JPH03286905A

JPH03286905A - 微粉固体燃料焚き燃焼装置

Info

Publication number: JPH03286905A
Application number: JP8496590A
Authority: JP
Inventors: Kimiyo Tokuda; 君代徳田; Masaharu Oguri; 正治大栗; Takaharu Toyoda; 豊田　隆治
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1991-12-17
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JP2706349B2

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、微粉炭等の微粉固体燃料を燃焼するボイラ、
化学工業炉等の微粉固体燃料焚き燃焼装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の微粉炭焚きボイラの１例を、第４図によって説明
する。

０１は炉本体、０２は炉本体０１の側壁に設けられた複
数のバーナ本体であり、各バーナ本体０２には燃料ノズ
ル０３と空気ノズル０４が設けられている。０７は石炭
１１と搬送用空気（温風）１２が供給される石炭粉砕機
であり、同石炭粉砕ｌ！０７で粉砕された石炭１１と搬
送用空気１２の微粉炭混合気０９が形成され、同微粉炭
混合気０９は輸送管０５を経て各バーナ本体０２の燃料
ノズル０３へ送り込まれるようになっている。　０８は
送風機で、燃焼用空気ライン０６によって各バーナ本体
０２の空気ノズル０４に接続されている。

この微粉炭焚きボイラでは、石炭粉砕器０７に送り込ま
れた石炭１１は、微粉化され、同時に送り込まれた搬送
用空気（温風）と混合して微粉炭混合気０９を形成し、
輸送管０５を経てバーナ本体０２の燃料ノズル０３へ送
り込まれる。

バーナ本体０２の燃料ノズル０３へ送り込まれて来た微
粉炭混合気０９は、同燃料ノズル０３から炉内１３へ噴
射される。

一方、送風１１０８によって燃焼用空気ライン０６を通
してバーナ本体０２の空気ノズル０４へ送り込まれた燃
焼用空気１０は、同空気ノズル０４から炉内１３へ噴射
される。

炉内１３へ噴射された微粉炭混合気０９は、図示されて
ない着火源によって着火し、微粉炭炎１４を形成して燃
焼を継続する。

微粉炭炎１４は、着火点近傍では、微粉炭と共に微粉炭
混合気０９を形成している搬送用空気と、着火点近傍に
ある燃焼用空気１０の一部によって供給される酸素と反
応して燃焼し、以後の主燃焼ゾーンでは残りの燃焼用空
気１０中の酸素によって燃焼が継続される。

微分炭混合気０９は、一般に石炭粉砕機０７の運用面か
ら搬送用空気と微粉炭の混合割合が重量比で２：１〜４
：１の範囲で形成されることが多い。

従って、従来の微粉炭焚きボイラでは、微粉炭混合気０
９は搬送用空気／微粉炭（以下、Ａ／Ｃと略称）＝２〜
４の混合割合で燃焼に供されていた。

〔発明が解決しようとする課題］一般に、微粉炭炎（１４）の着火性は、（１）微粉炭中
の揮発分が多いこと。

（２）バーナ部への到達熱流束が大きいこと。

（３）微粉炭混合気０９のＡ／Ｃが１に近いこと。

（４）微粉炭混合気０９の噴出速度が小さいこと。

の条件に適格なボイラ程、良好となる。

第５図は、微粉炭の火炎伝播速度と微粉炭混合気０９の
Ａ／Ｃとの関係について実験結果を示したものである。

それによると、含有揮発分の少い微粉炭の火炎伝播速度
は微粉炭混合気０９のＡＣζ１で最大となる。

微粉炭焚きボイラにおいて、使用燃料が低揮発骨炭の場
合は、特に最初から前記（１）項に関しては欠格である
が、他の前記（２）、　（３）、　（４）項に対しては
適格であることが望ましい、このうち、（２）項のバー
ナ部への到達熱流束は、微粉炭炎１４の着火点をバーナ
部へ近づけることができれば自づから高くなる。

また、（４）項の微粉炭混合気０９の噴出速度は燃料ノ
ズル０３出口部で低下するよう燃料ノズル０３の構造を
工夫することにより途中の微粉炭輸送管０５における微
粉炭混合気０９の流速を低下させることなく対処するこ
とが可能である。

従って、微粉炭、特に含有揮発分が少ない低揮発骨炭の
燃焼では、（３）項の微粉炭混合気０９のＡ／Ｃを低く
して１に近づけることが望ましい条件となる。

ところが、従来は、前記したように、バーナ本体０２へ
送り込まれて来る微粉炭混合気０９のＡ／Ｃは、石炭粉
砕［１０７の運用面の制限から一般に２〜４であること
が殆んどであり、Ａ／Ｃを１に近づけて着火性の向上を
図ることは、従来のシステムでは不可能であった。

