JPH026962B2 - - Google Patents
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- JPH026962B2 JPH026962B2 JP7607182A JP7607182A JPH026962B2 JP H026962 B2 JPH026962 B2 JP H026962B2 JP 7607182 A JP7607182 A JP 7607182A JP 7607182 A JP7607182 A JP 7607182A JP H026962 B2 JPH026962 B2 JP H026962B2
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- combustion chamber
- wall
- burner
- combustion
- combustor
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J9/00—Preventing premature solidification of molten combustion residues
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はMHD発電プラント用燃焼器に関する
ものである。
ものである。
MHD（Magneto Hydro Dynamics）発電プラ
ントは、与えられた磁場の中に高温ガスのプラズ
マを高速で通過させることによつて電気を直接と
り出す、いわゆる直接発電と言われる新方式の発
電プラントである。このような発電プラントにお
いて燃料に石炭を用いる石炭だきMHD発電プラ
ントとしてのシステムは色々あげられているが本
発明に係るMHD発電用石炭だき燃焼器としての
具体的な構造例に関する提案は見あたらない。
ントは、与えられた磁場の中に高温ガスのプラズ
マを高速で通過させることによつて電気を直接と
り出す、いわゆる直接発電と言われる新方式の発
電プラントである。このような発電プラントにお
いて燃料に石炭を用いる石炭だきMHD発電プラ
ントとしてのシステムは色々あげられているが本
発明に係るMHD発電用石炭だき燃焼器としての
具体的な構造例に関する提案は見あたらない。
なお石炭だきMHD発電プラントの中には石炭
ガス化燃焼、混炭油燃焼、微粉炭燃焼等の方式が
あげられているが本発明は微粉炭燃焼方式におけ
る燃焼器の構造に関するものである。
ガス化燃焼、混炭油燃焼、微粉炭燃焼等の方式が
あげられているが本発明は微粉炭燃焼方式におけ
る燃焼器の構造に関するものである。
MHD発電用燃料としては従来石油（灯、軽
油）を主体にして開発が進められてきたが近時省
石油資源の立場から石炭利用のすう勢にあり石炭
だき燃焼器の開発実用化が急務となつている。本
発明はこの点に鑑みなされたもので、効率よく微
粉炭を燃焼させることができる実用的な石炭だき
MHD発電用燃焼器を提供することを目的とし、
その要旨は、燃焼室頂部にシード剤および微粉炭
を噴射するバーナが配置され、燃焼室上半部が水
冷金属壁で構成されるとともに燃焼室下半部が耐
火物で構成され、燃焼室下半部に高温ガス出口が
接続され、燃焼室底部にスラグ排出口が形成され
ていることを特徴とする石炭だきMHD発電用燃
焼器にある。
油）を主体にして開発が進められてきたが近時省
石油資源の立場から石炭利用のすう勢にあり石炭
だき燃焼器の開発実用化が急務となつている。本
発明はこの点に鑑みなされたもので、効率よく微
粉炭を燃焼させることができる実用的な石炭だき
MHD発電用燃焼器を提供することを目的とし、
その要旨は、燃焼室頂部にシード剤および微粉炭
を噴射するバーナが配置され、燃焼室上半部が水
冷金属壁で構成されるとともに燃焼室下半部が耐
火物で構成され、燃焼室下半部に高温ガス出口が
接続され、燃焼室底部にスラグ排出口が形成され
ていることを特徴とする石炭だきMHD発電用燃
焼器にある。
本発明によれば、高温の燃焼室上半部は水冷金
属壁で構成されているので燃焼室壁が保護される
とともに、燃焼室上半部は耐火物で構成されてい
るので、溶融スラグが固化することなく排出口よ
り流出し、燃焼室内に堆積することを防止できる
ものである。
属壁で構成されているので燃焼室壁が保護される
とともに、燃焼室上半部は耐火物で構成されてい
