JPS63271007A - 微粉炭燃焼装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微粉炭燃焼装置に係り、特に微粉炭を助燃なし
に低負荷まで自燃できる微粉炭バーナの構造に関する。

〔従来の技術〕

微粉炭を燃焼させて発電を行うボイラ等の燃焼炉におい
ては、油、ガス焚き燃焼炉と同様にその負荷の需要バラ
ンスから（１）夏場、冬場と春秋との季節差、千日／休
日および昼夜の差による電力需要差に対応させた最低負
荷を切下げること、例えば、ボイラ負荷の２０％まで”
）　、（２＋最低負荷の切下げに際しては、燃料コスト
を低下させるために助燃料又は火種用としての重油又は
ガスの使用量を出来るだけ低減させること等が要望され
ている。

このような要望に対して、本本発明者らは先に特開昭６
１−２８５３０６に記載された微粉炭ノλ−すを提案し
た。この微粉炭バーナは、第６図に示すように燃料１０
　（微粉炭）は、図示していない微粉炭機内において、
粉砕、乾燥、分級された後、微粉炭管１５からウィンド
ボックス２に面したサイクロンセパレータ１９を経て微
粉炭バーナノズル５に供給される。

このサイクロンセパレーク１９内にはスリーブ２２が配
設され、このスリーブ２２とベント管２０とを接続する
管路途中にベント量制御ダンパ２１が設置されている。

したがって、サイクロンセパレータ１９下流側の微粉炭
バーナノズル５のＣ／Ａ　（石炭／１次空気）比は、ベ
ント量制御ダンパ２１の開度を調整することによって制
御される。

このため、低負荷域においては、微粉炭バーナノズル５
からの燃料のＣ／Ａ比を高めて高濃度化した微粉炭燃料
を噴出させ、保炎リング１４による炉内輻射熱を微粉炭
の温度上昇に有効に利用して、着火時間の短縮、すなわ
ち保炎を確保していまた、サイクロンセパレーク１９内
のスリーブ２２を通過した、微粉炭を若干量含んだベン
トエア９は、ベント量制御ダンパ２１を経てベント管２
０を通り、バーナスロート１２の外周縁部から離間され
た位置に配置されたヘントハーナ２３から火炉に吹き込
まれ、微粉炭火炎１３の輻射熱によって燃焼焼却される
ようになっている。そして、ヘンチュリ６のサイズ、微
粉炭バーナノズル５、ベント管２０、ヘントハーナ２３
のサンズ等を適切に選定することによって低負荷域のみ
ならず高負荷域においても燃料のＣ／Ａの制御が可能な
ように配慮されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような微粉炭バーナにおいては、例えばバーナ負
荷が低下した場合等において、サイクロンセパレータ１
９を通過する風量の低下に伴ってベント管２０内のベン
トエア９の流速が低下する。

このため、ベントエア９中に含まれる若干量の微粉炭が
ベント管２０内に一部堆積し、ヘントハーナ２３の噴出
口でハンチイングする他、特に火炉１の低負荷帯で微粉
炭が微粉炭火炎１３に到達することなく、炉底部に落下
して燃焼率を低下させる等の問題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
ベント管等のボイラ負荷変動に対応させるための分岐管
における微粉炭の堆積を防止し、かつ分岐管から噴出さ
れる微粉炭の全てをボイラ負荷範囲にわたって完全燃焼
させて燃焼効率を高めると共に火炉の安全性を向上させ
ることができる微粉炭燃焼装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は微粉炭製造装置か
ら微粉炭バーナに至る系統であって１次空気により搬送
される微粉炭からなる燃料の供給系統の途中に負荷変動
に応して前記微粉炭バーナ側に供給される燃料中のＣ／
Ａを調整するために微粉炭バーナノズルに供給される燃
料から所定量の１次空気を分離するためのサイクロンセ
パレータ等の分離手段と、該分離手段から分離されると
共に微粉炭を含む１次空気を搬送し、この１次空気を火
炉側に噴出する分岐通路と、該分岐通路の途中にその通
路内に微粉炭を堆積することなく、流動状態に維持でき
るように該通路の火炉出口側に対してガスを導入するエ
ジェクタ等の手段と、を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