本発明は、前記に鑑みてなされたものであって、着火性
の良好な微粉固体燃料焚き燃焼装置を提供しようとする
ものである。

〔課題を解決するための手段］本発明の微粉固体燃料焚き燃焼装置は、固体燃料粉砕機
とバーナ本体に設けられた燃料ノズルが輸送管によって
直結され、固体燃料粉砕機で微粉化された固体燃料と空
気の混合気が直接燃料ノズルより炉内へ投入される微粉
固体燃料焚き燃焼装置において、前記輸送管に設けられ
濃・淡の固体燃料混合気に分離する第１のセパーレタ、
前記淡固体燃料混合気が供給される各バーナ本体に設け
られた淡固体燃料混合気ノズル、前記セパレータの後流
側に設けられ前記濃固体燃料混合気を超高濃度固体燃料
混合気と低濃度固体燃料混合気に分離する第２のセパレ
ータ、及び前記超高濃度固体燃料混合気と前記低濃度固
体燃料混合気がそれぞれ供給されるバーナ本体に設けら
れた２個の噴出口よりなる濃固体燃料混合気ノズルを備
えたことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明では、固体燃料粉砕機で粉砕された微粉固体燃料
と空気との混合気は、輸送管を経て第１のセパレータへ
送られて、Ａ／Ｃの低い濃固体燃料混合気とＡ／Ｃの高
い淡固体燃料混合気に分離される。

淡固体燃料混合気は、各バーナ本体の淡固体燃料混合気
ノズルより炉へ投入される。

前記のＡ／Ｃの低い濃固体燃料混合気は、第２のセパレ
ータで、更に著しいＡ／Ｃの低い超高濃度固体燃料混合
気と、比較的Ａ／Ｃが高い低濃度固体燃料混合気に分離
され、両者はそれぞれ各バーナ本体の２個の噴出口の各
々へ送られて、別個に炉内へ投入される。

このようにして、炉内へ噴出された混合気は着火装置に
よって着火されて微粉固体燃料の燃焼が行なわれるが、
本発明では、Ａ／Ｃの著しく低い超高濃度微粉固体燃料
混合気、よりＡ／Ｃが高い低濃度固体燃料混合気、及び
Ａ／Ｃの高い淡固体燃料混合気が、それぞれ別個に炉内
へ噴射されるために、Ａ／Ｃの著しく低い超高濃度微粉
固体燃料混合気は着火が安定しており、同混合気によっ
て安定した超高濃度微粉固体燃焼炎が形成される。

この安定した超高濃度微粉固体燃焼炎によって、より微
粉固体燃料濃度が薄く自燃が困難な前記低濃度固体燃焼
混合気と前記淡固体燃料混合気は燃焼して、それぞれの
炎が形成される。

以上の通り本発明では、安定した超高濃度微粉固体燃焼
炎によって、Ａ／Ｃが高い低濃度固体燃焼混合気と淡固
体燃料混合気を保炎させて燃焼を行なうことによって、
着火が困難な含有揮発分が少い固定燃料に対しても安定
した燃焼が可能になる。

また、２段のセパレータによって、超高濃度微粉固体燃
料混合気を形成しており、セパレータ及び微粉固体燃料
混合気の輸送管の摩耗が低減する。

〔実施例〕

本発明の一実施例を、第１図ないし第３図によって説明
する。

本実施例は、第４図に示すと同様に、微粉炭焚きボイラ
に係るものであって、石炭粉砕機、送風機、粉砕された
石炭と搬送用空気との微粉炭混合気の輸送管、及び燃焼
用空気ラインは、第４図に示す場合と同一であるので、
第１図において同一の符号を付し、その説明を省略する
。

分岐した複数の微粉炭混合気の輸送管０５の各々は、第
１のセパレータとしての微粉炭セパレータ２０へ接続さ
れ、こ覧で、微粉炭混合気は濃微粉炭混合気２５と淡微
粉炭混合気２６に分けられるようになっている。炉本体
１の側壁には、複数のバーナ本体０２が設けられ、各バ
ーナ本体０２には、炉内１３に開口する濃・淡微粉炭混
合気ノズル２１．２２が設けられ、また、濃微粉炭混合
気ノズル２１の噴出口は、互いに区画された２個の上下
の噴出口２１ａ。

２１ｂに分割されている。前記の各バーナ本体０２は、
送風＠８と燃焼用空気ライン０６接続されている。

前記淡微粉炭混合気ノズル２２には、淡微粉炭輸送管２
４によって、前記微粉炭セパレータ２０から淡微粉炭混
合気２６が供給されるようになっている。微粉炭セパレ
ータ２０の濃微粉炭合合気２５が導入される濃微粉炭輸
送管２３は、第２のセパレータとしての偏流器２８に接
続されている。

