WO2014010034A1 - ボイラ燃焼装置 - Google Patents

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WO2014010034A1
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boiler
exhaust gas
steam
combustion
cooling gas
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強 柴田
林　喜治
雅人 半田
Original Assignee
株式会社 日立製作所
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/08—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for reducing temperature in combustion chamber, e.g. for protecting walls of combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls

Definitions

  • the present invention relates to a boiler combustion apparatus.
  • the boiler combustion device generates high-temperature combustion gas by burning fuel, and generates high-temperature and high-pressure steam by transferring heat from the high-temperature combustion gas to water via a heat transfer tube. Then, high-temperature and high-pressure steam is supplied to the steam turbine to generate power.
  • a once-through boiler is generally employed in large power plants in recent years. In a once-through boiler, water or steam flows in all the heat transfer tubes during normal operation, and the heat transfer tube metal temperature corresponding to the designed heat load is maintained. However, since steam with sufficient temperature and pressure cannot be generated at the beginning of startup, a steam separator is arranged in the middle of the steam generation mechanism.
  • the steam separator is generally installed near the top of the boiler, so the furnace wall surface that receives high heat radiation from the burner flame when the boiler starts up and the heat load is high Are all located upstream of the steam separator. Therefore, in the circulation operation at the time of start-up, water flows inside the heat transfer tube upstream of the steam / water separator, so that an empty-running state can be avoided. Therefore, it was not necessary to use special wall cooling means for reducing the heat load on the furnace wall surface and lowering the metal temperature.
  • Patent Document 1 discloses means for efficiently cooling the wall surface of a fluidized bed combustion furnace.
  • a refractory material is applied to the inner wall surface.
  • the cooling air conduit is not exposed to the furnace.
  • a nozzle shape or the like that ejects air downward along the wall surface is shown.
  • An object of the present invention is to provide a configurable boiler combustion apparatus.
  • the present invention is more downstream than the burner and at the same height as the steam separator, or on the furnace wall upstream of the steam separator, than the emissivity of nitrogen and oxygen.
  • a cooling gas supply port for supplying a gas having a high emissivity is provided.
  • the heat load on the upper wall surface of the furnace can be effectively reduced even at startup, and the heat transfer tube panel on the upper wall surface of the furnace is made of the same material as the current boiler. It is possible to provide a boiler combustion apparatus that can be configured.
  • Example 1 of this invention It is a figure which shows the apparatus structure of Example 1 of this invention. It is a figure which shows an example of the structure and arrangement
  • the present invention relates to a boiler combustion apparatus that generates steam by burning fuel and drives steam turbine power generation equipment.
  • FIG. 1 shows the equipment configuration of a coal-fired boiler combustion apparatus in the present embodiment.
  • Coal which is fuel is finely pulverized by a coal pulverizer (not shown), and then supplied to the burner 1 and combusts to generate high-temperature combustion gas in the furnace of the boiler 2.
  • the air for coal combustion is distributed and supplied to the burner 1 and the after-air port 19 from the viewpoint of reducing unburned components and suppressing nitrogen oxides.
  • the heat of the combustion gas is transferred to water or steam flowing inside the heat transfer tube through a heat transfer tube (not shown) installed on the wall of the boiler, thereby generating high-temperature and high-pressure steam.
  • the steam is supplied to the steam separator 8 to separate moisture from the steam.
  • the steam discharged from the steam separator 8 is superheated by the heat transfer pipe of the boiler, and then supplied to the steam turbine power generation equipment 4 by the steam pipe 22 so that the energy of the steam is converted into electricity.
  • the combustion exhaust gas from the boiler is discharged from the flue 3 installed at the boiler outlet and enters the exhaust gas treatment device 5 including a nitrogen oxide removal device, a sulfur oxide removal device, a dust removal device, etc., and harmful substances, etc. Is removed.
  • the exhaust gas treatment device 5 may take a device configuration different from the above in accordance with the regulations of the boiler plant installation region. Moreover, you may install the facility which aims at effective utilization of the calorie
  • the combustion exhaust gas after the exhaust gas treatment is diffused into the atmosphere from the chimney 6.
  • a recirculated exhaust gas intake 9 is provided in the middle of the flue 3.
