、回転式分級機の回転数を調整することにより、ＮＯ
ｘ及び未燃分を任意且つ自動的に調整することができる
． 〔実施例〕 第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図である．同
図において、１は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕
機、２は微粉炭管、３は分配器、４は濃混合気供給管、
５は淡混合気供給管、６は濃混合気バーナ、７は濃混合
気バーナ６に隣接して配設された淡混合気バーナ、８は
ボイラ火炉を示す． 竪型石炭粉砕機１により微粉砕された石炭は、＠粉炭混
合気として同石炭粉砕機１から排出されて微粉炭管２に
導入された後、分配器３により濃混合気と淡混合気に分
けられる．濃混合気は濃混合気供給管４を経て濃混合気
バーナ６からボイラ火炉８内に噴出し燃焼する．一方淡
混合気は淡混合気供給管５を経て淡混合気バーナ７より
ボイラ火炉８内に噴出し燃焼する。以上は従来の微粉炭
燃焼方法と同様である． 第２図は上記の回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機
１の機構を示す縦断面図、第３図は回転式分級機の一部
切欠ぎ斜視図、第４図は第２図の１１ｉ／−ＩＶ鎖線に
沿う横断面図である．まず第２図および第３図において
、供給管１０から投入された塊粉炭等の被粉砕物は、回
転テーブル２０上で粉砕ローラ３０により荷重が与えら
れて粉砕され、粉体となって同回転テーブル２０の外周
へ飛ばされる．一方、下方の熱風入口部４０から吹上部
５０を通りミル内部へ、熱風が送入される．回転テーブ
ル２０の外周へ飛ばされた上記粉体は、この熱風即ち搬
送気体によって、上方の回転式分級機６５内に送り込ま
れ、粗粉と細粉に分離される．そして細粉は微粉炭管１
１０から取り出され、粗粉は外側へ飛ばされて落下し、
再び粉砕されるようになっている．上記回転式分級機６
５は、複数の分級羽根７５が、軸線の鉛直な逆円錐台の
母線に沿うように配されて、上下を上支持仮８０および
下支持板９０によって固着支持され、上記軸線に沿って
配された供給管１０すなわち鉛直駆動軸によって回転す
る構造になっている．そして、分級羽根７５の回転によ
って搬送気体中の粉体が粗粉と細粉に分級されるが、そ
の分級原理は次の２作用によっている．（Ａ）分級羽根
に入った粒子に作用する力のバランス 第４図に示されるように羽根内の粒子には気流による求
心方向の流体抵抗Ｒと羽根の回転運動による遠心力Ｆと
が作用し、それぞれの力は次式で示される． Ｒ＝３ｒｄｌＩＶ， ｄ：粒子直径（ｃ＋＊）， μ：気体粘度〔ボアズ〕， ■１：気体の求心方向速度（ｃｍ／ ｓ ） ，ｖｔ：
羽根周速度（ｃｍ／ ｓ ） ，ρ１，ρ２：粒子、気
体の密度［ｇ／ｃ＋ａ），そして、一定条件で分級機が
運転されている時には、ＦＡＲとなる粗粒子が分級機の
外側に放出され、Ｆ＜Ｒとなる細粒子が分級機の内側へ
流れ込み、粗粒子と細粒子に分級される， （Ｂ）粒子の羽根への衝突後の反射方向α第４図には粒
子が羽根に衝突する状況も示されているが、粒子が羽根
に衝突した後の反射方向αが接線よりも外側に向《時は
、分級機の外側に粒子が放出されやすく、逆にαが内側
に向く時は、分級機内へ流れ込みやすい．気流が分級羽
根間に入り込む時には、旋回流が発生するが、細粒子は
旋回流に近い連動をし、粗粒子は旋回流から外れて直線
に近い運動をすることが知られている。このために細粒
子は羽根に衝突後の反射方向が内側に向きやすく、粗粒
子は外側に向きやすくなっており、細粒子と粗粒子の分
級が効果的に行なわれる． 第５図は本石炭粉砕機の性能試験結果を示す図である．
同図に示すように、本粉砕機により２００メッシュバス
８５％で粉砕した場合、微粉炭中の１００メッシュ以上
の粗大粒子はわずか０．１％であった。
灰中未燃分および徘ガ、ス中の窒素酸化物の濃度がとも
に低く、且つ着火性能の優れた微粉炭燃焼方法を提供す
ることを目的とする．〔課題を解決するための手段〕 本発明は、前記目的を達成するために、回転弐分級機を
内蔵する竪型石炭粉砕機から排出された微粉炭混合気を
分配器により濃混合気と淡混合気に分け、それら濃淡両
