JPS62233610A - ぐう角燃焼式微粉炭焚き炉の運転方法 - Google Patents

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】 発明の背景 本発明は、ぐう可燃焼式微粉炭焚き炉の運転方法に関す
る。

従来からずっと長い間、微粉炭をぐう角燃焼方法により
炉内で浮遊状態で良好に燃焼させることか行なわれてき
ている。このような燃焼方法によれば、微粉炭及び空気
は、炉の四隅部から、炉中央の仮想円に対して接線的に
向けられて、炉内に導入される。

このぐう角燃焼方法は、多くの利点を有しており、例え
ば微粉炭と空気との混合が良好であること、火炎状態が
安定していること、燃焼ガスが炉内に滞在している時間
が長いことなどの利点がある。

しかして、最近は、空気汚染をできる限り最少にするこ
とが重要なこととなってきている。このため、幾つかの
改良が標準的なぐう角燃焼方法に行なわれている。その
−例として、次のような方法がある。この方法によれば
、微粉炭及び空気が下方レベルの多数のバーナから炉中
央の仮想円に対して接線的に向けられてかつ一方向へ向
けられて、炉内に導入される。また、上方レベルの多数
のバーナからも、微粉炭及び空気が、炉中央の仮想円に
対して接線的に向けられてかつ前述した下方レベルのバ
ーナの場合とは反対の方向へ向けられて、炉内に導入さ
れる。

このような方法によれば、したがって、微粉炭と空気と
の一層良好な混合が達成され、これにより過剰空気の量
を普通のぐう再燃焼炉で使用されるときの量よりも少な
くすることができ、一般に、２０〜３０％の過剰空気で
微粉炭が燃焼される。このように過剰空気量を減少する
ことは、微粉炭焚き炉における空気汚染の大部分である
ＮＯｘの発生を最少にするのに役立つ。また、その結果
、炉の効率を増大する。

以上述べた従来の方法は、ＮＯｘを減少するけれども、
しかし、次のような欠点を有する。すなわち、炉内に形
成されるふたつのガス流れの相対立する方向への回転が
互いに相殺されるので、ガスは全体的に炉の上方部分を
通してほぼ直線状に流れ、したがって炉空上方における
ガスの乱流及び混合が減少するために、炉を去る未燃炭
素の量が増大する。

また、スラグ及び未燃炭素が炉壁に付着して堆積するこ
とが生じる。したがって、炉壁に付着したこれらの堆積
物が、炉壁を構成する水冷管への熱伝達効率を減少させ
、またスートブロワを作動させる回数を増大させ、更に
管の寿命を短くする。

発明の概要 本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたものである。

本発明によれば、前述した従来方法と同様に、微粉炭と
空気とを良好に混合して、微粉炭を浮遊状態で燃焼させ
ることができる炉の運転方法を提（５（することができ
る。そして、この炉は、炉内に旋回又は回転火球が形成
されることにより、ぐう再燃焼炉で得られる前述したす
べての利点を有する。炉壁は空気の層で覆われて保護さ
れ、これにで より炉壁へのスラッ増ングが減少される。

レベルから炉中央の仮想円に対して接線的に向けて炉内
に導入するとともに、この一次空気の量よりも少なくと
も２倍以上の量の補助空気を前記第１レベルの真上の第
２レベルから炉中央の他の仮想円に対して接線的に向け
てかつ一次空気とは反対の方向へ向けて炉内に導入し、
この上うな第１及び２レベルを一方の上に他方が位置す
るようにして複数設けることにより、達成される。

すなわち、このようにして補助空気を一次空気よりも量
を多くかつ速度を大きくして炉内に導入する結果として
、炉内に最終的に形成される全体の火球はこの補助空気
の導入方向へ回転するようになる。そして、これにより
、炉内の全体火球の回転方向とは反対の方向へ導入され
る微粉炭は、炉内に入った後、炉内の全体の燃焼ガス流
れの方向に対して方向を変える。したがって、このよう
な作用によって、微粉炭と空気とを良好に混合する最適
な乱流が生じる。

微粉炭と空気との混合が良好になると、したがっプ　　
宣１１１．に＋＋、シ、１１：黒面１六旬九」層？−道
１士１属九減少することができる。また、微粉炭と空気
との良好な混合により、炭素の転化を促進し、これによ
り炉の給熱発生率を増大させるとともに、炉壁へのスラ
ッギング及び汚匿を減少させることができる。