  • the exhaust gas guided from the recirculation exhaust gas inlet 9 is guided into the recirculation exhaust gas conduit 10 by the exhaust gas recirculation blower 18 and supplied into the boiler 2 through the cooling gas supply port 7 installed on the boiler wall surface. Is done.
  • the boiler exhaust gas contains about 15% carbon dioxide (CO 2 ) and 10% or more water vapor (H 2 O), and the emissivity of these is nitrogen (N 2 ), the main component of air, Higher than oxygen (O 2 ). Therefore, the boiler exhaust gas has a higher shielding performance against heat radiation than air.
  • the cooling gas supply port 7 is installed at a height equivalent to the height at which the steam separator 8 is installed.
  • the cooling gas supply port 7 may be provided on the furnace wall surface on the downstream side of the burner 1 and on the upstream side of the steam / water separator 8.
  • the cooling gas supply port is provided at the above-described height, and a gas having an emissivity higher than that of nitrogen and oxygen is supplied from the cooling gas supply port. It is possible to effectively reduce the thermal load on the upper wall surface.
  • the maximum heat radiation shielding effect can be achieved with a smaller amount of exhaust gas (cooling gas) by adopting the structure and arrangement of the cooling gas supply port 7 shown below. It is possible to obtain
  • FIG. 2 shows an example of the arrangement of the cooling gas supply ports 7 and is a view seen from the upper surface of the boiler.
  • the figure shows only one supply port for simplicity.
  • a swirler 20 that can apply a strong swirling force to the exhaust gas (cooling gas) blown into the boiler is installed.
  • the swirler 20 causes the exhaust gas (cooling gas) blown into the furnace to flow in a direction along the wall without going straight.
  • FIG. 3 is an example of another arrangement of the cooling gas supply port 7 and is a view seen from the upper surface of the boiler. The figure shows only one supply port for simplicity. Unlike FIG. 2, the cooling gas supply port of FIG. 3 is formed such that the recirculation exhaust gas conduit 10 extends in the horizontal direction.
  • the outlet shape of the cooling gas supply port is a slit shape whose longitudinal direction is the horizontal direction (that is, a slit shape whose longitudinal direction is the longitudinal direction with respect to the main flow of the combustion gas flowing in the furnace).
  • the opening width of the supply port in the vertical direction on the paper surface is 1/5 or less of the opening width in the horizontal direction on the paper surface.
  • the boiler exhaust gas (cooling gas) supplied from the cooling gas supply port 7 is blown into the boiler furnace through the gap between the heat transfer tubes 21 at a speed equal to or lower than the average flow velocity of the combustion gas flowing in the furnace. For this reason, the boiler exhaust gas (cooling gas) blown into the furnace flows upward along the wall surface immediately after entering the furnace.
  • FIG. 4 shows still another example of arrangement of the cooling gas supply port 7.
  • at least eight cooling gas supply ports 7 are arranged at four corners of the rectangular cross section of the boiler.
  • Boiler exhaust gas (cooling gas) is supplied to the vicinity of the furnace surface from the cooling gas supply ports 7 installed on the left and right side wall surfaces of one wall surface to be cooled.
  • the blowing direction of the left and right nozzles is set to be perpendicular to the main flow direction of the combustion gas and to the horizontal direction on the wall surface to be cooled.
  • a gas film covering the upper wall surface can be formed, and overheating of the heat transfer tube can be prevented.
  • FIG. 5 shows the equipment configuration of the coal fired boiler combustion apparatus in the present embodiment. Since this embodiment has a lot of parts composed of devices having the same operation as that of the first embodiment, only differences from the first embodiment will be described below. With respect to an apparatus not described below, it is assumed that it has the same function and effect as in the first embodiment.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that steam can be supplied from the steam supply facility 11 in the middle of the recirculation exhaust gas conduit 10.
  • water vapor H 2 O
  • the steam source in the steam supply device 11 is determined is within the discretion of the designer.
  • there are a method of installing an auxiliary boiler a method of receiving steam supply only at the time of start-up from another series of boiler power generation systems installed adjacent to each other.
  • FIG. 6 is an example of another device configuration in which a water supply facility 12 is installed as an alternative to the steam supply facility 11.
  • the recirculation boiler exhaust gas is usually 200 to 350 ° C. Therefore, in FIG. 6, a fine water atomizing nozzle is installed in the recirculated exhaust gas conduit 10.
