JPH0336580B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭を微粉炭に粉砕するミルに係り、
特に暖められた空気、排ガス等の高温気体によつ
てミルのメタル温度を上げるミルのウオーミング
方法に関するものである。

近年、我が国においては重油供給量のひつ迫か
ら、石油依存度の是正を計るために、従来の重油
専焼から石炭専焼へと燃料を変換しつつあり、特
に事業用ボイラにおいては、石炭専焼の大容量火
力発電所が建設されている。

ところが、石炭燃料は石油燃料に比べて燃焼性
が悪いので排ガス中に含まれる窒素配化物（以下
単にNOxという）および未燃分が発生し易く、
特にNOx低減対策のために石炭火力においても
脱硝燃焼方式が採用されている。

例えば、ボイラ等の燃焼装置から発生する
NOxには燃料中に含まれている窒素成分が燃焼
時に酸化されて生成するフユエル（Fuel）NOx
と、炭化水素系燃料を燃焼する際に炭化水素が空
気中の窒素と反応し、更にいくつかの反応を経て
生じたプロンプト（Prompt）NOxと、空気中の
窒素分子が高温において配素と結合して生成する
サーマル（Thermal）NOxとがあり、特にサー
マルNOxが問題視されている。

サーマルNOxの生成は燃焼温度が高く、燃焼
域でのO₂濃度が高く、また高温域での燃焼ガス
の滞留時間が長くなるほど多く発生すると言われ
ている。

このことから根本的にNOxを抑制するために
は、燃焼温度、O₂濃度、滞留時間を抑制するこ
とが重要で、特に燃焼温度が1600℃以上になると
NOxが急激に増加する傾向にあり、このために
最近のボイラにおいては脱硝燃焼方式が採用され
てNOxの低減と未燃分の減少が計られている。

この脱硝燃焼方式は主バーナで不完全燃焼を行
わせてNOxの発生量を抑制し、脱硝バーナで低
酸素燃焼を行わせて還元性中間生成物により前記
主バーナで発生したNOxを無害なN₂に還元する
燃焼方式である。

第１図はこの脱硝燃焼方式を採用したボイラの
概略構成図を示す。

第１図において、ボイラ１は前壁２、後壁３、
側壁４，５、ホツパ６によつて構成されている。

そして、前壁２および後壁３には主バーナ７、
脱硝バーナ８およびアフタエアポート９がボイラ
１の底部から上部へと順に配置され、ボイラ１で
の低NOx化を計るために、主バーナ７へはほぼ
理論燃焼用空気量に等しい空気量、若しくは理論
燃焼用空気量よりも若干少なめの空気量がウイン
ドボツクス１０から供給され、脱硝バーナ８へは
理論燃焼空気量の40〜60％の空気量がウインドボ
ツクス１１から供給されて燃焼させ、燃焼中間生
成物であるNOx還元性の高いCN、C₂、NH₃に
より主バーナ７からのNOxを還元させ、更にウ
インドボツクス１２内のアフタエアポート９から
の燃焼用空気を供給して完全燃焼を行わせる燃焼
方式である。

そして、主バーナ７および脱硝バーナ８への給
炭は、石炭供給機１３および通風管をそれぞれミ
ル１５に接続し、ミル１５からそれぞれ微粉炭管
１６を介して主バーナ７および脱硝バーナ８と連
通している。

石炭供給機１３はコールパンカ１７で一定量の
石炭をミル１５へ供給し、ミル１５で粉砕された
微粉炭は通風管１４からの空気、排ガス等の高温
気体によつて微粉炭管１６より主バーナ７および
脱硝バーナ８へ供給される。

以上は脱硝燃焼方式を採用した石炭焚ボイラの
燃焼、給炭の概略を説明したが、かかる脱硝燃焼
を行うボイラにおいても、高負荷変化率の要求、
ボイラの急速起動の要求され、これに対処するた
めにはミルのウオーミングが一つの問題となる。