混合気をそれぞれ別のバーナ噴出口から同一の火炉内へ
噴出して燃焼させる方法において、上記濃混合気の空燃
比を１〜２とするとともに上記淡混合気の空燃比を３〜
６とし、かつ微粉炭の微粉度の範囲を１００メッシュ残
１．５％以下に調整することを特徴とする微粉炭燃焼方
法を提案するものである． ［作用］ 第５図は、回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の特
性を示す図である．同図に示されるように、本石炭粉砕
機で２００メッシュバス８５％で粉砕した場合、微粉炭
中の１００メッシュ以上の粗大粒子は０．１％まで減少
される．第１５図に示すように、低酸素雰囲気内の燃焼
においては１００メッシュ以上の粗大粒子は未燃分とし
て残る可能性が高いが、本粉砕機を使用することにより
、１００メッシュ以上の粗大粒子量が格段に低減できる
ので、ボイラの未燃損失を従来よりも著しく低減するこ
とができる．また、従来並みの未燃損失が許容される場
合には、１００メッシュ以上の粗大粒子が少ない分だけ
、第１５図における空気過剰率を低く運転することがで
き、ボイラ排ガス中の窒素酸化物濃度を従来よりも格段
に低減することもできる．また、回転式分級機の回転数
を調整することにより、微粉粒度を任意且つ自動的に変
更することができる．第１３図に示す分配器に、異なる
粒度の微粉炭を供給した時の出口の濃淡混合気の濃度比
を第１７図に示す．粒度が小さい場合には、遠心力によ
る濃淡の分級作用が小さくなるため、同図に示すように
濃度比は小さくなる．したがって、第１６図に示すよう
に、回転式分級機の回転数を調整することにより、ＮＯ
ｘ及び未燃分を任意且つ自動的に調整することができる
． 〔実施例〕 第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図である．同
図において、１は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕
機、２は微粉炭管、３は分配器、４は濃混合気供給管、
５は淡混合気供給管、６は濃混合気バーナ、７は濃混合
気バーナ６に隣接して配設された淡混合気バーナ、８は
ボイラ火炉を示す． 竪型石炭粉砕機１により微粉砕された石炭は、＠粉炭混
合気として同石炭粉砕機１から排出されて微粉炭管２に
導入された後、分配器３により濃混合気と淡混合気に分
けられる．濃混合気は濃混合気供給管４を経て濃混合気
バーナ６からボイラ火炉８内に噴出し燃焼する．一方淡
混合気は淡混合気供給管５を経て淡混合気バーナ７より
ボイラ火炉８内に噴出し燃焼する。以上は従来の微粉炭
燃焼方法と同様である． 第２図は上記の回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機
１の機構を示す縦断面図、第３図は回転式分級機の一部
切欠ぎ斜視図、第４図は第２図の１１ｉ／−ＩＶ鎖線に
沿う横断面図である．まず第２図および第３図において
、供給管１０から投入された塊粉炭等の被粉砕物は、回
転テーブル２０上で粉砕ローラ３０により荷重が与えら
れて粉砕され、粉体となって同回転テーブル２０の外周
へ飛ばされる．一方、下方の熱風入口部４０から吹上部
５０を通りミル内部へ、熱風が送入される．回転テーブ
ル２０の外周へ飛ばされた上記粉体は、この熱風即ち搬
送気体によって、上方の回転式分級機６５内に送り込ま
れ、粗粉と細粉に分離される．そして細粉は微粉炭管１
１０から取り出され、粗粉は外側へ飛ばされて落下し、
再び粉砕されるようになっている．上記回転式分級機６
５は、複数の分級羽根７５が、軸線の鉛直な逆円錐台の
母線に沿うように配されて、上下を上支持仮８０および
下支持板９０によって固着支持され、上記軸線に沿って
配された供給管１０すなわち鉛直駆動軸によって回転す
る構造になっている．そして、分級羽根７５の回転によ
って搬送気体中の粉体が粗粉と細粉に分級されるが、そ
の分級原理は次の２作用によっている．（Ａ）分級羽根
に入った粒子に作用する力のバランス 第４図に示されるように羽根内の粒子には気流による求
心方向の流体抵抗Ｒと羽根の回転運動による遠心力Ｆと
