JPH1163471A - 石炭焚ボイラ設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微粉炭ミルからボイラ火炉に到るまでの間に
おける微粉炭の発火を確実に防止する。 【解決手段】 ボイラ火炉１の排ガス２から空気予熱器
５により廃熱回収して前記ボイラ火炉１へ供給する燃焼
空気１１を予熱するようにした石炭焚ボイラ設備におい
て、前記空気予熱器５を経た排ガス２の一部を分流して
微粉炭の搬送ガス２’として微粉炭ミル１３に導く排ガ
ス分岐ライン１７と、前記空気予熱器５へ送られる燃焼
空気１１の一部を分流して前記排ガス分岐ライン１７の
途中に合流する混合空気ライン１８と、前記排ガス分岐
ライン１７及び混合空気ライン１８に搬送ガス２’に対
する空気１１の混合比率を調整し得るよう夫々設けられ
た温度調整ダンパ２１，２２と、前記排ガス分岐ライン
１７に空気１１混合後の搬送ガス２’の流量を調整し得
るよう設けられた流量調整ダンパ２３と、前記排ガス分
岐ライン１７の温度調整ダンパ２１の上流側に設けられ
たダクトバーナ２４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭焚ボイラ設備
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来における石炭焚ボイラ設備の
一例を示すもので、ボイラ火炉１から排出された排ガス
２が、エコノマイザ（給水予熱器）３、脱硝装置４、空
気予熱器５、集塵機６、誘引通風機７、脱硫装置８を順
次経た後に煙突９に導かれて大気に排出されるようにな
っている。

【０００３】一方、押込通風機１０により大気中から取
り込まれた空気１１の一部が、予熱器導入ライン１１Ａ
を介し空気予熱器５へと導かれて脱硝装置４を経た後の
高温の排ガス２との熱交換により予熱され、燃焼空気
（二次空気）として火炉導入ライン１１Ｂを介しボイラ
火炉１に導かれてバーナやオーバーエアポートに供給さ
れるようになっており、また、残りの空気１１は、前記
予熱器導入ライン１１Ａの途中から分岐したミル導入ラ
イン１１Ｃを介しプライマリーエアファン１２によりブ
ーストアップされて微粉炭ミル１３へと導かれ、該微粉
炭ミル１３で粉砕された微粉炭を微粉炭搬送ライン１３
Ａを介しボイラ火炉１のバーナへと搬送する搬送空気
（一次空気）として利用されるようになっている。

【０００４】更に、前記空気予熱器５を経た後の昇温し
た空気１１の一部は、前記火炉導入ライン１１Ｂの途中
から分岐した連絡ライン１１Ｄを介し前記プライマリー
エアファン１２を経た後の常温の空気１１に合流される
ようになっており、両者の混合比率は、微粉炭ミル１３
の出口温度に基づくフィードバック制御により合流後に
所定温度となるよう温度調整ダンパ１４，１５により調
整され、しかも、合流後の空気１１の流量が、負荷変動
に応じて適宜に開度調整される流量調整ダンパ１６によ
り制御されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来の石炭焚ボイラ設備においては、大気中から取り込
まれた空気１１をそのまま搬送空気として利用している
為、酸素濃度が高く且つ温度も高いという環境下で微粉
炭が搬送されることになり、微粉炭ミル１３の内部から
ボイラ火炉１に到るまでの間の領域で微粉炭の堆積が生
じていると、そこで微粉炭の発火が起こる虞れがあっ
た。

【０００６】本発明は、上述の実情に鑑みてなしたもの
で、微粉炭ミルからボイラ火炉に到るまでの間における
微粉炭の発火を確実に防止し得るようにすることを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボイラ火炉の
排ガスから空気予熱器により廃熱回収して前記ボイラ火
炉へ供給する燃焼空気を予熱するようにした石炭焚ボイ
ラ設備において、前記空気予熱器を経た排ガスの一部を
分流して微粉炭の搬送ガスとして微粉炭ミルに導く排ガ
ス分岐ラインと、前記空気予熱器へ送られる燃焼空気の
一部を分流して前記排ガス分岐ラインの途中に合流する
混合空気ラインと、前記排ガス分岐ライン及び混合空気
ラインに搬送ガスに対する空気の混合比率を調整し得る
よう夫々設けられた温度調整ダンパと、前記排ガス分岐
ラインに空気混合後の搬送ガスの流量を調整し得るよう
設けられた流量調整ダンパと、前記排ガス分岐ラインの
温度調整ダンパの上流側に設けられたダクトバーナとを
備えたことを特徴とするものである。

