JPH1089622A - 微粉炭バーナ装置 - Google Patents

微粉炭バーナ装置

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JPH1089622A
JPH1089622A JP23806396A JP23806396A JPH1089622A JP H1089622 A JPH1089622 A JP H1089622A JP 23806396 A JP23806396 A JP 23806396A JP 23806396 A JP23806396 A JP 23806396A JP H1089622 A JPH1089622 A JP H1089622A
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JP
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pulverized coal
furnace
burner
air
secondary air
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JP23806396A
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Shigehiro Miyamae
茂広 宮前
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーナスロートにおける耐火材の周方向上部
位置にクリンカを生じさせないようにする。 【解決手段】 炉壁管13を曲げて耐火材15を打設す
ることにより炉壁3に形成したバーナスロート2と、バ
ーナスロート2の中心に設けられた微粉炭バーナ7と、
エアレジスタ11を介して微粉炭バーナ7外周から火炉
1内に向けて二次空気5を供給する二次空気通路6とを
備えている微粉炭バーナ装置であって、バーナスロート
2に設けられた耐火材15の上部における炉壁管13の
フィン14部に、火炉1内外に連通するスリット22を
形成し、スリット22とエアレジスタ11の上流側の二
次空気通路6との間を空気連通路23にて接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、火炉のバーナスロ
ートに設けられた耐火材にクリンカが付着しないように
した微粉炭バーナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】粉砕機で粉砕した石炭の微粉を一次空気
と混合して微粉炭バーナから噴出させ、外周から二次空
気を供給することにより浮遊燃焼させる微粉炭燃焼は、
従来から広く一般に用いられている石炭の燃焼方式であ
る。
【0003】このような燃焼方式の火炉に使用されてい
る微粉炭バーナ装置の一例を図3に示したボイラについ
て説明すると、1はボイラの火炉、2は火炉1の炉壁3
(側壁)の所定位置に形成されているバーナスロート、
4は図4に示すようにバーナスロート2を通って火炉1
へ燃焼用の二次空気5を供給するための二次空気通路6
を備えたウインドボックスであり、微粉炭バーナ7は、
前記ウインドボックス4を貫通してバーナスロート2の
中心に配置されている。
【0004】前記微粉炭バーナ7は、図4及び図5に示
すようにバーナスロート2の中心部に配置された略円筒
状のもので、長手方向の中間部位から先端側へ向かって
直径が漸減し、且つ先端開口部に、先端に向かって直径
が急減した絞り部を有する三次空気ノズル8と、該三次
空気ノズル8の外周に同心状に配設され、三次空気ノズ
ル8と略相似形で、且つ先端に向かって直径が急減する
絞り部を有する微粉炭ノズル9と、前記三次空気ノズル
8の軸心位置に挿入されたオイルバーナ10とを備えて
いる。
【0005】又、二次空気5の空気量を調整するため
に、前記バーナスロート2とウインドボックス4との間
に形成された二次空気通路6にバーナスロート2の周り
を円形に囲うようにエアレジスタ11を配設し、前記二
次空気5に旋回力を与えるために、前記エアレジスタ1
1の内側の周方向に複数のインナベーン12を配設して
いる。12’は二次空気5のガイドを示す。
【0006】前記バーナスロート2は、炉壁管13をフ
ィン14で接続することにより構成している炉壁3の一
部に、図5に示すように炉壁管13を曲げることによっ
て開口を形成するようにし、更に炉壁管13を曲げた部
分に耐火材15を円形に打設することにより、炉壁管1
3を曲げた部分のシールを行うようにしている。
