JPH04502806A - 固体燃料燃焼パワープラントのボイラーを始動し、且つ燃料の燃焼工程を保証する方法及び装置 - Google Patents
固体燃料燃焼パワープラントのボイラーを始動し、且つ燃料の燃焼工程を保証する方法及び装置Info
- Publication number
- JPH04502806A JPH04502806A JP2501745A JP50174590A JPH04502806A JP H04502806 A JPH04502806 A JP H04502806A JP 2501745 A JP2501745 A JP 2501745A JP 50174590 A JP50174590 A JP 50174590A JP H04502806 A JPH04502806 A JP H04502806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- auxiliary fuel
- auxiliary
- burner
- main
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 112
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 title description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 32
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 16
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims description 15
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 claims 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 25
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 15
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 8
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 7
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 7
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 7
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000010913 used oil Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKABSBAVFZUDKM-UHFFFAOYSA-N O=[N].O=[N] Chemical class O=[N].O=[N] WKABSBAVFZUDKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q13/00—Igniters not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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】
固体燃料燃焼パワープラントのボイラーを始動し、且つ燃料の燃焼工程を保証す
る方法及び装置
本発明は、固体燃料燃焼パワープラントのボイラーを始動し、燃料の燃焼工程を
保証するための請求項1の前段に関わる方法に関する。
本発明は方法の遂行のために使用される装置にも関する。
固体燃料燃焼パワープラントのボイラーは幾つかのバーナーを備えている。ボイ
ラーエネルギー出力の初期比は、ボイラーの燃焼のために使用される燃料の主要
量を送る主バーナーにより産出される。低品位固体燃料によるボイラー燃焼にお
いては、燃料の連続的な燃焼が保証されねばならず、火が消えることにより、高
温のボイラー内の燃料の気化を通じて、爆発を許す一酸化炭素を含むガスへ爆発
の危険が生ずる。燃料の連続的な燃焼は補助トーチにより保証される。補助トー
チは典型的にはオイルまたはガスの様々な形式である。
石炭またはビートのような固体燃料によるボイラー燃焼は、点火トーチにより効
率的に加熱させるようにボイラーの加熱によって始動(所謂ウオームアツプ)さ
れた後、これはボイラーへの固体燃料の供給を初期化できる。工程に必要な点火
トーチの熱容量は、ボイラーの始動運転を可能とするように、ボイラーの総合熱
容量に関して比較的に高い必要がある。慣例によれば、点火トーチはその熱容量
がボイラーの総合熱容量の約25・・・50%の容量とされる。
通常使用される点火バーナーはガスまたはオイルトーチであり、これは同時に燃
焼支持トーチの作用をなす。ボイラーにおける主バーナーはボイラー壁の開口に
取り付けられ、一方、点火補助トーチは主バーナーの中央に配置される。ウオー
ムアツプ段階の間、ボイラーは補助トーチ火炎により加熱される。必要なときは
、点火トーチは、主燃料の連続的燃焼を保証する目的で、ボイラーの安定状態運
転において補助バーナーとして使用される。異なる種類のガス及びオイルトーチ
の作用及び構造は良く知られている。
補助トーチ及び/または点火バーナーとしてのプラズマトーチの使用が研究され
てきているが、これら装置の広範囲の依然として知られていない。更に、ボイラ
ーの点火及び補助燃焼のための霧状石炭のアーク点火もまた研究されているが、
この概念に基づいた装備もまたパワープラントの尺度では適用可能でない。技術
の状況は下記の文献に説明されている。
[1] Plasma torches as replacement fo
r off burners 、S、L、Thunberg、W、J、Mell
lli、W、H,Reed、Energy、1ron and 5teelIn
ternational 、Dec、1983.pp、207 =411゜[2
]Plasma torches boiler fgnition 、M、B
、Pa1ey、Babcockand Wilcox Canada、Indu
strial opportunities ror PlasmaTechn