微粉炭製造装置から微粉炭バーナに至る燃料の供給系統
の途中にボイラ等の燃焼装置の負荷変動に応じて微粉炭
バーナ側に供給される燃料のＣ／Ａを調整し、ベント管
等の分岐管に若干量の微粉炭を含む残部の１次空気（ベ
ントエア）が導入される。このベントエアの管路の途中
で微粉炭の流動状態を維持できるようにガスを導入する
ことによりベント管等の分岐管における微粉炭の堆積が
防止され、噴出口でのハンチイングが防止される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の要部拡大である。

この微粉炭燃焼装置は、火炉ｌに面してウィンドボック
ス仕切２４によりウィンドボックス２が区画され、この
ウィンドボックス２４に微粉炭バーナノズル５が配設さ
れている。火炉外壁面に位置する微粉炭バーナノズル５
の内面にベンチュリー６が設けられ、このベンチュリー
６が形成された微粉炭バーナノズル５はサイクロンセパ
レータ１９を介して微粉炭製造装置（図示せず）からの
微粉炭供給管１５に接続されている。

前記サイクロンセパレータ１９および微粉炭バーナノズ
ル５の内部には各々と同心円上に起動用ハックアンプ用
油バーナ１１が配設され、サイクロンセパレータ１９の
内部に配置された起動用バンクアンプ用油バーナ１１の
外側にはその起動用ハックアンプ用油バーナ１１と同心
円上にスリーブ２２が配設されている。

このスリーブ２２の一端部は前記ベンチュリー６と所定
の間隔をおいて配置され、スリーブ２２の他端付近には
ベント量制御ダンパ２１が設置されると共にベント管２
０に接続されている。ベント管２０の先端部はエジェク
タ２５を介してヘントハーナ２３に連通している。ヘン
トハーナ２５はベント管２０との連通部から微粉炭バー
ナノスル５と同様に水平に配置され、その途中から図中
、θで示す角度でバーナスロート１２側に傾斜している
。

エジェクタ２５は第２図に詳細に示すようにベント管２
０の先端部にベント管２０の外周面と所定のギャップを
形成する状態で筒状のヘントハーナ２３の一端部が配置
され、このヘントハーナ２３は火炉１側になるにつれて
内径が拡大されている。また、ベント管２０の外周面に
はそのベント管２０と同心円上にスリーブ２７が配置さ
れ、このスリーブ２７には環状のエジェクタ風量制御ダ
ンパ２６が配設されている。このエジェクタ風量制御ダ
ンパ２６は、操作部材２８を図中、矢印で示す方向に移
動させることによりスリーブ２７の外周面を摺動し、エ
ジェクタ風量制御ダンパ２６とヘントバーナ２３の一端
部とのギャップが調整可能となっている。

なお、第１図中、１４は保炎リング、１６は２次空気旋
回ベーン、１７は３次エアレジスタ、１８は２次エアレ
ジスタを示している。

次に上記のように構成される微粉炭燃焼装置の作用につ
いて説明する。

ボイラ等の起動時には起動用パンクアンプ用油バーナ１
１に点火され、火種が形成される。次に微粉炭バーナ５
には微粉炭製造装置（図示せず）から微粉炭供給管１５
を介して１次空気に搬送された微粉炭が導入される。こ
の１次空気により搬送される微粉炭は、サイクロンセパ
レータ１９に入る。サイクロンセパレータ１９では１次
空気により搬送される微粉炭は、サイクロンセパレータ
１９外周面に沿って旋回し、１次空気の一部と微粉炭の
若干量がスリーブ２２を通ってベント管２０に至り、１
次空気の残部と微粉炭の残部は微粉炭バーナノズル５か
ら炉内に噴出される。

