JPS5864409A - 微粉炭燃焼ボイラ - Google Patents

微粉炭燃焼ボイラ

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JPS5864409A
JPS5864409A JP16337481A JP16337481A JPS5864409A JP S5864409 A JPS5864409 A JP S5864409A JP 16337481 A JP16337481 A JP 16337481A JP 16337481 A JP16337481 A JP 16337481A JP S5864409 A JPS5864409 A JP S5864409A
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pulverized coal
combustion
coal
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Masatoshi Kudome
正敏 久留
Tomotsuchi Kawamoto
河本 友槌
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F23K3/02Pneumatic feeding arrangements, i.e. by air blast

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微粉炭燃焼ボイラに関する。
従来の微粉炭燃焼システムとして、微粉炭機がl・” バーナと微粉炭管で直結されているもの7あり、これは
単一直接方式と呼ばれているが、本方式においては微粉
炭搬送媒体は微粉炭機に供給された乾燥用空気であり、
微粉炭はこの搬送用空気と共にコールノズルより火炉に
投入される。この搬送用空気(−次空気)の運転条件は
微粉炭機速用条件(微粉炭機負荷、石炭性状)より決め
られており、低NOx運転、燃焼安定性向上およびゲイ
2効率向上とは無関係に扱れていた。
又、他の従来例として、微粉炭機とバーナが微粉炭貯槽
を界いに微粉炭製造システムと微粉炭輸送および燃焼シ
ステムが独立した恰好の方式があり、これは貯蔵方式と
呼ばれているが、本方式においては微粉炭機における石
炭の乾燥用熱ガスは再循環されたり、火炉に投入されて
いる。又、微粉炭貯積よりの微粉炭輸送用の一次窒気は
独立の一次通風機によるものであり、これらの方式にお
いては微粉炭輸送媒体の酸素濃度制御又はバーナ(又は
バーナグループ)毎の輸送媒体の切替(燃焼ガス、空気
〕等の操作制御はできない。
本発明は、以上述べたような従来の問題を解消するため
てなされたもので、微粉炭燃焼ボイラにおいて、微粉炭
輸送媒体の酸素濃度、バーナ(バーナグループ〕毎の酸
素濃度変化はNOx発生量および燃焼安定性に大きく影
響するが、従来方式ではこれらの制御操作ができない為
、石炭性状に見合った最適運転はできなかったので、こ
れを可能とすると共に低温燃焼排ガス(空気予熱器排ガ
ス)を石炭乾燥に有効利用し、微粉炭製造システムの不
活性化とボイラ効率向上を図ることを目的とする。
本発明によれば、微粉体輸送媒体として燃焼排ガス(酸
素濃度鵡、燃焼用空気(酸素濃度高い〕の二種類を単独
に又は適正酸素濃度となる様に混合して、−次混合気の
酸素濃度を制御し、ボイラ運転条件(石炭性状、ボイラ
負荷)に応じた最適な低NOx運転、安定燃焼を行い、
又微粉炭機用乾燥用熱源は空気予熱器出口排ガスを有効
利用し、粉砕後このガスは誘引通風機入口側に排出する
ことによりボイラ効率向上を併せて図るようにしたもの
である。
以下図面を参照して本発明の実施例について詳述する。
第1図において、蒸気発生装置(以下ホ゛イラという)
の火炉1にバーナ12より投入された微粉炭は、風箱2
より投入された二次空気と混合燃焼して燃焼ガスとなり
、節炭器3より排出さ、h空気予熱器5で燃焼用空気と
熱交換を行い、集級器7訃で除塵して誘引通風機8によ
り昇圧され煙突へ排出される。この燃焼排ガスの一部を
集塵器7出口より採り昇圧通風機19で昇圧の上低温側
燃焼ガスコモンダクト20へ供給する。又、温度調整用