が作用し、それぞれの力は次式で示される． Ｒ＝３ｒｄｌＩＶ， ｄ：粒子直径（ｃ＋＊）， μ：気体粘度〔ボアズ〕， ■１：気体の求心方向速度（ｃｍ／ ｓ ） ，ｖｔ：
羽根周速度（ｃｍ／ ｓ ） ，ρ１，ρ２：粒子、気
体の密度［ｇ／ｃ＋ａ），そして、一定条件で分級機が
運転されている時には、ＦＡＲとなる粗粒子が分級機の
外側に放出され、Ｆ＜Ｒとなる細粒子が分級機の内側へ
流れ込み、粗粒子と細粒子に分級される， （Ｂ）粒子の羽根への衝突後の反射方向α第４図には粒
子が羽根に衝突する状況も示されているが、粒子が羽根
に衝突した後の反射方向αが接線よりも外側に向《時は
、分級機の外側に粒子が放出されやすく、逆にαが内側
に向く時は、分級機内へ流れ込みやすい．気流が分級羽
根間に入り込む時には、旋回流が発生するが、細粒子は
旋回流に近い連動をし、粗粒子は旋回流から外れて直線
に近い運動をすることが知られている。このために細粒
子は羽根に衝突後の反射方向が内側に向きやすく、粗粒
子は外側に向きやすくなっており、細粒子と粗粒子の分
級が効果的に行なわれる． 第５図は本石炭粉砕機の性能試験結果を示す図である．
同図に示すように、本粉砕機により２００メッシュバス
８５％で粉砕した場合、微粉炭中の１００メッシュ以上
の粗大粒子はわずか０．１％であった。
更に本石炭粉砕機は２００メッシェパス９０％以上の極
めて高い微粉度で運転できることも確認された．この時
の１００メッシュ以上の粗大粒子はθ％であった． 第１８図は、分級機の回転数を変化させた場合の微粉度
の変化を示す図である．同図に示すように、分級機の回
転数を変化させることにより広範囲且つ容易に微粉廣を
調整することができる．第６図は、本実施例の微粉炭燃
焼方法における（燃焼用１次空気／石炭）比とＮＯｘ、
火炎伝播速度および灰中未燃分との関係を示す図である
．この図に示されるように、石炭粉砕機からバーナヘ送
られて来る（燃焼用１次空気／石炭）比Ｃ。の混合流を
４度Ｃ，（石炭濃度の濃い濃混合気炎を作る）と４度Ｃ
２（石炭濃度の薄い淡混合気炎を作る）の濃淡二つの混
合流に分離して燃やすことにより、バ．−ナ全体きして
のＮＯｘ’４度は、各ＮＯｘ濃度Ｎ ＋ ． Ｎ ｚの
加重平均であるＮ．となり、単一濃度Ｃ６の時のＮＯｘ
ｉｆｉ度Ｎ０よりも低くなる。
めて高い微粉度で運転できることも確認された．この時
の１００メッシュ以上の粗大粒子はθ％であった． 第１８図は、分級機の回転数を変化させた場合の微粉度
の変化を示す図である．同図に示すように、分級機の回
転数を変化させることにより広範囲且つ容易に微粉廣を
調整することができる．第６図は、本実施例の微粉炭燃
焼方法における（燃焼用１次空気／石炭）比とＮＯｘ、
火炎伝播速度および灰中未燃分との関係を示す図である
．この図に示されるように、石炭粉砕機からバーナヘ送
られて来る（燃焼用１次空気／石炭）比Ｃ。の混合流を
４度Ｃ，（石炭濃度の濃い濃混合気炎を作る）と４度Ｃ
２（石炭濃度の薄い淡混合気炎を作る）の濃淡二つの混
合流に分離して燃やすことにより、バ．−ナ全体きして
のＮＯｘ’４度は、各ＮＯｘ濃度Ｎ ＋ ． Ｎ ｚの
加重平均であるＮ．となり、単一濃度Ｃ６の時のＮＯｘ
ｉｆｉ度Ｎ０よりも低くなる。
一方微粉炭燃焼における着火の安定性は、微粉炭混合気
の火炎伝播速度Ｖ，と微粉炭混合気のバーナ部からの噴
出流速Ｖ．との差、すなわちｖ，−■，が大きい程、良
くなる．上記の濃混合気炎は、単一濃度Ｃ０の場合に比
較してＶ，が大きいため、Ｖ，−Ｖ，が大きくなり着火
安定性が優れている．第６図において、灰中未燃分につ
いては、本実施例の微粉炭燃焼方法の特性を従来の方法
と比較して示した。濃度Ｃ．，Ｃ．のそれぞれの混合気
内の微粉度が全く同じであれば、従来の方法で燃焼した
場合に濃混合気炎および淡混合気炎から発生する灰中未
燃分は、それぞれＵ．，Ｕ．となりバーナ全体としての
未燃分はＵ．となる。ところが、前述の分配器特性によ
り、粗大粒子が？！ｌ混合気炎側に集中するため、実際
に従来の方法で燃焼した場合には、濃混合気炎から発生
する灰中未燃分がＵｌ’に増加し、これに伴いバーナ全
体としての未燃分はＵ．まで増加していた．これに対し
本実施例では、従来濃度ＣＩに含まれていた１００メッ
シュ以上の粗大粒子が低減し、且つ２００メッシュパス