ology・Symposium in Toronto、Oct、21.19
82.D−2,15pp。
[3]Get oil and gas out ol’ pulverize
d−coal f’]ring、John Reason、Fuels and
ruel handling 、Pover、May 1983.pp、11
1・・・II3゜
上述した遂行に加えて、多段階燃焼に基づく補助バーナーか当業者に公知であり
、補助燃料として働く石炭がガストーチの火炎へ送られる。トーチ火炎へ送られ
た燃料混合物は空気不足であるので、完全燃焼に必要な補助空気が、分離アダプ
ターを通じて補助燃料の流れへ供給される。通常使用されるオイルまたはガスト
ーチに基づく点火器及び補助バーナーの構造は、単純な構造を持ち、且つこれら
バーナによる燃焼工程の良好な運転制御を達成する。しかしながら、これらシス
テムの不都合は、ボイラーの燃焼のために使用されるものとは異なる燃料をトー
チが使用するので、分離燃料供給及び貯蔵システムをトーチに構成せねばならな
いことである。オイル及びガスが上述の通常使用される固体燃料を高価にすると
共に、点火器及び補助バーナーの熱容量をボイラーの紛然容量に関して比較的に
高くせねばならないので、多くの高価な燃料を浪費し、従ってプラントの運転コ
ストが上がる。通常使用されるオイルの品位は、通常使用される固体燃料よりも
実質的に多くの硫黄を含むので、固体燃料の使用に関連する多量のオイルの燃焼
は、プラントの硫黄排出率を多少増加させる。特にビート燃料パワープラントに
おいては、オイルトーチをボイラーの安定運転状態において連続的に使用せねば
ならないので、硫黄に関係したオイルの燃焼は、プラントの総硫黄排出率が高く
、従ってビートの低硫黄含有率が無駄になる。ビートの燃焼工程は、ビートの水
分含有料の大きな変化及び燃焼に関連した他の特性に起因して、制御が困難であ
る。従ってビート燃焼ボイラーからの硫黄排出の大部分は、補助バーナーにおけ
るオイルの使用に起因する。
プラズマ技術に基づいた補助バーナー及び点火器は、それらの熱容量不足とプラ
ズマトーチ火炎の小さな大きさが妨げになり、この点で、主燃料の燃焼工程をそ
れらの装置により制御するのは困難である。プラズマ点火バーナーの低温始動特
性は乏しい。公知のバーナは、低温始動状態で燃料の安全な点火を保証するよう
に、プラズマ火炎と燃料との混合を充分な効率で達成することには成功していな
い。これらの装置は低温ボイラーの安全に始動させる能力がなく、通常の点火ト
ーチに代えてこれらの装置を使用することは困難である。
低品位燃料による燃焼は、プラズマ点火補助バーナーの全部に対してオイルまた
はガス補充バーナーの使用を必要とする。
アーク点火バーナーは、ボイラーの主バーナーとしてのみ適用可能である。この
方法によれば、電極が主バーナーの燃料流中へ導入され、アークが電極間に発せ
られ、そして燃料の点火の後、アークが消弧されて電極構造が燃料流から退く。
多段階ガス点火バーナーの不都合は、ガストーチが、充分な空気欠乏状態におけ
る補助燃料混合物の効率的気化を達成できる充分に熱く集中した火炎を発生する
能力を持たないことである。ガストーチに要求される燃焼空気は、空気供給の第
1段階において既に補助燃料の燃焼を更に助長させる。結果として、ガス点火バ
ーナーは、充分に効率的な多段階バーナーを達成できない。多段階燃焼にも拘ら
ず、この主のバーナーからの硫黄放出は比較的に高く、バーナーの作動は不安定
である。更に、この種のバーナーは、バーナ一点火における多段階燃焼の効率的
な初期運転を達成できない。
上述した他の形式のバーナーからの放出酸化窒素は、ガス点火バーナーのそれよ
りも僅かに高い。
この発明の目的は、酸化窒素放出の重要な同時減少を伴う通常使用されるオイル
及びガスバーナーに代えて使用する能力があり、補助及び点火バーナー構造に基
づいたプラズマ技術を達成することでる。
本発明に係る補助及び点火バーナーは、以後、PC(プラズマ−石炭; Pla
sma−corl )バーナーと略称される。
本発明は、プラズマトーチにより補助燃料の一部を気化及び点火させ、そしてこ
の軸燃料を主燃料流の中心と同軸に送ることにより、プラズマトーチの低エネル
ギー出力が、送られた補助燃料の多量の気化及び点火制御のために充分となるこ
とに基づいている。本発明によれば、このような高い熱容量及び容易な制御性を
伴うバーナーが達成されるので、このバーナーによるボイラーのウオームアツプ
が可能である。
更に詳しくは、本発明に係る方法は、請求項1の特徴部分に記載されたものによ
り特徴付けられる。
更に、本発明に係る装置は請求項8の特徴部分に記載されたものにより特徴付け
られる。
本発明は顕著な利点を与える。
本発明に係る装置は、補助バーナー及び点火器として従来使用されていたオイル
及びガスバーナーの交換を可能にする。
PCバーナーは固体燃料を用いるので、オイルまたはガス用の貯蔵及び供給装備
の設備を廃することができる。パワープラントの運転コストは、補助バーナーに
おける低価格燃料の使用により削減され、燃料貯蔵の管理は、貯蔵燃料の大量の
減少により容易となる。プラズマトーチに必要な電気的エネルギーの割合は、P
Cバーナーの紛然容量に対して小さい。
特にビート燃焼プラントにおける酸化硫黄排出の減少は、オイルバーナーがPC
バーナーを燃焼させるプラズマ点火固体燃料に置き換えられたときに経験される
。本発明に係る装置は多段階バーナーであるので、多段階燃焼の方法により、酸
化窒素の排出は、低レベルに相当するか、或いは通常の補助バーナーにより達成
可能なよりも更に良く保持できる。補助燃料の気化及び点火のためのプラズマト
ーチの使用によれば、バーナーにおける効率的な気化を達成するためのバーナー
の気化領域へ充分なエネルギーを導入できるので、多段階燃焼は通常のバーナー
を越えて向上される。この種のバーナーの使用を通じて、酸化窒素排出は、プラ
ズマ火炎中に1原子基を形成するプラズマ形成ガス、好ましくは窒素のようなガ
スの使用により更に減少できる。従って酸化窒素排出の重要な減少は、本発明の
重要な利点である。
PCバーナーの火炎は、容易に制御可能であり、低エネルギー出力レベルにおい
てさえも安定である。その安定燃焼特性により、PCバーナーのエネルギー出力
レベルは、燃料供給率の調整により容易に制御される。従って、PCバーナーは
