JPH0498012A

JPH0498012A - 石炭焚きボイラ

Info

Publication number: JPH0498012A
Application number: JP21429390A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Fujino; 哲也藤野; Takashi Tsukino; 隆月野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-08-15
Filing date: 1990-08-15
Publication date: 1992-03-30

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］本発明は事業用または産業用に利用される石炭焚きボイ
ラ、特にその燃焼設備に関する。

〔従来の技術〕

石油に替わる豊富な化石燃料として、石炭の利用が活発
になっている。ところが石炭を燃料とするボイラから排
出される排気ガスは、石油、天然ガスなど他の化石燃料
を使用するボイラに比べて、一般にＮＯｘの濃度が高い
。特に近年世界的な規模れており、その低減が社会的に
強く要望されている。

第２図は、上記要望に応えるものとして、石炭を主燃料
とし油を二段燃焼用燃料として用いる従来のボイラの燃
料系統図を示す。この図の石炭焚きボイラ（１）では、
石炭を微粉炭Ｗ　（７）によって微粉に粉砕し、それを
微粉炭管（８）で搬送して主バーナ（３）から火炉（２
）内に投入して燃焼させる。この王バーナ（３）の下流
（上方）にアッパーバーナ（４）を設け、燃料油供給系
統（９）から燃料油ポンプ０■および制御弁（１０を介
して送られてきた燃料油を、このアッパーバーナ（４）
から火炉（２）内に投入する。これによって、王バーナ
（３）周りの王燃焼域上部に還元雰囲気を形成し、主バ
ーナ域で生成されたＮＯｘを分解させる。そして更に、
アッパーバーナ（４）上方に設けられたアディシッナル
エアポート（５）から燃焼の完結に必要な空気を投入す
ることにより、燃料を火炉内で完全燃焼させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記第２図により説明した従来の石炭焚きボイラは、排
ガス中に含まれるＮＯｘを大幅に低減させるために、燃
料油を燃焼域下流に投入して還元雰囲気を形成する、い
わゆる二段燃焼を行なうもので、既に実績もありその効
果は確認されている。

しかしながらこの方法は石炭のほかに燃料油が必要であ
る。

燃料油の代わりに石炭を投入して同様の効果を得ようと
して、燃料油の場合と同しように主バーナ下流に石炭を
そのまま投入しても、石炭の燃焼完了に要する時間が燃
料油に比べて相対的に長いために、石炭の未燃分が著し
く増加してしまう。

本発明は、石炭焚きボイラにおいて、石炭以外の燃料を
使用することなく　ＮＯｘを大幅に低減させることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段］本発明は、前記従来の課題を解決するために、粉砕され
て熱空気により搬送される石炭を粗粒と微細粉とに分離
し、上記粗粒を主バーナから火炉内に投入するとともに
、上記微細粉を上記玉バーナの上方に設けられたアッパ
ーバーナから上記火炉内に投入するようにしたことを特
徴とする石炭焚きボイラを提案するものである。

（作　用］本発明においては、燃焼時間が短い微細な粉炭および石
炭中の揮発分、更に加えて同しく石炭内から痕発しＮＯ
ｘ低減に効果があるＨ２Ｃ（水芸気）が、主バーナの下
流（上方）に投入されるので、未燃分を増加させること
なく、ＮＯｘを低減できる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図に示す。

微粉炭機（７）によって粉砕された微粉炭は、微粉炭管
（８）の中を空気により搬送されてサイクロン０のに送
られる。この微粉炭搬送用空気は、図示しない空気予熱
器で３００〜３５０°Ｃ程度に加熱されている。

したがって、石炭の中に含まれている水分と揮発分は、
微粉炭を搬送している熱空気によって遺発・揮発する。

こうして微粉炭管（８）の中を微粉炭、揮発分、熱空気
、および水痰気が流れる。この混合物はサイクロン０２
）によって２つに分離される。

すなわちサイクロン１１２）内では、前述の混合物をら
せん状に流すことにより、遠心力を利用して微粉炭の中
の粗粒と超微粉とを分離する。

分離された超微粉炭は、揮発分、水原気と熱空気の一部
とともに、超微粉炭管０４によってアッパーバーナ（４
）に搬送される。一方、サイクロン０２）で分離されず
に残った石炭の粗粒は、熱空気および水芸気とともに粗
微粉炭管０３）によって主バーナ（３）に搬送され、そ
こから燃焼用空気（２次空気）（この供給系統は図示さ
れていない）とともに火炉（２）内に投入されて燃焼す
る。

