JPH08121751A - バーナスロート部 - Google Patents

バーナスロート部

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JPH08121751A
JPH08121751A JP25489394A JP25489394A JPH08121751A JP H08121751 A JPH08121751 A JP H08121751A JP 25489394 A JP25489394 A JP 25489394A JP 25489394 A JP25489394 A JP 25489394A JP H08121751 A JPH08121751 A JP H08121751A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリンカの付着、生長を抑制する。 【構成】 バーナ3からの微粉炭を高温の火炉2内に向
けて噴出するために炉壁1に開口され、かつ耐火材20
によりスロート状に形成された開口部4に、その耐火材
20の表面に向けて空気等の冷却体を噴出する噴出口2
3を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はボイラ等の火炉の炉壁に
開口されるバーナスロート部に関するものである。
【0002】
【従来の技術】火炉例えばボイラは、炉内で燃料を燃焼
させ、この燃焼熱により蒸気等を発生させるものであ
る。その炉壁には、図3に示すように、耐火材30でス
ロート状に形成された開口部(バーナスロート部)31
が設けられている。
【0003】バーナスロート部31にはこれを通して高
温(例えば約1200〜1300℃)の炉2内に向けて燃料(微
粉炭)を噴出する微粉炭燃焼バーナ3が設けられてい
る。微粉炭燃焼バーナ3の外筒7の外周には、噴出され
る微粉炭に沿って炉2内へ向けて燃焼用空気を送り込む
ための環状の通風路10が設けられ、この通風路10に
は燃焼用空気の速度分布を変えるためのベーン12が設
けられている。
【0004】従って、微粉炭が微粉炭燃焼バーナ3から
炉2内へ向けて噴出され、油バーナ5によって点火され
て火炎となり炉2内を加熱する。また、この時の燃焼用
空気が通風路3から送り込まれて微粉炭の燃焼を調整し
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のバー
ナスロート部31は、火炉2内が高温例えば約1200〜13
00℃になるため、耐熱性の面からSUSなどの鋼板では
もたないので耐火材30により形成されるが、耐火材3
0であると微粉炭燃焼の場合には燃焼ガス中に浮遊する
融けた灰(燃焼に伴って発生した灰やスラグ)がその表
面に付着、いわゆるクリンカ32が付着・生長する。こ
のようなクリンカ32の付着・生長は、バーナ3の噴霧
角を阻害し、燃焼のアンバランス、及び経時的に生長し
たクリンカ32の脱落による炉壁の損傷などの二次的な
弊害を起こすことから従来から問題視されていた事象で
あり、これを解決する有効な手段はなかった。例えば、
図3に示すように、空気溜33に周方向に所定の間隔を
隔てて火炉2に向かって空気を噴出する噴出ノズル34
を設けることが提案されるが、この場合、空気が正常に
流れていてもクリンカの生成を抑えきれず生長堆積し、
クリンカに貫通孔35ができる程度で時間の経過と共に
噴出ノズル34の閉塞を起す。このため、停缶(ボイラ
停止)時にはクリンカ32落とし及び灰出し作業をかな
らず行わなければならなかった。
【0006】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、クリンカの付
着、生長を抑制することができるバーナスロート部を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のバーナスロート部は、バーナからの微粉炭
を高温の火炉内に向けて噴出するために炉壁に開口さ
れ、かつ耐火材によりスロート状に形成された開口部
に、その耐火材の表面に向けて空気等の冷却体を噴出す
る噴出口を設けたものである。
【0008】
【作用】微粉炭燃焼における耐火材へのクリンカの付着
は火炎(約1200〜1300℃)からうける輻射熱による耐火
材表面温度の上昇が主な要因である。このため、噴出口
から空気等の冷却体を耐火材の表面に向けて噴出するこ
とで、耐火材の表面及びスロート部の雰囲気の温度が低
下するので、クリンカの付着・生長が抑制される
【0009】。
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
【0010】図1及び図2において、1はボイラ等の火
炉2の炉壁を示し、この炉壁1は水管壁によって形成さ