８５％の運転゛もできるので、濃混合気炎および淡混合
気炎から発生する灰中未燃分が、それぞれＬおよびＬ２
まで低減され、バーナ全体から発生する灰中未燃分がＬ
ａまで低減される。
の火炎伝播速度Ｖ，と微粉炭混合気のバーナ部からの噴
出流速Ｖ．との差、すなわちｖ，−■，が大きい程、良
くなる．上記の濃混合気炎は、単一濃度Ｃ０の場合に比
較してＶ，が大きいため、Ｖ，−Ｖ，が大きくなり着火
安定性が優れている．第６図において、灰中未燃分につ
いては、本実施例の微粉炭燃焼方法の特性を従来の方法
と比較して示した。濃度Ｃ．，Ｃ．のそれぞれの混合気
内の微粉度が全く同じであれば、従来の方法で燃焼した
場合に濃混合気炎および淡混合気炎から発生する灰中未
燃分は、それぞれＵ．，Ｕ．となりバーナ全体としての
未燃分はＵ．となる。ところが、前述の分配器特性によ
り、粗大粒子が？！ｌ混合気炎側に集中するため、実際
に従来の方法で燃焼した場合には、濃混合気炎から発生
する灰中未燃分がＵｌ’に増加し、これに伴いバーナ全
体としての未燃分はＵ．まで増加していた．これに対し
本実施例では、従来濃度ＣＩに含まれていた１００メッ
シュ以上の粗大粒子が低減し、且つ２００メッシュパス
８５％の運転゛もできるので、濃混合気炎および淡混合
気炎から発生する灰中未燃分が、それぞれＬおよびＬ２
まで低減され、バーナ全体から発生する灰中未燃分がＬ
ａまで低減される。
第７図は、本実施例の燃焼方法による場合と従来の燃焼
方法による場合とを対比して、ＮＯｘと灰中未燃分の関
係を示す図である．同図において、破線は従来の微粉炭
燃焼方法、実線は本実施例の方法による場合の特性を示
す．本実施例の微粉炭燃焼方法を採用することにより、
同一ＮＯｘ値に対する灰中未燃分が、従来に比較して半
減することが、この図からわかる． 次に第２０図に濃混合気の空燃比とＮＯｘ、未燃分の関
係を示す．同図より濃混合気の空燃比が１より小さい場
合には未燃分が急激に増加すること、また同空燃比が２
以上の場合にはＮＯｘが急激に増加することがわかる．
したがって濃混合気の空燃比は、Ｎ Ｏ Ｘ ％未燃分
に対する要求に応じ１〜２の間に調整するのが望ましい
。この時に、淡混合気の空燃比は３〜６程度である． 濃混合気空燃比を上記のように１〜２の範囲にできるよ
うな、回転式分級機の条件を例示すると、次のとおりで
ある．すなわち、第２１図は分級機の回転数を変化させ
た時に濃混合気の空燃比が変化する状況を示す図である
．同図より、分級機回転数を３０〜１８０ｒｐｍ且つ分
級羽根が回転方向となす角度θ（第４図参照）を３０゜
〜６０”の範囲で変更することにより、濃混合気の空燃
比を１〜２の範囲に調整できることがわかる．このとき
淡混合気の空燃比は、上記第２０図図示のとおり約３〜
６となる．か 上記第２０図および第２１図の関係材ら、第１９図に示
すように、分級機の回転数を調整することにより、ＮＯ
ｘと未燃分を自動的に制御することが可能となった． 第８図は本発明の第２の実施例を示す系統図を示す．図
中１は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機、２は微
粉炭管、ｌ３はバーナ、１４は燃焼用空気ダクト、１５
は燃焼用空気補充ボート、ｌ６は補充燃焼用空気ダクト
、８はボイラ火炉である．この図において、竪型石炭粉
砕ｉｔにより粉砕された微粉炭は、微粉炭混合気として
同石炭粉砕機１より排出され、微粉炭管２に導入された
後、バーナ１３からボイラ８内へ噴出し燃焼する．１４
は燃焼に必要な空気をバーナ１３内に導入するダクトで
ある。バーナ１３内における空気の総澄は、上記の微粉
炭の理論燃焼空気量よりも少なく、いわゆるバーナ部空
気過剰率は１より小さいが、前記第１の実施例と同様に
微粉炭中の粗大粒子が極めて少ないため、粒子径の大き
な未燃分の発生は少なく、燃焼用空気補充ボートより噴
出された空気により、良好な燃え切りが得られる。
方法による場合とを対比して、ＮＯｘと灰中未燃分の関
係を示す図である．同図において、破線は従来の微粉炭
燃焼方法、実線は本実施例の方法による場合の特性を示
す．本実施例の微粉炭燃焼方法を採用することにより、
同一ＮＯｘ値に対する灰中未燃分が、従来に比較して半