この時、王バーナ（３）の周りの燃焼形態は従来の石炭
焚ボイラにおける燃焼とほぼ同じと考えられる。ここで
発生したＮＯＸは、排ガスの疏れ↓こよってアッパーバ
ーナ（４）付近に達するが、アッパーバーナ（４］から
は、燃料である超微粉炭、揮発分、および水遺気と、超
微粉炭の燃焼完結には不十分な酸素濃度の空気とが投入
されるので、このアッパーバーナ（４）付近は空気比０
．８〜０．９の還元雰囲気となる。さらに、このアッパ
ーバーナ（４）の設置位置を主バーナ（３）から適当な
位置に設定することにより、そのｆ・を近の排ガス温度
をＮＯＸの１元に最適な値にすることがてきる。この２
つの要素、すなわち還元雰囲気と適当な排カス温度とに
より、玉バーナ域で発生したＮＯｘは還元され、大幅に
低減される。

このＮＯｘの低減された排ガスには、まだ燃焼の完了し
ていない石炭が含まれている。そこで、アッパーバーナ
（４）の上方↓こ設けられたアディンヨナルエアポート
（５）から投入される空気により、未燃炭素分を完全燃
焼させる。二の時、残っている未燃炭素分のうち王バー
ナ（３）かろの分は、王バーナ（３）からアディノヨナ
ルエアポート（５）までの間にほぼ燃焼を終えており、
その粒子は十分小さくなっている。また、アッパーバー
ナ（４）から投入された分は、もともおサイクロ７　Ｇ
２）　ｃこよって分離された超微粉と揮発分である。し
たがって、これらの燃焼完結に要する時間は短がい。こ
うして火炉出口（５）近＜では、ＮＯｘ　ｌが十分に低
減しているばかりでなく、石炭の未燃分もまた減少して
いる。

アッパーバーナ（４）から投入する超微粉炭の粒度とし
ては、７０μ（２００〜２３５１１ｅｓｈ）以下が必要
である。

この粒度は従来の微粉炭機（固定式セパレータおよびＭ
Ｒ３付きのどちでもよい）で達成できる。

ただし、微粉炭機を出てくる微粉炭の粒度分布を見ると
、セパレータの型式にもよるが、７０μよりも粗い粒子
が１５〜３０％以上含まれるので、本実施例のように、
アッパーバーナ（４）用の超微粉（殆ど１００％７０μ
以下）をサイクロン０７Ｊ等によって分離する必要があ
る。

ＮＯｘを下げる効果を判断するパラメータとしては、ボ
イラ火炉（２）内各部の空気比（実際の空気量と理論空
気量の比）を用いるとよい。本実施例における各部の目
標空気比は、概路次のとおりである。すなわち、主バー
ナ部で０．８〜０．９、オーバーファイアエア出口で０
．９〜１．０、アッパーバーナ出口で０，８５〜０．９
５、アディショナルエアポート出口で１．１５〜１．２
程度である。これらの目標空気比は、各バーナおよびア
ディショナルエアポートへ供給される空気量を、それぞ
れのダクト内に設置されたダンパの開度を変えることに
より、制御、調整する。また、燃料の投入割合は、（主
バーナ）＝（アッパーバーナ）＝９０％＝ｌＯ％を目標
とする。

〔発明の効果〕

本発明によれば、石炭焚きボイラにおいて石炭以外の燃
Ｆ４（例えば油やガス）を使用することなく、二段燃焼
法によって超低ＮＯｘを達成することができる。したが
って、主燃料である石炭以外の燃料系統を設ける必要が
ないので、燃料系統が簡単ですみ、経済的な超低ＮＯｘ
石炭燃焼システムが実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る石炭焚きボイラの燃料
系統図、第２図は従来の石炭焚きボイラの一例の燃料系
統図である。（１）・・・石炭焚きボイラ、（２）・・・火炉。（３）・・・主バーナ、（４）・・・アッパーバーナ（
５）・・・アディショナルエアポート（６）・・・煙突
、　　　　　　（７）・・・微粉炭機（８）・・・微粉
炭管、（９）・・・燃料油供給系統００）・・燃料油ポ
ンプ（１１）・・制御弁ａり・・・サイクロン０Ｊ・・・粗微粉炭管側・超微粉炭管Ｑ９・・・火炉出口嘉２図

Claims

【特許請求の範囲】

　粉砕されて熱空気により搬送される石炭を粗粒と微細
粉とに分離し、上記粗粒を主バーナから火炉内に投入す
るとともに、上記微細粉を上記主バーナの上方に設けら
れたアッパーバーナから上記火炉内に投入するようにし
たことを特徴とする石炭焚きボイラ。