、全ての固体燃料燃焼ボイラーにおける点火バーナーのみならず、ボイラー出力
調整バーナーとしての使用に適している。本発明におけるPCバーナーは、ボイ
ラーの非常に広い範囲の熱容量を上回り、また通常の技術によるよりも低いエネ
ルギー出力の運転レベルにおいても石炭またはビート燃焼ボイラーにおける主燃
料の使用を達成する。プラントの安全及び経済的制御によれば、プラントは主燃
料のみによる燃焼によって分配網におけるピーク削減(peak−cl ipp
ing)のために使用できる。本発明に係るPCバーナーの構造は、バーナーに
使用される燃料の連続的な燃焼がプラズマトーチにより保証されるようにされて
いるので、ボイラーは、主燃料としての燃焼が困難な燃料、例えば材木チップ、
リグニン(l 1gn1n)等を使用できる。PCバーナーの極めて信頼できる
運転及び容易な制御性に起因して、主バーナーは、オイルまたはガストーチの追
加使用を伴わないPCバーナーにより支持できるので、火が消える危険及びその
結果としての爆発の危険は極めて小さい。
現在のバーナーは、新たなボイラーに取り付けることができ、或いは既存のボイ
ラーの点火器及び補助バーナーに置き換えることができる。本ボイラーは、取り
除かれた補助バーナー及びその付属物の代替品として既存の主バーナーに取り付
けることができるように小さなサイズに構築できるので、ボイラー構造に大きな
変更は要求されない。
本発明は、次に添付図面の助力により詳細に説明される。
第1図は本発明に係る装置の基本的要素を概略的に示す。
第2図は主バーナーと結合されて備え付けられた本発明に係る装置を概略的に示
す。
第3図は主バーナーと結合されて備え付けられた本装置の実施例の詳細な断面図
を示す。
第4図は本発明の代替的な実施例を示す。
第5図は本発明の更に代替的な実施例を示す。
本発明によれば、プラズマトーチ1は、固体燃料、例えば濃縮招霧状石炭の気化
のために使用される。石炭と空気の混合物の燃焼−気化比の度合いは、多段階空
気供給により制御される。部分的な気化及び空気欠乏混合物は熱石炭粒子に含ま
れ、−酸化炭素及び水素が主バーナ−6の燃料流に供給されることにより、主燃
料が点火される。燃焼工程を増進するために空気が点火領域に供給される。
第1図は本発明の作用原理を示している。プラズマトーチ1はバーナー5の円錐
状後方部分に適合されている。バーナー5には、アダプター2を介して入る濃縮
川霧状石炭が供給される。濃縮川霧状石炭はプラズマトーチ1の周囲がらトーチ
1の前方へ輸送され、ここで熱プラズマ炎が濃縮川霧状石炭の一部を一酸化炭素
へ気化させ、同時に霧状石炭及び炭素−酸化物の燃焼を点火させる。燃焼−酸化
炭素は更に石炭粒子を気化し、従ってプラズマ炎の効果が増大する。このガス化
領域における温度は局部的に約3500℃、好ましくは約4000℃であり、プ
ラズマ形成ガスとして使用される窒素ガスの一部を基に解離させるように充分に
高い。この燃料の輸送としての段階に要求される空気体積は非常に小さいので、
プラズマトーチ1の前方の気化領域に入る石炭−空気混合物は、極めて空気不足
である。次に空気は、燃料気化の度合いの制御のために、アダプター2を介して
燃料流に導入される。
空気は、−酸化炭素へ気化させるべき石炭の一部を与えるように、燃料のみと充
分に混合される。−酸化炭素に保持される燃焼ガス、豊富な水素及び熱石炭粒子
は、チューブに沿って主バーナーの燃料流に吹き付ける。
プラズマトーチ1と多段階燃焼技術との組み合わせの結果として、バーナーにお
ける酸化窒素排気は極めて低い。通常のバーナーにおいて、酸化窒素は炎の上記
領域において発生し、高い温度を持つ。PCバーナーは酸化窒素の形成を回避す
るので、プラズマは、空気または燃料の燃焼を伴わずに発生する。従ってプラズ
マ領域は、酸化窒素の形成のために必要な酸素を伴わずに動作する。プラズマト
ーチ1の炎は非常に熱いので、エネルギーの相当な量を補助燃料混合物へ転換で
きる。
気化領域における熱生成は、補助燃料の部分的な燃焼により一層に増大される。
窒素がプラズマ形成ガスとして使用されたとき、気化領域において2原子ガスか
ら1原子基に解離させる。これらの基は次に酸化窒素と反応し、それにより2原
子窒素及び酸素ガスが形成される。プラズマトーチに続く後者の燃焼段階は、形
成された1原子基と酸化窒素を互いに反応させるような状態を持つ。
極めて少量の酸化窒素に含まれる送気チューブガスの結果的な燃焼により、バー
ナーから排気される酸化窒素は非常に低く保たれる。
第2図に示すのは主バーナ6に結合する装置の適用例である。PCバーナー5は
主バーナ6の中心軸に並列されているので、PCバーナー5は主バーナ6の中心
軸と同軸に構成されている。燃料はアダプター2を介してPCバーナー5へ導入
され、燃料はプラズマトーチ1により点火される。主バーナ6の燃料はアダプタ
ー8を介して入り、主バーナ6に必要な燃焼空気は空気ダクトアダプター7を介
してバーナ6へ送られる。
第3図に示すのは本発明の一実施例である。PCバーナー5及び主バーナ6に加
えて、装置は燃料及び空気アダプター2.7,8,9、プラズマトーチ1、空気
伝導スロット10゜11及び補助バーナのノズル12を備える。主バーナ6は、
ボイラーの壁に取り付けられている。PCバーナー5は主バーナ6の中心軸に構
成され、ノズル12の端部は、主バーナ6のオリフィスよりも更にボイラーへ突
出している。PCバーナー5のノズル12は、ボディチューブ13のボイラー側
端部に取り付けられている。PCバーナー5のボディチューブ13は、保護シー
ス16内の主バーナ6の壁を介して主燃焼空間へ入る。保護シース16及びボデ
ィチューブ13の入口側端部には、燃焼空気供給アダプター9が設けられている
。
供給アダプター9は、取り付けられたプラズマトーチ1及びPCバーナー5の燃
料供給アダプター2を支持する。
プラズマトーチ1は、プラズマ形成ガスとして窒素を用いてDCで励起される。
プラズマトーチ1は水冷却である。燃料として使用される濃縮川霧状石炭は、ア
ダプター2を介してプラズマトーチ1の前方へ輸送される。燃料は、ブロアーに
より空気に乗せて供給される。補助バーナー5に結合される燃料供給アダプター
2の端部は、ボディの回りのほぼ半周を覆うジャケットへ丸められている。アダ
プター2の端部の丸み形状により、PCバーナー5に入る霧状石炭は、PCバー
ナー5の中心軸の回りで渦をなす。発達途上の撹流は、第1空気供給段階におい
て霧状石炭と空気の混合及び石炭の気化を助長させる。