るので、溶融スラグが固化することなく排出口よ
り流出し、燃焼室内に堆積することを防止できる
ものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
図に示すごとく燃焼室頂部に配置されたバーナ
本体０１は軸中心部にシード供給管０２を挿入
し、バーナ先端部に放射状の微粉炭噴射ノズル０
４を配設して一体構造とし、シード供給路と微粉
炭供給路を形成している。０６はシード噴射ノズ
ルである。燃焼器頭部０９は冷却水通路と補助空
気通路を形成するラツパ状の二重壁構造となつて
おり、補助空気通路の先端内側には燃焼室の軸心
に向つて内側の微粉炭噴射ノズル０４と対向する
形でアシストノズル０５を配設している。アシス
トノズル０５には補助空気管０３を介して補助空
気が送られる。さらに燃焼器頭部０９のノド部に
は高速ガスバーナ０７を３〜４本燃焼室の軸心に
向つて挿入し外側はリング管によつて燃料ガス供
給管０８に接続されている。
本体０１は軸中心部にシード供給管０２を挿入
し、バーナ先端部に放射状の微粉炭噴射ノズル０
４を配設して一体構造とし、シード供給路と微粉
炭供給路を形成している。０６はシード噴射ノズ
ルである。燃焼器頭部０９は冷却水通路と補助空
気通路を形成するラツパ状の二重壁構造となつて
おり、補助空気通路の先端内側には燃焼室の軸心
に向つて内側の微粉炭噴射ノズル０４と対向する
形でアシストノズル０５を配設している。アシス
トノズル０５には補助空気管０３を介して補助空
気が送られる。さらに燃焼器頭部０９のノド部に
は高速ガスバーナ０７を３〜４本燃焼室の軸心に
向つて挿入し外側はリング管によつて燃料ガス供
給管０８に接続されている。
主燃室上部胴は冷却水通路を形成する主燃室内
筒１３と主燃室外筒１２を嵌め合せて構成し、主
燃室の上部には主燃室外筒１２の内壁面に対し切
線方向に加熱空気の旋回噴口１１を３〜４個配設
し、主燃室の内外筒を貫通して加熱空気供給管１
０に接続している。１８は冷却水出入口を示す。
筒１３と主燃室外筒１２を嵌め合せて構成し、主
燃室の上部には主燃室外筒１２の内壁面に対し切
線方向に加熱空気の旋回噴口１１を３〜４個配設
し、主燃室の内外筒を貫通して加熱空気供給管１
０に接続している。１８は冷却水出入口を示す。
主燃室下部胴は水冷壁を形成する二重壁構造の
主燃室下部外筒１４の内壁面に高温耐火物１５で
内筒を構築し三重壁で構成しており、下部にはス
ラグの流下口に溶融スラグを破砕冷却する水ジエ
ツトノズル２０を設けスラグ排出装置に接続して
いる。１６は溶融スラグ、１９は水ジエツトノズ
ル２０に連通するスプレ給水管を示す。
主燃室下部外筒１４の内壁面に高温耐火物１５で
内筒を構築し三重壁で構成しており、下部にはス
ラグの流下口に溶融スラグを破砕冷却する水ジエ
ツトノズル２０を設けスラグ排出装置に接続して
いる。１６は溶融スラグ、１９は水ジエツトノズ
ル２０に連通するスプレ給水管を示す。
なお主燃室下部胴の中間には高温燃焼ガスを送
り出す高温ガス出口１７を設け、図示していない
加速ノズルを介して発電チヤンネルに接続される
ものである。
り出す高温ガス出口１７を設け、図示していない
加速ノズルを介して発電チヤンネルに接続される
ものである。
主燃室下部に接続されたスラグ排出装置は、密
閉構造のスラグセパレーター２１、スラグホツパ
ー２２の中にスクリユーコンベアー２３を内設
し、コンベアー駆動機に接続されている。スラグ
セパレーター２１の下部に設けたドレン排出管２
５は図示していないドレン自動排出装置に接続さ
れ、スラグホツパー２２下部のスラグ排出管２６
は図示していないダンパー、ロータリーバルブ等
を介してスラグの自動搬出機構に接続される。一
方スラグホツパー２２およびスラグセパレーター
２１の上部ケーシングには蒸気抽出管２４を接続
している。
閉構造のスラグセパレーター２１、スラグホツパ
ー２２の中にスクリユーコンベアー２３を内設
し、コンベアー駆動機に接続されている。スラグ
セパレーター２１の下部に設けたドレン排出管２
５は図示していないドレン自動排出装置に接続さ
れ、スラグホツパー２２下部のスラグ排出管２６
は図示していないダンパー、ロータリーバルブ等
を介してスラグの自動搬出機構に接続される。一
方スラグホツパー２２およびスラグセパレーター
２１の上部ケーシングには蒸気抽出管２４を接続
している。
MHD発電用燃焼器は周知のごとく化石燃料を