【０００８】而して、このようにすれば、空気予熱器を
経ても未だ高い温度を維持している排ガスの一部が、排
ガス分岐ラインにより分流されて微粉炭の搬送ガスとし
て微粉炭ミルへと導かれることになり、しかも、該微粉
炭ミルへと導かれる間にダクトバーナによる必要最小限
の加熱で所定温度まで昇温された後に、混合空気ライン
により導かれた常温の燃焼空気の一部を温度調整ダンパ
を介し適宜な混合比率で混合されて温度調整され、更に
は、流量調整ダンパにより適宜な流量に制御されて微粉
炭ミルへと送給されることになる。

【０００９】このとき、ダクトバーナによる加熱は、石
炭の水分含有量に応じ微粉炭ミル内で要求される微粉炭
乾燥能力を満足し得る程度の温度に搬送ガスを昇温でき
れば良く、また、昇温された搬送ガスに混合される常温
の空気は、該空気を混合することにより搬送ガス温度を
降温調整して適宜な温度に確実に調整されるよう僅かな
量を混合すれば良い。

【００１０】また、前記排ガス分岐ラインは、空気予熱
器の下流側に配置した集塵機出口と微粉炭ミルとの間を
接続していることが好ましく、このようにすれば、空気
予熱器を経たばかりで比較的高い温度を維持し且つ集塵
機により集塵されて比較的清浄となった排ガスを微粉炭
ミルへ導くことが可能となる。

【００１１】更に、ダクトバーナの出口に配置したガス
温度検出器の検出値に基づいて前記ダクトバーナの出口
ガス温度が所定温度となるよう燃焼量を制御するダクト
バーナ制御装置が備えられていることが好ましく、この
ようにすれば、ダクトバーナの燃焼量が必要最小限とな
るよう確実に制御することが可能となり、温度調整の為
に必要な空気の混合量も必要最小限に抑制することが可
能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１３】図１は本発明を実施する形態の一例を示す
もので、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わ
している。

【００１４】本形態例の石炭焚ボイラ設備においては、
従来の予熱器導入ライン１１Ａの途中から分岐したミル
導入ライン１１Ｃ（図２参照）、及び火炉導入ライン１
１Ｂの途中から分岐した連絡ライン１１Ｄ（図２参照）
を採用することに替えて、空気予熱器５を経た排ガス２
の一部を集塵機６の出口から分流して微粉炭の搬送ガス
２’として微粉炭ミル１３に導く排ガス分岐ライン１７
と、前記空気予熱器５へ燃焼空気として送られる空気１
１の一部を分流して前記排ガス分岐ライン１７の途中に
合流する混合空気ライン１８とを採用している。

【００１５】前記排ガス分岐ライン１７と混合空気ライ
ン１８とには、排ガス２又は空気１１をブーストアップ
して送給し得るようプライマリーガスファン１９、プラ
イマリーエアファン２０が夫々備えられており、また、
搬送ガス２’に対する空気１１の混合比率を調整し得る
よう温度調整ダンパ２１，２２が合流点ｘの上流側に夫
々設けられている。

【００１６】ここで、前記温度調整ダンパ２１，２２
は、従来において採用されていた温度調整ダンパ１４，
１５（図２参照）の場合と同様に、微粉炭ミル１３の出
口温度に基づくフィードバック制御により合流後に所定
温度となるよう適宜に開度調整されるようになってい
る。

【００１７】また、前記排ガス分岐ライン１７における
合流点ｘの下流側には、空気混合後の搬送ガス２’の流
量を調整し得るよう流量調整ダンパ２３が設けられてお
り、該流量調整ダンパ２３は、従来において採用されて
いた流量調整ダンパ１６（図２参照）の場合と同様に、
負荷変動に応じて適宜に開度調整されるようになってい
る。

【００１８】更に、前記排ガス分岐ライン１７における
温度調整ダンパ２１の上流側には、ダクトバーナ２４が
設けられており、その燃焼により搬送ガス２’として導
かれた排ガス２を昇温し得るようなっている。

【００１９】また、前記ダクトバーナ２４の燃焼量は、
該ダクトバーナ２４の出口に配置したガス温度検出器２
５の検出信号２５ａを入力し且つその検出値に基づいて
燃料供給管２６の電磁弁２７に開度指令信号２８ａを出
力するダクトバーナ制御装置２８により制御されるよう
になっており、前記ダクトバーナ２４の出口ガス温度が
極力所定温度に維持されるようにしてある。

【００２０】而して、このようにすれば、空気予熱器５
を経ても未だ高い温度を維持している排ガス２の一部
が、排ガス分岐ライン１７により分流されて微粉炭の搬
送ガス２’として微粉炭ミル１３へと導かれることにな
り、しかも、該微粉炭ミル１３へと導かれる間にダクト
バーナ２４による必要最小限の加熱で所定温度まで昇温
された後に、混合空気ライン１８により導かれた常温の
空気１１の一部を温度調整ダンパ２１，２２の相互の開
度調整により適宜な混合比率で混合されて温度調整さ
れ、更には、流量調整ダンパ２３により適宜な流量に制
御されて微粉炭ミル１３へと送給されることになる。