【0007】図6は、微粉炭バーナ7による微粉炭21
の燃焼状態を示したもので、図示していないミルで粉砕
され一次空気によって搬送されてきた微粉炭21を、微
粉炭ノズル9に供給して微粉炭ノズル9の先端から火炉
1内に噴出し、ウインドボックス4から二次空気通路6
を通りインナベーン12により旋回力Fが与えられて火
炉1内に供給される二次空気5と混合して燃焼する。
【0008】上記火炉1においては、図4に示すよう
に、バーナスロート2外周の火炉1内に面している耐火
材15の露出部15aにおける特に周方向上部位置にク
リンカ16が生成することが知られており、このクリン
カ16が成長すると二次空気5の流通や微粉炭21の燃
焼を阻害する問題を生じ、更には図3に示すように、成
長したクリンカ16が脱落して火炉1下部の冷却水17
を入れたクリンカホッパ18に落下し、落下したクリン
カ16がクリンカホッパ18の灰出口19を塞いでしま
うことにより排出ゲート20を開けてもクリンカ16を
排出することができなくなるという問題を有していた。
クリンカホッパ18の灰出口19が閉塞された場合に
は、火炉1の運転を停止して閉塞したクリンカ16を除
去する必要があった。
【0009】前記クリンカ16は、微粉炭バーナ7の燃
焼を行っている間は殆んど成長することがなく、自身の
微粉炭バーナ7の燃焼が停止していて、他の微粉炭バー
ナ7の燃焼が行われている時に成長することが判明し
た。
【0010】通常、微粉炭バーナ7により微粉炭21の
燃焼が行われると、図3に示すように、火炉1内には、
火炉1中心部を上昇した後、火炉1の炉壁3に沿って下
降する循環流Sが生じ、この循環流Sは多量の灰を伴っ
て流動している。
【0011】図4は微粉炭バーナ7の燃焼を停止した状
態を示したものであるが、微粉炭バーナ7の燃焼を停止
した場合にも、他の微粉炭バーナ7の燃焼が行われてい
る間は他の微粉炭バーナ7の燃焼による高温ガスの作用
によって当該微粉炭バーナ7が焼損するのを防止する目
的で、少量の二次空気5(微粉炭バーナ7の燃焼時の約
1/10程度)を停止している当該微粉炭バーナ7に流
すようにしている。図4中破線A1は、上記したように
微粉炭バーナ7に少量流している時の二次空気5の流速
分布を示している。
【0012】前記循環流Sは、多量の灰を伴って炉壁3
内面に沿って下降した後、バーナスロート2から噴出さ
れる二次空気5によって火炉1内に向けられるが、前記
したように微粉炭バーナ7の燃焼が停止されてバーナス
ロート2から少量の二次空気流量が噴出されている時に
は、循環流Sが図4中矢印S1で示すようにバーナスロ
ート2の上縁付近まで下降するようになり、このために
高温となっている耐火材15の露出部15aにおける周
方向上部位置に、循環流S1中の灰が融着してクリンカ
16を生成するようになる。
【0013】クリンカ16は、経時的に実線の状態から
一点鎖線、二点鎖線のように成長し、このクリンカ16
の成長に伴って循環流Sの向きもS1,S2,S3によう
に変化する。
【0014】尚、図6に示したように微粉炭バーナ7に
よる微粉炭21の燃焼が継続されている状態では、二次
空気5の流量が多く、しかもインナベーン12によって
大きな旋回力Fを与えているために、流速分布を破線A
2で示しているように、外周部分において二次空気5の
流速が大きくなっていると共に、この流速が大きい部分
が径方向に広がっている。このために、前記炉壁3に沿
って下降してくる循環流Sが耐火材15の付近に達する
以前に火炉1内方に向きを変えられてしまい、このため
に循環流Sに含まれた灰が耐火材15の火炉1内面の高
温となっている露出部15aにおける上部位置に融着す
ることが防止され、よって微粉炭バーナ7の燃焼が継続
している間は、図4に示したようなクリンカ16の成長
の問題は生じない。
【0015】従って、ボイラの起動、停止、及び低負荷
での運転等によって、一部の微粉炭バーナ7のみの燃焼
が行われて他の微粉炭バーナ7の燃焼が停止されるとい
う運転が繰返されることによって、図4に示したような
クリンカ16が成長することになる。
【0016】上記したようにクリンカ16が成長する
と、従来は、火炉1の運転を休止した後、火炉1が冷え
るのを待って火炉1の炉壁3に設けたマンホール(図示
せず)を開け、該マンホールからクリンカ16の堆積を
確認し、長尺のパイプ等の機械的な用具を使用して人力
によりクリンカ16を突き崩すなどの作業を行って、ク
リンカ16を除去している。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たクリンカ16の除去作業では、設備の運転中に行なう
