JPH10325510A - 加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起動用バーナの着火に失敗しても、安全に再
着火し得るようにした加圧流動床ボイラの起動用バーナ
装置を提供する。 【解決手段】 流動床ボイラ３の散気管５に接続された
連通管９に前端が接続されたバーナケーシング１１を備
え、バーナケーシング１１の内部に、前端に前部排気筒
１２を取付けた燃焼筒１３を備え、燃焼筒１３の後端部
に、軽油１５を供給し圧縮空気１９により燃焼筒１３内
に燃料を噴出するようにしたバーナ本体２０を備え、バ
ーナケーシング１１に、燃焼筒１３の外周に加圧空気Ａ
を導入する加圧空気導入口２１を備えると共に、前部排
気筒１２の外周に加圧空気Ａを導入するバイパス空気導
入口２２を備えている起動用バーナ装置であって、バー
ナケーシング１１における燃焼筒１３の外側位置に、不
活性ガス開閉弁３２を備えた不活性ガス導入管３３を接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧流動床ボイラ
の起動用バーナ装置に関するものである。より詳しく
は、起動用バーナを安全に再着火し得るようにした加圧
流動床ボイラの起動用バーナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在開発中の加圧流動床ボイラの一例を
図２を用いて説明する。

【０００３】図示しないコンプレッサからの加圧空気Ａ
を加圧空気管１により供給することにより内部を加圧状
態にされた圧力容器２の中には、流動床ボイラ３が設け
られている。

【０００４】該流動床ボイラ３内の下部には、図２中左
右方向へ延びて上方へ空気などの加圧用ガス４を噴出す
るようにした散気管５が前後に複数並設されている。

【０００５】更に、流動床ボイラ３内における散気管５
の上部には、石炭粒或いは石炭スラリ等の燃料を供給す
る燃料供給管６と、ボイラ水を通すようにした伝熱管７
が配設されると共に、燃料供給管６や伝熱管７の上部に
達するレベルにまで石灰石等の脱硫材や砂等を混合した
ベッド材８が装入されている。

【０００６】前記散気管５は、ほぼ水平な連通管９を介
して横向きに設けられた起動用バーナ１０に接続されて
いる。

【０００７】起動用バーナ１０は、前記連通管９に前端
が接続されたバーナケーシング１１を備えており、該バ
ーナケーシング１１の内部には、前端に前部排気筒１２
が取付けられていて多孔材により構成された燃焼筒１３
が備えられており、該燃焼筒１３の後端中心部には、軽
油１５を開閉弁１７により供給し、開閉弁１８により供
給される圧縮空気１９により燃焼筒１３内に燃料を噴出
するようにしたバーナ本体２０が備えられている。

【０００８】更に、前記バーナケーシング１１には、前
記燃焼筒１３の外周に燃焼用の加圧空気Ａを導入するた
めの加圧空気導入口２１を備えていると共に、前記燃焼
筒１３の外周と仕切壁１２ａで区画された前部排気筒１
２の外周に、加圧空気Ａをバイパスさせて導入するため
のバイパス空気導入口２２を備えている。

【０００９】前記起動用バーナ１０には、先端が前記バ
ーナケーシング１１を貫通して燃焼筒１３の内部まで延
びるように抜き差しできる点火装置２３が備えられてい
ると共に、燃焼筒１３を外側から監視して着火を確認す
るようにした火炎検出器２４をバーナケーシング１１に
取付けている。

【００１０】前記加圧空気導入口２１は空気導管２５を
介して前記圧力容器２に接続されており、空気導管２５
の途中にはモータなどの駆動装置２６によって開度が調
整されるようにしたバタフライ弁などのダンパ２７が備
えられている。

【００１１】また、前記空気導管２５におけるダンパ２
７の上流位置と前記バイパス空気導入口２２との間には
バイパス空気導管２８が接続されており、該バイパス空
気導管２８の途中にはモータなどの駆動装置２９によっ
て開度を調整されるようにしたバタフライ弁などのバイ
パスダンパ３０が備えられている。更に、前記空気導管
２５における前記バイパス空気導管２８の接続位置より
上流には、流量計３１が設けられている。

