JPH0225609A - 微粉炭バーナおよびそれを用いた微粉炭燃焼装置 - 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〕 本発明は微粉炭の燃焼装置に係り、特に高燃料比炭（低
揮発分炭）の微粉炭燃焼において、保炎性が極めて良好
で、火炎安定燃焼範囲の大きいバーナ装置およびそれを
用いた微粉炭燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の微粉炭燃焼装置は、例えば第４図に示すごとく、
微粉炭輸送管２の途中に、サイクロン型の微粉炭濃度上
昇器３を装備しているものの、排気管５は直接微粉炭バ
ーナ１３に接続されていて、排気管５内の気流中に含ま
れている微細な石炭の微粒子を回収する配慮は全くなさ
れていなかった。

〔火力原子力発電第３８巻第３６７号（昭和６２年４月
号）第６１頁〕、また。排気管５内の微細石炭粒子の量
は、排気管５内の空気量に対して極めて僅かな量である
ため、それ自体で微粉炭火炎を形成させることが不可能
であり、したがって、微粉炭バーナの保炎機能向上に寄
与するように利用することなど全く考えられていなかっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

微粉炭バーナ、特に高燃料比炭を燃焼させる微粉炭バー
ナにおいて、バーナの保炎性能に影響を及ぼす主な要因
は、 （１）微粉炭と搬送空気の割合、すなわち搬送空気中の
微粉炭濃度。

（２）搬送空気の温度。

（３）微粉炭の粒度。

などが挙げられる。

上記要因の（１）については、微粉炭濃度〔石炭（ｋｇ
）／空気（ｋｇ））が大きい程バーナの保炎性が良＜、
（２）については、搬送空気の温度が高い程バーナの保
炎性が良好となり、さらに（３）については、微粉炭の
粒径が約３０μｍ以下の微粒子が多い程、バーナの保炎
性能は向上する。

しかしながら、実際に微粉炭バーナと連結して運転され
る石炭粉砕ミルの制御機能上の問題から、上記（１）お
よび（２）の要因には、おのずからその上限が存在して
おり、しかも、微粉炭濃度をあまり大きくせず、また搬
送空気の温度をあまり高くしない方力〜微粉炭バーナの
運転上好都合である。

また、上記（３）の要因については２石炭粉砕ミルの粉
砕能力と微粉炭輸送管２の途中に設置される微粉炭濃度
上昇器３の微粒子の捕集性能によって支配され、従来の
微粉炭バーナでは、微粉炭の粒度をバーナの保炎上望ま
しい値の範囲に調整することができないという問題があ
った。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、微粉
炭バーナの保炎性能を向上させるのに最適な微粉炭粒度
に保持して、高燃料比炭の火炎安定燃焼範囲の拡大をは
かる微粉炭バーナおよびそれを用いた微粉炭燃焼装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記本発明の目的は、微粉炭燃焼バーナ装置において、
微粉炭輸送管路に設けられている微粉炭濃度上昇器から
排気される微細石炭粒子（粒径が約３０μｌ以下のもの
）を捕集し回収する、例えばバグフィルタ式の捕集器を
配置し、該捕集器によって捕集された微細石炭粒子を、
該微細石炭粒子の誘導板を設けた微粉炭バーナのバーナ
筒の内部に注入し、燃焼させることにより、達成される
。

本発明の微粉炭バーナは、バーナスロート内に、燃焼用
空気を供給する３次空気レジスタとガイドスリーブ、２
次空気レジスタと２次空気ベーンおよび微粉炭輸送管路
から気流輸送される微粉炭と空気の混合気流を、燃焼炉
内へ供給するバーナ筒を少なくとも備え、かつ上記バー
ナ筒の炉内側先端部に保炎器を設けた微粉炭バーナであ
って、上記バーナ筒の炉外側の一端に、微粉炭供給系に
おいて捕集された微細石炭粒子を、上記バーナ筒の内部
に注入する注入器を設けた微粉炭バーナである。

そして１本発明の微粉炭バーナにおいて、バーす筒の内
部に、該バーナ筒の内面と所定の空間を形成する微細石
炭粒子の誘導板を設けることが好ましい、さらに２本発
明の微粉炭バーナにおいて。

