JPH0523325B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ボイラ殊に微粉固体燃料を使用する
ボイラ、化学工業炉等の分野で利用される。

従来の技術 従来の微粉炭焚きボイラとして、第３−４図に
示すようなものがある。

これらの図において、石炭粉砕機１に送り込ま
れた石炭２は微粉化され、同時に送り込まれた搬
送用空気（温風）３と混合して微粉炭混合気４を
形成し、微粉炭輸送管５を通して炉本体６の下部
に取り付けられているバーナ本体７へ送り込まれ
る。

このバーナ本体７には燃料ノズル８とその上下
に位置する空気ノズル９とが組込まれており、バ
ーナ本体７に送り込まれて来た微粉炭混合気４は
燃料ノズル８から炉内１０へ噴射される。

一方、燃焼用空気１１は送風機１２によつて燃
焼用空気ライン１３を通してバーナ本体７へ送り
込まれ、空気ノズル９から炉内１０へ噴射され
る。

炉内１０へ噴射された微粉炭混合気４は、図示
されてない着火源によつて着火し、微粉炭炎１４
を形成して燃焼を継続する。

この微粉炭炎１４は着火点近傍では、微粉炭と
共に微粉炭混合気４を形成している搬送用空気３
と、燃焼用空気１１の一部（着火点近傍の）とに
よつて供給される酸素と反応して燃焼し、以後の
主燃焼ゾーンでは残りの燃焼用空気１１中の酸素
によつて燃焼が継続される。

しかして、微粉炭混合気４は一般に、石炭粉砕
機１の運用面から、搬送用空気と微粉炭の混合割
合が重量比で２：１〜４：１の範囲で形成される
ことが多い。従つて、従来の微粉炭焚きボイラで
は、微粉炭混合気４は、搬送用空気／微粉炭（以
下、Ａ／Ｃと略称する）＝２〜４の混合割合で燃
焼に供されている。

発明が解決しようとする問題点 以上述べた微粉炭焚きボイラにおいて、微粉炭
炎１４の着火性は一般に次の４つの条件に適格な
ボイラ程、良好と云える。

(1) 微粉炭中の揮発分が多いこと。

(2) バーナ口への到達熱流束が大きいこと。

(3) 微粉炭混合気４のＡ／Ｃが１に近いこと。

(4) 微粉炭混合気４の噴出速度が小さいこと。

第５図は炉壁に対する炉内からの到達熱流束分
布の実缶における実測例を、また第６図は微粉炭
の火炎伝播速度と微粉炭混合気４のＡ／Ｃとの関
係についての実験結果を示したものである。それ
によると、炉内１０からの到達熱流束は炉側壁中
央部（炉壁中心部）が最大となり、微粉炭の火炎
伝播速度は微粉炭混合気４のＡ／Ｃ≒１で最大と
なる。

しかして、低揮発分炭焚きボイラは、使用燃料
がその名の通り低揮発分炭であり、最初から上記
条件(1)に関しては欠格である故、他の条件(2)，
(3)，(4)に対しては適格であることが望ましい。し
かし、従来のボイラでは、バーナは、第４図に示
す如く、炉本体６の各隈部に設けているが、この
場合第５図に示すようにバーナ部への到達熱流束
が小さい。

一方、バーナ本体７へ送り込まれて来る微粉炭
混合気４のＡ／Ｃは前述した如く石炭粉砕機１の
運用面の制限から一般に２〜４であることが殆ん
どであり、特に低揮発分炭のように着火性が悪い
ものはＡ／Ｃを１に近づけて着火性の向上を図る
必要があるが（第６図参照）、従来のボイラのシ
ステムではそれは不可能である。

また、微粉炭混合気４は火炎伝播速度との関係
上、その噴出速度が遅い程着火しやすくなるが、
従来のボイラの場合、水平に噴射させることが殆
んどで、遅過ぎると微粉炭混合気４中の微粉炭が
タレたり、燃料ノズル８へ堆積したりするため噴
出速度を一定速度以下にすることは不可能であ
る。

以上の結果、従来のボイラのシステムでは、着
火不良により、低揮発分炭焚きは不可能であると
云つた問題点が有る。

問題点を解決するための手段 本発明によるボイラは、以上述べたような従来
の問題点を解決するために、炉本体と、石炭を粉
砕する粉砕機と、粉砕された石炭を微粉炭混合気
として空気輸送する輸送管と、同輸送管に取り付
けられ上記微粉炭混合気を濃微粉炭混合気と淡微
粉炭混合気とに分離するセパレータと、上記炉本
体を構成する側壁中央部に下向きに取り付けられ
た濃微粉炭混合気用ノズルとを有する。

作 用 このような手段によれば、したがつて、濃微粉
炭混合気をＡ／Ｃ≒１となるようにして着火性に
優れた混合気とし、かつこの混合気を下向きに炉
内に噴出してその微粉炭のタレ及びノズルへの堆
積を防止できることから噴出速度を遅くすること
ができる。

実施例 以下第１−２図を参照して本発明の好適な実施
例について詳述する。これらの図において、第３
−４図に示したものと同一の部分には同一の符号
を付して、その詳細な説明は省略する。

しかして、本実施例によれば、バーナ本体７入
口部の微粉炭輸送管５に微粉炭セパレータ２０が
設けられている。このセパレータ２０は石炭粉砕
機１から送られてくる微粉炭混合気４を例えば管
曲がりによる遠心力を利用して濃微粉炭混合気２
１（Ａ／Ｃ≒1.0±0.5）と淡微粉炭混合気２２
（Ａ／Ｃ≒５〜20）とに分離するものである。