の燃焼排ガスを空気予熱器5上流側より採り、除塵器1
5で除塵後昇圧通風機16で昇圧した後高温側燃焼ガス
コモンダクト17へ供給する。ここより、低温及び高温
燃焼ガスは微粉炭機運転条件に適応して風量/温度制御
ダンノく21にて自動制御され、微粉炭機22に乾燥用
熱源として供給される。なお、石炭は石炭貯槽24より
給炭機23にて微粉炭機22へ供給され、粉砕後微粉炭
管25にてサイクロン26へ運ばれ分離され、更に微粉
はパックフィルタ又は電気式集塵器27で補集され、微
粉炭貯槽28に貯炭される。分離後の燃焼ガスは誘引通
風機8人口側に接続された排気煙道29を経て廃却され
る。この燃焼排ガスは多量の湿分(石炭の表面湿分の略
全部と固有水分の一部を含む)を含み、温度は50℃〜
70℃とする。
次に、上記の微粉炭製造システムで製造貯蔵された微粉
炭のバーナ12への輸送供給システムについて説明する
微粉炭輸送媒体は燃焼排ガスと燃焼用空気の二種類が準
備されているが、まず燃焼排ガスの系統について説明す
る。燃焼排ガスは前記微粉炭機用燃焼排ガス系統より低
温燃焼排ガスおよび晶温燃スコモンダクト39に供給す
る。
次に空気系統について説明する。高温空気は空気予熱器
5、出口二次空気風道11より採り、又は低温空気は押
込通風機9出口空気より、温度制御ダンパ31で調整の
上−次空気通風機32にて昇圧シ、−次空気コモンダク
ト23に供給する。
微粉炭管(母管)41は各/く−ナ又はノ(−ナグルー
プ毎に設備されているが、これは第2図に示す様に流量
制御ダンパ34,40を装着した抜管35.42で燃焼
排ガスコモンダクト39、−次空気コモンダクト33に
接続される。
微粉炭管41人口には流量計及び酸素濃度計が装備され
ており、制御機構(FC,AC,S、CD)により所定
°の酸素濃度および流量となる様に搬送媒体が制御され
る。
微粉炭は、微粉炭貯槽28より微粉炭給炭機30により
ボイラ出力に応じ制御の上、微粉炭管41に供給され、
エゼクタ43等により搬送媒体に混合輸送されバーナに
到る。
なお〜、微粉炭管〜41がバーナグループ毎に設備され
る場合は、分配器44(第3図参照)にて混合気は各バ
ーナ毎の微粉炭管に配分されバーナに供給される。第3
図の例はく(−すな5グループに分は火炉に上から下へ
5段設備している例を示すが、この場合各バーナ段毎に
搬送媒体を任意に変えることができる。
次に、その効果について説明する。
石炭燃焼において発生するNOxはその大部分が石炭中
の窒素分の酸化により生成するNOx (フェールNO
x )であり、又この中の大部分は揮発性窒素分による
ものである為揮発分燃焼域の雰囲気をコントロールする
ことによりNOx低減を効果的に行なうことができるが
、これは微粉炭搬送媒体中の酸素濃度を制御することに
より燃焼に悪影響を与えることな(効率的に行なうこと
ができる。例えば、第4図に示す様に、輸送媒体(微粉
炭と共に火炉に投入される)の酸素濃度により窒素酸化
物(NOx )発生量は変化する。この場合、領域A又
はBで運用するとNOxを低減することが出来る。
又、第5図に石炭燃焼火炎の火炎伝播速度と微粉炭輸送
媒体中の酸素濃度の関係を示すが、石炭性状(特に揮発
分含有量)により変化する。火炎伝播速度が速すぎる場
合、逆火を起し微粉炭管内爆発を起す危険性が生ずる。
逆に火炎伝播速度が遅すぎる場合は、火炎の安定性が失
われ燃焼不安定を生ずる危険性がある。この様な場合、
輸送媒体中の酸素濃度をコントロールすることにより、
広範囲の石炭性状に対し安定した良好な燃焼が可能とな
る。
更に、本発明によるシステムでは、例えばバーナ段毎に
酸素濃度を制御しうるので、バーナ段毎に酸素濃度に濃
淡をつげることによりバーナ段を燃焼安定用と低NOx
運転用に区分・組合せ、低NOx安定燃焼を行うことも
できる。
以上述べた本発明の効果及びその他の効果を列記すれば
1次の通りである。
(1)微粉炭搬送用媒体の酸素濃度を第4図のA又Bの
領域に制御し、 NOx低減運転を行うことができる。
(2シ 微粉炭搬送用媒体の酸素濃度を第5図に示す石
炭性状に応じ調整して広範囲の運用条件に対し安定した
良好な燃焼を行うことができる。