【００２１】このとき、ダクトバーナ２４による加熱
は、石炭の水分含有量に応じ微粉炭ミル１３内で要求さ
れる微粉炭乾燥能力を満足し得る程度の温度に搬送ガス
２’を昇温できれば良く、また、昇温された搬送ガス
２’に混合される常温の空気１１は、該空気１１を混合
することにより搬送ガス２’の温度を降温調整して適宜
な温度に確実に調整されるよう僅かな量を混合すれば良
い。

【００２２】即ち、一例をあげて説明すると、一般的に
空気予熱器５の下流側にある集塵機６の出口における排
ガス２の温度は約１２０〜１４０℃程度あり、未だ高い
温度を維持しているとはいっても、微粉炭ミル１３内で
要求される微粉炭乾燥能力を満足し得る程度の温度（約
２００℃）には不足している為、下流側で常温の空気１
１を混合されることも考慮して約２５０〜３００℃程度
にダクトバーナ２４で必要最小限の加熱を行うのであ
り、また、下流側で混合される常温の空気１１の量は、
少なければ少ないほど熱効率が良いので、この空気１１
の量が極力少なくて済むようにダクトバーナ２４の燃焼
量をダクトバーナ制御装置２８により制御しているので
ある。

【００２３】尚、通常、ボイラ火炉１からの排ガス２の
酸素濃度は約６〜８％程度であるので、空気１１を混合
した後の搬送ガス２’の酸素濃度が約１６％以下に維持
される程度の空気１１の混合量で済むようにすることも
重要であり、この意味からしてもダクトバーナ２４の下
流側で混合される常温の空気１１の量は少ないほど良
い。

【００２４】従って上記形態例によれば、空気予熱器５
を経ても未だ高い温度を維持している排ガス２の一部
を、ダクトバーナ２４により必要最小限の加熱で昇温し
且つ僅かな量の常温の空気１１を混合して適宜な温度に
調整し、微粉炭の搬送ガス２’として適宜な流量で微粉
炭ミル１３へと送給することができるので、従来の搬送
空気（一次空気）の代用として酸素濃度の低い搬送ガス
２’を使用することが可能となり、微粉炭ミル１３から
ボイラ火炉１に到るまでの間における微粉炭の発火を確
実に防止することができる。

【００２５】また、従来において空気予熱器５を経た後
に廃熱回収されずに無駄に排気されていた排ガス２の一
部を再循環して微粉炭の搬送ガス２’として有効に利用
することができるので、石炭焚ボイラ設備全体の熱効率
を大幅に向上することができる。

【００２６】更に、従来の搬送空気（一次空気）の代用
として酸素濃度の低い搬送ガス２’を使用することによ
って、ボイラ火炉１でバーナ燃焼時に発生するＮＯx
（窒素酸化物）を大幅に低減することができる。

【００２７】また、従来においては、石炭の水分含有量
が特に多い場合に、微粉炭ミル１３内での微粉炭乾燥能
力を高める為に搬送空気の温度を通常より高める必要が
生じ、ボイラ火炉１からの排ガス２をエコノマイザ３を
迂回させて空気予熱器５の入口ガス温度を上げる運転が
行われていたが、空気予熱器５自体の熱効率はあまり高
くない為、エコノマイザ３を迂回させることによる廃熱
未回収分が空気予熱器５で十分に回収されず、石炭焚ボ
イラ設備全体の熱効率を大幅に低下するという不具合が
あったが、本形態例における石炭焚ボイラ設備では、石
炭の水分含有量が特に多い場合であっても、ボイラ火炉
１からの排ガス２をエコノマイザ３を迂回させて空気予
熱器に導く必要はなく、ダクトバーナ２４にて必要最小
限の加熱を行うことにより搬送ガス２’の温度を上げて
微粉炭ミル１３内での微粉炭乾燥能力を高めることがで
きるので、常に石炭焚ボイラ設備の熱効率を高く維持す
ることができる。

【００２８】特に本形態例においては、排ガス分岐ライ
ン１７が、空気予熱器５の下流側に配置した集塵機６出
口と微粉炭ミル１３との間を接続するようにしてあるの
で、空気予熱器５を経たばかりで比較的高い温度を維持
し且つ集塵機６により集塵されて比較的清浄となった排
ガス２を微粉炭ミル１３へ導くことができ、熱効率を極
力下げないでダストの少ない搬送ガス２’を実現するこ
とができる。

【００２９】更に、ダクトバーナ２４の出口に配置した
ガス温度検出器２５の検出値に基づいて前記ダクトバー
ナ２４の出口ガス温度が所定温度となるよう燃焼量を制
御するダクトバーナ制御装置２８を備えたことにより、
ダクトバーナ２４の燃焼量が必要最小限となるよう確実
に制御することができ、温度調整の為に必要な空気１１
の混合量も必要最小限に抑制することができる。