減することが、この図からわかる． 次に第２０図に濃混合気の空燃比とＮＯｘ、未燃分の関
係を示す．同図より濃混合気の空燃比が１より小さい場
合には未燃分が急激に増加すること、また同空燃比が２
以上の場合にはＮＯｘが急激に増加することがわかる．
したがって濃混合気の空燃比は、Ｎ Ｏ Ｘ ％未燃分
に対する要求に応じ１〜２の間に調整するのが望ましい
。この時に、淡混合気の空燃比は３〜６程度である． 濃混合気空燃比を上記のように１〜２の範囲にできるよ
うな、回転式分級機の条件を例示すると、次のとおりで
ある．すなわち、第２１図は分級機の回転数を変化させ
た時に濃混合気の空燃比が変化する状況を示す図である
．同図より、分級機回転数を３０〜１８０ｒｐｍ且つ分
級羽根が回転方向となす角度θ（第４図参照）を３０゜
〜６０”の範囲で変更することにより、濃混合気の空燃
比を１〜２の範囲に調整できることがわかる．このとき
淡混合気の空燃比は、上記第２０図図示のとおり約３〜
６となる．か 上記第２０図および第２１図の関係材ら、第１９図に示
すように、分級機の回転数を調整することにより、ＮＯ
ｘと未燃分を自動的に制御することが可能となった． 第８図は本発明の第２の実施例を示す系統図を示す．図
中１は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機、２は微
粉炭管、ｌ３はバーナ、１４は燃焼用空気ダクト、１５
は燃焼用空気補充ボート、ｌ６は補充燃焼用空気ダクト
、８はボイラ火炉である．この図において、竪型石炭粉
砕ｉｔにより粉砕された微粉炭は、微粉炭混合気として
同石炭粉砕機１より排出され、微粉炭管２に導入された
後、バーナ１３からボイラ８内へ噴出し燃焼する．１４
は燃焼に必要な空気をバーナ１３内に導入するダクトで
ある。バーナ１３内における空気の総澄は、上記の微粉
炭の理論燃焼空気量よりも少なく、いわゆるバーナ部空
気過剰率は１より小さいが、前記第１の実施例と同様に
微粉炭中の粗大粒子が極めて少ないため、粒子径の大き
な未燃分の発生は少なく、燃焼用空気補充ボートより噴
出された空気により、良好な燃え切りが得られる。
第９図は、この第２実施例の燃焼方法におけるバーナ部
空気過剰率と灰中未燃分およびＮＯｘとの関係を示す図
である．この図を従来の特性を示す第１５図と比較する
と明らかなように、ＮＯｘ値を同一とした場合の灰中未
燃分が従来の６０％に低減さている． 〔発明の効果〕 本発明の微粉炭燃焼方法によれば、灰中未燃分および排
ガス中の窒素酸化物の濃度が画期的に低凍され、且つ着
火安定性の優れた、理想的な微粉炭燃焼が実現される．
空気過剰率と灰中未燃分およびＮＯｘとの関係を示す図
である．この図を従来の特性を示す第１５図と比較する
と明らかなように、ＮＯｘ値を同一とした場合の灰中未
燃分が従来の６０％に低減さている． 〔発明の効果〕 本発明の微粉炭燃焼方法によれば、灰中未燃分および排
ガス中の窒素酸化物の濃度が画期的に低凍され、且つ着
火安定性の優れた、理想的な微粉炭燃焼が実現される．
第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図、第２図は
同じく回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機を示す縦
断面図、第３図は同じく回転式分級機の一部切欠ぎ斜視
図、第４図は第２図のＩＶ−■鎖線に沿う横断面図であ
る．第５図は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の
特性を示す図である．第６図は上記実施例の微粉炭燃焼
方法における（燃焼用１次空気／石炭）比とＮＯｘ、火
炎伝播速度および灰中未燃分との関係を示す図、第７図
は上記實施例の燃焼方法による場合と従来の燃焼方法に
よる場合とを対比してＮＯｘと灰中未燃分との関係を示
す図である。 第８図は本発明の第２の実施例を示す系統図、第９図は
上記第２の実施例におけるバーナ部空気過剰率と灰中未
燃分およびＮＯｘとの関係を示す特性図である。 第１０図は従来の微粉炭燃焼方法の一例を示す系統図、
第１１図は固定式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の一