【００１２】前記流動床ボイラ３を駆動するには、先
ず、外部の図示しないコンプレッサを駆動して、圧力容
器２内へ加圧空気Ａを供給する。すると、加圧空気Ａに
よって、圧力容器２内の圧力が高められ、加圧空気Ａの
一部は、圧力容器２の上部に接続された空気導管２５へ
入ることになる。

【００１３】そして、駆動装置２６によりダンパ２７を
開けると共に、駆動装置２９によりバイパスダンパ３０
を開けることにより、ほとんどの加圧空気Ａが、起動用
バーナ１０、連通管９を介して散気管５に送られるよう
にする。

【００１４】この状態で、前記ダンパ２７とバイパスダ
ンパ３０の開度を調節して加圧空気導入口２１から燃焼
筒１３の外周に供給される加圧空気Ａを調節した状態
で、開閉弁１７と開閉弁１８を開けてバーナ本体２０に
起動着火のための軽油１５と圧縮空気１９を供給して噴
射させ、点火装置２３で点火することにより、軽油１５
を燃焼筒１３内で燃焼させる。この時、軽油１５の燃焼
が確実に行われたことを火炎検出器２４で確認する。

【００１５】軽油１５の燃焼が確認されたら、軽油１５
の供給量を増加させ、これと同時に加圧空気導入口２１
から燃焼筒１３に供給される加圧空気Ａの流量を増加す
るように前記ダンパ２７の開度を大きくし、バイパスダ
ンパ３０の開度を絞る方向に制御する。

【００１６】前記起動用バーナ１０の燃焼筒１３で燃焼
した高温の排ガスは、前部排気筒１２及び連通管９を介
して散気管５に導かれ、散気管５から上方へと噴射させ
られて、ベッド材８が加熱される。

【００１７】上記により、ベッド材８が所定の温度まで
加熱されたら、起動用バーナ１０への軽油１５の供給を
停止し、バイパスダンパ３０を開くと共に、ダンパ２７
を閉じることにより、全ての加圧空気Ａをバイパス空気
導入口２２及び連通管９を介して散気管５へ送るように
する。この時、加熱されたベッド材８に多量の加圧空気
Ａが供給されて加圧空気Ａが急激な加熱によって膨張す
ることによりベッド材８の流動（バブリング）が行われ
て流動層が形成される。

【００１８】この状態で、燃料供給管６からベッド材８
の内部に石炭粒或いは石炭スラリ等の燃料を供給する
と、供給された燃料は流動層の中で撹拌されつつ、流動
層の熱で効率良く燃焼されることとなる。上記したよう
に形成された流動層により、内部に配設された伝熱管７
内を流れるボイラ水などが加熱されて蒸気が発生され
る。一方、流動床ボイラ３を出た燃焼ガスは、図示しな
い外部のタービンを駆動し、該タービンに接続された前
記コンプレッサを駆動して、圧力容器２内へ加圧空気Ａ
を供給するようになる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように加圧流動床ボイラを起動する際に、起動用バー
ナ１０に供給される軽油１５への着火が不点火となる場
合が生じていた。

【００２０】即ち、バーナ本体２０に供給される軽油１
５の量と加圧空気導入口２１から導入される加圧空気Ａ
との比率が最適な状態からずれていたり、また点火装置
２３の火花の状態が悪かったり、或いはバーナ本体２０
から噴出される軽油１５の噴射流と点火装置２３の火花
の位置とがずれていたりした場合に、着火が行われない
ことがある。

【００２１】このように軽油１５の着火が不着火となっ
た場合には、着火されなかったことを火炎検出器２４に
よって知ることができるので、直ちに開閉弁１７を閉じ
て軽油１５の供給を停止するが、その時には既に数リッ
トルもの軽油１５がバーナ本体２０の先端から燃焼筒１
３内に吹き出されており、吹き出された軽油１５は燃焼
筒１３を通ってバーナケーシング１１の底部に溜まるこ
とになり、この時底部に溜まった軽油１５’は揮発性な
ので、そのままにしておくと、気化して可燃ガスが起動
用バーナ１０の内部に充満するようになる。

【００２２】そして、この可燃ガスの濃度が十分に薄ま
らないうちに起動用バーナ１０を誤って再着火してしま
うと、可燃ガスに引火して激しく燃焼するおそれがあ
り、起動用バーナ１０を損傷する虞れがある。