【００３０】尚、本発明の石炭焚ボイラ設備は、上述の
形態例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。

【００３１】

【発明の効果】上記した本発明の石炭焚ボイラ設備によ
れば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

【００３２】（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によ
れば、空気予熱器を経ても未だ高い温度を維持している
排ガスの一部を、ダクトバーナにより必要最小限の加熱
で昇温し且つ僅かな量の常温の空気を混合して適宜な温
度に調整し、微粉炭の搬送ガスとして適宜な流量で微粉
炭ミルへと送給することができるので、従来の搬送空気
の代用として酸素濃度の低い搬送ガスを使用することが
可能となり、微粉炭ミルからボイラ火炉に到るまでの間
における微粉炭の発火を確実に防止することができる。

【００３３】（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明に
よれば、従来において空気予熱器を経た後に廃熱回収さ
れずに無駄に排気されていた排ガスの一部を再循環して
微粉炭の搬送ガスとして有効に利用することができるの
で、石炭焚ボイラ設備全体の熱効率を大幅に向上するこ
とができる。

【００３４】（ＩＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明
によれば、従来の搬送空気の代用として酸素濃度の低い
搬送ガスを使用することによって、ボイラ火炉でバーナ
燃焼時に発生するＮＯx（窒素酸化物）を大幅に低減す
ることができる。

【００３５】（ＩＶ）本発明の請求項１に記載の発明に
よれば、石炭の水分含有量が特に多い場合であっても、
ボイラ火炉からの排ガスをエコノマイザを迂回させて空
気予熱器に導く必要はなく、ダクトバーナにて必要最小
限の加熱を行うことにより搬送ガスの温度を上げて微粉
炭ミル内での微粉炭乾燥能力を高めることができるの
で、常に石炭焚ボイラ設備の熱効率を高く維持すること
ができる。

【００３６】（Ｖ）本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、空気予熱器を経たばかりで比較的高い温度を維持
し且つ集塵機により集塵されて比較的清浄となった排ガ
スを微粉炭ミルへ導くことができ、熱効率を極力下げな
いでダストの少ない搬送ガスを実現することができる。

【００３７】（ＶＩ）本発明の請求項３に記載の発明に
よれば、ダクトバーナの出口に配置したガス温度検出器
の検出値に基づいて前記ダクトバーナの出口ガス温度が
所定温度となるよう燃焼量を制御するダクトバーナ制御
装置を備えたことにより、ダクトバーナの燃焼量が必要
最小限となるよう確実に制御することができ、温度調整
の為に必要な空気の混合量も必要最小限に抑制すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示すブロック図
である。

【図２】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ ボイラ火炉 ２ 排ガス ２’ 搬送ガス ５ 空気予熱器 ６ 集塵機 １１ 空気 １３ 微粉炭ミル １７ 排ガス分岐ライン １８ 混合空気ライン ２１ 温度調整ダンパ ２２ 温度調整ダンパ ２３ 流量調整ダンパ ２４ ダクトバーナ ２５ ガス温度検出器 ２８ ダクトバーナ制御装置 ｘ 合流点

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラ火炉の排ガスから空気予熱器によ
   り廃熱回収して前記ボイラ火炉へ供給する燃焼空気を予
   熱するようにした石炭焚ボイラ設備において、前記空気
   予熱器を経た排ガスの一部を分流して微粉炭の搬送ガス
   として微粉炭ミルに導く排ガス分岐ラインと、前記空気
   予熱器へ送られる燃焼空気の一部を分流して前記排ガス
   分岐ラインの途中に合流する混合空気ラインと、前記排
   ガス分岐ライン及び混合空気ラインに搬送ガスに対する
   空気の混合比率を調整し得るよう夫々設けられた温度調
   整ダンパと、前記排ガス分岐ラインに空気混合後の搬送
   ガスの流量を調整し得るよう設けられた流量調整ダンパ
   と、前記排ガス分岐ラインの温度調整ダンパの上流側に
   設けられたダクトバーナとを備えたことを特徴とする石
   炭焚ボイラ設備。
2. 【請求項２】 排ガス分岐ラインが、空気予熱器の下流
   側に配置した集塵機出口と微粉炭ミルとの間を接続して
   いることを特徴とする請求項１に記載の石炭焚ボイラ設
   備。
3. 【請求項３】 ダクトバーナの出口に配置したガス温度
   検出器の検出値に基づいて前記ダクトバーナの出口ガス
   温度が所定温度となるよう燃焼量を制御するダクトバー
   ナ制御装置が備えられていることを特徴とする請求項１
   又は２に記載の石炭焚ボイラ設備。