撹流火炎とガス流の対流とが、主燃料とPCバーナーがら入るガス流との混合を
助長させるので、主燃料流の点火及び安定した燃焼が達成される。プラズマトー
チ1の前方に適合されているのは、空気伝導スロット1o及び11である。空気
伝導スロット10及び11を通る空気流量の変化により、燃料気化の度合いは異
なる段階に変化できる。第1空気伝導スロツト10は供給チューブ14とノズル
コーン15との間に形成されている。プラズマトーチ1の前方のノズルコーン1
5は空間を形成し、この空間では、プラズマトーチの作用により霧状石炭が点火
され、且つ部分的に一酸化炭素に気化される。プラズマトーチはバーナーにおけ
る継続的または断続的モードで作動できる。霧状石炭輸送の搬送体として必要な
空気量は非常に少ないので、この段階では低量の一酸化炭素が形成される。ノズ
ルコーン15がら石炭−空気混合物が供給+ユーブ14へ噴出する。ノズルコー
ン15(1部1.::おいて、第2空気が空気伝導スロット1oを介して導入さ
れることにより、更なる一酸化炭素が形成される。形成された混合物は供給チュ
ーブ14に沿ってノズル12へ伝導する。供給チューブ14の排出端部との連結
部におけるノズル12の入口は、第2空気伝導スロツト11に沿って導かれた空
気を供給する。この第2空気の扶助により、供給チューブ14から排出された混
合物の燃焼が加速される。−酸化炭素に含まれる部分的な燃焼ガス、豊富な水素
及び熱石炭粒子は、ノズル12を通って主バーナ−6の燃料流へ放出される。ノ
ズル12の目的は、最大効率を起こす主燃料流と混合する火炎を達成することで
ある。主燃料と補助バーナー5との混合は、回りの渦動により助長される。
補助バーナーは多段階構造を持ち、ここで必要な燃焼空気は幾つかの段階へ導入
される。燃焼空気の供給アダプター9は、補助バーナー5のボディチューブ13
の入口端部に取り付けられている。空気供給アダプター9は、供給チューブ14
の円錐状端部17及びノズルコーン15を被包するジャケットである。空気供給
アダプター9は例えばキャビティを形成し、これは空気伝導スロット10及び1
1の入口端部を含む。ノズルコーン15の前方において分岐される第1スロツト
10は、供給チューブ14の円錐状端部17とノズルコーン15との間から始ま
る。ノズル12の入口端部において分岐される第2スロツト11は、供給チュー
ブ14とボディチューブ13との間に形成される。ボディチューブ13は保護シ
ース16に沿って並べられている。多段階燃焼の目的は、燃焼工程からの酸化窒
素排出を減少させることである。酸化窒素の形成は、高温が交わる火炎点火段階
における減少状態の維持により減少される。主燃料流の最終的燃焼における燃焼
温度は、多段階燃焼技術により低く保てるので、低レベルの酸化窒素形成が達成
される。
PCバーナー5のエネルギー出力レベルは、霧状石炭の供給率調整により制御さ
れる。プラズマトーチ1のエネルギー出力は、一定に保たれる。プラズマトーチ
1は、バーナーへの燃料の低供給率においてさえもPCバーナーへ輸送された霧
状石炭を点火できるから、PCバーナーは最高能力から零エネルギー出力に至る
全範囲に亘って使用できる。バーナーの効率的な制御可能能力は、その固体燃料
燃焼プラントにおけるエネルギー出力調整バーナーとしての使用を促進する。
他の代替的な実施例もまた本発明の目的の範囲内で実行できる。ノズル12の形
状は、例えば点火炎の要求される特性に応じて変更される。特性に規定された異
なる種類のノズル構造は、技術上よく公知であり、流体力学の法則に容易に従っ
たノズルの寸法及び適用を一件一件に作る。三つの異なるノズル構造が第3図、
第4図及び第5図に示されている。図から明らかなように、主バーナ−6内のノ
ズル12の端部の位置は変更できる。ノズル12の位置決めは、主バーナ−6及
びボイラーの大きさと構造に依存する。
第4図及び第5図に示された実施例は、第3図に示されたよりも単純な構造を持
つ。後者の実施例においては、プラズマトーチ1の端部がノズル12に近接して
配置され、二つの段階で空気が補助燃料のみに導入される。プラズマトーチ火炎
により点火された補助燃料の気化を果たす燃焼工程のための第2空気は、アダプ
ター2を通る補助燃料流に沿って案内される。輸送ガスを伴う主燃料流は主燃料
アダプター8から入り、一方、主燃料のための燃焼ガスは、主バーナ−6の燃焼
空気アダプター7を通って案内される。
例示した実施例において、石炭は補助バーナーの燃料として使用される。その低
い硫黄含有量及び均質量により、これは補助バーナーに好ましい燃料である。他
に可能な燃料は、例えば霧状ビート及び木材チップであり、更に如何なる燃料も
使用可能であり、それは適当な手段によりバーナーへ輸送できる。
燃料は、実施例に述べたような湾曲アダプターを用いて補助バーナーへ供給でき
るので、燃料はバーナーの中心軸の回りの渦動へ、または代替的に、バーナーの
軸と並行な直線運動へ強制される。
プラズマトーチ1はDCまたはACにより駆動でき、プラズマ形成ガスは例えば
窒素、−酸化炭素、圧縮空気等の如何なる適切なガスを使用できる。一方、酸化
窒素の減少は、後者の燃焼段階において、窒素の酸素を解離させる1原子基を形
成するようなプラズマ形成ガスの使用を命する。この種のガスは例えば窒素であ
る。プラズマトーチ1は一定のエネルギー出力で駆動できる一方、プラズマトー
チ1は、PCバーナーの調整及び制御可能性における一層の改良を許す制御可能
なパワーを有する。プラズマトーチ1のエネルギー出力は、バーナーの出力能力
に応じて設計されている。プラズマトーチ1に対する入力パワーは典型的には5
0・・・500KWの範囲である。
国際調査報告
″M′□2灯/F!90100012