れる。炉壁1には、微粉炭燃焼バーナ3からの微粉炭を
高温の火炉2内に向けて噴出するために開口部(バーナ
スロート部)4が開口されている。
【0011】微粉炭燃焼バーナ3は、中心に設けられた
起動用の油バーナ(重油等の油を燃料とするバーナ)5
と、その油バーナ5の外側に所定の間隔を隔てて配設さ
れ、一次空気を供給する内筒6と、その内筒6の外側に
所定の間隔を隔てて配設され、微粉炭を供給する外筒7
とから主になっており、その外側に油バーナ5の点火を
行うための点火バーナ26が備えられている。内筒6と
外筒7は、ほぼ同軸上に設けられると共に出口側がそれ
ぞれ順次縮径されている。内筒6には一次空気供給管8
が接続されていると共に、外筒7には微粉炭供給管9が
接続されており、一次空気と微粉炭とが混合されて噴出
されるようになっている。
【0012】また、外筒7の先端部外側には、二次空気
を供給する環状の通風路10が設けられ、この通風路1
0は多数のバーナ3(火炉2例えばボイラには通常多数
のバーナ3が備えられている)に空気を分岐して送給す
る空気ダクト10に接続されている。
【0013】通風路10の内部には、多数のバーナベー
ン12が環状に配置され、これらバーナベーン12は、
通風路10に形成されたベーン取付板13にベーン軸1
4を介して回動可能に取り付けられている。また、バー
ナベーン12には回動アーム15が取り付けられ、この
回動アーム15の外側端部間がリンク16によりピンを
介して連結されて環状のリンク機構17が構成されてい
る。前記ベーン軸14の1つが図に示すように駆動軸1
8を介してベーン駆動装置19に連結されており、ベー
ン駆動装置19の駆動によりリンク機構17を介して多
数のバーナベーン12の角度を一斉に変え、バーナベー
ン12相互間の間隔を広げたり狭めたりしてベーン開度
を調整し、バーナ3に供給する空気の旋回力を強くした
り弱くしたりして燃焼状態を変化させることができるよ
うになっている。
【0014】このように、内筒6と外筒7から噴出され
た混合体が、その周囲から供給された二次空気とよく混
合して、高温(例えば約1200〜1300℃)の火炉2内に噴
出(例えば、噴出角度θは約27°である)されるように
なっており、噴出された微粉炭が油バーナ5によって点
火されて火炎となり炉2内を加熱する。これにより、炉
壁1である水管壁内を通るプロセス流体が加熱される。
【0015】炉壁1に開口された開口部4はスロート状
に形成されている。これは、バーナ3側の縮径部4aと
スロート平行部4bとが鋼板(SUS310など)によ
り、火炉側の縮径部4cが耐火材20によりそれぞれ形
成されている。バーナ3側の縮径部4aの内側全周には
空気溜(空気チャンバ)21が形成され、この空気チャ
ンバ21にはスロート冷却用の空気を供給する空気管2
2が接続されており、空気供給装置(図示せず)からフ
ァン等により所定の圧力(例えば 1.1kg/cm2 )になっ
た空気が常時(ボイラ運転時(相当するバーナの運転が
停止しているときでも))空気管22を介して空気チャ
ンバ21に供給されるようになっている。空気管22に
は、経時的な部分付着の抑制および噴出口23の清掃の
ための高圧(例えば4〜7kg/cm2 )のアスピレート用
の空気を供給するアスピレート空気管24が接続されて
いる。アスピレート用の空気は、バーナ3が多数例え
ば20個備えられている場合で、運転されていないバー
ナ3のバーナスロート部4に通じる空気チャンバ21に
例えば5秒間隔で間欠的に供給されると共に、火炉2
(ボイラ)運転停止直後、火炉2内がまだ高温の時に供
給されるようにする。
【0016】また、スロート平行部4bを区画する鋼板
は空気チャンバ21に接続されたリング状の空気噴出管
25の一部として形成されており、スロート平行部4b
とバーナ3側の縮径部4aを区画する鋼板は空気により
常時ほぼ均一に冷却されるようになっている。
【0017】空気噴出管25の噴出口23は、火炉2側
の縮径部4cの表面全周(耐火材20の表面)に向けて
空気を噴出するように形成されており、噴出口23から
の空気によって耐火材20の表面及びスロート部4の雰
囲気が冷却されるようになっている。
【0018】次に本実施例の作用を述べる。
【0019】まず、石炭ミル(図示せず)等により粉砕
された微粉炭がバーナ3の外筒7から噴出されると共
に、内筒6から一次空気が、通風路10から二次空気が
それぞれ噴出され、微粉炭が油バーナ5によって点火さ
れて火炎となり火炉2内を加熱する。これにより、炉壁
1である水管壁内を通るプロセス流体が加熱される。
【0020】この高温(例えば約1200〜1300℃)の火炉
2内では、燃焼に伴って大量の灰が発生し、燃焼ガス中
に融けた灰が浮遊する。このとき、火炉2(火炎)から