【００２３】本発明は、上述の実情に鑑み、起動用バー
ナの不着火が生じても、安全に再着火し得るようにした
加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置を提供することを
目的とするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、流動床ボイラの散気管に接続された連通管に前端が
接続されたバーナケーシングを備え、該バーナケーシン
グの内部に、前端に前部排気筒を取付けた燃焼筒を備
え、該燃焼筒の後端部に、軽油を供給し圧縮空気により
燃焼筒内に燃料を噴出するようにしたバーナ本体を備
え、前記バーナケーシングに、前記燃焼筒の外周に加圧
空気を導入する加圧空気導入口を備えると共に、前部排
気筒の外周に加圧空気を導入するバイパス空気導入口を
備えている加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置であっ
て、前記バーナケーシングにおける燃焼筒の外側位置
に、不活性ガス開閉弁を備えた不活性ガス導入管を接続
したことを特徴とする加圧流動床ボイラの起動用バーナ
装置、に係るものである。

【００２５】請求項２に記載の発明は、不活性ガス導入
管に加熱器を備えていることを特徴とする請求項１に記
載の加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置、に係るもの
である。

【００２６】請求項３に記載の発明は、燃焼筒と散気管
との間の経路に、ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一
酸化炭素濃度検出器を設け、不着火信号の入力により不
活性ガス開閉弁を開作動し、一酸化炭素濃度検出器によ
る一酸化炭素の検出濃度が設定値以下になった時に不活
性ガス開閉弁を閉作動する制御器を備えたことを特徴と
する請求項１又は２に記載の加圧流動床ボイラの起動用
バーナ装置、に係るものである。

【００２７】請求項１に記載の発明では、加圧流動床ボ
イラを起動する際に、起動用バーナに供給される軽油へ
の着火が不着火となり軽油がバーナケーシングの内底部
に溜まっても、バーナケーシングの内底部に溜まった軽
油を不活性ガスの供給により除去するようにしているの
で、その後に再びバーナ本体から軽油を噴射させて着火
を行う場合に、気化した可燃ガスが急激に燃焼するよう
なことがなくなり、再着火時の安全性を高めることがで
きる。

【００２８】請求項２に記載の発明では、不活性ガス供
給源の不活性ガスを起動用バーナに供給する際に、加熱
器により不活性ガスを加熱するようにしているので、バ
ーナケーシングの内底部に溜まった軽油の気化を促進さ
せて溜まった軽油を除去するための時間を短縮できる。

【００２９】請求項３に記載の発明では、不着火信号の
入力により不活性ガス開閉弁を開作動し、バーナケーシ
ングの内底部に溜まった軽油の除去が終了したことを一
酸化炭素濃度検出器により自動的に検出して不活性ガス
開閉弁を閉作動するようにした制御器を備えているの
で、起動用バーナを再起動させるまでの時間を短縮する
ことができると共に、不活性ガスの使用量を低減でき
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００３１】図１は本発明の実施の形態例を示したもの
で、不活性ガスとして窒素ガスを用いた場合を示してい
る。加圧流動床ボイラに備えられている起動用バーナ１
０において、該起動用バーナ１０を構成しているバーナ
ケーシング１１における燃焼筒１３の外側上部位置に、
窒素ガス開閉弁（不活性ガス開閉弁）３２を備えた窒素
ガス導入管（不活性ガス導入管）３３を接続し、該窒素
ガス導入管３３を窒素ガス供給源（不活性ガス供給源）
３４に接続して、該窒素ガス供給源３４からの窒素ガス
（不活性ガス）３５を、窒素ガス導入管３３に備えた窒
素ガス開閉弁３２の開閉によって前記起動用バーナ１０
に供給できるようにしている。

【００３２】また、前記窒素ガス導入管３３に、窒素ガ
ス供給源３４からの窒素ガス３５を加熱するようにした
加熱器３６を備えている。

【００３３】前記窒素ガス供給源３４としては、窒素ガ
スボンベ等としてもよく、また、前記したような加圧流
動床ボイラにおいては、一般に流動床ボイラ３の停止時
に燃料供給管６内の燃料をパージして窒素ガスによる置
換を行ったり、或いは石炭バンカに窒素ガス供給管を埋
設して石炭の自然発火を防止する等の方法が実施されて
おり、このような箇所への窒素ガスの供給を、空気を取
入れて高濃度の窒素ガスを製造する窒素ガス製造装置を
備えて行っているので、この窒素ガス製造装置で製造し
た窒素ガスを用いることもできる。