それはミル自体がボイラ負荷に追従できない特
性をもつていることも要因の一つではあるが、ミ
ル自体は運転初期においては常温に冷却されてお
り、このためにミル内に石炭を投入しないで空の
ままで、なおかつ、回転を停止したままでメタル
温度を65〜80℃までに予熱してウオーミングが完
了しないと石炭を粉砕できないからである。

そして、従来のミルー台がウオーミングを完了
するまでの時間は10〜15分程度かかることから、
複数台のミルがウオーミングを完了してボイラへ
微粉炭を供給するまでの時間がかかりすぎる。

以下、従来のミル１５のウオーミング方法につ
いて第１図及び第２図の概略シーケンスブロツク
図を用いて説明する。

ミル１５をウオーミングする場合、まず第２図
のミルウオーミング指令１８により空気予熱器１
９を起動し、一次空気フアン２０を起動する。

一次空気フアン２０が起動した後ミル１５の入
口制御ダンパ２１がウオーミング開度となり主バ
ーナ７および脱硝バーナ８の入口弁２２が全数開
となる。

ミル１５の入口温度が規定値23以上の条件と、
ミル１５のウオーミング中２４の条件が両立
（AND条件）２５になれば一定時間経過後ウオー
ミング完了２６となる。

この場合、ミル１５への一次空気は空気予熱器
１９で暖められた空気、あるいは排ガスを通して
ミル１５を予熱し、ミル１５を予熱した空気、あ
るいは排ガスは主バーナ７および脱硝バーナ８よ
りボイラ１内に排出される。

一方、主バーナ７および脱硝バーナ８へ排出さ
れるウオーミングの一次空気流速は、ミル１５内
の残炭への逆火防止、あるいは微粉炭のコールパ
イプ１６内への沈降防止のために約15〜17ｍ／ｓ
以上の一定流速を流す必要があり、この時の一次
空気流量は定格ミル負荷相当の一次空気量の約70
％に相当する流量である。

この様にミル１５のウオーミング時に多量の一
次空気量が必要なために、ボイラ１内で石炭専焼
のために重油を用いて脱硝燃焼で焚上げてもウオ
ーミングによる一次空気量でボイラ１内での空燃
比のバランスが崩れボイラ起動時のNOxが上昇
することは避けられない。

本発明はかかる従来の欠陥を解消しようとする
もので、その目的とするところは、複数台のミル
を同時にウオーミングしてもNOxの発生が防止
でき、しかもミルの急速起動を可能にしてボイラ
負荷への追従性を計ることができるミルのウオー
ミング方法を得ようとするものである。

本発明は前述の目的を達成するために、多数の
微粉炭管へそれぞれ高温気体の流量を制御する流
量制御手段を設け、ミルのウオーミング時には大
部分の流量制御手段を閉じると共に一部の流量制
御手段を開き、ウオーミング時の高温気体を一部
の制御手段から排気するようにしたものである。

以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第３図のものは本発明の実施例を示すミルのウ
オーミング系統を線図的に示したもので、前壁２
側の主バーナ７を示したものである。図中２７は
ミル１５のミル出口弁で、このミル出口弁２７と
石炭入口弁２２によつて流量制御手段が形成さ
れ、説明の都合上主バーナ７ａに対応するものを
微粉炭管１６ａ、石炭入口弁２２ａ、ミル出口弁
２７ａとし、主バーナ７ｂ，７ｃ，７ｄに対応す
るものにそれぞれ符号にｂ，ｃ，ｄを付して説明
する。２８は温度制御用ダンパである。

第３図のものは暖空気によつてウオーミングす
るもので、一次空気フアン２０起動させて一次空
気の一方は空気予熱器１９を通つて加熱され、他
方は空気温度制御のために直接冷空気のままでミ
ル１５の入口で混合され、暖空気をミル１５へ導
いてミル１５をウオーミングする。

そしてこの暖空気をミル１５より微粉炭管１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄより主バーナ７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄへ流通させることによつてウオ
ーミング運転が行われる。