加熱空気または酸素を富化剤として燃焼させると
共にカリウムをシード剤として投入し約3000〓の
イオン化された高温ガスを発電チヤンネルに供給
するものである。
加熱空気または酸素を富化剤として燃焼させると
共にカリウムをシード剤として投入し約3000〓の
イオン化された高温ガスを発電チヤンネルに供給
するものである。
上述のような構成の燃焼器において、バーナ本
体０１へ数100℃に加熱された空気によつて微粉
炭が混合気として定量的に搬送され、バーナ先端
部の微粉炭噴射ノズル０４から数10ｍ／ｓの気流
速度で燃焼器内へ噴射され、外周部のアシストノ
ズル０５から100数10ｍ／ｓで噴射する補助空気
と混合される。燃焼器内へ噴射された微粉炭と空
気の混合気は先端に設けられた高速ガスバーナ０
７の火炎によつて着火される。このガスバーナ火
炎の衝突点に主燃料（微粉炭）火炎の起点着火保
炎域Ａが形成され高速ガスバーナ０７の火炎が保
炎機能を果すものである。一方主燃室上部から供
給される加熱空気（千数100℃）は旋回噴口１１
から200数10ｍ／ｓの気流速度で主燃室内筒１３
壁面に添つて噴出され、燃焼室内に強制渦流を形
成する。この主燃焼空気（加熱空気）は主燃料
（微粉炭）が完全燃焼するに必要な酸素のほぼ当
量が供給され強制渦流によつて微粉炭との混合燃
焼を非常に効果的に行なわせるものである。主燃
焼室内には軸中心に矢印で示す如く主燃焼空気の
強制渦流によつて燃焼火炎の循環流域Ｂが形成さ
れ燃料の燃焼滞留時間を保つ効果を有する。
体０１へ数100℃に加熱された空気によつて微粉
炭が混合気として定量的に搬送され、バーナ先端
部の微粉炭噴射ノズル０４から数10ｍ／ｓの気流
速度で燃焼器内へ噴射され、外周部のアシストノ
ズル０５から100数10ｍ／ｓで噴射する補助空気
と混合される。燃焼器内へ噴射された微粉炭と空
気の混合気は先端に設けられた高速ガスバーナ０
７の火炎によつて着火される。このガスバーナ火
炎の衝突点に主燃料（微粉炭）火炎の起点着火保
炎域Ａが形成され高速ガスバーナ０７の火炎が保
炎機能を果すものである。一方主燃室上部から供
給される加熱空気（千数100℃）は旋回噴口１１
から200数10ｍ／ｓの気流速度で主燃室内筒１３
壁面に添つて噴出され、燃焼室内に強制渦流を形
成する。この主燃焼空気（加熱空気）は主燃料
（微粉炭）が完全燃焼するに必要な酸素のほぼ当
量が供給され強制渦流によつて微粉炭との混合燃
焼を非常に効果的に行なわせるものである。主燃
焼室内には軸中心に矢印で示す如く主燃焼空気の
強制渦流によつて燃焼火炎の循環流域Ｂが形成さ
れ燃料の燃焼滞留時間を保つ効果を有する。
一方主燃室内筒１３の壁内面には主燃空気の一
部が水冷壁面で冷却され内筒壁面にそつて高速旋
回流の断熱気流層域（Cold wall）Ｃが形成され
火炎面が内筒壁面から遮断される。
部が水冷壁面で冷却され内筒壁面にそつて高速旋
回流の断熱気流層域（Cold wall）Ｃが形成され
火炎面が内筒壁面から遮断される。
主燃室下半部の領域では燃焼が完了し約3000〓
の高温燃焼ガス拡散域Ｄを形成し、この高温燃焼
ガス出口１７から加速ノズル（図示せず）を介し
てほぼ900ｍ／ｓの高速流で発電チヤンネルに供
給される。
の高温燃焼ガス拡散域Ｄを形成し、この高温燃焼
ガス出口１７から加速ノズル（図示せず）を介し
てほぼ900ｍ／ｓの高速流で発電チヤンネルに供
給される。
ここで微粉炭燃焼によつて石炭投入量の約30％
の不燃物残渣が生じる。従つて不燃物残渣を燃焼
室内から連続的に排出しなければならない。この
ような残渣アツシユは千数100℃以上の温度にな
ると溶融状態で存在する。そこで燃料がほぼ燃焼
を完了する燃焼室下半部の高温燃焼ガス拡散域
（Hot wall）Ｄにおける燃焼器器壁の表面温度を
千数100℃に保つことにより残渣を溶融スラグの
状態で燃焼室底部の壁面を伝つて流下させ、排出
口に配設した水ジエツトノズル２０から高圧水を
溶融スラグに噴射して溶融スラグを冷却固化させ
ると同時に破砕し、下部のスクリユーコンベア２
３に落してスラグホツパー２２に溜め排出され
る。燃焼室下半部の耐火物１５で構築された内壁
は耐火物が耐え得る千数100℃の温度に保たれる
ように外殻に設けた外筒１４内を流れる冷却水に
よつて冷却されるものである。
の不燃物残渣が生じる。従つて不燃物残渣を燃焼
室内から連続的に排出しなければならない。この