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.固体燃料燃焼ボイラーを始動させ、且つ燃料の燃焼工程を保証する方法であ って、ボイラーの主燃料が点火され、且つその燃焼が補助燃料トーチ火炎により 保証され、補助燃料を主燃料として使用されるものと同じにできるものにおいて 、 プラズマトーチ(1)の前方を燃焼するトーチ1の(1)の火炎における空気欠 乏気化領域へ向かうのが、送られた補助燃料とされ、この補助燃料がそこで気化 して部分的に燃焼することにより、更なる補助燃料を気化させるように補助燃料 のエネルギーを燃焼させ、補助燃料の気化率を、補助燃料及び少なくとも一つの 段階への空気供給により制御し、補助燃料の気化、部分的な燃焼及び空気欠乏混 合物が、混合物への空気供給により点火され、 主燃料を点火させるように、補助燃料流を主燃料流へ加えることを特徴とする方 法。 2.プラズマ形成ガスが例えば窒素であって、これは、プラズマ火炎に基を形成 でき、この基は燃焼工程の後続の段階において成長した酸化窒素を除去できるこ とを特徴とする請求項1記載の方法。 3.気化領域の温度が局所的に3500℃以上、好ましくは4000℃以上であ ることを特徴とする請求項1記載の方法。 4.補助燃料がダクトを介してプラズマトーチ1の(1)の前方へ送られること により、補助燃料が点火されて部分的に気化されると共に、部分的に気化した補 助燃料が更にノズル12を通って主バーナー(6)の燃料流に入ることを特徴と する請求項1記載の方法。 5.少なくとも二つの異なる段階において、熱補助燃料へ空気が入ることにより 、補助燃料が段階的に気化及び燃焼されることを特徴とする請求項1記載の方法 。 6.主燃料流の中心軸の回りに補助燃料が渦をなすように、補助燃料が主燃料流 に加えられることを特徴とする請求項1記載の方法。 7.主燃料流の中心軸の方向のみに補助燃料が進むように、補助燃料が主燃料流 に加えられることを特徴とする請求項1記載の方法。 8.固体燃料燃焼ボイラーを始動させ、且つ燃料の燃焼工程を保証する装置であ って、プラズマトーチ(1)と主バーナー(6)とを備えたものにおいて、 補助燃料をプラズマ火炎に供給し、更に主燃料流に供給するように、主バーナー (6)の中心軸に基本的に同軸にされたボディチューブ(13)と、 補助燃料流を主燃料流に供給するように、ボディチューブ(13)のボイラー側 端部に適合されたノズル(12)と、プラズマトーチ(1)とボディチューブ( 13)との間の空間におけるプラズマ火炎に補助燃料を供給するように、プラズ マトーチ(1)と同軸に並べられたボディチューブ(13)との間に適合された スペースと、 補助燃料流の気化率を制御するよううに、補助燃料流へ空気を供給する少なくと も一つの空気供給アダプター(10)と、空気欠乏補助燃料流の最終的な点火を 達成するように、空気欠乏補助燃料流へ第2の空気を供給する空気供給アダプタ ー(8)とを備えたことを特徴とする装置。 9.補助バーナー(5)のボディを部分的または全体的に被包するように適合さ れた補助燃料の供給アダプター(2)を備えたことを特徴とする請求項8記載の 装置。 10.補助バーナー(5)のボディに同軸に適合された補助燃料の供給アダプタ ー(2)を備えることを特徴とする請求項8記載の装置。 11.補助バーナー(5)のボディチューブ(13)が、保護シース(16)内 の主バーナー(6)の壁を通って主バーナー(6)の空間へ入るように配置され たことを特徴とする請求項8記載の装置。 12.気化した補助燃料をノズル(12)へ供給する供給チューブ(14)を備 えたことを特徴とする請求項8記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI890220A FI85910C (fi) | 1989-01-16 | 1989-01-16 | Foerfarande och anordning foer att starta pannan i ett kraftverk som utnyttjar fast braensle samt foer att saekerstaella foerbraenningen av braenslet. |
| FI890220 | 1989-01-16 | ||
| PCT/FI1990/000012 WO1990008289A1 (en) | 1989-01-16 | 1990-01-12 | Method and apparatus for starting the boiler of a solid-fuel fired power plant and ensuring the burning process of the fuel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04502806A true JPH04502806A (ja) | 1992-05-21 |
| JPH0781691B2 JPH0781691B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=8527733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2501745A Expired - Lifetime JPH0781691B2 (ja) | 1989-01-16 | 1990-01-12 | 固体燃料燃焼パワープラントのボイラーを始動し、且つ燃料の燃焼工程を保証する方法及び装置 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5156100A (ja) |
| EP (1) | EP0453461A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0781691B2 (ja) |
| CN (1) | CN1024043C (ja) |
| AU (1) | AU4829790A (ja) |
| CA (1) | CA2045541A1 (ja) |
| CZ (1) | CZ280052B6 (ja) |
| DD (1) | DD291611A5 (ja) |
| FI (1) | FI85910C (ja) |
| HU (1) | HUT61392A (ja) |
| PL (1) | PL162390B1 (ja) |
| WO (1) | WO1990008289A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010533833A (ja) * | 2007-07-19 | 2010-10-28 | ヤンタイ・ロンヤン・パワー・テクノロジー・カンパニー・リミテッド | プラズマ点火バーナー |
| JP2011513694A (ja) * | 2008-03-14 | 2011-04-28 | 煙台竜源電力技術股▲ふん▼有限公司 | 内部燃焼型バーナーを用いた微粉炭ボイラーの窒素酸化物を減少させるための方法 |