ことができず、設備の運転を休止して火炉1の冷却を待
たなければならないので、時間的な損失が大きく、しか
も、人力によるために作業員の負担も大きい等の問題が
あった。
【0018】本発明は、前述の実情に鑑み、バーナスロ
ートにおける耐火材の周方向上部位置にクリンカを生じ
させないようにした微粉炭バーナ装置を提供することを
目的としてなしたものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、炉壁管を曲げ
て耐火材を打設することにより炉壁に形成したバーナス
ロートと、該バーナスロートの中心に設けられた微粉炭
バーナと、エアレジスタを介して前記微粉炭バーナ外周
から火炉内に向けて二次空気を供給する二次空気通路と
を備えている微粉炭バーナ装置であって、バーナスロー
トに設けられた耐火材の上部における炉壁管のフィン部
に、火炉内外に連通するスリットを形成し、該スリット
と前記エアレジスタの上流側の二次空気通路との間を空
気連通路にて接続したことを特徴とする微粉炭バーナ装
置、に係るものである。
【0020】本発明の微粉炭バーナ装置によれば、バー
ナスロートの耐火材の上部のフィンに、火炉内外に連通
するスリットを形成し、該スリットを二次空気通路にお
けるエアレジスタの上流側位置と連通させる空気連通路
を設けた構成としているので、微粉炭バーナの燃焼を停
止したとき、二次空気の一部を空気連通路及びスリット
を介して火炉内に横方向に噴射させることにより、この
噴射流によって、炉壁に沿って下降してくる循環流を耐
火材の付近に達する以前に火炉内方に向きを変えさせる
ことができ、よって循環流に含まれる灰が耐火材の内面
上部位置に融着するのを防止してクリンカの発生を防止
することができる。
【0021】また、空気連通路に開閉ダンパを備えてお
くと、微粉炭バーナにより微粉炭の燃焼を行う際に、開
閉ダンパを閉じておくことにより、スリットを通って二
次空気の一部が火炉内に流入しないようにすることがで
きる。
【0022】
【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。
【0023】図1及び図2は本発明を実施する形態の一
例であって、図中、図3〜図6と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしている。
【0024】図1及び図2に示すように、バーナスロー
ト2に設けられた耐火材15の上部における炉壁3を構
成している炉壁管13のフィン14部に、火炉1内外に
連通するようにしたスリット22を形成し、該スリット
22を、二次空気通路6におけるエアレジスタ11の上
流側位置と連通させるようにした空気連通路23を設け
る。
【0025】図2では、耐火材15の上部位置において
複数のフィン14(3箇所)にスリット22を形成し、
更に炉壁3のウインドボックス4側の外面に、前記各ス
リット22に連通するようにした空気室24を形成し、
該空気室24をパイプ等からなる空気連通路23により
前記二次空気通路6におけるエアレジスタ11の上流側
位置に接続している。
【0026】又、前記空気連通路23に、該空気連通路
23に対する二次空気5の流れを止めたり流したりでき
るようにする開閉ダンパ25を備えている。
【0027】次に、上記図示例の作動について説明す
る。
【0028】図1は微粉炭バーナ7の燃焼を停止した状
態を示しており、図示しない他の微粉炭バーナ7は燃焼
を行っている場合を示している。
【0029】エアレジスタ11を閉じる方向に絞り込
み、同時に空気連通路23の開閉ダンパ25を全開にす
る。
【0030】すると、ウインドボックス4からの二次空
気5の一部が、空気連通路23、空気室24及び炉壁3
のフィン14に形成されたスリット22を介して火炉1
内に横方向に噴射流5aとなって噴射される。
【0031】この時、前記スリット22は耐火材15の
上縁より上部に設けられているので、前記スリット22
から噴出されている噴射流5aの清浄な二次空気5によ
って、前記炉壁3に沿って下降してくる循環流Sが耐火
材15の付近に達する以前に火炉1内方に向きを変えら
れることになり、よって循環流Sに含まれる灰が耐火材
15の火炉1内に面した高温となっている露出部15a
の周方向上部位置に融着することが防止され、これによ
って図4に示したように耐火材15にクリンカ16が成
長するのを防止できる。
【0032】尚、上記において、バーナスロート2に微
粉炭バーナ7を焼損させない最低流量の二次空気5が供