ような残渣アツシユは千数100℃以上の温度にな
ると溶融状態で存在する。そこで燃料がほぼ燃焼
を完了する燃焼室下半部の高温燃焼ガス拡散域
（Hot wall）Ｄにおける燃焼器器壁の表面温度を
千数100℃に保つことにより残渣を溶融スラグの
状態で燃焼室底部の壁面を伝つて流下させ、排出
口に配設した水ジエツトノズル２０から高圧水を
溶融スラグに噴射して溶融スラグを冷却固化させ
ると同時に破砕し、下部のスクリユーコンベア２
３に落してスラグホツパー２２に溜め排出され
る。燃焼室下半部の耐火物１５で構築された内壁
は耐火物が耐え得る千数100℃の温度に保たれる
ように外殻に設けた外筒１４内を流れる冷却水に
よつて冷却されるものである。
なお高圧ガスをイオン化するシード剤はカリウ
ム化合物例えばK2CO3の粉状あるいは水溶液状
でバーナ本体０１の軸心に設けられているシード
供給管０２から酸素気流ジエツトによつて定量的
に吸引、搬送され、燃焼器頭部０９の軸心に開口
したシード噴射ノズル０６から100数10ｍ／ｓの
気流速度で燃焼器の軸心部に噴射され蒸発、気化
して燃焼ガスと完全に混合される。
ム化合物例えばK2CO3の粉状あるいは水溶液状
でバーナ本体０１の軸心に設けられているシード
供給管０２から酸素気流ジエツトによつて定量的
に吸引、搬送され、燃焼器頭部０９の軸心に開口
したシード噴射ノズル０６から100数10ｍ／ｓの
気流速度で燃焼器の軸心部に噴射され蒸発、気化
して燃焼ガスと完全に混合される。
以上のような本発明の一実施例においては次の
ような効果がある。
ような効果がある。
燃焼器頭部のど部から軸心に向つて３〜４個
の高速ガスバーナを配設することによつて主燃
バーナの噴流横断面に一様な火炎のフレームホ
ルダーを形成することができるので安定した燃
焼を保持することができる。またバーナノズル
から高速噴流で燃焼させることができるためバ
ーナ端面への未燃カーボンの付着による器壁の
燃損、噴口閉塞等のトラブルを除くことができ
る。
の高速ガスバーナを配設することによつて主燃
バーナの噴流横断面に一様な火炎のフレームホ
ルダーを形成することができるので安定した燃
焼を保持することができる。またバーナノズル
から高速噴流で燃焼させることができるためバ
ーナ端面への未燃カーボンの付着による器壁の
燃損、噴口閉塞等のトラブルを除くことができ
る。
主燃室胴部を流れ方向に、燃焼混合領域の外
周壁面に低温空気の断熱気流層を形成させる金
属壁の冷却Cold wall Ｃと、下方に耐火物で
構築したHot wall Ｄの二分割にして構成する
ことによつてCold wall Ｃ域では燃焼火炎が
内筒壁面から遮断されるため燃焼器器壁からの
熱損失を半減することができる。Hot wall Ｄ
域では耐火物によつて壁面温度を千数100℃に
保ち燃焼残渣分を燃焼室壁面に分離して溶融状
態で流下することができるため器壁で残渣の冷
却固化による付着堆積を防止することができ
る。
周壁面に低温空気の断熱気流層を形成させる金
属壁の冷却Cold wall Ｃと、下方に耐火物で
構築したHot wall Ｄの二分割にして構成する
ことによつてCold wall Ｃ域では燃焼火炎が
内筒壁面から遮断されるため燃焼器器壁からの
熱損失を半減することができる。Hot wall Ｄ
域では耐火物によつて壁面温度を千数100℃に
保ち燃焼残渣分を燃焼室壁面に分離して溶融状
態で流下することができるため器壁で残渣の冷
却固化による付着堆積を防止することができ
る。
燃焼室下部のスラグ流下口に設けたウオータ
ージエツトノズルによつて溶融スラグを急冷破
砕することによりスラグを連続して自動的に排
出することが容易にできるため燃焼装置が非常
に小形でコンパクトに構成することができる。
ージエツトノズルによつて溶融スラグを急冷破
砕することによりスラグを連続して自動的に排
出することが容易にできるため燃焼装置が非常
に小形でコンパクトに構成することができる。
図面は本発明の一実施例を示す正面断面図であ
る。 ０１：バーナ本体、０２：シード供給管、０
３：補助空気管、０４：微粉炭噴射ノズル、０
５：アシストノズル、０６：シード噴射ノズル、
０７：高速ガスバーナ、０８：燃料ガス供給管、
０９：燃焼器頭部、１０：加熱空気供給管、１
１：旋回噴口、１２：主燃室外筒、１３：主燃室
内筒、１４：主燃室下部外筒、１５：耐火物、１
６：溶融スラグ、１７：高温ガス出口、１８：冷