| JP2012112549A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Ihi Corp | 微粉炭バーナ |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5762007A (en) * | 1996-12-23 | 1998-06-09 | Vatsky; Joel | Fuel injector for use in a furnace |
| GR1003297B (el) * | 1998-12-30 | 2000-01-18 | Efremovich Messerle Vladimir | Μια συσκευη εναυσεως ενος λεβητα τροφοδοτουμενου με κονιοποιημενο ανθρακα χωρις χρησιμοποιηση πετρελαιου |
| JP3934554B2 (ja) * | 2001-02-27 | 2007-06-20 | ヤン タイ ロン ユアン ディアンリ チースー ユーシャ コンスー | コンバインド型陰極および該陰極を使用したプラズマ点火装置 |
| WO2005103568A1 (en) * | 2004-04-26 | 2005-11-03 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Device for plasma igniting and stabilising a coal-dust flame |
| KR100726686B1 (ko) * | 2005-09-16 | 2007-06-13 | 최상규 | 미분탄용 버너 |
| DE102006030079B4 (de) * | 2006-06-28 | 2009-01-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Inbetriebnahme von Flugstrom-Vergasungsreaktoren hoher Leistung mit Kombinationsbrenner und Mehrbrenneranordnung |
| UA78474C2 (en) * | 2006-08-17 | 2007-03-15 | Private Entpr Radical Plus | Method for intensification of solid fuel burning |
| RU2336465C2 (ru) * | 2006-10-04 | 2008-10-20 | Валентин Сергеевич Перегудов | Способ плазменно-угольной растопки котла |
| US20090084346A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | General Electric Company | Gas flow injector and method of injecting gas into a combustion system |
| RU2377467C2 (ru) * | 2007-12-26 | 2009-12-27 | Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской Академии наук | Способ снижения выбросов оксидов азота на основе плазменной стабилизации горения пылеугольного потока и устройство для его реализации |
| CN101846315B (zh) * | 2009-03-24 | 2012-07-04 | 烟台龙源电力技术股份有限公司 | 煤粉浓缩装置和包含该煤粉浓缩装置的内燃式煤粉燃烧器 |
| CN102537969B (zh) * | 2010-12-30 | 2014-12-10 | 烟台龙源电力技术股份有限公司 | 等离子体燃气复合点火的方法和煤粉燃烧器 |
| CN102537996B (zh) * | 2010-12-30 | 2015-06-10 | 烟台龙源电力技术股份有限公司 | 燃油气化装置和方法、煤粉复合点火方法和煤粉燃烧器 |
| DE102011056655B4 (de) | 2011-12-20 | 2013-10-31 | Alstom Technology Ltd. | Brenner zum Verbrennen eines staubförmigen Brennstoffes für einen Kessel mit Plasmazündbrenner |
| CN102721050A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-10 | 曲大伟 | 无烟煤窑炉等离子点火烘窑装置 |
| EP2728254A1 (en) | 2012-11-02 | 2014-05-07 | Hans-Bernd Rombrecht | Ignition and stabilisation burner for particulate fuels |
| CN102927567A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-02-13 | 曲大伟 | 内含式射流煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置 |
| CN103017160B (zh) * | 2013-01-15 | 2016-05-04 | 烟台龙源电力技术股份有限公司 | 一种纯氧助燃的点火燃烧器 |
| RU2543648C1 (ru) * | 2014-01-10 | 2015-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Плазменная пылеугольная горелка |
| CN103900106B (zh) * | 2014-03-11 | 2015-08-12 | 哈尔滨工程大学 | 一种等离子体催化气态燃料的双燃料喷嘴 |