  • a fine water atomizing nozzle is installed in the recirculated exhaust gas conduit 10.
  • FIG. 7 shows the equipment configuration of the coal fired boiler combustion apparatus in the present embodiment. Since this embodiment has a lot of parts composed of devices having the same operation as that of the first embodiment, only differences from the first embodiment will be described below. With respect to an apparatus not described below, it is assumed that it has the same function and effect as in the first embodiment.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that fly ash particles can be introduced from the ash particle supply facility 13 in the middle of the recirculation exhaust gas conduit 10.
  • a means for shielding the heat radiation beam from the flame there is a method in which nonflammable fine particles are entrained in the cooling gas.
  • equipment such as an electric dust collector for collecting fly ash is introduced into the exhaust gas treatment equipment 5. Therefore, the fly ash particles collected by the electric dust collector are introduced into the recirculated exhaust gas through the ash particle supply facility 13.
  • FIG. 8 shows the equipment configuration of the coal-fired boiler combustion apparatus in the present embodiment. Since this embodiment has a lot of parts composed of devices having the same operation as that of the first embodiment, only differences from the first embodiment will be described below. With respect to an apparatus not described below, it is assumed that it has the same function and effect as in the first embodiment.
  • a preferred apparatus configuration for optimally adjusting the supply flow rate of the recirculated exhaust gas and controlling it so as to obtain the heat shielding effect on the boiler upper wall surface as much as necessary is shown.
  • the heat transfer tube metal temperature detection device 14 capable of detecting the metal temperature of the heat transfer tube that is the target of air blow prevention is installed, and a plurality of points with the highest heat load among the heat transfer tubes above the boiler are selected. The metal temperature can be detected.