偏流器２８は、第２図に示すように、下方に横く字状に
突出した下部２８ｂ、同下部２８ｂへ向って偏流器２８
内に下方へ突出する偏流板２８ｂ、及び偏流器２日の出
口部の上下方向の中間より偏流器２８内へ突出する回動
可能な調整板２８ｃを備えている。また、同偏流器２８
は、第３図に示すように、下方へ向って凸に弯曲する管
状の部分２８ｂ’　、同部分２８ｂ′の上部から下方へ
向って偏流器２８内へ突出する偏流板２８ｂ′及び前記
第２図に示す調整板２８ｃと同様な調整板２８ｃ′を備
えるようにしてもよい。

前記偏流器２日と前記濃微粉炭混合気ノズル２１との間
には、管部３０が設けられており、同管部３０内にはね
じり板２７が設けられている。同ねじり板２７は、管部
３０の軸方向の延長にわたって延びて管部３０内を２部
分に分割しており、偏流器２８側の前端と濃微粉炭混合
気ノズル２１側の後端が１８０”ねしられた形状を有す
る。前記分割された管部３０の２部分のうちの上方の部
分は、その前端が前記調整板２８ｃ、　２８ｃ’の上方
の偏流器２８の部分と接続し、その後端が濃微粉炭混合
気ノズル２１の下方の噴出口２１ｂと接続している。ま
た、前記分割された管部３０の２部分のうちの下方の部
分は、その前端が前記調整板２８ｃ、　２８ｃ’の下方
の偏流器２８の部分と接続し、その後端が濃微粉炭混合
気ノズル２１の上方の噴出口２ｉａと接続している。

以上のように構成された本実施例では、石炭粉砕機０７
に送り込まれた石炭１１は、微粉化され、同時に送り込
まれた搬送用空気（温風）１２と混合して微粉炭混合気
０９（Ａ／Ｃ＝２〜４）を形成し、微粉炭混合気の輸送
管０５を通って微粉炭セパレータ２０へ送り込まれる。

微粉炭セパレータ２０へ送り込まれた微粉炭混合気０９
（Ａ／Ｃ＝２〜４）は、こ＼で濃微粉炭混合気２５　（
Ａ／Ｃ！＝ｉ１．５±０．５）と淡微粉淡混合気２６（
Ａ／Ｃｚ５〜２０）に分けられて、それぞれ濃微粉炭輸
送管２３及び淡微粉炭輸送管２４へ送り込まれ、淡微粉
炭混合気２３は淡微粉炭輸送管２４を通って淡微粉炭混
合気ノズル２２へ供給される。

一方、濃微粉炭輸送管２３には、偏流器２８が連設され
ており、送り込まれて来た濃微粉炭混合気２５を偏流板
２８ａ、　２８ａ’によって下方の管壁へ偏流される。

その結果、偏流器２日出口部では濃微粉炭混合気２５の
濃度分布が不均一となり、曲率半径が大となる下方管壁
側に濃微粉炭混合気２５よりも微粉炭濃度が濃い超高濃
度微粉炭混合気２５ａ（Ａ／Ｃ！＝ｉ１〉が、また、曲
率半径が小となる上方管壁側に淡微粉炭混合気２６とは
父゛同等の微粉炭濃度を有する低濃度微粉炭混合気２５
ｂ　（Ａ／Ｃ！＝ｉ５〜２０）が形成される。調整板２
８ｃ、　２８ｃ’は、その濃度調整を効果的に行なうた
めに設けられている。

偏流器２８と濃微粉炭混合気ノズル２１の間の管部３０
にはねしれ板２７が設けられ、濃微粉炭混合気ノズル２
１の噴出口は上下に２分割されている。このために、偏
流器２８出口部に形成された超高濃度微粉炭混合気２５
ａと低濃度微粉炭混合気２５ｂは、ねしれ板２７によっ
て分割されたま覧で、それぞれ濃微粉炭混合気ノズル２
１の上方の噴出口２１ａと下方の噴出口２１ｂへ送り込
まれる。

濃微粉炭混合気ノズル２１へ送り込まれた超高濃度微粉
炭混合気２５ａは、２つに分割された濃微粉炭混合気ノ
ズル２１の上方の噴出口２１ａから炉内１３へ吹込まれ
、安定した超高濃度微粉炭炎１４ａを形成する。同様に
濃微粉炭混合気ノズル２１の下方の噴出口２１ｂへ送り
込まれた低濃度微粉炭混合気２５は、下方の噴出口２１
ｂから炉内１３へ吹込まれるが、微粉炭濃度が薄く、自
燃困難なため着火が安定した超高濃度微粉炭炎１４ａに
よって保炎され、低濃度微粉炭炎１４ｂを形成する。