給されるようにしておくことは勿論である。A1はバー
ナスロート2に最低流量の二次空気5が供給された時の
流速分布の例を示している。
【0033】また、図1の微粉炭バーナ7により図6に
示したように微粉炭21の燃焼を行う際には、前記空気
連通路23の開閉ダンパ25を閉じておく。すると、ス
リット22を通って二次空気5の一部が火炉1内に流入
されるのを防止して、二次空気の全てをバーナスロート
2に供給することができる。この微粉炭バーナ7の燃焼
時は、図6に示したように、二次空気5の流量が多くし
かも旋回力Fが与えられて径方向に広がって供給される
ことによって、炉壁3に沿って下降してくる循環流Sが
耐火材15の付近に達する以前に火炉1内方に向きを変
えられることになるため、前記スリット22からの噴射
流5aがなくても、循環流Sに含まれた灰が耐火材15
の内面の高温となっている露出部15aの上部位置に融
着することはなく、クリンカ16の発生が防止される。
尚、微粉炭バーナ燃焼中に空気連通路23を併用利用し
ても何等支障がない。バーナ中心に供給される空気量が
少な目になるがスリット22による空気供給で低NOx
燃焼である2段燃焼的な運用に類似するだけである。
【0034】尚、本発明の微粉炭バーナ装置は上述した
形態例にのみ限定されるものではなく、スリット22の
形状、位置、設置数等は種々変更し得ること、微粉炭バ
ーナ7の燃焼時に二次空気の一部がスリット22から火
炉1内に供給されても問題を生じない場合には開閉ダン
パ25を省略してもよいこと、その他本発明の要旨を逸
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。
【0035】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の微粉炭バー
ナ装置によれば、バーナスロートの耐火材の上部のフィ
ンに、火炉内外に連通するスリットを形成し、該スリッ
トを二次空気通路におけるエアレジスタの上流側位置と
連通させる空気連通路を設けた構成としているので、微
粉炭バーナの燃焼を停止したとき、二次空気の一部を空
気連通路及びスリットを介して火炉内に横方向に噴射さ
せることにより、この噴射流によって、炉壁に沿って下
降してくる循環流を耐火材の付近に達する以前に火炉内
方に向きを変えさせることができ、よって循環流に含ま
れる灰が耐火材の内面上部位置に融着するのを防止して
クリンカの発生を防止することができるという優れた効
果を奏し得る。
【0036】また、空気連通路に開閉ダンパを備えてお
くと、微粉炭バーナにより微粉炭の燃焼を行う際に、開
閉ダンパを閉じておくことにより、スリットを通って二
次空気の一部が火炉内に流入しないようにすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す切断側面図で
ある。
【図2】図1のII方向矢視図である。
【図3】従来のボイラの火炉の一例を示す切断側面図で
ある。
【図4】従来の微粉炭バーナ装置の切断側面図である。
【図5】図4のV方向矢視図である。
【図6】図4の微粉炭バーナ装置の燃焼状態を示す切断
側面図である。
【符号の説明】
1 火炉 2 バーナスロート 3 炉壁 5 二次空気 6 二次空気通路 7 微粉炭バーナ 11 エアレジスタ 13 炉壁管 14 フィン 15 耐火材 22 スリット 23 空気連通路 25 開閉ダンパ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉壁管を曲げて耐火材を打設することに
    より炉壁に形成したバーナスロートと、該バーナスロー
    トの中心に設けられた微粉炭バーナと、エアレジスタを
    介して前記微粉炭バーナ外周から火炉内に向けて二次空
    気を供給する二次空気通路とを備えている微粉炭バーナ
    装置であって、バーナスロートに設けられた耐火材の上
    部における炉壁管のフィン部に、火炉内外に連通するス
    リットを形成し、該スリットと前記エアレジスタの上流
    側の二次空気通路との間を空気連通路にて接続したこと
    を特徴とする微粉炭バーナ装置。
  2. 【請求項2】 空気連通路に開閉ダンパを備えたことを
    特徴とする請求項1記載の微粉炭バーナ装置。
JP23806396A 1996-09-09 1996-09-09 微粉炭バーナ装置 Pending JPH1089622A (ja)

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