つまり、従来のウオーミング運転においては全
ての微粉炭管１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄへ
ミル１５から暖空気が供給されていたが、本発明
のウオーミング運転においては、例えば石炭入口
弁２２ｂ，２２ｃ，２２ｄおよびミル出口弁２７
ｂ，２７ｃ，２７ｄは閉じて主バーナ７ｂ，７
ｃ，７ｄへの暖空気の流れを遮断し、石炭入口弁
２２ａ、ミル出口弁２７ａのみを開いてミル１５
のウオーミングのための暖空気をミル１５より微
粉炭管１６ａのみに流すようにしたものである。

すなわち、第３図のように一台のミル１５に対
して主バーナ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが四本ある
場合は、主バーナ７ａのみにウオーミング用の暖
空気を流通させて、微粉炭管１６ａ内での残炭沈
降を防止、あるいはミル１５内の残炭への逆火防
止のための必要流速（15〜17ｍ／ｓ）を確保しつ
つウオーミングを行うようにしたものである。

この様にウオーミング用の暖空気を一部の微粉
炭管１６ａへのみ流すことによつて、ウオーミン
グに必要な空気量は少なくなり、このため複数台
のミルを同時にウオーミングでき、しかも少ない
暖空気でもつて残炭の沈降、逆火を防ぐことがで
き、脱硝燃焼方式の空燃比を根本から崩すことが
なくなる。

第４図は第３図の実施例におけるウオーミング
の概略シーケンスブロツク図を示したもので、第
２図のシーケンスブロツク図と異なる点は、主バ
ーナ７ａの石炭入口弁２２ａのみを開き、他の石
炭入口弁２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは閉じたままに
放置する点である。

そして、ウオーミング完了２６後ミル出口温度
が規定値以下29になつた場合は、石炭入口弁２２
ａが再びウオーミング開始指令３０によつて開か
れる点で、他の説明は第２図のものと同一であ
る。

第５図のものは第３図のものの他の実施例を示
したもので、第３図のものは空気予熱器１９から
の暖空気によつてミル１５をウオーミングした
が、第５図のものは暖空気のほかに、ボイラの排
ガスを用いるものである。

なお、図中３１は排ガスフアン、３２は排ガス
ウオーミング配管、３３は石炭入口弁２２ｂ，２
２ｃ，２２ｄとミル出口弁２７ｂ，２７ｃ，２７
ｄ間の微粉炭管１６ｂ，１６ｃ，１６ｄへシール
用空気、又は排ガスを供給するシール用配管で、
このシール用配管３３からの空気、排ガスによつ
てほとんど高温気体の流れていない微粉炭管１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄからの逆火が防止でき、より
安全性の高いウオーミングを行うことができる。

本発明は少ない高温気体でミルをウオーミング
することができるので、複数台のミルを同時にウ
オーミングすることができミルの急速起動が可能
になつてボイラ負荷に追従でき、しかも脱硝燃焼
の空燃比を崩すことなく安全にウオーミングする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は脱硝燃焼方式を採用したボイラの概略
構成図、第２図は従来のミルのウオーミング方法
の概略を示したシーケンスブロツク図、第３図は
本発明のミルのウオーミング系統を示した図、第
４図は第３図のシーケンスブロツク図、第５図は
排ガスでミルをウオーミングする場合のウオーミ
ング系統図である。 ７，８……バーナ、１５……ミル、１６ａ，１
６ｂ，１６ｃ，１６ｄ……微粉炭管、２２ａ，２
２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２７ａ，２７ｂ，２７
ｃ，２７ｄ……流量制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ミルへ高温気体を導いてミルを予熱し、この
   予熱した高温気体をミルから多数の微粉炭管へ分
   流して微粉炭バーナより炉内へ排気し、ミルをウ
   オーミングするものにおいて、前記多数の微粉炭
   管へそれぞれ高温気体の流量を制御する流量制御
   手段を設け、ミルのウオーミング時には大部分の
   流量制御手段を閉じると共に一部の流量制御手段
   を開き、ウオーミングした高温気体を一部の流量
   制御手段より排気するようにしたことを特徴とす
   るミルのウオーミング方法。