ボイラ等の負荷変動に対しては、ベント量制御ダンパ２
１の開度を調整することにより対応できる。すなわち、
低負荷時にはベント量制御ダンパ２１の開度を大きくし
、スリーブ２２からベント管２０側に流動される１次空
気量を増大させることにより微粉炭バーナノズル５から
噴出される燃料のＣ／Ａを高く　（高濃度化した微粉炭
とする）する。この場合、スリーブ２２からベント管２
０を流れるベント空気流速が低下する。

そこで、第２図に示す操作部材２日を火炉外側に移動す
ると、エジェクタ２５におけるギャップが大きくなる。

このため、ウィンドボックス２内の空気がエジェクタ２
５を介してペントバーナ２３内に吸い込まれ、低負荷運
転下においてもベント管２０およびヘントハーナ３２内
を微粉炭の浮遊速度以上に確保でき、微粉炭が管路中に
堆積することを未然に防止できる。

また、ヘントエア９の流路は給炭カット時であって、ウ
ィンドボックス２が加圧時にはエジェクタ２５の効果に
より負圧の状態となり、これが火炉圧板下になると、微
粉炭バーナノズル５内に路内ガスが逆流して保炎リング
１４および微粉炭ハ−ナノズル５の先端部を焼損する恐
れがある。この場合、エジェクタ風量制御ダンパ２６を
遠隔にて、０Ｎ−ＯＦＦ制御することにより上記のよう
な事態が生じないようにエジェクタ２５のギャップを適
宜調整することができる。

更にペントバーナ２３からの微粉炭を含む１次空気は炉
壁面に対して火炎形成領域側に傾斜した状態で噴出され
る。前記エジェクタ２５からの空気の吹き込みによりヘ
ントエア流速はバーナスロート流速と同等の高流速を確
保でき、かつペントバーナ２３からの貫通力によりヘン
トエアを石炭火炎内に貫通することができ、ベントエア
中の微粉炭がボイラ低負荷時にも焼却可能となる。

また、一般に微粉炭の燃焼性の面からみると、Ｃ／Ａが
所定の範囲にあることが望ましいが、Ｃ／Ａが高くなる
程、微粉炭の搬送性が低下する。

上記した実施例において、サイクロンセパレータ１９は
ウィンドボックス２内の微粉炭バーナノズル５に近接し
て設けられ、したがって高濃度化した燃料（高いＣ／Ａ
）を微粉炭バーナノズル５を介して炉内に噴出までの距
離を短くできるために微粉炭バーナノズル５における逆
火現象を未然に防止できる。

次にヘントハーナ２３の配置状態の例を第３図〜第５図
に示す。第３図において、ペントバーナ２３が２木配設
され、２つのペントバーナ２３は各々その噴出口が円形
状に形成され、バーナスロー　Ｉ−２３の上部側に配置
されている。

第４図において、ペントバーナ２３が４本配設され、４
つのペントバーナ２３は各々その噴出口が円形状に形成
され、バーナスロート２３の外周側に等間隔に配置され
ている。

第５図において、ペントバーナ２３は４本配設され、４
つのペントバーナナ２３は各々その噴出口が楕円形状に
形成され、バーナスロート２３の外周側に等間隔に配置
されている。

第３図〜第５図に示すペントバーナ２３では、いずれも
ヘントエアは燃焼用空気の旋回方向と同一の旋回方向と
なるようにペントバーナ２３の噴出口が配置されている
。

このような構成とすることにより、ペントバーナ２３か
らのヘントエアの流れは、燃焼用空気の旋回を阻害する
ことが少なくなり、主バーナの燃焼特性（ＮＯｘおよび
未燃分の発生）を悪化させることがない。

本発明は、上記した実施例に限定されるものでなく、種
々の変形が可能である。

例えば、エジェクタ２５からペントバーナ２３側に導入
されるガスは、ウィンドボックス２内の燃焼用空気に限
らず、圧縮空気やボイラの燃焼排ガスの一部を循環させ
、その燃焼排ガスを使用することもできる。ここで、ボ
イラの低負荷時には微粉炭バーナノズル５から噴出され
る燃料中のＣ／Ａは高くなるように調整され、したがっ
て、ペントバーナ２３から噴出される１次空気量が多く
なり、このヘントエアが石炭火炎内に貫通される。

