JPH04138502U - 炉筒煙管式ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は炉筒煙管式ボイラに関し、燃焼制御
範囲が広く、しかも熱効率の高い炉筒煙管式ボイラを提
供する。 【構成】 ボイラ胴２には複数の炉筒３Ａ，３Ｂを配設
し、また煙室１０を隔壁９によって区画し、各煙室と各
炉筒３Ａ，３Ｂの燃焼室を夫々区画して連結し、さらに
各煙室は煙管８Ａ，８Ｂ群に各々連結してなるものであ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は地域冷暖房などの大規模熱源設備に適した機能を具備させるために考 案されたもので、詳細には燃焼制御範囲が広く、急激な負荷変動にも追従する機 能を有し、且つ熱効率の高い炉筒煙管式ボイラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

地域冷暖房の熱源用として使用されるボイラは昼夜の時間帯による負荷変動や 季節による負荷変動が極めて大きく、該ボイラとしては燃焼制御範囲の広いもの が要求される。ところが従来の炉筒煙管式ボイラの燃焼制御範囲は、最大負荷時 を１としたときの最小負荷制御限界は１／８〜１／１０程度までである（以下こ の制御範囲をターンダウン比という）。

【０００３】 この制御限界値以下にボイラ負荷が低下した場合は、ボイラ胴に設けた圧力ス イッチの発停信号により、バーナは停止−再起動−停止の断続運転をくり返す、 いわゆるＯＮ−ＯＦＦ制御運転となる。このバーナの停止−再起動の際は、必ず ボイラのガス通路内に滞留する未燃ガスなどの排出のための冷風によるポストパ ージ，プリパージが行なわれる。特にプリパージの量はボイラ燃焼室容積、煙管 、煙室及び煙道などのガス通路となる部分の全容積の４倍以上を必要とし、この パージ空気により、ボイラ内の折角の加熱部分が強制冷却され熱損失を生じるこ とになり、ボイラ設備の熱効率が著しく低下することが知られていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

以上のような問題点を解決するために本考案者は、ボイラの燃焼制御範囲が広 くて且つ燃焼効率が高く、しかも安定した操業が行なえる炉筒煙管式ボイラを提 供する目的で工夫を重ね、本考案を完成した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成し得た本考案は、ボイラ胴内には複数の炉筒を配設すると共に 、前記煙室内には隔壁を設けて上記炉筒の燃焼室と煙管群とは当該隔壁により炉 筒毎に区画してなるなることを要旨とするものである。

【０００６】

【作用及び実施例】

図１は本考案の代表的な実施例を示す一部破断側面図、図２は図１の右方向か ら見た一部破断矢視側面図である。ボイラ胴２の内部には、貯留水中に２つの炉 筒３Ａ，３Ｂとその上方に多数本の煙管群８Ａ，８Ｂを並設し、ボイラ後方には 、炉筒３Ａと煙管群８Ａ，炉筒３Ｂと煙管群８Ｂに区画するための隔壁９を有す る後部煙室１０が配設される。該隔壁９は前記煙室１０を完全に左右に区画し、 炉筒３Ａは煙管群８Ａとのみ連通され、炉筒３Ｂは煙管群８Ｂにのみ連通される 。

【０００７】 また、ボイラ前方における各炉筒３Ａ，３Ｂ前端部には、バーナ４の燃料供給 管４Ａ，４Ｂ及び燃焼空気供給管５Ａ，５Ｂを設け、さらに上方煙管群８Ａ，８ Ｂの前端開口部には後部煙室同様隔壁１１によって区画された前部煙室１２が構 成される。

【０００８】 前記燃焼空気供給管５Ａ，５Ｂには押込ファン６Ａ，６Ｂが接続されると共に 、低ＮＯｘ対策用の排ガス再循環装置７Ａ，７Ｂが連結される。

【０００９】 この様な炉筒煙管ボイラ１において、各炉筒３Ａ，３Ｂのバーナ４，４で燃焼 して発生した燃焼ガスは、各炉筒３Ａ，３Ｂより分画された後部煙室１０を経て 煙管８Ａ，８Ｂを通して前部煙室１２へ導かれ、前部煙室１２の上部に設けた廃 熱回収装置１３を経由して排気口１４より排出される。

【００１０】 そしてボイラ胴２内に貯留されている水を炉筒３Ａ，３Ｂ及び煙管８Ａ，８Ｂ によって加熱し蒸気を発生させて負荷側に供給する。

【００１１】 この２つの炉筒に設けたバーナは、蒸気使用量（負荷）に応じて各々単独にそ の燃焼量を増減することが可能であり、極めて負荷が軽くなった場合は、いずれ か片方のバーナが先行して停止し、他方のバーナのみにより運転が継続される。 ２つの同一能力のバーナ及び炉筒を使った実験では、ターンダウン比は１／２０ まで広げられた。またこのボイラにおいては燃焼の停止又は再起動時のポストパ ージ又はプリパージ用空気量は炉筒等の容積が半減していることにより、従来よ り少ない空気量で済む様になり、その分、熱効率を高めることができた。