例を示す縦断面図である．第１２図は固定式分級機を内
蔵する竪型石炭粉砕機の特性を示す図である． 第１３図は分配器の形状の一例を示す図である．第１４
図はｖＩＩ粉度と灰中未燃分との一般的関係を示す図で
ある． 第１５図は従来の燃焼方法における空気過剰率とＮＯｘ
および灰中未燃分との関係を示す図である．第１６図は
上記第１の実施例において濃淡混合気の濃度比を変化さ
せた場合のＮＯｘおよび灰中未燃分の関係を示す図、第
１７図は同じく第１の実施例における分配器入口の微粉
炭粒度と２つの出口の濃淡混合気の濃度比との関係を示
す図、第１８図は同じく第１の実施例において分級機の
回転数を変化させた場合の微粉度の変化を示す図、第１
９図は同じく第１の実施例において分級機の回転数に対
するＮＯｘおよび灰中未燃分との関係を示す図、第２０
図は同じく第１の実施例において濃混合気の空燃比とＮ
Ｏ×、灰中未燃分および淡混合気の空燃比との関係を示
す図である。第２１図は分級機の回転数と濃混合気の空
燃比との関係を示す図である．０１・・・固定式分級機
内蔵竪型石炭粉砕機、１・・・回転式分級機内蔵竪型石
炭粉砕機、２・・・微粉炭管、 ３・・・分配器
、３ａ・・・微粉炭混合気入口、３ｂ・・・濃混合気出
口、３ｃ・・・淡混合気出口、 ４・・・濃混合気供
給管、５・・・淡混合気供給管、 ６・・・濃混合気バ
ーナ、７・・・淡混合気バーナ、 ８・・・ボイラ火炉
、１０・・・供給管、 １３・・・バーナ、ｌ
４・・・燃焼用空気ダクト、 １５・・・燃焼用空気補充ボート、 １６・・・補充燃焼用空気ダクト、 ２０・・・回転テーブル、 ４０・・・熱風入口部、 ６０・・・固定式分級機、 ７０・・・固定式ベーン ８０・・・上支持板、 １１０・・・微粉炭管．
同じく回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機を示す縦
断面図、第３図は同じく回転式分級機の一部切欠ぎ斜視
図、第４図は第２図のＩＶ−■鎖線に沿う横断面図であ
る．第５図は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の
特性を示す図である．第６図は上記実施例の微粉炭燃焼
方法における（燃焼用１次空気／石炭）比とＮＯｘ、火
炎伝播速度および灰中未燃分との関係を示す図、第７図
は上記實施例の燃焼方法による場合と従来の燃焼方法に
よる場合とを対比してＮＯｘと灰中未燃分との関係を示
す図である。 第８図は本発明の第２の実施例を示す系統図、第９図は
上記第２の実施例におけるバーナ部空気過剰率と灰中未
燃分およびＮＯｘとの関係を示す特性図である。 第１０図は従来の微粉炭燃焼方法の一例を示す系統図、
第１１図は固定式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の一
例を示す縦断面図である．第１２図は固定式分級機を内
蔵する竪型石炭粉砕機の特性を示す図である． 第１３図は分配器の形状の一例を示す図である．第１４
図はｖＩＩ粉度と灰中未燃分との一般的関係を示す図で
ある． 第１５図は従来の燃焼方法における空気過剰率とＮＯｘ
および灰中未燃分との関係を示す図である．第１６図は
上記第１の実施例において濃淡混合気の濃度比を変化さ
せた場合のＮＯｘおよび灰中未燃分の関係を示す図、第
１７図は同じく第１の実施例における分配器入口の微粉
炭粒度と２つの出口の濃淡混合気の濃度比との関係を示
す図、第１８図は同じく第１の実施例において分級機の
回転数を変化させた場合の微粉度の変化を示す図、第１
９図は同じく第１の実施例において分級機の回転数に対
するＮＯｘおよび灰中未燃分との関係を示す図、第２０
図は同じく第１の実施例において濃混合気の空燃比とＮ
Ｏ×、灰中未燃分および淡混合気の空燃比との関係を示
す図である。第２１図は分級機の回転数と濃混合気の空
燃比との関係を示す図である．０１・・・固定式分級機
内蔵竪型石炭粉砕機、１・・・回転式分級機内蔵竪型石
炭粉砕機、２・・・微粉炭管、 ３・・・分配器
、３ａ・・・微粉炭混合気入口、３ｂ・・・濃混合気出
口、３ｃ・・・淡混合気出口、 ４・・・濃混合気供
給管、５・・・淡混合気供給管、 ６・・・濃混合気バ