うける輻射熱によるバーナスロート部4(耐火材20)
の表面温度が上昇しすぎると、その表面にクリンカが付
着・生長するが、噴出口23から常時空気が耐火材20
の表面(火炉2側の縮径部の全周全面)に向けて噴出さ
れるため、クリンカの付着・生長が抑制される。
【0021】すなわち、噴出口23から常温の空気を耐
火材20の表面に噴出すると、耐火材20の表面が冷却
されて表面温度が低くなると共に、スロート部4の雰囲
気温度が低下する。これにより、溶けた灰がその表面に
衝突すると表面温度が低いので灰が急冷されて固化状態
になると考えられるため、灰が耐火材20に衝突しても
付着、成長しにくくなり、耐火材20へのクリンカの付
着・生長が抑制される。
【0022】また、バーナスロート部4の平行部4bを
鋼板により形成することで、鋼板はクリンカが付着・生
長しにくいので、クリンカの付着範囲を最少限に抑える
ことができる。また、スロート平行部4b及びバーナ3
側の縮径部4aを区画する鋼板は、空気噴出管25及び
空気チャンバ21としても兼ねているため、空気により
常時ほぼ均一に冷却されるので、火炉2内が例えば約12
00〜1300℃の高温となってその輻射熱をうけても、鋼板
の延命を図れる。
【0023】従って、バーナスロート部4の平行部4b
を鋼板により形成すると共に、火炉2側の耐火材20に
より形成される縮径部4cに向けて空気を噴出すること
で、バーナスロート部4へのクリンカの付着・生長を抑
制することができる。これにより、クリンカの付着によ
る火炎の不安定及び複数バーナ相互の燃焼アンバランス
が解消し、安定燃焼の確立を達成できると共に、火炉壁
収熱のアンバランスを解消することができ、クリンカの
付着による二次弊害を軽減することができる。また、バ
ーナスロート部4へのクリンカの付着・生長が抑制され
るので、停缶(ボイラ停止)時における炉壁の清掃(ク
リンカ落とし)及び灰出し作業の工数の低減が図れる。
【0024】さらに、火炉2(ボイラ)運転時であっ
て、運転が停止されているバーナ3のバーナスロート部
4に通じる空気チャンバ21に、例えば5秒間隔で間欠
的に高圧例えば7kg/cm2 のアスピレート用の空気をア
スピレート空気管24及び空気管21を介して供給す
る。これにより、アスピレート用の空気がバーナスロー
ト部4の耐火材20の全周表面に噴出されて、その表面
上に付着しているクリンカが飛散して除去される。ま
た、アスピレート用の空気は、火炉2(ボイラ)運転停
止直後、火炉2内がまだ高温の時に空気チャンバ21に
供給され、バーナスロート部4の耐火材20の全周表面
に噴出される。これにより、バーナスロート部4の耐火
材20の表面上に付着しているクリンカを冷却されて固
着する前に飛散することが可能となる。よって、アスピ
レート用の空気を常備することで、経時的な部分付着の
抑制および噴出口23の清掃を行える。
【0025】なお、本実施例では噴出口から空気を噴出
させて耐火材の表面を冷却したが、耐火材の表面を冷却
することができるならばどのような冷却体でも良く、例
えば蒸気を用いてもよい。
【0026】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、バーナス
ロート部ヘのクリンカの付着・生長を抑制できるという
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の要部の拡大断面図である。
【図3】従来の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 炉壁 2 火炉 3 バーナ 4 開口部 20 耐火材 23 噴出口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナからの微粉炭を高温の火炉内に向
    けて噴出するために炉壁に開口され、かつ耐火材により
    スロート状に形成された開口部に、その耐火材の表面に
    向けて空気等の冷却体を噴出する噴出口を設けたことを
    特徴とするバーナスロート部。
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JP2007512496A (ja) * 2003-11-18 2007-05-17 ヴィトロ グローバル エス.エイ. 微粉燃料用バーナー
JP2019052774A (ja) * 2017-09-13 2019-04-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 クリンカ除去装置、ボイラ及びクリンカ除去方法

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