補助空気は微粉炭が向けられる仮想円よりも径の大きい
仮想円に対して接線的に向けられ、これにより炉壁に隣
接して空気の層を形成する。また、本質的に炉に供給さ
れる過剰空気のすべてを成すオーバファイヤ空気が、す
べての一次及び補助空気導入レベルから上方に相当離れ
たレベルから、更に他の仮想円に対して接線的に向けら
れてかつ補助空気の導入方向と反対の方向へ向けられて
、炉内に導入される。

好適な実施例の説明 以下図面を参照して本発明の好適な実施例について詳述
する。

第１図において、ぐう再燃焼式微粉炭焚き炉１０はその
四隅部の夫々に高さを異にして取付けられている複数の
バーナ１２を有する。空気は、ファン１６からダクト１
８及び２０を通して各バーナへ供給される。空気が、ま
た、粉砕機２２ヘダクト２４を通して供給される。微粉
炭は、ダクト２６及び２８を通して空気流れに乗せられ
て各バーナへ輸送される。

これらのダクト２６．２８から分岐されて夫々の独立す
るバーナへ導かれる複数の微粉炭−空気ダクトは、それ
ぞれ、別々の弁及びコントローラ（図示せず）を備えて
いる。また、各バーナも、それぞれ独立して制御するこ
とができる。

炉１０内を上向きに旋回しながら流れる燃焼ガスは、水
平通路３２を通して炉を出て後部ガス通路３４へ導かれ
る前に、４つの側壁から成る炉壁を構成する多数の管３
０を通して流れる流体に熱を伝達する。

炉１０の水平通路３２及び後部ガス通路３４には、とも
に、この分野でよく知られているように、給水加熱及び
蒸気過熱のため協の他の熱交換表面（図示せず）が設け
られている。

しかして、本発明によれば、微粉炭及び空気は炉の中に
特別な方法で導入されるものであり、以下にこの方法に
ついて詳述する。

粉砕機２２で一般に粉状の粒度に粉砕された微粉炭は、
この粉砕機から空気流れに乗せられて各バーナ１２へ運
ばれる。この微粉炭を運ぶ空気は、一般に、一次空気と
言われている。また、第２図に良く示されているように
、一般に二次空気と言われている他の空気が、燃料噴射
ノズル３８の真上及び真下からノズル３６によって炉内
に導入される。

これらのノズル３６は、微粉炭と一次空気とを炉内に導
入するノズル３８と一緒に傾動自在である。この二次空
気は、最初の着火及び安定した燃焼状態を維持するため
に必要なものである。鬼一次及び二次空気の蚤は、石炭
を完全にすなわち化学量論的状態で燃焼させるのに必要
な総空気量の約２０〜３０％とされている。

再び第２図において、二次空気ノズル３６の上又は下に
は補助又は三次空気ノズル４０が配置されている。石炭
を完全燃焼すなわち化学量論的状態で燃焼させるのに必
要な残りの量の空気がこれらのノズル４０を通して炉内
に導入される。一般的には、７：用んｔｋ蛍格協的」ｌ
Ｉ歇袷太井乙の１−、久罪む粉空気量の約７０〜８０％
の空気が、これらの補助ノズル４０を通して炉内に導入
される。

次に、第３及び４図は、微粉炭と一次空気、二次空気及
び補助空気がそれぞれどのような方向で炉内に導入され
るかを示している。

まず、第３図に示すように、微粉炭と一次空気は、二次
空気と一緒に、炉の中央部分の仮想円４２に対して接線
的に向けられて炉内に導入される。

また、第４図に示すように、補助空気は前述した仮想円
４２で形成される火球の真上及び真下の位置で、仮想円
４４に対して接線的に向けられて炉内に導入される。こ
の補助空気は、しかし、微粉炭及び一次空気の回転方向
とは反対の方向へ回転するようにして炉内に導入される
。この結果、通常のぐう再燃焼炉で得られているよりも
一層良好な混合及び燃焼効率が得られる。したがって、
これにより、炉内の過剰空気を従来方法で要求されてい
るよりも少ない量で使用することができる。

炉内で最終的に形成されて炉内を上昇する火球は、補助
空気の回転方向と同じ方向へ回転する。

なぜなら、補助空気がその回転方向へ導入される量は、
その反対の方向へ導入される一次及び二次空気の量より
数倍多いからである。補助空気の速度は一次及び二次空
気の速度と同等である。