ベント管２０に導入されるガスとしてボイラの燃焼排ガ
スを使用する場合、この燃焼排ガスは本来、酸素量不足
の状態であるので石炭火炎内に吹き込まれる酸素量を調
整でき、火炉底部のバランスを適切に維持できる。

上記した圧縮空気および燃焼排ガスの場合、ベント管２
０の途中に圧縮空気又は燃焼排ガスの供給管を挿入し、
その噴出口をペントバーナ２３側に配置するようにすれ
ばよい。また、ウィンドボックス２内又はウィンドボッ
クス２の外部において、ベント管２０に設置されたエジ
ェクタを取り囲むようにして圧縮空気又は燃焼排ガスの
供給部を区画し、この区画部に圧縮空気又は燃焼排ガス
を導入するようにしてもよい。

また、大型のボイラでは、バーナは横に１０本程度の並
列され、縦に４段程度に配置されると共にそれぞれ缶の
前壁および後壁に設けられている。

したがって、各微バーナ毎に接続されたベント管にそれ
ぞれ上記したガス導入手段を設置すると、極めて複雑な
構造となる。そこで数本の各微粉炭バーナノズル５から
のベント管２０を合流させ、この合流したベント管２０
の途中に上記したガス導入手段を設けることにより簡単
な構造とすることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ボイラ等の燃焼装置の低
負荷時においてもヘントエア量を制御でき、微粉炭バー
ナに導入される燃料のＣ／Ａを安全に維持でき、したが
って着火時間を短縮でき、保炎が確保されると共にヘン
トエア中に低濃度で含まれる微粉炭のベント管中におけ
る堆積とヘントハーナ噴出口でのハンチイングを防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の要部拡大図、第３図、第４図および第５図は各々本
発明におけるヘントバーナの配置状態を示す説明図、第
６図は従来の微粉炭燃焼装置の例を示す断面図である。 １・・・・・・火炉、２・・・・・・ウィンドボックス
、５・・・・・・微粉炭バーナノズル、６・・・・・・
ヘンチュリー、９・・・・・・ヘントエア、１０・・・
・・・微粉炭、１１・・・・・・起動用ハックアップ用
油バーナ、１２・・・・・・バーナスロート、１４・・
・・・・保炎リング、１５・・・・・・微粉炭供給管、
１９・・・・・・サイクロンセパレータ、２０・・・・
・・ヘント管、２１・・・・・・ヘントを制御ダンパ、
２２・・・・・・スリーブ、２３・・・・・・ヘントハ
ーナ、２５・・・・・・エジェクタ、２６・・・・・・
エジェクタ風量調整ダンパ、２７・・・・・・スリーブ
、２８・旧・・操作部材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）微粉炭製造装置から微粉炭バーナに至る系統であ
   って１次空気により搬送される微粉炭からなる燃料の供
   給系統の途中に負荷変動に応じて前記微粉炭バーナ側に
   供給される燃料中のＣ／Ａを調整するために微粉炭バー
   ナノズルに供給される燃料から所定量の１次空気を分離
   するための分離手段と、該分離手段から分離されると共
   に微粉炭を含む１次空気を搬送し、この１次空気を火炉
   側に噴出する分岐通路と、該分岐通路の途中にその通路
   内に微粉炭を堆積することなく、流動状態に維持できる
   ように該通路の火炉出口側に対してガスを導入する手段
   と、を設けたことを特徴とする微粉炭燃焼装置。
2. （２）前記ガスを導入する手段は、ウィンドボックス内
   に位置する分岐通路の途中に設置されたエジェクタから
   なることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   微粉炭燃焼装置。
3. （３）前記分離手段は、ウィンドボックス外部のウィン
   ドボックスに近接したサイクロンセパレータからなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の微粉炭
   燃焼装置。