  • the recirculation exhaust gas conduit 10 is provided with a flow meter 17 for detecting the flow rate of the recirculation exhaust gas.
  • the recirculation gas flow rate control device 15 Based on the detected temperature and flow rate, the recirculation gas flow rate control device 15 appropriately sets and adjusts the operation amount of the flow rate adjustment valve 16 installed in the middle of the recirculation exhaust gas conduit 10. Therefore, it is preferable because the heat transfer tube can always be maintained in an appropriate temperature range without excessively supplying recirculated exhaust gas (cooling gas).

Abstract

　高効率発電プラント向けのボイラ燃焼装置において、起動時であっても火炉上部壁面の熱負荷を効果的に低減でき、現行ボイラと同等の材質で火炉上部壁面の伝熱管パネルを構成可能なボイラ燃焼装置を提供することを目的とする。 バーナ（１）よりも下流側であり、且つ、気水分離器（８）と同等の高さ、又は、気水分離器（８）よりも上流側の火炉壁面に、窒素及び酸素の放射率よりも高い放射率を有するガスを供給する冷却ガス供給口（７）を備えることを特徴とする。

Description

ボイラ燃焼装置
　本発明は、ボイラ燃焼装置に関する。
　ボイラ燃焼装置は、燃料を燃焼させて高温燃焼ガスを生成し、伝熱管を介して高温燃焼ガスから水に熱を伝えて高温高圧の蒸気を生成する。そして、高温高圧蒸気を蒸気タービンに供給して発電する。このボイラ燃焼装置において、近年大型の発電用プラントには貫流型ボイラが一般的に採用されている。貫流型ボイラでは、通常運転時には全ての伝熱管内に水もしくは蒸気が流動し、設計された熱負荷に応じた伝熱管メタル温度を維持するように運転が為される。しかしながら、起動初期には十分な温度・圧力の蒸気を生成できないため、蒸気発生機構の中途に気水分離器を配置している。そして、気水分離器で分離された温水をボイラの上流側に還流する循環運転を実施する。循環運転時には、気水分離器よりも下流側に位置する伝熱管群の内部には蒸気が流動していない。したがって、循環運転時に、下流側の伝熱管が高温の燃焼排ガスに曝されると、空焚き状態となり伝熱管のメタル温度がそれらの材質に応じた耐用温度を越える可能性が生じ、問題となりうる。
　従来のボイラ設計において、気水分離器はボイラの最上部付近に設置されることが一般的であったため、ボイラ起動時においてバーナ火炎から高い熱放射を受けて熱負荷が高い状態となる火炉壁面は全て気水分離器よりも上流側に位置することとなる。そのため、起動時の循環運転において、気水分離器より上流側の伝熱管内部では水が流動するために、空焚き状態を回避することができた。したがって、火炉壁面の熱負荷を下げ、メタル温度を低下させるための特段の壁面冷却手段を用いる必要は無かった。
　特許文献１には、流動層式燃焼炉の壁面を効率的に冷却する手段が開示されている。本文献における流動層炉では、壁面の熱負荷が非常に高いため、内壁面に耐火材が施工されている。耐火材表面の高温化によるクリンカ発生を防止し、クリンカ由来のトラブルを回避して連続運転時間を延長するための内壁面冷却空気の吹き込み手段として、冷却空気導管を炉内に曝さない構造や冷却空気を壁面に沿って下向きに噴出すノズル形状などが示されている。
特開平６－２５７９５２号公報
　近年、ボイラ発電設備の高効率化が益々求められるようになり、これに応じてボイラで生成する蒸気の高温高圧化の検討が進められている。このような高効率型ボイラ発電設備においては、効率向上分に応じて蒸気流量が低下する。また、設計点が変化することによって、気水分離器がより上流側に設置される傾向にある。この時、ボイラ火炉の上部壁面は、起動時の循環運転において、いわゆる空焚き状態となり、従来よりも耐熱温度の高い材質への設計変更が必要となる場合がある。効率上昇幅が大きいほど、気水分離器の設置位置は上流側へシフトする傾向となる。そのため、高効率化を指向するほど、バーナに近いより熱負荷の高い領域にこの問題が拡大する。そして、材質変更に伴うコスト上昇幅は、得られる効率向上分との比較においても無視できないレベルになると推定され、経済性の高い高効率ボイラを実現する際の制約になると考えられている。