(3)燃焼性の悪い石炭を使用してNOx低減を図る場
合、例えばバーナ段毎に微粉炭搬送媒体の酸素濃度に濃
淡をつげ、安定燃焼を図りながら低NOx運転を行うこ
とができる。
(4)石炭乾燥用熱源としてボイラ燃焼排ガスを空気予
熱器出入口より採り排熱を有効利用する。
この際、微粉炭機出口微粉炭−燃焼排ガス混合気温度を
極力低下し、微粉炭を完全捕集後、廃棄する。通常空気
予熱器出口排ガス温度は150〜130℃であるのに対
し、石炭乾燥用の使用燃焼ガスは50℃〜70℃で系外
に廃棄するので、乾燥用排ガス量全燃焼ガス量の25%
(通常20〜35%)とすると、ボイラ効率を 4.5%X O,25X −= 1.1%〜0.7%0
0 程度改善することができる。
(5)燃焼用空気は微粉炭搬送用空気を含め実質的には
全量空気予熱器を通過させる(微粉炭搬送用空気温度を
上げることにより可能となる)一方、燃焼ガスは一部石
炭乾燥用熱源として空気予熱器入口より微粉炭機に供給
されるので、その分丈空気予熱器パイノくスすることと
なり、空気予熱器のガス側と空気側の温度差が太きくな
り、又空気予熱器におげろ熱交換量の低減(空気予熱器
入口、出口ガス温度一定として)する為空気予熱器を縮
小することができる。例えば入口ガス温度380℃、出
口ガス温度140°C1人口空気温度40℃の条件で空
気予熱器通過ガス量が2割減少する場合、第6図に示す
通り空気予熱器必要伝熱面積を略半減することができる
すなわち、第6図において、(a)は従来例(対流平均
温度差66℃)、(b)は本発明(対流平均温度差10
0℃)を示し、空気予熱器必要伝熱面積I(SはH8Q
CK XΔtm/Q(但し、Kは熱電流率、Δtは対数
平均温度差、Qは熱交換量)と表わされるから H8=
 66/1oo X O−8″=−53%となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す系統図、第2図はその
一部詳細図、第3図はそのノく−すのグループ分は例を
示す図、第4図は輸送媒体の酸素濃度と窒素酸化物(N
Ox )発生量との関係を示す図、第5図はかかる酸素
濃度と火炎伝播速度との関係を示す図、第6図は本発明
の効果のひとつを従来例と対比して説明するための図で
ある。 l・・火炉、2・・風箱、3・・節炭器、5・・空気予
熱器、7・・集塵器、8・・誘引通風機、9・・押込通
風機、11・・二次空気風道、12・・バーナ、15・
・除塵器、°16・・昇圧通風機、17・・高温側燃焼
ガスコモンダクト、19・・昇圧通風機、20・・低温
側燃焼ガスコモンダクト、21・・ダンパ、22・・微
粉炭機、23・・給炭器、24・・石炭貯槽、25・・
微粉炭管、26・・サイクロン、27・・集厘器、28
・・微粉炭貯槽、29・・煙道、30・・微粉炭給炭器
、31・・ダンパ、32・・−次空気通風機、33拳・
−次空気コモンダクト、34・・ダンパ、35・・抜管
、36,37・・煙道、38・・ダンパ、39・・燃焼
排ガスコモンダクト、409.ダンパ、41−−微粉炭
管、420.抜管、43・・エゼクタ、44・・分配器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 空気予熱器出口排ガスおよび入口燃焼排ガスを石炭乾燥
    用熱源として利用し、微粉炭機出口温度を極力低下し、
    微粉炭製造後微粉炭を分離捕集したのち乾燥用燃焼ガス
    を系外に廃棄する微粉炭燃焼設備を有する微粉炭燃焼ボ
    イラにおいて、微粉炭貯蔵槽より供給される微粉炭をボ
    イラ燃焼排ガス、燃焼用空気又は両者の混合ガスでバー
    ナに搬送する微粉炭燃焼装置において各バーナ毎又は各
    バーナグループ毎に搬送媒体の酸素濃度および童をNO
    x低減および安定燃焼となるように制御し、微粉炭の一
    次燃焼域における燃焼を制御できる様にしたことを特徴
    とした微粉炭燃焼ボイラ。
JP16337481A 1981-10-15 1981-10-15 微粉炭燃焼ボイラ Granted JPS5864409A (ja)

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