| RU2557967C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-07-27 | Геннадий Саитянович Туктакиев | Способ сжигания пылевидного топлива |
| RU2557969C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-07-27 | Геннадий Саитянович Туктакиев | Устройство для сжигания пылевидного топлива |
| RU2559658C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-08-10 | Геннадий Саитянович Туктакиев | Устройство для сжигания пылевидного топлива |
| PL3130851T3 (pl) | 2015-08-13 | 2021-08-02 | General Electric Technology Gmbh | Instalacja i sposób zapewnienia spalania w kotle |
| RU2631959C1 (ru) * | 2016-08-23 | 2017-09-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Способ сжигания угля, подвергнутого механической и плазменной обработке |
| US10711994B2 (en) | 2017-01-19 | 2020-07-14 | General Electric Technology Gmbh | System, method and apparatus for solid fuel ignition |
| CN110043920B (zh) * | 2019-04-03 | 2020-08-18 | 大唐东营发电有限公司 | 一种用于锅炉点火和助燃的装置 |
| US12429215B2 (en) * | 2020-07-01 | 2025-09-30 | Messer Industries Usa, Inc. | Burner with a moveable air flow diverter |
| RU2766193C1 (ru) * | 2020-10-26 | 2022-02-09 | Сергей Николаевич Кучанов | Способ ступенчатого сжигания пылеугольного топлива и устройство для реализации способа |
| CN116658911A (zh) * | 2022-02-18 | 2023-08-29 | 贵州智慧能源科技有限公司 | 分级火炬燃烧系统 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4221174A (en) * | 1978-05-16 | 1980-09-09 | Combustion Engineering, Inc. | Direct ignition of a fluctuating fuel stream |
| US4279206A (en) * | 1979-07-10 | 1981-07-21 | Pitts Charles D | Coal burning system |
| US4241673A (en) * | 1979-11-05 | 1980-12-30 | Combustion Engineering, Inc. | Direct ignition of pulverized coal |
| DE3107649A1 (de) * | 1981-02-27 | 1982-11-11 | Steag Ag, 4300 Essen | Verfahren zum mindestens zweistufigen zuenden einer brennstaubleistungsbrennerflamme und brennsystem zur durchfuehrung des verfahrens |
| JPS60194211A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-02 | Hitachi Ltd | ア−ク式点火ト−チを備えた微粉炭バ−ナ |
| SE453751B (sv) * | 1984-06-14 | 1988-02-29 | Skf Steel Eng Ab | Sett och anordning for partiell forbrenning och forgasning av kolhaltigt brensle |
| JPS6387508A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-18 | Babcock Hitachi Kk | 微粉炭点火バ−ナ装置 |
| AU598147B2 (en) * | 1987-08-13 | 1990-06-14 | Connell Wagner Pty Ltd | Pulverised fuel burner |
-
1989
- 1989-01-16 FI FI890220A patent/FI85910C/fi not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-01-12 WO PCT/FI1990/000012 patent/WO1990008289A1/en not_active Ceased
- 1990-01-12 CA CA002045541A patent/CA2045541A1/en not_active Abandoned
- 1990-01-12 HU HU90942A patent/HUT61392A/hu unknown
- 1990-01-12 JP JP2501745A patent/JPH0781691B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-01-12 US US07/720,478 patent/US5156100A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-01-12 AU AU48297/90A patent/AU4829790A/en not_active Abandoned