一方、微粉炭セパレータ２０から分流された淡微粉炭混
合気２６は、前記のように、淡微粉炭輸送管２４を通っ
て淡微粉炭混合気ノズル２２へ送り込まれ、炉内１３へ
吹込まれるが、淡濃度微粉炭混合気２５ｂ同様に微粉炭
濃度が薄く、自燃困難なため、着火が安定した超高濃度
微粉炭炎１４ａによって保炎され、淡微粉炭炎１４ｃを
形成する。

このように、本実施例では、微粉炭炎の着火に最適のＡ
／Ｃ！＝ｉｌ（第５図参照）の超高濃度微粉炭混合気２
５ａを形成することにより、着火困難な低揮発骨炭も助
燃することなく安定した燃焼が可能である。

また、微粉炭セパレータ２０と偏流器２８との２段の分
離によって超高濃度固体燃料混合気２５ａを形成してい
るために、前記微粉炭セパレータ２０と偏流器２８及び
濃微粉炭輸送管２３の摩耗の発生を低減させることがで
きる。

なお、前記ねしれ板２７は１８０°ねしられているが、
そのねしれ角度又はねししれ回数を適宜選定することに
よって、超高濃度又は低濃度の微粉炭混合気２５ａ、　
２５ｂをそれぞれ２個の噴出口２１ａ、　２１ｂのいづ
れか一方へ導入して炉内１３へ吹き込むことができる。

また、前記実施例では、燃料として石炭を用いているが
、本発明は他の固体燃料を燃焼させる燃焼炉に適用する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明では、微粉固体燃料と搬送用空気の混合気を第１
セパレータで濃・淡の固体燃料混合気に分け、濃固体燃
料混合気を第２のセパレータで更に超高濃度固体燃料混
合気と低濃度固体燃料混合気とに分け、これらの混合気
をそれぞれ別個に炉内へ投入することによって、着火性
の良い超高濃度固体燃料混合気の燃焼による炎を形成し
、これによって着火性の悪い淡固体戦料混合気と低濃度
固体燃料混合気を安定して燃焼させることができ、含有
揮発分の少い固体燃料に対しても助燃を行なうことがで
きる。

また、微粉固体燃料の混合気を２段に分けて分離して超
高濃度固体燃料混合気を形成することによって、セパレ
ータ及び微粉固体燃料混合気の輸送管の摩耗を低減させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る系統図、第２図及び第
３図はそれぞれ前記実施例に用いられる偏流器とねしれ
板の部の断面図、第４図は従来の微粉炭焚きボイラの系
統図、第５図は微粉炭の火炎伝播速度と微粉炭混合気Ａ
／Ｃの関係図である。０１・・・炉本体、　　　　　０２・・・バーナ本体。０５・・・微粉炭混合気の輸送管。０６・・・燃焼用空気ライン０７・・・石炭粉砕機、０８・・・送風機。０９・・・微粉炭混合気、１０・・・燃焼用空気１１・
・・石炭、１２・・・空気１３・・・炉内、１４ａ・・・超高濃度微粉炭炎。１４ｂ・・・低濃度微粉炭炎。１４ｃ・・・淡微粉淡炎、２０・・・微粉炭セパレータ
。２１・・・濃微粉炭混合気ノズル。２１ａ、２１ｂ　−・・噴出口２２・・・淡微粉炭混合気ノズル。２３・・・濃微粉炭輸送管１２４・・・淡微粉炭輸送管
１２５・・・濃微粉炭混合気。２５ａ・・・超高濃度微粉炭混合気。２５ｂ・・・低濃度微粉炭混合気。２６・・・淡微粉炭混合気１２７・・・ねじれ板。２８・・・偏流器、　　　　　２８ａ　、　２８ａ　’
・・・偏流板。２８ｃ、２８ｃ’・・・調整板、３０・・・管部。

Claims

【特許請求の範囲】

固体燃料粉砕機とバーナ本体に設けられた燃料ノズルが
輸送管によって直結され、固体燃料粉砕機で微粉化され
た固体燃料と空気の混合気が直接燃料ノズルより炉内へ
投入される微粉固体燃料焚き燃焼装置において、前記輸
送管に設けられ濃・淡の固体燃料混合気に分離する第１
のセパーレタ、前記淡固体燃料混合気が供給される各バ
ーナ本体に設けられた淡固体燃料混合気ノズル、前記セ
パレータの後流側に設けられ前記濃固体燃料混合気を超
高濃度固体燃料混合気と低濃度固体燃料混合気に分離す
る第２のセパレータ、及び前記超高濃度固体燃料混合気
と前記低濃度固体燃料混合気がそれぞれ供給されるバー
ナ本体に設けられた２個の噴出口よりなる濃固体燃料混
合気ノズルを備えたことを特徴とする微粉固体燃料焚き
燃焼装置。