バーナ筒の内部に設置した微細石炭粒子の誘導板の炉外
側先端部に、ベルマウス型の案内板を設けることが望ま
しい。

本発明の微粉炭燃焼装置は、微粉炭を供給する石炭粉砕
ミルと、該ミルによって生成した微粉炭を、微粉炭輸送
管路に設置されている微粉炭濃度上昇器を経由して、本
発明の微粉炭バーナに供給し燃焼させる微粉炭燃焼装置
であって、上記微粉炭濃度上昇器の排気管から排出され
る微細石炭粒子を捕集する、例えばバグフィルタ式の捕
集器を設置し、該捕集器によって捕集された微細石炭粒
子を、上記微粉炭バーナのバーナ筒に設けられている微
細石炭粒子の注入器に連結する管路を配設したものであ
る。

また、本発明の微粉炭燃焼装置において、捕集器によっ
て捕集された微細石炭粒子を、微粉炭バーナに微粉炭を
供給する微粉炭輸送管に注入する〔作用〕 微粉炭濃度上昇器としては、通常の場合、サイクロンの
ような機械式の微粉炭濃度上昇器が用いられるため、バ
ーナの保炎上望ましい約３０μｍ以下の微細石炭粒子が
、微粉炭濃度上昇器の排気管から排出されるため、微粉
炭輸送管を経由して微粉炭バーナのバーナ筒に至る微粉
炭と空気の混合気流中に含まれる保炎上望ましい微細石
炭粒子の割合が極端に減少することになる。しかし１本
発明による微粉炭燃焼手段を用いることによって。

いったん逸失した微細石炭粒子を捕集し回収して、微粉
炭バーナのバーナ筒部またはバーナに至る微粉炭輸送管
路内に注入する結果、微粉炭バーナにとって保炎上望ま
しい石炭の微粒子粒度に保持することができるので、バ
ーナの火炎安定燃焼範囲を拡大することができ、高燃料
比炭でも安定した微粉炭燃焼を継続させることが可能と
なる。

また、バーナ筒の微細石炭粒子の注入部には誘導板を設
置して、微細石炭粒子が、いたずらに微粉炭と空気の混
合気流中に拡散されるのを防止し、バーナノズル先端部
の保炎部分に効率よく微細石炭粒子が誘導されるように
機能している・〔実施例〕 以下に本発明の一実施例を挙げ１図面に基づいて、さら
に詳細に説明する。

第１図は、本発明の微粉炭バーナの断面構造を示す模式
図であって、バーナ本体は、バーナスロートｌｌ、ガイ
ドスリーブ１２，２次空気レジスタ１４．３次空気レジ
スタ１５．２次空気ベーン１６およびバーナ筒１０によ
って構成されている。バーナ筒１０の炉内側先端部には
保炎器１７を備え、この保炎器１７によって巻き込まれ
た２次空気は保炎器の内側で微小渦を形成するので、バ
ーナ筒１０から炉内側に噴出された微粉炭はこの付近で
着火する。２次空気レジスタ１４，３次空気レジスタ１
５および２次空気ベーン１６は旋回器として機能し、低
ＮＯＸ燃焼など、目的に応じた火炎構造を形成するよう
に調整される。

バーナ筒ｌＯの外側に取り付けられた注入器９は、それ
を通じてバーナ筒１０内に微細石炭粒子を送入するため
のもので、バーナ筒１０の内側には、ちょうど微細石炭
粒子をバーナ筒１０の内面に沿わせて。

炉内側先端部の保炎器１７近傍にまで導くための誘導板
１８が装着されている。バーナ筒１０の内面と誘導板１
８の外面との間に形成される空間には、上記の微細石炭
粒子が適切な速度で炉内側先端部の保炎器１７の近傍に
まで搬送されるように、微粉炭輸送管４から流入してく
る空気の一部が取り込まれるようにする。ベルマウス型
の案内板１９は、空気の取り込みを容易にすると共に、
適正な空気量が配分されるように、その形状が設定され
ている。

第２図は１石炭粉砕ミル１から連結されている微粉炭輸
送管２の途中に設置されたサイクロン型の微粉炭濃度上
昇器３からの排気管５中の微細石炭粒子を、バグフィル
タ型の微細石炭粒子捕集器６で回収すると共に、空気の
みを排気管８から大気中へ放出させる。一方、微細石炭
粒子は、空気流または機械的搬送手段によって、微細石
炭粒子輸送管７よりバーナ筒１０の注入器９からバーナ
筒１０の内部へ導入する構成例を示すものである。