【００３４】また、不活性ガスとしては、上記した窒素
ガス以外に、他の駆動されているボイラ等からの排ガス
を利用することもできる。

【００３５】図１に示した構成において、加圧流動床ボ
イラを起動する際に、起動用バーナ１０に供給される軽
油１５への着火が不着火に終った場合には、火炎検出器
２４によって着火されなかったことが検出され、直ちに
開閉弁１７が閉じられることにより軽油１５の供給が停
止される。

【００３６】しかし、この時には既に数リットルもの軽
油１５がバーナ本体２０の先端から燃焼筒１３内に吹き
出されてバーナケーシング１１の底部に溜まっているの
で、前記火炎検出器２４により検出された軽油１５への
不着火に基づいて、窒素ガス開閉弁３２を開けて窒素ガ
ス供給源３４の窒素ガス３５を燃焼筒１３の外周に供給
する。窒素ガス３５の供給を所定時間行うことにより、
前記バーナケーシング１１の底部に溜まっていた軽油１
５’を蒸発させてバーナケーシング１１の底部から除去
する。上記バーナケーシング１１に溜まった軽油１５’
を総て除去することができたら、窒素ガス開閉弁３２を
閉じて窒素ガス３５の供給を停止する。

【００３７】上記したように、加圧流動床ボイラを起動
する際に、起動用バーナ１０に供給される軽油１５への
着火が不着火に終って軽油１５’がバーナケーシング１
１の内底部に溜まっても、前記したように溜まった軽油
１５’を窒素ガス３５の供給によって除去するようにし
ているので、その後に再びバーナ本体２０から軽油１５
を噴射させて着火を行う場合に、気化した可燃ガスが急
激に燃焼するようなことがなくなり、再着火時の安全性
を高めることができる。

【００３８】また、窒素ガス供給源３４の窒素ガス３５
を起動用バーナ１０に供給する際に、前記加熱器３６に
よって窒素ガス３５を加熱すれば、バーナケーシング１
１内底部に溜まった軽油１５’の気化を促進させて溜ま
った軽油１５’を除去するための時間を短縮することが
できる。

【００３９】また、図１においては、前記軽油１５の不
着火によってバーナケーシング１１内底部に溜まった軽
油１５’の除去作業を自動的に行わせるための装置を備
えている。

【００４０】即ち、燃焼筒１３と散気管５との間の経
路、例えば連通管９に、該連通管９の内部を通るガス中
の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度検出器３７
を設け、該一酸化炭素濃度検出器３７による一酸化炭素
の検出濃度３８を入力すると共に、前記火炎検出器２４
によって得られる不着火信号３９を入力するようにした
制御器４０を備えており、該制御器４０に不着火信号３
９が入力されることにより窒素ガス開閉弁３２を開作動
し、バーナケーシング１１の内底部に溜まった軽油１
５’の除去が終了して一酸化炭素濃度検出器３７からの
一酸化炭素の検出濃度３８が設定値以下になった時に窒
素ガス開閉弁３２を閉じるようにしている。

【００４１】上記構成によれば、加圧流動床ボイラを起
動する際に、起動用バーナ１０に供給される軽油１５へ
の着火が不着火に終ったことが火炎検出器２４によって
検出されると、不着火信号３９が制御器４０に入力され
ることにより、制御器４０は窒素ガス開閉弁３２を開け
るように作動し、これにより窒素ガス供給源３４の窒素
ガス３５が起動用バーナ１０に供給される。

【００４２】前記窒素ガス３５の供給によりバーナケー
シング１１の内底部に溜まった軽油１５’が気化されて
可燃ガス（一酸化炭素）となり、この一酸化炭素が窒素
ガス３５と共に連通管９を流れることにより、窒素ガス
３５中の一酸化炭素の濃度が一酸化炭素濃度検出器３７
により検出される。この時の一酸化炭素の検出濃度３８
は高い値を示している。