ーナ、７・・・淡混合気バーナ、 ８・・・ボイラ火炉
、１０・・・供給管、 １３・・・バーナ、ｌ
４・・・燃焼用空気ダクト、 １５・・・燃焼用空気補充ボート、 １６・・・補充燃焼用空気ダクト、 ２０・・・回転テーブル、 ４０・・・熱風入口部、 ６０・・・固定式分級機、 ７０・・・固定式ベーン ８０・・・上支持板、 １１０・・・微粉炭管．
Claims (1)
- 回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機から排出された
微粉炭混合気を分配器により濃混合気と淡混合気に分け
、それら濃淡両混合気をそれぞれ別のバーナ噴出口から
同一の火炉内へ噴出して燃焼させる方法において、上記
濃混合気の空燃比を１〜２とするとともに上記淡混合気
の空燃比を３〜６とし、かつ微粉炭の微粉度の範囲を１
００メッシュ残１．５％以下に調整することを特徴とす
る微粉炭燃焼方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049874A JP2813361B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 微粉炭燃焼方法 |
| US07/485,087 US5003891A (en) | 1989-03-03 | 1990-02-26 | Pulverized coal combustion method |
| DE69004594T DE69004594T2 (de) | 1989-03-03 | 1990-03-02 | Verfahren zur Verbrennung von Kohlenstaub. |
| EP90104110A EP0385499B1 (en) | 1989-03-03 | 1990-03-02 | Pulverized coal combustion method |
| CA002011408A CA2011408C (en) | 1989-03-03 | 1990-03-02 | Pulverized coal combustion method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049874A JP2813361B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 微粉炭燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230004A true JPH02230004A (ja) | 1990-09-12 |
| JP2813361B2 JP2813361B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=12843193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1049874A Expired - Lifetime JP2813361B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 微粉炭燃焼方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5003891A (ja) |
| EP (1) | EP0385499B1 (ja) |
| JP (1) | JP2813361B2 (ja) |
| CA (1) | CA2011408C (ja) |
| DE (1) | DE69004594T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007225228A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 微粉状燃料焚きバーナ、微粉状燃料燃焼装置、および微粉状燃料の燃焼方法 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1237628B (it) * | 1989-10-03 | 1993-06-12 | Michele Gennaro De | Metodo per misurare l'efficienza di una combustione e apparecchio per attuare il metodo. |