バーナ筒ｌＯの内面と誘導板１８の外面とによって形成
される環状の空隙部内を、炉内側先端部に向けて搬送さ
れた微細石炭粒子は、保炎器１７近傍に至ると、２次空
気の巻き込みによって、保炎器１７の後流に形成される
微小空気溝の流れに伴流して、バーナの着火保持上肝要
な燃料源として有効に機能することになる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく１本発明の微粉炭バーナおよ
びそれを用いた微粉炭燃焼装置によれば以下に示す効果
がある。

（１）バーナの火炎安定に大きく寄与する微細石炭粒子
（約３０μ履以下）を、微細石炭粒子の濃度を小さくす
ることなくバーナの保炎器部に供給することができるの
で、火炎燃焼範囲を拡大することができ安定した微粉炭
燃焼を継続させることができる。

（２）保炎上有効な微細石炭粒子を回収して、適正な微
細石炭粒子濃度に！５１ｅｔ、てバーナに供給すること
かできるので、無煙炭、低質炭のような高燃料比炭の火
炎安定燃焼＠囲を拡大することが可能となる。

（３）ボイラのスタートアップ時のようなバーナ負荷の
低い燃焼条件（２次、３次空気温度が低く。

微粉炭／搬送空気の重量比が小さく、火炎が極めて不安
定）下での助燃用油の使用量の低減をはかることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において例示した微粉炭バーナ
の断面構造を示す模式図、第２図は本発明の微粉炭バー
ナを微粉炭燃焼システムに適用した場合の系統図、第３
図は実施例において例示した本発明の微粉炭バーナの火
炎安定範囲を示すグラフ、第４図は従来の微粉炭燃焼シ
ステムを示す系統図である。 １・・・石炭粉砕ミル　　２・・・微粉炭輸送管３・・
・微粉炭濃度上昇器 ４・・・微粉炭輸送管　　５・・・排気管６・・・微細
石炭粒子捕集器 ７・・・微細石炭粒子輸送管 ８・・・排気管　　　　　９・・・注入器１０・・・バ
ーナ筒　　　　１１・・・バーナスロート１２・・・ガ
イドスリーブ　１４・・・２次空気レジスタ１５・・・
３次空気レジスタ１６・・・２次空気ベーン１７・・・
保炎ｆｙ１１８・・・誘導板１９・・・案内板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バーナスロート内に、燃焼用空気を供給する３次空
   気レジスタ、２次空気レジスタおよび微粉炭輸送管路か
   ら気流輸送される微粉炭と空気の混合気流を、燃焼炉内
   へ供給するバーナ筒を少なくとも備え、かつ上記バーナ
   筒の炉内側先端部に保炎器を設けた微粉炭バーナにおい
   て、上記バーナ筒の炉外側の一端に、微粉炭供給系にお
   いて捕集された微細石炭粒子を、上記バーナ筒の内部に
   注入する注入器を設けたことを特徴とする微粉炭バーナ
   。 ２、特許請求の範囲第１項記載の微粉炭バーナにおいて
   、バーナ筒の内部に、該バーナ筒の内面と所定の空間を
   形成する微細石炭粒子の誘導板を設けたことを特徴とす
   る微粉炭バーナ。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の微粉炭バ
   ーナにおいて、バーナ筒の内部に設置した微細石炭粒子
   の誘導板の炉外側先端部に、ベルマウス型の案内板を設
   けたことを特徴とする微粉炭バーナ。 ４、微粉炭を供給する石炭粉砕ミルと、該ミルによって
   生成した微粉炭を、微粉炭輸送管路に設置されている微
   粉炭濃度上昇器を経由して、特許請求の範囲第１項に記
   載の微粉炭バーナに供給し燃焼させる微粉炭燃焼装置に
   おいて、上記微粉炭濃度上昇器の排気管から排出される
   微細石炭粒子を捕集する捕集器を設置し、該捕集器によ
   って捕集された微細石炭粒子を、上記微粉炭バーナのバ
   ーナ筒に設けられている微細石炭粒子の注入器に連結す
   る管路を配設したことを特徴とする微粉炭燃焼装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の微粉炭燃焼装置におい
   て、微細石炭粒子を捕集する捕集器によって捕集された
   微細石炭粒子を、微粉炭バーナに微粉炭を供給する微粉
   炭輸送管内に注入する管路を配設したことを特徴とする
   微粉炭燃焼装置。 ６、特許請求の範囲第４項記載の微粉炭燃焼装置におい
   て、微細石炭粒子を捕集する捕集器がバグフイルタ式集
   じん器であることを特徴とする微粉炭燃焼装置。