【００４３】前記バーナケーシング１１内底部に溜まっ
た軽油１５’が気化により減少してなくなると、前記一
酸化炭素濃度検出器３７による一酸化炭素の検出濃度３
８が急激に小さくなるので、上記一酸化炭素の検出濃度
３８が設定値以下になると、制御器４０は前記窒素ガス
開閉弁３２を自動的に閉めるように作動する。

【００４４】従って、上記によれば、バーナケーシング
１１の内底部に溜まった軽油１５’の除去が終了したこ
とを自動的に検出して窒素ガス３５の供給を停止するの
で、起動用バーナ１０を再起動させるまでの時間を短縮
することができると共に、窒素ガス３５の使用量も低減
することができる。

【００４５】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、加圧流
動床ボイラを起動する際に、起動用バーナに供給される
軽油への着火が不着火に終り軽油がバーナケーシングの
内底部に溜まっても、バーナケーシングの内底部に溜ま
った軽油を不活性ガスの供給により除去するようにして
いるので、その後に再びバーナ本体から軽油を噴射させ
て着火を行う場合に、気化した可燃ガスが急激に燃焼す
るようなことがなくなり、再着火時の安全性を高めるこ
とができる効果がある。

【００４７】請求項２に記載の発明によれば、不活性ガ
ス供給源の不活性ガスを起動用バーナに供給する際に、
加熱器により不活性ガスを加熱するようにしているの
で、バーナケーシングの内底部に溜まった軽油の気化を
促進させて溜まった軽油を除去するための時間を短縮で
きる効果がある。

【００４８】請求項３に記載の発明によれば、不着火信
号の入力により不活性ガス開閉弁を開作動し、バーナケ
ーシングの内底部に溜まった軽油の除去が終了したこと
を一酸化炭素濃度検出器により自動的に検出して不活性
ガス開閉弁を閉作動するようにした制御器を備えている
ので、起動用バーナを再起動させるまでの時間を短縮す
ることができると共に、窒素ガスの使用量を低減できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の概略側断面図である。

【図２】従来の加圧流動床ボイラにおける起動用バーナ
装置の一例を示す概略側断面図である。

【符号の説明】

３ 流動床ボイラ ５ 散気管 ９ 連通管 １１ バーナケーシング １２ 前部排気筒 １３ 燃焼筒 １５ 軽油 １９ 圧縮空気 ２０ バーナ本体 ２１ 加圧空気導入口 ２２ バイパス空気導入口 ３２ 窒素ガス開閉弁（不活性ガス開閉弁） ３３ 窒素ガス導入管（不活性ガス導入管） ３６ 加熱器 ３７ 一酸化炭素濃度検出器 ３８ 検出濃度 ３９ 不着火信号 ４０ 制御器 Ａ 加圧空気

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動床ボイラの散気管に接続された連通
   管に前端が接続されたバーナケーシングを備え、該バー
   ナケーシングの内部に、前端に前部排気筒を取付けた燃
   焼筒を備え、該燃焼筒の後端部に、軽油を供給し圧縮空
   気により燃焼筒内に燃料を噴出するようにしたバーナ本
   体を備え、前記バーナケーシングに、前記燃焼筒の外周
   に加圧空気を導入する加圧空気導入口を備えると共に、
   前部排気筒の外周に加圧空気を導入するバイパス空気導
   入口を備えている加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置
   であって、前記バーナケーシングにおける燃焼筒の外側
   位置に、不活性ガス開閉弁を備えた不活性ガス導入管を
   接続したことを特徴とする加圧流動床ボイラの起動用バ
   ーナ装置。
2. 【請求項２】 不活性ガス導入管に加熱器を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の加圧流動床ボイラの
   起動用バーナ装置。
3. 【請求項３】 燃焼筒と散気管との間の経路に、ガス中
   の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度検出器を設
   け、不着火信号の入力により不活性ガス開閉弁を開作動
   し、一酸化炭素濃度検出器による一酸化炭素の検出濃度
   が設定値以下になった時に不活性ガス開閉弁を閉作動す
   る制御器を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記
   載の加圧流動床ボイラの起動用バーナ装置。