| JP2540636B2 (ja) * | 1989-11-20 | 1996-10-09 | 三菱重工業株式会社 | ボイラ |
| JP3244878B2 (ja) * | 1993-07-26 | 2002-01-07 | 三菱重工業株式会社 | 回転式分級機付微粉炭機およびその運転方法 |
| US5387100A (en) * | 1994-02-17 | 1995-02-07 | Praxair Technology, Inc. | Super off-stoichiometric combustion method |
| RU2067724C1 (ru) * | 1994-12-29 | 1996-10-10 | Малое государственное внедренческое предприятие "Политехэнерго" | Низкоэмиссионная вихревая топка |
| US5697306A (en) * | 1997-01-28 | 1997-12-16 | The Babcock & Wilcox Company | Low NOx short flame burner with control of primary air/fuel ratio for NOx reduction |
| US7695535B2 (en) * | 2001-10-10 | 2010-04-13 | River Basin Energy, Inc. | Process for in-situ passivation of partially-dried coal |
| US8197561B2 (en) * | 2001-10-10 | 2012-06-12 | River Basin Energy, Inc. | Process for drying coal |
| US9039407B2 (en) * | 2006-11-17 | 2015-05-26 | James K. McKnight | Powdered fuel conversion systems and methods |
| JP2010510469A (ja) * | 2006-11-17 | 2010-04-02 | サマーヒル バイオマス システムズ インコーポレイテッド | 粉末燃料、粉末燃料のディスパージョン、および粉末燃料関連の燃焼装置 |
| US20090223612A1 (en) * | 2007-11-16 | 2009-09-10 | Mcknight James K | Powdered fuels and powdered fuel dispersions |
| EP2445641A4 (en) * | 2009-06-22 | 2017-06-07 | The Babcock & Wilcox Company | System for controlling coal flow in a coal pulverizer |
| US9057037B2 (en) | 2010-04-20 | 2015-06-16 | River Basin Energy, Inc. | Post torrefaction biomass pelletization |
| US8956426B2 (en) | 2010-04-20 | 2015-02-17 | River Basin Energy, Inc. | Method of drying biomass |
| CN103008088B (zh) * | 2012-12-27 | 2014-07-30 | 中材（天津）粉体技术装备有限公司 | 立式辊磨选粉机静叶片间距自动调节装置 |
| JP6352162B2 (ja) | 2014-11-28 | 2018-07-04 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 竪型ローラミル |
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