- 1990-01-12 EP EP90901589A patent/EP0453461A1/en not_active Withdrawn
- 1990-01-15 CZ CS90195A patent/CZ280052B6/cs unknown
- 1990-01-15 DD DD90337105A patent/DD291611A5/de not_active IP Right Cessation
- 1990-01-16 PL PL28331290A patent/PL162390B1/pl unknown
- 1990-01-16 CN CN90100895A patent/CN1024043C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010533833A (ja) * | 2007-07-19 | 2010-10-28 | ヤンタイ・ロンヤン・パワー・テクノロジー・カンパニー・リミテッド | プラズマ点火バーナー |
| JP2011513694A (ja) * | 2008-03-14 | 2011-04-28 | 煙台竜源電力技術股▲ふん▼有限公司 | 内部燃焼型バーナーを用いた微粉炭ボイラーの窒素酸化物を減少させるための方法 |
| JP2012112549A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Ihi Corp | 微粉炭バーナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5156100A (en) | 1992-10-20 |
| FI85910B (fi) | 1992-02-28 |
| CZ280052B6 (cs) | 1995-10-18 |
| HUT61392A (en) | 1992-12-28 |
| WO1990008289A1 (en) | 1990-07-26 |
| FI890220L (fi) | 1990-07-17 |
| FI890220A0 (fi) | 1989-01-16 |
| PL162390B1 (pl) | 1993-10-30 |
| FI85910C (fi) | 1992-06-10 |
| AU4829790A (en) | 1990-08-13 |
| CA2045541A1 (en) | 1990-07-17 |
| JPH0781691B2 (ja) | 1995-09-06 |
| DD291611A5 (de) | 1991-07-04 |
| EP0453461A1 (en) | 1991-10-30 |
| HU900942D0 (en) | 1991-11-28 |
| CN1044328A (zh) | 1990-08-01 |
| CN1024043C (zh) | 1994-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH04502806A (ja) | 固体燃料燃焼パワープラントのボイラーを始動し、且つ燃料の燃焼工程を保証する方法及び装置 | |
| CA1243549A (en) | Coal fired furnace light-off and stabilization using microfine pulverized coal | |
| KR930009919B1 (ko) | 미분탄 연료 버너 | |
| US4241673A (en) | Direct ignition of pulverized coal | |
| CZ280436B6 (cs) | Skupinový soustředný tengenciální spalovací systém | |
| BG64878B1 (bg) | Горелка за твърдо гориво и метод за регулиране нагоренето, осъществявано от горелката за твърдо гориво | |
| KR890001113B1 (ko) | 산화질소 및 산화황 방출 감소법 | |
| CA1071028A (en) | Pulverized coal arc heated igniter system | |
| JPS59170606A (ja) | 石炭−空気混合物の燃焼装置と燃焼方法 | |
| RU2047048C1 (ru) | Устройство для воспламенения пылеугольного топлива | |
| JP2791029B2 (ja) | 微粉炭バーナ | |
| JPH0447204B2 (ja) | ||
| EP0436056B1 (en) | Method and apparatus for partial combustion of coal | |
| US4186669A (en) | Coal burning process | |
| JP2001330211A (ja) | 微粉炭バーナとそれを用いた微粉炭ボイラ及びそのシステム並びに石炭火力発電システム | |
| RU2056589C1 (ru) | Система пылеприготовления | |
| CN100532932C (zh) | 燃烧方法和装置 | |
| JPH08121711A (ja) | 微粉炭燃焼方法および微粉炭燃焼装置および微粉炭バーナ | |
| JP3664951B2 (ja) | 固形燃料用燃焼装置 | |
| JP4148847B2 (ja) | バーナー | |
| JPS581330B2 (ja) | 微粉炭に点火するためのア−ク加熱式点火方法および装置 | |
| RU2339878C2 (ru) | Способ плазменно-угольной безмазутной растопки котла и устройство для его реализации | |
| RU2176360C1 (ru) | Пылесистема | |
| JPS6245689A (ja) | 簡易ガス発生炉 | |
| RU2075691C1 (ru) | Способ газификации или сжигания топлива |