上述した特徴すなわち補助空気を微粉炭及び一次空気の
回転方向とは反対の方向へ回転するように炉内の仮想円
４４に対して接線的に向けて炉内に導入することにより
、またこれに加えてかかる仮想円４４が仮想円４２より
も大きいことにより、炉壁に隣接して空気の層を維持し
、これにより炉壁へのスラ、ギ１ングを最少にすること
ができる。

再び第１図において、すべての過剰空気は炉１０の上方
部分において炉内に導入される。この過剰空気又はオー
バファイヤ空気は、ノズル５Ｇを通して、仮想円５２に
対して接線的に向けられて、かつ炉内を上昇する火球の
回転方向とは反対側の方向すなわち仮想円４４に対して
接線的に向けられて導入される方向とは反対側の方向で
もって、導入される。このオーバファイヤ空気の量は比
較的少ないので（５〜２０％）、炉を去る燃焼ガスの流
れは補助空気の回転方向へ幾らか旋回又は回転する。

これにより、したがって、炉を去るガスに多少の温度の
アンバランスが生じる。

最後に、本発明の方法が実施される炉の仕様例について
述べておく。

微粉炭及び一次空気は、炉の垂直中心軸線から半径方向
ラインまでの角度を６°にして炉内に導入される。補助
空気は、炉の同じ垂直中心軸線に対して５〜１５°の角
度で導入されるが、しかしその方向は微粉炭及び一次空
気の方向と反対の方向である。

そして、前述したように、補助空気の方がその量が多く
てかつ速度が大きいので、炉内に最終的に形成される全
体の渦又は火球の回転方向は補助空気の導入方向となる
。

炉の四隅部分には夫々高さを異にして６本のバーナ、し
たがって総計２４本のバーナが設けられる。

そして、これらのバーナは、炉底部の開口から上方に約
１５１（５Ｇフイート）離れたところから開始して約９
１（３０フイート）の炉高さの範囲の中に配列すること
ができる。炉の頂壁は、最も高いところに設けられたバ
ーナよりも上方に約３０ｍ　（１００フイート）離れた
ところに位置する。また、過剰又はオーバファイヤ空気
は、この最も高いバーナの位置から上方に約１８ｍ（６
０フイート）Ｍれたところから炉内に導入される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するぐう再燃焼式微粉炭焚き炉の
一例を示す図、第２図はその炉の一隅部に設けられた複
数のノズルの配列関係を示す図、第３図は第１図の３−
３線断面図、第４図は同じく第１図の４−４線断面図で
ある。 １０・・炉、１２・・バーナ、１６・・ファン、１８゜
２０・・ダクト、２２・・粉砕機、２４．２６．２８・
・ダクト、３０・・炉壁管、３２・・水平ガス通路、３
４・・後部ガス通路、３６・・二次空気ノズル、３８・
・燃料ノズル、４０・・補助空気ノズル、４２．４４・
・仮想円、５０・・オーバファイヤ空気ノズル、５２・
・仮想円。 Ｆ／に、　　／ ＦＩｏ、　　２ ＦＩＧ、Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　微粉炭及び一次空気を第１レベルから炉中央の仮想
   円に対して接線的に向けて炉内に導入するとともに、こ
   の一次空気の量よりも２倍以上の量の補助空気を前記第
   １レベルの真上の第２レベルから炉内に導入し、この補
   助空気は他の仮想円に対して接線的に向けるとともに前
   記微粉炭及び一次空気とは反対の方向へ向け、前記微粉
   炭及び一次空気が導入される前記第１レベルは複数設け
   て、各第１レベルを前記補助空気が導入される前記第２
   レベルにより分離し、これにより炉内を上向きに移動し
   かつ互いに逆の方向へ回転するふたつの火球を形成する
   が、補助空気を一次空気よりも量を多くかつ速度を大き
   くして導入することにより、最終的に形成される全体の
   火球がこの補助空気の導入方向へ回転するようにしたこ
   とを特徴とするぐう角燃焼式微粉炭焚き炉の運転方法。 ２　炉の４つの壁のすべてを構成する管を通して流体が
   流れて、炉内で燃焼している微粉炭から熱を吸収するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３　補助空気は微粉炭及び一次空気が向けられる仮想円
   よりも径の大きい仮想円に対して接線的に向けられるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４　オーバファイヤ空気が、一次及び補助空気を導入す
   るすべてのレベルから上方に相当離れたレベルから、更
   に他の仮想円に対して接線的に向けられてかつ補助空気
   の導入方向と反対の方向へ向けられて、炉内に導入され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５　オーバファイヤ空気が、本質的に過剰空気のすべて
   を成し、かつ５〜２０％の過剰空気となることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の方法。