　そこで本発明では、高効率発電プラント向けのボイラ燃焼装置において、起動時であっても火炉上部壁面の熱負荷を効果的に低減でき、現行ボイラと同等の材質で火炉上部壁面の伝熱管パネルを構成可能なボイラ燃焼装置を提供することを目的とする。
　本発明は、前記バーナよりも下流側であり、且つ、前記気水分離器と同等の高さ、又は、前記気水分離器よりも上流側の火炉壁面に、窒素及び酸素の放射率よりも高い放射率を有するガスを供給する冷却ガス供給口を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、高効率発電プラント向けのボイラ燃焼装置において、起動時であっても火炉上部壁面の熱負荷を効果的に低減でき、現行ボイラと同等の材質で火炉上部壁面の伝熱管パネルを構成可能なボイラ燃焼装置を提供することが可能である。
本発明の実施例１の機器構成を示す図である。 本発明の実施例１の冷却ガス供給口の構造と配置の一例を示す図である。 本発明の実施例１の冷却ガス供給口の構造と配置の一例を示す図である。 本発明の実施例１の冷却ガス供給口の構造と配置の一例を示す図である。 本発明の実施例２の機器構成を示す図である。 本発明の実施例２の機器構成を示す図である。 本発明の実施例３の機器構成を示す図である。 本発明の実施例４の機器構成を示す図である。
　本発明は、燃料を燃焼させて蒸気を生成し、蒸気タービン発電設備を駆動するボイラ燃焼装置に関する。
　以下、本発明を石炭焚きボイラ燃焼装置に適用した実施例について図を参照しながら説明する。ただし、本発明は実施例に限定されるものではない。
　図１は、本実施例における石炭焚きボイラ燃焼装置の機器構成を示す。燃料である石炭は、図示しない石炭粉砕器で微粉砕された後に、バーナ１に供給されて燃焼し、ボイラ２の火炉内で高温の燃焼ガスを生成する。石炭燃焼用の空気は、未燃分低減と窒素酸化物抑制の観点から、バーナ１とアフタエアポート１９に分配されて供給される構成が一般的である。燃焼ガスが有する熱は、ボイラ壁面に設置された図示しない伝熱管を介して、伝熱管内部を流動する水もしくは蒸気に伝達され、高温高圧の蒸気を生成する。そして、蒸気は、気水分離器８に供給され、蒸気から水分を分離する。気水分離器８から排出された蒸気は、ボイラの伝熱管で過熱された後に、蒸気配管２２によって蒸気タービン発電設備４に供給されて、蒸気の有するエネルギーが電気に変換される。ボイラの燃焼排ガスは、ボイラ出口に設置された煙道３より排出されて、窒素酸化物除去装置、硫黄酸化物除去装置、煤塵除去装置などで構成される排ガス処理装置５に入り、有害物質等が除去される。なお、排ガス処理装置５はボイラプラント設置地域の法規制に応じて上記と異なる装置構成を取っても良い。また、熱交換装置のように、排ガスに残存する熱量の有効活用を図る設備を設置しても良い。排ガス処理後の燃焼排ガスは、煙突６より大気中に放散される。
　また、煙道３の中途には、再循環排ガス取入口９が設けられている。再循環排ガス取入口９から導かれた排ガスは、排ガス再循環ブロア１８によって再循環排ガス導管１０中に導引されて、ボイラ壁面に設置された冷却ガス供給口７を介してボイラ２内に供給される。ボイラ排ガス中には、約１５％の二酸化炭素（CO2）や１０％以上の水蒸気（H2O）が含まれており、これらの放射率は空気の主成分である窒素（N2）や酸素（O2）に比べて高い。そのため、ボイラ排ガスは熱放射に対する遮蔽性能が空気に比べて高い。このような放射率の高いガス（ボイラ排ガス）を、ボイラ２上部の壁面に沿って一様に供給することによって、バーナ１で形成される高温の火炎からの強い熱放射光線を遮蔽する効果が期待できる。この際、冷却ガス供給口７は、気水分離器８が設置される高さと同等の高さに設置される。又は、冷却ガス供給口７は、バーナ１の下流側、かつ、気水分離器８の上流側の火炉壁面に設けても良い。このように、前述の高さに冷却ガス供給口を設け、この冷却ガス供給口から窒素及び酸素の放射率よりも高い放射率を有するガスを供給することで、ボイラの起動時においても、火炉上部壁面の熱負荷を効果的に低減することが可能である。
　ボイラ壁面の冷却ガス供給口７からボイラ排ガスを供給する場合、次に示す冷却ガス供給口７の構造や配置を採用することで、より少ない排ガス（冷却ガス）量で最大の熱放射の遮蔽効果を得ることが可能である。
　図２は、冷却ガス供給口７の配置の一例を示し、ボイラ上面から見た図である。図は、簡単のために１ヶ所の供給口のみを示す。冷却ガス供給口７を形成する円筒型ノズルの中には、ボイラ内に吹き込む排ガス（冷却ガス）に強い旋回力を付与できる旋回器２０が設置される。この旋回器２０により、炉内へ吹き込まれた排ガス（冷却ガス）は、直進せずに壁面に沿う方向に流れる。このような冷却ガス供給口７を複数設置することにより、ボイラの上部壁面の表面近傍をむら無くボイラ排ガス（冷却ガス）で覆うことが出来るため、効果的にボイラ上部壁面の熱負荷を低減し、伝熱管のメタル温度の過昇を防止することが出来る。