【００１２】 一つのボイラ胴内に設ける炉筒の数は図例の様に２個に限られず、３，４，… と容量変動条件に応じて任意数配設したものであっても良く、また各炉筒の能力 は同一のものを設けるだけでなく、異なる能力の炉筒を組み合わせたものであっ ても良い。例えば２０Ｔ／ｈボイラにおいて燃焼装置のターンダウン比が１：１ ／１０のものを使用した場合、１０Ｔ／ｈ炉筒を２つ並設したときの最低負荷率 は５％となるのに対し、１５Ｔ／ｈ炉筒と５Ｔ／ｈ炉筒を組み合わせたときの最 低負荷率は2.5 ％とすることができる。

【００１３】 図３は同一能力の炉筒を２本同一ボイラ胴内に配設した本考案実施例のボイラ 設備効率曲線（実線に示す）である。２点鎖線は同一能力の単炉筒式ボイラの設 備効率曲線を示し、破線は１／２能力のボイラを２基設置した場合の設備効率曲 線であってこれらは比較例である。なお２炉筒式ボイラにあってはボイラ負荷率 １０％で２炉筒から１炉筒の燃焼に切換えるものとする。

【００１４】 このグラフから明らかな様に、設備負荷率１０％以下において、低負荷になる 程、単炉筒式ではＯＮ−ＯＦＦの断続制御が多くなり、その都度パージ空気によ る強制冷却で持ち去られる損失熱が大きく、効率低下が顕著となる（パージ空気 量は２炉筒式ボイラの約２倍である）。

【００１５】 また１／２能力のボイラを２基並設して１基を最低負荷運転した場合（設備と して５％負荷）における廃棄損失割合は、２炉筒式ボイラで２炉筒を１炉筒の燃 焼に切換えた場合と同じとなるが、ボイラの表面積が１／２容量ボイラ２基分の 方が広くなるため、その放熱損失割合分の設備効率が低下する。

【００１６】 これに対して本考案実施例の如く、バーナを複数個に分散した炉筒煙管式ボイ ラであれば、大幅な負荷変動に対しても、高効率の燃焼を維持して安定な操業が できる様になる。また無理な条件下での燃焼がなくなるので、適正酸素量での燃 焼が行なえ、これによってバーナ燃焼量が大きくなるにつれて増大するＮＯｘの 発生を小容量なみに抑制できるという付加的な効果もある。

【００１７】 さらに本考案におけるボイラにあっては、単炉筒と比べ各炉筒の燃焼能力が低 くなるから炉筒直径が小さくできるので、耐圧力的にも炉筒壁面の厚さをむやみ に厚く形成する必要がなくなり、装置の製造コストを低く抑えることができる。

【００１８】

【考案の効果】

本考案は以上の様に構成されているので、ターンダウン比は１−（１／２０〜 １／４０）と広範囲であり、しかも高い熱焼効率での運転ができる。従って負荷 変動の大きい地域冷暖房用の熱源として使用する場合であっても安全で経済的な 操業ができる様になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の代表的な実施例を示す一部破断側面図
である。

【図２】図１の右方向より矢視した一部破断側面図であ
る。

【図３】本考案例のボイラ熱効率を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 炉筒煙管ボイラ ２ ボイラ胴 ３Ａ，３Ｂ 炉筒 ４ バーナ ４Ａ，４Ｂ 燃料供給管 ５Ａ，５Ｂ 燃焼空気供給管 ６Ａ，６Ｂ 押込ファン ７Ａ，７Ｂ 排ガス再循環装置 ８Ａ，８Ｂ 煙管 ９ 隔壁 １０ 後部煙室 １１ 隔壁 １２ 前部煙室 １３ 廃熱回収装置 １４ 排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 峰 力 大阪府豊中市島江町１丁目３番29号 株式 会社高尾鉄工所内 (72)考案者 大塚 馨一 大阪府豊中市島江町１丁目３番29号 株式 会社高尾鉄工所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 端部にバーナを装着した炉筒より煙室を
   経て多数本の煙管内へ燃焼ガスを流通し、ボイラ胴内の
   熱媒体を加熱する炉筒煙管式ボイラにおいて、ボイラ胴
   内には複数の炉筒を配設すると共に、前記煙室内には隔
   壁を設けて上記炉筒の燃焼室と煙管群とは当該隔壁によ
   り炉筒毎に区画してなることを特徴とする炉筒煙管式ボ
   イラ。
2. 【請求項２】 前記複数の炉筒は燃焼能力の異なったバ
   ーナに対応できる口径のものが、同一ボイラ胴内に配設
   されてなる請求項１に記載の炉筒煙管式ボイラ。