却水出入口、１９：スプレ給水管、２０：水ジエ
ツトノズル、２１：スラグセパレーター、２２：
スラグホツパー、２３：スクリユーコンベア、２
４：蒸気抽出管、２５：ドレン排出管、２６：ス
ラグ排出管、Ａ：バーナ着火保炎域、Ｂ：燃焼循
環流域、Ｃ：断熱気流層域（Cold wall域）、
Ｄ：高温ガス拡散域（Hot wall）。
る。 ０１：バーナ本体、０２：シード供給管、０
３：補助空気管、０４：微粉炭噴射ノズル、０
５：アシストノズル、０６：シード噴射ノズル、
０７：高速ガスバーナ、０８：燃料ガス供給管、
０９：燃焼器頭部、１０：加熱空気供給管、１
１：旋回噴口、１２：主燃室外筒、１３：主燃室
内筒、１４：主燃室下部外筒、１５：耐火物、１
６：溶融スラグ、１７：高温ガス出口、１８：冷
却水出入口、１９：スプレ給水管、２０：水ジエ
ツトノズル、２１：スラグセパレーター、２２：
スラグホツパー、２３：スクリユーコンベア、２
４：蒸気抽出管、２５：ドレン排出管、２６：ス
ラグ排出管、Ａ：バーナ着火保炎域、Ｂ：燃焼循
環流域、Ｃ：断熱気流層域（Cold wall域）、
Ｄ：高温ガス拡散域（Hot wall）。
Claims (1)
- １ 燃焼室頂部にシード剤および微粉炭を噴射す
るバーナが配置され、燃焼室頂部に連設した頭部
に高速ガスバーナを軸心に向けて配設し、燃焼室
上半部が水冷金属壁で構成されるとともに燃焼室
下半部が耐火物で構成され、燃焼室下半部に高温
ガス出口が接続され、燃焼室底部にウオータージ
エツトノズルを配設したスラグ排出口が形成され
ていることを特徴とする石炭だきMHD発電用燃
焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7607182A JPS58193004A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 石炭だきｍｈｄ発電用燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7607182A JPS58193004A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 石炭だきｍｈｄ発電用燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58193004A JPS58193004A (ja) | 1983-11-10 |
| JPH026962B2 true JPH026962B2 (ja) | 1990-02-14 |
Family
ID=13594555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7607182A Granted JPS58193004A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 石炭だきｍｈｄ発電用燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58193004A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101806453B (zh) * | 2010-04-26 | 2011-08-10 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种可实现连续液态排渣的立式空冷煤粉燃烧器 |
| CN102425787B (zh) * | 2011-12-02 | 2014-05-07 | 沈阳汇丰生物能源发展有限公司 | 一种液态排渣生物质燃烧装置及方法 |
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| JP6129372B1 (ja) * | 2016-02-27 | 2017-05-17 | 三久股ふん有限公司 | 自動灰排出装置 |
-
1982
- 1982-05-07 JP JP7607182A patent/JPS58193004A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58193004A (ja) | 1983-11-10 |
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