　図３は、冷却ガス供給口７の別の配置の例であり、ボイラ上面から見た図である。図は、簡単のために１ヶ所の供給口のみを示す。図２と異なり、図３の冷却ガス供給口は、再循環排ガス導管１０が水平方向に広がるように形成される。そして、冷却ガス供給口の出口形状は、水平方向を長手としたスリット形状となる（即ち、火炉内を流れる燃焼ガスの主たる流れに対して垂直方向を長手としたスリット形状である）。なお、紙面垂直方向における供給口の開口幅は、紙面水平方向における開口幅の１／５以下である。冷却ガス供給口７から供給されるボイラ排ガス（冷却ガス）は、炉内を流れる燃焼ガスの平均流速以下で、伝熱管２１の隙間からボイラ炉内に吹き込まれる。このため、炉内に吹き込まれたボイラ排ガス（冷却ガス）は、炉内に入ってすぐに上方に向かって壁面沿いを流れる。このようなスリット型の冷却ガス供給口を複数設置することにより、効果的にボイラ上部壁面の伝熱管の過熱を防止することが出来る。
　図４は、冷却ガス供給口７のさらに別の配置例である。この例の場合、冷却ガス供給口７は、ボイラの矩形断面の４隅に、少なくとも計８本配置される。冷却対象となる一つの壁面に対して、その左右の側壁面に設置された冷却ガス供給口７から、ボイラ排ガス（冷却ガス）が火炉表面近傍に供給される。図４に示すように、左右のノズルの吹き込み方向は、燃焼ガスの主たる流れ方向に対して垂直方向であり、且つ冷却対象の壁面に水平方向であるように設定される為、効果的にボイラ上部壁面を覆うガス膜を形成でき、伝熱管の過熱を防止することが出来る。
　図５は、本実施例における石炭焚きボイラ燃焼装置の機器構成を示す。本実施例は実施例１と同様の作用を有する装置で構成される部分が多いため、以下では実施例１との相違点のみを述べる。以下に記述されない装置に関しては、実施例１におけるのと同様の作用効果を有するものとする。
　本実施例が実施例１と異なる点は、再循環排ガス導管１０の中途に、蒸気供給設備１１から蒸気を供給できることである。実施例１で述べた通り、水蒸気（H2O）は放射率の高いガス成分である。そのため、排ガス中の水蒸気含有率を上げて、放射率の低い窒素や酸素の含有率を低下させることは、ボイラ排ガス（冷却ガス）の熱遮蔽性能を向上する事につながり好ましい。このため、本実施例では、再循環排ガスに蒸気を添加できる構成とし、ボイラ排ガス（冷却ガス）による伝熱管の過熱防止効果を高められる。蒸気供給装置１１における蒸気源をどこに求めるかは、設計者の裁量の範囲である。一例として、補助ボイラの設置や、隣接して設置されている別系列のボイラ発電システムから起動時のみ蒸気の供給を受ける方法などがある。
　図６は、蒸気供給設備１１の代替として、水供給設備１２を設置した別の機器構成の例である。再循環ボイラ排ガスは、通常２００～３５０℃となる。そのため、図６では、再循環排ガス導管１０の中に、水の微粒噴霧ノズルを設置している。このように、水供給設備１２から微粒噴霧ノズルへ水を供給することで、蒸気を直接供給するのと同等の効果を最小の機器構成で得ることが出来、好適である。
　図７は、本実施例における石炭焚きボイラ燃焼装置の機器構成を示す。本実施例は実施例１と同様の作用を有する装置で構成される部分が多いため、以下では実施例１との相違点のみを述べる。以下に記述されない装置に関しては、実施例１におけるのと同様の作用効果を有するものとする。
　本実施例が実施例１と異なる点は、再循環排ガス導管１０の中途に灰粒子供給設備１３から飛灰粒子を導入できることである。火炎からの熱放射光線を遮蔽する手段として、不燃性の微粒子を冷却ガス中に同伴させる方法がある。本実施例では、排ガス処理設備５に飛灰を捕集する電気集塵器などの設備が導入されている。そこで、電気集塵器で捕集された飛灰粒子は、灰粒子供給設備１３を介して再循環排ガスに導入される。冷却ガスに飛灰粒子を導入することで、より経済的に高い熱放射遮蔽効果を高めることが出来、好適である。
　図８は、本実施例における石炭焚きボイラ燃焼装置の機器構成を示す。本実施例は実施例１と同様の作用を有する装置で構成される部分が多いため、以下では実施例１との相違点のみを述べる。以下に記述されない装置に関しては、実施例１におけるのと同様の作用効果を有するものとする。
　本実施例では、再循環排ガスの供給流量を最適に調整し、必要な時に必要なだけボイラ上部壁面での熱遮蔽効果を得るように制御するための好適な機器構成を示す。そのため本例においては、空焚き防止対象となる伝熱管のメタル温度を検知できる伝熱管メタル温度検知装置１４が設置されており、ボイラ上部の伝熱管中で最も熱負荷の高い点を複数選定してそのメタル温度を検知できるようにしている。また、再循環排ガス導管１０には、流量計１７が設けられており、再循環排ガスの流量を検知している。検知された温度と流量に基づき、再循環ガス流量制御装置１５が、再循環排ガス導管１０の中途に設置された流量調整弁１６の操作量を適当に設定及び調整する。従って、再循環排ガス（冷却ガス）を過剰に供給することなく、且つ伝熱管を常に適当な温度域に保持することが出来る為、好適である。