そして、これらの濃淡両微粉炭混合気２１及び
２２は、それぞれ、そのノズル２３及び２４によ
つて炉内１０へ噴射される。これらの濃淡両微粉
炭混合気用ノズル２３及び２４は、炉本体６を構
成する側壁中央部にノズル２３を上段及びノズル
２４を下段にしてかつ共に下向き好適にはθ＝５
〜30°で取り付けられていて、それぞれ、濃淡両
微粉炭混合気２１及び２２を炉内１０へ下向きに
噴射するようにしている。また、これらの濃淡両
微粉炭混合気用ノズル２３及び２４の両側には大
容量空気用ノズル２５及び小容量空気用ノズル２
６が取り付けられている。これらのノズル２３，
２４，２５，２６のためのバーナ本体７は、同一
水平面上で炉内１０からの到達熱流束が最大とな
る炉側壁中央部（炉壁中心部）に設置されてお
り、燃焼時におけるバーナ口の受熱量が従来のも
のに比べ格段に増大するよう配慮されている。

次に、ボイラ全体の作用をまとめて説明する。

石炭粉砕機１に送り込まれた石炭２は微粉化さ
れ、同時に送り込まれた搬送用空気（温風）３と
混合して微粉炭混合気４（Ａ／Ｃ＝２〜４）を形
成し、微粉炭輸送管５を通して微粉炭セパレータ
２０へ送り込まれる。

この微粉炭セパレータ２０へ送り込まれた微粉
炭混合気４は濃微粉炭混合気２１（Ａ／Ｃ≒1.0
±0.5）と淡微粉炭混合気２２（Ａ／Ｃ≒５〜20）
とに分けられて、夫々、濃微粉炭輸送管２７及び
淡微粉炭輸送管２８を通してバーナ本体７に組込
まれた濃・淡両微粉炭混合気用ノズル２３，２４
へ送り込まれる。

これらの濃・淡両微粉炭混合気用ノズル２３，
２４は、共に下向き（θ＝５〜30°）にして取付
けられているので、送り込まれて来た濃・淡両微
粉炭混合気２１，２２を炉内１０へ下向きに噴射
する。

一方、燃焼用空気１１は送風機１２により、燃
焼用空気ライン１３を通してバーナ本体７へ送り
込まれる。

このバーナ本体７において、濃・淡両微粉炭混
合気用ノズル２３，２４の両側に大容量空気用ノ
ズル２５と小容量空気用ノズル２６とが装着され
ているが、好適には、火炉水平断面上で見た場
合、大容量空気用ノズル２５は濃・淡両微粉炭混
合気用ノズル２３，２４の噴出方向とバーナ本体
７取付壁面とが成す角度の小さい側に取付けら
れ、微粉炭炎１４が炉壁に衝突して燃焼悪化する
ことの無いように配慮している。

しかして、バーナ本体７へ送り込まれて来た燃
焼用空気１１は大容量空気用ノズル２５、小容量
空気用ノズル２６及び濃・淡両微粉炭混合気用ノ
ズル２３，２４の周囲に設けられた空気噴出部か
ら炉内１０へ噴出される。

炉内１０へ噴射された濃微粉炭混合気２１は図
示されていない着火源によつて着火され、微粉炭
炎１４を形成するが、前述の如く濃微粉炭混合気
２１はＡ／Ｃ≒１であるため、着火良好で、安定
した火炎が形成される。同時に炉内１０へ噴射さ
れた淡微粉炭混合気２２はＡ／Ｃ≫１であるた
め、保炎困難で、それ自身では火炎を形成出来な
いが、その上段に形成された濃微粉炭混合気２１
の火炎によつて燃焼を継続することが出来る。

また、濃微粉炭混合気２１の噴出速度は火炎伝
播速度との関係上、遅い程着火が良くなるが、濃
微粉炭混合気用ノズル２３を下向き（５〜30°）
に設けたことにより、微粉炭のタレ及び濃微粉炭
混合気用ノズル２３への堆積が防止出来て、噴出
速度を従来のボイラの場合よりも遅く設定出来
る。

なお、濃・淡両微粉炭混合気用ノズル２３と２
４とに供給される空気量の比は１：１と設定出来
る。

また、変形例として、淡微粉炭混合気用ノズル
２４は下向きでなくても水平向きに設けてもよ
く、更に濃・淡両微粉炭混合気用ノズル２３と２
４とは上下段ではなくて左右に並べて配置しても
よい。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、微粉炭
輸送管に微粉炭セパレータを組込んで着火性に優
れた濃微粉炭混合気を作りだし、且つ、それを下
向きに噴射させることにより、普通では着火性に
劣り、燃焼困難な低揮発分（20％以下）炭焚きが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるボイラの一例を示す系統
図、第２図は第１図の−線断面図、第３図は
従来のボイラを示す系統図、第４図は第３図の
−線断面図、第５図は炉壁に対する炉内からの
到達熱流束分布を示す図、第６図は微粉炭の火炎
伝播速度と微粉炭混合気の空気量／微粉炭量との
関係を示す図である。 １……石炭粉砕機、２……石炭、３……空気、
４……微粉炭混合気、５……輸送管、６……バー
ナ本体、２０……セパレータ、２１……濃微粉炭
混合気、２２……淡微粉炭混合気、２３……濃微
粉炭混合気用ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炉本体と、石炭を粉砕する粉砕機と、粉砕さ
   れた石炭を微粉炭混合気として空気輸送する輸送
   管と、同輸送管に取り付けられ上記微粉炭混合気
   を濃微粉炭混合気と淡微粉炭混合気とに分離する
   セパレータと、上記炉本体を構成する側壁中央部
   に下向きに取り付けられた濃微粉炭混合気用ノズ
   ルとを有することを特徴とするボイラ。