　
１…バーナ
２…ボイラ
３…煙道
４…蒸気タービン発電設備
５…排ガス処理装置
６…煙突
７…冷却ガス供給口
８…気水分離器
９…再循環排ガス取入口
１０…再循環排ガス導管
１１…蒸気供給設備
１２…水供給設備
１３…灰粒子供給設備
１４…伝熱管メタル温度検知装置
１５…再循環ガス流量制御装置
１６…流量調整弁
１７…流量計
１８…排ガス再循環ブロア
１９…アフタエアポート
２０…旋回器
２１…伝熱管
２２…蒸気配管

Claims (9)

  1. 　燃料を燃焼させるバーナと、該バーナの燃焼ガスから熱を回収するための伝熱管と、該伝熱管によって形成された火炉を有するボイラ、および前記ボイラから排出されたボイラ排ガスを煙突に導く煙道と、前記伝熱管で発生した蒸気から水分を分離する気水分離器と、前記気水分離器により分離された後に前記ボイラの伝熱管で過熱された蒸気が供給される蒸気タービン発電設備を有するボイラ燃焼装置であって、
    　前記バーナよりも下流側であり、且つ、前記気水分離器と同等の高さ、又は、前記気水分離器よりも上流側の火炉壁面に、窒素及び酸素の放射率よりも高い放射率を有するガスを供給する冷却ガス供給口を備えることを特徴とするボイラ燃焼装置。
  2. 　請求項１において、前記煙道の中途に配置され、燃焼排ガスの一部を取り込む再循環排ガス取入口と、前記再循環排ガス取入口から導引されたボイラ排ガスを前記冷却ガス供給口に導く再循環排ガス導管を備えることを特徴とするボイラ燃焼装置。
  3. 　請求項２において、前記再循環排ガス取入口から導引された燃焼排ガスに、蒸気を混合させる蒸気供給設備を有することを特徴とするボイラ燃焼設備。
  4. 　請求項２において、前記再循環排ガス取入口から導引された燃焼排ガスを搬送する導管の中途に、水を噴霧する水供給設備を有することを特徴とするボイラ燃焼設備。
  5. 　請求項２において、前記再循環排ガス取入口から導引された燃焼排ガスに、飛灰粒子を混合させる灰粒子供給設備を有することを特徴とするボイラ燃焼設備。
  6. 　請求項２から５において、前記気水分離器より下流側のボイラ壁面に、壁面を構成する伝熱管のメタル温度を検知する伝熱管メタル温度検知装置を有し、該伝熱管メタル温度検知装置の指示値に応じて前記冷却ガス供給口から供給する冷却ガスの流量を調整する再循環ガス流量制御装置を有することを特徴とするボイラ燃焼装置。
  7. 　請求項２から６において、前記冷却ガス供給口のノズル内部に、ガス流に旋回成分を付与できる旋回器を備えることを特徴とするボイラ燃焼装置。
  8. 　請求項２から６において、前記冷却ガス供給口が、前記火炉内を流れる燃焼ガスの主たる流れ方向に対して垂直方向を長手としたスリット形状であることを特徴とするボイラ燃焼装置。
  9. 　請求項２から６において、前記冷却ガス供給口がボイラの矩形断面の四方の隅付近に設置され、冷却ガスの吹き込み方向が火炉内の燃焼ガスの主たる流れ方向に対して垂直方向であり、且つ冷却の対象とする壁面に対して水平方向であるように配置されることを特徴とするボイラ燃焼装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6383505A (ja) * 1986-09-29 1988-04-14 バブコツク日立株式会社 ボイラ装置
JPH10169966A (ja) * 1996-12-06 1998-06-26 Nippon Steel Corp 廃棄物溶融炉からの生成ガスの燃焼炉のクリンカー生成防止方法
JP2002031317A (ja) * 2000-07-21 2002-01-31 Hamamatsu Godo Kk 排煙循環式炉壁冷却焼却炉
JP2011089711A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Hitachi Ltd 微粉炭ボイラの改造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6383505A (ja) * 1986-09-29 1988-04-14 バブコツク日立株式会社 ボイラ装置
JPH10169966A (ja) * 1996-12-06 1998-06-26 Nippon Steel Corp 廃棄物溶融炉からの生成ガスの燃焼炉のクリンカー生成防止方法
JP2002031317A (ja) * 2000-07-21 2002-01-31 Hamamatsu Godo Kk 排煙循環式炉壁冷却焼却炉
JP2011089711A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Hitachi Ltd 微粉炭ボイラの改造方法

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